Một bộ truyền động cuộn dây âm thanh hoạt động bởi lực điện từ thuần. Kiến trúc cơ cấu này tương tự với kiến trúc cơ cấu của một bộ loa âm thanh điển hình, từ đó hình thành thuật ngữ cuộn dây âm thanh (voice coil). Cặp loa dùng một nam châm cố định được bao quanh bởi cuộn dây âm thanh kết nối với hình nón giấy của loa.

Làm cuộn dây hoạt động mạnh mẽ sẽ gây ra lực chuyển động liên quan đến nam châm cố định, sản xuất ra âm thanh từ hình nón. Trong một hệ thống cuộn dây âm thanh của một ổ cứng điển hình, cuộn dây điện từ được gắn vào phần đuôi của giá đỡ đầu từ và được đặt gần một nam châm cố định. Không có sự tiếp xúc vật lý nào xảy ra giữa cuộn dây điện từ được làm cho hoạt động mạnh mẽ, chúng thu hút hoặc đẩy lùi nam châm cố định và di chuyển giá đỡ đầu từ. Các hệ thống như thế này cực kỳ nhanh, hiệu quả và thường đỡ ồn hơn so với các hệ thống chạy motor gối trục.

Không giống một motor gối trục, một bộ truyền động cuộn dây âm thanh không có các vị trí bấm – dừng hay hãm; hay đúng hơn là một hệ thống thiết bị điều khiển đặc biệt dừng giá đỡ đầu từ ngay bên trên cylinder riêng biệt. Bởi vì chúng không có bộ hãm, bộ truyền động cuộn dây âm thanh có thể đẩy trượt các đầu từ vào và ra bất kỳ vị trí thích hợp nào một cách nhẹ nhàng. Các bộ truyền thống cuộn dây âm thanh sử dụng một cơ cấu thiết bị điều khiển gọi là cơ cấu tự động (servo) để báo cho bộ truyền động vị trí của các đầu từ có liên quan đến các cylinder và để đặt các đầu từ vào đúng các vị trí thích hợp. Hệ thống định vị này thường được gọi là cơ cấu hồi tiếp khép kín (closed loop feedback mechanism). Nó hoạt động bằng cách gửi các tín hiệu chỉ mục (hoặc tín hiệu cơ cấu tự động) vào các thiết bị điện tử định vị, các thiết bị này gửi trả về một tín hiệu hồi tiếp được dùng để định vị các đầu từ một cách chính xác. Hệ thống này cũng được gọi là cơ cấu tự động được điều khiển (servo – controlled), cho biết thông tin chỉ mục hoặc cơ cấu tự động được sử dụng để ra lệnh hoặc kiểm soát sự chính xác của định vị đầu từ.

Một bộ truyền động cuộn dây âm thanh với điều khiển cơ cấu tự động sẽ không bị ảnh hưởng bởi các thay đổi nhiệt độ các motor gối trục. Khi nhiệt độ thay đổi làm cho các platter nở ra hoặc co lại, hệ thống cuộn dây âm thanh sẽ tự động bù vào bởi vì nó không bao giờ định vị các đầu từ trong các vị trí rãnh ghi được trước. Đúng hơn là hệ thống cuộn dây âm thanh tìm kiếm một rãnh ghi cụ thể, được hướng dẫn bởi thông tin cơ cấu tự động được ghi trước, sau đó định vị giá đỡ đầu từ bên trên rãnh ghi thích hợp một cách chính xác, bất cứ chỗ nào nó cũng xảy ra như vậy. Bởi vì sự hồi tiếp liên tục của thông tin cơ cấu tự động, lức nào các đầu từ cũng đặt đúng vị trí hiện tại của rãnh ghi. Ví dụ, khi ổ đĩa nóng lên và các platter nở ra, thông tin cơ cấu tự động sẽ cho phép các đầu từ “theo sau” rãnh ghi. Kết quả là, đôi khi bộ truyền động cuộn dây âm thanh được gọi là một hệ thống theo rãnh ghi (track following system).

