(2)磁头及其定位系统
大部分的磁盘系统中,只为每个磁盘面设立一个磁头,为在磁盘径向方向的某个位置(某一磁道)完成读写,必须驱动磁头移到并定位在那里,实现这一功能的部件被称为磁头定位驱动机构,它由磁头小车和驱动部件组成,磁头被安装在小车上,小车的运动带动磁头沿磁盘的径向方向前进或后退。这样的磁盘系统被称为活动头磁盘,它的寻找磁道的时间比较长;也有一些磁盘,出于提高读写速度的需要,为每个磁道分别安装一(多)个磁头,使用的磁头数目变多,但取消了磁头寻找磁道的时间,这样的磁盘系统被称为固定头磁盘。
高性能的定位驱动系统比较复杂。软磁盘和道密度不高(例如每英寸300道)的硬磁盘中,一般选用步进电机,它是用脉冲信号驱动电机旋转,每个脉冲信号是磁头移动一个磁道,特点是结构简单但速度与定位精度都低。高性能的定位驱动系统,多采用音圈电机驱动和伺服盘定位,音圈电机是线性电机,由提供给它的直流电流的大小控制电机的活动部分(磁头小车就固定在它的前端)作不同速度的直线运动。它的高性能(高的运动速度和定位精度)来自于带有速度和位置反馈的闭环调节的自动控制系统。如图4.30所示。

图4.30 音圈电机控制系统
精确的位置检测多采用伺服盘定位的方案。也就是在磁盘组中,单独设定一个磁盘面和一个专用的磁头(与其他磁头一同固定在磁头小车上),专门用于给出磁头准确的位置信息,该磁盘面上的信息,在磁盘出厂时已由厂家确定好。
在此,顺便介绍一下浮动磁头的概念。
磁头与记录信息的磁表面之间的距离,与磁盘记录密度和读写的可靠性有密切联系。距离一变大,磁头漏磁对磁表面上的磁性材料的作用强度会变小,显然会影响读写的可靠性;距离太小,又很容易发生直接接触(撞在一起)的危险,在二者以非常高的速度相对运动中,很容易划伤盘面或磨坏磁头;最好的解决方案,当然是磁头本身具有自动调节它与磁盘表面距离的能力,也就是磁头在磁表面上方能上上下下的自行浮动的能力,这就是浮动磁头的概念。它的实现是建立"气垫"原理之上的,即当磁头与磁盘面之间进行高速运动时,会有空气在二者之间形成一个薄层的"气膜",把磁头向上抬起,当磁头与磁表面距离变小时,抬的力会变大,把磁头稍稍往上推一点,当这一距离变大时,抬的力会变小,使磁头稍稍往下落一点。
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