DE2533509A1 - Zugriffseinrichtung fuer einen magnetplattenspeicher - Google Patents

Zugriffseinrichtung fuer einen magnetplattenspeicher

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DE2533509A1
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track
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Hussein I Shahein
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks

Description

Böblingen, den 24. Juli 1975 ka-fe
Anmelderin: .International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: SA 974 003
Zugriffseinrichtung für einen Magnetplattenspeicher
Die Erfindung betrifft eine Zugriffseinrichtung für einen Magnetplattenspeicher, dessen Magnetkopf durch Adresseneinstellung eines beweglichen Tragarms auf ausgewählte Radialspuren einer Magnetplatte einstellbar ist, und dessen Spurfolge in der Adressenstellung durch Servosignale geregelt wird, die durch den Magnetkopf aus einer ausgewählten Radialspur zur Regelung der Spurfolge des Tragarms abgefühlt werden.
Es ist bekannt (DT-OS 1 449 381), die Zugriffseinrichtung eines Magnetplattenspeichers, an dem die Datensignale an sehr dicht nebeneinanderliegenden Kreisspuren aufgezeichnet sind, so auszubilden, daß der Magnetkopf, durch den die Datensignale aus der Kreisspur abgefühlt werden, auch dazu benützt wird, aus der gleichen Kreisspur Servosignale zur Regelung der Spurlage des Magnetkopfes abzufühlen. In dieser Weise dient der Magnetkopf zur übertragung von Datensignalen, die an einem ersten Teil der Magnetschicht der Magnetplatte aufgezeichnet/abgefühlt werden, und er dient außerdem der Abfühlung von Servosignalen, die an einer zweiten Magnetschicht der Magnetplatte abgefühlt werden.
Bei der bekannten Einrichtung besteht der Nachteil, daß die doppelte Beschichtung der Magnetplatte eines großen Aufwandes bedarf, und daß die Daten- und Servosignale durch den Magnetkopf störungsfrei in getrennten Kanälen zu übertragen sind.
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Es ist ferner bekannt (DT-OS 1424 516), die Zugriffseinrichtung für einen Magnetplattenspeicher so auszubilden, daß die Daten- und Servosignale, die durch einen einzigen Magnetkopf übertragen werden, in einer einzigen Kreisspur der Magnetplatte in verschiedenen Kreissektoren hintereinander aufzuzeichnen. Die übertragung der Daten- und Servosignale erfolgt zu verschiedenen Sektorzeiten, so daß die Trennung der Daten- und Servosignale in verschiedene Übertragungskanäle erleichtert wird.
Durch die Anwendung eines einzigen einstellbaren Magnetkopfes für einen adressierbaren Magnetplattenspeicher für die übertragung von Daten- und Servosignalen, die einer gemeinsamen Kreisspur zugeordnet sind, ergibt sich zwar der Vorteil, daß die kreisförmigen Aufzeichnungsspuren in radialer Richtung der Magnetplatte dichter zusammengelegt werden können als bei einem Zugriffssystem, bei dem die Daten- und Servosignale in verschiedenen Kreisspuren einer Magnetplatte durch verschiedene Magnetköpfe aufgezeichnet/ abgefühlt werden. Durch die bekannten Einrichtungen kann jedoch nicht vermieden werden, daß die Ansprechempfindlichkeit des Servosystems aufgrund der Massenträgheit des Magnetkopf-Tragarms eine gewisse Zeitkonstante aufweist, so daß die Spurfolge des Magnetkopfes nur mit Verzögerungszeiten durchgeführt werden kann, die fehlerhafte Signalübertragungen zur Folge haben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zugriffseinrichtung für einen Magnetplattenspeicher, dessen Magnetkopf durch Adresseneinstellung eines beweglichen Tragarms auf aufgewählte Radialspuren einer Magnetplatte einstellbar ist, so auszubilden, daß die Spurfolge des Magnetkopfes, durch den die Datensignale übertragen werden, mit großer Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß am beweglichen Tragarm ein einstellbarer Magnetkopfträger angeordnet ist, dessen Antriebseinrichtung in einer Servoschaltung angeordnet ist, die durch vom Magnetkopf abge-
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fühlte Servosignale, durch die Verschiebungsgröße zwischen dem beweglichen Tragarm und dem einstellbaren Magnetkopfträger und durch den Geschwindigkeitswert des beweglichen Tragarms regelbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Ausführungsform einer Zugriffseinrichtung
für einen Magnetplattenspeicher, dessen Magnetkopf durch Adresseneinstellung eines beweglichen Tragarms auf ausgewählte Radialspuren einer Magnetplatte einstellbar ist,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Zugriffseinrichtung für einen Magnetplattenspeicher, dessen Magnetkopf durch Adresseneinstellung eines beweglichen Tragarms auf ausgewählte Radialspuren einer Magnetplatte einstellbar ist.
