DE2629710A1 - Magnetplattenspeicher - Google Patents

Magnetplattenspeicher

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition 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
    • G11B5/58Disposition 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
    • G11B5/596Disposition 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
    • G11B5/59633Servo formatting
    • G11B5/59655Sector, sample or burst servo format

Description

Böblingen, den 1. Juli 1976 heb-fr
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung 2629710 Aktenzeichen der Anmelderin: UK 973 011
Magnetplattenspeicher
Die Erfindung betrifft einen Datenspeicher und insbesondere einen Magnetplattenspeicher mit einem Servosystem, mit dessen Hilfe ein Magnetkopf ständig in einer gewünschten Position in Bezug auf eine vorgegebene Leitbahn gehalten werden kann.
Bei Datenspeichern, die einen Stapel rotierender Magnetplatten !als Aufzeichnungsmedium verwenden, ist es notwendig, daß ein Ma-
jgnetkopf ständig in einer solchen gewünschten Position gehalten werden kann. Dabei werden Daten normalerweise in konzentrischen Datenspuren auf den Oberflächen der Magnetplatten aufgezeichnet. Die Aufzeichnungsspuren liegen sehr dicht beieinander, mit beispielsweise 118 Datenspuren je cm Radius und die Aufzeichnungsdichte der Daten ist größer als 2000 Bit je cm. Um nun Zugriff zu diesen aufgezeichneten Daten zu erhalten, muß ein Aufzeichnungs-Widergabekopf nach einer gewünschten Spur geführt werden, in der die gewünschte Information aufgezeichnet ist, wobei dann dieser Aufzeichnungs-Wiedergabekopf bei Anwesenheit einer möglichen Störung für die gesamte Zeit mit einem möglichst kleinen Ausrichtfehler genau über der Spurmitte gehalten werden kann, in der Information gelesen oder geschrieben wird. Diese Funktionen lassen sich beispielsweise durch ein Einstellservosystem für einen Magnetkopf erzielen, wie es beispielsweise in der deutschen
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- 2 Patentanmeldung P 26 12 111.9 beschrieben ist.
In dem, in dieser Patentanmeldung beschriebenen System wird die ! Spurpositionsinformation nur von einem Servokopf abgeleitet, der einer in dem Plattenstapel enthaltenen Servomagnetplatte zugeordj net ist. Den der Datenaufzeichnung und -Wiedergabe dienenden Ma- !gnetplatten des übrigen Stapels sind dann Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe zugeordnet, die sich im Gleichlauf mit dem Servo- !kopf bewegen. Entsprechende elektronische Servoschaltungen erzeugen dann ein Positionsfehlersignal, das die Position der Datenköpfe in radialer Richtung in Bezug auf die gewünschte Datenspur auf den Datenplatten anzeigt.
Ein Nachteil dieser Art von Speichervorrichtung liegt darin, daß sich Lageabweichungen der Datenköpfe aus verschiedenen beeinflussenden Faktoren ergeben können wie z.B. eine leichte Exzentrizität der Platten, eine gewisse Neigung der Platten auf der Plattenspindel und unterschiedliche Ausdehnung aufgrund unterschiedlicher Wärmeeinflüsse. Jeder dieser Einflüsse für sich oder beliebige Kombinationen dieser Einflüsse können zur Folge haben, daß einer oder mehrere der Datenköpfe außerhalb der Spur liegt, obgleich der Servokopf genau über seiner Servospur geführt ist. Während der Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten, ist es erwünscht, daß die Einstellung der Datenköpfe über den entsprechenden Datenspuren mit einer Genauigkeit erfolgt, die besser ist als
■ ein Zehntel des Abstandes zwischen benachbarten Spuren. Bei den > heute verwendeten hohen Aufzeichnungsdichten in den Spuren, kön- j
ι nen solche unerwünschten niederfrequenten Störungen eine Verschie-f bung der Datenköpfe hervorrufen, die die zulässigen Grenzen bei weitem überschreitet, so daß der Datenspeicher nicht mehr richtig
: arbeitet.
