Крокові двигуни

Кроковий двигун — це електродвигун, ротор якого може повертатися тільки східчасто, тобто на строго визначений кут. Якщо покрутити його вал вручну, то можна почути неголосні щиглики (чи тріск при швидкому обертанні), який виникає усякий раз, коли ротор проходить через чергове фіксоване положення.

Крокові двигуни можуть встановлюватися тільки у фіксованих положеннях. Розміри цих двигунів невеликі (порядку декількох сантиметрів), а форма може бути різною — прямокутною, циліндричною і т.д. Кроковий двигун установлюється поза блоком HDA, але його вал проходить усередину через отвір з герметизуючей прокладкою. Звичайно двигун розташовується в одному з кутів корпуса накопичувача і його можна легко розпізнати.

Привод з рухливою котушкою

Привод з рухливою котушкою використовується у всіх високоякісних накопичувачах, у тому числі в більшості пристроїв ємністю більш 40 Мбайт і майже у всіх накопичувачах ємністю понад 80 Мбайт. На відміну від систем із кроковими двигунами, у яких переміщення голівок здійснюється наосліп, у приводі з рухливою котушкою використовується сигнал зворотного зв'язку, щоб можна було точно визначати положення голівок щодо доріжок і скорегувати їх у разі потреби. Така система дозволяє забезпечити більш високу швидкодію, точність і надійність, ніж традиційний привод із кроковим двигуном.

Привод з рухливою котушкою працює за принципом електромагнетизму. Його конструкція нагадує конструкцію звичайного гучномовця. Як відомо, у гучномовці рухлива котушка, з'єднана з дифузором, може переміщатися в зазорі постійного магніту. При протіканні через котушку електричного струму вона зміщується разом з дифузором щодо постійного магніту. Якщо струм у котушці періодично змінюється (у відповідності зі звуковим електричним сигналом), то виникаючі при цьому коливання дифузора породжують сприйманий людиною звук. У типовій конструкції привода рухлива котушка жорстко з'єднується з блоком голівок і розміщається в полі постійного магніту. Котушка і магніт ніяк не зв'язані між собою; переміщення котушки здійснюється тільки під впливом електромагнітних сил. З появою в котушці електричного струму вона так само, як і в гучномовці, зміщується відносно жорстко закріпленого постійного магніту, пересуваючи при цьому блок голівки. Подібний механізм виявляється дуже швидкодіючим і не настільки гучним, як привод із кроковим двигуном.

На відміну від привода з кроковим двигуном, у пристроях з рухливою котушкою немає заздалегідь зафіксованих положень. Замість цього в них використовується спеціальна система наведення (позиціонування), яка точно підводить голівки до потрібного циліндра (з цієї причини привод з рухливою котушкою може плавно переміщати голівки в будь-які положення). Ця система називається сервоприводом, і основна її відмінність полягає в тому, що для точного наведення (позиціонування) голівок використовується сигнал зворотного зв'язку, що несе інформацію про реальне взаємне розташування доріжок і голівок. Цю систему часто називають системою зі зворотним зв'язком (чи з автоматичним регулюванням).

Коливання температур не позначаються на точності роботи привода з рухливою котушкою і зворотним зв'язком. При стиску і розширенні дисків усі зміни їх розмірів відслідковуються сервоприводом, і положення голівок (не будучи визначеними) коректуються належним образом. Для пошуку конкретної доріжки використовується заздалегідь записана на диску допоміжна інформація (сервокод) і в процесі роботи завжди визначається реальне положення циліндра на диску з урахуванням усіх відхилень температур. Оскільки сервокод зчитується безупинно, у процесі нагрівання накопичувача і розширення дисків, наприклад, голівки відслідковують доріжку, і проблем зі зчитуванням даних не виникає. Тому привод з рухливою котушкою і зворотним зв'язком часто називають системою спостереження за доріжками.

Механізми привода голівок з рухливою котушкою бувають двох типів:

- лінійний;

- поворотний.

Ці типи відрізняються тільки фізичним розташуванням магнітів і котушок.

Лінійний привод (рис. 5.4) переміщає голівки по прямої лінії, строго уздовж лінії радіуса диска. Котушки розташовуються в зазорах постійних магнітів. Головне достоїнство лінійного привода полягає в тому, що при його використанні не виникають азимутальні погрішності, характерні для поворотного привода. (Під азимутом розуміється кут між площиною робочого зазору голівки і напрямком доріжки запису.) При переміщенні голівок з одного циліндра на іншій вони не повертаються, і їх азимут не змінюється.

Однак у лінійного привода є істотний недолік: його конструкція занадто масивна. Щоб підвищити продуктивність накопичувача, потрібно знизити масу приводного механізму і самих голівок. Чим легше механізм, тим з великими прискореннями він може переміщатися з одного циліндра на іншій. Лінійні приводи набагато важчі поворотних, тому в сучасних накопичувачах вони не використовуються.

Поворотний привод (див. мал. 5.2) працює по тому ж принципі, що і лінійний, але в ньому до рухлової котушці кріпляться кінці важелів голівок. При русі котушки щодо постійного магніту важелі переміщення голівок повертаються, пересуваючи голівки до осі чи до країв дисків. Завдяки невеликій масі така конструкція може рухатися з великими прискореннями, що дозволяє істотно скоротити час доступу до даних. Швидкому переміщенню голівок сприяє і те, що плечі важелів робляться різними — той, на якому змонтовані голівки, має велику довжину.

До недоліків цього привода варто віднести те, що голівки при переміщенні від зовнішніх циліндрів до внутрішнього повертаються, і кут між площиною магнітного зазору голівкою і напрямком доріжки змінюється. Саме тому ширина робочої зони диска (зони, у якій розташовуються доріжки) виявляється найчастіше обмеженою (для того щоб неминуче виникаючі азимутальні погрішності залишалися в припустимих межах). В даний час поворотний привод використовується майже у всіх накопичувачах з рухливою котушкою.