Энциклопедия по МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (от А до Я)

ЗАПИСЬ СИГНАЛОВ НА МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ
способ записи, в котором на магнитооптических (МО) эффектах основан процесс воспроизведения, а собственно запись основана на термомагнитных явлениях. Магнитооптический носитель информации, обычно в форме диска, содержит рабочий МО-слой, который представляет собой аморфную магнитную пленку, способную терять намагниченность и коэрцитивную силу при нагреве до не очень высокой температуры и обеспечивать в процессе воспроизведения достаточно большой МО-эффект. Намагниченность и коэрцитивная сила МО-рабочих слоев теряются при температуре 100-200°С в зависимости от состава слоя.

Запись производится с перпендикулярным намагничиванием МО-слоя (см. также перпендикулярная магнитная запись). В наиболее простом случае в процессе записи предварительно намагниченный МО-слой локально размагничивается, нагреваясь от остросфокусированного луча лазера. Обычно же запись происходит путем изменения направления предварительной намагниченности МО-слоя на противоположное. Для этого при локальном нагреве и остывании участка, когда его коэрцитивная сила еще мала, но него воздействуют магнитным полем обратного направления по отношению к полю предварительного намагничивания. Изменение магнитных характеристик с температурой показано на рисунке к статье термомагнитное копирование. Наконец, возможна запись на предварительно ненамагниченный МО-слой или на МО-слой со старой записью при одновременном ее стирании. В этом случае элемент МО-слоя нагревается до температуры вблизи точки потери магнитных свойств. Коэрцитивная сила МО-слоя становится малой и сравнительно небольшое поле магнитной головки сообщает нагретому участку одно из двух направлений намагниченности, которую нельзя изменить после выхода нагретого участка из фокального пятна лазера, т.к. при снижении температуры коэрцитивная сила МО-слоя возрастает.

Во всех случаях в результате записи на носителе образуется последовательность намагниченных и размагниченных участков или участков с взаимно противоположной намагниченностью, которая и представляет собой запись на МО-носителе. Записываемый сигнал может управлять лучом лазера или полем магнитной головки.


Рис.1. Запись сигналов на магнитооптический носитель


На рис. 1 записываемый сигнал 1 управляет магнитным полем магнитной головки 2, которое воздействует на МО-слой 3. С обратной стороны на МО-слой сфокусирован луч лазера 4. Вблизи точки потери магнитных свойств коэрцитивная сила МО-слоя мала и он легко намагничивается в поле головки записи 2; на МО-слое образуется сигналограмма 5; 6 - "старая" сигналограмма, которая стирается при таком способе записи; 7 - направление движения носителя. Ширина получающейся сигналограммы около 1 мкм. Такой же размер имеет и минимальная длина участков однонаправленной намагниченности. На МО-носителях звуковые и видеосигналы записываются способами цифровой и ЧМ-записи.

Воспроизведение записи основано па МО-зффектах Керра и Фарадея. Чаще используется МО-эффект Керра, который состоит в том, что если луч поляризованного света направить на отражающую намагниченную поверхность, то плоскость поляризации отраженного луча изменяется в зависимости от направления и величины намагниченности отражающей поверхности. Соответственно изменяется световой поток, проходящий через анализатор и попадающий на светоприемник, т.е. намагниченная поверхность его модулирует. Отражающей намагниченной поверхностью в системах записи на МО-носителях является МО-слой, а источником света - тот же лазер, что используется для записи, но с уменьшенной мощностью излучения. Принцип воспроизведения информации с МО-носителя приведен на рис. 2. Если в качестве источника света 2 применяется лазер, то поляризатор 3 не требуется.

Запись па МО-носителе можно многократно стирать, как обычную магнитную, повторяя циклы запись-воспроизведение-стирание. Современные МО-диски допускают не менее 1 млн. таких циклов. При этом МО-диск не изнашивается, поскольку лазерная головка с ним не соприкасается, а магнитная головка, применяемая в некоторых способах записи на МО-диски, скользит по специально

Рис.2. Принцип воспроизведения информации с МО-носителя:а - воспроизведение на основе МО-эффекта Керра; б - воспроизведение на основе МО-эффекта Фарадея; в ~ фрагмент поперечного сечения МО-носи те ля; стрелками показаны направления намагниченности МО-слоя, нанесенного на стеклянную подложку: 1 - Дисковый МО-носитель, 2 - луч света, 3 - поляризатор, 4 - анализатор



обработанной поверхности диска, не касаясь рабочего слоя. Поверхностная плотность записи информации на МО-носителях достигает 106 бит/мм2, т.е. примерно такая же, как у магнитной записи. Однако объемная плотность записи на современных МО-дисках сильно уступает объемной плотности магнитной ленты. Действительно, толщина МО-диска не менее 1 мм, и в 1 мм3 его объема может храниться то же количество информации, что и на 1 мм2 поверхности, т.е. 106 бит. У металлонапыленной магнитной ленты достигнута объемная плотность 60 Мбит/см3 (см. также лазерная запись, минидиск).

