磁头介绍
录音磁头的工作原理
录音磁头的工作原理
录音磁头是一种用于将声音信号转化为磁场变化的装置。
它由一块磁性材料制成，内部包含有一个线圈。
当声音信号输入磁头时，声音信号会在线圈中产生变化的电流。
磁头的工作原理可以分为两个过程：录音过程和播放过程。
在录音过程中，磁头首先通过一个磁化磁场的过程。
当声音信号输入磁头时，磁头内部的线圈中会产生与声音信号等幅度和频率的电流。
这个电流会通过磁头上的导线，形成一个电流环，产生一个与声音信号相位相关的磁场。
这个磁场会通过录音介质上的磁性颗粒，使颗粒稍微转动，从而改变了磁介质上的磁化方向。
这个瞬时的磁化方向变化可以被认为是在媒体上记录下声音信号的一种方式。
磁头磁化磁颗粒的极性由当前流过磁头的方向决定。
在播放过程中，磁头将其位置移动到记录的声音信号所在的磁道上。
然后，磁头通过接收媒体上的磁场变化来重现声音信号。
当磁头通过磁化方向反向移动过颗粒时，颗粒也会通过磁头产生一个电流。
这个电流被放大器放大，然后通过扬声器或耳机产生声音。
总的来说，录音磁头的工作原理是将声音信号转换成与之相关的磁场变化，在播放过程中通过磁场变化产生电流，进而重现声音信号。
硬盘基本知识(磁道、扇区、柱面、磁头数、簇、MBR、DBR)
硬盘的DOS管理结构1.磁道，扇区，柱面和磁头数硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容量硬盘的盘片数不等。
每个盘片有两面，都可记录信息。
盘片被分成许多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，每个扇区可存储128×2的N次方（N＝0.1.2.3）字节信息。
在DOS中每扇区是128×2的2次方＝512字节，盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。
硬盘中，不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。
磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合，磁道和柱面可以互换使用，我们知道，每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。
扇区，磁道（或柱面）和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，帮这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数要点：（1）硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头（2）盘片被划分为多个扇形区域即扇区（3）同一盘片不同半径的同心圆为磁道（4）不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面（5）公式：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（6）信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头，××扇区2.簇“簇”是DOS进行分配的最小单位。
当创建一个很小的文件时，如是一个字节，则它在磁盘上并不是只占一个字节的空间，而是占有整个一簇。
DOS视不同的存储介质（如软盘，硬盘），不同容量的硬盘，簇的大小也不一样。
簇的大小可在称为磁盘参数块（BPB）中获取。
簇的概念仅适用于数据区。
本点：（1）“簇”是DOS进行分配的最小单位。
（2）不同的存储介质，不同容量的硬盘，不同的DOS版本，簇的大小也不一样。
（3）簇的概念仅适用于数据区。
3.扇区编号定义：绝对扇区与DOS扇区由前面介绍可知，我们可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域，或是说柱面/磁头/扇区与磁盘上每一个扇区有一一对应关系，通常DOS将“柱面/磁头/扇区”这样表示法称为“绝对扇区”表示法。
硬盘磁头的生产全流程工序详细版
信号的读取技术从AMR (Anisotropy－MR)，GMR（Giant－MR）发 展到如今普遍运用的TMR（Tunneling－MR）技术，相对于前者TMR 读取的信号幅度有明显的增强。
