Beiträge von strik im Thema „1541/2040 Laufwerke: Funktionsweise des Schreib-/Lesekopfs“

    Ich gebe zu, mein Wissen ist etwas eingerostet.

    Meine innere Argumentation ist folgende: Ein Strom wird in der Spule induziert. Ob die Spule jetzt mit einem Kern aufgebaut ist oder nicht macht doch keinen Unterschied (bis auf die Induktivität, natürlich, die ja z.B. bei Ferrit deutlich höher ist). D.h., die Spule ist das wichtige Element.

    Hm... Meinst du, dass die beiden Spulen einen gemeinsamen Kern haben, und der letztendlich dasjenige ist, was die Magnetisierung "erzeugt" bzw. "aufnimmt"? D.h., die Spulen wirken nur indirekt über den (gemeinsamen) Kern auf die Diskette?

    Das würde für mich aber noch nicht erklären, warum man das so macht. Oder hat man damit "den doppelten Hub" gegenüber einer Spule?

    Hallo,

    ich habe eine vielleicht etwas spezieller Frage zu den Floppy-Laufwerken.

    Hat hier jemand etwas tiefergehende Ahnung von den Internas der Floppy-Laufwerke, zum Beispiel der in der 1541, 2031 oder auch in den x040 verbauten Laufwerken?

    Hintergrund meiner Frage:

    Naiv, wie ich bislang war, ging ich immer davon aus, dass der Schreib-/Lesekopf (R/W) im Prinzip aus 2 Spulen besteht: Eine Spule zum Lesen und zum Schreiben, und eine Spule zum Löschen der Magnetisierung.

    Dabei läuft die Lösch-Spule zeitlich und räumlich gesehen vor der Schreib- und Lesespule; sie ebnet ihr gewissermaßen den Weg.

    Die Spule zum Schreiben und Lesen könnte nun mit einer Spannung beaufschlagt werden; je nachdem, wie diese Spannung gepolt ist, würde sie eine Magnetisierung "so rum" oder "anders herum" aufbringen. Das kennt man ja vom Physik-Unterricht.

    Umgekehrt würde sie beim Lesen ohne externe Spannung betrieben, und wenn ein Magnetisierungswechsel erfolgt würde eine (sehr kleine) Spannung in der Spule induziert, die mit den zwei Leitungen abgegriffen werden kann.

    Das deckt sich auch damit, dass es eine R/W1 und eine R/W2-Leitung gibt: Das sind die beiden Leitungen von der Spule.

    So weit, so gut. Meine kleine, heile Welt funktionierte für mich.


    Nun habe ich wahrscheinlich einen kapitalen Fehler gemacht: Ich habe in das Service-Manual und in die Schaltbilder von 1541 und 2040 geschaut. Hätte ich wohl nicht machen sollen, da kommt ein Weltbild ins Schwanken.

    Dabei bin ich zum ersten Mal bewusst gesehen, dass der Kopf offenbar anders aufgebaut sein muss, als ich es bislang dachte.

    Es gibt eine COM-Leitung (Pin 4, Common Ground), R/W1 (Pin 1), R/W 2 (Pin 5) und Erase (Pin 3).

    D.h., die Leitungen R/W1 und R/W2 hängen nicht an einer Spule, sondern es handelt sich um zwei getrennte Spulen, die (ebenso wie die Lösch-Spule) als zweite Leitung immer die COM-Leitung haben!

    Im folgenden benenne ich die Spulen als R/W1 und R/W2, je nachdem, welche Leitung dranhängt.


    Das wird auch gestützt von der Darstellung des Kopfes im 1541 Service Manual, wo man die COM-Leitung sowie die drei Spulen erkennen kann:

    Bitte melde dich an, um diesen Anhang zu sehen.

    Da stellt sich mir sofort die Frage: Wieso ist das so? Wieso hätte es nicht ausgereicht, die beiden Spulen unabhängig voneinander zu haben, eine ERASE-Spule (mit 2 Anschlüssen) und eine Lese-/Schreib-Spule mit 2 Anschlüssen? Ich spare ja nicht wirklich was.

    In der 2040 sehe ich, dass der COM-Pin offenbar benutzt wird, um das Laufwerk, welches angesprochen wird, auszuwählen. Die anderen Leitungen sind, wenn ich die Dioden D7-D14 ignoriere, quasi parallel angeschlossen.

    Ist das der einzige Grund, wieso diese Schaltung so benutzt wird?

    Ich vermute, dass es auch mit dem Umschalten zwischen Lesen und Schreiben benötigt wird.

    Problemtisch für mich ist allerdings: Ich verstehe die Schaltung nicht ganz. ;)

    Ich versuche mal wiederzugeben, was ich daraus lese (am Beispiel der 2040), vielleicht kann mich jemand korrigieren. Mein Analog-Wissen ist halt doch "etwas" eingeschlafen.

