JPS597153B2 - 磁気バブル駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブルメモリ装置内において回転磁界を発
生する部分に係る。

回転磁界は磁気バブルチップ内でのバブルの伝搬、転送
、拡大等に不可欠である。

この回転磁界を発生するためには、バブルチップに巻線
される２つの直交する、駆動コイルに、１／４周期だけ
位相の異なる周期的なコイル電流を駆動できるバブル駆
動装置が必要になる。

周期的なコイル電流としては正磁波とか三角波がよく知
られている。いずれも一長一短があるが、駆動コイルの
小型化によつて駆動装置の工Ｃ化を図つていこうとする
と共振コンデンサの不要な三角波駆動方式が有利と思わ
れる。ところが、従来の三角波電流を発生する磁気バブ
ル駆動装置では後述するように三角波電流の立上り時間
と立下り時間を揃えることが難しく、磁界軌跡の内接円
半径と外接円半径の比で表わされる駆動効率が低下し、
回転磁界の振巾のむらが多くなる欠陥があつた。

本発明の目的は上記欠陥を解決することにある。

このために、本発明は駆動コイルと、その第１端子と第
２端子の各々から第１電源に接続される第１スイッチ及
び第１クランプダイオードと、第２電源に接続される第
２スイッチおよび第２クランプダイオードと、正極性コ
イル電流の十周期に及ぶ立上り期間は第１端子の第１ス
イッチと第２端子の第２スイッチを両方共にオンにし、
立下り期間はいずれか一方を直ちにオフにし他方を、緩
い下降期間と急な下降期間の和を４分の１周期に等しく
するように、１／４周期以下の期間後にオフにする第１
制御回路と、負極性コイル電流の十周期に及ぶ立上り期
間は第２端子の第１スイッチと第１端子の第２スイツチ
を両方共にオンにし、立下り期間はいずれか一方を直ち
にオフにし他方を、緩い下降期間と急な下降期間の和を
４分の１周期に等しくするように、１／４周期以下の期
間後にオフにする第２の制御回路とからなり、台形状コ
イル電流を駆動することを特徴としている。以下、図面
に従つて本発明の更に詳細な説明を行う。第１図は三角
波コイル電流を駆動する従来の磁気バブル駆動装置の回
路図である。

図中の駆動コイルＬが磁気バブルチツプに回転磁界を駆
動する部分である。左側の第１端子と右側の第２端子の
各々から、第１電源＋ＶＯにはそれぞれ第１スイツチＳ
ｌｌと第１クランプダイオードＤ，ｌ及び第１スイツチ
Ｓ２ｌと第１クランプダイオードＤ２ｌが並列に接続さ
れ、第２電源アースにはそれぞれ第２スイツチＳｌ２と
第２クランプダイオードＤｌ２および第２スイツチＳ２
２と第２クランプダイオードＤ２２が並列に接続されて
いる。三角波コイル電流を発生させるにはスイツチＳｌ
ｌとＳ２２の連動開閉を制御する第１制御回路１１と、
スイツチＳｌ２とＳ２ｌの連動開閉を制御する第２制御
回路を用いる。

第２図は第１図の動作の説明図である。

図中の波形２１はスイツチＳｌｌとＳ２２の開閉を制御
する信号であり、波形２２はスイツチＳｌ２とＳ２ｌの
開閉を制御する信号である。信号２１がオンの時にスイ
ツチＳｌｌとＳ２２が一斉に閉じられ駆動コイルＬの第
１端子から第２端子に向う正極性コイル電流が流れる。
駆動コイルＬのインダクタンスと抵抗の比が信号２１の
オン期間より十分に大きいならば、コイル電流は直線的
に増加する。

信号２１がオンからオフに切換わると、スイツチＳｌｌ
とＳ２２が開くために、駆動コイルＬの両端に逆極性の
逆起電圧が大きく発生しようとする。ところが第１端子
電圧は第２クランプダイオードＤｌ２によつてアースへ
第２端子電圧は第１クランプダイオードＤ２ｌによつて
＋ＶＯへクランプされているため、正極性コイル電流が
ダイオードＤｌ２とＤ２ｌを通つて直線的に減衰する。
次に、信号２２がオンになると、スイツチＳ２ｌとＳｌ
２が一斉に閉じられ、駆動コイルＬへ負極性コイル電流
が直線的に増加する。

信号２２がオンからオフに切換わるとスイツチＳ２ｌと
Ｓｌ２が一斉に開くため、駆動コイルＬの両端に逆極性
の逆起電圧が大きく発生しようとするが、上記と同様第
２端子電圧が第２クランプダイオードＤ２２によつてア
ースへ、第１端子電圧が第１クランプダイオードＤｌｌ
によつて＋ＶＯへクランプされている。故に、負極性コ
イル電流もダイオードＤｌｌとＤ２２を通つて直線的に
減衰する。信号２１を１／４周期間オンにした後１／２
周期後に信号２２を１／４周期間オンにし、更に１／２
周期後に信号２１を１／４周期間オンにする事を繰り返
えすと、波形２３に示すような三角波コイル電流が得ら
れる。

