Magneettinen pää

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 9. toukokuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Magneettipää  - laite tietojen kirjoittamiseen, poistamiseen ja lukemiseen magneettiselta välineeltä: nauhalta tai levyltä ( kova tai joustava ).

Lajikkeet

Magneettipää voi toimia sekä yhdellä raidalla että useilla - kahdesta ( stereo ) 16:een (katso Multitrack-tallennus ) tai enemmän. Esimerkiksi 9-raitainen tallennusstandardi oli yleinen 80-luvun loppuun asti tietojen tallentamisessa keskuskoneisiin . 9-raitaista tallennusta käytetään myös joissakin nykyaikaisissa streamereissa .

Eri prosesseihin käytetään erilaisia, hieman erilaisia ​​rakenteeltaan [1] päitä: toisto- ( GV ), tallennus ( GZ ), yleispäitä ( GU ) [2] ja pyyhkäisypäitä ( GS ).

Joskus käytetään yhdistettyjä päitä, jotka yhdistävät rakenteellisesti esimerkiksi GU:n ja HS:n. Joskus käytetään myös erillistä biasointipäätä , apusignaalien tallennusta ja toistoa jne. Niiden lukumäärä vaihtelee yhdestä tai kahdesta (GU + GS - yleisin vaihtoehto kotitalouksien nauhurissa) neljään tai useampaan.

Jos yhteisessä rakenteessa (rumpu, pohja) käytetään useita päitä, puhutaan magneettipäiden lohkosta ( BMG ). Ristiviiva- ja vinoviiva -tallennusta varten päät voidaan asentaa pyörivään rumpuun. Pää voi myös liikkua suhteessa mediaan tallennetun raidan poikki: magneettisissa levyasemissa, samoin kuin peruutussoittimissa ja joissakin moniraitanauhureissa (esimerkiksi stereo 8 -formaatti ).

Rakenne ja toimintaperiaate

Tallennus-, yleis- ja monilla toistopäillä on samanlainen rakenne, ja yksinkertaisimmassa tapauksessa se on induktori , jossa on ydin , jossa on magneettinen rako , joka on ei-magneettisella materiaalilla täytetty rako magneettipiirissä. Magneettisen raon ympäri kiertävät magneettikenttäviivat kulkevat magneettipään lähellä liikkuvan kantoaineen pinnan läpi. Kantajan ja ytimen välillä voi olla sekä suora kosketus (alhaisella kantoaallon nopeudella päähän verrattuna - analogisissa äänitallenteissa, levykkeissä ja magneettikortinlukijoissa ) että ilmarako ( videonauhurissa , R-DAT- ja kovalevyissä asemat). Kun kantoaalto liikkuu magneettipään työpintaa pitkin magneettiraon ohi , jäännösmagnetointi vaikuttaa magneettipiirin magneettikenttään ja indusoi pääkäämiin EMF :n, jonka avulla suoritetaan lukeminen magneettikantajalta. Jos magneettipään käämin läpi johdetaan vaihtovirta , pääraon magneettikenttä muuttaa työraon lähellä olevan magneettisen median alueen magnetisoitumista, mikä mahdollistaa tiedon pyyhkimisen ja kirjoittamisen medialle.

Myös magnetoresistenssin vaikutusta voidaan käyttää lukupäissä . Kiintolevyjen lukupäät voivat käyttää jättimäistä ja tunnelimagneettista resistanssia .

GV :n ja GU : n suunnittelu sisältää välttämättä näytön , joka suojaa ulkoisilta sähkömagneettisilta kentiltä. Ne vaativat myös suojan pysyviltä magneettikentiltä, ​​jotka aiheutuvat loisremanenssista nauha-aseman ympäröivissä osissa, muuten jatkuvassa magneettikentässä päähän vaikuttava mekaaninen tärinä johtaa mikrofoniefektiin .

Käytön aikana magneettipäiden rako ja pinta tukkeutuvat magneettikerroksella, joka irtoaa nauhasta, ja siksi ne puhdistetaan säännöllisesti.

Eri nauhurilla tehtyjen tallenteiden yhteensopivuuden varmistamiseksi on tärkeää magneettipäiden oikea kohdistus (niiden tilajärjestely korkeudessa ja kaltevuus suhteessa nauhaan) hyväksyttyjen standardien mukaisesti. Magneettipäiden atsimuuttien (pään magneettisen raon ja nauhan reunan välinen kulma) yhteensopivuus tallennuksen ja toiston aikana vaikuttaa erityisen voimakkaasti tallenteiden yhteensopivuuteen. Atsimuuttien yhteensopimattomuus vain muutaman kaariminuutin verran johtaa huomattavaan huononemiseen korkeiden taajuuksien toistossa [3] . Halvoissa nauhureissa etu- tai takapaneelissa on usein erityinen reikä pään säätämiseksi "korvan mukaan" toistettavien korkeiden taajuuksien maksimiin.

Magneettisen raon leveys

Magneettisen raon leveys voi vaihdella muutamasta nanometristä (kiintolevyjen päissä) 100 mikroniin ( kotitalousnauhureiden HS ).

Magneettisen raon leveys määrittää niin tärkeän parametrin kuin minimitallennusaallonpituuden ( se on yhtä suuri kuin kaksi kertaa magneettisen raon leveys). Minimiarvoa pienempien aaltojen toiston tehokkuus laskee jyrkästi johtuen siitä, että magnetoidut osat, jotka kulkevat GW-raon ohi, luovat erimerkkisiä kenttiä, jotka osittain kompensoivat toisiaan. Jos magneettisen raon leveys on yhtä suuri tai kerrannainen kuin tallennusaallonpituus, toistavan magneettipään teho putoaa nollaan. [4] Vastaavasti, kun yrität tallentaa signaalia, joka valitulla kantoaaltonopeudella muodostaa aaltoja, joiden pituus [5] on pienempi kuin kaksi kertaa tallennuspään magneettisen raon leveys, ne demagnetoituvat osittain ja taso tallennetun signaalin määrä vähenee jyrkästi.

Yhdessä magneettisen kantoaallon nopeuden kanssa magneettisen raon leveys määrittää magneettisen tallennuspolun tallennettujen ja toistettavien taajuuksien ylärajan, jonka yläpuolella tallennuksen ja toiston taso laskee jyrkästi. Se voidaan arvioida seuraavasti:

missä  on maksimitaajuus hertseinä,  on kantoaallon nopeus m/s,  on magneettisen raon leveys µm.

Käytetyt materiaalit

Ensimmäiset kasettinauhurit käyttivät päitä, joissa oli pehmeä permalloy -ydin , jotka palvelivat noin 2000 tuntia.

1970-luvun puolivälissä ne korvattiin kulutusta kestävillä lasiferriittipäillä (FX-päät, käyttöikä jopa 10 vuotta), ja vähän myöhemmin, siivilöidyillä (DX-päät, käyttöikä 6-8 vuotta). Teknologisesti edistyneempiä ja halvempia sendustovye-päitä käytetään laajalti yleiskäyttöisinä (signaalin tallennus ja toisto) sekä tallentimena keskihintaluokan nauhureissa. Lasiferriittipäitä käytettiin pääasiassa yleiskäyttöisinä tai toistavina lippulaivamalleina.

1980-luvun alussa magneettipäät kehitettiin ja valmistettiin amorfisesta metallista (A-pää), jolla ei käytännössä ole kiderakennetta ja jolla oli erinomaiset magneettiset ominaisuudet. Kulutuskestävyyden suhteen A-päät ovat noin 4 kertaa huonompia kuin lasi-ferriittipäät.

