nedoPC.org

Community of electronics hobbyists established in 2002

...
Atom Feed | View unanswered posts | View active topics It is currently 22 Oct 2018 18:29



Reply to topic  [ 36 posts ]  Go to page Previous  1, 2, 3
МЭВМ "Сетунь" цифровые элементы на ферритах 
Author Message
Novelist
User avatar

Joined: 04 Jan 2016 10:15
Posts: 39
Location: Russia, S.- Peterburg
Reply with quote
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ НАМАГНИЧЕННОСТИ
( Лабораторная №6 )

Немного о себе. Моя специальность инженер-электроник. Нас учили создавать медицинские приборы и приборы по контролю окружающей среды. Скачал всю доступную информацию из интернета по истории создания троичного компьютера "Сетунь" и, перечитывая многократно описание ферритовых цифровых элементах, был потрясён от инженерного решения! Инженеры-электроники смогли тщательно исследовать и довести до промышленного применения выкоскоростной магнитный усилитель (ферритовые кольца с обмотками).

Собрав макет из кольца и подав тестовые импульсы тока ( -i,-i,i,i,-i ) на осциллограмме синий график, я понял что не всё так просто. Сигнал помехи значительный. Он мешает выделять полезный сигнал. Значит ещё предстоит понять как уменьшить помеху. Сейчас у меня w1=6 витков. На жёлтом графике видны треугольные U сигн., которые можно отличить от помехи по ширине импульса.

Из работы [1] требование к цифровым элементам следующее: U полез. должно быть больше U пом. в 3 раза.

Цитата из книги [1]

"...
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ РЕГИСТРА

Ферритовые сердечники используются в качестве сердечников трансформаторов и служат для хранения двух дискретных значений информации 1 и 0, диоды — в качестве вентилей в цепях связи
между ними.

Сердечник может находиться в одном из двух устойчивых состояний, соответствующих положительной ( + Вг) или отрицательной (—Вг) остаточной индукции до тех пор, пока внешняя намагничивающая
сила не переведет его в другое состояние.

Импульсы напряжения, возникающие при переключении сердечника по полному циклу dB, принято называть импульсами полезного сигнал Uсигн.; импульсы от переключения сердечника по частному циклу dB' — импульсами помехи Uпом. Соотношение между импульсами сиг-
нала и помехи зависит от коэффициента прямоугольности петли гистерезиса сердечника и времени его перемагничивания.

ПРОВЕРКА КОМПЛЕКТУЮЩИХ ДЕТАЛЕЙ И ЯЧЕЕК

В качестве сердечников в трансформаторах ячеек применяются ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) марки М-0, 25ВТ-1, имеющие форму колец с размерами 4X2, 5х 1,5 мм.

Известно, что ферриты с ППГ имеют сравнительно большой разброс таких параметров, как величина сигнала при перемагничивании по полному циклу, время перемагничивания, ширина петли гистерезиса, коэффициент прямоугольности и т. д., при этом с изменением
температуры эти параметры изменяются [Л. 10].

Техническими условиями на ферритовые сердечники М-0,25ВТ предуматривается проверка параметров и разбиение их на две группы по величине сигнала при перемагничивании. На рис. 14,а приведена программа перемагничивающих импульсов, подаваемых на ферритовый
сердечник, и импульсы сигналов, индуктируемых на его обмотке (рис. 14,6). Время нарастания и спада импульсов не превышает 0,2 мксек.
..."

1. Дейнеко В. Н., Макурин П. С., Чернобай В. В., Феррит-диодные трехтактные элементы автоматики и вычислительной техникию. /Библиотека по автоматике, вып. 185. //[Текст] .- Москва-Ленинград .- изд. Энергия .- 1966 г. - 96 стр. - и илюст .- цена 24 коп.


Attachments:
0513214600_test_pulses.png
0513214600_test_pulses.png [ 5.83 KiB | Viewed 499 times ]
Lab_#6.png
Lab_#6.png [ 10.78 KiB | Viewed 499 times ]
Fig1.png
Fig1.png [ 25.88 KiB | Viewed 499 times ]

_________________
"Где просто, там ангелов со сто, а где мудрено, там ни одного" (С)
13 May 2018 14:44
Profile WWW
Novelist
User avatar

Joined: 04 Jan 2016 10:15
Posts: 39
Location: Russia, S.- Peterburg
Reply with quote
ФЕРРИТ-ДИОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
( Лабораторная №7 )

Важно знать происхождение идеи и источник технологии.
Н.П. Брусенцов усовершенствовал феррит-диодный элемент из лаборатории Л.И. Гутенмахера.

