ПРОЦЕСС ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ
Основными элементами канала
записи-чтения являются магнитная
головка (МГ) и магнитная поверх-
ность гибкого диска. По своей сути
МГ является миниатюрным электро-
магнитом (рис. 4).
Основные части М1 — магнито-
провод (1) и обмотка (2). При возник-
новении в обмотке перепада тока в
магнитопроводе создается магнит-
ный поток определенного направле-
ния.
В области рабочего зазора МГ
(3) поток рассеивается, и часть его
замыкается через магнитную повер-
хность дискеты (4). Таким образом
создаются магнитные "отпечатки"
— цепочка элементарных магнитов с
полюсами N и S. которые сохраняют
свою намагниченность длительное
время.
Дискета представляет собой май-
ларовый (разновидность нейлона)
диск толщиной 125 мкм с тончай-
шим слоем ферролакового покрытия
(3...5 мкм).
При воспроизведении процесс
повторяется с точностью до наобо-
рот. Теперь намагниченные участки,
проходя мимо рабочего зазора МГ,
создают магнитный поток того или
другого направления, а значит —
электродвижущую силу (ЭДС) в об-
мотке. На рис. 5 показаны несколько
магнитных "отпечатков", следующих
друг за другом на расстоянии h, и на-
водимые ими ЭДС в МГ.
Общий выходной сигнал получа-
ется при алгебраическом сложении
(суперпозиции) +ЭДС и -ЭДС. Такой
подход оправдан, т.к. в первом при-
ближении данную систему можно
считать линейной [7].
Сигналы откликов имеют коло-
колообразную, немного асиммет-
ричную форму и хорошо аппрок-
симируются функцией Гаусса. Для
намагниченности "+J" сигнал имеет
положительный знак, для намагни-
ченности "-J" — отрицательный.
Суммарный выходной сигнал
ивых похож на синусоиду со "сту-
пенькой", как в плохо настроенном
усилителе мощнос-
ти звуковой частоты
(УМЗЧ). Однако если
в УМЗЧ это катастро-
фический недостаток,
то в магнитной запи-
си — достоинство,
поскольку из такого
сигнала легче выде-
лить цифровые "еди-
ницы" и "нули".
Рассмотрим, как
влияет величина рас-
стояния h на форму
сигнала. Для при-
мера выберем один и тот же МЧМ-
сигнал при относительно большом
(рис.6) и относительно малом (рис.7)
расстоянии.
На рис. 6 максимумы выходных
сигналов, как положительных, так и
отрицательных, совпадают практи-
чески точно с центрами участков на-
магниченности. На рис.7 наблюдают-
ся заметные смещения максимумов,
известные под названием "фазовые
искажения" или "сдвиг пиков". При
переходе от длинного интервала (в
данном примере 2Т) к короткому (Т)
имеет место опережение dt1, а при
переходе от короткого интервала (Т)
к длинному (1,5Т) — от-
ставание dt2. Кроме того,
наблюдаются амплитуд-
ные искажения сигнала
(UI > U2 > U3).
Сигнал, изображенный
на рис.7. гораздо труднее
правильно декодировать,
чем сигнал, приведен-
ный на рис. 6. Ситуация будет еще
хуже при дальнейшем уменьшении
h. "Сдвиг пиков" происходит всякий
раз при переходе от любого длинно-
го (1,5T; 2Т) к любому короткому (Т;
1,5Т) интервалу и наоборот.
Применительно к гибким магнит-
ным дискам — большие расстояния
h будут наблюдаться на внешних
концентрических дорожках (0, 1,
2...), а малые h — на внутренних.
Для справки, реальные значения h в
случае ГМД диаметром 5,25 дюйма
составляют 5...10 микрон.
Теперь понятно, что проблемы,
возникающие с некачественным
воспроизведением информации на
внутренних дорожках дискеты, носят
объективный характер и будут про-
являться в той или иной степени на
любых типах дисководов и с любым
типом дискет.
Напомним, что в отечественных
домашних компьютерах стандарт-
ными, к сожалению, стали двусто-
ронние дисководы двойной плот-
ности диаметром 5,25 дюйма типа
МС5305, МС5311, МС5313, МС5350,
ЕС5321.01 (Болгария), Robotron
K5601/CM5643 (Германия), FD55A-F
(Япония).
"К сожалению" — потому что в
конце 80-х годов мировой парк дис-
ководов был практически полностью
обновлен за счет более качествен-
ных и емких моделей дисководов
5,25 дюйма (1.2 Мб) и 3,5 дюйма
(0,72; 1,44; 2,88 Мб). Новые техноло-
гии изготовления магнитных головок,
жесткие допуски на электромехани-
ческий привод, улучшенная конс-
трукция дискет — все это сводит к
минимуму фазовые искажения.
Если бы с самого начала в люби-
тельских конструкциях применялись
дисководы 3,5 дюйма, то при той же
схемотехнике контроллеров НГМД
проблем с некачественным чтени-
ем программ было бы значительно
меньше.
Какие же меры предпринимаются
в контроллерах дисководов для све-
дения к минимуму фазовых искаже-
ний?
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УЗЛА
ЗАПИСИ
В БИС контроллеров НГМД пер-
вого поколения обычно предусмат-
риваются две основные защитные
меры:
1) выдача сигналов предком-
пенсации записи SR, SL для ВГ93
или PS0, PS1 для i8272(A);
2) выдача сигнала TR43 для
ВГ93 или LCT для i8272(A), инфор-
мирующего о нахождении магнитной
головки за сорок третьей дорожкой,
т.е. в "опасной" зоне. Эти сигналы
могут применяться самостоятельно
в случае НГМД, имеющих специ-
альный вход LCT (Low CurrenT), для
уменьшения тока записи на внут-
ренних дорожках дискеты. В интер-
фейсе дисководов 5,25 дюйма для
домашних компьютеров вход LCT не
используется. В этом можно удосто-
вериться, посмотрев на незадейс-
твованный контакт 2 разъема сопря-
жения контроллера с дисководом.
На рис.8 представлена обобщен-
ная структурная схема узла записи
контроллера НГМД, выполненного
на базе ВГ93.
Не все сигналы из указанных на
структурной схеме могут быть за-
действованы в конкретном контрол-
лере. Приведем их расшифровку и
параметры для метода МЧМ при так-
товом сигнале CLK частотой 1 МГц
на выводе 24 ВГ93 [8]:
- WD (Write Data) — "запись
данных", импульсы положительной
полярности длительностью 300...500
нс с периодом 4; 6; 8 мкс (соответс-
твенно Т; 1,5Т; 2Т на рис.3);
- TR43 (TRack 43) — "нахож-
дение магнитной головки за дорож-
кой 43", низкий логический уровень
означает дорожки 0...43, высокий
логический уровень — дорожки 44
и выше, причем верхний предел ог-
раничивается не числом 76 [6], а
количеством дорожек в режиме мак-
симального форматирования, т.е.
82...84;
- SR, SL (Shift Right, Shift Left)
—"сдвиг вправо", "сдвиг влево", сиг-
налы управления предкомпенсацией
при записи, используются согласно
алгоритму табл.2;
- FCLK (Frequency CLocK)
— "тактовые импульсы", чаще всего
имеют форму меандра с частотой 4
МГц или 8 МГц;
- WRDATA (WRite DATA) —
"данные записи на дисковод (ДЗП)",
выходной сигнал контроллера, им-
пульсы отрицательной полярности с
длительностью 0,15...2,5 мкс и пери-
одом 4; 6; 8 мкс [9].
Рассмотрим конкретные схемо-
технические решения узлов записи.
Нумерация выводов микросхем, их
позиционные обозначения, серии,
типономиналы в разных моделях
контроллеров будут разными. Одна-
ко это не меняет сути вопроса, чи-
татели без труда узнают знакомые
очертания своих схем.
(Продолжение следует)