Die in Fig. 1 gezeigte Zugriffseinrichtung 10 für einen Magnetplattenspeicher zeigt die um eine Zentralachse 14 drehbare Magnetplatte 12, an welcher der an einem Tragarm beweglich einstellbare Magnetkopf 16 auf eine ausgewählte Datenspur im radialen Oberflächenbereich zwischen der Datenspur 20, die den Radius R aufweist, und der Datenspur 24 einstellbar ist. Die Oberfläche der Magnetplatt 12 ist eingeteilt in Sektoren, von denen die Sektoren 26 die Servoinformation für die Spurfolgeregelung des Magnetkopfes 16 enthalten, und von denen die dazwischenliegenden Sektoren für die Aufzeichnung von Datensignalen bestimmt sind. Die Zugriffseinrichtung 10 enthält eine Servoschaltung 18 mit einer Leseschaltung 28, einer Zugriffsssteuerung 32, ein Teil-Servosystem ~$k für den Antrieb des Magnetkopftragarms, ein Teil-Servosystem 36 für den Antrieb des am beweglichen Tragarm angeordneten einstellbaren Magnetkopfträgers, und ein Positioniersy-
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stem 38, das den Magnetkopf l6 durch die Wirkung der aus den Teil-Servosystemen 34 und 36 abgeleiteten Servosignalen einstellt.
Durch die Leseschaltung 28 werden die vom Magnetkopf 16 abgefühlten Servo- und Datensignale in verschiedene Kanäle getrennt, von denen der Kanal für die übertragung der Servosignale mit einem Eingang des Fehlerdetektors 40 verbunden ist. Die Spurfolgeschaltung 30 enthält den Fehlerdetektor 40, den Verstärker 42 und die Kompensationsschaltung 44. Einem zweiten Eingang des Fehlerdetektors 40 wird das Adressensignal einer für den Magnetkopf 16 ausgewählten Datenspur der Magnetplatte 12 zugeführt. Der Fehlerdetektor 40, dem an der anderen Eingangsleitung ein vom Magnetkopf 16 abgefühltes Servosignal zugeführt wird, prüft die Abweichung zwischen dem Adressensignal, das die Soll-Lage des Magnetkopfes 16 angibt, und dem Fehlersignal, das die Abweichung des Magnetkopfes von der Soll-Lage anzeigt. Diese Prüfwerte, die während der Sektorzeiten 26 der Magnetplatte 12 entstehen, werden durch den Fehlerdetektor 40 während einer darauffolgenden Sektorzeit der Datensignale gespeichert. Sie werden verändert, wenn in einer nachfolgenden Sektorzeit 26 von der vorhergehenden Sektorzeit 26 abweichende Fehlersignale abgefühlt werden. Das durch den Fehlerdetektor 40 erzeugte Fehlersignal wird nach Verstärkung durch den Verstärker 42 der Kompensationsschaltung 44 zur Korrektur des Frequenzgangs zugeführt.
An der Zugriffssteuerung 32 werden einem ersten Eingang ein Adressensignal und einem zweiten Eingang das Roh-Positionssignal von der Lesesschaltung 28. zugeführt. Das Adressensignal kennzeichnet die Adresse der Datenspur 20. Die Zugriffssteuerung 32 kann einen Spurzähler enthalten, der die Spurlage des Magnetkopfes 16 anzeigt, und eine Vergleichseihrichtung, die angibt, ob die Stellung des Zählers mit dem eingegebenen Adressensignal übereinstimmt. Wenn der Unterschiedsbetrag größer ist als zwei Zählstellungen, wird ein konstantes Steuersignal erzeugt, dessen Polarität geeignet ist, den Magnetkopf 16 in einer Richtung einzustellen, um den Fehler der Spurlage zu verkleinern, und es wird ein Steuersignal er-
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zeugt, das den Zugriffsbetrieb anzeigt. Wenn der Zähler einen Unterschiedsbetrag erreicht, der kleiner ist als zwei Zählstellungen, ist die Adresseneinstellung beendet, und der Spur-Zugriffsbetrieb beginnt. Ein Spur-Zugriffschalter 52 spricht an, um die an der Kompensationsschaltung 44 abgeleiteten Spurfehlersignale zu übertragen.
Nach Verstärkung des am Ausgang des Schalters 52 abgeleiteten Spurfehlersignals durch den Verstärker 54 wird es dem Motor 50 zugeführt. Dieser dient dem Antrieb des Tragarms 48, dessen Beschleunigung proportional ist dem zugeführten Spurfehlersignal. Das Spurfehlersignal wird auch über einen Verstärker 56 einem Eingang des Summenverstärkers 58 zugeführt. Der Verstärker 56 begrenzt die Amplitude des Spuradressensignals, das die Einstellung des Tragarms 48 bewirkt. Eine Beschädigung der Servorschaltung 18 wird dadurch vermieden. Ein Tachometer 60 zeigt die Geschwindigkeit des Tragarms 48 an. Dieser wird vom Motor 50 angetrieben, um bezüglich einer Bezugsebene 62, die durch die Zentralachse 14 der Magnetplatte 12 festgelegt ist, einen Arbeitshub X1 auszuführen. Das vom Tachometer 60 erzeugte Ausgangssignal 3L wird nach Verstärkung durch den Verstärker 64 einem zweiten Eingang des Summenverstärker 58 zugeführt. Die Vorzeichen der am Eingang des Summenverstärkers 58 wirksamen Signale sind so gewählt, daß ein Tachometersignal 5L mit einem Vorzeichen, durch welches das Spurfehlersignal verkleinert wird, auch die Amplitude der Ausgangsspannung des Summenverstärkers 58 verkleinert, abhängig von der Summierung eines Adressen- und eines Tachometersignals.
Das verstärkte Tachometersignal wird einem Eingang des Summenverstärkers 66 zugeführt, dessen Ausgangssignal über den Verstärker 70 dem Motor 68 für den Antrieb des einstellbaren Magnetkopfträgers 72 zugeführt wird. Ein zweites, ein entgegengesetztes Vorzeichen aufweisendes Eingangssignal wird dem Summenverstärker 66 durch den Positionsanzeiger 74 über den Verstärker 76 zugeführt, das die Verschiebungsgröße X3 zwischen dem beweglichen Tragarm
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48 und dem einstellbaren Magnetkopfträger 72 anzeigt. Das die Verschiebungsgröße Xp anzeigende Signal bewirkt am Motor 68 eine Regelspannung, welche die Verschiebungsgröße X2 in Richtung des Null-Wertes regelt.
Der Antriebsmotor 50 des beweglichen Tragarmes 48 bewirkt zur Einstellung des Magnetkopfes 16 auf eine ausgewählte Datenspur einen größeren Einstellhub von mehreren Zentimetern Länge durch ein Steuersignal, dae vom Schalter 52 über den Verstärker 54 abgeleitet wird. Der einstellbare Tragarm 48, durch den der Magnetkopf 16 ebenso wie die Einrichtung des einstellbaren Magnetkopfträgers 72 mit dem Motor 68 bewegt werden, hat eine wesentlich größere Massenträgheit als der einstellbare Magnetkopfträger 72.
Der Motor 68 für den Antrieb des einstellbaren Magnetkopfträgers 72 ist dazu bestimmt, kleine Positionsänderungen des Magnetkopfes 16 im Bereich von +1Ou mit großer Geschwindigkeit durchzuführen. Er kann als ein piezoelektrisches Bauelement zur Bewirkung von Längen- oder Drehänderungen ausgeführt sein. Er könnte auch in Form einer Tauchspule ausgeführt sein, wie diese für Hochtonlautsprecher benutzt werden. Der einstellbare Magnetkopfträger 72, der etwa 5 bis 1035 der Massenträgheit des beweglichen Tragarms 48 aufweist, ist zu diesem relativ beweglich in Positionen einstellbar,die durch die Verschiebungsgröße X2 angegeben werden. Da der Magnetkopf 16 direkt mit dem einstellbaren Magnetkopfträger 72 verbunden ist, hat die Gesamtverschiebung XT des Magnetkopfes 16 bezüglich der Bezugsebene 62 den Wert X1 + X2. Die geringe Massenträgheit des Magnetkopfträgers 72 erlaubt große Ansprechgeschwindigkeit des Steuersystems 10 auf Änderungen von Positions-FehlerSignalen, und es ermöglicht auch, daß der Magnetkopf 16 ohne wesentliche Schwingbewegungen eingestellt werden kann.
Die Verschiebungsgröße X2 erzeugt ein Regelsignal, das die Verschiebungsgröße X2 in Richtung des Null-Wertes regelt, so daß das
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Tachometersignal X1 am Eingang des Summenverstärkers 66 bis unterhalb der Verschiebungsgröße X2 verkleinert wird, wenn sich der Magnetkopf 16 der Mittellinie einer adressierten Datenspur 20 nähert. Der einstellbare Magnetkopfträger 72 wird dadurch in eine Richtung bewegt, welche eine Verkleinerung der Verschiebungsgröße X2 bewirkt. Diese Relativverschiebung des einstellbaren Magnetkopfträgers 72 am beweglichen Tragarm 48 kann eine kleine Vergrößerung des Positionsfehlers des Magnetkopfes 16 bewirken, jedoch wird dieser Fehler durch die fortlaufende Servoregelung des beweglichen Tragsarms 48 berichtigt. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 76 ist so bemessen, daß die Verschiebungsgröße X2 nicht ausreicht, um Lese- und Schreiboperationen des Magnetkopfes 16 zu stören. Das bedeutet, daß der größte Signalwert einer Verschiebungsgröße X2, der dem Eingang des Summenverstärkers 66 zugeführt wird, den Wert des Tachometersignals am anderen Eingang des Summenverstärkers nicht überschreitet, wenn der Magnetkopf 16 mit ausreichender Genauigkeit über der Spurmitte einer adressierten Datenspur eingestellt ist. Der einstellbare Magnetkopfträger 72 wird in dieser Weise automatisch am beweglichen Tragarm 48 geführt, um eine schnell ansprechende Spurfolgeregelung zu ermöglichen, wenn sich kleine Abweichungen des Spur-Radius' an der drehenden Magnetplatte 12 ergeben.
Es soll angenommen werden, daß die Zugriffssteuerung 32 einen Adressenbefehl erhalten hat, durch den der Magnetkopf 16 an der Magnetplatte 12 in radialer Richtung einwärts auf eine Datenspur eingestellt wird. Die Zugriffssteuerung 32 erzeugt dadurch ein Signal, das die Teil-Servoschaltung 36 zum Ansprechen bringen, um den Motor 68 des einstellbaren Magnetkopfträgers 72 um eine maximale Verschxebungsgröße X2 relativ zur Position X1 des beweglichen Tragarms 48 zu bewegen. Gleichzeitig betätigt das von der Teil-Servoschaltung 30 abgeleitete Pehlersignal den Motor 50 um den beweglichen Tragarm 48 in radialer Richtung mit großer Geschwindigkeit X1 zu bewegen, die wesentlich kleiner ist als die Maximalgeschwindigkeit des einstellbaren Magnetkopfträgers 72.
