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磁頭
閱讀�8567時間�2020-11-02 17:11:57

磁頭指的是通過磁性原理讀取磁性介�(zhì)上數(shù)�(jù)的部��

目錄

簡介

硬盤的磁頭是用線圈纏繞在磁芯上制成的,最初的磁頭是讀寫合一�,通過電流變化去感�(yīng)信號的幅度。對于大多數(shù)計算機來�,在與硬盤交換數(shù)�(jù)的過程中,讀操作�(yuǎn)�(yuǎn)快于寫操作,而且讀/寫是兩種不同特性的操作,這樣就促使硬盤廠商開�(fā)一種讀/寫分離磁��

硬盤磁頭

硬盤�(nèi)部結(jié)�(gòu)磁頭是硬盤中最昂貴的部件,也是硬盤技�(shù)中最重要和最�(guān)鍵的一�(huán)。傳�(tǒng)的磁頭是讀寫合一的電磁感�(yīng)式磁�,但�,硬盤的讀、寫卻是兩種截然不同的操�,為�,這種二合一磁頭在設(shè)計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特�,從而造成了硬盤設(shè)計上的局�。而MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,采用的是分離式的磁頭結(jié)�(gòu):寫入磁頭仍采用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭(MR磁頭不能進行寫操�),讀取磁頭則采用新型的MR磁頭,即所謂的感應(yīng)�、磁阻讀。這樣,在�(shè)計時就可以針對兩者的不同特性分別進行�(yōu)�,以得到最好的讀/寫性能。另外,MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應(yīng)信號幅度,因而對信號變化相當(dāng)敏感,讀取數(shù)�(jù)的準(zhǔn)確性也相應(yīng)提高。而且由于讀取的信號幅度與磁道寬度無�(guān),故磁道可以做得很窄,從而提高了盤片密度,達�200MB/英寸2,而使用傳�(tǒng)的磁頭只能達�20MB/英寸2,這也是MR磁頭被廣泛應(yīng)用的最主要原因。MR磁頭已得到廣泛應(yīng)�,而采用多層結(jié)�(gòu)和磁阻效�(yīng)更好的材料制作的GMR磁頭(Giant Magnetoresistive heads)也逐漸普及�

磁頭是硬盤中對盤片進行讀寫工作的工具,是硬盤中最精密的部位之一。磁頭是用線圈纏繞在磁芯上制成的。硬盤在工作�,磁頭通過感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的盤片上磁場的變化來讀取數(shù)�(jù);通過改變盤片上的磁場來寫入數(shù)�(jù)。為避免磁頭和盤片的磨損,在工作狀�(tài)�,磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動的盤片上方,而不與盤片直接接觸,只有在電源關(guān)閉之�,磁頭會自動回到在盤片上的固定位�(稱為著陸區(qū),此處盤片并不存儲數(shù)�(jù),是盤片的起始位�)�

工作性質(zhì)

由于磁頭工作的性質(zhì),對其磁感應(yīng)敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁頭采用鐵磁性物�(zhì),在磁感�(yīng)敏感度上不是很理想,因此早期的硬盤單碟容量都比較�,單碟容量大則碟片上磁道密度大,磁頭感應(yīng)程度不夠,就無法�(zhǔn)確讀出數(shù)�(jù)。這就造成早期的硬盤容量都很有�。隨著技�(shù)的發(fā)�,磁頭在磁感�(yīng)敏感度和精密度方面都有了長足的進步�

最初磁頭是讀、寫功能一起的,這對磁頭的制造工�、技�(shù)都要求很高,而對于個人電腦來說,在與硬盤交換數(shù)�(jù)的過程中,讀取數(shù)�(jù)�(yuǎn)�(yuǎn)快于寫入�(shù)�(jù),讀、寫操作二者的特性也完全不同,這也就導(dǎo)致了讀、寫分離的磁�,二者分別工�、各不干擾�

磁頭磁化�(yán)�,消磁即��

種類

薄膜感應(yīng)(TFI)磁頭

�1990年至1995年間,硬盤采用TFI讀/寫技�(shù)。TFI磁頭實際上是繞線的磁芯。盤片在繞線的磁芯下通過時會在磁頭上�(chǎn)生感�(yīng)電壓。TFI讀磁頭之所以會達到它的能力極限,是因為在提高磁靈敏度的同時,它的寫能力卻減弱了�

各向異性磁�(AMR)磁頭

�1991年,IBM提出了它基于磁阻(MR)技�(shù)的讀磁頭技�(shù)――各項異性磁,磁頭在和旋�(zhuǎn)的碟片相接觸過程�,通過感應(yīng)碟片上磁場的變化來讀取數(shù)�(jù)。在硬盤中,碟片的單碟容量和磁頭技�(shù)是相互制�、相互促進的。[1]

AMR(Anisotropic Magneto Resistive)90年代中期,希捷公司推出了使用AMR磁頭的硬盤。AMR磁頭使用TFI磁頭來完成寫操作,但用薄條的磁性材料來作為讀元件。在有磁場存在的情況下,薄條的電阻會隨磁場而變�,進而產(chǎn)生很強的信號。硬盤譯解由于磁場極性變化而引起的薄條電阻變化,提高了讀靈敏度。AMR磁頭進一步提高了面密�,而且減少了元器件�(shù)�。由于AMR薄膜的電阻變化量有一定的限度,AMR技�(shù)最大可以支�3.3GB/平方英寸的記錄密�,所以AMR磁頭的靈敏度也存在極�。這導(dǎo)致了GMR磁頭的研�(fā)�

GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)

GMR磁頭繼承了TFI磁頭和AMR磁頭中采用的讀/寫技�(shù)。但它的讀磁頭對于磁盤上的磁性變化表�(xiàn)出更高的靈敏度。GMR磁頭是由4層導(dǎo)電材料和磁性材料薄膜構(gòu)成的:一個傳感層、一個非�(dǎo)電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。GMR傳感器的靈敏度比AMR磁頭�3�,所以能夠提高盤片的密度和性能。[1]

硬盤的磁頭數(shù)取決于硬盤中的碟片數(shù),盤片正反兩面都存儲著數(shù)�(jù),所以一個盤片對�(yīng)兩個磁頭才能正常工�。比如總?cè)�?0GB的硬�,采用單碟容�80GB的盤�,那只有一張盤片,該盤片正反面都有�(shù)�(jù),則對應(yīng)兩個磁�;而同樣總?cè)�?20GB的硬�,采用二張盤片,則只有三個磁�,其中一張盤片的一面沒有磁��

磁帶錄音機的磁頭

錄音機是靠電磁感�(yīng)原理工作的。這種磁頭實際上是一塊蹄型電磁鐵,錄音機在工作時,是把話筒紙盤的聲音�(jīng)過震動變成感�(yīng)電流,在�(jīng)過放大電路傳�?shù)酱蓬^,磁頭緊貼著磁帶,感�(yīng)電流會使磁頭磁化,使其成為一塊電磁鐵。感�(yīng)電流原來是由聲音變來的,在磁頭的電磁作用�,磁帶上的磁粉就被不同程度地磁化�,并且是有順序排列的。磁帶在錄音前必須先�(jīng)過抹�(俗稱洗帶、消�),以免磁帶在播放時有上一次的聲音信號,造成雜音。錄音機上的錄音磁頭和放音磁頭實際是同一個磁�(高檔的錄音機和錄音卡座里,錄、放音磁頭是分開�),只是連接位置不同而已。錄音時,磁頭和話筒(或麥克風(fēng))連接,播放時和喇叭連接。抹音頭實際是一塊天然磁�(也有用超音頻電流抹音�),原理是:在錄音前首先使磁帶上的磁粉排列順序一�,就這樣,磁帶上原有的信息就被洗去了�

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