TMR head
GMR head
注： 工作读电流方向
恒定检测信号流 过磁阻材料
How to read ? ( 如何读 ？)
How to read ? ( 如何读 ？)
读过程(磁信号→电信号)： 碟旋转→ 小磁场变化→ 电阻变化 → 电信号
磁阻式读功能磁极
SIGNAL VOLTAGE (信号电压)
(电流) CURRENT
(磁碟磁场)
SIGNAL (信号)
(磁碟运动)
MR SENSOR (磁敏感电阻)
How to read ? ( 如何读 ？)
2. 磁阻磁头(MR Head)介绍
Write gap(写隙口) MR sensor(磁敏感电阻)
A-A剖面图
Pole tip(极尖)
MR sensor(磁敏感电阻) Write gap(写隙口)
HDD与磁头产品简介 --- 重点总结
一、磁头产品简介：Wafer - Slider - HGA - HSA - HDD 二、HDD结构 = PCBA + FPC + HDA
3.1 电感式写原理
如图所示，写入资料的电流讯号流经磁头的写线圈， 将磁芯磁化，又因磁芯形状之故，磁场从磁隙部份流出， 将位于其下方的磁片磁性层磁化。磁片不停地旋转，写入 的电流讯号也不时地变换方向，造成磁片磁化的方向也跟 随着变化。这样就在磁片上形成如图所示，有很多小磁铁 排列成一轨(Track:磁头不动，而磁片旋转一周所转出的图 形路径)。这就完成将资料存入磁片中的动作，也就是写入 动作。
硬盘磁头介绍资料
磁记录发展简史-2
1935年，德国的E.Shuler研制出环形磁 头，这种磁 头具有很窄工作缝隙，克服 了过去磁头磁场发散的 缺点。 1940年，日本的永井健三等发明了交流偏磁 技术，提高了录音灵敏度和输出信号幅度； 1956年，美国IBM公司发明了电子计算机，用磁鼓 实现了数字磁记录； 1957年，IBM公司推出350硬磁盘机，24英寸可移动 磁头的硬盘机商品化；
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-1
整体式磁头 (大约 1960s). 铁氧体铁芯, sendust (Fe-Al, Mg-Zn) 涡流电流通过铁芯间隙产生磁通 目前仍广泛应用于录像头和软盘磁头
Kaifa尚没介入磁头行业
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程-2
MIG合成磁头（1970s后期） – 铁芯间隙材料----高磁导率金
磁记录发展简史-1
1898年，丹麦的V.Poulsen 发明了人类历史上第一 台磁性录音机，所用磁头是电磁铁。记录介质是碳 钢钢丝； 1907年，采用直流偏磁记录，提高灵敏度，降低了 失真度，但磁记录仍处于实验阶段； 1920年，电子管放大器出现，使磁记录进入实用化 阶段； 1930年，德国的F.Pfleumer发明了矫顽力较高的γ— Fe2O3磁性颗粒材料改善了记录介质的特性和稳定性 ；
巨磁阻(GMR)磁头原理
自旋阀效应这一概念源于“电子磁矩” 通过反铁磁层间交换耦合作用，钉扎层(Pinned Layer)磁矩不随外磁场方向变化而改变，而自由层 (Ni-Fe Free Layer)磁矩则随外磁场方向变化而改变 电信号输出~偏置电流I X (1+△R/ R ) X Cos (钉 扎层与自由层之间磁矩夹角）
磁记录基本条件
电磁转换器件，即磁头。 记录媒介，存储信号的载体，如磁盘， 磁带。 磁头与磁盘间的相对匀速运动，且读与 写一致。 外加信号必须是交变信号
电脑硬盘读取原理
电脑硬盘读取原理电脑硬盘是储存数据的重要设备之一，其读取原理对于电脑的正常运行至关重要。
本文将介绍电脑硬盘的读取原理，包括磁性存储、磁头和磁道、扇区和柱面、寻道和读写等基本概念。
1. 磁性存储硬盘的读取原理基于磁性存储技术。
磁性存储是利用磁场在磁介质上进行数据的读写操作。
硬盘内部有多个盘片叠放在一起，每个盘片都被划分成一个个同心圆状的磁道。
2. 磁头和磁道硬盘的读取过程主要涉及磁头的读取操作。
磁头是位于盘片上方或下方的可移动装置，用于感应磁介质上的磁场。
每个磁头负责一个盘面上的读写操作。
磁道是盘片上的一个环状区域，其中数据通过磁场的极性来表示。
一个盘片上可以有多个磁道，磁头可以在不同的磁道间移动，实现对不同数据的读取和写入。
3. 扇区和柱面磁道按照固定的角度被划分为若干个等分，每个等分称为一个扇区。
扇区是硬盘进行最小数据读写操作的单位，一般为512字节。
柱面是垂直穿过盘片同心圆的测量单位。
硬盘的每个盘面上都有多个柱面，柱面编号从0开始。
磁头通过垂直移动到不同柱面上，实现对数据的访问。
4. 寻道和读写寻道是磁头移动到目标磁道的过程。
硬盘会根据磁头所在的柱面号，控制磁头的垂直移动，使其移动到目标柱面上。
寻道操作对于保证数据读取的准确性和速度至关重要。
读写操作是通过磁头对磁道上的磁场进行感应来实现的。
当数据需要被读取时，磁头将读取磁道上的磁场变化，并将其转换为电信号，交由计算机进行处理。
当数据需要被写入时，磁头会根据计算机发送的信号，改变磁道上的磁场。
总结：电脑硬盘的读取原理是基于磁性存储技术的。
在硬盘内部，磁头通过寻道操作将磁头移动到目标柱面，然后进行读写操作。
通过磁场的变化，硬盘将数据转换为电信号进行处理。
这个过程是电脑存储和读取数据的关键环节，对于计算机的正常运行至关重要。
理解电脑硬盘的读取原理有助于我们更好地使用电脑并保护硬盘的使用寿命。
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头的工作原理是,当硬盘旋转时,读写头悬浮在磁盘表面的一层很薄的空气流上。
当需要读取数据时,读写头就会感应磁盘表面的磁性状态变化,将其转换为电信号。
而写入数据时,读写头则会根据要写入的数据,改变磁盘表面的磁性状态。
现代硬盘驱动器通常采用磁盘阵列(RAID)技术,使用多个物理磁盘组成一个逻辑磁盘。
在这种情况下,每个物理磁盘都有自己的一组读写头,所有读写头共同构成了逻辑磁头。
逻辑磁头的工作方式与单个物理磁头类似,但能够提高数据的读写速度和可靠性。
硬盘逻辑磁头的性能和寿命对硬盘驱动器的整体性能至关重要。
高质量的磁头能够提供更快的数据传输速率和更高的数据密度。
同时,磁头也容易受到磁盘表面微小缺陷的影响而损坏,因此保持磁盘表面的清洁和平整也是非常重要的。
录像带原理
录像带原理
录像带是一种用于记录和播放视频信号的磁带媒体。
它采用磁性材料来记录视频信号，通过磁头读写装置来实现信号的记录和播放。
录像带的原理涉及到磁性材料、磁头、录像机等多个方面，下面我们来详细了解一下录像带的原理。
首先，我们来介绍一下录像带的磁性材料。
录像带使用的磁性材料通常是氧化铁粉末和聚合物基底的复合材料。
这种磁性材料具有良好的磁性能，可以在磁场的作用下实现信号的记录和擦除。
在录像带上，这种磁性材料被涂覆在塑料基底上，形成了磁性记录层，用于记录视频信号。
其次，我们来看一下录像带的磁头。
录像带的磁头是用于记录和播放视频信号的关键部件。
它由多个磁头组成，包括视频头、音频头和擦除头等。
视频头用于记录和播放视频信号，音频头用于记录和播放音频信号，擦除头用于擦除录像带上的信号。
这些磁头通过磁场的作用，实现了信号的记录和播放功能。
另外，我们还需要了解一下录像机的工作原理。
录像机是用于录制和播放录像带的设备，它包括了马达、传动装置、控制电路等多个部件。
录像机通过马达驱动磁头和录像带的相对运动，实现了信号的记录和播放。
传动装置用于控制录像带的进给和回放，控制电路用于控制录像机的各项功能。
综上所述，录像带的原理涉及到磁性材料、磁头、录像机等多个方面。
通过磁性材料的记录层、磁头的读写装置和录像机的驱动控制，实现了信号的记录、存储和播放。
录像带作为一种重要的视频存储媒体，广泛应用于家庭录像、监控录像、专业广播等领域。
它的原理深入浅出，简单易懂，希望能对大家有所帮助。
磁带录音机的工作原理
磁带录音机的工作原理磁带录音机是一种可以记录声音的电子设备，其工作原理是利用磁带和磁头之间的磁性相互作用。
下面将详细介绍磁带录音机的工作原理。
首先，我们来看一下磁带的构造。
磁带是由一种可塑性材料制成的薄膜，其表面涂有一层铁氧化物磁性物质。
这层磁性物质可以被磁场磁化，即根据声波的变化在磁带上形成不同的磁化模式。
磁带录音机最主要的部件是磁头。
磁头由一个能够产生磁场的磁体和一个能够转换磁场信号为电信号的感应线圈组成。
当磁带被放置在磁头下方时，磁头会产生一个强大的磁场，这个磁场会影响到磁带上磁性物质的排列，从而记录声音。
录音的过程可以分为两个阶段：记录阶段和回放阶段。
在记录阶段，当我们播放音乐或说话时，声音信号会通过录音机的麦克风转换为电信号，然后这个电信号会传送到录音机的放大器。
放大器会将电信号放大，并将其送到磁头。
磁头会根据电信号的大小和频率调整自己的磁场。
当磁带在磁头下掠过时，磁头的磁场会导致磁带上的磁性物质重新排列，从而在磁带上形成一个模拟的磁化模式。
这个模式在整个记录过程中会被不断更新，从而实现音频的记录。
在回放阶段，当我们想要回放录音时，磁带会经过磁头的下方。
磁头会读取磁带上的磁化模式，并将其转换为电信号。
这个电信号经过磁头上的感应线圈时，会产生一个与声音信号相似的电流。
这个电流会经过放大器放大，并送到扬声器，最终转换为声音。
这样，我们就能够听到录音中的声音。
磁带录音机还具有一些其他的功能来增强用户使用的便捷性。
比如，可以调整磁头的位置来控制录音的音量和音质；可以使用音频信号调节器来增强或削弱高低频段的声音；可以使用快进和倒带按钮快速翻转磁带等。
总结一下，磁带录音机的工作原理主要是通过磁带和磁头之间的磁性相互作用来记录和回放声音。
磁带录音机通过将声音信号转换为电信号，再经过磁化模式的形成和感应线圈的转换，最终将录制的声音转换为可听的声音。
磁带录音机的出现给我们带来了方便和实用的录音工具，同时也给我们展示了磁性材料在电子设备中的重要应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ZY HE
ZYHE@
Feb 12, 2000
Kaifa Internal Use
Copyright, 1996 Dale Carnegie & Associates, Inc.
内容简介
磁记录发展简史 硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 磁记录基本条件 硬盘磁头工作原理 硬盘磁头及硬盘制造业展望
磁记录发展简史-1 磁记录发展简史
1898年,丹麦的V.Poulsen 发明了人类历史上第一 台磁性录音机,所用磁头是电磁铁.记录介质是碳 钢钢丝; 1907年,采用直流偏磁记录,提高灵敏度,降低了 失真度,但磁记录仍处于实验阶段; 1920年,电子管放大器出现,使磁记录进入实用化 阶段; 1930年,德国的F.Pfleumer发明了矫顽力较高的γ— Fe2O3磁性颗粒材料改善了记录介质的特性和稳定性 ;
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-1 硬盘磁头进展及 产品历程
整体式磁头 (大约 1960s). 铁氧体铁芯, sendust (Fe-Al, Mg-Zn) 涡流电流通过铁芯间隙产生磁通 目前仍广泛应用于录像头和软盘磁头 Kaifa尚没介入磁头行业
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-2 硬盘磁头进展及 产品历程
–
巨磁阻(GMR)磁头原理 磁头原理 巨磁阻
自旋阀效应这一概念源于"电子磁矩" 通过反铁磁层间交换耦合作用,钉扎层(Pinned Layer)磁矩不随外磁场方向变化而改变,而自由层 (Ni-Fe Free Layer)磁矩则随外磁场方向变化而改变 电信号输出~偏置电流I X (1+ R/ R ) X Cosθ ( ~ I (1+△R/ (钉 扎层与自由层之间磁矩夹角) 通常钉扎层和自由层趋向于相同磁矩取向,磁能级 最低
– –
感应式薄膜磁头结构
Mag layer
Gap
Throat height
Pole tips
P1 p2
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-4 硬盘磁头进展及 产品历程
–
– –
– –
各向异性磁阻(AMR)磁头 1970年,Ampex公司(磁带公司)Hunt & Wolf研制开 发了各向异性磁阻磁头(AMR) 直到1991年,AMR磁头才被IBM用在Corsair 硬驱上 AMR磁头工作原理: 磁阻(MR)元件由恒定电流驱动, 其 电阻随磁化方向改变而变化, 因此其输出信号(电压信 号) 也相应变化, 从而能检测出磁盘上记录信号. 通常 AMR磁头用SAL薄膜电流磁偏置, Kaifa典型产品 1997年,Maxtor North Star, NEC Capricorn 1998年,Maxtor Pulsar & Quasar, WD Chandler
