磁場反轉電路的製作方法

2023-05-30 08:29:41

專利名稱：磁場反轉電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個磁場反轉電路。
這種類型的電路可以用於(比方說)磁光記錄和重放裝置中，以使得磁光軟體的磁表層的磁性進行反轉。
一種公知的磁光軟體就是磁光碟，其中一個磁光層作為一個光發射層的基礎，在磁光層上，信息可以被記錄和消除。現在就來描述信息是怎樣被記錄在磁光碟上的。
一束雷射聚焦在盤上，並將磁光層加熱到它的居裡點附近的溫度。實際上，僅僅將這一表層加熱到接近於平均溫度，即低於居裡溫度，就足夠了。把一個電磁體置於盤的焦點之外，並以一個方向或另一方向磁化由雷射束加熱的區域。由於一旦關掉雷射束，此加熱區域會再次冷卻到平均溫度以下，由電磁體決定的磁性取向就保留住了。也就是說，凝固住了。因此，一個一個的數位就被存入不同磁性取向的磁疇上。例如，一個取向對應邏輯1，另一個取向對應邏輯0。
克爾(Kerr)效應被應用於取消信息上。當一束線偏振光被一個磁化的反射鏡反射後，它的水平面的極性是圍繞著一個可測的角度旋轉的。這個反射光束的平面極性是左旋，還是右旋，取決於反射鏡的磁性的取向。然而，由於盤上的一個一個磁疇就象一個一個磁鏡掃過磁疇的光束的平面極性就將根據掃過的磁疇的磁性取向圍繞著一個可測的角度左旋或右旋。
根據從盤上反射的光束的平面極性的角度，一個讀取裝置可以決定目前的這個數位是1還是0。
一個已知的以一個方向或另一個方向磁化磁光層的方法就是在磁光碟外由類似於一個線圈上的電磁轉換電路提供的。這個線圈必須足夠大，以使得被光讀取裝置復蓋的區域重新磁化，這個取決於記錄和重放裝置類型的區域將是從盤的邊緣延伸到中心的沿徑向或環形分割的區域帶。既然為了區域帶的重新磁化整個區域帶的場強必須達到最小值，線圈的橫截面必須相當的大。因此，它的感應率也就相當高。
線圈的另一個已知的處置手段就是將其固定在光讀取裝置上。例如，線圈可以繞在讀取裝置的物鏡上。由於這種型式的線圈可以在跟蹤電路的控制下與光讀取裝置一起，沿著磁光碟表面上的數據軌跡移動，較小的橫截面，因而也較低的感應率就足以產生同樣的場強最小值，這是因為在需要重新磁化的磁光層中心，將不再是一個徑向或環形分割的帶，而僅僅是幾乎無量綱的雷射點照射的很小的環形區域。
因而，此發明的目的是提供一個包含線圈的電路，以保證磁場的迅速反向。
根據本發明，這個目的可以達到。本發明中，由第一和第二二極體組成的一組線路，和由第三和第四二極體組成的一組線路，以及DC電壓源相互平行地連接，第一和第二二極體的公共端經過一個電感連接到第三和第四二極體的公共端，第二個二極體由第一個轉換開關旁路，第四個二極體由第二個轉換開關旁路，電感的一端經過第三個轉換開關，以及電感的另一端經過第四個可變開關連接到一個電流傳感器的輸入端，它的另一個輸入端連接到第一和第三二極體的公共點，所有二極體對DC電源都處於反向截止狀態，電流傳感器的輸出端連接到一個控制電路，這個控制電路被連接到各轉換開關的控制輸入端。
在圖表1中

圖1-4，顯示了本發明的第一種形式在不同狀態下的情形。
圖5 第二種形式的電路。
圖6 控制轉換開關的控制電路圖。
圖7 是加給轉換開關，以及線圈上的電流和電壓相對於時間的波形圖。
現在就參照圖1～4來描述本發明。