1990-luvun puolivälissä magnetoresistiiviset päät (Z-päät) luotiin ohutkalvomikropiirien tekniikalla , jotka muuttivat vastustaan ​​nauhan magneettivuon intensiteetin mukaan . Näiden päiden lähtösignaali, joka sisältyy mittaussillan diagonaaliin , voi olla useita millivoltteja . Vastaavasti kasettinauhurin luontainen kohina laski -62-68 dB:n tasolle ja lähestyi korkealaatuisen kelasta kelaan -nauhurin melutasoa .

Näiden kahden tyyppisten päiden yhdistelmää käytettiin BMG:n toistoosassa kolmipäisissä AZ-laitteissa, joissa oli Technicsin "läpikanava" (RS-AZ6, RS-AZ7).

Pyyhekumipäät

Pyyhekumipäät ( GS ) eroavat yleisistä leveämmällä aukolla ja alhaisemmilla valmistusstandardeilla (tämä prosessi ei vaadi suurta tarkkuutta). Korkeataajuinen vaihtojännite (luokkaa 100 kHz) syötetään HS:ään poisto- ja bias-generaattorista (GSP), minkä seurauksena jokainen magneettinauhan osa kulkee HS:n leveän magneettiraon ohi, on aikaa uudelleenmagnetoitua useita kertoja kyllästymiseen, ja kun se siirtyy pois magneettiraosta, magnetointinauha putoaa vähitellen nollaan.

Jotta poistaminen olisi tehokasta, seuraavan ehdon on täytyttävä:

missä on HS:n työraon leveys, on poistovirran taajuus, on nauhan nopeus.

Lisäksi magneettikentän voimakkuuden työraossa tulee olla vähintään 3...4 kertaa suurempi kuin magneettinauhan pakkovoima . Pään magneettisen ytimen tulee peittää tallennusraita hieman marginaalilla. HS:t, joissa on kaksi magneettirakoa, jotka sijaitsevat 1...3 mm etäisyydellä toisistaan, parantavat poistotehokkuutta [6] .


Myös edullisimmissa nauhurimalleissa (kannettava, ääninauhuri jne.) käytetään HS:ää erityismuotoisen kestomagneetin muodossa, joka tuodaan mekaanisesti nauhalle pyyhkimisen aikana. Tämän avulla voit käyttää paljon pienemmän tehon generaattoria esijännitykseen tai jopa hylätä sen kokonaan (käyttämällä tasavirtabiasointia). Kohinataso jatkuvalla magneettikentällä poistettaessa on korkeampi kuin suurtaajuisella vaihtuvalla magneettikentällä poistettaessa, mutta tämä ei ole kriittistä huonolaatuisille tallennuksille.

Käännettävät päät

Kalleimmissa nauhureissa käytetään tätä varten kahta erillistä GV / GU-päätä. Erikoispäitä "käänteis"-toimintoa varten (kasettinauhureille) voi olla kahden tyyppisiä:

Voidaan käyttää myös epätavallista pienennettyä korkeutta GU / GV:tä, ja nauhurissa on erityinen mekanismi sen korkeuden siirtämiseksi.

Pyörivien päiden lohko

Videonauhureissa ja digitaalisissa tiedontallennuslaitteissa ( streamerit , DAT - kasetit jne.) käytettävän poikkiviiva- ja vinoviivatallennuksen toteuttamiseksi yksi tai useampi pää on asennettu pyörivään rumpuun, jota kutsutaan pyöriväksi pääyksiköksi ( RHU ). BVG:n pyörimistaajuus ja -vaihe on pidettävä vakiona automaattisen ohjausjärjestelmän avulla. Päiden lineaarinen nopeus nauhaan nähden on m/s yksikköä, mikä mahdollistaa signaalien tallentamisen MHz:n yksikköjen taajuudella. Tällä tallennusmenetelmällä voit lisätä tallennustiheyttä. Päästä tuleva signaali otetaan kosketuksettomalla tavalla pyörivällä muuntajalla , jonka toinen käämi magneettipiirin puolikkaalla sijaitsee rummussa ja toinen BVG:n kiinteällä alustalla.

