CN1054684A - 磁场反转电路 - Google Patents

Abstract

本发明为磁场反转电路，其中为了实现磁场迅速 和安全的转换，由第一和第二二极管组成的串联电 路，由第三和第四二极管组成的串联电路，以及直流 电源U互相并联。第一和第二二极管的公共点经过 一个线圈与第三和第四二极管的公共点连在一起。 第一转换开关旁路于第二二极管，第二转换开关旁路 于第四二极管。线圈(L)的一端经过第三转换开关， 连到一个电流传感器的输入端。

Description

本发明涉及一个磁场反转电路。

这种类型的电路可以用于（比方说）磁光记录和重放装置中，以使得磁光软体的磁表层的磁性进行反转。

一种公知的磁光软体就是磁光盘，其中一个磁光层作为一个光发射层的基础，在磁光层上，信息可以被记录和消除。现在就来描述信息是怎样被记录在磁光盘上的。

一束激光聚焦在盘上，并将磁光层加热到它的居里点附近的温度。实际上，仅仅将这一表层加热到接近于平均温度，即低于居里温度，就足够了。把一个电磁体置于盘的焦点之外，并以一个方向或另一方向磁化由激光束加热的区域。由于一旦关掉激光束，此加热区域会再次冷却到平均温度以下，由电磁体决定的磁性取向就保留住了。也就是说，凝固住了。因此，一个一个的数位就被存入不同磁性取向的磁畴上。例如，一个取向对应逻辑1，另一个取向对应逻辑0。

克尔（Kerr）效应被应用于取消信息上。当一束线偏振光被一个磁化的反射镜反射后，它的水平面的极性是围绕着一个可测的角度旋转的。这个反射光束的平面极性是左旋，还是右旋，取决于反射镜的磁性的取向。然而，由于盘上的一个一个磁畴就象一个一个磁镜扫过磁畴的光束的平面极性就将根据扫过的磁畴的磁性取向围绕着一个可测的角度左旋或右旋。

根据从盘上反射的光束的平面极性的角度，一个读取装置可以决定目前的这个数位是1还是0。

一个已知的以一个方向或另一个方向磁化磁光层的方法就是在磁光盘外由类似于一个线圈上的电磁转换电路提供的。这个线圈必须足够大，以使得被光读取装置复盖的区域重新磁化，这个取决于记录和重放装置类型的区域将是从盘的边缘延伸到中心的沿径向或环形分割的区域带。既然为了区域带的重新磁化整个区域带的场强必须达到最小值，线圈的横截面必须相当的大。因此，它的感应率也就相当高。

线圈的另一个已知的处置手段就是将其固定在光读取装置上。例如，线圈可以绕在读取装置的物镜上。由于这种型式的线圈可以在跟踪电路的控制下与光读取装置一起，沿着磁光盘表面上的数据轨迹移动，较小的横截面，因而也较低的感应率就足以产生同样的场强最小值，这是因为在需要重新磁化的磁光层中心，将不再是一个径向或环形分割的带，而仅仅是几乎无量纲的激光点照射的很小的环形区域。

因而，此发明的目的是提供一个包含线圈的电路，以保证磁场的迅速反向。

根据本发明，这个目的可以达到。本发明中，由第一和第二二极管组成的一组线路，和由第三和第四二极管组成的一组线路，以及DC电压源相互平行地连接，第一和第二二极管的公共端经过一个电感连接到第三和第四二极管的公共端，第二个二极管由第一个转换开关旁路，第四个二极管由第二个转换开关旁路，电感的一端经过第三个转换开关，以及电感的另一端经过第四个可变开关连接到一个电流传感器的输入端，它的另一个输入端连接到第一和第三二极管的公共点，所有二极管对DC电源都处于反向截止状态，电流传感器的输出端连接到一个控制电路，这个控制电路被连接到各转换开关的控制输入端。