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!Ein weiterer Vorschlag, der diesen Nachteil nicht aufweist, besteht darin, die Servoplatte überhaupt wegzulassen und dafür die Servopositionsinformation auf jeder Datenplatte in Sektoren anzu-
!bringen, die sich mit den Datensektoren abwechseln. Dadurch eri
hält man die Möglichkeit, die Servopositionsinformation ständig aus der gerade angesteuerten Platte abzuleiten, so daß die oben erwähnten niederfrequenten Störungen keinen Einfluß ausüben. Ein System unter Verwendung von in Sektoren angebrachter Servoinformation ist in der britischen Patentschrift 1 314 695 beschrieben. Servosysteme dieser Art haben aber den weiteren Nachteil, daß j das sich dabei ergebende Positionsfehlersignal eine zu geringe !Bandbreite aufweist, als daß es bei der heute üblichen Zugriffs- !geschwindigkeit noch brauchbar wäre.
Der Datenspeicher gemäß der Erfindung besteht aus einem auf einer Antriebsspindel angebrachten Magnetplattenstapel, einer entsprei chenden Anzahl von Datenaufzeichnungsflächen für eine Datenauf- !zeichnung und -Wiedergabe durch den Datenspuren zugeordnete Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe, wobei jede Datenspur aus Datensektoren für die Aufzeichung und/oder Wiedergabe von darin aufgej zeichneten Daten durch die Datenköpfe besteht, die sich mit vor- ! aufgezeichnete Datenspurpositionsinformation enthaltenden Servo-
Sektoren für diese Spur abwechseln, welche durch den zugeordneten Datenkopf und den Servokopf im Gleichlauf mit den übrigen Datenköpfen in der Weise gelesen werden können, daß der Servokopf einer Servoflache einer der Platten zugeordnet ist, wobei fortlaufend Datenspurpositionsinformation aus voraufgezeichneten Servospuren über die durch den Servokopf auslesbare Servoaufzeichungsfläche geliefert wird. Dabei werden die von der ServoaufZeichnungsfläche abgeleiteten Betriebssignale für eine Steuerung der Bewegung der Datenköpfe bei einer SpurZugriffsoperation benutzt, während die von den Servosektoren auf den Datenaufzeichnungsflächen abgeleiteten Signale für die Positionssteuerung der Datenköpfe während
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- 4 einer Spurnachlaufoperation verwendet werden.
Der Datenspeicher gemäß der vorliegenden Erfindung vereinigt in sich den Vorteil einer sehr kurzen Zugriffszeit, der sich mit eine besonderen ServoaufZeichnungsfläche verbindet, mit dem Vorteil einer sehr genauen Positionierung eines Kopfes bei einer Spurnachlaufoperation in einem Datenspeicher, bei der jede Datenspur Sektoren von Servoinformation enthält. Daher wird die besondere Servooberfläche ausschließlich während eines Spurzugriffs eingesetzt, während für eine Spurnachlaufoperation erforderliche relativ niederfrequente Positionsinformation aus der Servosektorinformation der angesteuerten Datenspur abgeleitet wird. Ein Merkmal des Systems gemäß der Erfindung besteht darin, daß für die Erhöhung der Bandbreite der Servoschleife erforderliche höherfrequente Komponenten aus der speziellen Servooberfläche abgeleitet werden können.
Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen im einzelnen zu entneh men.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild für die Erzeugung eines Datenkopf-Positionsfehlersignals gemäß einem Merkmal der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Datenspeichers gemäß
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Servosteuerschaltungen
in Fig. 2,
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Fig. 4a bis c Impulsdiagramme zur Steuerung des in der Servo-
steuerschaltung von Fig. 3 enthaltenen phasenstarren Oszillators,
Fig. 4b bis 4h verschiedene Ausgangsimpulszüge des phasenstarren
Oszillators in der Servosteuerschaltung nach Fig. 3,
Fig. 4i und 4j Impulszüge, die durch Taktschaltung für fehlende
Taktimpulse erzeugt werden, die einen Teil der Servosteuerschaltung in Fig. 3 darstellt,
Fig. 5 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten der Taktschaltung zur Erzeugung der ausfallenden Taktimpulse gemäß Fig. 4j t
Fig. 6 eine Schaltungsanordnung der Servosektor-Detek-
torschaltung, die in der Servosteuerschaltung gemäß Fig. 3 enthalten ist und
Fig. 7 Einzelheiten der Servomischstufe,die ebenfalls
in den Servosteuerschaltungen der Fig. 3 enthalten ist.
Obgleich, wie bereits erläutert, die Einstellung des Datenkopfs durch ausschließlich aus der Sektorservoinformation auf der Plattenoberfläche abgeleitete Information gesteuert werden kann, wird in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Bandbreite der Positionsinformation dadurch erhöht, daß die hochfrequenten Komponenten des von der Servoaufzeichnungsfläche abgeleiteten Signals zu dem von den Servosektoren der Datenaufzeichnungsfläche abgeleiteten Signal hinzuaddiert wird. Dies ist schematisch in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt.
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Das durch den Datenkopf gelesene, von den Servosektoren abgeleitete und abgetastete Positionsfehlersignal wird einem Eingang 1 eines Tiefpaßfilters 2 zugeführt. Dieses Signal enthält die niederfrequente Information der Position des Datenkopfes in Bezug auf die Sollposition über der angesteuerten Spur. Obgleich in der hier bevorzugten Ausführungsform 65 Servosektoren auf jeder Datenspur vorgesehen sind, so ist diese Frequenz wahrscheinlich noch nicht hoch genug, um ein Positionsfehlersignal ausreichend großer Bandbreite zu überzeugen, damit die Servoschleife ohne Einführen einer merklichen Phasenverzögerung geschlossen werden kann. Demgemäß werden die hochfrequenten, aus dem kontinuierlichen Positionsfehlersignal stammenden Komponenten, die durch den Servokopf von der besonderen Servooberfläche abgeleitet werden, zu dem aus den Servosektoren abgeleiteten Positionsfehlersignal hinzuaddiert. Das von der besonderen Servoflache abgeleitete Positionsfehlersignal wird daher der Eingangsklemme 3 zugeführt und durch ein Hochpaßfilter 4 geleitet. Die niederfrequente Positionsinformation der besonderen Servooberflache, die durchaus durch niederfrequente Schwankungen beeinflußt sein kann, wird dadurch ausgesiebt. Die beiden gefilterten Signale werden in einer Mischstufe 5 miteinander kombiniert und man erhält dadurch an der Ausgangsklemme 6 ein breitbandiges Positionsfehlersignal, das den wahren Positionsfehler des Datenkopfes in Bezug auf die gerade gelesene Spur darstellt.
Das Blockschaltbild der Speichervorrichtung zeigt Fig. 2. Ein Stapel Magnetplatten 7 ist für eine Rotation auf einer Spindel 8 befestigt. Voraufgezeichnete Servospuren 9 sind auf einer Oberfläche einer der Platten vorgesehen, in diesem Fall die unterste Platte des Stapels und diese Servospuren werden durch einen nur zum Lesen geeigneten Servokopf 10 gelesen. Da diese Oberfläche nur Servoinformation enthält, wird sie als besondere Servooberf lache bezeichnet. Die besondere Servooberflache enthält Positionsinformation für die Datenspuren auf den Aufzeichnungsflächen der Platten, die durch eine Anzahl von zum Aufzeichnen
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und Wiedergeben von Daten dienenden Köpfen 11 angesteuert werden, wobei für jede der verbleibenden Plattenoberflächen jeweils ein Kopf vorgesehen ist. Die Datenköpfe 11 und der Servokopf 10 werden alle gemeinsam im Gleichlauf durch eine Betätigungsvorrichtung 12 über die Plattenoberflächen bewegt.
Das durch den Servokopf 10 aus der auf der besonderen Servooberfläche voraufgezeichneten Servoinformation 9 abgeleitete kontinuierliche Positionsfehlersignal wird ausschließlich benutzt, während eines Spurzugriffs die entsprechende Positionsinformation zu liefern. Diese Positionsinformation nimmt dabei die Form von das Oberqueren von Spuren anzeigenden Impulsen an, die aus dem Pehlersignal, nachdem dieses einen Vorverstärker 13 und einen Regelverstärker 14 durchlaufen hat, durch die Servosteuerschaltungen 15 abgeleitet werden. Die Adresse der Spur wird den Steuerschaltungen 15 von einem äußeren Steuersystem zugeführt und aus dieser Information leitet die Servosteuerschaltung die notwendigen Steuerströme für die Betätigungsvorrichtung 12 ab, so daß die Datenköpfe einem vorbestimmten Geschwindigkeitsprofil folgend, nach der gewünschten Spur bewegt werden.
Die tatsächlich für die Steuerung des Spurzugriffs in der bevorzugten Ausführungsform der Speichervorrichtung verwendete Servo-εcha1tung ist in der oben genannten deutschen Patentanmeldung ausführlich beschrieben. Selbstverständlich lassen sich auch andere Schaltungen für die Steuerung eines SpurZugriffs aufbauen, die anstelle der dort beschriebenen Schaltung verwendet werden können. Obgleich dort das sogenannte Drei-Bit-Servomuster verwendet wird, so 1st doch ohne weiteres einleuchtend, daß die Servoinformation auch in vielfach anderer Weise codiert sein und in gleicher Weise benutzt werden kann. Da die Arbeitsweise und der Aufbau der Servoschaltungen während eines Spurzugriffs keinen Einfluß auf die vorliegende Erfindung hat und da eine ausreichende Beschreibung des Drei-Bit-Servomusters, wie es tatsächlich verwendet wird, in der bereits genannten deutschen Patent-
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anmeldung beschrieben ist, bedarf dieser Teil der Speichervorrichtung keiner weiteren Erläuterung.
Während einer Spurnachlaufoperation wird das Positionsfehlersignal, das dazu benutzt wird, den Datenkopf genau über der Datenspur zu halten, von der in einzelnen Sektoren der Datenspur selbst1 vor aufgezeichneten Servoinformation abgeleitet. Die Soll-Position über der Datenspur ist dann erreicht, wenn der Servokopf in der Mitte zwischen zwei voraufgezeichneten Servospuren liegt. Weicht die Position des Kopfes von dieser Soll-Position ab, so wird ein Pehlersignal abgeleitet, daß nach Verarbeitung zur Steuerung des der Betätigungsvorrichtung 12 zugeführten Stromes benutzt wird, so daß sich ein geschlossener Regelstromkreis ergibt.
Wie im Fall des Servomusters auf der besonderen Servoflachef hat auch der genaue Aufbau des codierten Servomusters, das zum Aufzeichnen der Servospuren verwendet wird, keine Beziehung zur vorliegenden Erfindung. Jedes Codierverfahren, das ein Fehlersignal erzeugt, das durch seine Amplitude und Polarität den Grad und die Richtung der Spurabweichung von der richtigen Spurposition anzeigt, kann hier verwendet werden. Es gibt tatsächlich im Stand der Technik viele andere Lösungen und es ist daher nicht notwendig, die Codierung der Sektor-Servoinformation hier noch einmal zu besprechen.
Die durch einen ausgewählten Datenkopf 11 gelesene Daten- und Servoinformation durchläuft einen Vorversärker 17 und einen Regelverstärker 18. Die Auswahl des Datenkopfes kann dabei in völlig normaler Weise erfolgen. Die in 65, gleiche Abstände voneinander aufweisenden Sektoren rund um die Datenspur voraufgezeichnete Servoinformation wird, gesteuert durch ein Servoschutzsignal, dessen Erzeugung noch beschrieben wird, durch die Servosteuer-Schaltungen 50 hindurchgeschaltet.
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Der Gleichstromanteil und die niederfrequente Information der in Sektoren aufgezeichneten Servoinformation wird in den Servosteuerschaltungen 15 mit der von der besonderen Servooberfläche abgeleiteten hochfrequenten Information kombiniert. Das sich dabei ergebende kombinierte Signal großer Bandbreite wird dann zur Erzeugung der Treiberströme für die Steuerung der Betätigungsvorrichtung in üblicher Weise verwendet. Die vom Regelverstärker 18 kommenden :Signale werden außerdem über den Datenkanal 51 an das Steuersyj stem 16 weitergegeben, so daß die zwischen den Servosektoren aufj gezeichneten Daten in der üblichen Weise verarbeitet werden kön- \ nen. Das Auftreten von Datensignalen am Datenkopf wird durch ein j niedriges Potential des Servoschutzsignals angezeigt, wie sich ;noch aus der nachfolgenden Beschreibung der Erzeugung dieses Signals ergibt. Die Kopfauswahlschaltungen und andere Merkmale des Datenkanals stehen in keiner Beziehung zur vorliegenden Erfindung und werden daher nicht beschrieben.