波形２４はコイル電流２３の位相を１／４周期だけ進め
、半周期だけ長く続く様に制御されたコイル電流である
。回転磁界はコイル電流２３と２４のリサージユとして
与えられる。

゛ところで、このような三角波電流
の駆動装置では各極性のコイル電流の立上り時間と立下
り時間とが必ずしも一致しない。

概して立上り時間に比べて立下り時間が短くなる。この
理由として次の事が考えられる。

すなわち、立上り時にはコイルのインダタタンスＬと抵
抗ｒの直列回路にＯから＋ＶＯへのステツプ電圧が印加
されるのに対し、立下り時には同じ直列回路に＋ＶＯか
ら−ＶＯへのステツプ電圧が印加される。立下り時には
コイル電流が早目に負極性になろうとするが、負極性電
流分はダイオードによつてカツトされる。故に、立下り
時間が短かくなる。そこで、第２図においては、正極性
コイル電流と負極性コイル電流のつながりを悪くしない
ように、スイツチＳｌｌ，Ｓ２２や、スイツチＳｌ２，
Ｓ２ｌのオン期間をそれぞれ、１／４周期より少し長目
にしている。第３図はこのような従来の制御方式に従つ
たコイル電流のリサージユを示している。

理想的にはコーナーが軸上に来る正方形のリサージユが
得られる筈であるが、前述の説明のように立上り時間と
立下り時間の不一致によつて凸でない８角形のリサージ
ユ３１になつてしまう。結果としてこのリサージユ３１
に内接する真円３２の大きさ（回転磁界として有効にな
る電流の大きさ）、と三角波コイル電流のピーク値との
比として求まる駆動効率が０．６５程度に減つている。

しかも、各位相でのリサージユ３１と内接円３２との振
巾の差はかなり大きくばらつく。このようなリサージユ
に従う回転磁界はバブルの挙動にふさわしいものとは云
えない。

故に、従来の磁気バブル駆動装置が駆動効率の低くなる
欠陥と、位相と共に振巾の大きく変動する欠陥を有して
いた事が明白である。

第４図は本発明の一実施例を示す回路図である。

第１図との違いはスイツチＳｌｌとＳ２２、およびスイ
ツチＳ２ｌとＳｌ２を連動して開閉させない点にある。
すなわち、第１制御回路４１からはスイツチＳｌｌとＳ
２２へ別々の信号線が設けられ、第２制御回路４２から
もスイツチＳ２ｌとＳｌ２へ別々の信号線が用意されて
いる。第５図は第４図での動作の説明図である。

制御信号５１と５２はスイツチＳｌｌとＳｌ２に対して
、制御信号５３と５４はスイツチＳ２ｌとＳｌ２に対し
て用意されている。スイツチＳｌｌに信号５１を与える
なら、スイツチＳ２２へ信号５２を与え、スイツチＳ２
ｌに信号５３を与えるなら、スイツチＳｌ２へ信号５４
を与える。または信号５１と５２，５３と５４をそれぞ
れ入れ換えた場合も可能である。いずれにしても、スイ
ツチＳｌｌとＳ２２が共にオンの第１期間、これらの中
の一方がオンで他方がオフの第２期間、両方がオフの第
３期間、さらに、スイツチＳ２ｌとＳｌ２が共にオンの
第１期間、それらの中の一方がオンで他方がオフの第２
期間、両方がオフの第３期間が順次繰返えされる。この
結果として、両方のスイツチがオンの第１期間にコイル
電流は三角波の場合と同じように直線的に増加し、一方
がオンで他方がオフになる第２期間のコイル電流は緩い
下降に従い、両方がオフになる第３期間のコイル電流は
急な下降に従う。したがつて、駆動コイルＬに流れるコ
イル電流が波形５５のように台形状になる。波形５６は
コイル電流５５の位相を１／４周期だけ進め、半周期だ
け長く続くように制御されたコイル電流である。第１期
間と第３期間の間に第２期間を挿入し、第２期間と第３
期間の和を第１期間に等しくする制御によつて各極性の
コイル電流の立上り時間と立下り時間が等しくなる。こ
の理由は第４図から次のように説明される。まず、スイ
ツチＳｌｌに制御信号５１を、スイツチＳ２２に信号５
２を、スイツチＳ２ｌに信号５３を、スイツチＳｌ２に
信号５４を与えるとする。

