SU851294A1

SU851294A1 - Device for measuring magnetic parameters

Info

Publication number: SU851294A1
Application number: SU792829792A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Афонин; Василий Федорович Малий; Валерий Андреевич Яковлев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1439
Priority date: 1979-10-10
Filing date: 1979-10-10
Publication date: 1981-07-30

Description

II

Изобретение относитс к проектированию и изготовлению запоминающих устройств (ЗУ) на цилиндрических магнитных доменах (11МД) а более конкретно к аппаратуре контрол динамических параметров доменных границ в эпитаксиальных феррит-гранатовых пленках в технологическом процессе изготовлени ЗУ на ЦМД.The invention relates to the design and manufacture of storage devices (memory) on cylindrical magnetic domains (11MD) and more specifically to equipment for monitoring the dynamic parameters of domain boundaries in epitaxial ferrite-garnet films in the process of manufacturing memory on a CMD.

Известно устройство дл определе- НИН подвижности доменных стенок с помощью коллапсировани ЦМД, содержащее осветител$, цифровой вольтметр , линзу, пол ризатор, источник питани , шунт, импульсную катушку, катушку пол смещени , импульсный генератор, осциллограф, микроскоп, анализатор и датчик тока 1.A device for determining the domain mobility of domain walls by collapsing a CMD containing an illuminator, a digital voltmeter, a lens, a polarizer, a power source, a shunt, a pulsed coil, a bias coil, a pulse generator, an oscilloscope, a microscope, an analyzer and a current sensor 1 is known. .

Однако данное устройство не позвол ет определить значение диаметра ЦМД в момент, предшествующий коллапсу, и имеет низкую точность и производительность определени начального диаметра ЦМД. Кроме того, процесс измерени в значительной мере затрудн етс необходнмостью счета числа ЦМД в зоне анализа и фиксировани момента их коллапсировани .However, this device does not allow determining the value of the diameter of the CMD at the time preceding the collapse, and has a low accuracy and productivity of determining the initial diameter of the CMD. In addition, the measurement process is significantly hampered by the need for counting the number of CMD in the analysis zone and recording the moment of their collapse.

. Цель изобретени - повышение быстродействи и точности измерений, Указанна цель достигаетс тем,. The purpose of the invention is to increase the speed and accuracy of measurements. This goal is achieved by

5 что в устройство, содержащее опти . чески св занные осветитель, пол ризатсф , линзу, импульсную обмотку, анализатор и микроскоп, последовательно соединенные усилитель мощносIQ ти и обмотку смещени , а также генератор импульсов, дополнительно ввод тс последовательно соединенные камера телевизионна передающа , блок выделени импульсов блок формировани зоны анёшиза, блок счета доме15 нов в зоне анализа, блок выделени импульсов от диаметра доменов, расширитель , сумматор, делитель и арифметическо-логический блок, блок вывода информации и видеоконтрольный 5 that in the device containing the optic. Scientifically connected illuminator, polarizer, lens, impulse winding, analyzer and microscope, serially connected power amplifier and bias winding, as well as a pulse generator, additionally introduced serially connected television transmitting camera, pulse extraction unit, anesthesis zone forming unit, counting unit home 15 in the analysis area, the unit of selection of pulses from the diameter of the domains, expander, adder, divider and arithmetic-logic unit, information output unit and video monitoring

20 блок, последоватэльно соединенные счетчик полей анализа, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности , последовательно соединенные20 units, sequentially connected analysis field counter, D / A converter and power amplifier, connected in series

25 ф ; мирователь програнош, долговреMeumifl запоминающий блок (ДЗБ) и блок сравнени , а также оперативноэапсмшнающий блок (ОЗБ) и делитель импульсов, причем вход долговременлого запотлинающего блока соединен25 f; the globalizer is a long-term, long-duration memory unit (DZB) and a comparison unit, as well as a fast-access unit (OZB) and a pulse divider, and the input of the long-term reposting unit is connected

