磁记录原理.docVIP

磁记录介质 硬磁材料和软磁材料： 磁场强度H，使磁性材料产生一定的磁化强度M。外加磁场强度变回0时，对应的磁化强度值Mr称为剩余磁化，磁化强度为0时，对应的磁场强度Hc称为矫顽力。 硬磁材料：矫顽力大的磁性材料。也就是，即使去掉磁场，仍有很大剩磁的材料。如磁铁，磁记录材料（磁盘）。 软磁材料：矫顽力很小的磁性材料。去掉磁场几乎没有多少剩磁。如磁头，变压器铁芯。 磁盘： 磁盘高速旋转，磁头可作径向移动，磁头停在某一个位置，就可对磁盘的某一磁道进行读写。磁盘有软磁片和硬磁片之分，有单磁片和多磁片之分，每个磁片有单面和双面之分。 磁记录信息的记录与再现： 记录：记录电流足够大，产生的磁场强度能克服磁介质的矫顽力，就能在其表面产生一个磁化区域，它的方向由N极（+极）指向S极（-极）。 再现：要想把磁化状态转化为电信号，根据法拉第电磁感应定律，感应的电动势：e = - (dφ/dt)。 磁头的线圈为N匝时，可认为磁通量φ 通过线圈N次，这时的电动势为： 挲 在磁记录中，读取的不是介质上的磁化结果，而是读取磁化的变化。可以说记录过程是安培定律的实际应用，再生过程是法拉第定律的实际应用。 01信号的记录与再现实例： 数字（0，1）磁记录的记录方式和编码方式 记录密度：磁道上单位长度（通常指1英寸）上能记录的二进制数据位的数量。位密度越高，磁盘存储容量越高，存取速度越快，位价格降低。 自同步能力：由于磁盘机械装置的离散性，特别是磁盘转速的误差，使读出信号峰值位置产生漂移，在无自同步提取数据位时极易发生误码。对于串行存储的数据位，只要丢掉一位就会造成整个存储失败。 存储数据的磁盘要求有尽可能高的存储密度和一定的自同步能力。就要采用相应的记录方式和编码方式。 记录方式： 归零制（RZ）：用正脉冲电流波表示“1”，用负脉冲电流波表示“0”，每次磁化后 总要回复到非磁状态。其特点是： 位密度低：每一个数据位都要翻转两次，有非磁化区。 具有自同步能力：记录每位数据时都要翻转，所以在读出时每一位信息本身都包含了可作为时钟的同步脉冲。 归偏制（RB）：用正脉冲电流波表示“1”，但对“0”或无信息时，写电流置于反向饱和电流值。其特点是： 位密度：比归0制高。记录“1”时磁层翻转二次，记录“0”时磁层不翻转。 无自同步能力。 不归零制（NRZ）：记录“1”时写线圈通正向电流，记录“0”写线圈通反向电流。 位密度提高：仅在相邻信息不同时，磁通才有变化。 无自同步能力。 逢“1”翻转的不归零制（NRZI）：仅在记录“1”时才改变电流方向，记录“0”时不改变电流方向。 位密度与NRZ制相同。 无自同步能力。在记录连续几个“0”时，读取时没有磁通变化，只能按理论的时间判断是几个“0”，因磁盘转速的离散性，会失去同步。 编码方式： 调频制（FM）：在NRZI的基础上，每位数据位前加上同步时钟信息（“1”），记录“1”的电流变化频率是记录“0” 的电流变化频率的一倍。 位密度低。 具有完整的自同步能力。 改进调频制（MFM）：记录“1”时磁化方向仅翻转一次，记录单个“0” 磁化方向不翻转，仅当出现连续两个“0”时，磁化方向才在位元交界处翻转一次。 位密度是FM制的一倍。 具有不很完善的自同步能力。提高了对读电路的要求。 改进的改进调频制（M2FM）：记录“1”和记录“0”的方法同MFM。不同的是，在连续记录几个“0”时，连续两个“0”位元间磁化方向翻转的条件是前面连续两个“0”位元间磁化方向没有翻转。比MFM插入的时钟位更少。 调相制（PM）：记录“1”时磁化电流由负变正（在位元中间处），记录“0”时磁化电流由正变负（在位元中间处）。有完整的自同步能力，但位密度低。 数据 1 0 1 1 0 0 0 1 成组编码（GCR）：如下表（GCR4/5） 磁道格式（磁盘格式化） 以5寸软磁盘为例：磁盘存贮空间由若干磁道组成。 磁道首部：由间隔GAP1组成，为32B的FFH，用于缓冲，防止索引孔检测装置的误差而影响盘片的互换性。 扇区段：由若干等长的扇区组成，每个扇区都分割成地址场和数据场，另有两个间隙（GAP2,GAP3）。地址场由同步（SYNC），地址标志（ID AM），地址字段（ID）和校验码（CRC）组成。SYNC占12B的00H，在读盘时用于锁相电路锁住读出数据所需的同步时间。地址标志表明下一字段是扇区地址。地址字段占4B，依次为磁道号（C），磁头号（H），扇区号（R），每扇区字节数（N）。N用0，1，2，3分别表示每扇区字节数为128，256，512，1024。地址场后留出