一种自动限流的磁条写磁电路设计 优先出版.pdf

网络出版时间：2016-08-08 17:00:50 网络出版地址：/kcms/detail/44.1522.TH1700.248.html DOI：10.3969/j.jssn.1009-9492.2016.z2.124 一种自动限流的磁条写磁电路设计 廖清, 张伟霞 广州广电运通金融电子股份有限公司，广东省广州市黄埔区科学城科林路 9号，510663 摘要：由于磁卡低成本且使用方便的原因，磁卡在日常生活中得到了广泛的应用，如银行卡、高铁车票。在发卡或出售高铁 车票时，需要对卡或票写入数据。文章在较为详细的介绍了磁条数据记录原理的基础上，设计了一款通用的磁条写磁电路， 解决了不同磁头参数和不同矫顽力磁条的通用写磁问题。 关键词：磁条 写磁 电路 磁卡读写器 中图分类号：TN702 文献标识码：B 文章编号：1009-9492（2016）z2-0525-03 0. 引言 磁条信息记录技术有使用方便、信息长久保存、可多次读写使用等优点，利用磁条信息记录技术制成 的磁卡和磁票被广泛使用于银行卡、门禁卡、会员卡、飞机票、高铁车票等行业领域。本设计磁条读写设 备里的磁条写磁电路部分，可适用于各种不同阻抗规格的写磁磁头，也可适用于不同矫顽力的磁条（卡）。 1. 磁条记录数据的原理 磁条是由一些微小的铁磁材料颗粒附着于非金属非铁磁材料基底上形成的，铁磁材料是一种在外部磁 场移走以后仍然可以保留磁性的物质，磁条基底一般是用塑料薄片或纸制成。为了携带使用方便，一般制 成符合 ISO 标准大小的卡片，即磁卡。 外加磁场使铁磁材料颗粒磁化到饱和，这时去除外部磁场后，铁磁材料保留的磁化强度称为剩磁。对 磁化后的铁磁材料加上反向磁场，使材料磁化强度刚好降低到零，这时所需的反向磁场强度的值称为矫顽 力。一般磁条上使用的铁磁材料的矫顽力是 300～4000 Oe 之间。对于高矫顽力的磁条，需要对写磁磁头 通以较大的写磁电流才能实现写磁。[1] 利用电磁转换技术，通过磁头改变磁条上附着的铁磁颗粒的极性，即可实现二进制逻辑数据“0”和“1” 的记录。用已经按一定规率编码的二进制数据去控制写磁头电流的大小和方向，将磁条上的铁磁颗粒磁化， 就可以在磁条上记录各种信息了。磁条上记录的是一长串二进制代码，采用 F/2F 编码或分相的编码方式。 F/2F 编码与磁化极性无关，分相编码与磁化极性有关，所以市场上大多是使用 F/2F 编码方式。距离磁打 任何边缘一定距离之内的磁条区域不能包含在编码区内，此边沿区域应用零进行填充，一般至少需要 8 个 前导和后导零位用于同步。 一组二进制数据的 F/2F 编码由一组 NRZ 非归零码组成，图 1(a)的二进制数据的F/2F 编码如图 1(b)所 示，可以看到在相同位间隔内插入了极性翻转，并且在每位“1” 的中间插入了极性翻转。[2][3] (a) 二进制数 1 1 0 0 0 1 1 1 (b) F/2F 编码 图1 写磁时，将 F/2F 编码信号电流通过写入磁头，磁头与磁条紧密平稳接触，磁条相对磁头以一定大小的 速度匀速纵向运协，磁头相对磁条的运动轨迹（磁轨）被永久磁化，就这样数据被入到磁条中。通过设定 磁条运动速度和 F/2F 编码位流速度，即可以确定磁数据记录密度。常见的写磁密度有：34dpi，75dpi，150dpi， 210dpi 。 525 磁数据的读取是写操作的反向过程，将读磁头与磁轨紧密接触，使磁条相对磁头以匀速动动，磁头检 测到磁轨上磁场的微小变化将产生感应电流，用电路将电流信号通过放大、滤波、二极化整形等处理，即 可将电流信号还原成 F/2F 编码，再对其解码然后去除前导零和后导零即可得到原始二进制数据。