在图表1中

图1-4，显示了本发明的第一种形式在不同状态下的情形。

图5  第二种形式的电路。

图6  控制转换开关的控制电路图。

图7  是加给转换开关，以及线圈上的电流和电压相对于时间的波形图。

现在就参照图1～4来描述本发明。

根据图1，由两个二极管D1和D2组成的串联电路，由两个二极管D3和D4组成的串联电路，以及一个直流电源U和一个电容C1互相平行地排列。二极管D1和D2的公共点A通过一个线圈L连到二极管D3和D4的公共点B。转换开关S1旁路于二极管D2，转换开关S2旁路于二极管D4。二极管D1和D2，以及转换开关S1和线圈L的公共端A通过一个可调控开关S3与电流传感器SF的一端连在一起。二极管D3和D4，以及转换开关S2和线圈L的公共端B通过一个可调控开关S4也与电流传感器SF的一端连在一起，电流传感器的另一端与二极管D1，D3和电源U以及电容C1的公共点连在一起。控制电路S的输出A1～A4分别与转换开关S1～S4的控制输入端连在一起，它的输入E连到电流传感器SF的输出端。电流传感器SF可用来作为一个阈值探测器。为了进一步理解图1～4没有示出控制电路S。

为了转换由线圈L产生的磁场，由控制电路S决定的开关S1～S4的开和关的顺序，可以参照图1～图4来解释。

在图1中，可控开关S1和S4是闭合的，而转换开关S2和S3是开启的，因此，电流I从电源U的正极出发，流经电流传感器SF，可控开关S4，电感线圈C和转换开关S1，到达直流（DC）电源的负极。一旦这一迅速增加的电流达到一个事先选定的阈值，电流传感器SF就给控制电路S一个信号，这个电路就使得转换开关S4开启，因此，连接点B的电位陡降，直到当初的二极管D4导通。

在图2所示的状态下，电流I以同样的方向流过由线圈L，转换开关S1和二极管D4组成的回路。

为了转换磁场，转换开关S2和S3处于闭合状态，而转换开关S1就将开启。结合点A的电压骤开，这样，电流I就会从直流电源U的正极流经电流传感器SF，可控开关S3，线圈L和转换开关S2，到达直流电源U的负极。一旦电流I达到予先选定的阈值，电流传感器SF就将向控制电路S提供一个信号，控制电路S就会打开转换开关S2。由于结合点A的电压迅速下降，二极管D2开始导通。

在图4所示的状态下，电流I进一步向前以同样的方向流过线圈L，二极管D2和转换开关S2构成的回路。

为了再次改变磁场的方向，转换开关S2被开启，而转换开关S1和D4闭合。这样又回到了图1所示的状态。

此发明的一个最主要的优点，就是直流电源U的电压可选择高到几百伏，由于电压高，可实现电流的（因而就是磁场的）迅速转换。除了高压以外，本发明的线路布局还仅仅消耗非常少量的能量。这是因为当电流改变方向时，线圈L就将其贮存的能量反馈给并联的电源U或电容C1。

图5显示了根据本发明所设计的第一个实施例。在电路的布局上，它与图1的区别就在于，二极管D5连在电流传感器的分支上。这个二极管D5是为了阻止电流以错误的方向流过电流传感器SF。