со вторым выходом блока счета доменой в зоне анализа, а второй вход - с первым входом оперативнозапоминающего блока, второй вход которого соединен со вторым выхрдом формировател программы, третий выход последнего соединен со входом генератора импульсов, а четвертый выход - со входом счетчика полей анализа, второй вход формировател программы - со вторым выходом блока выделени импульсов, второй вход видеоконтрольного блока соединен со вторым выходом камеры телевизионной передающей, выход которой св зан со вторым входом блока счета доменов в .зоне анализа, второй вход арифметическо-логического блока соединен с выходом блока сравнени , своим вторым входом соединенного с выходом оперативно-запоминающего блока, третий вход арифметическо-логического блока св зан со вторым выходом счетчика полей анализа, выхо цифроаналогового преобразовател св зан с первым входом делител импуЛьсов , выходом соединенного с импульсной катушкой, а вторым вхбдом с выходом генератора импульсов.with the second output of the domain counting unit in the analysis zone, and the second input - with the first input of the random access memory unit, the second input of which is connected to the second output of the programmer, the third output of the last is connected to the input of the pulse generator, and the fourth output - to the input of the analysis field counter, the second the input of the programmer - with the second output of the pulse extraction unit; the second input of the video control unit is connected to the second output of the television transmitting camera, the output of which is connected with the second input of the counting unit to In the analysis zone, the second input of the arithmetic logic unit is connected to the output of the comparison unit, its second input is connected to the output of the operational storage unit, the third input of the arithmetic logic unit is connected to the second output of the analysis field counter, the output of the digital-to-analog converter is connected the first input of the splitter impulses, the output connected to the pulse coil, and the second input to the output of the pulse generator.

На чертеже изображена структурна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Устройство содержит осветитель 1, пол ризатор 2, линзу 3, импульсную обмотку 4, образец 5, анализатор б, обмотку 7 смещени , микроскоп 8, камеру 9 телевизионную передающую, источник 10 питани , усилитель 11 мощности, видеоконтрольный блок 12, блок 13 выделени .импульсов, ОЗюк 14 формировани зоны анализа, блок 15 счета доменов в зоне анализа, блок 16 выделени импульсов от диаметра домена, расширитель 17, сумматор 18 длительности импульсов от диаметра доменов, делитель 19, долговременный запоминаквций блок (ДЗБ) 20, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 21, блок 22 сравнени , арифметическологический блок 23, блок 24 вывода инфо жации, формирователь 25 программы , счетчик 26 полей анализа, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП 27, делитель 28 импульсов и генератор 29 импульсов.The device contains an illuminator 1, a polarizer 2, a lens 3, a pulse winding 4, a sample 5, an analyzer b, a bias winding 7, a microscope 8, a television transmitting chamber 9, a power supply 10, a power amplifier 11, a video monitoring unit 12, a selection unit 13. pulses, Oziuk 14 formation of the analysis zone, domain counting unit 15 in the analysis zone, pulse extraction unit 16 from the domain diameter, expander 17, pulse duration adder 18 from the domain diameter, divider 19, long-term memorization unit (DZB) 20, operational storage unit ( OZB) 21 blo 22 comparison, arifmeticheskologichesky unit 23, output unit 24 zhatsii information, program generator 25, the counter 26 fields of analysis, a digital to analog converter (DAC 27, divider 28 and pulse generator 29 pulses.

Устройство работает следующим образсм.The device works as follows.

Изображение.доменной структуры в образце 5с помощью осветител 1, пол ризатора 2, линзы 3, анализатора б и микроскопа 8 проекцируетс на приемную трубку передающей телевизионной камеры 9, где преобразуетс 8 электрический сигнал и наблюдаетс на экране видеоконтрольного блока 12The image of the domain structure in sample 5 using the illuminator 1, polarizer 2, lens 3, analyzer b and microscope 8 is projected onto the receiving tube of the transmitting television camera 9, where 8 the electrical signal is converted and observed on the screen of the video monitor unit 12

Устройство позвол ет осуществл ть режим измерени начального дигшетра домена До, режим измерени диаметра домена ДрддВ момент, представл ющий коллапсу ЦМД и режим динамическогоThe device allows the measurement of the initial domain digitizer for the Do domain, the measurement mode of the diameter of the domain DrddV, which represents the collapse of the CMD and the dynamic

коллапсировани ЦМД и обработки результатов измерени .collapsing CMD and processing measurement results.

