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硬盘录音机

发布日期:2020-10-20 浏览量:442次
1.硬盘录音机原理
硬盘录音机的原理是先将音频模拟信号进行A/D转换后,经数字信号(DSP)处理后记录在硬盘上,放音时,先将硬盘上已记录的数据读出,经数字信号处理后进行D/A转换恢复模拟信号,由此可知,对信号进行的转换和前面的数字磁带录音并没有多大区别,本质区别是在磁盘上记录声音数据。
磁盘表面上有许多磁道,这些磁道是以盘心为同心圆向外向内排列,分别为00磁道、……高位磁道,然后为备份磁道及启停区。每条磁道又分为若干等份,如分成八段,在盘面上形成一个类似扇面的八个区域,称每个区域为扇区,在每个扇区上的一段扇形磁道上,记录着数字声音信号、同步信号、伺服信号及地址码,图5-19所示为硬盘表面示意图。

1)磁饱和记录   数字声记录存储在磁带或磁盘上采用的方式,是在模拟信号磁记录基础上发展起来的一种磁饱和记录方式,套于磁头上面的线圈馈以数字声的二进制脉冲码电流使磁头产生磁场,当磁带与磁头接触会使记录载体上的磁介质产生标志二进制“0”、“1”数码的饱和磁体,当读取记录信息时,依据磁电感应,饱和磁体可在相对应磁性载体运动的磁头上,感应出与“0”、“1”数码相对应的电动势,从而重新恢复记录前的数字声,磁性载体上的磁介质被磁化的方向会因为磁化场方向不同而不同,对于R-DAT采用斜向磁化记录方式,而S-DAT以及磁盘机主要采用纵向磁记录方式,磁带、盘面磁化方向与磁带、盘面水平面方向平行,又称为水平记录方式。
磁盘机是采用饱和磁记录方式,将数字音频信号记录在磁性盘片上,然后利用峰值检测的方法拾取磁介质磁化方向翻转时产生的电动势,从而重新获取到数字音频信号,磁盘机的读、写磁头均由高导磁率的软磁材料和绕组构成。磁盘的磁化与磁带不同,考虑到长期接触会磨损磁盘,损坏后不像磁带那样可任意取出更换,因而采用磁导率很高的磁头,以致磁头与盘片有一定间距,称为浮动间隙或磁头飞行高度,属于非接触式,而磁带机的磁头与磁带为接触式。
(1)写入过程:当磁头通电后,在磁头前隙附近形成漏磁场,磁头漏磁场可近似等效于一些半圆。将其磁场分解为水平Hx,垂直Hy两个分量,用水平分量作为盘片磁介质的磁化场,形成纵向记录方式,磁头浮动间隙越小,介质上的磁场强度越强,此时水平磁场的最大值在磁头前端缝隙的中心并向两侧逐渐减小,于是在盘面的横截面上磁化深度为半圆形状,写入电流大小应适中,不能过大或过小,写入电流过大会使水平磁场向两侧扩散,从而减小盘面的记录密度,写入电流过小,介质不能充分饱和磁化,可使记录信号产生误码的可能性加大。
(2)读出过程:磁头读出信号依据电磁感应定律,信号幅度与磁介质磁场强度的变化率,强度及绕组圈数成正比,因为这些物理量受到磁头转速,实际宽度及绕组体积限制,所以读出的信号还必须由读出电路处理,处理后的信号幅度可满足要求。
(3)重新写入:硬盘机在已记录数据的磁盘上重新写入新数据时,不需要抹去盘面上原有的剩磁,新写入的数据位产生的磁化方向,若与原数据位的磁化方向相同,则保持不变,若相反的磁化方向在写入电流的作用下产生反转。
2)硬盘机磁记录的基本参数
(1)硬盘的柱面、面(头),磁道和扇区,硬盘为原型的磁介质,与柱面(磁道)、磁面、扇区的方式工作,一个硬盘可以有几千个小柱面(磁介质片),一个柱面单元可以有2个,4个,8个子面,一个面可划分为40个、80个、……数目的记录轨道(磁道),一个磁道口可划分为若干圆弧段(扇区512个字节),一个硬盘的容量等于硬盘的柱面数×面数×扇区数×扇区的字节数,以GB表示,如20GB,40GB,84Gb容量的硬盘,这些参数在硬盘安装和设置是非常重要,一定要设置正确。
(2)存储密度。存储密度分为磁道密度及位密度两种参数,磁道密度指磁盘径向单位长度的磁道数。位密度表征单位长度的磁道上记录的二进制数码的位数。
(3)存储容量。存储容量及存储二进制数码的总数是以位数或字节数计量,计算机硬盘容量的大小可以用多种方法测量,最简单的方法是直接用DOS命令CHKDSK C。有些计算机在开机时直接显示出CPU型号,时钟频率,内存大小,硬盘容量等参数。
(4)平均存取时间。指磁头从起始位置到达所要求的任意位置,并完成写入或者读出所需要的全部时间。
(5)捡读时间裕量,以捡读窗口宽度Tw与最大峰值偏移量之差定义捡读时间裕量。
(6)分辨率。
(7)误码率。为硬盘机与主机连续传输数据中单位时间出现的错误位数。
3)数字编码   为了提高磁记录密度,增大存储容量,降低误码率,上述的磁记录方式的写入和读出在写入时,记录“1”是用饱和磁化,让盘面的磁层介质磁化方向翻转以记录新信息,如记录“0”磁层的磁介质不翻转,读出时在磁化方向翻转处读出磁头上感应的电动势幅值最大,利用峰值检测的方法还原信号“1”,就是见“1”翻转的不归零制磁化翻转记录方式。但在此过程中会因各种干扰而使还原的“1”偏离正确的位置,需要在被记录的数码序列中插入同步时钟序列,以便在读出的数码序列中检测已发生的偏移数码,将插入时钟或对记录数码序列重新编排来达到此目的,操作称为数字编码,具体的编码方式有不归零制、FM调频制、MFM改进调频制和2-7RLL制。
目前硬盘机中常采用MFM、2-7RLL编码,因为他们具有自身同步能力而且减少了盘面磁介质磁化方向翻转次数,从而提高了记录容量。
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