首先来描述显示在图6中的控制转换开关S1～S4的控制电路的实例，然后再参考图7的脉冲曲线来解释。

正象已经提到过的那样，本发明适用于改变磁光软件的磁性层的磁性。

在记录在磁光记录器上的数据资料输到移位寄存器SR的数据输入端，这个寄存器由一个时钟发生器G来产生时钟脉冲。可以提取非延迟信号的移位寄存器SR的初始输入T0与与门U1的初始输入连在一起，并经过一个初倒相器I1与与门U2的初始输入连在一起。可以提取非延迟信号的移位寄存器SR的第二个输入T1与与门U2的第二个输入连在一起，并经过一个倒相器I2与与门U1的第二个输入连在一起。与门U1的输出与倒相器I3的输入连在一起，并经过一个电容C2与RS触发器F1的置位输入端连在一起。与门U2的输出与一个倒相器I4的输入连在一起，并经过一个电容C3与RS触发器F2的置位输入端连在一起，RS触发器F1和F2的置位输入端都经过一个分别由电阻R1和R2二极管D7和D8组成的平行电路连到参考电位上。电流传感器SF的输出与RS触发器F1和F2的复位输入端连在一起。倒相器I3的输出可以作为转换开关S1的控制信号，倒相器I4的输出可以作为转换开关S2的控制信号。RS触发器F1的Q输出作为转换开关S3的控制信号，最后，RS触发器F2的Q输出作为转换开关S4的控制信号。

包含电阻R1和电容C2的分立元件用来降低与门U1输出的脉冲幅度。同样，包含电阻R2和电容C3的分立元件也是为了降低与门U2输出的脉冲幅度。如果与门U1和U2的输出信号由“高”到“低”变化时，二极管D7和D8将阻止下降沿当KS触发器从电流传感器SF上接到一个复位脉冲时，由分立元件产生的与门U1和U2的输出脉冲的降低对于保证RS触发器F1和F2总是处于“低”的状态是很必要的。

图7的脉冲曲线表明了用于移位寄存器、非延迟数据信号DS和由一个时钟延迟产生的延迟信号TS的时钟脉冲G。流过线圈L的电流I的方向在数据信号DS的每个沿都将被反向。这样，在数据信号DS的每一个上升沿上、与门U1都要输送一个脉冲，经过反相器I3反向，在持续一个脉宽之后，这个脉冲将开启转变开关S1。由于同时KS触发器F1由与门U1的输出脉冲置位，转换开关S3将闭合。然而，一旦流过线圈L的电流I的数量达到予置的阈值，RS触发器将被电流传感器SF复位，因而转换开关S3也将打开。

与门U2在数据信号DS的每一个下沿都输入一个脉冲，这个脉冲经反相器反相，用一个脉宽的时间开启转换开关S2。由于SR触发器F2将被与门U2的输出脉冲置位，转换开关S4就将同时闭合。如果通过线圈L的电流值达到予先给定的阈值，电流传感器SF就对RS触发器复位，以便重新开启转换开关S4。线圈L上的电压就象数据信号DS的脉冲上升沿一样增加，而假设数据信号DS的下沿为一个负脉冲。由于线圈L在量和方向上取决于数据信号DS，电流将会改变，在数据信号DS的上沿电流是增加的，这个电流通过线圈L从低阈值迅速地升到高阈值，而在其下沿以同样的速度从高阈值到低阈值，并具有同样的数量。通过电流传感器SF的电流仅仅随着数据信号DS的大小的改变而改变，而方向保持不变。在数据信号DS的每一个沿，电流迅速地增加到电流传感器SF即阈值探测器所置的选好的阈值，然后突然降到0。

本发明用于磁光记录和再现设备具有很多优点，在磁光记录中已经记录的资料可以直接复制，然而，在已知的磁光记录和重放设备中，在记录新的资料以前，旧的资料首先要抹去。

为了实现这一点，磁光层上的那些将要存入新资料的点由激光加热到平均温度，用这种方法，这些点以一个方向磁化。当程序的所需的条件存在，记录就开始了，随后，线圈产生的磁场方向再次反向。

为了记录新的数据，激光能量根据要存的容量调在低值与高值之间。如果在擦点之前，就将存入辑辑0，这时激光就在低能量下操作，以便达不到平均温度。然而，为了记录逻辑1，激光将要记录的点加热到平均温度以便线圈对此点重新磁化。用这种复杂的方法磁光记录中的资料在新资料要记录以前，首先被抹掉。

此发明不仅适用于磁光设备，而且也适用于其它磁记录设备。

Claims (8)