В режиме измерени начального диаметра ЦМД при помощи формировател 25 програ1униы, счетчика 26 полей анализа, цифроаналогового преобразовател 27, усилител 11 мощности и источника 10 питани задаетс поле смещени HCK,, равное 0,7-0,8 величи ны пол коллапса ЦМД, и при помощи генератора 29 импульсов, делител 2 амплитуды импульсов и импульсной обмотки 4 генерируютс ЦМД, изображение которых наблюдаетс на экране видеоконтрольного блока 12. Поле смещени з станавливаетс вблизи границы эллиптической неустойчивости ЦМД. Телевизионный сиггал, содержащий информацию о наблюдаемой в поле зрени микроскопа доменной структуре, поступает на блок 13 выдлени импульсов, при помощи которых в блоке 14 осуществл етс формирование зоны анализа, и на блок 15 счета доменов в зоне анализа, где осуществл етс формирование счетных импульсов От ЦМД и подсчет их в зон анализа. Видеоимпульсы от ЦМД с выхода блока- 15 счета доменов в зоне анализа поступают на блок 16, где происходит выЛэление из них импульсов , соответствующих диаметру ЦМД в направлении строчной развертки. В расширителе 17 происходит их расширение и преобразование в последовательность счетных импульсов, которые суммируютс в сумматоре 18 длительности импульсов от диаметра доменов. В делителе 19 осуществл етс деление суммарной длительности импульсов от диаметров доменов на число доменов и число, соответствующее .усредненной начальной длительности импульсов от диаметра доменов с йыхода делител 19 поступает в запоминакицее устройство арифметическс-логического блока 23.In the mode of measuring the initial diameter of the CMD using the programmer 25 of the program, the counter 26 of the analysis fields, the digital-to-analog converter 27, the amplifier 11 of the power and the source 10 of the power supply, the offset field HCK is set to 0.7-0.8, the field collapse of the CMD using a pulse generator 29, a pulse amplitude divider 2, and a pulse winding 4, a CMD is generated, the image of which is observed on the screen of the video monitoring unit 12. The offset field c is set near the boundary of the CMD elliptical instability. Television sigal, containing information about the domain structure observed in the microscope field of view, arrives at the pulse extraction unit 13, with the help of which, in block 14, the analysis zone is formed, and the domain counting unit 15 in the analysis zone, where counting pulses are generated. CMD and counting them in the analysis zones. Video pulses from the CMD from the output of the block - 15 domain counts in the analysis zone arrive at block 16, where the pulses from them corresponding to the diameter of the CMD in the direction of the horizontal scanning occur. In the expander 17, they are expanded and converted into a sequence of counting pulses, which are summed in the adder 18 of the pulse duration from the diameter of the domains. Divider 19 divides the total pulse duration from the domain diameters by the number of domains and the number corresponding to the average initial pulse duration from the domain diameter from the junction of the divider 19 to the memory of the arithmetic logic unit 23.

В режиме измерени диаметра ЦМД в момент, предшествующий коллапсу Щ1Д при помощи формировател 25 программы, счетчика 26 полей анализа , ДАЙ 27, усилител 11 мощности, источника 10 питани и обмотки 7 смещени , осуществл етс дискретное увеличение величины пол смещени . После каждого такого увеличени при помощи блока 15 счета доменов в зоне анализа, блоков 20 и 21 и блока 22 сравнени осуществл етс счет доменов в зоне анализа и сравнение его с первоначальным числом. При равенстве предыдущего и текущего чисел доменов формирователь 25 программы дает разрешение на цикл измерени усредненного значени диаметра ЦМД, которое осуществл етс блоком 16 выделени импульсов от диаметра домена, расширителем 17, сумматором 18 длительности. делителем 19 и арифметическо-логическим блоком 23. При неравенстве предыдущего и текущего чисел дсмено формирователь 25 програм№ разрешае запись в запоминающее устройство арифметическо-логического блока 23 усредненного значени от диаметров ЦМД, которое принимаетс за Драд. В режиме динамического кол апсировани ЦМД и обработки результатов измерени осуществл етс генераци UHfl при помощи формировател 25 программы, счетчика 26 полей ангшиз ЦАП 27, делител 28 амплитуды илпульсов , генератора 29 импульсов импульсной обмотки 4, усилител 11 мощности, источника 10 питани и ott мотки 7 смещени . По экрану видеоконтрольного блока 12 устанавливаетс зона анализа таким образом, что ее границы не касаютс изображени подсчитывав доменов. Поле смещени устанавливае с равным значению пол , при осуществл етс измерение диаметра доменов До, Подсчитываетс первоначальное число доменов в зоне анал за и записываетс в блоке 20. Все эти операции аналогичны режиму измерени начального диаметра ЦМД и описаны выше. Режим динамического коллапсировани осуществл етс следующие обра зом. При помощи формировател 25 прог рам1« , счетчика 26 полей анализа, ЦАП 27, делител 28 амплитуды импул . сов, импульсной обмотки 4 и генератора 29 импульсов происходит дискре ное увеличение импульсного пол дл первоначально заданной длительности импульса с генератора 29 импульсов . После каждого дискретного увеличени при помощи блока 15 счет доменов, блока 21 и блока 22 сравне ни первоначальное- число дсжеиов в блоке 20 сравниваетс с текущим зна чением в блоке 21 и в случае наличи сигнала рассогласовани на выходе блока 22 сравнени анализ прекращает с , а амплитуда импульсного пол в виде кода со счетчика полей анализа поступает в запоминающее устройство арифметическо-логического блока 23. По программе с формировател 25 программы данный цикл повтор етс дл длительности импульса с генератора 29 импульсов. Код числа, соответствующий измеренному значению подвижности доменных стенок, преобразуетс в блоке 24 вывода информа-г ции в последовательность импульсов индикации и высвечиваетс в форме дес тичных знаков на экране выдеоконтрольного блока 12. Наличие непосредственного измерени дис1метра ЦМД в момент, предшествующий коллапсированию, позвол ет заменить расчетную величину результатом непосредственного измерени . Применение средств телевизионновычислительной автоматики в предлагйемсм устройстве, исключа субъективный фактор, позвол ет повысить достоверность получаемого результата и в 5-6 раз увеличить производительность контрол . изобретени Устройство дл измерени магнитных параметров, содержащее оптически св занные осветитель, пол ризатор, линзу, импульсную обмотку, анализатор и микроскоп, последовательно соединенные усилитель мощностн и обмотку смещени , а также генератор импульсов, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи и точности измереннй, оно снабжено последовательно соединенными камерой телевизионной передающей, блоком выделени импульсов, блоком формировани зоны анализа, блоком счета доменов в зоне анализа, блоком выделени импульсов от дигилетра доменов, расширителем, сумматором, делителем и арифметическо-логичесКИМ блоком, блоком вывода информации и видеоконтрольньм блоком, последовательно соединенными счетчиком полей анализа, цифроаналоговым преобразователем и усилителем мощности, последовательно соединенными формирователем программы, долговременным запоминающим блоком и блоком сравнени , а также оперативно-запоминающим блоком и делителем импульсов, причем вход долговременного запоминающего блока соединен со вторым выходом блока счета доменов в зоне анализа, а второй вход - с первым BxdiiOM оперативно-запоминающего блока, второй вход которого соединен со BTOpfcjM выходом формировател прогргммы, третий выход последнего соединен со входом генератора импульсов , а четвертый выход - со входом счетчика полей анализа, второй вход формировател программы - со вторым выходом блока выделени нмпульсов, второй вход видеоконтрольного блока соединен со вторш выходом кг1меры телевизионной передающей, выход которой св зан со вторым входом блока счета доменов в зоне анализа, второй вход арифметическо-логического блока соединён с выходом блока сравнени , своим вторым входом соединенного с выходом оперативно-запоминающего блока, третий вход арифметическо-. логического блока св зан со вторьм выходом счетчика полей ангшиза, выход :цифроансшогового1 преобразовател св зан с первым входом делител импульсов, выходом соединенного сIn the mode of measuring the diameter of the CMD at the time preceding the collapse of the Sch1D using the programmer 25, the analysis field counter 26, DAI 27, the power amplifier 11, the power source 10 and the bias winding 7, the offset field value is discretely increased. After each such increase using the domain counting block 15 in the analysis zone, blocks 20 and 21, and the comparison block 22, the domains are counted in the analysis zone and compared with the initial number. When the previous and current domain numbers are equal, the program former 25 gives permission for the measurement cycle of the average diameter value of the CMD, which is performed by the pulse extraction unit 16 from the domain diameter, the expander 17, and the duration 18. a divider 19 and an arithmetic-logic unit 23. With the inequality of the previous and current numbers, the shaper 25 software No. permits writing to the memory of the arithmetic logic unit 23 averaged value of the diameters of the CMD, which is taken to be Drad. In the dynamic dialing mode of the CMD and processing the measurement results, UHfl is generated using the program maker 25, the counter 26 of the angles of the DAC 27, the divider 28 of the amplitude of the pulses, the generator 29 of the pulsed winding pulses 4, the power amplifier 11, the power source 10 and ott of the skeins 7 displacement. On the screen of the video monitor unit 12, an analysis zone is established in such a way that its boundaries do not touch the image by counting the domains. The offset field is set to the same value as the field, when the measurement of the diameter of the domains To is done, the initial number of domains in the anal zone is counted and recorded in block 20. All these operations are similar to the measurement mode of the initial diameter of the CMD and described above. The dynamic collapse mode is performed as follows. With the help of shaper 25 prog ram1, counter 26 fields of analysis, DAC 27, divider 28 amplitude impulses. The pulse pulse winding 4 and the pulse generator 29 result in a discrete increase in the pulse field for an initial pulse duration from the pulse generator 29. After each discrete increase using block 15, the counting of domains, block 21 and block 22 compared to the initial number in the block 20 is compared with the current value in block 21 and in the case of the presence of an error signal at the output of the comparator block 22, the analysis stops with, and the amplitude pulse field in the form of a code from the analysis field counter enters the memory of the arithmetic logic unit 23. According to the program from the program maker 25, this cycle is repeated for the pulse duration from the generator 29 pulses. The number code corresponding to the measured value of the mobility of the domain walls is converted in the information output unit 24 into a sequence of indication pulses and displayed in the form of decimal characters on the screen of the control unit 12. The direct measurement of the CMD diameter at the time preceding the collapsing allows replacing the calculated value is the result of direct measurement. The use of television and computer automation in the proposed device, eliminating the subjective factor, makes it possible to increase the reliability of the result obtained and to increase the control productivity by a factor of 5-6. The device for measuring magnetic parameters, containing optically coupled illuminator, polarizer, lens, pulsed winding, analyzer and microscope, power amplifier connected in series and bias winding, as well as a pulse generator, in order to improve the speed and accuracy of the measured , it is equipped with serially connected television transmitting camera, pulse extraction unit, analysis zone forming unit, domain counting unit in the analysis zone, impulse extraction unit of the domain diyletra, expander, adder, divider and arithmetic logic unit, information output unit and video monitoring unit connected in series by the analysis field counter, digital-analogue converter and power amplifier, sequentially connected by the programmer, the long-term storage unit and the comparison unit, as well as operatively - a storage unit and a pulse divider, and the input of the long-term storage unit is connected to the second output of the domain counting unit in analysis zone, and the second input is with the first BxdiiOM of the operational storage unit, the second input of which is connected to the BTOpfcjM output of the programmer's processor, the third output of the latter is connected to the input of the pulse generator, and the fourth output - with the input of the analysis field counter, the second input of the programmer - from the second output of the selection unit of pulses, the second input of the video control unit is connected to the second output of the TV transmitter killer, the output of which is connected to the second input of the domain counting unit in the analysis zone, the second input is arithmetic the co-logical unit is connected to the output of the comparison unit, its second input connected to the output of the operational storage unit, the third input is arithmetic. the logic unit is connected to the second output of the angular field counter, output: the digital-output 1 converter is connected to the first input of the pulse divider, the output connected to

импульсной катушкой, а вторым входом - с выходом генератора импульсов.pulse coil, and the second input - with the output of the pulse generator.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1. Yosephs R.H. Характеристика магнитного поведени цилиндрических ма1 нитных доменов. Перевод ВЦП Ц 46260, М., 1975, с. 94,1. Yosephs R.H. Characteristic of magnetic behavior of cylindrical magnetic domains. Translation of VCP C 46260, M., 1975, p. 94,

Claims

' Claim

A device for measuring magnetic parameters, containing optically coupled illuminator, polarizer, lens, pulse coil, analyzer and microscope, series-connected power amplifier and bias winding, as well as a pulse generator, characterized in that, in order to increase the speed and accuracy of measurements, it is equipped connected in series by a television transmitting camera, a pulse extraction unit, an analysis aeon forming unit, a domain counting unit in an analysis zone, a pulse allocation unit from a dia domain trader, expander, adder, divider and arithmetic-logical unit, information output unit and video control unit, connected in series by counter of analysis fields, digital-to-analog converter and power amplifier, connected in series by program generator, long-term storage unit and comparison unit, as well as random-access memory a block and a pulse divider, and the input of a long-term storage unit is connected to the second output of the domain account block in the analysis zone, and the second the second input is connected to the second output of the program generator, the third output of the latter is connected to the input of the pulse generator, and the fourth output is to the input of the counter of the analysis fields, the second input of the program generator is to the second output of the block pulse extraction, the second input of the video control unit \ is connected to the second output of the camera 'television transmitting, the output of which is connected to the second input of the domain account unit in the analysis zone, the second input is arithmetic-logical of the th block is connected to the output of the comparison block, its second input connected to the output of the RAM, the third input is arithmetic. logic block is connected to the second output of the analysis field counter, output: digital-to-analog! the converter is connected to the first input of the pulse divider _t , the output connected to the pulse coil, and the second input to the output of the pulse generator.