    Bitte melde dich an, um diesen Anhang zu sehen.

    Also: WRITE ENABLE wirkt auf TR4. Ist WRITE ENABLE low, dann sperrt TR4. Daraufhin wird über die Zener-Diode D15 eine Spannung auf die Kollektoren von TR2 und TR3 gelegt, welche um die Zener-Spanung höher ist als die 12V-Masse. Wenn ich das 5C2 von D15 richtig interpretiere vermute ich, dass die Zener-Spannung 5V ist.

    Wenn nun HD SEL 0 aktiv ist (high), dann schaltet TR3. Damit wird COM mit einer Spannung von etwa 5V beaufschlagt (vermutlich plus etwa 1 V durch den Transistor). D.h., der Arbeitspunkt wird hochgesetzt und in die Mitte der 12V-Spannung gesetzt.

    Damit kann die ERASE0-Leitung nichts mehr bewirken, weil die Spannung auf COM höher ist als die max. 5V, die von der Erase-Leitung kommen können. Die Diode an Pin 12 von UH8 ist in Sperrrichtung, so dass kein Strom fließen kann: Ein Löschen der Diskette ist nicht möglich.

    Das wird noch unterstützt durch die Diode im R/W-Kopf, die man oben in der Darstellung aus dem 1541-Service-Manual erkennen kann: Die Diode würde bei einer höheren Spannung an COM als an ERASE leitend und damit die Erase-Spule quasi kurzschließen.

    Gleichzeitig habe ich auf den Spulen R/W1 und R/W2 eine Vorspannung. Ein sich änderndes Magnetfeld induziert in beiden Spulen einen Strom, und ich vermute mal, dass es durch die Anlage der Köpfe entgegengesetzte Ströme sind. Die Vorspannung auf den Spulen stört hier nicht. Hat sie aber auch einen positiven Effekt?

    Wenn HD SEL 0 inaktiv ist (low), dann sperrt TR3. In dem Fall ist bis auf Leckströme der Kopf prinzipiell inaktiv,

    Aber, wo ich wieder ins Nachdenken komme: Zwischen R/W1 und R/W2 können doch immer noch Ströme induziert werden. Sprich, so ganz inaktiv ist der Kopf nicht. Oder übersehe ich da was?

    Ich vermute, dass die ERASE-Spule dann nicht mehr funktioniert, obwohl sie mit R/W1 und R/W2 durch die COM-Leitung verbunden ist, weil an den R/W-Leitungen die Dioden auch in Sperrichtung hängen und hier nichts fließen könnte.

    Soweit alles richtig?

    Wenn nun WRITE ENABLE high ist, dann schaltet TR4 durch. TR3 (und TR2) liegen damit (bis auf das durch den Innenwiederstand von TR4 und TR3 erzeugte Potenzial) auf 0V. Damit hat nun die ERASE-Leitung quasi die Freischaltung, weil nun die 5V höher sind und ein Strom fließen kann.

    Aber damit haben auch die Schreib-Leitungen, die von DATA OUT über UF8 (als 1-stelliger binärer Zähler als "Umschalter" zwischen 1/0 und 0/1 fungierend) über U67 und U68 kommend eine höhere Spannung haben, die von D12, D7 bzw. D13, D10 (je nachdem, was gerade aktiv ist) durchgelassen werden und damit auf die R/W-Spulen wirken können.

    Als WRITE ENABLE low war waren diese Dioden stattdessen in Sperrrichtung, weil auf der Kathodenseite eine Spannung größer als 5V anlag. Daher hatten die Schreib-Leitungen keine Auswirkungen.

    Ok, ich glaube, ich habe doch mehr verstanden als ich dachte.

    Was ich aber trotzdem nicht verstehe: Müssten D11, D8, D14 und D9 nicht dauernd leitend sein? Anodenseitig werden sie über R28 und R27 mit einer hohen Spannung (nahe 12V) beaufschlagt; die Spannung wird doch auf der Kathodenseite nie erreicht. Zwar reicht es zum Lesen wahrscheinlich, weil ja die Spannungseinbrüche durch die induzierten Ströme durch den HA16631P (2040, bei der 1541 ist es ein LM592) gemessen werden, die als Komparatoren fungieren.

    Würde diese dauernde Leitung nicht beim Schreiben stören? Für mich würde das nur Sinn ergeben, wenn die anodenseitige Spannung deutlich unter 12V liegen würde und damit ein Sperren der Dioden möglich wäre..


    Und: Wie muss ich mir den Aufbau der R/W-Spulen vorstellen? Sind die Wicklungen der beiden Spulen "ineinander verschachtelt"? Oder läuft die eine "vor" der anderen? Im letzten Fall würden die Wechsel ja nicht gleichmäßig sein. Würde daraus kein Problem entstehen?

    Kann mich jemand hier erleuchten?