スイツチＳｌｌとＳ２２が共にオンの第１期間は、コイ
ルＬに電圧ＶＯが加わり、コイルＬの第１端子から第２
端子に向う正極性のコイル電流が立上る。スイツチＳｌ
ｌのみがオフになる第２期間には、コイルＬの両端の電
位が同じになるので、今までのコイル電流がクランプダ
イオードＤｌ２からコイルＬを経てスイツチＳ２２へ放
流されようとする。この時の応答波形は駆動コイルのイ
ンダクタンスＬと抵抗ｒの直列回路におけるコイル電流
のピーク値を初期電流とした応答として求められ、指数
関数的な立下り波形になる。このままの状態が続くと立
下り時間の方が長くなるので、適当な時刻に両方のスイ
ツチＳｌｌとＳ２２をオフにする第３期間には、コイル
電流がダイオードＤｌ２とＤ２ｌを通つてデイスチヤー
ジしようとする。

しかし、オン状態のダイオードには逆極性のコイル電流
が流れ始めようとし、合成のコイル電流は第２図で説明
したように小さな時定数でＯに減少する。このように、
片方のスイツチＳｌｌのみがオフの第２期間から両方の
スイツチＳｌｌとＳ２２がオフの第３期間に移る時に、
時定数が変わるため、波形５５の立下り波形に屈折が起
る。この事を利用して、緩い下降の第２期間と急な下降
の第３期間の和を立上り時の第１期間の長さに等しく選
ぶことができる。以上は正極性コイル電流の場合である
が、スイツチＳ２ｌに信号５３を、スイツチＳｌ２に信
号５４を与えると、同様の負極性コイル電流が流れる。

以上の繰返えしによつて波形５５の台形状コイル電流が
次々と流れる。なお、波形５５の台形状コイル電流はス
イツチＳｌｌに信号５２を、スイツチＳ２２に信号５１
を、スイツチＳ２ｌに信号５４を、スイツチＳｌ２に信
号５３を与える時にも発生する。

いずれにおいても、制御信号５１と５２，５３と５４の
パルス巾の制御によつて波形の立下り時間を立上り時間
に一致させることができる。第６図は第５図に示した台
形状コイル電流１ｃとＩｃ′のリサージユを示している
。

コイル電流Ｉｃ，Ｉｃ′（７）各極性の立下り波形に凸
な屈折がある事によつて、リサージユ６１が凸な８角形
になる。また、角がＩｃとＩｃ′の軸に一致している。
故に、内接円６２の振巾とコイル電流１ｃのピーク値と
の比で表わされる駆動効率が０．８５まで高まる。しか
も位相の変化に伴う振巾の変化が小さくなる。以上のよ
うに本発明によれば、従来の装置における１駆動効率の
低下する欠陥、振巾のむらの大きくなる欠陥を容易に解
決することができる。なお、本発明の実施例の説明にお
いて、第１電源を＋ＶＯの電源に、第２電源をグラウン
ドに限定し、それに合わせてダイオードの接続方向を決
めてきたが、以上の記述は何ら本発明の請求範囲を限定
するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は三角波コイル電流を駆動する従来の磁気バブル
，駆動装置を示す回路図、第２図は第１図の動作を説明
する信号波形図、第３図は第１図に示す従来の装置のコ
イル電流のリサージユを示す図、第４図は本発明の磁気
バブル駆動装置の一実施例を示す回路図、第５図は第４
図の動作を説明する信号波形図、第６図は第４図に示す
実施例によるコイル電流のリサージユを示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気バブルチップに回転磁界を与える駆動コイルと
   、この駆動コイルの第１端子と第２端子の各々から第１
   の電源に接続される第１スイッチおよび第１クランプダ
   イオードと、前記第１端子と第２端子の各々から第２の
   電源に接続される第２スイッチおよび第２クランプダイ
   オードと、前記駆動コイルを第１端子から第２端子へ流
   れる正極性コイル電源の４分の１周期に及ぶ立上り期間
   は第１端子の第１スイッチと第２端子の第２スイッチの
   両方をオンにし、立下り期間は一方を直ちにオフにし他
   方を緩い下降期間と急な下降期間の和を４分の一周期に
   等しくするように４分の１周期以下の期間後にオフにす
   る第１制御回路と、前記駆動コイルに流れる負極性コイ
   ル電流の４分の１周期に及び立上り期間は第２端子の第
   １スイッチと第１端子の第２スイッチの両方をオンにし
   、立下り期間は一方を直ちにオフにし他方を、緩い下降
   期間と急な下降期間の和を４分の１周期に等しくするよ
   うに、４分の１周期以下の期間後にオフにする第２制御
   回路とから成り、前記駆動コイルに台形状コイル電流を
   駆動することを特徴とする磁気バブル駆動装置。