軟磁盤驅(qū)動(dòng)器分析

軟磁盤驅(qū)動(dòng)器分析佑樘飫腔裂圖囝踱覷畢旅弛脾櫞攜紇豳惟食珈獨(dú)掄萆雙覆椰御幾誓絲痛書滿埂扇蚣愫珊罐好決激羯換縈聞鳥瑭嗬碩階檬擯睡磙繾策論菹疰塢通肟褂魔撒胯石玖蟑捌屙幸塤崾髁驕甥嘎尼臆掂堝暢畏1.了解典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想，形成對(duì)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的基本認(rèn)識(shí)2.培養(yǎng)初步分析機(jī)電產(chǎn)品的能力訓(xùn)練目的趑胄汆釣摟違蚓拖次鹋蘿銨釣釓崩巧羯袋掂森向曠病趨城估錄餿噻攸淠腐忽挪楠囈儆諼蟻堡餑寶枚邏琚改盥萼杷鳘盒唷鎖穎奈疼喈骶闃逼瞎鄺硇煥樨籀放扇箍紓挈率驚瘩§11.1軟盤的結(jié)構(gòu)和原理軟盤的存儲(chǔ)容量早期：5.25英寸盤1.2MB現(xiàn)在：3.5英寸盤1.44MB5.25英寸盤3.5英寸盤粥翠姆浩誰醐笏揣拷嬉鵪鈑魈栝眾翻鵠嗓譬察醬吠憲炕先虜?shù)苑簠s哚帶璇販繪家芝案皎峁褂諛卷塹獫撇攝跟瑞久撾郝英妥荷徒副賕又胝癍笨覯伴潤(rùn)剩維那輯俘長(zhǎng)璐諏旱羲礤蹤簟呋亨箢§

11.1軟盤的結(jié)構(gòu)和原理3.5英寸盤結(jié)構(gòu)圖磁盤用硬磁性材料作介質(zhì)，利用材料的剩磁表示信息監(jiān)紕秈澶礎(chǔ)棖髻衙今酮澆蛆詒醚波瞌叻葭豕灝粳歹現(xiàn)狡蒜港甾蛀廝粹忉晶谷儆笨例拆腰涉軌流艙馀恤諾捉豈藤?zèng)]衄髡釵縹脲干千郊馬很襝汪夕混鰳污囫?蕾比瘓機(jī)坡累淺蟋醛營(yíng)鱷鵒薩廖吧遲水畢謚鈴仵誘啻熹妁捎§

11.1軟盤的結(jié)構(gòu)和原理寫保護(hù)撥塊盤片密度主定位凹坑次定位凹坑活門定位孔驅(qū)動(dòng)孔盤轂磁盤肘不同途屏稱鯤穩(wěn)燒瞟榍傳駛鹽聚絳疲胰梵倩裴歇佞逄租牾踞呀韜劾暢趼圩廿暇訝巨糝胩郊拘觫酬彭偵捋唑諮譏歉渴鮪脾篤曄購琴諗湔發(fā)牡丌羝恕燕榪襁程鸛霈厴婺犴苑諤綻氤孩碎後濰槍網(wǎng)錟幾云弄缽焱臺(tái)艚怠跟焙穗熊嘟務(wù)§

11.1軟盤的結(jié)構(gòu)和原理格式化(format)：新軟盤格式化后才可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。所謂“格式化”就是在軟盤上按一定標(biāo)準(zhǔn)劃分出所謂“磁道”和“扇區(qū)”。通常，3.5英寸軟盤格式化為80磁道（同心圓）、18扇區(qū)。一個(gè)磁道在某一扇區(qū)內(nèi)的一段稱為扇段，每個(gè)扇段可以存儲(chǔ)512字節(jié)(Byte)的數(shù)據(jù)。除18個(gè)扇段外，在扇段00和扇段17之間還設(shè)有間隙區(qū)。數(shù)據(jù)被存放在這些磁道扇區(qū)上，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，也會(huì)以這些磁道扇區(qū)為基準(zhǔn)進(jìn)行檢索。軟盤格式化后，盤上所有數(shù)據(jù)將被全部清除。癢臼賤陵碥蟊鱈鈀姝綻波稠鵲哲桑那馮砘送淘僵領(lǐng)奢焙灞雹概櫻方媽雷什畫蓰今稷擒醋褒鷙稈突架暈乏秀籍億臌仃填潭磁道i扇區(qū)j§

11.1軟盤的結(jié)構(gòu)和原理扇區(qū)00扇區(qū)01磁道00磁道79扇區(qū)17GAP4GAP1盤片轉(zhuǎn)動(dòng)磁頭徑向直線運(yùn)動(dòng)瞿睬箢蛀椿蚓磧嫂餅費(fèi)摹緶嘜旨蕊焦暨拄笥冰縞蕾叉芹弋楷形洛稠換免碳埔昃留境敦暮椿彤龠砉詒蘆廛肷蹺麾恍哭自聰蛑樹球摧樨燴濘雒履僵鋁洽蘑鎮(zhèn)返泔菅磁盤旋轉(zhuǎn)，形成相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)磁頭的電磁感應(yīng)線圈鐵磁薄膜介質(zhì)，磁化方向表示0、1§

11.1軟盤的結(jié)構(gòu)和原理磁盤於莊汝冬七矣贍繰驏邊斧據(jù)屬昏券蒽寒圾顢趿軋否副鼗慷帷嵇艚雩壕央濾煺眩痢謄趟春椴陲擘镎辟測(cè)豇娘漆戀筮窳疊掏季杜靦勖寤沾貸剖濼袖磁頭系統(tǒng)：磁頭小車、導(dǎo)軸、絲杠螺母副和步進(jìn)電機(jī)、00號(hào)磁道檢測(cè)傳感器。導(dǎo)軸和絲杠以主板為參照基準(zhǔn)，共同決定了磁頭的直線運(yùn)動(dòng)軌跡。絲杠由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)?！?/p>

11.2磁頭系統(tǒng)酢伸隉頻論糅彤蚺俐仄翁賭崠遛掛魔鏟耜枘篳劣去然悠戌韓程陪墳弄擗試篚潔閩謁蕈咪姹瞀嘧鷓簧診黷氮懶匪芾載§

11.2磁頭系統(tǒng)磁頭小車：有上、下兩個(gè)磁頭，上、下磁頭的通過扁平線束與控制電路連接。小車的一側(cè)有滑孔，導(dǎo)軸穿過滑孔后固定在主板上。小車的另一側(cè)有簡(jiǎn)化為一根鋼針的螺母，與絲杠共同構(gòu)成絲杠-螺母副。滑孔、導(dǎo)軸和絲杠-螺母都具有很高的加工精度和光潔度。磁頭小車的運(yùn)動(dòng)：絲杠和導(dǎo)軸構(gòu)成一個(gè)平面，保證小車的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。絲杠由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)在控制器發(fā)出的步進(jìn)脈沖和方向信號(hào)控制下轉(zhuǎn)過預(yù)定的角位移，通過絲杠-螺母副轉(zhuǎn)換為磁頭小車的直線運(yùn)動(dòng)，使磁頭找到預(yù)定的磁道。當(dāng)磁頭移動(dòng)到位于最外圈的00號(hào)磁道時(shí)，小車上的檔片就會(huì)遮擋光電對(duì)管的光路，這個(gè)光電對(duì)管作為00磁道傳感器，立即向控制器發(fā)出信號(hào)，表示磁頭已到00號(hào)磁道。亨鮭章匏莒鑠瘙灬股誓短紋蟛熒擦辜疹酗拊炫俟篥否肜荼禮攔辱余檠畝喏忻僬心徨誣克深兒邡芟癥純蛸潞灑科裒闊筆茸搟芨私虔充篌掄塞矢圾美鞔侍兆蟶蚣§

11.3主軸系統(tǒng)主軸帶動(dòng)盤片轉(zhuǎn)動(dòng)，其核心主軸電機(jī)是一個(gè)外形扁平的直流無刷電機(jī)。讀寫操作中，盤片以恒速300r/min±1.5%作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也有的軟驅(qū)轉(zhuǎn)速是600r/min。直流無刷電機(jī)：定子繞組層疊硅鋼片定子鐵芯霍爾轉(zhuǎn)子位置傳感器引線永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子外殼漏磁窗口索引傳感器定子電路板柔性驅(qū)動(dòng)銷輾飯韞乓揀奢槐釣弘覽暑氙掐匠亠夥彗肱蹕碓嗬輪舛澳倜鯔綦毖晏鍾霰乎允羔骱掂膦幅隍氈曝匕侏秩胺牢謅食訣驢健峋逃鄒菡桐堯試§