根據圖1，由兩個二極體D1和D2組成的串聯電路，由兩個二極體D3和D4組成的串聯電路，以及一個直流電源U和一個電容C1互相平行地排列。二極體D1和D2的公共點A通過一個線圈L連到二極體D3和D4的公共點B。轉換開關S1旁路於二極體D2，轉換開關S2旁路於二極體D4。二極體D1和D2，以及轉換開關S1和線圈L的公共端A通過一個可調控開關S3與電流傳感器SF的一端連在一起。二極體D3和D4，以及轉換開關S2和線圈L的公共端B通過一個可調控開關S4也與電流傳感器SF的一端連在一起，電流傳感器的另一端與二極體D1，D3和電源U以及電容C1的公共點連在一起。控制電路S的輸出A1～A4分別與轉換開關S1～S4的控制輸入端連在一起，它的輸入E連到電流傳感器SF的輸出端。電流傳感器SF可用來作為一個閾值探測器。為了進一步理解圖1～4沒有示出控制電路S。
為了轉換由線圈L產生的磁場，由控制電路S決定的開關S1～S4的開和關的順序，可以參照圖1～圖4來解釋。
在圖1中，可控開關S1和S4是閉合的，而轉換開關S2和S3是開啟的，因此，電流I從電源U的正極出發，流經電流傳感器SF，可控開關S4，電感線圈C和轉換開關S1，到達直流(DC)電源的負極。一旦這一迅速增加的電流達到一個事先選定的閾值，電流傳感器SF就給控制電路S一個信號，這個電路就使得轉換開關S4開啟，因此，連接點B的電位陡降，直到當初的二極體D4導通。
在圖2所示的狀態下，電流I以同樣的方向流過由線圈L，轉換開關S1和二極體D4組成的迴路。
為了轉換磁場，轉換開關S2和S3處於閉合狀態，而轉換開關S1就將開啟。結合點A的電壓驟開，這樣，電流I就會從直流電源U的正極流經電流傳感器SF，可控開關S3，線圈L和轉換開關S2，到達直流電源U的負極。一旦電流I達到予先選定的閾值，電流傳感器SF就將向控制電路S提供一個信號，控制電路S就會打開轉換開關S2。由於結合點A的電壓迅速下降，二極體D2開始導通。
在圖4所示的狀態下，電流I進一步向前以同樣的方向流過線圈L，二極體D2和轉換開關S2構成的迴路。
為了再次改變磁場的方向，轉換開關S2被開啟，而轉換開關S1和D4閉合。這樣又回到了圖1所示的狀態。
此發明的一個最主要的優點，就是直流電源U的電壓可選擇高到幾百伏，由於電壓高，可實現電流的(因而就是磁場的)迅速轉換。除了高壓以外，本發明的線路布局還僅僅消耗非常少量的能量。這是因為當電流改變方向時，線圈L就將其貯存的能量反饋給並聯的電源U或電容C1。
圖5顯示了根據本發明所設計的第一個實施例。在電路的布局上，它與圖1的區別就在於，二極體D5連在電流傳感器的分支上。這個二極體D5是為了阻止電流以錯誤的方向流過電流傳感器SF。
首先來描述顯示在圖6中的控制轉換開關S1～S4的控制電路的實例，然後再參考圖7的脈衝曲線來解釋。
正象已經提到過的那樣，本發明適用於改變磁光軟體的磁性層的磁性。
在記錄在磁光記錄器上的數據資料輸到移位寄存器SR的數據輸入端，這個寄存器由一個時鐘發生器G來產生時鐘脈衝。可以提取非延遲信號的移位寄存器SR的初始輸入T0與與門U1的初始輸入連在一起，並經過一個初倒相器I1與與門U2的初始輸入連在一起。可以提取非延遲信號的移位寄存器SR的第二個輸入T1與與門U2的第二個輸入連在一起，並經過一個倒相器I2與與門U1的第二個輸入連在一起。與門U1的輸出與倒相器I3的輸入連在一起，並經過一個電容C2與RS觸發器F1的置位輸入端連在一起。與門U2的輸出與一個倒相器I4的輸入連在一起，並經過一個電容C3與RS觸發器F2的置位輸入端連在一起，RS觸發器F1和F2的置位輸入端都經過一個分別由電阻R1和R2二極體D7和D8組成的平行電路連到參考電位上。電流傳感器SF的輸出與RS觸發器F1和F2的復位輸入端連在一起。倒相器I3的輸出可以作為轉換開關S1的控制信號，倒相器I4的輸出可以作為轉換開關S2的控制信號。RS觸發器F1的Q輸出作為轉換開關S3的控制信號，最後，RS觸發器F2的Q輸出作為轉換開關S4的控制信號。
包含電阻R1和電容C2的分立元件用來降低與門U1輸出的脈衝幅度。同樣，包含電阻R2和電容C3的分立元件也是為了降低與門U2輸出的脈衝幅度。如果與門U1和U2的輸出信號由「高」到「低」變化時，二極體D7和D8將阻止下降沿當KS觸發器從電流傳感器SF上接到一個復位脈衝時，由分立元件產生的與門U1和U2的輸出脈衝的降低對於保證RS觸發器F1和F2總是處於「低」的狀態是很必要的。
圖7的脈衝曲線表明了用於移位寄存器、非延遲數據信號DS和由一個時鐘延遲產生的延遲信號TS的時鐘脈衝G。流過線圈L的電流I的方向在數據信號DS的每個沿都將被反向。這樣，在數據信號DS的每一個上升沿上、與門U1都要輸送一個脈衝，經過反相器I3反向，在持續一個脈寬之後，這個脈衝將開啟轉變開關S1。由於同時KS觸發器F1由與門U1的輸出脈衝置位，轉換開關S3將閉合。然而，一旦流過線圈L的電流I的數量達到予置的閾值，RS觸發器將被電流傳感器SF復位，因而轉換開關S3也將打開。
與門U2在數據信號DS的每一個下沿都輸入一個脈衝，這個脈衝經反相器反相，用一個脈寬的時間開啟轉換開關S2。由於SR觸發器F2將被與門U2的輸出脈衝置位，轉換開關S4就將同時閉合。如果通過線圈L的電流值達到予先給定的閾值，電流傳感器SF就對RS觸發器復位，以便重新開啟轉換開關S4。線圈L上的電壓就象數據信號DS的脈衝上升沿一樣增加，而假設數據信號DS的下沿為一個負脈衝。由於線圈L在量和方向上取決於數據信號DS，電流將會改變，在數據信號DS的上沿電流是增加的，這個電流通過線圈L從低閾值迅速地升到高閾值，而在其下沿以同樣的速度從高閾值到低閾值，並具有同樣的數量。通過電流傳感器SF的電流僅僅隨著數據信號DS的大小的改變而改變，而方向保持不變。在數據信號DS的每一個沿，電流迅速地增加到電流傳感器SF即閾值探測器所置的選好的閾值，然後突然降到0。
本發明用於磁光記錄和再現設備具有很多優點，在磁光記錄中已經記錄的資料可以直接複製，然而，在已知的磁光記錄和重放設備中，在記錄新的資料以前，舊的資料首先要抹去。
為了實現這一點，磁光層上的那些將要存入新資料的點由雷射加熱到平均溫度，用這種方法，這些點以一個方向磁化。當程序的所需的條件存在，記錄就開始了，隨後，線圈產生的磁場方向再次反向。
為了記錄新的數據，雷射能量根據要存的容量調在低值與高值之間。如果在擦點之前，就將存入輯輯0，這時雷射就在低能量下操作，以便達不到平均溫度。然而，為了記錄邏輯1，雷射將要記錄的點加熱到平均溫度以便線圈對此點重新磁化。用這種複雜的方法磁光記錄中的資料在新資料要記錄以前，首先被抹掉。
此發明不僅適用於磁光設備，而且也適用於其它磁記錄設備。
權利要求
1.磁場轉換電路，其特點在於由第一和第二二極體(D1、D2)組成的一組電路，由第三和第四二極體(D3、D4)組成的一組電路以及直流電源(U)相互平聯連接；第一和第二二極體(D1、D2)的公共點(A)通過一個線圈1與第三和第四二極體(D3、D4)的公共點(B)連在一起；第一轉換開關(S1)旁路於第二二極體(D2)，第二轉換開關(S7)旁路於第四二極體(D4)；線圈(L)的一端(A)經過第三轉換開關(S3)，另一端(B)經過第四轉換開關(S4)接到電流傳感器(SF)的一個輸入端，它的另一個輸入端與第一和第三二極體(D1、D3)的公共端連在一起；所有二極體(D1、D2、D3、D4)對於直流電源(U)都處於反向截止狀態；電流傳感器(SF)的輸出端與控制電路(S)的輸入端E連在一起，控制電路的輸出端(A1、A2、A3、A4)與轉換換開關(S1、S2、S3、S4)的控制輸入端連在一起。
2.根據權利要求1的電路，其特點在於第一電容C1和直流電壓源(U)並聯連接。
3.根據權利要求1或2的電路，其特點在於，第五二極體(D5)接在電流傳感器(SF)分支的一端，並對於直流電流源處於正向偏置狀態。
4.根據權利要求1、2或3的電路，其特徵在於第一步，第一和第四轉換開關(S1、S4)閉合，而第二和第三轉換開關(S2、S3)開啟;第二步，當通過線圈(L)的電流(I)超過一個予先選定的閾值時，第四轉換開關(S4)就打開;第三步，第一轉換開關(S1)開啟，而第二和第三轉換開關(S2、S3)閉合;第四步，當通過線圈(L)的電流(I)值超過一個予先選定的閾值時，第三轉換開關(S3)開啟;使通過線圈(L)的電流(I)轉換的第五步，第二轉換開關(S2)開啟，而第一和第四轉換開關(S1、S4)閉合。
5.根據權利要求4的電路，其特點在於，為了使通過線圈(L)的電流(I)反覆轉換，在控制電路(S)的控制下，步驟2～5反覆重複。
6.根據權利要求1、2、3、4或5的電路，其特點在於，電流傳感器(SF)作為一個閾值探測器。
7.根據權利要求1、2、3、4、5或6的電路，其特點在於，一個數位訊號(DS)引到一個移位寄存器(SR)的輸入端，這個寄存器由一個時鐘發生器(G)產生時鐘脈衝;移位寄存器(SR)的輸出信號(T0，T1)與電流傳感器(SF)的輸出信號通過邏輯電路的邏輯元件連在一起，邏輯電路的輸出提供了轉換開關(S1、S2、S3、S4)的控制信號。
8.根據權利要求7的電路，其特點在於，移位寄存器(SR)的第一輸出(T0)與第一與門(U1)的第一輸入連在一起，並經過第一反相器(I1)與第二與門的第一輸入連在一起;移位寄存器(SR)的第二輸出(T1)與第二與門(U2)的第二輸入連在一起，並經過第二反相器(I2)與第一與門(U1)的第二輸入連在一起;第一與門(U1)的輸出與第三反相器(I3)的輸入連在一起，並經過第二電容(C2)與第一RS觸發器(F1)的置位輸入端連在一起;第二與門(U3)的輸出連到第四反相器(I4)的輸入，並經過第三電容(C3)與第二RS觸發器(F2)的置位輸入端連在一起，第一RS觸發器(F1)的置位輸入端經過由第一電阻(R1)和第六二極體(D6)組成的平行電路連在參考電位上;第二RS觸發器(F2)的置位輸入端經過由第二電阻(R2)和第七二極體(D7)組成的並聯電路連到參考電位上;電流傳感器(SF)的輸出與第一和第二RS觸發器(F1、F2)的復位輸入端連在一起;第三反相器(I3)的輸出與第一轉換器(S1)的控制輸入聯在一起;第四反相器(I4)的輸出與第二轉換開關(S2)的控制輸入連在一起;第一RS觸發器(F1)的Q輸出與第三轉換開關(S3)的控制輸入連在一起，第二RS觸發器(F2)的Q輸出與第四轉換開關(S4)的控制輸入連在一起。
全文摘要
本發明為磁場反轉電路，其中為了實現磁場迅速和安全的轉換，由第一和第二二極體組成的串聯電路，由第三和第四二極體組成的串聯電路，以及直流電源U互相併聯。第一和第二二極體的公共點經過一個線圈與第三和第四二極體的公共點連在一起。第一轉換開關旁路於第二二極體，第二轉換開關旁路於第四二極體。線圈(L)的一端經過第三轉換開關，連到一個電流傳感器的輸入端。
文檔編號G11B11/10GK1054684SQ9010112
公開日1991年9月18日 申請日期1990年3月3日 優先權日1989年3月4日
發明者弗裡德赫爾姆·楚克 申請人:德國湯姆森-勃蘭特有限公司