+ Các bộ truyền động cuộn dây âm thanh tuyến (Linear voice – actuators)

+ Các bộ truyền động cuộn dây âm thanh quay (Rotacy voice-coil actuators)

Hai loại này chỉ khác nhau trong sự sắp xếp vật lý của các nam châm và cuộn dây

Bộ truyền động tuyến di chuyển các đầu từ vào và ra khắp các platter theo một đường thẳng (xem Hình 9.9). Cuộn dây di chuyển vào và ra một rãnh ghi được bao quanh bởi các nam châm cố định. Lợi thế chính của thiết kế tuyến là nó loại bỏ các biến thể góc phương vị (azimuth) của đầu từ xuất hiện với những hệ thống định vị quay. (Góc phương vị nói đến phép đo góc của vị trí đầu từ với tiếp tuyến của một cylinder có sẵn). Một bộ truyền động tuyến không xoay đầu từ khi nó di chuyển từ một cylinder này sang một cylinder khác, do đó loại trừ được vấn đề này.

Mặc dù bộ truyền động tuyến dường như là một thiết kế hoàn hảo, nhưng chúng cũng có một lỗi tai hại: những thiết bị này quá nặng. Khi tốc độ ổ đĩa gia tăng, mong muốn có các cấu truyền động nhẹ hơn trở thành rất quan trọng.

Các bộ truyền động, quay cũng sử dụng các nam châm cố định và một cuộn dây di động, nhưng cuộn dây được gắn với phần cuối của cánh tay bộ truyền động. Khi cuộn dây khi chuyển thì liên quan đến nam châm cố định, nó làm đung đưa các cánh tay đầu từ vào và ra khắp bề mặt đĩa. Lợi thế chính của cơ cấu này là trọng lượng nhẹ của chúng, có nghĩa là các đầu từ có thế tăng tốc và giảm tốc rất nhanh, dẫn đến kết quả thời gian tìm kiếm trung bình rất nhanh (Tham khảo Hình 9.7 thể hiện bộ truyền động cuộn dây âm thanh quay).

Sự bất lợi của một hệ thống quay là khi các đầu từ di chuyển từ phía ngoài vào phía trong cylinder, chúng quay nhẹ đối với đường tiếp tuyến của các cylinder. Việc quay này dẫn đến một lỗi góc phương vị và là một lý do mà khu vực platter nơi mà các cylinder định vị có phần bị giới hạn. Bằng cách giới hạn tổng chuyển động của bộ truyền động, lỗi góc phương vị được bao hàm trong các đặc điểm kỹ thuật hợp lý. Hầu như tất cả các ổ đĩa cuộn dây âm thanh ngày nay đều sử dụng hệ thống bộ truyền động quay.

Ba thiết kế cơ cấu tự động đã được sử dụng để điều khiển các định vị cuộn dây âm thanh qua nhiều năm:

+ Cơ cấu tự động nêm (Wedge servo)

+ Cơ cấu tự động nhúng (Embedded servo)

+ Cơ cấu tự động chuyên dụng (Dedicated servo)

Ba thiết kế có hơi khác nhau, nhưng chúng thực hiện cùng một nhiệm vụ cơ bản: cho phép bộ phận định vị đầu từ điều chỉnh liên tục do đó chúng sẽ được định vị một cách chính xác ngay trên một cylinder định sẵn trong đĩa. Sự khác biệt chính giữa những thiết kế cơ cấu tự động này là vị trí thực sự của thông tin mã hóa xám được ghi trong ổ đĩa.

Tất cả các cơ cấu tự động dựa vào thông tin đặc biệt được ghi vào đĩa khi các đĩa này được sản xuất. Thông tin này thường dưới dạng mã hóa đặc biệt gọi là một mã xám (gray code) – một hệ thống ký hiệu nhị phân đặc biệt mà trong đó bất kỳ hai số gần kề nào được đại diện bằng một mã hóa chỉ khác nhau ở một vị trí bit hay vị trí cột. Hệ thống này cho phép đầu từ dễ dàng đọc thông tin và nhanh chóng xác định vị trí chính xác của nó.