Цитата [1]:

"...
История «Сетуни» совершенно замечательна, правда, она не самая счастливая. Но я не буду здесь ее пересказывать, подробнее о ней – в книге Малиновского.

Подведу итог разработкам ЛЭМ того времени. Гутенмахером и его сотрудниками в эти годы были выдвинуты три оригинальные технические идеи:

• модификация МОЗУ (которая в ЛЭМ называлась «система Z», а Бардиж называет ее 2D);
• ДЕЗУ – постоянная память, о ней ниже;
• магнитые (феррит-диодные) элементы.

Все эти идеи требовали серьезной инженерной проработки и, видимо, в ЛЭМ это не всегда получалось.

Как пишет Бардиж [4], МОЗУ для БЭСМ делали по идее Гутенмахера, но довели его до практического использования в лебедевской Лаборатории No 1.

ДЕЗУ не удалось довести до рабочего состояния.

Феррит-диодные элементы работали, по крайней мере вначале, не очень надежно. И создаваемые на них в ЛЭМ машины ЛЭМ-1 и ЛЭМ-2 так и не удалось по-настоящему отладить.

Брусенцов усовершенствовал эти элементы и на них была сделана «Сетунь», удивительно надежная и уникальная по своей конструкции машина. Но если бы не было гутенмахеровских элементов, нечего было бы усовершенствовать.
..."

НАСТРОЙКА МАГНИТНОГО УСИЛИТЕЛЯ
( Лабораторная №7 )

Цель:
1) Исследовать напряжение U пом. при переключение магнитного поля
2) Исследовать форму импульсов тока i имп.
3) Поиск способа уменьшения напряжения помехи.

Сегодня решил проверить как переключается магнитное поле в ферритовом сердечнике в случаи подачи постоянного управляющего тока.

Намотал w3 = 5 витков провода. Через магазин сопротивлений подключил свинцовый аккумулятор с напряжением 12 В и меняя сопротивление обеспечивал постоянные токи:

I упр = - 0.69 А
I упр = - 0.18 А
I упр = + 0.18 А
I упр = + 0.7 А

На осциллограммах можно наблюдать результат.

Соотношение полезного :
U сиг / U пом = 2

Т.е. уже сейчас можно найти пороговое значение для надёжного выделения момента переключения магнитного поля в ферритовом тороиде. Этот ток направляется на следующий магнитный усилитель через диод.

В троичном компьютере "Сетунь" пороговое значение выбрано равное
U пор = - 3,5 В. Однако для кольца М0.16ВТ-8 с 6 витками напряжение сигнала напряжения равен 6 В, а помехи равен 3 В. Оптимальный порог для Образца №5 магнитного усилителя равен 4 В.

В книге "Феррит-диодные трехтактные элементы автоматики и вычислительной техники" предлагается выбрать оптимальное значение Ампер-витков.

В нашем случае необходимо уменьшить количество витков.

Далее форма тока импульсов считывания. Сигнал помехи можно уменьшить, если формировать не прямоугольные токовые импульсы, а трапецивидной формой, с плавными фронтами. Кстати, в схемах генераторов импульсов на выходе применяются специальные методы сглаживания фронтов. Это необходимо проверить в следующих опытах.

ВЫВОД

* На осциллограмме хорошо видно, что можно построить надёжный быстродействующий магнитный усилитель в качестве цифрового элемента при подборе количества витков на выбранном тороиде с типом марки феррита М0.16ВТ-8 К7х4х2

* Для уменьшения помехи необходимо использовать генератор тока с плавными фронтами.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ССЫЛКИ:
1. В. Б. Борщев, Лаборатория электромоделирования ВИНИТИ: 1958-1959 гг. / Научно-техническая информация. Серия 2. Информационные процессы и системы. 60 лет Всероссийскому институту научной и технической информации Российской Академии Наук.
//[Текст] .- Москва .- 2012 .- №11 .- стр. 10

2. Брусенцов Н.П., Маслов С.П., Розин В.П., Тишулина A.M. Малая цифровая вычислительная машина "Сетунь". // [Текст] .- Москва.- Изд-во МГУ.- 1965. - 136 стр. - с прил. - чертеж. - тираж 5000 экз. - цена 50 коп.


Attachments:
0514221017_i_u_0_18.png
0514221017_i_u_0_18.png [ 6.15 KiB | Viewed 476 times ]
0514220757_pulses_i_c_0.png
0514220757_pulses_i_c_0.png [ 5.95 KiB | Viewed 476 times ]
magac_mini.png
magac_mini.png [ 40.19 KiB | Viewed 476 times ]

_________________
"Где просто, там ангелов со сто, а где мудрено, там ни одного" (С)
14 May 2018 14:49
Profile WWW
Novelist
User avatar

Joined: 04 Jan 2016 10:15
Posts: 39
Location: Russia, S.- Peterburg
Reply with quote
ИДЕАЛЬНЫЙ ИМПУЛЬС ТОКА
(Лабораторная №8)

Задача лабораторной подобрать количество витков с целью уменьшить количество витков w1 и добиться оптимального напряжения импульсов на выходе обмотки w2.

Импульсы напряжения подаются на катод диода Д9Д. К аноду подключён резистор R2=50 Ом. К другому концу подключено напряжение смещение Uсм = 3,3 В.

РЕЗУЛЬТАТ:

Восхитительный импульс тока!

При переключении намагниченности ферритового кольца с прямоугольной петлёй гистерезиса формируется импульсный ток около 200 мА.


ПЛАНЫ:

Собрать цифровую схему троичного счетчика импульсов.

---------------
Ссылки:

1. Фотография "Лабораторная №7" исследование магнитного усилителя.
2. Осциллограмма Импульсы напряжения питающего импульса (R1=5 Ом), импульс напряжения на w2=6 витков R2=50 Ом.
3. Фотография 1958, г. Москва "Сетунь. Двор школы №589" - http://oldmos.ru/old/photo/view/41611


Attachments:
800_f9d43e1c5c9786419372251d507e9fcc(mini).jpg
800_f9d43e1c5c9786419372251d507e9fcc(mini).jpg [ 14.02 KiB | Viewed 456 times ]
IMG_4729_mini.JPG
IMG_4729_mini.JPG [ 57.95 KiB | Viewed 456 times ]
0515214549_r_50_Om.png
0515214549_r_50_Om.png [ 5.8 KiB | Viewed 456 times ]

_________________
"Где просто, там ангелов со сто, а где мудрено, там ни одного" (С)
15 May 2018 13:38
Profile WWW
Novelist
User avatar

Joined: 04 Jan 2016 10:15
Posts: 39
Location: Russia, S.- Peterburg
Reply with quote
ЦИФРОВАЯ ЯЧЕЙКА С ТРАНЗИСТОРНЫМ ВЫХОДОМ
(Лабораторная №9)

Для регистрации тритов, импульсов токов с ферритового тороида, необходимо подключить светоизлучающий элемент.

В 1958 году были доступны газорязрядные лампы - неоновые лампы. Можно изготовить ячейку с импульсным высоковольтным трансформатором. и на выход подключить неоновую лампу.

В 2018 году используем полупроводниковый элемент - светодиод.

Первый вариант схемы индикации импульсов - это заменить диод Д9Д на светодиод, например АЛ307 красного свечения.

Второй вариант - это использовать решение авторов троичного компьютера "Сетунь" - ячейку с транзисторным выходом "Тип №71". Это вариант позволяет обеспечить больший ток через светодиод.

Цитата из книги о МЦВМ "Сетунь" :
"...
Особо следует сказать о ячейки с транзисторным выходом типа "71", предназначенной для возбуждения соединенных последовательно обмоток запрета нескольких усилителей в тех случаях, когда при отсутствии запрета возможно срабатывание хотя бы двух из этих усилителей одновременно. Ячейка рассчитана на подключение к её выходу последовательного соединения обмоток запрета не более восьми одновременно срабатывающих усилителей.
..."

РЕЗУЛЬТАТ:
Светодиодом успешно фиксируются выходные импульсы тока с высокоскоростного магнитного усилителя.

Ссылки:

1. Цифровой элемент "Тип №71".
2. Осциллограмма импульсов питающих иоков разнойполярности (синяя линия). Напряжение импульса напряжения на резисторе R=50 ом (желтая линия).