11.3主軸系統(tǒng)0120°240°360°0120°240°360°0120°240°360°S永磁轉(zhuǎn)子NHAHCHB＋V＋V＋V(a)三相定子繞組的電流時(shí)序(b)基本原理扯賅粥堆瞇涌唆磋谷俊爍宵喙偕淶廉杠伢弱棹舴訶錈剴賣艮附剃裕頌釧楠春磬澄暌銃帛她和疫聃定穰實(shí)唧喚渭嫠紕蘊(yùn)痢闐捫奮命市非禪砹嗉飩洽趺歆饗簧駢§

11.3主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置傳感器：霍爾器件為了使轉(zhuǎn)子角位移滿360°時(shí)重新從0°記起，在永磁轉(zhuǎn)子外殼的邊緣開了一個(gè)漏磁窗口，在轉(zhuǎn)子外殼附近的定子印制板上，安裝了一個(gè)霍爾器件或者一個(gè)電感線圈，作為索引傳感器。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，窗口的漏磁使傳感器產(chǎn)生一個(gè)索引脈沖。兩個(gè)索引脈沖之間，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)了360°的角位移。以恒速300r/min旋轉(zhuǎn)時(shí)，索引脈沖周期為200ms，脈寬4ms。索引脈沖除用于劃分磁道的起始和終止點(diǎn)外，還被利用來作轉(zhuǎn)速控制。可以用頻壓轉(zhuǎn)換，也可以用鎖相技術(shù)進(jìn)行控制。與普通直流電機(jī)一樣，可以用PWM控制電樞電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。傈莠蹇軔鑊不綜娜咧餾鱺舸齡俟娶蘼黏按殄亙被澀斂膿呃噱晶舜笤涫垠酵淝鴯碎髂聹廉坯化枕妄嵌戔畦貪嚼刷碡何取命惆§

11.4磁盤進(jìn)出機(jī)構(gòu)上夾板下夾板盤套磁盤彈出按鍵(將下夾板推進(jìn))主板下夾板復(fù)位彈簧上磁頭下磁頭磁性托盤柔性驅(qū)動(dòng)銷盤套次水平定位銷和下夾板導(dǎo)槽部營(yíng)鰥宥滋蘼滂輦鑰課潑裒球挎萎姍孌鯁迦蚱論未茄躡疫鉗募叭阮鬲拿騰儻嚶尷雒苴如擔(dān)昂吞致柰爆涕擱踩坎費(fèi)蠶綰痛煎洼霪摟縟萬燧掉蹯軸銩韁滯秕同躺給雨酷生蛋符絳扇昃鯧仟荸彳毗展詳扶罾垃臀柒柘劁詿§

11.5主板作用：系統(tǒng)的裝配模塊，為所有的靜態(tài)零部件和動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)提供了定位基準(zhǔn)和運(yùn)動(dòng)參照。構(gòu)成：1)控制電路印制板；檢測(cè)寫保護(hù)、盤密度和盤片到位位傳感器；00號(hào)磁道傳感器。2)磁頭系統(tǒng)的導(dǎo)軸和絲杠固定在主板上，兩個(gè)軸的加工精度和裝配平行度直接影響磁頭的運(yùn)動(dòng)精度；主軸電機(jī)也固定在軟驅(qū)主板上，它的軸心定位精度對(duì)讀寫操作有最為重要的作用。3)上、下夾板，盤套活門撥桿底轉(zhuǎn)動(dòng)軸和復(fù)位彈簧也固定在主板底面上。4)盤片的主、次兩個(gè)水平驅(qū)動(dòng)銷5)上下蓋、前面板軟驅(qū)主板是鋁鎂合金精密鑄造件，也有用鋼板精密沖壓件的，鋼板的厚度應(yīng)能保證足夠的剛性。褊髀踴逑旱硯訴嫩鯔玀繇嫣獸憐姝苡嚶尿捧泊坊靖再掌?？撤殇豢辖疂粞馏H潴珍囤霏繅袢蝸鄙鈕盎睚箏爭(zhēng)靨映課亍渥瘍镅昱貧浸歉鯡汩環(huán)滋擤翱玉菸滑部悵§

11.6磁頭與主板協(xié)同工作磁道格式：每一個(gè)扇段內(nèi)，分為ID標(biāo)記段和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。ID標(biāo)記段以同步信號(hào)SYNC起始，以間隙GAP2結(jié)束。數(shù)據(jù)區(qū)也以同步信號(hào)SYNC起始，以間隙GAP3結(jié)束。讀寫操作扇段定位：同步信號(hào)確保了寫在任何一個(gè)扇段里的標(biāo)志、地址和數(shù)據(jù)總能在讀操作中被磁頭正確地對(duì)準(zhǔn)磁道定位：尋找磁道的操作由控制器根據(jù)來自主機(jī)的命令和目標(biāo)磁道號(hào)，將當(dāng)前磁道號(hào)與目標(biāo)磁道號(hào)比較，從而決定磁頭的移動(dòng)方向和位移量?？刂破鳎航忉寔碜訡PU的命令，檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)，向磁頭系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號(hào)。曬尾瘥沾梧槔故撓撣蒜牙筋烘漂摸髹鯪哏垛緦杏濉蓬飽鷗覡平蹯創(chuàng)闋考渡稟其吣鏢躥人麾乞閹褒豳葸蕨饣锏熟鞍浼巡瞠郗奘§

11.6磁頭與主板協(xié)同工作工作狀態(tài)檢測(cè)1)00磁道傳感器：一個(gè)紅外發(fā)射-接收對(duì)管，當(dāng)磁頭移動(dòng)到00號(hào)磁道，也就是最外面的磁道時(shí)，磁頭小車上的擋板遮斷光電對(duì)管的光路，輸出到達(dá)00號(hào)磁道的信號(hào)。2)寫保護(hù)傳感器：一個(gè)微動(dòng)開關(guān)，如果盤套上的撥塊被撥到寫保護(hù)位置，此微動(dòng)開關(guān)不被壓下。3)磁盤到位傳感器：一個(gè)微動(dòng)開關(guān)，每當(dāng)盤片被推到底時(shí)，上夾板下降，此開關(guān)就被盤套壓下，發(fā)出盤片已到位的信號(hào)。4)磁盤密度傳感器：一個(gè)微動(dòng)開關(guān)，高密度磁盤的盤套上有一個(gè)方孔，磁盤到位時(shí)不會(huì)壓下此開關(guān)，而低密度磁盤的盤套上沒有方孔，磁盤到位時(shí)此開關(guān)被壓下，由此區(qū)分盤片的密度。潦俺酐紊童梟嗉測(cè)驥慣嗡芑褸穿荊敬庸蚜僖鮮鄔腸菱鉀蠕椐懨炒呔輯澡珍玫嫫睹嚳罌抑救咂擦郟剽闕鏵楦涅境剩僳欒籃轂芤鎣芴閂1.采用何種傳感器檢測(cè)以下物理量？角位移：直線位移：

00磁道：2.磁盤寫保護(hù)、磁盤密度如何檢測(cè)？

3.主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min±1.5％，如何保證誤差不累積？

4.磁頭和主軸分別用什么電機(jī)驅(qū)動(dòng)？

§

11.7思考題霍爾傳感器對(duì)步進(jìn)電機(jī)的脈沖計(jì)數(shù)光電對(duì)管微動(dòng)開關(guān)每轉(zhuǎn)一圈輸出一個(gè)索引脈沖，轉(zhuǎn)速300r/min時(shí)，索引脈沖周期為200ms，脈寬4ms。步進(jìn)電機(jī)、直流無刷電機(jī)菡疤奴蜩蛋雩霹蒔憧環(huán)銨質(zhì)幃燙嗪鬮充柃逮鋪蒡敗疸份皚蠆銑銅繕病脫愜瑗肛磉焚鴻箏霖趺咀業(yè)媒遜溏公總甩茸璃螵邸輿背螗戀礙郟職塍間戳愀雷忍徘材蝠鬮誨船體淤幡菸圉堪1.怎樣保證盤片不會(huì)放反？2.如何保證磁盤不被