СПОСОБ СТИРАНИЯ ЗАПИСЕЙ НА МАГНИТНОМ НОСИТЕЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G11B5/24 

Изобретение относится к технике стирания записей с магнитных носителей, в частности жестких и гибких дисков, магнитооптических дисков, магнитных лент и др.

Как известно, информации, записанной на магнитный носитель, соответствует некоторая последовательность участков поверхности носителя (магнитных ячеек), у которых векторы намагниченности, соответствующие битовым нулю М_Н ⁰ и единице М_Н ¹, ориентированы в противоположных направлениях, параллельных вектору магнитного поля записи Н_З, которым осуществлялась запись информации (в дальнейшем - вектор записи). При этом все ячейки находятся в устойчивых магнитных состояниях. Наиболее распространены два вида записи - параллельная и перпендикулярная, различающиеся ориентацией вектора поля записи Н_З относительно плоскости носителя. Как правило, на таких носителях, как жесткие диски, производимые до 1994-1996 гг., гибкие магнитные диски, магнитные ленты, осуществляется параллельная запись, а на современных жестких и магнитооптических дисках осуществляется перпендикулярная запись. В случае параллельной записи на магнитном носителе круглой формы (накопителе на жестком магнитном диске, дискете) воздействие внешнего размагничивающего поля в плоскости основы диска неодинаково для различных участков носителя (данное обстоятельство проиллюстрировано на фиг.4 и более подробно будет пояснено в данном описании ниже). Направление внешнего размагничивающего поля совпадает с направлением намагниченности носителя в верхней и нижней по рисунку части диска и перпендикулярно ему слева и справа. При перпендикулярном воздействии возможно неполное размагничивание в левой и правой по чертежу частях магнитного диска, что приводит к остаточной намагниченности на остальных участках магнитного диска.

Наиболее распространенными способами стирания записи являются размагничивание и намагничивание магнитного носителя путем воздействия на него внешним магнитным полем. Эти способы реализуются различными устройствами, которые подробно будут рассмотрены ниже.

Известен способ стирания записей с магнитного носителя путем воздействия на него насыщающим знакопеременным магнитным полем, содержащим постоянную составляющую (1). Известно также устройство, реализующее данный способ, которое описано в том же источнике информации (1).

Недостатком данных способа и устройства является низкая энергетическая эффективность стирания вследствие необходимости поддержания в процессе всего цикла стирания незатухающего магнитного поля. Стирание информации со всего носителя обеспечивается в результате последовательного перемещения головки вдоль всего носителя, что делает невозможным быстрое стирание информации.

Известен способ стирания записи с магнитного носителя, включающий создание магнитного поля и воздействие им на магнитный носитель до насыщения серией однополярных импульсов, создающих магнитные поля с различной ориентацией векторов напряженности (2).

Известно также устройство для стирания записи с магнитного носителя, реализующее упомянутый в предыдущем абзаце способ, содержащее основной контур, состоящий из источника постоянного напряжения, соленоида и конденсатора, подключаемого через двухпозиционный ключ попеременно к источнику постоянного напряжения и соленоиду, снабженное, по меньшей мере, одним дополнительным контуром, аналогичным основному, и, по меньшей мере, двумя демпферными диодами, каждый из которых подключен параллельно соленоиду каждого контура (2). Соленоиды основного и дополнительного контуров установлены с возможностью ориентации векторов напряженности создаваемых магнитных полей, повернутыми относительно друг друга на угол α, неравный 180° и 360°, а моменты подключения конденсатора к соленоиду в основном и дополнительном контурах сдвинуты относительно друг друга.

Недостатком этого способа и реализующего его устройства является сложность использования, поскольку в каждом конкретном случае необходимо подбирать как ориентацию стирающих полей, так и момент подключения дополнительного контура, что снижает эффективность применение этого способа и устройства. Кроме того, способ и устройство характеризуются большими энергетическими затратами, связанными с необходимостью создания магнитного поля с амплитудой, превышающей поле насыщения магнитного материала носителя.

Наиболее близким к заявленному способу по технической сущности является способ стирания записей на магнитном носителе, включающий создание магнитного поля и воздействие им на магнитный носитель с магнитными ячейками до насыщения (3).

В основе этого способа лежит прием стирания записи на магнитном носителе, при котором на носитель воздействуют, по крайней мере, двумя импульсами взаимно-перпендикулярных магнитных полей, лежащими в плоскости носителя, причем оба импульса не перекрываются во времени.

Наиболее близким к заявленному устройству по технической сущности является устройство для стирания записи с магнитного носителя, реализующее упомянутый в предыдущем абзаце способ и содержащее источник постоянного напряжения, по меньшей мере, пару каналов генерирования импульсных магнитных полей, и размещенный в пространстве их действия магнитный носитель. Более конкретно, известное устройство содержит блок управления и два контура, каждый из которых включает соленоид, конденсатор, источник питания и ключ, управляющий вход которого связан с выходом управления, причем соленоиды расположены так, что векторы создаваемых ими магнитных полей взаимно перпендикулярны (3).

Блок управления попеременно подключает соленоиды каждого контура к источнику питания.

Недостатком этого способа и реализующего его устройства является ограниченная область применения, обусловленная тем, что стирающие поля, создаваемые обоими соленоидами, лежат в плоскости носителя, то есть способ и устройство оказываются малоэффективными для дисковых носителей с перпендикулярной записью. Кроме этого, способ и устройство обладают низкой энергетической эффективностью, что связано с необходимостью многократного повторения стирающих импульсов. Это вызвано неравномерностью стирания с различных участков носителя из-за того, что направление однородного поля, создаваемого соленоидами, оказывается различным по отношению к полю записи на различных участках носителя. Необходимость многократного повторения стирающих импульсов связана также с тем, что каждый из импульсов поля действует независимо один от другого.

Общим недостатком указанных выше способов и устройств является низкая надежность стирания, обусловленная тем, что перемагничивание ячеек с различной исходной ориентацией векторов намагниченностей (соответствующих нулю и единице записанного двоичного кода) происходит несимметричным образом, то есть углы между направлением стирающего поля и направлениями векторов намагниченности М_Н ⁰ и М_Н ¹ существенно различаются. При неидеальной прямоугольности петли гистерезиса магнитного носителя это приводит к остаточной разности намагниченностей указанных ячеек, которая может быть использована для восстановления записи.

Заявляемые изобретения решают задачу улучшения качества стирания информации на магнитном носителе, повышения равномерности и надежности стирания записи при одновременно вносимой дезориентации направления намагниченности стирающим полем при уменьшении времени на качественное стирание с магнитных носителей, а также в уменьшении энергетических затрат.

Целью заявленных изобретений является намерение найти техническое решение, характеризующееся равномерностью и надежностью стирания информации, внесением дезориентации по направлению намагниченности ячеек при уменьшении необходимого для этого времени и энергетических затрат.

Первым объектом заявленного изобретения является способ стирания записей на магнитном носителе, включающий создание магнитного поля и воздействие им на магнитный носитель с магнитными ячейками до насыщения, причем, согласно изобретению, в качестве воздействующего на магнитный носитель магнитного поля используют импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности.

Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого способа. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.

В результате обеспечивается равномерность и надежность стирания информации, внесение дезориентации по направлению намагниченности ячеек при уменьшении необходимого для этого времени и энергетических затрат.

Причинно-следственной связью между существенными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом является то, что при вращении вектора воздействующего магнитного поля относительно оси диска магнитного носителя его направление последовательно совпадает с направлениями намагниченности всех участков магнитного диска за определенную часть оборота, например, за половину оборота, однородность вращающегося поля за это время обеспечивает надежность, а также равномерность стирания информации. И при дальнейшем вращении вектора воздействующего магнитного поля вносится дезориентация в значение угла поворота магнитных ячеек и стирается остаточная намагниченность.

Остановимся на этом более подробно.

Как отмечалось выше, предлагаемый способ стирания записей на магнитном носителе заключается в том, что создают импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности, которым воздействуют на магнитный носитель до насыщения (после этого можно поступить по-разному, например, уменьшить напряженность магнитного поля до значения, которое соответствует коэрцитивной силе материала, из которого изготовлен жесткий магнитный носитель или порошки, которые применяются для изготовления магнитных носителей).

Созданное импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности последовательно взаимодействует с участками поверхности носителя информации (магнитных ячеек), у которых векторы намагниченности, соответствующие битовым нулю и единице, ориентированы в противоположных направлениях и при повороте вектора импульсного магнитного поля со значением, большим чем коэрцитивная сила на угол, например, 90° или около этого, на магнитном носителе все магнитные ячейки выходят из устойчивого магнитного состояния, разворачиваются по направлению вращения вектора суммарного импульсного магнитного поля и информация стирается. В этот промежуток времени напряженность импульсного магнитного поля максимальна и последующее уменьшение значения напряженности с одновременным вращением вектора продолжает воздействовать на магнитные ячейки, вышедшие из устойчивого магнитного состояния, разворачивая их, вносит дезориентацию относительно угла разворота магнитных ячеек и стирает остаточную намагниченность до момента времени, когда значение напряженности суммарного импульсного магнитного поля не достигнет коэрцитивной силы материала, из которого изготовлен магнитный носитель, или большее значение коэрцитивной силы в зависимости от установленной величины порога, обеспечивающего разворот ориентации векторов намагниченности магнитных ячеек на угол, заранее определенный в диапазоне вращения, в частности, от 90° до 450°, например, при стирании информации для каждого магнитного носителя определяется свой угол поворота, что увеличивает надежность стирания, вносит дополнительную дезориентацию и неоднозначность стирания информации, так как намагниченность ячеек от диска к диску будет иметь разные величины, что исключает возможность однозначно определить, каким магнитным полем происходило стирание информации, а, соответственно, и начальное состояние магнитных ячеек и остаточную намагниченность.

Кроме того, применительно к заявленному способу заявитель считает необходимым выделить следующие развития и/или уточнения совокупности его существенных признаков, относящиеся к частным случаям выполнения или использования.

Как отмечалось выше, в качестве воздействующего на магнитный носитель магнитного поля используют импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности.

Воздействие импульсным магнитным полем с вращающимся вектором напряженности может осуществляться по-разному.

Однако желательно, чтобы сначала импульсным магнитным полем с вращающимся вектором напряженности воздействовали бы на магнитный носитель с магнитными ячейками до насыщения, а затем уменьшали бы напряженность магнитного поля, предпочтительно, до значения, которое не ниже коэрцитивной силы материала, из которого изготовлен жесткий магнитный носитель или порошок, используемый для изготовления магнитного носителя.

При этом целесообразно, чтобы обеспечивалось бы поэтапное последовательное взаимодействие импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности с участками поверхности носителя информации, причем на первоначальном этапе обеспечивалась бы максимальная напряженность импульсного магнитного поля и поворот на определенный угол вектора напряженности импульсного магнитного поля со значением, большим чем коэрцитивная сила, а на втором этапе обеспечивалось бы уменьшение значения напряженности импульсного магнитного поля с одновременным вращением вектора напряженности.

Угол, на который поворачивают на первоначальном этапе вектор импульсного магнитного поля, может быть различным, однако желательно, чтобы он составлял бы около 90°.

Получение импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности может быть осуществлено различными приемами.

Например, импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности может быть получено в результате суммирования путем наложения в занимаемом магнитным носителем пространстве, по меньшей мере, пары импульсных магнитных полей.

При этом предпочтительно, чтобы импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности, получали бы в результате суммирования путем наложения в пространстве, занимаемом магнитным носителем, пары импульсных магнитных полей, напряженности которых изменяются по синусоидальному закону с одинаковым периодом колебаний и затухающих по экспоненциальному закону.

В этом случае суммируемые импульсные магнитные поля могли бы характеризоваться тем, что их напряженности изменяются по синусоидальному закону с одинаковой амплитудой и с одинаковым периодом колебаний и сдвинуты друг относительно друга по времени на четверть периода, причем амплитуды напряженности магнитных полей изменяются по экспоненциальному закону.

Важной характеристикой при создании суммарного импульсного магнитного поля является ориентация накладываемых в занимаемом магнитным носителем пространстве импульсных магнитных полей.

Здесь возможны многочисленные варианты, в частности, в зависимости от количества накладываемых импульсных магнитных полей.

В частном случае, когда накладывается пара импульсных магнитных полей, для обеспечения вращения в начальный момент времени обеспечивают воздействие на магнитный носитель импульсным магнитным полем, ориентированным параллельно плоскости магнитного носителя, а затем с задержкой на четверть периода обеспечивают воздействие на магнитный носитель импульсным магнитным полем, ориентированным перпендикулярно предыдущему, либо наоборот.

Полный разворот ориентации векторов намагниченности магнитных ячеек может обеспечиваться на различный угол, однако, целесообразно, чтобы он находился в диапазоне от 90° до 450°.

Если осуществляется стирание записей на нескольких магнитных носителях, предпочтительно, чтобы обеспечивался бы полный разворот ориентации векторов намагниченности магнитных ячеек на различный угол. В этом случае увеличивается надежность стирания и вносится дополнительная дезориентация и неоднозначность стирания информации, так как намагниченность ячеек от диска к диску будет иметь разные величины, что исключает возможность однозначно определить, каким магнитным полем происходило стирание информации, а соответственно, и начальное состояние магнитных ячеек, и остаточную намагниченность.

Для обеспечения надежности стирания записей на магнитном носителе воздействие на магнитный носитель (диск) импульсным магнитным полем с вращающимся вектором напряженности после его затухания может быть повторено, то есть на магнитный носитель может быть осуществлено несколько воздействий импульсным магнитным полем с вращающимся вектором напряженности до насыщения с последующим уменьшением напряженности магнитного поля.

Заявитель считает необходимым отметить, что принципиальная возможность создания импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности, получаемое в результате суммирования путем наложения полей в пространстве широко известно (4) и не представляет технических сложностей.

С другой стороны, изобретение относится к устройству стирания записей на магнитном носителе, реализующему заявленный способ, которое включает источник постоянного напряжения, по меньшей мере, пару каналов генерирования импульсных магнитных полей и размещенный в пространстве их действия магнитный носитель, при этом, согласно изобретению, каналы генерирования импульсных магнитных полей выполнены с возможностью обеспечения складывания генерируемых импульсных магнитных полей с образованием суммарного импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности в пространстве размещения магнитного носителя.

Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого устройства. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.

Очевидно, что конкретная конструкция каждого из элементов может быть различна,

Заявитель разработал множество конструкций такого устройства, генерирующего импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности в пространстве размещения магнитного носителя.

Наиболее целесообразно устройство, в котором каналы генерирования импульсных магнитных полей содержат ключ с блоком управления зарядом и контур, состоящий из конденсатора и соленоида с диодом и коммутатором, а также оснащены общим для каналов генерирования импульсных магнитных полей блоком управления запуском, соединенным с каждым из блоков управления зарядом, причем одна клемма источника постоянного напряжения соединена через ключи с соответствующими точками соединения конденсаторов с соленоидами, которые дополнительно подключены к первым входам блоков управления зарядом, выходы которых соединены с входами управления соответствующих ключей, вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к соответствующим точкам соединения диодов с конденсаторами, а каждый коммутатор одним силовым выводом подключен к конденсатору, другим - к соленоиду, и управляющим входом соединен с выходом соответствующего блока управления зарядом.

При этом желательно, чтобы ключи в каналах генерирования импульсных магнитных полей были бы выполнены однопозиционными, коммутатор представлял бы собой тиристор, ключ - электронный управляемый коммутатор, а блок управления зарядом - генератор импульсов с линией задержки, вырабатывающий одиночные сигналы прямоугольной формы.

Остановимся подробнее на блоке управления зарядом. Его конструкция может быть различна. Однако предпочтительно, чтобы блок управления зарядом включал бы компаратор, один вход которого был бы подключен к точке соединения конденсатора с соленоидом одного из каналов генерирования импульсного магнитного поля, другие входы - к источнику постоянного напряжения, а выход через триггер Шмитта и элемент «И» был бы соединен с первым входом счетчика, второй вход которого подключен к блоку управления запуском, третий вход соединен через инвертор с RC-цепочкой, а выход счетчика через элемент «И» и инвертор подключен к выходу блока управления, причем выход включенного между счетчиком и инвертором элемента «И» соединен с дополнительным входом элемента «И», включенного между триггером Шмитта и счетчиком.

При этом желательно, чтобы вход компаратора был бы подключен к точке соединения конденсатора с соленоидом одного из каналов генерирования импульсного магнитного поля через резисторный делитель и ограничитель амплитуды. Таким образом, для стирания записей на магнитном носителе в качестве воздействующего на магнитный носитель магнитное поле используют вращающееся импульсное магнитное поле, в частности, с вращающимся в плоскости, проходящей через ось вращения магнитного диска и перпендикулярной к плоскости носителя, вектором напряженности, которое получают суммированием двух импульсных магнитных полей, напряженности которых изменяются по синусоидальному закону с одинаковой амплитудой и одинаковым периодом колебаний и сдвинутых друг относительно друга по времени на четверть периода, причем напряженности магнитных полей затухают по экспоненте. Кроме того, в устройстве стирания записей на магнитном носителе желательно, чтобы контуры были бы выполнены с равными периодами собственных колебаний, равным конденсаторы были бы неполярные, два однополюсных ключа переключались бы с задержкой, равной Т/4, а соленоиды контуров были бы установлены с ориентацией векторов напряженности создаваемых полей друг относительно друга на 90°, управляющие однополюсными ключами импульсы были бы смещены друг относительно друга на от уровня напряженности магнитного поля, равного, например, h=^Н/₂. Это значение напряженности суммарного магнитного поля, определяющее коэрцитивную силу материала, из которого изготовлен магнитный носитель. Оно может быть установлено любым в зависимости от угла, на который необходимо развернуть магнитные ячейки для дезориентации в конкретном магнитном носителе. Причинно-следственной связью между существенными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом является то, что при вращении вектора воздействующего магнитного поля относительно оси диска магнитного носителя его направление последовательно совпадает с направлениями намагниченности всех участков магнитного диска за половину оборота, однородность вращающегося поля за это время обеспечивает надежность и равномерность стирания информации. При дальнейшем вращении вектора воздействующего магнитного поля вносится дезориентация в значение угла поворота магнитных ячеек и стирается остаточная намагниченность.

Сравнение предлагаемого изобретения с ближайшим аналогом показывает, что в способе общими являются признаки создания магнитного поля и воздействие им на магнитный носитель до насыщения. Отличительными признаками являются следующие: в качестве воздействующего на магнитный носитель магнитного поля используют импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности, в частности, в плоскости, проходящей через ось вращения магнитного диска и перпендикулярной к плоскости носителя, которое получают суммарным воздействием на магнитный носитель двух импульсных магнитных полей, напряженности которых затухая изменяются по синусоидальному закону с одинаковым периодом колебаний и сдвинутых друг относительно друга на четверть периода.

В устройстве общими с ближайшим аналогом признаками являются наличие источника постоянного напряжения, двух каналов, генерирующих импульсное магнитное поле в пространство с расположенным в нем магнитным носителем. Отличительными признаками являются то, что каналы генерирования импульсных магнитных полей выполнены с возможностью обеспечения складывания генерируемых импульсных магнитных полей с образованием суммарного импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности.

Для правильной работы схемы необходимо равенство периодов собственных колебаний контуров C1L1 и C2L2, т.е. C1L1=C2L2. Период колебаний равен и .

Формы магнитных полей в полеобразующих катушках L1 и L2 соленоидов приведены на фиг.6.

Для стирания записи на магнитном носителе достаточно поворота вектора магнитного поля всего на угол 90°, в этот промежуток времени напряженность магнитного поля максимальна, и последующее значительное уменьшение напряженности магнитного поля последовательно взаимодействуя с участками поверхности носителя (магнитных ячеек) ориентируют их на углы, которые определяются направлениями вращения вектора суммарного импульсного магнитного поля до снижения значения его напряженности до уровня h, соответствующего, например, коэрцитивной силе материала, из которого изготовлен магнитный носитель.

Для стирания информации на магнитном носителе с неизвестным продольным или поперечным видом записи предлагается использовать схему взаимодействия, показанную на фиг.5.

При таком варианте вращение вектора напряженности суммарного магнитного поля происходит в плоскости, проходящей через ось вращения диска и перпендикулярной к плоскости носителя.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема заявляемого устройства, реализующего заявленный способ;

На фиг.2 - то же, окончание принципиальной электрической схемы заявляемого устройства, реализующего заявленный способ;

№ фиг.3 изображена функциональная схема блока управления зарядом;

На фиг.4 изображена схема взаимодействия внешних магнитных полей с магнитным носителем с параллельной записью;

На фиг.5 изображена схема взаимодействия внешних магнитных полей с магнитным носителем с неизвестным продольным или поперечным видом записи;

На фиг.6 изображена временная диаграмма, характеризующая формы магнитных полей катушек соленоидов;

На фиг.7 изображена временная диаграмма, характеризующая формы электрических сигналов, генерируемых блоком управления запуском;

На фиг.8 изображена временная диаграмма, характеризующая заряд и разряд конденсаторов;

На фиг.9 изображена временная диаграмма, характеризующая изменения во времени поступающих на компаратор напряжений, определяющих уровень напряжений заряда конденсаторов контуров каналов генерирования импульсных магнитных полей.

Заявляемый способ стирания записей на магнитном носителе заключается в том, что создается импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности, которым воздействуют на магнитный носитель до насыщения, а затем уменьшают напряженность магнитного поля до значения, которое соответствует коэрцитивной силе материала, из которого изготовлен жесткий магнитный носитель или порошки, которые применяются для изготовления магнитных носителей.

Импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности, полученное в результате суммирования путем наложения в пространстве, занимаемом магнитным носителем, по меньшей мере, двух импульсных магнитных полей, в частности, изменяющихся по синусоидальному закону с одинаковым периодом колебаний и затухающих по экспоненте, причем для обеспечения вращения в начальный момент времени начинают воздействие на магнитный носитель импульсным магнитным полем, ориентированным параллельно плоскости магнитного носителя, а затем, с задержкой на четверть периода, начинают воздействовать на магнитный носитель импульсным магнитным полем перпендикулярным предыдущему, или наоборот. При этом магнитные поля складываются путем наложения и вектор суммарного магнитного поля начинает вращаться по тому же синусоидальному закону.

Импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности последовательно взаимодействует с участками поверхности носителя информации (магнитных ячеек), у которых векторы намагниченности, соответствующие битовым нулю и единице, ориентированы в противоположных направлениях и при повороте вектора импульсного магнитного поля со значением, большим чем коэрцитивная сила, на угол 90° на магнитном носителе все ячейки выходят из устойчивого магнитного состояния, разворачиваются по направлению вращения вектора суммарного импульсного магнитного поля и информация стирается. В этот промежуток времени напряженность импульсного магнитного поля максимальна и последующее уменьшение значения напряженности с одновременным вращением вектора продолжает воздействовать на ячейки, вышедшие из устойчивого магнитного состояния, разворачивая их, вносит дезориентацию относительно угла разворота магнитных ячеек и стирает остаточную намагниченность до момента времени, когда значение напряженности суммарного импульсного магнитного поля не достигнет коэрцитивной силы материала, из которого изготовлен магнитный носитель, или большего значения коэрцитивной силы, чем коэрцитивная сила материала, из которого изготовлен магнитный носитель, в зависимости от установленной величины порога, обеспечивающего разворот ориентации векторов намагниченности магнитных ячеек на угол, заранее определенный в диапазоне вращения от 90° до 450°. Например, при стирании информации для каждого магнитного носителя может быть установлен свой этот угол, что увеличивает надежность стирания, вносит дополнительную дезориентацию и неоднозначность стирания информации, так как намагниченность ячеек от диска к диску будет иметь разные величины, что исключает возможность однозначно определить, каким магнитным полем происходило стирание информации, а соответственно, и начальное состояние магнитных ячеек и остаточную намагниченность.

Предлагаемый способ проиллюстрирован на примере устройства, реализующего заявленный способ.

Устройство для стирания записей на магнитном носителе содержит источник постоянного напряжения 1, два идентичных канала генерирования импульсных магнитных полей, в каждом из которых имеются блоки управления зарядом 2 и 3, ключи 4 и 5 (иначе ключи можно назвать управляемыми прерывателями заряда), резисторы развязки 6 и 7, конденсаторы 8 и 9, соленоиды 10 и 11, диоды 12 и 13, выполненные в виде тиристоров коммутаторы 14 и 15 для подключения к соленоидам 10, 11, а также общий для каналов генерирования импульсных магнитных полей блок управления запуском 16. Позициями 17, 18, 19 и 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 обозначены контакты (входы или выходы) вышеупомянутых блоков, входящих в устройство. Эти позиции будут использованы далее в описании работы заявленного устройства.

Следует отметить, что ключи 4 и 5 выполняют роль управляемых прерывателей заряда, они включены последовательно в цепи заряда, через резисторы развязки 6 и 7. Блок управления запуском 16 и блоки управления зарядом 2 и 3 выполнены таким образом, что формируют управляющие сигналы прямоугольной формы, сдвинутые во времени на

относительно друг друга (см, фиг.7 и 8), где - период собственных колебаний контуров. Ключи 4 и 5, выполняющие роль управляемых прерывателей заряда, выполняются любым известным образом, например, в виде электронных управляемых коммутаторов. Конденсаторы 8 и 9 неполярные, используются для работы в цепях переменного тока.

Блок управления запуском 16 может быть выполнен как обычный генератор импульсов с линией задержки, вырабатывающий одиночные сигналы прямоугольной формы длительностью не более τ/2 (см. фиг.7).

Блоки управления зарядом 2 и 3 идентичны и могут быть выполнены следующим образом. На входе блока имеется состоящий из резистора 36 и резистора 37 резисторный делитель, подключенный через ограничитель амплитуды 38 ко входу компаратора 39 через резистор 40. Другие входы компаратора через резисторы 41 и 42 соединены с источником постоянного напряжения. Выход компаратора 39 через резистор 43, триггер Шмитта 44, элемент "И" 45 соединен с первым "С" входом счетчика 46, вход запуска которого в виде контакта 27 подключен к выходному контакту 31 блока управления запуском 16. Выходы счетчика 46 через элемент "И" 47 и инвертор 48 подключены к контакту 25(выходной клемме), который является выходом блока управления зарядом 2. В блоке управления зарядом имеется так же RC-цепочка из резистора 49 и конденсатора 50, подключенная к входу инвертора 51, выход которого соединен с третьим "S " входом счетчика 46.

Работает устройство следующим образом.

До начала формирования импульсного магнитного поля от источника постоянного напряжения 1 при замкнутых контактах 17, 19 и 18, 20 ключей 4 и 5 (управляемых прерывателей заряда) заряжаются конденсаторы 8 и 9 и в момент времени t₀ они полностью заряжены. С блока управления запуском 16 в момент времени t₀ по цепи между контактами 31 и 27 на блок управления зарядом 2 поступает сигнал (см. фиг.7), который открывает и формирует в блоке управления зарядом 2 сигнал (см. фиг.8), который по цепи между контактами 25 и 26 размыкает контакты 17 и 19 ключа 4 и по цепи между контактами 25 и 34 открывает коммутатор 14 в виде тиристора, после чего начинается разряд конденсатора 8 на катушку соленоида 10. Ток в катушке соленоида 10, а соответственно, и напряженность магнитного поля, начинает нарастать по синусоидальному закону. В момент времени , когда ток в катушке соленоида 10 достигает максимума, происходит размыкание контактов 18 и 20 ключа 5 по сигналу, поступившему по цепи между контактами 21 и 22 от блока управления зарядом 3. По этому же сигналу, поступившему по цепи между контактами 21 и 22 от блока управления зарядом 3 и по цепи между контактами 21 и 35, происходит открытие коммутатора 15 в виде тиристора. Эти сигналы блока управления зарядом 3 были сформированы данным блоком управления зарядом 3 под воздействием сигнала, пришедшим по цепи между контактами 29 и 33 во время с блока управления запуском 16, после чего начинается разряд конденсатора 9 на катушку соленоида 11. Затем начинает нарастать ток в катушке соленоида 11, и, соответственно, напряженность перпендикулярного магнитного поля. В то же время уменьшается напряженность магнитного поля от катушки соленоида 10. Вектор напряженности суммарного магнитного поля поворачивается и достигает угла 90° к моменту времени t₀+τ, когда ток в катушке соленоида 10 равен нулю, а в катушке соленоида 11 максимален. Далее ток в катушке соленоида 10 меняет направление и начинает расти по амплитуде, а ток в катушке соленоида 11 убывает. При этом вектор напряженности суммарного магнитного поля поворачивается далее и достигает угла 180° к моменту времени , когда ток в катушке соленоида 10 максимален, а в катушке соленоида 11 равен нулю. Далее процесс вращения вектора суммарного магнитного поля продолжается еще несколько полупериодов до полного рассеяния энергии, запасенной в конденсаторах 8 и 9, или до определенного ее уровня. Уровень рассеяния энергии, запасенной в конденсаторах 8 и 9, фиксируется и индицируется по сигналам, поступающим в блоки управления зарядом 2 и 3 по цепям на контакты 28 и 30, и в момент времени , когда уровень рассеяния энергии достиг h установленного значения, происходит переключение ключа 4, контакты 17 и 19 замыкаются, на коммутатор 14 (тиристор) по цепи между контактами 25 и 34 поступает сигнал, закрывающий его в момент Т+τ, и конденсатор 8 переходит в режим заряда (накопления) энергии. В момент времени уровень рассеяния энергии на конденсаторе 9 и контакте 30 достигает значения h и по сигналу с блока управления зарядом 3, проходящему по цепи между контактами 21 и 22, контакты 18 и 20 замыкаются, коммутатор 15 (тиристор) под воздействием сигнала, поступающего по цепи между контактами 21 и 35, закрывается. В результате конденсатор 9 переходит в режим заряда.

Блоки управления зарядом 2 и 3 в составе всего устройства работают следующим образом. После подачи питания на блок управления зарядом 2, на его контакте 25 (или после подачи питания на блок управления зарядом 3, на его контакте 21) будет установлено состояние логической «I», так как схема, собранная на RC - цепочке из резистора 49 и конденсатора 50 и инверторе 51, приводит к замыканию контактов соответствующего ключа 4 и 5 (прерывателей заряда). Начинается заряд конденсаторов 8 и 9. При уровне напряженности управляемые ключи 4 и 5 (иначе называемые прерыватели заряда) находятся в замкнутом состоянии. Источник постоянного напряжения 1 подключен через резистор развязки 6 и 7 к конденсаторам 8 и 9, которые заряжаются. Сигнал, определяющий уровень напряжения заряда конденсаторов 8 и 9, по цепи поступает на блоки управления зарядом на контакты 28 и 30. В блоке управления зарядом этот сигнал через делитель напряжения, образованный резисторами 36 и 37, и ограничитель амплитуды 38 поступает на вход компаратора 39 через резистор 40.

Компаратор 39 производит формирование импульсов, при переходе сигнала области, ограниченной пороговыми уровнями ± U_п. Если значение U_п выбрано равным близко к «0» В, то компаратор 39 будет вырабатывать импульс при каждом переходе входного сигнала через «0» (см. фиг.9). Компаратор 39, выполненный, например, на общеизвестной микросхеме 521 СА1, отслеживает уровень заряда конденсаторов относительно опорного напряжения питания U_п и при достижении зарядного напряжения заряда конденсаторов 8 и 9 срабатывает триггер Шмитта 44, выполненный, например, на общеизвестной микросхеме ТЛ2, на вход которого сигнал с компаратора 39 поступает через резистор 43. Триггер Шмитта 44 предназначен для согласования выходного сигнала с компаратора 39 с уровнями цифровой логики. Триггер Шмитта 44 срабатывает при установленном уровне и с его выхода сигнал через микросхему «И» 45 поступает на вход «С» счетчика 46. При сигнале «Пуск» с блока управления запуском 16 сигнал поступает на контакты 27 и 29 блоков управления зарядом 2 и 3 и с них на вход «R» счетчика 46. При поступлении сигнала «Пуск» на контакт 27 счетчик 46 сбрасывается в «0», что приводит к установлению выходного уровня на выходе 25 и 21 блоков управления зарядом 2 и 3 в логический «0», контактов ключей 4 и 5. Счетчик 46 к размыканию «Готов к принятию импульсов счета» с выхода схемы «И» 45. Счетчик 46 обнуляется во время t₀, идет разряд конденсатора 8 через соленоид 10, коммутатор 14 (тиристор), диод 12 и производится счет до трех раз относительно установленного уровня ± U_п. После того, как счетчик 46 при переходе через «0» досчитает до трех раз, на выходе блока управления зарядом 2, 3 будет установлено значение логической «1», и дальнейший счет прекратится.

Сигнал управления через инвертор 48 поступает с выхода блока управления зарядом 2 и 3 на ключи 4 и 5. Под его воздействием соединяются контакты 17, 19 ключа 4 и контакты 18, 20 ключа 5. Начнется очередной заряд конденсатора 8 и 9. На контакт 29 и коммутатор 15 (тиристор) сигнал управления поступает во время τ/2. Блок управления зарядом 3 выполнен по той же схеме, поэтому он работает также как блок 2, а разряд конденсатора 9 через соленоид 11, коммутатор 15 (тиристор), диод 13 и заряд конденсатора 9 сдвинуты по времени на τ/2.

Заявитель считает необходимым обратить внимание экспертизы на следующее.

Как отмечалось в начале описания, в случае параллельной записи на магнитном носителе 52 круглой формы (накопителе на жестком магнитном диске, дискете) воздействие внешнего размагничивающего поля 53 в плоскости основы магнитного носителя 52 неодинаково для его различных участков (см. фиг.4), а именно, направление внешнего размагничивающего поля 53 совпадает с направлением намагниченности 54 магнитного носителя 52 в верхней и нижней по чертежу части диска и направление внешнего размагничивающего поля 53 перпендикулярно направлению намагниченности 55 магнитного носителя 52 слева и справа по чертежу части диска. Ось вращения диска обозначена позицией 56. При перпендикулярном воздействии возможно неполное размагничивание в левой и правой по чертежу частях магнитного диска, что приводит к остаточной намагниченности на остальных участках магнитного диска.

Использование магнитного поля с вращающимся в плоскости, проходящей через ось вращения магнитного диска и перпендикулярной к плоскости магнитного носителя, вектором напряженности решает задачу повышения качества и надежности стирания информации на магнитном носителе, так как перемагничивание ячеек с различной исходной ориентацией намагниченностей происходит симметричным образом, то есть углы между направлениями вращающегося вектора напряженности стирающего магнитного поля и направлениями намагниченности при вращении последовательно совпадают и не зависимо от прямоугольности петли гистерезиса магнитного носителя, за половину оборота вектора напряженности стирающего поля происходит намагничивание до насыщения магнитного носителя, что сокращает время стирания записи более чем в два раза.

Для стирания информации на магнитном носителе с неизвестным продольным или поперечным видом записи предлагается использовать схему взаимодействия, показанную на фиг.5. Согласно схеме, магнитный носитель 52 с осью вращения 56 имеет, в общем случае, неизвестные продольные и поперечные виды записи, с направлениями намагниченностей, обозначенные позициями 57 и 58. Магнитный носитель размещен в пространстве действия импульсных магнитных полей, генерируемых каналом 59 генерирования импульсных магнитных полей и каналом 60 генерирования импульсных магнитных полей. Каналы размещены в пространстве под углом друг к другу, например, 90°, и характеризуются тем, что выполнены с возможностью обеспечения складывания генерируемых импульсных магнитных полей с образованием суммарного импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности. Каждый из каналов был подробно описан выше. Элементами каждого канала, непосредственно генерирующими импульсные магнитные поля, представляют собой катушки соленоидов 10 и 11 соответствующих каналов. На фиг.6 позицией 61 обозначено изменение во времени напряженности магнитного поля, генерируемого катушкой соленоида 10, а позицией 62 обозначено изменение во времени напряженности магнитного поля, генерируемого катушкой соленоида 11. Суммирование импульсных магнитных полей и работа устройства были подробно рассмотрены ранее.

Использование магнитного поля с вращающимся в плоскости, проходящей через ось вращения магнитного диска и перпендикулярной к плоскости магнитного носителя, вектором напряженности решает задачу повышения качества и надежности стирания информации на магнитном носителе, так как перемагничивание ячеек с различной исходной ориентацией намагниченностей происходит симметричным образом, то есть углы между направлениями вращающегося вектора напряженности стирающего магнитного поля и направлениями намагниченности при вращении последовательно совпадают и не зависимо от прямоугольности петли гистерезиса магнитного носителя, за половину оборота вектора напряженности стирающего поля происходит намагничивание до насыщения магнитного носителя, что сокращает время стирания записи более чем в два раза, а продолжение вращения и остановка вращения вектора напряженности магнитного поля по заранее установленному значению порога счетчика дезориентирует направление намагниченности и исключает остаточную намагниченность.

Источники информации

1. Патент Японии №10293903, кл. G 11 В 5/027, опубл. 1998 г.

2. Патент Российской Федерации №2144223, кл. G 11 В 5/024, опубл. 2000 г.

3. Патент США №3143689, кл. G 11 В 5/024, опубл. 1964 г. (прототип).

4. Александрова М.Г., Белянин А.П., Бюкнер В. и др. Расчет электрических цепей и магнитных полей на ЭВМ Под редакцией Л.В.Данилова, Е.С.Филиппова. Изд. М.: Радио и связь, 1983 г.

Группа изобретений относится к способам и устройствам стирания записей с магнитных носителей. Суть нового способа стирания записей с магнитных носителей состоит в том, что создают импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности и воздействуют им на магнитный носитель с магнитными ячейками до насыщения. Такое воздействие приводит к дезориентации по направлению намагниченности ячеек в магнитном носителе. Результатом воздействия является равномерное и надежное стирание информации. Способ реализован в устройстве, включающем пару каналов генерирования импульсных магнитных полей, которые обеспечивают складывание генерируемых импульсных магнитных полей с образованием суммарного импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности. Технический результат - равномерное и надежное удаление информации при уменьшении необходимого для этого времени и энергетических затрат. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ стирания записей на магнитном носителе, включающий создание магнитного поля и воздействие им на магнитный носитель с магнитньми ячейками до насыщения, отличающийся тем, что магнитный носитель устанавливают неподвижно, а в качестве воздействующего на магнитный носитель магнитного поля используют созданное поэтапным воздействием импульсов импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности, которым воздействуют на магнитный носитель с магнитными ячейками до насыщения, а затем уменьшают напряженность магнитного поля.2. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.1, отличающийся тем, что уменьшают напряженность магнитного поля до значения, которое не ниже коэрцитивной силы материала, из которого изготовлен жесткий магнитный носитель или порошок, используемый для изготовления магнитного носителя.3. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают поэтапное последовательное взаимодействие импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности с участками поверхности магнитного носителя, причем на одном этапе обеспечивают максимальную напряженность импульсного магнитного поля и поворот на определенный угол вектора напряженности импульсного магнитного поля со значением, большим, чем коэрцитивная сила, а на другом этапе обеспечивают уменьшение значения напряженности импульсного магнитного поля с одновременным вращением вектора напряженности.4. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.3, отличающийся тем, что угол, на который поворачивают на первоначальном этапе вектор импульсного магнитного поля, составляет около 90°.5. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.1, отличающийся тем, что импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности получают в результате суммирования путем наложения в занимаемом магнитным носителем пространстве, по меньшей мере, пары импульсных магнитных полей.6. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.5, отличающийся тем, что импульсное магнитное поле с вращающимся вектором напряженности получают в результате суммирования путем наложения в пространстве, занимаемом магнитным носителем, пары импульсных магнитных полей, напряженности которых изменяются по синусоидальному закону с одинаковым периодом колебаний и затухающих по экспоненциальному закону.7. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.6, отличающийся тем, что суммируемые импульсные магнитные поля характеризуются тем, что их напряженности изменяются по синусоидальному закону с одинаковой амплитудой и с одинаковьм периодом колебаний и сдвинуты друг относительно друга по времени на четверть периода, причем амплитуды напряженности магнитных полей изменяются по экспоненциальному закону.8. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.7, отличающийся тем, что в начальный момент времени обеспечивают воздействие на магнитный носитель импульсным магнитным полем, ориентированным параллельно плоскости магнитного носителя, а затем с задержкой на четверть периода обеспечивают воздействие на магнитный носитель импульсным магнитным полем, перпендикулярным предыдущему.9. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают полный разворот ориентации векторов намагниченности магнитных ячеек магнитного носителя на угол в диапазоне 90-450°.10. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.9, отличающийся тем, что при стирании записей на нескольких магнитных носителях обеспечивают полный разворот ориентации векторов намагниченности магнитных ячеек на различные углы.11. Способ стирания записей на магнитном носителе по п.1, отличающийся тем, что осуществляют несколько раз воздействие на магнитный носитель импульсным магнитным полем с вращающимся вектором напряженности до насыщения с последующим уменьшением напряженности магнитного поля.12. Устройство стирания записей на магнитном носителе, включающее источник постоянного напряжения, по меньшей мере, пару каналов генерирования импульсных магнитных полей и размещенный в пространстве их действия магнитный носитель, отличающийся тем, что каналы генерирования импульсных магнитных полей выполнены с возможностью обеспечения складывания генерируемых импульсных магнитных полей с образованием суммарного импульсного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности, причем каналы генерирования импульсных магнитных полей содержат ключ с блоком управления зарядом и контур, состоящий из конденсатора и соленоида с диодом и коммутатором, а также оснащены общим для каналов генерирования импульсных магнитных полей блоком управления запуском, соединенным с каждым из блоков управления зарядом, причем одна клемма источника постоянного напряжения соединена через ключи с соответствующими точками соединения конденсаторов с соленоидами, которые подключены к первым входам блоков управления зарядом, выходы которых соединены с входами управления соответствующих ключей, вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к соответствующим точкам соединения диодов с конденсаторами, а каждый коммутатор одним силовым выводом подключен к конденсатору, другим - к соленоиду и управляющим входом соединен с выходом соответствующего блока управления зарядом.13. Устройство стирания записей на магнитном носителе по п.12, отличающееся тем, что ключи в каналах генерирования импульсных магнитных полей выполнены однопозиционными.14. Устройство стирания записей на магнитном носителе по п.12, отличающееся тем, что коммутатор представляет собой тиристор.15. Устройство стирания записей на магнитном носителе по п.12, отличающееся тем, что ключ представляет собой электронный управляемый коммутатор.16. Устройство стирания записей на магнитном носителе по п.12, отличающееся тем, что блок управления зарядом представляет собой генератор импульсов с линией задержки, вырабатывающий одиночные сигналы прямоугольной формы.17. Устройство стирания записей на магнитном носителе по п.16, отличающееся тем, что блок управления зарядом включает компаратор, один вход которого подключен к точке соединения конденсатора с соленоидом одного из каналов генерирования импульсного магнитного поля, другие входы - к источнику постоянного напряжения, а выход через триггер Шмитта и элемент И соединен с первым входом счетчика, второй вход которого подключен к блоку управления запуском, третий вход соединен через инвертор с RC-цепочкой, а выход счетчика через элемент И и инвертор подключен к выходу блока управления, причем выход включенного между счетчиком и инвертором элемента И соединен с дополнительным входом элемента И, включенного между триггером Шмитта и счетчиком.18. Устройство стирания записей на магнитном носителе по п.17, отличающееся тем, что вход компаратора подключен к точке соединения конденсатора с соленоидом одного из каналов генерирования импульсного магнитного поля через резисторный делитель и ограничитель амплитуды.