Навігація
Головна
 
Головна arrow Інформатика arrow Архітектура ЕОМ і систем

МАГНІТНІ ЗАПАМ'ЯТОВУЮЧІ ПРИСТРОЇ

Принципи побудови і дії магнітних ЗУ

Про здібностях ферромагнетиков зберігати інформацію

У будь-якому матеріалі при русі електронів навколо ядра атома і одночасному обертанні навколо своєї осі виникає внутримолекулярное магнітне поле. У матеріалі існують області, звані доменами , в яких внутримолекулярное магнітне поле діє в одному напрямку. Розміри домену складають соті частки міліметра, а результуючий магнітний момент в 10 ... 15 разів перевищує магнітний момент одного атома. Між доменами розташовуються перехідні шари, звані доменними стінками,в яких внутримолекулярное магнітне поле діє в різних напрямках. Таким чином, в будь-якому матеріалі є неоднорідність намагніченості. У початковому стані, коли відсутній зовнішнє магнітне поле, матеріал має нульову намагніченість, так як домени орієнтовані в різних напрямках (рис. 11.1, а). При впливі зовнішнього магнітного поля І все домени орієнтуються в одному напрямку, завдяки чому в матеріалі створюється внутрішнє магнітне поле (рис. 11.1,6). Для зберігання двійкових даних використовуються ферромагнетики, до яких відносяться залізо, нікель, кобальт і їхні сплави. На відміну від немагнітних матеріалів ферромагнетики зберігають орієнтацію доменів (внутрішнє магнітне поле) при знятті зовнішнього поля. Ферромагнетики мають властивість намагнічуватися в слабких полях. Створювана при намагнічуванні напруженість внутрішнього магнітного поля може перевищувати напруженість зовнішнього поля в 105 ... 106 разів.

Про здібностях ферромагнетиков зберігати дані можна судити по кривій намагнічування, що є залежність індукції b феромагнітного матеріалу від напруженості h намагнічує поле.

При циклічному перемагничивании крива намагнічування має форму замкнутої, гистерезисной петлі (рис. 11.2, а). За гистерезисной петлі визначаються наступні параметри:

  • індукція насичення , відповідна напруженості магнітного поля , при якій індукція b феромагнетика досягає максимального значення і залишається незмінною;
  • залишкова індукція , відповідна напруженості магнітного поля . Значення при відсутності зовнішнього магнітного поля свідчить про здатність феромагнетика зберігати два можливих стану, і , за допомогою яких можна кодувати логічні рівні 0 і 1 даних в цифровій техніці. Чим більше значення , тим надійніше розпізнавання логічних рівнів;
  • коерцитивної сила , при якій в процесі розмагнічування індукція b стає рівною 0. Чим більше , тим менше ймовірність стирання збережених феромагнетиком даних при впливі зовнішніх паразитних полів;
  • потужність втрат на гістерезис, що відображає роботу на перемаг- нічіваніе матеріалу. Потужність втрат прямо пропорційна площі петлі гістерезису.

Для зберігання даних використовуються магнітні матеріали з прямокутною петлею гистерезиса (мал. 11.2,6), для яких залишкова індукція досягає максимальної величини , а максимальна напруженість магнітного поля перемикання логічних рівнів трохи перевищує значення коерцитивної сили

Орієнтація доменів при відсутності (а) і при наявності (6) магнітного поля

Мал. 11.1. Орієнтація доменів при відсутності (а) і при наявності (6) магнітного поля

Форми гистерезисной петлі магнітного матеріалу

Мал. 11.2. Форми гистерезисной петлі магнітного матеріалу

Склад і принципи побудови магнітного ЗУ. В магнітне ЗУ входять дві основні частини (рис. 11.3):

магнітний носій інформації , який виконує функції зберігання інформації. Носій інформації являє собою підкладку , на яку нанесено магнітне покриття.

В якості підкладки використовуються лавсан, ацетилцелюлози і інші немагнітні матеріали. Товщина підкладки складає десятки мікрометрів.

Значення коерцитивної сили H c матеріалу магнітного покриття вибирається з компромісних міркувань. C точки зору енергетичних витрат на перемагнічування ферро-

Магнітне пристрій

Мал. 11.3. Магнітне пристрій

магнетика при запису інформації матеріал повинен мати мінімальне значення Яс, а для захисту інформації від можливого стирання при впливають зовнішніх магнітних полях необхідно вибирати матеріал з великим значенням Н с. Як показано вище, більше значення залишкової індукції В г сприяє більш надійному розпізнаванню логічних рівнів, що зберігається. Тому поверхню носія виконується з магніто-твердого матеріалу з порівняно великими значеннями коерцитивної сили Н з = 12 000 ... 80 000 А / м і залишковою індукції B r = 0,2 ... 0,6 Тл. Як магнітного покриття використовується ферролак, що складається з порошку оксиду заліза і немагнітних зв'язок, або металеві сплави на основі нікелю, кобальту, вольфраму. Ферролак товщиною 5 ... 20 мкм наноситься на підкладку шляхом розпилення, металеве покриття товщиною 0,01 ... 1 мкм - гальванічним способом;

  • магнітна головка , що виконує функції запису інформації на магнітний носій і / або зчитування з нього. Магнітна головка являє собою муздрамтеатр з зазором, на якому розміщена обмотка. При записи через обмотку пропускають струм записи / 3, при зчитуванні з обмотки знімається напруга зчитування і с. У муздрамтеатрі використовується магнитомягкий матеріал (железонікелевие сплави), що володіє:
  • • малої коерцитивної силою Н с, щоб зменшити вплив магнітних полів, створюваних магнитопроводом при відсутності струму в обмотці, на магнітний носій інформації;
  • • великий залишкової індукцією Z? S, щоб підвищити чутливість магнітної головки при зчитуванні даних.

Для зниження втрат на вихрові струми, що виникають при протіканні струму записи по обмотці, муздрамтеатр виготовляється з холоднокатаних стрічок або ізольованих пластин товщиною менше 0,2 мм.

Зазор муздрамтеатру заповнюється прокладкою зі сплавів, що володіють високим магнітним опором. Його ширина А визначає щільність запису даних на носій і становить частки мікрометрів.

Магнітна головка розташовується біля поверхні магнітного носія з невеликим проміжком 8 (рис. 11.3) при безконтактної записи або без зазору при контактної записи. В останньому випадку ділянки муздрамтеатру, що примикають до поверхні магнітного носія, і магнітне покриття носія повинні мати підвищену зносостійкість і малою шорсткістю.

Крім магнітного накопичувача (МН), магнітних головок запису (МГЗ) і зчитування (МГС) магнітне пристрій містить:

  • блок кодування (БК) для отримання необхідної для запису кодової послідовності. При записи з самосинхронізацією кодова послідовність крім даних містить інформацію про сінхроімпульс (СІ). При використанні методів групового кодування, про що буде сказано нижче, здійснюється перекодування вихідної кодової послідовності;
  • підсилювач записи (УЗ) для підвищення рівня струму записи до величи

ни, що забезпечує насичення магнітного матеріалу носія;

  • підсилювач зчитування (УС) для підвищення рівня напруги зчитувальних даних;
  • блок обробки (БО) для отримання вихідного коду даних і синхроімпульсів СІ.

Перераховані апаратні засоби утворюють канал запису / зчитування, схема якого наведена на рис. 11.4.

Канал запису / зчитування

Мал. 11.4. Канал запису / зчитування

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук