Винчестер содержит набор пластин, представляющих чаще всего металлические диски, покрытые магнитным материалом – платтером (гамма-феррит-оксид, феррит бария, окись хрома…) и соединенные между собой при помощи шпинделя (вала, оси). Сами диски (толщина примерно 2 мм. ) изготавливаются из алюминия, латуни, керамики или стекла. (см. Рис) Для записи используются обе поверхности дисков. Используется 4 -9 пластин. Вал вращается с высокой постоянной скоростью (3600 -7200 оборотов/мин. ) Вращение дисков и радикальное перемещение головок осуществляется с помощью 2 -х электродвигателей. Данные записываются или считываются с помощью головок записи/чтения по одной на каждую поверхность диска. Количество головок равно количеству рабочих поверхностей всех дисков. Запись информации на диск ведется по строго определенным местам — концентрическим дорожкам (трекам). Дорожки делятся на сектора. орожки винчестера с одинаковым порядковым номером на разных дисках винчестера называется цилиндром. Головки чтения записи перемещаются в вдоль поверхности платтера. Чем ближе к поверхности диска находится головка при этом не касаясь ее, тем выше допустимая плотность записи.
В магнитных носителях информации цифровая запись производится на магнито чувствительный материал. К таким материалам относятся некоторые разновидности оксидов железа, никель, кобальт и его соединения, сплавы, а также магнитопласты и магнитоэласты. Магнитный домен (от лат. dominium — владение) — это микроскопическая, однородно намагниченная область в ферромагнитных образцах, отделенная от соседних областей тонкими переходными слоями (доменными границами). Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с направлением магнитных силовых линий. После прекращения воздействия внешнего поля на поверхности домена образуются зоны остаточной намагниченности. Благодаря этому свойству на магнитном носителе сохраняется информация о действовавшем магнитном поле.
При записи информации внешнее магнитное поле создается с помощью магнитной головки. В процессе считывания информации зоны остаточной намагниченности, оказавшись напротив магнитной головки, наводят в ней при считывании электродвижущую силу (ЭДС). Схема записи и чтения с магнитного диска дана на рис. 3. 1 Изменение направления ЭДС в течение некоторого промежутка времени отождествляется с двоичной единицей, а отсутствие этого изменения — с нулем. Указанный промежуток времени называется битовым элементом.
Соленоидный привод головок
Конструкция и принцип действия поворотного двигателя При протекании токов через витки катушки на них воздействует сила Лоренца, создающая вращающий момент. Если через катушку пропускать постоянный ток, то под воздействием постоянного вращающего момента позиционер будет поворачиваться. Предельные положения позиционера ограничиваются механическими фиксаторами (упорами).
Существует несколько типов головок: • Электромагнитные; • Ферритовые; • С металлов в зазоре; • Тонкопленочные; Магниторезистивные. Электромагнитные Этот тип головок применялся в первых жестких дисках. Головки представляли собой сердечники с обмоткой. С повышением требований к плотности записи такие головки утратили актуальность. Ферритовые Этот тип головок изготавливался из прессованного феррита, изготовленного на основе окисида железа. Затем появились стеклоферритовые головки, которые еще назывались композитными. Упрощенный принцип работы таков: при протекании тока через обмотку, в зазоре появлялось магнитное поле, приведен на рисунке. При изменении напряженности поля вблизи зазора в обмотке наводится электродвижущая сила. Впервые ферритовые головки применила фирма IBM в 1966 году. Ферритовая головка.
• С металлом в зазоре (MIG) Этот тип был разработан на основе композитных головок. Разница в том, что в нерабочий, обратный поверхности диска зазор заполнен металлом, что снижает склонность материала сердечника к магнитному насыщению. В свою очередь, это позволяет повысить магнитную индукцию в зазоре между головкой и диском. Такие головки формируют на поверхности диска намагниченные участки с более выраженными границами, что позволяет использовать более тонкопленочный слой.
• Тонкопленочные (TF) Они производились путем фотолитографии (такой же принцип применяется для производства интегральных микросхем). Это позволяет резко уменьшить размер головок и уменьшить их вес. Конструкция этого типа позволяла изменять зазор между головкой и диском путем наращивания слоев алюминиевого сплава на рабочую поверхность головки. Уменьшение зазора дает увеличение остаточной намагниченности и повышается отношение «сигнал - шум» , так как увеличивается амплитуда сигнала. Кроме этого, алюминиевый сплав предотвращает повреждения головки о поверхность диска. Тонкопленочная головка.
Магниторезистивные( MR) головки представляют собой симбиоз двух типов головок: магниторезистивная часть предназначена для чтения, а для записи – индуктивная тонкопленочная часть. Через MR-головку протекает ток, когда головка проходит над участками диска с разным значением намагниченности ее сопротивление изменяется. А раз меняется сопротивление, то меняется и ток. Магниторезистивные головки работают на основе анизотропного магниторезистивного эффекта: сопротивление электрическому току в некоторых металлах изменяется, когда они попадают в магнитное поле. Магниторезистивная головка
Шпиндельный двигатель жесткого диска трехфазный, это обеспечивает стабильность вращения магнитных дисков, смонтированных на оси(шпинделе) двигателя. Статор двигателя содержит три обмотки, включенные звездой, а ротор-постоянный секционный магнит. Шпиндель двигателя вращается с очень большими скоростями: 5400, 7200, 10000, 15000 оборотов в минуту и поэтому шпиндель закреплен в специальных гидравлических подшипниках. В этих подшипниках вместо шариков используется специальное масло поглощающие ударные нагрузки , что позволяет увеличить долговечность двигателя. Жидкостные подшипники имеют более низкий уровень шума и почти не выделяют тепло во время работы. Динамический жидкостный подшипник за счет тонкой пленки масла между движущимися частями двигателя способен быстро гасить любые вибрации как внутреннего, так и внешнего происхождения.
Функциональная схема жесткого диска
Скачать презентацию Винчестер содержит набор пластин представляющих чаще всего металлические
Презентация ВИНЧЕСТЕР.pptx