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硬盤磁頭
閱讀�13500時間�2011-02-14 14:09:09

  硬盤磁頭是硬盤中�盤片進行讀寫工作的工具,是硬盤中最精密的部位之一。它是用線圈纏繞�磁芯上制成的,是硬盤讀取數(shù)�(jù)的關(guān)鍵部�,它的主要作用就是將存儲在硬盤盤片上的磁信息�(zhuǎn)化為電信號向外傳輸,而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來讀寫盤片上的數(shù)�(jù),而磁頭的好壞在很大程度上決定著硬盤盤片的存儲密度。目前常用的有GMR(Giant Magneto Resisive)巨磁阻磁頭�

技�(shù)

  硬盤技�(shù)的更�?lián)Q�,其中一個非常重要的技�(shù)就是磁頭技�(shù),現(xiàn)在的硬盤單碟容量一般都�40GB以上,的單碟容量已經(jīng)達到�80GB或更�,以后硬盤的單碟容量還將繼續(xù)增大,對于單碟容�,它直接�(lián)系的技�(shù)就是磁頭技�(shù),磁頭技�(shù)越先�,硬盤的單碟容量就可以做得更高。最早的磁頭是采用鐵磁性物�(zhì),它在不論磁頭的感應(yīng)敏感程度或精密度上都不理�,因此早期的硬盤單碟容量均非常低,單碟低�,硬盤的�?cè)萘烤褪艿椒浅4蟮南拗?,因為在一塊硬盤內(nèi)封裝的盤片數(shù)是非常有限的。同時早期使用的磁頭在體積上也小,它使得早期的硬盤體積上相對而言比較龐大,這給用戶的使用帶來了非常的不便�

  80年代末期,IBM研發(fā)了MR(Magneto-Resistive Head)磁阻磁頭技�(shù),磁阻磁頭是基于磁致電阻效應(yīng)工作�,核心是一片金屬材料,其電阻隨磁場的變化而變�。磁阻元件連著一個十分敏感的放大�,可以測出微小的電阻變化。之后IBM公司又開�(fā)� GMR(GaintMagneto Resistive,巨磁阻)磁頭技�(shù),它是在MR技�(shù)的基�(chǔ)上研�(fā)成功的新一代磁頭技�(shù),現(xiàn)在生�(chǎn)的硬盤全都應(yīng)用了GMR磁頭技�(shù)。GMR巨磁阻磁頭與MR磁頭一�,是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數(shù)�(jù),但是GMR磁頭使用了磁阻效�(yīng)更好的材料和多層薄膜�(jié)�(gòu),比MR磁頭更為敏感,相同的磁場變化能引起更大的電阻值變�,實�(xiàn)更高的存儲密�,MR磁頭能夠達到的盤片密度為每平方英�3Gb�5Gb(千兆位每平方英寸),而GMR磁頭每平方英寸可以達�10Gb�40Gb以上。GMR比MR具有更高的信號變化靈敏度,從而使硬盤的單碟容量可以做得更�,的磁頭技�(shù)為第四代GMR磁頭技�(shù)(如�1��

GMR與MR磁頭對比

  �1—GMR與MR磁頭對比

  了解臺機硬盤的朋友都知道,硬盤磁頭里有一個Park,硬盤不工作的時候磁頭就會停在Park 這里“休息”,但由于筆記本硬盤密度太小,就連轉(zhuǎn)軸中心附近也寫進了�(shù)�(jù),所以它就要在盤片的附近安裝一個裝置,用來防置磁頭。知道這些我們就可以解釋為什么筆記本硬盤在讀盤的時候會�(chǎn)生”咯�、咯嗒“的聲音,其實是它在”靠岸�。但這種�(shè)計也帶來了一些好�,在硬盤不工作的時�,由于磁頭遠離盤�,所以磁頭就不會出現(xiàn)由于震動而劃傷盤片的�(xiàn)象(如圖2��

磁頭復(fù)位

  �2—磁頭復(fù)�

相關(guān)

  一、薄膜感�(yīng)(TFI)磁�

  �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�。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�

  �、各向異性磁阻(AMR)磁�

  AMR(Anisotropic Magneto Resistive�90年代中期,希捷公司推出了使用AMR磁頭的硬�。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,提高了讀取靈敏度。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)可以支持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�。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�

  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作。比如總?cè)�?0GB的硬�,采用單碟容�80GB的盤�,那只有一張盤�,該盤片正反面都有數(shù)�(jù),則對應(yīng)兩個磁頭;而同樣總?cè)�?20GB的硬�,采用二張盤�,則只有三個磁�,其中一張盤片的一面沒有磁��

維修

  一、硬盤磁頭故障維修方�

 ?�?� 用萬用表檢測硬盤磁頭�5V供電電壓是否正常�

 ?�?� 測量磁頭供電電路上的各主要元器件及供電芯片是否正��

  �3� 檢查磁頭組件底部的音圈電機裝置的磁鐵是否與底部的磁鐵固定�,音圈電機是否有松動或接觸不良等�(xiàn)象,并注意音圈電機下的固定螺��

  �4� 檢查磁頭組件讀寫芯片的信號�(shù)�(jù)線是否損�,檢測其供電管理模塊的供電電壓是否正��

  �5� 檢查硬盤磁頭供電線路元器�、芯片及其他部件,測量硬盤供電線路中的二極管和場效應(yīng)管等其他部件有無損壞,若已損壞則更換損壞的元器件�

  二、維修硬盤磁頭的注意事項

 ?�?� 注意維修工具的使�

  在使用硬盤維修工具時,要特別注意工具的正確使用方�,不要對硬盤本身造成人為的損��

  �2� 不要頻繁通電測試

  在硬盤磁頭故障沒有準(zhǔn)確修�(fù)完成以前,不要經(jīng)常通電進行測試,以免對硬盤的磁頭或盤片造成損傷�

注意

  硬盤磁頭頻繁移動降低硬盤性能�

  由于BT軟件點對點訪問的先天特點,因此造成用戶在下載時,BT軟件會頻繁讀取硬盤上的不同數(shù)�(jù)區(qū)域,從而造成硬盤磁頭頻繁移動讀寫。而硬盤是目前整臺計算機中速度最慢的一個重要部�,它本身就是系統(tǒng)的瓶頸,因此磁頭頻繁移動,會進一步降低硬盤的性能�(fā)��

硬盤磁頭與盤片

故障鑒別

  事實�,要鑒別磁頭故障是非常復(fù)雜的。即使打開硬盤的盤體也無法從外觀上看出磁頭發(fā)生了損壞——這時工程師需要依賴經(jīng)驗和軟件工具來作出判�。例�,PC3000可以通過檢測硬盤固件區(qū)的表面狀況來診斷出IBM、Western Digital, 某些Seagate硬盤的磁頭故��

  老硬盤由于較高的可靠性(這里我們指20�512MB的硬盤),所以不會突然損�;但它們的磁頭也會�(fā)生故障。在�3為一個容量為406MB的Quantum硬盤,它的磁頭翹了起�。翹起來的磁頭對于硬盤是非常危險的,它會�(yán)重的劃傷磁盤表面。磁頭除了會翹起來以�,也會發(fā)生斷裂的�(xiàn)象——在IBM硬盤中這是非常典型的故�。雖然這種故障�(fā)生的概率不是很大,但是一旦發(fā)�,磁盤表面就會被完全的劃��

 容量為406 MB的Quantum硬盤中翹起的磁頭

  � 3 � 容量�406 MB的Quantum硬盤中翹起的磁頭

  磁頭的讀寫部件也會發(fā)生故障——這種情況外觀一般沒有明顯的表現(xiàn)——可以使用歐姆表來檢測線圈的電阻�

  如果磁頭的前置放大器損壞的話,硬盤也會發(fā)生敲擊的�(xiàn)�。這種故障的檢測方法不是那么簡�。例�,對于Seagate硬盤需要使用一個特別的適配器連接到硬盤的COM口(適配器的電路圖如下所示)�

適配器的電路圖

  然后運行COM終端程序——如超級終端。當(dāng)硬盤加電�,在終端窗口中可以看到如下的信息�

  Interface task reset ....<�>....

  Head Mask 0000 Head Mask 0001 Head Mask 0002 Head Mask 0003

  硬盤會測試從0到F之間的所有磁�;然后會進入level F,或者停�(zhuǎn)。而對� Quantum所有系列的硬盤(包括的系列 � Maxtor D540X � D740X)可以通過聲音來診斷:硬盤啟動�,會�(fā)出兩下敲擊聲,然后硬盤電機逐漸提高�(zhuǎn)�,然后又�(fā)�4下敲擊聲,硬盤進入�(wěn)定的旋轉(zhuǎn)狀�(tài)。對于Western Digital硬盤,前置放大器的故障也可以通過聲音來診斷:�(fā)出兩下敲擊聲后主軸會停轉(zhuǎn)� Maxtor硬盤前置放大器損壞后的特點是敲擊會持�(xù)超過30秒鐘。Samsung硬盤前置放大器損壞后,也是會�(fā)出兩下敲擊聲后主軸停�(zhuǎn);不過當(dāng)固件區(qū)的關(guān)鍵模塊損壞后,Samsung硬盤也會表現(xiàn)出同樣的�(xiàn)��

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