[科普中国]-读写系统

概述

读写系统就是负责将数据信息接收并记录下来的系统，硬盘读写系统包括磁头、盘片和读写电路。读写系统的性能直接关系到硬盘的两项重要指标—记录密度和读写数据的可靠性。因此，读写系统在硬盘中占有重要的地位。软驱读写系统则包括读电路，写电路，抹电路，主轴驱动系统和软驱跳线说明五部分组成。

读写系统的第一个基本功能是将主机送来的二进制数据脉冲经编码电路处理后通过写电路、磁头绕组转化为磁化翻转序列，记录在盘片的磁层上；第两个功能是将记录在盘片上的磁化翻转序列，经磁头绕组、读电路还原成二进制序列脉冲经解码电路处理后送给主机。因此，读写电路的基本功能概括起来就是实现电一磁和磁一电的转换。1

硬盘读写系统磁头磁头是指能对磁记录介质进行信息记录、再生及读取功能的部件。关于磁头种类如右图所示。现在广泛使用的磁头为环形磁头。这类磁头最先发展起来的是块体型磁头，其主要结构为电磁铁，一般是在MnZn铁氧体磁芯的周围绕有导体线圈构成。为使磁记录介质处于饱和磁化状态，磁头对记录介质应施加相当于其矫顽力H。数倍的磁场。随着磁记录介质矫顽力不断提高，要求磁芯材料的饱和磁化强度进一步提升。MnZn铁氧体的饱和磁化强度逐渐不能适应用途的要求，因此开发出了新的磁头材料，包括由合金膜复合而成的隙含金属MIG(metal in gap)磁头、积层磁头等。此外，随着高密度存储技术的发展，磁头薄膜化将是重要的发展方向。

盘片通常所说的3．5英寸硬盘驱动器是指盘片的直径，而盘体的宽度一般是4英寸。有的硬盘采用3英寸或3．3英寸直径的盘片。盘片的材料一般采用铝合金，有的硬盘采用的是玻璃。硬盘的存储机理是将磁粉附着在盘片的表面上，这些磁粉被划分成若干个同心圆，称为磁道。在每个磁道上好慷有无数的任意排列着的小磁铁，当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时，其排列的方向会随之改变。它们分别代表着0和1的状态；利用磁头的磁力来控制指定的小磁铁的方向，使每个小磁铁都1叫·以用宋存储信息。盘片上的小磁铁越多，能存储的信息也就越多。在不同的硬盘内部，其盘片的数目不一样，少则一两片，多则数十片。一个盘片有两个面，上下两个面都可以存储数据信息。

在盘片中间靠近主轴电机的区域，称为启停区，这块区域的盘片上没有任何数据，磁头在不工作时会停留在此处，有的硬盘在设计时，磁头的启停区并不在主轴电机周围，而是在盘片外部。2

读写电路读电路由前置放大器、低通滤波、微分放大、限幅放大、数据鉴别及数据整形等组成。在该操作时，磁头感应出的信号很微弱，经前置放大器放大，并通过低通滤波滤掉高频噪声信号，将信号送到微分放大电路进行微分放大，经微分放大后的信号再经限幅放大，信号变成方波，再经数据鉴别(数据是0还是1、数据整形后送到主机。当主机发出写信号，而且软盘未写保护时，写电路发出一个写允许信号，并产生相应的写电流，使磁头磁化盘表面上的介质。

软驱读写系统（1）读电路

读电路由前置放大器、低通滤波、微分放大、限幅放大、数据鉴别及数据整形等组成。在该操作时，磁头感应出的信号很微弱，经前置放大器放大，并通过低通滤波滤掉高频噪声信号，将信号送到微分放大电路进行微分放大，经微分放大后的信号再经限幅放大，信号变成方波，再经数据鉴别(数据是0还是1)、数据整形后送到主机，如右图所示。

（2）写电路

当主机发出写信号，而且软盘未写保护时，写电路发出一个写允许信号，并产生相应的写电流，使磁头磁化盘表面上的介质。

（3）抹电路

抹电路将抹去写盘时在盘片上留下的磁化飞边，消除道间干扰。

（4）主轴驱动系统

主轴驱动系统是指软驱中驱动盘片旋转的装置。它是由主轴驱动电机、主轴部件、主轴稳速系统组成。王轴部件要求软盘能准确定位于主轴中心上，以确保软盘能恒速旋转及在不同软驱上使用。它主要有盘片托盘、夹紧机构组成。当盘片插入并关闭软驱门时，夹紧机构将盘片压紧并套在主轴上，使盘片能与主轴一起转动。主轴稳速系统的稳速过程是：当主机发出驱动主轴电机旋转信号时，主轴电机中的测速绕组输出和转速给定信号送比较器比较，并返回差值信号控制主轴电机，从而使转速恒定。

（5）软驱跳线说明

高密5．25英寸驱动器及3．5英寸驱动器，通常都有一组跳线。该组跳线决定驱动器的密度、序号(第几个驱动器)等。通过设置该组跳线，可使软驱互换使用，如早期的3．5英寸软驱可设置成720 KB，放到四通打字机上使用。新的软驱大都没有跳线。