Cabezas Magnéticas Clasificación: Por modo de grabación:

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César Roldán Moya
hace 7 años
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1 Cabezas Magnéticas Clasificación: Por modo de grabación: Longitudinal. ANILLO (el más usado) Perpendicular HILO (grabación) ANILLO (lectura) Transversal ANILLO

2 Por efecto usado en lectura Inductivas ε = d Φ dt Magneto-resistivas (mixtas M-R/inductivas) Magneto-ópticas

3 Por construcción Masivas: Metal (permalloylaminado) Ferrita o ferrita y metal Película delgada

4 Requisitos : Mecánicos Entrehierro pequeño para conseguir elevada densidad de grabación Ej. grabación con contacto. Video: 4000 bit/mm 0.25 µm/bit 1000 at./bit Discos flexibles: 800 bit/mm 1.25 µm/bit

025 µm 100 capas atómicas La señal se reduce en

5 Requisitos Mecánicos Distancia al medio muy pequeña µm 100 capas atómicas La señal se reduce en unos 10 db cada λ/10 Elevada dureza en sistemas en los que hay contacto. Y muy pequeño tamaño...

6 Magnéticos: Alto Bs Alta permeabilidad Grabación en medios de elevada coercitividad. Elevada eficacia con profundidades grandes del entrehierro. Ferritas.- Límite de Snoek µfc 4GHz si µ=100 Ł Fc 40 Mhz Metal.-Corrientes de Foucault. Limita su uso en alta frecuencia. Baja remanencia Pocas pérdidas Evita el borrado en la lectura. Evitan la aparición de ruido y desfases. Eléctricos: Baja autoinducción Baja resistencia Permite el funcionamiento a frecuencias altas Reduce el ruido Jonson. Sólo 4ó5 dbde margen...

7 Dimensiones : g Entrehierro w Anchura de pista d Profundidad gap l Longitud del circuito A Superficie del núcleo L

Estructuras típicas : Película Video Audio delgada

25 µm 1 µm Anchura w = 1-2 µm 10-30 µm 1 mm

l = 2-3 µm 1 mm 10 mm Material Permalloy Sendust.

8 Estructuras típicas : Película Video Audio delgada Entrehierro g = 0.25 µm 0.25 µm 1 µm Anchura w = 1-2 µm µm 1 mm Profundidad gap d = 1-2 µm µm µm Longitud l = 2-3 µm 1 mm 10 mm Material Permalloy Sendust... Ferrita permalloy Permalloy Laminado Permeabilidad BF µ = MHz µ = baja 100 no usable

12 Análisis de los campos: Grabación: Campos creados por la corriente en el devanado de la cabeza Lectura: Flujo en la cabeza creado por el medio imanado. (Se calcula mediante el principio de reciprocidad) Parámetros de interés: en grabación digital, la forma del pulso en grabación analógica, la respuesta en frecuencia

13 Métodos de Análisis: Caso 1 Permeabilidad baja (alta frecuencia o efectos de la saturación) Dimensiones del mismo orden Devanado grande Ej. Cabezas de película delgada Solución: Análisis por elementos finitos en 3D. (2D en algunos casos)

14 Caso 2 Permeabilidad moderada Algunas dimensiones muy diferentes Devanado alejado del entrehierro Ej. Cabezas en anillo (audio, video) Consecuencias: El potencial escalar es casi cte. cerca del entrehierro Solución: Aproximación simple, a través de la eficiencia de la cabeza. Caso 3 Permeabilidad muy alta Dimensiones muy diferentes Consecuencias: El potencial escalar es constante en toda la cabeza. Solución: "Exacta". 2D. Mapeo conforme en el plano complejo

15 Cálculo de la eficiencia: Φag Φbg Las reluctancias de las distintas partes serán: R la R g n = g = µ µ 0 wd Definimos la eficiencia como: l Φ E = Φ NI R R ag bg g El campo en el entrehierro será: = n + R g ag H0 = Φ Φ g Por lo tanto, si la eficiencia debe de ser alta tendremos: AA l g E Rn << Rg << µ A µ 0 wd bg = NIE g

16 Circuitoequivalenteelemental de una cabeza L N = Φ = I N I NI R + R n g g 2 N µ wd = N N R g normalmente Q L ω = 10 R Dependenciade los parámetros: 2 L N L w R N R w C N ε N ω r 1 LC N 3/2 Todoestoafectaa la respuestaen frecuencia, no a la densidadde grabación.

17 Campo lejano: ( g 0 µ ) Cálculo de los campos de las cabezas. Se considera constante el potencial escalar en las dos piezas polares. La solución consta de planos equipotenciales que pasan por x=0, y=0. Las líneas de fuerza de H son circunferencias con centro en ese mismo punto. r H r dl = NIE r H = NIE πr NIE y H x ( x, y ) = π ( x 2 + y 2 ) NIE x H y ( x, y ) = π ( x 2 + y 2 )

19 Campo intermedio: ( g finito µ ) Aproximación de Karlqvist para el campo EXTERNO. Formas de obtenerla: a).-cargas magnéticas de valor ± 2NIE g en la superficie interna del entrehierro. b).-corriente superficial de valor 2NIE en el entrehierro c).-potencial escalar magnético variando linealmente entre +NIE / 2 y NIE / 2 entre un extremo y el otro del entrehierro. H x = H 0 θ π = H π 0 yg arctg x + y g / 4 H y 2 2 H 0 r1 H 0 ( x g / 2) + y = ln = ln 2 2 π r2 2π ( x + g / 2) + y

20 La aproximación es válida hasta aprox. 1/5 g de las esquinas suponiendo que no haya saturación ( µ ) Olle Karlqvist ( )

21 Comparación entre el modelo de campo lejano y el de Karlqvist: (1) 0.35 y=1 g= campo lejano Karlqvist H x X Axis

22 Comparación entre el modelo de campo lejano y el de Karlqvist: (2) 0.35 y=1 g= campo lejano Karlqvist H x X Axis

23 Comparación entre el modelo de campo lejano y el de Karlqvist: (3) y=1 g=4 campo lejano Karlqvist H 0.00 y X

24 Campo cercano: método del mapeadoconforme Transforma una zona en otra Manteniendo los ángulos

25 Definiendo: H H * i H x = H H y 0 0 La función: Z 2i π 1 H 1 H + 1/ 2ln 1+ H = * * * Transforma dos planos paralelos en esto:

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