Механизмы привода и автоматической парковки головок

Компьютерный мастер в Израиле


Механизмы привода и автоматической парковки головок


Типом привода головок во многом определяется быстродействие и надежность накопителя, его температурная стабильность, чувствительность к вибрациям и выбору рабочего положения, достоверность считанных данных. Именно с помощью механизма привода головки перемещаются от центра дисков к их краям и устанавливаются на заданный цилиндр.
Существует множество различных конструкций механизмов приводов головок, которые можно разделить на два основных типа: с шаговым двигателем и с подвижной катушкой.

Механизм с шаговым двигателем


У накопителей с приводом на шаговом двигателе среднее время доступа к данным значительно больше, чем у накопителей с приводом на подвижной катушке. По этой причине привод с шаговым двигателем нашел основное применение в дисководах для гибких магнитных дисков и в накопителях на жестких дисках малой (до 100 Мбайт) емкости.
Шаговый двигатель — это электродвигатель, ротор которого может поворачиваться ступенчато, каждый раз на строго определенный угол. Ротор двигателя механически связан с блоком головок с помощью стальной ленты, намотанной на его ось, либо зубчатой рейки и шестерни. Обычно каждому шагу ротора (повороту на фиксированный угол) соответствует перемещение головок на одну дорожку. Приводы с шаговым двигателем чувствительны к колебаниям температуры и к выбору рабочего положения накопителя. Серьезный недостаток такого механизма — появление люфта в процессе эксплуатации.

Механизм с подвижной катушкой


В отличие от систем с шаговыми двигателями, в приводе с подвижной катушкой используется электронная обратная связь для точного определения местоположения головок и коррекции его относительно дорожек. По принципу действия конструкция привода напоминает обычный громкоговоритель (поэтому английский термин для обозначения этого устройства — voice coil — звуковая катушка). В типичной конструкции привода (см. рис. 3.1) подвижная катушка жестко соединена с блоком головок и размещается в поле постоянного магнита (иногда такую конструкцию называют соленоидным приводом, или актюатором — actuator). Электрический импульс, поступая на катушку, вызывает ее смещение относительно жестко закрепленного постоянного магнита — блок головок перемещается. Механизм оказывается быстродействующим и не столь шумным, как привод с шаговым двигателем.
В приводах с подвижной катушкой используется специальная электронная система наведения головок, называемая сервоприводом, в основе которой лежит использование сигнала обратной связи, несущего информацию о реальном взаимном расположении дорожек и головок. Существует несколько способов построения петли обратной связи, которые отличаются друг от друга своей технической реализацией. Независимо от используемого способа необходима предварительная запись на диск (при его изготовлении) специальной технической информации (сервокодов). Температурные колебания не сказываются на точности работы привода с подвижной катушкой. Поскольку сервокод считывается непрерывно, то в процессе нагрева работающего накопителя и расширения дисков система наведения головок отслеживает дорожку и проблем со считыванием данных не возникает.
Механизмы привода головок с подвижной катушкой бывают двух типов: линейные и поворотные. Привод с линейным механизмом перемещает головки строго по радиусу диска. Его недостатком является массивность, снижающая скорость перемещения головок, а следовательно, и производительность накопителя. Привод с поворотным механизмом работает по тому же принципу, что и с линейным, но при движении катушки относительно постоянного магнита равноплечие рычаги перемещения головок поворачиваются, передвигая головки к центру или краю диска.
Поворотный механизм привода с подвижной катушкой используется почти всеми фирмами — производителями накопителей на жестких дисках.