Magnetoresistive կերպափոխիչներ. Մագնիսական ռեզիստորների աշխատանքի ֆիզիկական հիմքը Մագնիսական ռեզիստոր

Մագնետորեզիստորկիսահաղորդչային դիմադրություն է, որի հիմնական հատկությունը էլեկտրական դիմադրությունը փոխելու ունակությունն է ազդեցության տակ. մագնիսական դաշտը. Մագնիսակայուն ազդեցություն, կամ Գաուսի էֆեկտը կիսահաղորդչի հաղորդունակության փոփոխությունն է, երբ նրա վրա գործող մագնիսական դաշտը փոխվում է։ Արտաքին լայնակի մագնիսական դաշտում տեղադրվում է կիսահաղորդչային վաֆլի, որի երկայնքով հոսանք է անցնում։ Լորենցի ուժի գործողությունը առաջացնում է լիցքակիրների հետագծի կորություն և հանգեցնում է էլեկտրոդների միջև կրիչների անցած ճանապարհի երկարացմանը, որոնց վրա կիրառվում է արտաքին ուժ: էլեկտրական դաշտ, որը համարժեք է կիսահաղորդչի դիմադրողականության բարձրացմանը։ Կիսահաղորդիչների դիմադրության աճը տեղի է ունենում նաև այն ժամանակ, երբ մագնիսական դաշտը ուղղվում է հոսքի ուղղությանը ուղղահայաց էլեկտրական հոսանք, և երբ մագնիսական դաշտի ուղղությունը զուգահեռ է հոսանքի ուղղությանը։ Առաջին դեպքումգործ ունենք մագնիսական դիմադրության լայնակի ազդեցության հետ, որը գործնական կիրառություն է ստացել։ Երկրորդ դեպքկոչվում է երկայնական մագնիսական դիմադրության էֆեկտ։ Գործնական կիրառություննա այն չի գտել մագնիսական դաշտում դիմադրության թույլ փոփոխության պատճառով: Մագնիսական դիմադրությունը կարող է սահմանվել որպես մագնիսական դիմադրության տարբերություն Rв մագնիսական դաշտում և առանց մագնիսական դաշտի (սկզբնական դիմադրություն): Նախնական դիմադրությունը R0 որոշվում է օգտագործված նյութով և դիզայնով: Մագնիսակայունության վրա ազդող գործոնները ներառում են վաֆլի երկրաչափությունը, կրիչի համակենտրոնացումը և շարժունակությունը

Հաստատվել է, որ մագնիսական դիմադրությունը մեծանում է, քանի որ ափսեի երկարության և լայնության հարաբերակցությունը նվազում է: Որքան երկար է լիցքի կրիչի ուղին կիսահաղորդչում առանց այլ մասնիկների հետ բախումների, այնքան մեծ է կրիչների հոսքը շեղվում: Սա նշանակում է, որ կիսահաղորդիչում էլեկտրոնների շարժունակությունը խաղում է կարևոր դերբարձրացնել դիմադրությունը. Հետևաբար, մագնիսական դիմադրողական էֆեկտն օգտագործելիս առավել հաճախ օգտագործվում են էլեկտրոնների բարձր շարժունակությամբ բնութագրվող նյութեր։

Մագնիսական ռեզիստորի հիմնական բնութագրիչներից է RB=f(V) կախվածությունը։ Այս կախվածությունը (նկ. 7) ցածր մագնիսական ինդուկցիայի դեպքում քառակուսի է B-ի նկատմամբ, իսկ բարձր մագնիսական ինդուկցիայի դեպքում՝ գծային:

Մագնիսական ռեզիստորի բնութագրերը մեծապես կախված են ջերմաստիճանից:

Մագնիսական ռեզիստորների դիմադրության կախվածությունը արտաքին մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի վրա տարբեր ջերմաստիճաններմիջավայրը ներկայացված են Նկ. 9. Ինչպես երևում է նկարից, քանի որ ինդուկցիան 0-ից 1Տ է աճում, նորմալ ջերմաստիճանում դիմադրությունը փոխվում է մոտավորապես 6-12 անգամ: Հետևաբար, մագնիսական ռեզիստորներ օգտագործելիս ջերմաստիճանի լայն տիրույթում անհրաժեշտ է ապահովել դրանց բնութագրերի ջերմաստիճանի փոխհատուցում:

Մագնետորեզիստորները հիմնականում օգտագործվում են չափման տեխնոլոգիա; մագնիսական ինդուկցիայի, հզորության չափման համար, որպես ներդաշնակ անալիզատոր։ Մագնիսական ռեզիստորները օգտագործվում են նաև հաճախականության կրկնապատկման սխեմաներում, DC-AC փոխարկիչներում և ուժեղացուցիչների և գեներատորների սխեմաներում:

Մագնետորեզիստորները օգտագործվում են նաև որպես անկոնտակտ անջատիչների, գծային տեղաշարժի սենսորների, անկոնտակտ պոտենցիոմետրերի և էլեկտրոնային տեխնոլոգիայի շատ այլ ոլորտների զգայուն տարրեր:

Մագնիսական ռեզիստորների հիմնական չափագիտական ​​բնութագրերն են սկզբնական դիմադրությունը R0, որը տատանվում է օհմի ֆրակցիաներից մինչև տասնյակ կիլո-օմ, և մագնիսական դիմադրողական զգայունությունը SB=dR/dB: Սովորաբար, մագնիսական դիմադրողական փոխարկիչները բնութագրելու համար օգտագործվում են ∆RB/R0=F(B) կախվածությունները, որտեղ ΔRB=RB-R0: Մագնիսական ռեզիստորների դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը (TCR) կախված է նյութի բաղադրությունից, մագնիսական ինդուկցիայից և ջերմաստիճանից: Որքան մեծ է մագնիսական ռեզիստորի զգայունությունը, այնքան մեծ է նրա TCR: TCS արժեքները տարբեր տեսակներմագնիսական ռեզիստորները ունեն 0,0002-0,012 K-1 սահմաններ:

Մագնիսական դիմադրությունը կիսահաղորդչային դիմադրություն է, որի էլեկտրական դիմադրությունը կախված է մագնիսական դաշտի ուժգնությունից .

Մագնիսական ռեզիստորների շահագործման սկզբունքը հիմնված է մագնիսական դիմադրողական էֆեկտի կամ Գաուսի էֆեկտի վրա։ Այս էֆեկտի էությունն այն է, որ երբ հաղորդիչը կամ կիսահաղորդիչը, որի միջով հոսում է էլեկտրական հոսանքը, ներմուծվում է մագնիսական դաշտ, նրա դիմադրությունը փոխվում է։ Քանի որ Hall-ի էլեկտրական դաշտի ուժը, որը տեղի է ունենում հոսանք կրող կիսահաղորդչում մագնիսական դաշտի առկայության դեպքում, նվազեցնում է մագնիսական դիմադրողական ազդեցությունը, մագնիտորեզիստորի նախագծումը պետք է լինի այնպիսին, որ նվազեցնի կամ ամբողջությամբ վերացնի Hall emf-ը:

Մագնիսական ռեզիստորի լավագույն ձևն է սկավառակ Kobrino (նկ. 1.8) . Մագնիսական դաշտի բացակայության դեպքում նման մագնիսական ռեզիստորի հոսանքը ճառագայթային ուղղությամբ անցնում է սկավառակի կենտրոնից դեպի երկրորդ էլեկտրոդ, որը գտնվում է սկավառակի պարագծի երկայնքով կամ հակառակը։ Մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ լիցքակիրները շեղվում են շառավղին ուղղահայաց ուղղությամբ։ Քանի որ չկան դեմքեր, որոնց վրա կարող են կուտակվել լիցքեր, Hall EMF-ը չի առաջանում նման մագնիսական դիմադրության մեջ:

Խառը հաղորդունակության կիսահաղորդչից պատրաստված Կոբրինոյի սկավառակի դիմադրողականության հարաբերական փոփոխությունը որոշվում է արտահայտությունից.