磁记录基本条件
电磁转换器件,即磁头. 记录媒介,存储信号的载体,如磁盘, 磁带. 磁头与磁盘间的相对匀速运动,且读与 写一致. 外加信号必须是交变信号
硬盘磁头工作原理-1 硬盘磁头工作原理
MIG,薄膜感应式磁头工作原理
写入(Write)过程
读出(Read)过程
硬盘磁头工作原理-1 硬盘磁头工作原理
磁记录发展简史-2 磁记录发展简史
1935年,德国的E.Shuler研制出环形磁 头,这种磁 头具有很窄工作缝隙,克服 了过去磁头磁场发散的 缺点. 1940年,日本的永井健三等发明了交流偏磁 技术,提高了录音灵敏度和输出信号幅度; 1956年,美国IBM公司发明了电子计算机,用磁鼓 实现了数字磁记录; 1957年,IBM公司推出350硬磁盘机,24英寸可移动 磁头的硬盘机商品化;
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-3 硬盘磁头进展及 产品历程
– – –
感应式薄膜磁头 1979年,始现于IBM 3370硬盘驱动器 采用半导体工艺技术(如:光刻腐蚀) 采用感应式线圈读写 Kaifa典型产品 1996年,Seagate Lapaz 1997年,Seagate Maui, Micropolis Mustang 5
�
各向异性磁阻(AMR)磁头结构 磁头结构 各向异性磁阻
பைடு நூலகம்
media
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-5 硬盘磁头进展及 产品历程
– – –
巨磁阻(GMR)磁头 1991年发现巨磁阻效应或称自旋阀效应 1997年开始被用在IBM Fujisawa 的产品 "Titan" 上 1999年10月,据称3.5英寸单碟存贮容量已能达到50GB Kaifa典型产品 1999年,WD Revolution & Triumph; Maxtor Nova
硬盘磁头展望
各向异性磁阻(AMR)磁头逐渐被淘汰 2000年,GMR磁头约占90%产量 低飞高 (<0.5 U") GMR 磁头将会介入 遂道结磁阻 (TMR)磁头有望实现 超磁阻(CMR)磁头(>40gb/sq")处于研制中
硬盘制造业展望
硬盘需求量将比99年增长15%. /HSA. 由于PC 降价, 减少零件和降低成本的压力更大 . 预期更多的公司将合并.面密度每年增长 100% . 技术需求超前于商业需求. 在电子娱乐和DVD领域的新应用. 平均 2.5 heads ESD & 脏污仍然是挑战.
–
–
– –
– – –
MIG合成磁头(1970s后期) 铁芯间隙材料----高磁导率金 属, 如铁铊氮合金 铁芯主体材料----锰锌,铁锌 铁氧体 手工绕制线圈 玻璃绕结铁氧体铁芯 Kaifa典型Seagate产品 1993年,Bobcat 1994年,Cabo,CaboII 1995年,Stingray,Rayboat
巨磁阻(GMR)磁头原理 磁头原理 巨磁阻
巨磁阻(GMR)磁头结构 磁头结构 巨磁阻
放大10,000倍的巨磁阻磁头 倍的巨磁阻磁头 放大
P2W S2
Mrw
S1
典型GMR磁头制造计划 磁头制造计划 典型
Wafer - 6 weeks 浮动块加工- 2 weeks HGA-0.5 week HSA- 0.5 weeks 总共: 9 weeks
硬盘磁头工作原理-2 硬盘磁头工作原理
AMR,GMR磁阻式磁头工作原理
V
M
I saturation
X
H X
硬盘磁头工作原理-2 硬盘磁头工作原理
writer
1
1
0
0
0
0
Disc rotation
Voltage output
Bias current
Reader detects vertical field from disc
磁记录发展简史-3 磁记录发展简史
1962年,IBM1301使用浮动感应式磁头; 1970年,IBM提出各向异性磁阻(AMR)磁头概念; 1973年,IBM3340采用Winchester磁盘技 术; 1979年,薄膜感应式磁头商品化; 1990年,IBM开发出磁阻感应式复合型薄膜磁 头, 即 各向异性磁阻(AMR)磁头; 1991年,发现巨磁阻(GMR)效应; 1997年,IBM FJ 产品 "Titan"开始采用巨磁阻磁头 .