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การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัล เล่ม 1: พื้นฐานช่องสัญญาณอ่าน-เขียน

Published by Piya Kovintavewat, 2018-03-04 03:21:25

Description: ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (hard disk drive) เป็นผลิตภัณฑ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสำคัญต่อภาคการส่งออกของประเทศไทย

หนังสือเล่มนี้ได้ถูกเขียนขึ้นมา โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้เป็นองค์ความรู้ใหม่ในการสนับสนุนโครงการพัฒนาด้านต่างๆ เพื่อส่งเสริมอุตสาหกรรมฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของประเทศไทย หนังสือเล่มนี้เหมาะสำหรับผู้ที่มีพื้นฐานทางด้านการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล และระบบสื่อสารดิจิทัล รวมทั้งผู้ที่สนใจทางด้านระบบการประมวลผลสัญญาณของฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์

Keywords: ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์,การประมวลผลสัญญาณ

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ดร. ปยิ ะ โควนิ ทท์ ววี ฒั น์

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½¼ õþ ó õ þ óÿ õ ýú ñ ÿ ñ track density (track/in.) landing zone tracktrack width linear density (bits/in.)areal density = linear density * track density platter(bits/in.2 ) (bits/in.) (tracks/in.) sector ÿ÷ó ½º ÿ ÿ ÿ ð ö ý õ ÿðð ðÿû½º º¿ ÿ ÿ ÿ ð ö ý õ ÿðð ðÿûÿ ÿ ÿ ð ö ý õ ÿðð ðÿû ð õÿ÷ó ½º ÿðð ðÿû ö ýõ õöõó ý ÿ÷ ýó ÿþ õ ãÔÐ ØØ Öä ðþó ñ ÔÐ ØØ Ö ý ÿ ý öþöõø ó ð õ ý ò ð öñ ý õÿ ö óý ð õþ ÿ ý õó ÿþ ã óÿ´ØÖ µä ñ óÿ ö ÷õê ã ñ ÿ ´× ØÓÖµä ðþó ñ ñ ÿ ö ý ð½¾ öñ ´½ öñ ý öñ ð õõ ½¾ öñ ý ó ö ¼ öñµðþó ÷ ú ÿ ý ñ ÿó ö ý ý ÿðð ðÿû ý õ õõ úõóõþ ý ðþ ½ Ad = LdTd ´½º½µý Ad ý õ õõ úõóý õ þ ÷êõöññ ñ ÿ õ ´bits/in.2µ¸ Ld ý õ õõõ ´Ð Ò Ö Ò× Øݵ ý õ þ ÷êõöññ õ ´ Ø×» Òºµ¸ Td ý õ õõ óÿ´ØÖ Ò× Øݵ ý õ þ ÷êõ óÿ ñ ñ ÿ õ ´tracks/in.2µ õ÷è öõõ ÿðð ðÿûý ýõ õõ úõóý ½¼¼ öñ ñ õ ñ ÿ õ ½¿ ý õ õõ úõó ´ ÿ ý ý µ ÿðð ðÿû ý ÿòó úý õ ð ðþ ÿúý õ ú ÿ ý ñ ÿ Ld Td õ ý ÿ ´½º½µ ñ þ õ ò úý Ld Td õ

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½¾ õþ ó õ þ óÿ õ ýú ñ ÿ ñEvolution ofM agnetic >2003 R ead/W rite Sensors Perpendicular Thin Film Inductive W rite C PP R ead H ead 1997 1990 1970 1980Ferrite Inductive M nFe Thin Film Inductive W riteR ead/W rite H eadW ire w ound coil G M R R ead H eadM achined Pole PiecesG ap W idth C ontrolled W rite W ide-R ead N arrow B y Film s A nd A ssem bly FourC ontactStructure Tolerances Pinned,Free Film s A ntiferrom agnetic Thin Film Inductive W rite Exchange Film M R R ead H ead C IP O peration W rite W ide-R ead N arrow FourC ontactStructure SAL N iFe M R Film Thin Film Inductive Ed G rochow ski R ead/W rite H ead C oil,Pole G eom etries C ontrolled B y Sem i- conductorType Process N iFe Poles Tw o C ontactStructureÿ÷ó ½º õ ÿ ý ó õ ÿðð ðÿû ´ ö ñ öÿ ó ñ ½ µø þó ÿðð ðÿûý ý ý ý õ ú ÿ ÿö ýñ ÿ õ ÿ ð ö ý óý õõ õ ñ½º º ÷ ó ÿ÷ ó ÿ ´ÀÝ×Ø Ö × × ÐÓÓÔµ ½¸ ¸ ½½ ÿðð ðÿû ÷õê ÿ û ð ý ýúõôÿ ü ú ý ÷êõ ý öõó ´Ñ ÙÑ Ñ Ò Ø Þ Ø ÓÒµ õ ý ý ó´ ÔÔÐ Ñ Ò Ø Ð µ ÷ ó ÿ ö óÿ ö ÿ öö ÿó ÷ õ õ ý ý ÷ õ öõó ÷êõ÷ÿý ó ð ý ÿòó ý öñò ð ö õ öõó ð þ ý ý òþÿü ú ÿ÷ó ½º ÷ ó ÿ ó ð ý ýúõôÿ ü ú ý ÷êõ ý öõó M ö õ ý ý ó H ð ý þò ðó M = 0 H = 0 ý ó ÿúý õ ý ý H ÷ õ öõó M úý õñ ý õó õÿ÷ õ ÿ ó ý ò ð

½º º ÿöõó ÿ öö ý ½¿ Ms M b Mr c H -Hc ag d Hc e f -Mr -M s ÿ÷ó ½º ÷ ó ÿõõ ý H úý õ ó ð M ý úý õ ð õ ÿþ õ ã ð ýñ ´× ØÙÖØ ÓÒ ÔÓ Òصä ðõ ü ú ý ÷êõ ý öõó ý ó ö Ms õõ ý ó ÿð õ ý ý H õý ÷õê õþ M ÷ þõ ÷ ÷ñ ý õó ó ð õÿ÷ õò ðó ðõ ü ú ý ÷õê ý öõó ý ó ö Mr ÿþ õ ã ü ú ýñ ´Ö Ñ Ò ÒØ Ñ Ò Ø Þ Ø ÓÒµäòó ÿ ð H M ð ÿ þ õý ÷õê õþó ð ý ã ü ú ö ý ´ Ó Ö Ú Øݵä ó ö −Hc õõò þ ð H ÷ ÿ þ õò ð óöõó ý ü ú ý ÷õê ý ýñ öö ö ´Ò Ø Ú × ØÙÖ Ø ÓÒµ ÿ ý ü ú ý ÷õê ýýñ õó ó ñÿ õ ý õõò ó ÿ úý H ó M ÷ó ð ¸ ð ¸õó ð öý ó ð ñ ý ðö úÿ õõ õ ð ü ú ý ÷êõ ýöõó M õ þ ö õ ý ý H ó õ ðñ ÷è öõ ð õõ ÿ ð ö ý õöõó ý ÿòó ð ðþ þ ÿ ÷ ó ÿ õõ ý õ ý ý ó H òó ý ÷õê õþ ´ ÿ ò öó µ öõó ý ü ú ý ÷õê ý úþ ¾ ò õ

½ õþ ó õ þ óÿ õ ýú ñ ÿ ñ±Mr ðþ õ þ ö õ ý ý ó H õ õ õ ð ö ÿöõó ý ð óóý ¾ ò õ öñ ¼ öñ ½ ðþó öñ ¼ ó ü ú ý ÷êõ ý öõóýó ó ÷ õó ó õ öñ ½ ó ü ú ý ÷õê ý öõó ýó ó ÷ õó ó ñÿ õ ý ÿ ð ý ý ó ÷õê öõó ý öõó ý óó ð ý ´Ñ Ò Ø Ñ Ø Ö Ðµ ñ ý ÷ ó ÿ ñ õ ð ý ý ÿò ö ÷êõ ¾ öö öö ã Ö ä öö ã×Ó Øä ½¸ ½½ ð ý öö Ö ý ÷ ó ÿ öö ÷ð õõ ý Hc 0 ý ÿöõ ý ó÷õê öõó õ ÿ ð ö ý ð ó õ ð ý öö Ö ý ÿòÿ ü ú ý ÷êõ ý ý öñ ¼ ÿ öñ ½ ðõ õ ý òþÿü ú ó õ ÷õê úÿ ÿ ööñ õ ý ý H õ õý õ ÿó ó ü ú ý ÷õê ý öõó ýó óñÿ õ ý õ ó ð ý öö ×Ó Ø ý ÷ ó ÿ öö÷ð õõ ý Hc õ þ ý ö ÿõ ý ó ÷õê ý õó ÷ öñ ý ý õ ý ý Hc ó þõñ õ ÿ ÷ þõó ó ü ú ý ý õ öõó ñ þ õ ó ýñ ´× ØÙÖ Ø ÓÒµ ó ý ÿò ð ö ý õ öõó ð õ ÿðð ðÿû õ÷è öõý ý ý ý õ ó ý õ õõ õ ÿöõó ý õ ø ó óÿ ó ý õ ð ð õõ ó ð ÿÿö õ õ õ ý ý ÿ óÿ ýý õ úÿ ó ó õ ý ý óý þõõõ ý ÿ ø ÷ õ óÿ óñ ÿ þõ ý ÷ ó óÿ þðÿö õ ý ý ó ýñ ÿ ÷ð þ úÿ õõ õ ÿú ÿ ð ý ó ýó÷êõ öõó ÷õê þ þ óñ öõó óý Hc ó ý ý ú ÷ õ ÿ ð ÿÿö õ õ õ ý ý óÿ þ ÿ úý Hc öõó õ ý ÿòó ÷ õ÷è õ ð þ ÿ ñ ý ò Hc öõó ý õ ÷ øó ð ýþ õ ÿ þõ ý ÷ õ öõó õó ö õ ò Hc öõó ý õ þ õ÷ ð ÿÿö õ õ õ ý ý óÿ þ ð þ ð õõ õ ÿú ÿ

½º º ÿöõó ÿ öö ý ½ ñ ÿ ó ½º½ ð þ öõó óý Hc ý õþHc öõó ð þ ÷ õ öõó ðþ ý þõ ý ÷ õ ÿÿö õ õ õý ý õþ óÿ þ ðð þõ ý ÷ õ öõó ð þ ð ÿÿö õ õ õ ý ý óÿ þ ð þHc öõó ñ ÷ÿ õ÷ÿ õ ýÿ ý ý ÿò õ ÿöõó ý ÿ÷ õÿÿö õ õ õ ý ý óÿ þ ñ ÿ ó ½º½ ð ð þÿöõó óý Hc ý õ þð õõ õ ÿ öõó óý Hc ó ý ýý õ õó ÷ öñ ñ õ ýöñþõý ú ÿ ÿ ýð þ ò þõý ý ý ÿò õ ÿöö õ ÿ ø õ ýý ðð ´ ÿ ø õ ý ý ýó ó ó öµ ý ÷õê ñ ò ÿ ÿÿö õ õõý ý óÿ þ ó ÷õê ø ý þõý õ õó ñÿ õ ý ò þõý ýöñ ÿ þõ ýð ´ ÿ ø õ ý ý ýó ó ó µ ÷õê þ þ ó ñ ú ÿ öõó óý Hc ó ý ý ú þ ÷è ÿÿö õ õ õ ý ýóÿ þ½º º ÷ ÿú ÿ ý õñ ý ÿ ´½º½µ ò ñ ÿ úý ý ý ÿðð ðÿû ý õ ý ÿòó ð ðþ ÿúý Ld Td ý ý ý þ úõóó ö ý õ öñ ðõ þ ÿ ð ý ý ÿðð ðÿû õ þ ö þ úõóó ö ý õ öñõ þ ó ð ý ý ÿò õ ÿ ð ö ý õ öñü þ õúõóõ ÿ õõ ü ÿõ þ ö ´ Ö ÒÙÐ Ö Øݵ ÿðð ðÿû ý ý ý ý õ ó õõ öõó ÷êõ÷è þóý ý ý õ

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½º º õ õý ó õ þ ÿöõó ý õ ÿðð ðÿû ½ Advanced Storage Roadmap 1E+7 Atom Surface Density Limit 1E+6A r e a l D e n s i t y [ Gbits/in2 ] 1E+5 Atom Level Storage 1E+4 Probe Contact Area Limit Holography Probe-like 1E+3 Superparamagnetic Effect Enhanced Storage 1E+2 >50 Gbit/in2 Magnetic HDD 1E+1 35.3 Gbit/in2 20.3 Gbit/in2 12.1 Gbit/in2 5 Gbit/in2 Demo 3 Gbit/in2 Demo 1E+0 1 Gbit/in2 Demo Integrated Head/Suspension Lab Demos 1E-1 Giant MR Head/Pico Slider 3.5 Inch FF 1E-2 Ramp Load/Unload 2.5 Inch/1.0 Inch FF No-ID >10 Inch FF MR Head/Nano-slider 15 20 2025 PRML Data Channel Thin Film/High Coercivity Disks Small Form Factor 1985 90 95 2000 05 10 ÿ÷ó ½º õ õý ó õ þó õ ÿðð ðÿû ½ ý öñ ½ ÷ þõ ÷ ÷êõöñ ¼µ ý ý ÷õê ÷ ð ÷ÿ ÿ õ ÿþ õ ãø ÿ óö ÷ ÿú ÿ ý õñ ´×ÙÔ ÖÔ Ö Ñ Ò Ø Øµä ÷êõ ð ó õ þ ÿöõó ýóó ý ý ÿðð ðÿû ý ý ÿò úý õ ÷ ðý ÿ ðöó ðø ÿ óö ÷ ÿú ÿ ý õñ½º õ õý ó õ þ ÿöõó ý õ ÿðð ðÿûõ õ ÿ÷ ó õ þ ÿöõó ý ööñ ó þ õ ÿðð ðÿû÷è öõ ó õ ý õ õ ñ ú ÿ ÿö ý ý ó úý õ ð ð õÿ÷ó ½º ýÿ þ þðóð ñ ÷õ

½ õþ ó õ þ óÿ õ ýú ñ ÿ ñ “R ing” Longitudinal Inductive W rite Elem ent R ecording Shield 2 P2 V w rite SignalA m plitude P1 N SS N N S S N N S N S S N N S S N R ecording D istance M edium M M agnetizations Transition region V read M onopole SignalA m plitude Inductive W rite Elem ent Shield 2 P2 P1 R ead Elem ent G M R Sensor Shield 1 D istance Track W idth R ecording M M edium Transition Soft region U nderlayer R eturn Pole Perpendicular R ecording Mÿ÷ó ½º½¼ ÿ ö õ ÿ õ ÿ þõ ÿ öö ´öõµ ÿöõó öö õ õ õ ´µÿöõó öö õ ñ ´ ö ñ öÿ ó ñ ½ µ½º º½ ó õ þ ÿöõó öö õ õ õ ÿðð ðÿûó õ þ õó ñ ð÷è öõ ðþ õý ó õ þ ÿöõó ý ó ÿþ õ ã ÿöõó öö õ õ õ ´ÐÓÒ ØÙ Ò Ð Ö ÓÖ Ò µä ó ü ú ý ÷êõ ýöõó õ õ öÿ õ ö õöõó ÿ÷ó ½º½¼´öõµ ð ÿ ö õ ÿ õ ÿ þõó õ þ ÿöõó öö õ õ õ ´ ÿöÿ þ þð úý ñý ý ÿò ð õöóó µó õ ÿ úý ý ýõ ýñ ÿ õ ÿ ð ö ý ýý õ ÿ þ õ þ ñ õ óõñ ý ý´ Ý þ úý ý ý ÿðð ðÿû õ ð ý ÿöõ

½º º õ õý ó õ þ ÿöõó ý õ ÿðð ðÿû ½Ò ص¸ ð ý õ öõó ¸ ÿ öö ÿ÷ÿ ý ø ð ó õ ÷õê ñõþ ÿ ñ ý õ÷è öõ ÿðð ðÿûó ó õ þ ÿöõó öö õ õ õ ò ð ð ÷ ÿú ÿ ý õñ ñ þ õ ÿðð ðÿû ÿö ÿ ýú ñ ÿ ööñ ñ ý ý ðó ý ÿòó ð õ þ ½ óÿ öñ ´Ì Ø Ö ÝØ µ ð õõ ò ñ ÿó ÿðð ðÿûý ý ý õÿ ðö óÿ öñ ý ý ÷õê ñ õ ó õ þ ÿöõó ý öö ý õó õ þ ÿöõó öö õ ñ ´Ô ÖÔ Ò ÙÐ Ö Ö ÓÖ Ò µ¸ ó õ þ ÿöõó ÿ öö ýó ýÿ õ þ ´À ÅÊ Ø ×× ×Ø Ñ Ò Ø Ö ÓÖ Ò µ¸ ó õ þ õ þ ö úÿö´ÔÖÓ ×ØÓÖ µ¸ ó õ þ ÿ û ´ ÓÐÓ Ö Ô Ýµ ÷õê ñõ ý õ õ ÿðð ðÿû ðþýÿ þ þðð õ½º º¾ ó õ þ ÿöõó öö õ ñô ÿ õ õ ÿ úý ý õ õõ úõó ý õ ý ÿòó ð ðþ ÿ ð÷ÿý ñÿ ÿõV õ ó úý Ku ý õ ú ÿ ÿ ðö ú õ õ óÿ ÷ EP ðýðý ýöñ ÷õê ÷ñ ý ý ÿ ´½º µ ÿö ÿó õ üý T ó õð õ õó ÷ öñ Ku ÷õê ÷ÿøõñÿ ö ü ú ö ý öõó Hc ´ðÿ÷ó ½º µ õõÿ úý Ku ý þ ý Hc úý õ ó ÿ öö ñ ÷ õ õ ý ý÷ õ öõó ý ðý ú ó ó ÿõý ü ú ý ÷êõ ý ð ö ý öñóñ ÿ þõ ÷ õ öõó ã ÿöõó öö õ ñ ´Ô ÖÔ Ò ÙÐ Ö Ö ÓÖ Ò µä ý ÿòúý õ ý ý ÿö þõ ý ðý ÿöõó öö õ õ õ ð þ ó ñ ½¿ óý ÿö ÿõ ý óõ ó õ þ ÿöõó öö õ õ õó õ þ ÿöõó öö õ ñ ð ÿýñõ ÿ õ ý ñ ñ÷ º º ½ ½ ðþó ü úý ÷õê ý öõó ñ öÿ õ ö õöõó ð ð õÿ÷ó ½º½¼´ µ õ÷è öõõ ÿðð ðÿûó ó õ þ ÿöõó öö õ ñ ð ÿýý ÿ õ þ õó ñ ðÿ ÿ öö ÿ÷ÿ ý ø ð ó ý ý þ õ ÿ úý ý ý ÿðð ðÿû ò ÷õê ôóý ööÿ öö ÿ÷ÿ ý ø÷ÿ óôü úý ý õ ò þ õ ÿ óõ ½ ó õ ÷êõ úÿ õ ÿ ÿð ÿ ´ Ö Û Ö µ ú õ ý õý ÿòó ð ðþ ÿ úþ ûñ ÿ ´×Ó ØÛ Ö µ õ ô ÿ õ ÷õê ñ ÿÿóð ÿ ÿ ÿð ÿñ ñ õ óõ

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½º º õ õý ó õ þ ÿöõó ý õ ÿðð ðÿû ¾¿ M Mr Mr Hc Hc H before heating after heating ÿ÷ó ½º½¾ ÷ ó ÿ öõó õ ÿ ýÿ õò ý ñÿ ñ õ öñ ú ýðþó ÷ ÿðð ðÿû õ úþ ðþ õ ÿ õ ý ñ ÿ õöõóý ð õõ ú úý ýÿ ð ÿ õ ÿ ò ý ÿðð ðÿû ðý õ ý ð õÿõ õ þ ý ñ õ õ õ ÷êõ ò ðö ´ ÖÖ Ýµ ý õ ú ð ó õ ÿõ ý ó õ ÷êõ úÿ þ ÿ þ ó ó õ õ ÿ ðõó ý ò ñ õ óñ ÿõ õöõó ðõ þ õ õ ô ÿ ò ý ó ÷êõ öö õ ð õý õ þ þñ ýñ õ ñ ó ó õöõó úÿö ´ÔÖÓ µ ý ÿó õ÷õê öö õ õ þó ñÿ ý ´ Ø Ö Ø µ ñ ý ð ðý óÿ õ ÿ þõ ý ó ý ý ÿòó ð ý ÿ ó ý õ ðþ ý ÿò ÷õê ÷ ð õó ÷ öñÿ öö õ ÿö ó õ þ õ þ ö úÿö ÷õê óó ó þý õý ÿó õ öö õ õ ý ÷õê õ õý õ õ õ ÿ õ ÿ þõý ñ ÷ ó õ þ ÿöõó ý ó õ þ õ÷è öõ ð õõ õ þ ñ ô ÿ÷è ñ õó ý ÿòõ ó õ þ õ þ ö úÿöý õ ÿ ð õ ÿðð ðÿû