Vào thời điểm sản xuất, một thiết bị đặc biệt gọi là một bộ phận ghi cơ cấu tự động (servowriter) ghi các mã xám cơ cấu tự động vào đĩa. Bộ phận ghi cơ cấu tự động này về cơ bản là một khuôn dẫn di chuyển một cách máy móc các đầu từ đến một vị trí liên quan định sẵn và sau đó ghi thông tin ghi cơ cấu tự động ở vị trí đó. Nhiều bộ phận ghi cơ cấu tự động được hướng dẫn chính chúng bởi một quy chiều tia laser xác định vị trí của tia bằng cách tính các khoảng cách bước sóng ánh sáng.

Bởi vị bộ phận ghi cơ cấu tự động phải có khả năng di chuyển các đầu từ một cách máy móc, tiến trình đòi hỏi hoặc là gỡ bỏ nắp ổ đĩa hoặc là truy cập luôn sẵn sàng thông qua các cổng truy cập đặc biệt trong HAD. Sau khi quá trình ghi cơ cấu tự động hoàn thành, các cổng này thường được bao phủ bằng băng niêm phong. Bạn thường thấy những các lỗ băng dán này thường được bao phủ bằng băng niêm phong. Bạn thường thấy những các lỗ băng dán này trên HAD, thường được kèm với các khuyến cáo bạn sẽ mất quyền được bảo hành nếu lột bó băng này này. Bởi vì quá trình ghi cơ cấu tự động lộ ra phần bên trong HAD, nó cần một môi trường sạch.

Một bộ phận ghi cơ cấu tự động là một bộ phận máy đắt tiền, giá hàng ngày Mỹ kim và thường phải được chế tạo riêng tùy theo từng kiểu hay cấu tạo của ổ đĩa. Một số công ty chuyên sửa ổ đĩa có khả năng thực hiện quá trình ghi cơ cấu tự động, có nghĩa là họ ghi lại thông tin cơ cấu tự động trên đĩa nếu đĩa bị coi là bị hỏng. Nếu không có bộ phận ghi cơ cấu tự động, một ổ đĩa bị hỏng mã cơ cấu tự động phải được gửi trả về cho nhà sản xuất ổ đĩa đề ghi lại thông tin cơ cấu tự động.

May mắn là thông tin cơ cấu tự động trong các quá trình đọc và ghi của ổ đĩa không thể nào hỏng. Các ổ đĩa được thiết kế sao cho các đầu từ không thể ghi đè lên các thông tin cơ cấu tự động, ngay cả trong quá trình định dạng cấp thấp. Một câu chuyện hoang đường (đặc biệt đối với ổ đĩa ATA) đang được truyền lại là bạn có thể làm hỏng thông tin cơ cấu tự động bởi định dạng cấp thấp sai. Điều này sai. Một định dạng cấp thấp sai có thể làm giảm hiệu suất của ổ đĩa, nhưng thông tin cơ cấu tự động hoàn toàn được bảo vệ và không thể bị ghi đè. Mặc dù vậy, trong một vài ổ đĩa, thông tin cơ cấu tự động có thể bị hỏng bởi một vùng từ tính mạnh liền kề hay bởi vì ổ đĩa bị chấn động trong khi đang ghi, làm cho các đầu từ rơi khỏi rãnh ghi.

Các khả năng theo rãnh ghi của bộ truyền động cuộn dây âm thanh cơ cấu tự động bị điều khiển loại bỏ các lỗi định vị luôn xảy ra trong các ổ đĩa motor gối trục. Các ổ đĩa cuộn dây âm thanh không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện như giản nỡ hay co lại do nhiệt của các platter. Thực ra, nhiều ổ đĩa cuộn dây âm thanh ngày nay thực hiện một thủ tục hiệu chuẩn lại nhiệt đặc biệt ở khoảng không gian định trước trong lúc chúng vận hành. Thủ tục này thường liên quan việc tìm kiếm các đầu từ cylinder 0 đến một số cylinder khác một lần cho mỗi đầu từ trong ổ đĩa. Khi trình tự này xảy ra, bộ mạch điều khiển trong ổ đĩa giám sát có bao nhiêu vị trí rãnh ghi đã dời đi từ lần cuối cùng thực hiện trình tự này và sự điều chỉnh hiệu chuẩn lại nhiệt được tính toán và lưu lại trong bộ nhớ ổ đĩa. Thông tin này sau đó sẽ được sử dụng mỗi khi ổ đĩa định vị các đầu từ để đảm bảo sự định vị chính xác nhất có thể.

