Внутренние параметры взу:

1. Плотность записи

• поверхностная [_s] = [бит/мм²]

• продольная [_l] = [бит/мм]

• поперечная [_q] = [бит/мм]

2. Cвязь: _s = _l * q

Пути увеличения плотности:

• улучшение свойств материала, покрывающего диск и способ его улучшения;

• толщина покрытия;

• магнитная головка и зазор;

• зазор между поверхностью и головкой;

• точность позиционирования головок.

4. Запись информации на магнитный носитель

Запись и считывание происходит за счет взаимодействия магнитного покрытия (МП) и магнитной головки (МГ).

МП делается из магнитотвердого материала с большим значением коэрцетивной силы, которая достигает Н_с = 12000 – 80000 А/м и остаточной индукции В_r = 0,1 – 0,6 Тл.

Есть два способа изменения магнитного состояния носителя (изменения ориентации доменов):

• намагниченность с горизонтальной ориентацией доменов;

• намагниченность с вертикальной ориентацией доменов.

а

б

в

Рисунок 4.2 – Магнитные состояния носителя.

а – размагниченное, б - намагниченность с горизонтальной ориентацией доменов, в - намагниченность с вертикальной ориентацией доменов.

Используется и горизонтальная, и вертикальная намагниченности, но по способу своего создания они различны.

Горизонтальная намагниченность

Рисунок 4.3 - Магнитная головка с горизонтальной ориентацией.

Рисунок 4.4 – Магнитная головка чтения.

На рисунке 4.4 изображена магнитная головка чтения, где d– расстояние от МГ до МП, S – толщина магнитного слоя, g– зазор головки.

МГ чтения определяет переходы и на ее обмотке наводится ЭДС:

U = - Kd / dt

d - изменение магнитного потока на различных участках носителя = f (d, S, B_r, X), где Х – координата носителя под головкой.

Величина перемещения МГ: L = V * t, где V – скорость движения носителя

B_r – остаточная магнитная индукция:

U_r = K*V * d (d, S, B_r, X)/dL

t =L / B; dt = dL /dV

Вертикальная намагниченность

Для ее создания необходимо чтобы:

• магнитный поток был перпендикулярен плоскости носителя;

• магнитный материал должен обладать одноосевой магнитной анизотропией с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости носителя.

Рисунок 4.5 - Конструкция магнитной головки

S_w<<S_b,H_b<H_c<H_w, где

Н_с – коэрцетивная сила,

Н_w – рабочая напряженность (напряженность на рабочем слое),

Н_b– напряженность в паразитном слое.

Такая конструкция магнитной головки позволяет реализовать двустороннюю запись/считывание.

Рисунок 4.6 – Магнитная головка с разделенными полюсами,

1 – записывающий магнит, 2 – вспомогательный магнит.

Достоинства:

• упрощение конструкции;

• возможность перемещения магнита 1, замыкающего магнитное поле.

5. Схемы записи и считывания

Рисунок 4.7 - Схема со встречным включением обмоток

Рисунок 4.8 - Схема с тристабильными элементами

При WR=0 I1=I=0

При WR=1 I1=1, если записывается нуль.

I2=1, если записывается единица.

6. Выделение полезного сигнала при воспроизведении

Для того чтобы выделить полезный сигнал при воспроизведении используются два метода:

• метод пикового детектирования;

• метод фазового детектирования.

Метод пикового детектирования

а

б

в

Рисунок 4.9 – Метод пикового декодирования

Основывается на получении дифференцированного импульса (рисунок 4.9-б) из исходного импульса (рисунок 4.9-а).

Метод фазового детектирования

Заключается в том, что сигнал, полученный с головки, сдвигается во времени, а затем вычитается из исходного.

Рисунок 4.10 - Метод фазового детектирования.

7. Представление цифровой информации

1 способ. БВН – без возврата к нулю.

Имеет две разновидности:

1. БВН-1 – БВН с переключением по единицам.

При «1» происходит изменение магнитного потока, при «0» - нет изменения.

2. МБВН – модифицированный БВН.

Достоинства: простота.

Недостаток: возможность сбоя в связи с отсутствием импульса на значительном интервале времени.

2 способ. Частотная модуляция

В начале такта обязательное переключение. Запись в середине такта: «1» – есть изменение; если нет переключения в середине такта, то записан «0».

Достоинства: четкая привязка к синхроимпульсу.

Недостаток: частота перемагничивания существенно выше, чем в БНФ-1.

3 способ. Фазовая модуляция

Переключение в начале каждого такта: для «1» в одном направлении, для «0» – другом.

Недостаток: повышенная частота импульса.

Достоинства: четкая привязка к синхроимпульсу, четкое определение информационного.

4 способ. Модифицированная фазовая модуляция

При «1» переключение в начале такта. При «0» – переключение в середине такта. Модификация

Заключается в следующем: исключается переключение в «0», предшествующем «1».

Достоинство: имеет большой интервал переключения, следовательно, позволяет увеличить плотность записи.

Недостаток: сложность кодирования.

Групповое кодирование

Идея: каждый байт разбивается на 2 полубайта. Каждый полубайт кодируется пятью битами. Есть 32 возможные комбинации. Из них выбирается 16 комбинаций, но не подряд, а с интер­валами.

Назначение интервалов:

1. Для обеспечения максимального расстояния между импульсами.

2. Для четкого разделения импульсов.

Рисунок 4.11 – Методы представления цифровой информации.

Рисунок 4.12 – Способ группового кодирования.

Код выбирается таким образом, чтобы в каждом полубайте была двоичная единица. Оптимально должно быть три двоичные единицы.