机械硬盘外观与内部结构

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：下面主要介绍硬盘的外部结构和内部结构。硬盘的外部结构由外壳、接口和控制电路板等部分组成。1）外壳硬盘的外壳与底板结合成一个密封的整体，正面的外壳保证了磁盘盘片和机构的稳定运行。数字信号处理器：是电路板上最大的芯片，用于处理主板与硬盘之间的数据通信。图3-24硬盘内部结构图硬盘内部组成部件说明如表3-3 所示。

机械硬盘即是传统普通硬盘，主要由盘片、磁头、传动臂、主轴电机和外部接口等几个部分组成，硬盘的外形就是一个矩形的盒子，分为内外两个部分。一般硬盘的正面都贴有标签，标注硬盘的一些参数。下面主要介绍硬盘的外部结构和内部结构。

1.硬盘的外部结构

硬盘的外部尺寸有5.25 英寸（1 英寸=2.54 厘米）、3.5 英寸、2.5 英寸和1.8 英寸等几种，其中前两种主要用于台式机，后两种主要用于笔记本计算机。5.25 英寸的硬盘已被淘汰，目前台式机的主流硬盘尺寸为3.5 英寸。硬盘的外部结构由外壳、接口和控制电路板等部分组成。

1）外壳

硬盘的外壳与底板结合成一个密封的整体，正面的外壳保证了磁盘盘片和机构的稳定运行。在固定面板上贴有产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产地、生产日期等信息。外壳上还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。另外，硬盘侧面还有一个向盘片表面写入伺服信号的孔。

2）接口

接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分。其中电源接口插座与主机电源插头相连接，为硬盘正常工作提供动力；而数据接口插座是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输与交换的通道。

3）控制电路板

硬盘的控制电路板一般是6 层板，电路板上分布着接口芯片、缓存、数字信号处理器、前置信号处理器、电机驱动芯片、BIOS 芯片、电阻、电容、电感等电子元器件，如图3-23 所示。硬盘的控制电路板上电子元件大都采用贴片式焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM（Read Only Memory，只读存储器）芯片，里面固化的程序具有初始化硬盘、执行加电自检、启动主轴电机、磁头定位与故障检测等功能。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片，这对磁盘读取数据的性能提升有很大的作用。读写电路的作用就是控制磁头进行读写操作；磁头驱动电路直接控制寻道电机，使磁头定位；主轴调速电路可控制主轴电机带动盘体以恒定速率转动。

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图3-23　硬盘的控制电路板

硬盘电路板上除了有许多分立电子元件外，还有许多芯片：(www.chuimin.cn)

（1）电机驱动芯片：用于驱动硬盘的主轴电机和音圈电机。由于现在的硬盘转速很高，导致该芯片发热量大而容易损坏。

（2）前置信号处理芯片：用于加工处理磁头传来的信号。

（3）数字信号处理器：是电路板上最大的芯片，用于处理主板与硬盘之间的数据通信。它的集成度很高，损坏率也较高。

（4）缓存：外形和内存条的内存芯片相似，用于加快硬盘数据的传输速度，容量一般为几兆字节。

2.硬盘的内部结构

硬盘的内部结构比较复杂，主要由主轴电机、盘片、磁头和传动臂等部件组成，在硬盘中通常将磁性物质附着在盘片上，并将盘片安装在主轴电机上，当硬盘开始工作时，主轴电机将带动盘片一起转动，在盘片表面的磁头在电路和传动臂的控制下进行移动，并将指定位置的数据读取出来，或将数据存储到指定的位置。图3-24 所示为一块硬盘内部结构图。

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图3-24　硬盘内部结构图

硬盘内部组成部件说明如表3-3 所示。

表3-3　硬盘内部组成部件说明

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机械硬盘外观与内部结构

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