Lúc trước, hầu hết các ổ đĩa đều phải thực hiện tình tự hiệu chuẩn lịa nhiệt mỗi 5 phút cho 30 phút đầu tiên ổ đĩa được cấp nguồn và sau đó là mỗi 25 phút một lần. Với một số ổ đĩa, tiến trình hiệu chuẩn lại nhiệt rất dễ nhận thấy bởi vì ổ đĩa về cơ bản dừng lại hoạt động đang thực hiện, bạn nghe âm thanh tích tắt dồn dập trong một giây hoặc gần như thế. Âm thanh này thường được bị hiểu nhầm là ổ đĩa đang có rắc rối khi đọc dữ liệu và phải đọc lại chúng, nhưng hiểu như thế là sai.

Khi các ứng dụng đa phương tiện ngày càng được yêu thích, sự hiệu chuẩn lại nhiệt độ đã trở thành một vấn đề của một nhà sản xuất ổ đĩa. Trình tự hiệu chuẩn lại nhiệt độ đôi khi gián đoạn việc chuyển giao các tập tin dữ liệu lớn, chẳng hạn như tập tin âm thanh hoặc tập tin video, điều đó dẫn đến việc rung hình ảnh phát lại âm thanh hoặc video. Do vậy, một số công ty đã tung ra các ổ đĩa A/V đặc biệt (audio visual) ẩn đi các trình tự hiệu chuẩn lại nhiệt độ nên chúng không bao giờ ngăn chặn một chuyển giao tập tin.  Hầu hết các ổ đĩa ATA và SCSI ngày nay đều có khả năng A/V, có nghĩa là các trình tự hiệu chuản lại nhiệt độ sẽ không làm gián đoạn một chuyển giao dữ liệu. Ổ đĩa ATA có khả năng A/V cũng được sử dụng trong các hộp giải mã truyền hình (set –top box) được dùng trong ghi âm kỹ thuật số, như là các thiết bị TiVo phổ biến.

Trong khi chúng ta đang nói về đề tài các chức năng ổ đĩa tự động, phần lớn các ổ đĩa thực hiện các trình tự hiệu chuẩn lại nhiệt độ cũng tự động thực hiện một chức năng gọi là quét đĩa (disk –sweep). Cũng được các nhà sản xuất gọi là san bằng hao mòn (wear leveling), thủ tục này năng quét đĩa di chuyển các đầu từ tự động xảy ra sau khi ổ đĩa quay không một thời gian. Chức năng quét đĩa di chuyển các đầu từ đến một cylinder ở vị trí ngoài của platter, là nơi mà đầu từ đạt chiều cao nổi cao nhất (bởi vì vận tốc từ đầu từ đến platter ở đoạn này là cao nhất). Sau đó, nếu ổ đĩa vẫn tiếp tục chạy không một thời gian, các đầu từ di chuyển sang một cylinder khác trong vùng này và tiến trình được tiếp tục vô hạn định miễn là ổ đĩa được cấp nguồn.

Chức năng quét đĩa được thiết kế ngăn ngừa đầu từ lưu trên một cylinder trong ổ đĩa quá lâu, nơi mà sự ma sát giữa đầu từ và platter cuối cùng cũng sẽ cày một đường rãnh lên lớp trung gian. Mặc dù các đầu từ không tiếp xúc trực tiếp với lớp trung gian, chúng cũng quá gần đến nỗi áp lực không khí thường xuyên từ đầu từ bên trên một cylinder cũng có thể gây ra sự ma sát và hao mòn quá mức. Hình 9.10 cho thấy cả cơ cấu tự động nêm và cơ cấu tự động nhúng.