ЗАПИСЬ ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ НА МАГНИТНЫЙ НОСИТЕЛЬ
требует преобразования аналоговой или цифровой информации в специальный цифровой код, удобный для передачи по каналу магнитной записи. Этот канал имеет свои особенности, и не всякий код оптимален для передачи по нему цифровых данных. Например, при постоянстве намагниченности носителя как в положительном, так и в отрицательном направлении сигнал на выходе магнитной головки воспроизведения отсутствует и возникает только при переходе намагниченности от одного направления к другому.

Известно много различных способов кодирования и ЗЦДМН. Остановимся на трех: запись без возвращения к нулю (БВН1), запись с фазовой модуляцией (ФМ) и запись с групповым кодированием (ГК). В порядке перечисления в этих способах возрастает плотность записи и эффективность обнаружения ошибок, а также уменьшается межблочное расстояние на ленте. Характеристики способов для записи по 8 дорожкам на ленту шириной 12,65 мм.

Запись по способу без возвращения к нулю (БВН1) показана на рисунке. Записываемая единица в данном случае представляет собой перепад тока записи в режиме от положительного до отрицательного насыщения (или наоборот), которому соответствует изменение направления намагниченности и магнитного потока ленты (переход потока). Нуль представляет собой отсутствие изменения тока в соответствующие моменты времени. Для идентификации нулей в этом способе требуется синхросигнал. Если он вырабатывается из импульсов, воспроизводимых с разных дорожек, то плотность записи ограничивается динамическим перекосом ленты.

В способе записи с фазовой модуляцией (см. рисунок) записываемая единица представляет собой перепад тока записи в одном направлении, например, в режиме от отрицательного до положительного насыщения, а нуль - перепад тока в обратном направлении. Поскольку разнонаправленным перепадам тока записи при воспроизведении соответствуют импульсы ЭДС головки различной полярности, то внешнего источника синхроимпульсов для идентификации нулей не требуется; каждая дорожка оказывается самосинхронизированной. Следовательно, устойчивая работа аппаратуры записи обеспечивается при относительно малом расстоянии между переходами потока. Поэтому рассматриваемый способ ФМ позволяет получить более высокую плотность записи, которая составляет 63 бит/мм.

Изменение тока записи и намагниченности
носителя при записи цифровых данных па способам БВН1 и ФМ



Недостаток способа ФМ в том, что одному биту соответствует не один, как в способе БВН1, а два перехода потока. Это понятно, поскольку для записи 1 после 1 или 0 после 0 необходимо изменить направление намагниченности ленты, что достигается записью дополнительного перепада тока с удвоенной плотностью (см. рисунок). Поэтому, например, для записи с плотностью 63 бит/мм надо, чтобы лента допускала физическую плотность записи в 126 переходов потока на 1 мм (пп/мм).

Способ записи с групповым кодированием обладает достоинствами двух предыдущих способов: запись одного бита соответствует одному переходу потока и вместе с тем каждая дорожка самосинхронизирована. Как и в способе БВН1, единицы представляют собой перепады тока записи, а нули - отсутствие перепадов в данный момент времени. Синхросигнал, необходимый для идентификации нулей при такой записи, вырабатывается из сигнала каждой дорожки. Для этого сигнал кодируется так, что не может быть записано подряд более двух нулей. Обычно используемые 4-разрядпые группы двоичных знаков преобразуются в 5-разрядные группы (например, группы 0000 и 0001 преобразуются в группы 11001 и 11011). При зтом любая 5-разрядная группа создает не менее двух переходов потока на ленте, что и позволяет вырабатывать собственный синхросигнал для каждой дорожки.

Таким образом, для накопления 4 единиц информации способом ГК требуется 5 переходов потока. Поэтому при достигнутой физической плотности записи 356 пп/мм по способу ГК на ленте накапливается информация с плотностью
356x4/5 = 286 бит/мм.

Возможность исправления ошибок записи, предусмотренная в способе ГК, приводит к некоторому снижению фактически реализуемой плотности накопления информации, и она составляет 246 бит/мм (см. также цифровая запись звука, двоичный код).

ЗАТЯЖКА


дефект, возникающий в результате неравномерной намотки магнитной ленты Б рулоне, например, при продольном скольжении одного витка относительно другого (см. рисунок).



ЗАЩИТНЫЙ СЛОЙ
покрытие на поверхности носителя записи, защищающее рабочий слой от механических повреждений, износа и окисления. Применяется в лазерных дисках, а также некоторых разновидностях магнитных носителей, например, в металлонапылениых магнитных лентах. ЗС получают из раствора путем полива или в вакууме методами ионно-плазменной технологии. Толщина ЗС составляет 50-1000 нм (см. также классификация магнитных носителей).

ЗВУКОВОЕ ДАВЛЕНИЕ
дополнительное давление, возникающее в среде (в воздухе) при прохождении через нее звуковых волн. Последние создают разрежения и сгущения среды, вызывающие уменьшение и увеличение давления по сравнению с его средним значением в среде. По своей природе ЗД - переменная величина, изменяющаяся в соответствии со звуковыми волнами. ЗД - основная количественная характеристика звука; измеряется в Паскалях, Па (Н/м2). Порогу слышимости соответствует ЗД 10 мкПа; болевому порогу - 100 Па. Оба значения среднестатистически приблизительны и справедливы при распространении в воздухе звуковых волн (чистого тона) с частотой 1000 Гц.

ТПС Катюша © 1998-2017