որտեղ ε-ն էլեկտրոնի շարժունակության և անցքերի շարժունակության հարաբերակցությունն է. ν-ը էլեկտրոնի կոնցենտրացիայի հարաբերակցությունն է անցքերի կոնցենտրացիայի:

Մագնիսական դիմադրության մեկ այլ ձևավորում կիսահաղորդչային թիթեղն է, որի լայնությունը շատ ավելի մեծ է, քան երկարությունը: Այնուամենայնիվ, այս դիզայնի մագնիսական ռեզիստորի էական թերությունը նրա ցածր դիմադրությունն է, որը կարող է մեծանալ մի քանի մագնիսական դիմադրիչների շարքով միացնելով կամ կիսահաղորդչային վաֆլի մակերեսին մետաղական շերտեր կիրառելով: Երկու մետաղական շերտերի միջև կիսահաղորդչային վաֆլի յուրաքանչյուր հատված առանձին մագնիսական ռեզիստոր է: Կարելի է նաև համարել, որ մետաղական շերտերը գործում են որպես շունտեր, որոնք նվազեցնում են կիսահաղորդչային վաֆլի կողային երեսների վրա առաջացող Hall emf-ը:

Մագնիսական ռեզիստորների հիմնական կիսահաղորդչային նյութերն են ինդիումի հակամոնիդը InSb և ինդիումի արսենիդ InAs - նյութերը բարձր լիցքակիրների շարժունակությամբ:

Գաուսի էֆեկտը առավելագույնն է կիսահաղորդչային նյութերում բարձր հոսանքի կրիչի շարժունակությամբ, բայց այդպիսի նյութերն ունեն ցածր դիմադրողականություն, հետևաբար, մագնիսական դիմադրիչների օմմիկ դիմադրությունը բարձրացնելու համար դրանք պետք է պատրաստվեն բարակ թելերի տեսքով: Օրինակ կարող են լինել «բիսմութային պարույր» մագնիսական ռեզիստորները, որոնք օգտագործվում են ուժեղ մագնիսական դաշտերը չափելու համար:

Մագնիսական ռեզիստորների հիմնական բնութագրերն են. նախնական դիմադրություն (R 0 = 0,1 – 8 Օմ), զգայունություն (R B /R 0) B = 10 կԳ ինդուկցիա ունեցող դաշտում, Գործող ջերմաստիճանի միջակայք , առավելագույն հոսանք Եվ առավելագույն էներգիայի սպառում .

Մագնիսական դիմադրության հիմնական բնութագիրը մագնիսական դաշտում կամ զգայունության դիմադրության փոփոխության մեծությունն է (նկ. 1.9): Թույլ մագնիսական դաշտերում մագնիսական ռեզիստորների դիմադրության աճը համաչափ է դաշտի ուժգնության քառակուսու վրա, իսկ ուժեղ դաշտերում այն ​​գծայինորեն կախված է մագնիսական դաշտի ուժգնության մեծությունից (H):

Կախված արտադրության մեթոդից, մագնետորեզիստորները բաժանվում են բյուրեղային և թաղանթային: Բյուրեղային մագնիսական ռեզիստորներն ունեն հետևյալ առավելությունները՝ բարձր զգայունություն և կայունություն, հուսալիություն, արտադրության հեշտություն, երկար սպասարկման ժամկետ, բարձր բեռնվածության հոսանքներ: Այս առավելությունների շնորհիվ բյուրեղային մագնիսական ռեզիստորներն ավելի լայնորեն օգտագործվում են, քան թաղանթայինները:

Կիրառման տարածք

Ուժեղացուցիչներ և տատանիչներ կառուցելու բազմաթիվ եղանակներ կան՝ օգտագործելով մագնիսական ռեզիստորներ: Բնութագրական հատկանիշԴրանք են դիզայնի պարզությունը և ցածր լարման աղբյուրների օգտագործման հնարավորությունը: Բացի այդ, ստեղծման համար օգտագործվում են մագնիսական դիմադրիչներ

ՄԱԳՆԵՏՈՐԵԶԻՍՏՈՐՆԵՐ

Աշխատանքի նպատակը. Ծանոթանալ աշխատանքի ֆիզիկական սկզբունքներին, արտադրության տեխնոլոգիային, մագնիսական դիմադրության նախագծմանը և կիրառմանը, ուսումնասիրել դրանց հիմնական բնութագրերն ու պարամետրերը.