Tietojenkäsittelyssä ja tietokoneissa

Levypäät

Levyasemilla tarkoitamme tässä tapauksessa asemia , joita käytetään tallennuslaitteina pääasiassa tietokoneissa ja vastaavissa laskentajärjestelmissä, kuten kiintolevy , laitteita, joilla luetaan/kirjoitetaan tietoja magneettilevykkeille .

Levyasemapäiden rakenne riippuu tallennusmenetelmästä.

Nykyaikaisten kiintolevyasemien päät toimivat koskettamatta levyn pintaa ja niitä pidetään lyhyellä etäisyydellä aerodynaamisten voimien takia. Käytön aikana kiintolevyn kara pyörii useiden tuhansien kierrosten nopeudella minuutissa (3600 - 15 000). Tällä nopeudella syntyy voimakas ilmavirtaus lähelle levyn pintaa, joka nostaa päitä ja saa ne kellumaan levyn pinnan yläpuolella. Päiden muoto lasketaan siten, että varmistetaan optimaalinen etäisyys sisäkkeestä käytön aikana. Kunnes levyt ovat kiihtyneet päiden "nousun" edellyttämään nopeuteen, pysäköintilaite pitää päät pysäköintialueella . Tämä estää päiden ja sisäosien työpinnan vahingoittumisen.

Pään paikannuslaite

Pään asentolaite ( Jarg .  Actuator ) on matalahitainen solenoidimoottori [7] . Se koostuu kiinteästä parista vahvoja neodyymikestomagneetteja sekä kelasta (solenoidista) liikkuvan pään kannattimessa . Päätuki - paketti kiinnikkeitä (vipuja), jotka on valmistettu alumiinipohjaisista seoksista, joissa yhdistyy pieni paino ja korkea jäykkyys (yleensä pari jokaiselle levylle). Toisessa päässä ne on kiinnitetty akseliin lähellä levyn reunaa. Päät on kiinnitetty toisiin päihin (levyjen yläpuolelle).

Moottori muodostaa yhdessä levylle tallennettujen servotietojen luku- ja käsittelyjärjestelmän ja ohjaimen (VCM-ohjain) kanssa servokäytön . [8] [9]

Pään asentojärjestelmä voi olla myös kaksoiskäyttöinen. Tässä tapauksessa pääsähkömagneettinen käyttölaite liikuttaa lohkoa tavanomaisella tarkkuudella, ja lisäpietsosähköinen mekanismi yhdistää päät magneettirataan parannetulla tarkkuudella [10] .

Nauhapäät

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Rakenteellisesti GZ ja GV eroavat työraon leveydestä, induktanssista, sydämen magneettisista ominaisuuksista (materiaalista).
  2. ↑ Koskee sekä tallennusta että toistoa. Tarjoaa hieman huonommat parametrit kuin pari GV - GZ.
  3. ↑ Radio-lehti, 1982, nro 3, s. 39-40.
  4. ↑ Radio-lehti, 1982, nro 3, s. 39
  5. ↑ Laskettuna matkana, jonka kantoaalto ehtii liikkua ajassa, joka on yhtä suuri kuin tallennetun signaalin jakso.
  6. ↑ Radio-lehti, 1982, nro 5, s. 34
  7. ↑ Purkaminen kiintolevyllä (syvämme kiintolevyjen olemukseen), osat 1-3 / Julkaisut / hi-Tech . Haettu 25. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2014.
  8. ↑ Kiintolevyasema: mekatroniikka ja ohjaus - CRC Press, 2006, ISBN 9780849372537  - Luku 2 "Pään paikannusservomekanismi"
  9. ↑ Kiintolevyasema ja paikannusjärjestelmä (pääsemätön linkki) . Haettu 25. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016. 
  10. ↑ Computex 2013: WD esittelee ohuimman 1 Tt:n kiintolevyn . Haettu 25. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 23. elokuuta 2016.

Linkit

Kirjallisuus