1、磁场转换电路，其特点在于：由第一和第二二极管(D1、D2)组成的一组电路，由第三和第四二极管(D3、D4)组成的一组电路以及直流电源(U)相互平联连接；第一和第二二极管(D1、D2)的公共点(A)通过一个线圈1与第三和第四二极管(D3、D4)的公共点(B)连在一起；第一转换开关(S1)旁路于第二二极管(D2)，第二转换开关(S7)旁路于第四二极管(D4)；线圈(L)的一端(A)经过第三转换开关(S3)，另一端(B)经过第四转换开关(S4)接到电流传感器(SF)的一个输入端，它的另一个输入端与第一和第三二极管(D1、D3)的公共端连在一起；所有二极管(D1、D2、D3、D4)对于直流电源(U)都处于反向截止状态；电流传感器(SF)的输出端与控制电路(S)的输入端E连在一起，控制电路的输出端(A1、A2、A3、A4)与转换换开关(S1、S2、S3、S4)的控制输入端连在一起。

2、根据权利要求1的电路，其特点在于第一电容C1和直流电压源（U）并联连接。

3、根据权利要求1或2的电路，其特点在于，第五二极管（D5）接在电流传感器（SF）分支的一端，并对于直流电流源处于正向偏置状态。

4、根据权利要求1、2或3的电路，其特征在于：第一步，第一和第四转换开关（S1、S4）闭合，而第二和第三转换开关（S2、S3）开启;第二步，当通过线圈（L）的电流（I）超过一个予先选定的阈值时，第四转换开关（S4）就打开;第三步，第一转换开关（S1）开启，而第二和第三转换开关（S2、S3）闭合;第四步，当通过线圈（L）的电流（I）值超过一个予先选定的阈值时，第三转换开关（S3）开启;使通过线圈（L）的电流（I）转换的第五步，第二转换开关（S2）开启，而第一和第四转换开关（S1、S4）闭合。

5、根据权利要求4的电路，其特点在于，为了使通过线圈（L）的电流（I）反复转换，在控制电路（S）的控制下，步骤2～5反复重复。

6、根据权利要求1、2、3、4或5的电路，其特点在于，电流传感器（SF）作为一个阈值探测器。

7、根据权利要求1、2、3、4、5或6的电路，其特点在于，一个数字信号（DS）引到一个移位寄存器（SR）的输入端，这个寄存器由一个时钟发生器（G）产生时钟脉冲;移位寄存器（SR）的输出信号（T0，T1）与电流传感器（SF）的输出信号通过逻辑电路的逻辑元件连在一起，逻辑电路的输出提供了转换开关（S1、S2、S3、S4）的控制信号。

8、根据权利要求7的电路，其特点在于，移位寄存器（SR）的第一输出（T0）与第一与门（U1）的第一输入连在一起，并经过第一反相器（I1）与第二与门的第一输入连在一起;移位寄存器（SR）的第二输出（T1）与第二与门（U2）的第二输入连在一起，并经过第二反相器（I2）与第一与门（U1）的第二输入连在一起;第一与门（U1）的输出与第三反相器（I3）的输入连在一起，并经过第二电容（C2）与第一RS触发器（F1）的置位输入端连在一起;第二与门（U3）的输出连到第四反相器（I4）的输入，并经过第三电容（C3）与第二RS触发器（F2）的置位输入端连在一起，第一RS触发器（F1）的置位输入端经过由第一电阻（R1）和第六二极管（D6）组成的平行电路连在参考电位上;第二RS触发器（F2）的置位输入端经过由第二电阻（R2）和第七二极管（D7）组成的并联电路连到参考电位上;电流传感器（SF）的输出与第一和第二RS触发器（F1、F2）的复位输入端连在一起;第三反相器（I3）的输出与第一转换器（S1）的控制输入联在一起;第四反相器（I4）的输出与第二转换开关（S2）的控制输入连在一起;第一RS触发器（F1）的Q输出与第三转换开关（S3）的控制输入连在一起，第二RS触发器（F2）的Q输出与第四转换开关（S4）的控制输入连在一起。

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