Magnetoresistors (MR) – Սրանք էլեկտրոնային բաղադրիչներ են, որոնց գործողությունը հիմնված է կիսահաղորդչի (մետաղ) էլեկտրական դիմադրության փոփոխության վրա, երբ ենթարկվում է մագնիսական դաշտի: Պատգամավորները օգտագործվում են որպես մագնիսական սենսորներէլեկտրական լարումը և հոսանքը, պտույտի արագությունն ու ուղղությունը, համակարգչային տեղեկատվության ընթերցման սարքերում, փականային շարժիչներում, մագնիսական դաշտի հաշվիչներում և այլն։ MR ապահովում է գրեթե իդեալական մեխանիկական, էլեկտրական, ջերմային և այլն: չափիչ և հսկիչ սխեմաների անջատում կառավարման օբյեկտներից: Դրանք արագ են, զգայուն, հուսալի, փոքր չափերով և էներգաարդյունավետ: Ներկայումս հայտնի են մոնոլիտ և թաղանթային մագնիսական դիմադրիչներ:

Միաձույլ MR-ների շահագործման սկզբունքը հիմնված է այսպես կոչված մագնիսական դիմադրողական էֆեկտի վրա: Ինչպես հայտնի է, կիսահաղորդչային ափսեում, որի միջով հոսում է հոսանք, մագնիսական դաշտում հայտնվում է Hall emf-ը (նկ. 8.1.1):

E x = K I B / բ,

Որտեղ Ի- ափսեի երկայնքով հոսող հոսանք, Բ- մագնիսական դաշտի ինդուկցիա, բ- ափսեի լայնությունը հոսանքին ուղղահայաց ուղղությամբ, K=1/ne– դահլիճի գործակից, եԵվ nհամապատասխանաբար - տարրական լիցքավորումընթացիկ կրիչները և դրանց համակենտրոնացումը:

Երբ դինամիկ հավասարակշռություն է հաստատվում Լորենցի ուժի և Հոլի էլեկտրական դաշտի ուժի միջև, լիցքակիրները ունեն նույն արագությունը. vկշարժվի ուղիղ հետագծերով արտաքին էլեկտրական հոսանքի ուղղությամբ, մինչդեռ ընդհանուր էլեկտրական դաշտի վեկտորը կիսահաղորդչի միջով որոշակի անկյան տակ ուղղվում է դեպի ընթացիկ վեկտորը: φ. Դահլիճի անկյունը որոշվում է բանաձևով. tg φ = E X / E = u Բ, Որտեղ u-լիցքակիրների շարժունակություն. Փոքր մագնիսական դաշտերի և, հետևաբար, փոքր դահլիճի անկյունների համար φ ≈ uB.

Երբ հաստատվում է դինամիկ հավասարակշռություն, արդյունքում Hall էլեկտրական դաշտի ուժը փոխհատուցում է Լորենցի ուժի գործողությունը, և, հետևաբար, նույն արագությամբ լիցքակիրների հետագծի կորություն չկա: v.Թվում է, որ այս դեպքում կիսահաղորդչի դիմադրությունը չպետք է փոխվի մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ:

Իրականում, կիսահաղորդիչում կրիչները հետևում են որոշակի արագության բաշխմանը: Հետևաբար, միջին արագությունը գերազանցող արագությամբ կրիչները և միջինից ցածր արագությամբ փոխադրողները տեղափոխվում են դեպի տարբեր կետերկիսահաղորդչային վաֆլի կողային երեսին, քանի որ դրանք ենթարկվում են Լորենցի տարբեր ուժերի: Այսպիսով, մագնիսական դաշտում կիսահաղորդչի դիմադրողականությունը փոխվում է միջին արագությունից տարբեր արագությամբ շարժվող լիցքակիրների հետագծի կորության պատճառով։

Առավելագույն մագնիսական դիմադրողական էֆեկտը կարելի է ձեռք բերել այնպիսի ձևի և դիզայնի կիսահաղորդչի մեջ, որ Հոլի էլեկտրական դաշտի ուժգնության առաջացումը դժվար է կամ նույնիսկ անհնար։ Այս պայմանները տեսականորեն կարող են իրականացվել կիսահաղորդչային սալիկի մեջ անսահման մեծ չափսերարտաքին էլեկտրական դաշտի ուժին ուղղահայաց ուղղությամբ: Նման կիսահաղորդիչում կողային երեսներին լիցքակիրների կուտակում չկա, Hall emf չի առաջանում, իսկ լիցքի հետագիծը շեղվում է արտաքին էլեկտրական դաշտի ուղղությունից Լորենցի ուժի ուղղությամբ (նկ. 8.1.2): . Ընթացիկ խտության վեկտորը ուղղության մեջ համընկնում է լիցքակիրների արագության հետ և, հետևաբար, պարզվում է, որ այն փոխվում է արտաքին էլեկտրական դաշտի ուժգնության վեկտորի նկատմամբ Հոլի անկյան տակ։ φ . Լիցքակիրների հետագծի շեղումը անսահմանափակ կիսահաղորդիչում համարժեք է էլեկտրական դաշտի ուղղությամբ լիցքակիրների ազատ ուղու նվազմանը.

Այստեղ L 0մագնիսական դաշտի բացակայության դեպքում լիցքակիրների ազատ ուղին է, Լ΄ - մագնիսական դաշտի առկայության դեպքում լիցքակիր կրիչի անցած ճանապարհի պրոյեկցիան արտաքին էլեկտրական դաշտի ուղղությամբ երկու հաջորդական բախումների միջև։ Փոքր դահլիճի անկյուններում cos φ կարելի է դասավորել անընդմեջ

cos φ = 1- φ 2 /2!+…,

Հետո ΔL ≈ L 0 – L 0 + L 0 φ 2 /2, եւ, հետեւաբար ΔL ≈ L 0 φ 2 /2.

Քանի որ ազատ ուղու ընթացքում լիցքակիրը մագնիսական դաշտում անցնում է ավելի կարճ տարածություն էլեկտրական դաշտի երկայնքով , ապա դա համարժեք է շեղման արագության և շարժունակության նվազմանը և, հետևաբար, կիսահաղորդչի հաղորդունակության նվազմանը այս դեպքում դիմադրողականության հարաբերական փոփոխությանը (ρ – ρ 0)/ρ 0 = ΔL/L 0 = u 2 B 2 /2.

Չափերով սահմանափակ կիսահաղորդչային բյուրեղների համար ճշմարիտ է հետևյալ կապը. Δρ/ρ 0 =С u 2 B 2, Որտեղ ՀԵՏ -գործակից՝ կախված կիսահաղորդչային վաֆլի ձևից:

IN ՎերջերսԼայն տարածում են գտել ֆիլմի MR-ները, որոնց մագնիսական զգայուն տարրը ֆերոմագնիսական թաղանթն է (նիկելի և կոբալտի կամ նիկելի և երկաթի համաձուլվածք)։ Ֆիլմի MR-ների աշխատանքը հիմնված է անիզոտրոպ մագնիսական դիմադրողական էֆեկտի վրա, որը բաղկացած է նրանից, որ արտաքին մագնիսական դաշտը փոխում է ֆերոմագնիսական նյութում էլեկտրոնի ցրման հավանականությունը։ տարբեր ուղղություններ, ինչը, իր հերթին, հանգեցնում է էլեկտրական դիմադրության փոփոխության:

Բրինձ. 1. Մագնիսական ռեզիստորների միացման դիագրամներ հոսանքի աղբյուրին և բեռին, a - Rn-ով միայնակ; բ - դիֆերենցիալ (կես կամուրջ); գ - դիֆերենցիալ կամուրջի միացում; g - մագնիսական ռեզիստորային կամուրջ:

Մեկ մագնիսական ռեզիստորի ջերմային անկայունությունը փոխհատուցելու համար կարող եք օգտագործել հատուկ ընտրված (ըստ TKS-ի) թերմիստորը, որը միացված է բեռնվածքի դիմադրության Rн-ի փոխարեն (նկ. 1ա):
Լավագույն արդյունքները ձեռք են բերվում դիֆերենցիալ մագնիսական ռեզիստորների (նկ. 1բ, գ) և մագնիտոռեզիստորային կամուրջների (նկ. 1դ) օգտագործմամբ:
Մագնիսական ռեզիստորից «հեռացված» ազդանշանի ուժեղացման և առաջնային մշակման համար տարբեր էլեկտրոնային սխեմաներ, պատրաստված տրանզիստորների (նկ. 2.) կամ ինտեգրալ սխեմաների վրա (նկ. 3, 4): Նկ. 2.a ցույց է տալիս մագնիսաէլեկտրոնային սարքի մուտքային փուլի դիագրամը, որը պատրաստված է մագնիսական ռեզիստորի վրա:

Բրինձ. 2. Մագնիսական ռեզիստորը տրանզիստորային կասկադին միացնելու սխեմաներ:

Երբ R1 մագնիսական դիմադրությունը ենթարկվում է արտաքին մագնիսական դաշտին, R1 - R2 շղթայի ելքային ազդանշանը փոխվում է մագնիսական դաշտի ուժի փոփոխության համամասնությամբ և տրանզիստորի VT1-ի մուտքային բնութագրի գծային հատվածում: Տրանզիստորի աշխատանքային ռեժիմը սահմանվում է R2 ռեզիստորով: Այս սխեման օգտագործում է տրանզիստոր, որն ունի ամենաբարձր հնարավոր ստատիկ հոսանքի փոխանցման գործակիցը (ավելի քան 200):
Շղթան (նկ. 2բ) լրացվում է տրանզիստորի VT2-ի առանցքային փուլով, որը ընկղմված է K1 ռելեի մեջ:
Ժամանակակից մագնիսաէլեկտրոնային սարքեր ստեղծելիս մագնիսական ռեզիստորների ազդանշանն ուժեղացնելու համար առավել նպատակահարմար է օգտագործել IC գործառնական ուժեղացուցիչներ, որոնք միացված են դիմադրության-լարման փոխարկիչի սխեմայի (RPV) համաձայն:
Որպես բարձր զգայուն մագնիսական էլեկտրոնային սարքերի մաս, ամենաարդյունավետը ցածր աղմուկի ինտեգրված գործիքային ուժեղացուցիչների օգտագործումն է, ինչպիսիք են AMP-04 և AMP-01 (անալոգային սարքեր) կամ INA118P (BurrBrown):
Մագնիսաէլեկտրոնային սարքերի ջերմային կայունության բարձրացումն ապահովվում է հատուկ ջերմային կառավարման սխեմաների և փոփոխական հոսանքի աղբյուրից էլեկտրամատակարարման միջոցով:
Նկ. Նկար 3ա-ն ցույց է տալիս, որպես օրինակ, սնուցման և ջերմային կայունացման սխեմաները GMR Sat տիպի բարակ թաղանթով մագնետորեզիստորի աշխատանքային ռեժիմի համար: Այս դեպքում ազդանշանը կարող է ուժեղացվել ուժեղացուցիչով, որի շղթան ցույց է տրված Նկ. 3բ.

Բրինձ. 3. Էլեկտրամատակարարման և ջերմային կայունացման սխեմաներ GMR C6 տիպի բարակ թաղանթով մագնետորեզիստորի ռեժիմի համար՝ օգտագործելով՝ a - պոզիստոր; բ - ազդանշանի ուժեղացուցիչ.