Attachments:
Тип элемента 71.png
Тип элемента 71.png [ 46.08 KiB | Viewed 437 times ]
0516223343_NPN_and_LED.png
0516223343_NPN_and_LED.png [ 5.69 KiB | Viewed 437 times ]

_________________
"Где просто, там ангелов со сто, а где мудрено, там ни одного" (С)
16 May 2018 14:23
Profile WWW
Novelist
User avatar

Joined: 04 Jan 2016 10:15
Posts: 39
Location: Russia, S.- Peterburg
Reply with quote
ГЕНЕРАТОР СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ ТОКОВ
(Лабораторная №10)

При построении логических элементов троичный цифровых устройств необходим генератор импульсов.

Генератор импульсов тока реализуется на одном ферритовом тороиде. Фазы питающих токов Ф1 и Ф2 необходимо подать на питающие обмотки w1, w2 так, чтобы токи формировались разным знаком. Такое подключение позволяет на каждом импульсе перемагничивать ферритовое кольцо.

Диод, который подключен анодом к выходной обмотке w3, формирует положительный импульс или синфазно питающего тока Ф1, или питающего тока Ф2 в зависимости к какому концу выходной обмотке соединен.

РЕЗУЛЬТАТ:

1) На осциллограмме №1 показаны питающий ток Ф1 и выходные импульсы тока.
2) на осциллограмме №2 показаны выходные токи с двух ферритовых тороидов синфазны Ф1 и Ф2 питающих токов.


Attachments:
fig8_b.png
fig8_b.png [ 26.76 KiB | Viewed 378 times ]
0521223307_p1_p2_#3.png
0521223307_p1_p2_#3.png [ 5.8 KiB | Viewed 378 times ]
0521223307_p2_#2.png
0521223307_p2_#2.png [ 6.32 KiB | Viewed 378 times ]

_________________
"Где просто, там ангелов со сто, а где мудрено, там ни одного" (С)
21 May 2018 15:06
Profile WWW
Novelist
User avatar

Joined: 04 Jan 2016 10:15
Posts: 39
Location: Russia, S.- Peterburg
Reply with quote
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ТРОИЧНОГО КОМПЬЮТЕРА
(Лабораторная №11)

В предыдущих лабораторных работах необходимо было использовать пороговое напряжение от батареи 3.3 В.

В троичном компьютере использовали красивую, оригинальную схему формирования токов фазы №1, фазы №2 и напряжения пороговое на обычных диодах!

Попытался заменить лампу на современные полевые транзисторы. Однако фронты, качество импульсов меня совершенно не устроило.

Принял решение повторить схему питания ферритовых цифровых элементов МВЦМ "Сетунь" [1], которую авторы любезно опубликовали на стр. 128, рис. 39 "Схема питания каналов".

Даже визуально можно почувствовать симметрию, простоту и красоту решения. Это талантливо!

Подключил осциллограф и зафиксировал выходные импульсы токов с цифрового ферритового элемента "1", который формирует импульс тока непрерывно в такт фазы.

ИЗОБРАЖЕНИЯ:
1. "Схема питания каналов троичного компьютера "Сетунь"
2. Осциллограмма импульсов на выходе обмотки ферритового кольца с резистором нагрузки 5 Ом.
3. Осциллограмма импульсов при переключении магнитного поля в ферритовом тороиде.

ССЫЛКИ:
1. Брусенцов Н.П., Маслов С.П., Розин В.П., Тишулина A.M. Малая цифровая вычислительная машина "Сетунь". // [Текст] .- Москва.- Изд-во МГУ.- 1965. - 136 стр. - с прил. - чертеж. - тираж 5000 экз. - цена 50 коп.


Attachments:
File comment: Схема формирование импульсов питания цифровых ячеек
Импульсный источник питания mini.png
Импульсный источник питания mini.png [ 43.84 KiB | Viewed 297 times ]
File comment: Схема питания каналов троичного компьютера "Сетунь"
источник питания Сетунь.jpg
источник питания Сетунь.jpg [ 190.07 KiB | Viewed 297 times ]
File comment: Осциллограмма выходных импульсов
IMG_4891_mini.JPG
IMG_4891_mini.JPG [ 51.45 KiB | Viewed 297 times ]

_________________
"Где просто, там ангелов со сто, а где мудрено, там ни одного" (С)
05 Jun 2018 12:19
Profile WWW
Display posts from previous:  Sort by  
Reply to topic   [ 36 posts ]  Go to page Previous  1, 2, 3

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software.