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Wenn sich der Magnetkopf 16 der adressierten Spur nähert, werden die Roh- und Fein-Fehlersignale periodisch erneuert, und wenn sich der Magnetkopf 16 auf der adressierten Spur befindet, bewirkt die Zugriffssteuerung 32 ein Signal, welches das Steuersystem von Zugriffssteuerung auf Spurfolgeregelung umschaltet. Das Steuersignal für die Einstellbewegung des beweglichen Tragarms 48 wird dadurch erheblich verkleinert, wodurch der Motor 50 gebremst wird. Wenn der Magnetkopf_l6 mit ausreichender Genauigkeit auf die adressierte Datenspur eingestellt ist, wird das Fehlersignal klein und es wird weiterhin verkleinert durch das Tachometersignal *., das zu dem Summenverstärker 58 übertragen wird, wodurch dieses Regelsignal auf eine Amplitude verkleinert wird, die geringer ist, als das von der Verschiebungsgröße Xg über den Verstärker 48 dem anderen Eingang des Summenverstärkers 66 zugeführte Signal. Der Motor 68 des Magnetkopfträgers 72 bewegt diesen dadurch in radialer Richtung auswärts in Richtung des Null-Wertes der Verschiebungsgröße X„. Da jedoch der Motor 50 weiterhin ein Fehlersignal erhält, setzt der bewegliche Tragarm 48 seine Radialbewegung in radialer Richtung einwärts mit einer Geschwindigkeit fort, welche die Geschwindigkeit der radialen Einwärt sbewegung des Magnetkopfträgers 72 überschreitet, so daß der Magnetkopf 16 seine Bewegung in Richtung der Mittellinie der Datenspur bei gleichzeitiger Ermäßigung des Fehlersignals fortsetzt. Wenn der Magnetkopf 16 der Mittellinie einer adressierten Datenspur sehr stark angenähert ist und die Verschiebungsgröße X2 sich dem Null-Wert nähert, ist die Bewegung des beweglichen Tragarms 48 im wesentlichen beendet. Der einstellbare Magnetkopfträger 72 setzt jedoch seine Relativbewegungen, abhängig von augenblicklichen kleinen Fehlersignalen fort, um die Spurfolge des Magnetkopfes l6 zu ermöglichen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten anderen Ausführungsart der Erfindung ist die elektronische Regelung der Verschiebungsgröße X2 ersetzt durch eine Feder 80, durch welche der einstellbare Magnetkopfträger 72 mit dem beweglichen Tragarm 48 verbunden ist. Die Feder 80 ist so justiert, daß der Null-Wert der Feder
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dem Null-Wert der Verschiebungsgröße Xp entspricht. Für die bei der vorliegenden Ausführungsart verwendeten Werte der Massenträgheit des beweglichen Tragarms 48 und des einstellbaren Magnetkopfträgers 72 sollte die Federkonstante der Feder 80 einen Wert im Bereich von 500 kg/cm oder mehr haben. Mit der durch die Feder 80 erzielten Null-Wert-Regelung der Relativverschiebung des Magnetkopfträgers 72 spricht der Verstärker 70 auf das Ausgangssignal des Summenverstärkers 58 an, dem auch ein Signal des Tachometers 60 zugeführt wird.
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Claims (1)

  1. - ίο -
    PATENTANSPRUCH
    Zugriffseinrichtung für einen Magnetplattenspeicher, dessen Magnetkopf durch Adresseneinstellung eines beweglichen Tragarms auf ausgewählte Radialspuren einer Magnetplatte einstellbar ist, und dessen Spurfolge in der Adressenstellung durch Servosignale geregelt wird, die durch den Magnetkopf aus einer ausgewählten Radialspur zur Regelung der Spurfolge des Tragarms abgefühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß am beweglichen Tragarm (48) ein einstellbarer Magnetkopfträger (72) angeordnet ist, dessen Antriebseinrichtung (68) in einer Servoschaltung (18) angeordnet ist, die durch vom Magnetkopf (Y6) abgefühlte Servosignale,durch die Verschiebungsgröße (Xp) zwischen dem beweglichen Tragarm und dem einstellbaren Magnetkopfträger und durch den Geschwindigkeit swert (iL) des beweglichen Tragarms regelbar ist.
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    B09809/0872
DE19752533509 1974-08-05 1975-07-26 Zugriffseinrichtung fuer einen magnetplattenspeicher Withdrawn DE2533509A1 (de)

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