R6 = 5K ռեզիստորի արժեքով նման շղթայի շահույթը մոտավորապես 18 է:

Նկ. 4-ը և 5-ը տալիս են մագնիսական դիմադրիչների գործառնական և գործիքային ուժեղացուցիչներին միացնելու ամենապարզ դիագրամները:

Բրինձ. 4. Բարակ թաղանթով մագնետորեզիստորային կամրջի ազդանշանի ուժեղացման շղթա, առաջարկված Siemens A.G.-ի կողմից:

Բրինձ. 5. Դիֆերենցիալ «միաձույլ» մագնիսական ռեզիստորի միացման շղթա, առաջարկված Siemens A.G.-ի կողմից:

Նկ. Նկար 5-ում ներկայացված է դիֆերենցիալ «միաձույլ» մագնիտոռեզիստորի միացման դիագրամ, որը նախատեսված է փոխանցման անիվի պտտման արագությունը կառավարող սարքում աշխատելու համար:
Նկ. Նկար 6-ում ներկայացված է KMZ10 տիպի բարակ թաղանթով մագնիսական ռեզիստորի միացման սխեմա, որը նախատեսված է թույլ մագնիսական դաշտերը գրանցելու համար:

Բրինձ. 6. KMZ10 տիպի բարակ թաղանթային մագնիսական ռեզիստորի միացման շղթա, որը նախատեսված է թույլ մագնիսական դաշտերը գրանցելու համար:

Դիագրամը ցույց է տրված Նկ. 6-ն ապահովում է հետևյալ հատկանիշները.

փոխհատուցում զգայունության շեղման համար՝ կախված ջերմաստիճանից, հետադարձ կապի միջոցով, որը ներառում է KTY 83-110 տիպի թերմիստոր;

կողմնակալության կարգավորում R8 ռեզիստորի միջոցով;

կարգավորելով շղթայի զգայունությունը՝ օգտագործելով բազմաշրջադարձ ռեզիստոր R4:

Դիագրամը ցույց է տրված Նկ. 7, կարող է օգտագործվել ինչպես գծային (DA1-ը գործում է որպես լարման ուժեղացուցիչ), այնպես էլ «թվային» (DA1-ն օգտագործվում է որպես համեմատիչ) ռեժիմներում։ Աշխատանքային ռեժիմները սահմանվում են R1 և R2 ռեզիստորների կտրման միջոցով:

Նկար 7. Բարակ թաղանթով մագնետորեզիստորային կամրջի NMC1001 միացման դիագրամ, առաջարկված Honeywell-ի կողմից:

Օհոհո, ահա ես Hall սենսորների փոփոխություններըքո ջոյսթիկը - Trustmaster TopGun Afterburner II. Չնայած այն հանգամանքին, որ «Runet»-ն արդեն փորձ ունի, ես ձեզ ևս մեկ անգամ կասեմ, թե ինչ և ինչպես անել :)

Հիմնականում այն ​​ամենը, ինչի մասին մենք խոսում ենք մենք կխոսենքՍտորև բերվածը վերաբերում է գրեթե ցանկացած joystick-ին, ոչ միայն մեր փորձնականին:

Խնդրի պատմություն

Եթե ​​որևէ մեկը կա տանկի մեջ, ապա ես կբացատրեմ. գրեթե բոլոր ջոյստիկները, հատկապես թողարկման նախորդ տարիները, պատրաստվել են կտրող ռեզիստորների հիման վրա, որոնք, շնորհիվ իրենց դիզայնի առանձնահատկություններըև դեռ ավելին, երբ ակտիվորեն օգտագործվում էր, ջոյսթիկն արագ դառնում էր անօգտագործելի և անհարմար էր դառնում ինքնաթիռով թռչելը, այն պարզապես չէր ենթարկվում RUS-ին: Եվ հետո հորինվեց մեխանիկական ռեզիստորների փոխարեն օգտագործել Hall սենսորները: Արդյունաբերական մոդելներ են հայտնվել, բայց դրանք շատ քիչ են։ Եվ հետո արհեստավորները սկսեցին իրենց ձեռքերով ջոյստիկները վերածել Hall սենսորների: Եվ այս սենսորները բարենպաստորեն տարբերվում են մեխանիկական ռեզիստորներից նրանով, որ նրանք չունեն նույնը մեխանիկական մասերև չեն ձախողվում նույն պատճառներով, քանի որ աշխատում են, այսպես ասած, մագնիսական դաշտում:Մագնիտոէլեկտրական Հոլլ սենսորն իր անունը ստացել է ամերիկացի ֆիզիկոս Է.Հոլլի անունով, ով 1879 թվականին հայտնաբերել է գալվանոմագնիսական կարևոր երևույթ։ Եթե ​​կիսահաղորդիչը, որի միջով հոսում է հոսանքը (երկայնքով), ենթարկվում է մագնիսական դաշտի, ապա դրա մեջ հայտնվում է լայնակի պոտենցիալ տարբերություն (Hall emf): Այլ կերպ ասած, սենսորը փոխում է դիմադրությունը՝ կախված մագնիսական դաշտի ուղղությունից և մեծությունից: Սա այն է, ինչ մենք կօգտագործենք:

Գնա

Բոլոր փոփոխությունների համար մեզ անհրաժեշտ կլինի.

1. Երկու Hall սենսորներ SS495 (A) կամ SS496 (A)
2. Երկու նեոդիմում մագնիս
3. Երկու փոքր ինքնակպչուն պտուտակ
4. Հաղորդալարեր զոդման համար
5. Տաք հալեցնող սոսինձ

Այսպիսով, նախ դուք պետք է պատրաստեք joystick-ը: Դուք ստիպված կլինեք դուրս քաշել ռեզիստորները և կտրել դրանց ամրացումները: Դա անելու համար ետ պտուտակեք աղբյուրի սեղմիչ կափարիչը RUS-ից (այն ազատորեն կշարժվի, դա ավելի հարմար կդարձնի ձեր ձեռքերում ամեն ինչ պտտել), արձակեք ամբողջ միավորը ամրացնող 4 պտուտակները, անջատեք լարերը ռեզիստորներից և դուրս քաշեք դիմադրողներն իրենք: Կտրեք նաև այն վայրերը, որտեղ ամրացված են դիմադրությունները, դրանք այլևս կարիք չեն ունենա, ինչպես նաև կխանգարեն սենսորների և մագնիսների տեղադրմանը.

Հիմա ժամանակն է ստուգել: Գործարկեք JoyTester ծրագիրը, միացրեք joystick-ը համակարգչին և, մագնիսները բերելով սենսորներին, դիտեք ծրագրի գրաֆիկը: Եթե ​​այն արձագանքում է սենսորների նկատմամբ մագնիսների ձեր շարժումներին, ապա դուք ամեն ինչ ճիշտ եք զոդել և դրանք աշխատում են։

Մագնիսներ. Այնպես եղավ, որ ես չունեի հին CD/DVD կրիչներ, և երբ դրանք գնեցի, ստացա կլոր մագնիսներ, բայց դա մեծ խնդիր չէ: Ես դրանք կցեցի փոքր ինքնակպչուն պտուտակների վրա (ուղղակիորեն գլխարկի կողային եզրին), նախապես կրճատելով դրանք: Պետք էր դրանք կարճացնել, այլապես շատ խորը կպտտվեին ու կդիպչեին RUS մեխանիզմի շարժվող բաղադրիչներին։ Պտուտակներից ավելցուկը կծել եմ հասարակ մետաղական խայթոցներով՝ մուրճով հարվածելով դրանց։ Դուք կարող եք նաև տաք հալեցնող սոսինձ գցել առանցքի անցքի մեջ, որտեղ պտտելու եք պտուտակները, քանի որ... իմերը մի քիչ այնտեղ էին շրջում: Ուղղանկյուն մագնիսների դեպքում ավելի լավ է դրանք կցել գլխարկի «հիմնական հարթությանը», իսկ կլորները՝ գլխարկի ծայրին (իմ դեպքում): Պտուտակները պտտելուց հետո պտտեք RUS զսպանակային սեղմակի կափարիչը մինչև վերջ, որպեսզի RUS-ը հնարավորինս ուղղահայաց լինի:

Այսքանը: Մենք կախեցինք մագնիսները, սոսնձեցինք սենսորները, չափագրեցինք դրանք. մենք կարող ենք երկինք բարձրացնել: Որպես վերջին միջոց, ցանկացած թռիչքի սիմուլյատոր ունի առանցքների ծրագրային կարգավորում, որտեղ դուք կարող եք դրանք հարմարեցնել ըստ իրավիճակի: