磁記錄介質是當今最主要的信息存儲介質之一，無論在專業套用領域還是消費電子領域均有著廣泛的套用。可反覆多次記錄、重複使用是磁記錄介質最重要的優點之一。
一般來說，磁記錄介質中記錄的數據信息可以通過重新格式化或直接重寫來實現消除。對數字磁記錄系統的數據恢復能力和性能所進行的理論研究, 目前在很大程度上集中在磁頭和記錄介質的磁學方面。
基本介紹
- 中文名：磁數據記錄
- 外文名：Magnetic data recording
- 磁記錄介質：當今最主要的信息存儲介質之一
- 優點：可反覆多次記錄、重複使用
- 研究方面：磁頭和記錄介質的磁學
- 套用學科：儀器科學、計算機科學、化學科學
原理,位密度曲線,信息消除技術,影晌因素,
原理
磁記錄介質是當今最主要的信息存儲介質之一，無論在專業套用領域還是消費電子領域均有著廣泛的套用。可反覆多次記錄、重複使用是磁記錄介質最重要的優點之一。在磁記錄介質的使用過程中，常常需要將已記錄的信息抹除，重新記錄新的信息，以實現介質的多次使用。一般來說，磁記錄介質中記錄的數據信息可以通過重新格式化或直接重寫來實現消除。
對數字磁記錄系統的數據恢復能力和性能所進行的理論研究, 目前在很大程度上集中在磁頭和記錄介質的磁學方面。多年來, 向高記錄密度方向的發展是通過改變各種系統的尺寸予以實現。高解析度磁頭信號確保了最佳的數據恢復能力。
位密度曲線
特定的磁頭和記錄介質的綜合性能可以用一組性能曲線予以完善地描述。飽和曲線族可以按各種不同記錄密度下的標準的磁頭讀出電壓與寫人電流大小的關係繪出。另一種同樣重要的曲線可以從飽和曲線得到。這一曲線是按特定的寫人電流值下的標準的磁頭讀出電壓與記錄密度的關係繪出。
該曲線叫做磁頭和記錄介質的位密度曲線或BPI曲線。有時，特定記錄密度下的理想寫人電流的點用固定的寫人電流代替後繪出。
這就使得在高記錄密度時產生了由較大的寫人電流引起的磁場擴展效應，因而更要對磁頭和介質的潛力加以實際考慮。磁頭的分辨能力由飽和曲線決定，它是實際最高位密度時的磁頭讀出電壓的峰一峰值與實際最低位密度時的磁頭讀出電壓的峰一峰值之比：
對於調頻制編碼(FM):
對於不歸零制編碼(NRZI):
如圖所示，位密度曲線可以分為四個區域。區域1為高解析度區，區域2為解析度轉變區，區域3為低解析度區，區域4為極低解析度區。
位密度曲線
位密度曲線信息消除技術
使用情況
由於磁頭產生的磁場較弱，不可能將原始數據徹底抹除，所以經磁頭消抹後，其原始數據往往還是可以復原的。因此，為了徹底消除磁記錄介質中記錄的數據信息，需要用專門的設備對介質進行整體消磁處理。通常在下列幾種情況下需要對磁記錄介質進行消磁處理:
1)軟體複製商、音像作品製造商及數據處理中心等部門，要求所使用的介質必須是無數據介質，因此在使用前往往要對其進行消磁處理，軟碟等磁記錄介質加工企業為了消除產品加工過程中可能產生的寄生信號，也要對產品進行消磁處理.
2)使用過的磁記錄介質重新使用前，通過消磁處理快速消除原有記錄信息，可以避免由於重寫噪聲對記錄數據造成的影響;
3)機密數據信息的銷密處理。軍事、機要、金融等部門存儲保密信息的磁記錄介質廢棄不用時，需要通過消磁處理將機密信息徹底抹除，以免失密。
信息消除原理
磁記錄介質包括磁帶、軟碟和硬碟等多種形式，但無論是那種介質，其記錄數據的過程都是通過寫人磁頭將代表基本數據“0”和“1”的電信號轉化為磁記錄介質上方向相反的剩磁位來完成的。也就是說，數據信息是通過介質表面不同極性方向的磁性顆粒的有序排列而被存儲的。讀出數據則是通過這些不同方向的磁化位在讀出磁頭上感應出的不同方向的電脈衝來識別。因此，信息消除的過程，就是通過磁場的作用，將磁記錄介質上代表數據的剩磁位的極性變為無序排列，使它們回復到剩磁為零的磁中性狀態或磁化方向相同的剩磁狀態，這時就不可能讀出任何數據信息，從而達到信息消除的目的。
信息消除技術
消磁方式主要分為交流消磁法和直流消磁法兩種形式。
交流消磁一般採用有源方式，即線上圈中通人大電流交流電，產生一個足夠強的交流磁場，當待消磁處理的磁記錄介質勻速通過該磁場時，記錄介質上與記錄信號相對應的剩磁位將經歷由強到弱的交變磁場的反覆作用，剩磁逐漸變小，最後趨於零，整個記錄介質回復到接近磁中性狀態，原有的數據信息被徹底消除。交流磁場一般是通過帶鐵心的線圈產生的。其形式有單面線包(消磁介質從線圈和鐵心的極面通過)、雙面線包(消磁介質從兩組極面相對的線包的縫隙通過)和螺旋管式線包(消磁介質從線包中心通過)等多種。該方法的優點是可以取得很高的消磁場強度，消磁比較徹底，能夠達到真正意義上的“消磁”;但該方法也存在需要採用大電流，設備龐大，成本高，使用不太方便等缺點，所以比較適合在固定場所使用。直流消磁的磁場源可通過線上圈中通人直流電流或採用永磁材料形成。
近年來，隨著高性能永磁材料的發展，永磁直流消磁設備的套用日益廣泛。當待消磁的磁記錄介質通過一個足夠強的直流磁場時，整個記錄介質將被單向飽和磁化，這時介質上所有區域的剩磁方向均趨於一致，從而使原有的記錄信息完全消失。這種方法雖然不能達到真正意義上的徹底“消磁”，但同樣可以達到消除記錄信息的目的。
永磁直流消磁法的優點是設備比較簡單，體積小，成本較低，使用方便，並且不需要使用電源，特別適合於流動場所使用。但直流消磁的消磁效果一般不及交流消磁，並且容易產生直流噪聲。
消磁設備的設計原則
在進行消磁設備的設計時，首先必須保證設備能夠提供足夠強度的消磁磁場。應根據介質的矯頑力範圍，設計相應消磁場強度的消磁設備。對於高矯頑力的高能介質，必須設計超高強度的消磁場。根據經驗法則，消磁磁場的場強度應該在消磁介質材料矯頑力的3倍以上。其次，應該根據消磁介質的特性，設計消磁磁場的合理方向。對大部分縱向介質，採用與介質記錄平面平行的縱向磁場有利於提高消磁效果，但對於垂直磁記錄介質和垂直磁化分量較強的介質(如鋇鐵氧體顆粒介質)，則採用垂直於記錄面的消磁磁場更為有利。在設備體積、製造成本等條件允許的前提下，通過增加消磁場源而增加消磁次數，可以達到提高消磁效果的目的。如果能使各消磁場的方向以一定的角度(最好正交)排列，則有利於取得更好的消磁效果。消磁設備應採用合理的磁路設計和禁止措施，降低設備外部磁場，避免對其他設備和介質產生干擾和影響。
影晌因素
消磁磁場的影響
消磁磁場強度是影響消磁效果的最主要因素。消磁過程與磁性材料的技術磁化過程相類似。當消磁磁場小於介質的矯頑力時，介質的磁化處於可逆反轉狀態，不會發生顯著變化，記錄信息不能被抹除;只有當消磁磁場強度大於介質矯頑力時，介質磁化將發生不可逆反轉，記錄信息才能被抹除，並隨著消磁磁場強度的增大，消磁效果迅速增強;當消磁磁場場強增加到足以克服介質磁性不均勻性所產生的釘扎效應時，不可逆磁化反轉趨於飽和，消磁效果隨消磁磁場場強增加的速率降低。所以，為了達到理想的消磁效果，消磁磁場必須具有足夠的強度。
消磁磁場可以採用直流磁場，也可以採用交流磁場。一般說來，相同峰值的交流消磁磁場的消磁效果優於直流消磁，特別是採用幅度從峰值逐漸降低到零的交流磁場消磁時，可以使介質的磁化狀態趨於中性，克服直流噪聲的影響，取得最佳的消磁效果。消磁磁場的方向對消磁效果也有顯著影響。
對於目前普遍採用的各種縱向磁記錄介質，水平磁場的消磁效果優於垂直磁場。在採用交流磁場消磁時，增加消抹次數也可以提高消磁效果。在實用消磁設備的設計中，常常採用增加消磁線圈的方式來增加消抹次數。
介質類型的影響
除了消磁磁場外，消磁介質的類型和它們的性能參數對介質的消磁效果也有顯著的影響。一般說來，對於同一幅度的消磁磁場，介質的矯頑力越高，消磁效果越差。所以，對於矯頑力範圍不同的各類介質，必須採用不同消磁磁場強度的消磁設備進行消磁處理。此外，介質的矩形比、開關場分布、顆粒取向等都會對消磁效果產生不同的影響。介質類型不同，其消磁效果也會產生顯著的差異。
研究表明，矯頑力可比的電鍍薄膜硬碟、顆粒塗布硬碟和濺射薄膜硬碟，其可抹性存在明顯的差別。其中，電鍍盤的信息最容易抹除，顆粒盤次之，而濺射盤最難抹除。
金屬蒸鍍介質ME也具有不同於一般縱向介質的消磁特性。隨著消磁場強度的增加，ME的殘留信號首先以和CrO2可比的速率降低，但當消磁場強度增加到約為介質矯頑力的2倍時，殘留信號將隨著消磁場強的進一步增加而輕微增加，在消磁曲線上形成一個凹坑。之後再以較慢的速率繼續降低。這種現象可能是由於殘留信號中縱向分量與垂直分量的相互影響造成的，因為ME介質的易磁化軸並不處於介質平面內，而是與介質平面呈一定角度的，也就是說，其殘留信號中包含縱向與垂直兩種成分。