; Einzelheiten der Servoschaltungen zur Erzeugung des Datenkopf- ; Positionsfehlersignals werden nunmehr anhand des Blockschalt- ; bildes der Fig. 3 beschrieben. Die Servosteuerschaltung hat dabei die Aufgabe, die Datensignale zu geeigneten Zeitpunkten abzufühilen, um dabei die in Sektoren angeordnete Servoinformation zu entnehmen. Der Ort des Beginns eines jeden Servosektors in den Datenspuren wird durch eine Servoadreßmarke angezeigt, die an zugehörigen Speicherplätzen rund um die entsprechenden Servospuren der besonderen Servoflache aufgezeichnet sind. Diese Adreßmarken können dabei beliebig aufgebaut sein, abhängig davon, wie die Servoinformation codiert ist. Da in der Vorrichtung die Servocodierung das modifizierte Drei-Bit-Muster verwendet, erschien es zweckmäßig, eine Servoadreßmarke dadurch zu kennzeichnen, daß sie durch ein vorbestimmtes Muster fehlender Taktimpulse in einem sonst ununterbrochenen Strom von Taktimpulsen dargestellt wird, die durch die Drei-Bit-Muster auf der besonderen Servooberfläche erzeugt werden. Die Peststellung des richtigen Musters der fehlenden Taktimpulse, die die Servoadreßmarke darstellen, zeigt an, daß
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der zugehörige Sektor von Servoinformation gerade bei jedem Daten- ; kopf angekommen ist.
Die vom Servokopf 10 kommende Servoinformation wird vom Regelverstärker 14 nach dem Eingang einer Positionsfehler-Detektorschaltunfr 20 abgegeben. Diese Schaltung erzeugt auf der Leitung 21 in Abhän-' gigkeit von der Taktinformation/ die den Drei-Bit-Mustern der vor aufgezeichneten Servospuren abgeleitet wurde, Taktimpulse, die nach dem phasenstarren Oszillator 22 weitergeleitet werden. Der phasenstarre Oszillator 22 erzeugt wiederum Steuertaktimpulse auf Leitung 23 für die Detektorschaltung 20. Die Detektorschaltung 20 demoduliert die Positionssignale aus den Drei-Bit-Mustern und liefert auf der Ausgangsleitung 24 ein Positionsfehlersignal. Eine ausführliche Beschreibung der Positionsfehler-Detektorschaltung findet man in der oben genannten deutschen Patentanmeldung, wo sie ausführlich beschrieben ist. Diese Beschreibung muß daher hier nicht wiederholt werden.
Aufbau und Arbeitsweise des phasenstarren Generators ist ebenfalls in der oben genannten Patentanmeldung, insbesondere in Bezug auf das Blockschaltbild der Fig. 11 und die Impulszüge der Fig. 12
beschrieben. Eine zusätzliche Funktion des phasenstarren Oszilla- !
tors 22, die für die vorliegende Erfindung erforderlich ist und :
in der genannten Patentanmeldung nicht beschrieben ist, ist eine j
logische Schaltung zur Erzeugung der fehlenden Taktimpulse jedes- '
mal dann, wenn in dem normalen kontinuierlichen Strom von Takt- j
impulsen, wie sie aus der besonderen Servooberflache abgeleitet j
werden, ein wirklicher Taktimpuls fehlt. Die logische Schaltung j
;gibt also jedesmal dann, wenn eine Servoadreßmarke durch den Ser- !
'. vokopf gelesen wird, ein Muster von fehlenden oder ausgefallenen Taktimpulsen ab.
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ι Die Signalimpulszüge des phasenstarren Oszillators sind in Fig. 4a I . ι
j bis 4h gezeigt. Das dem Oszillator zugeführte Servotaktsignal zeigt
:Fig. 4a, das Ausgangssignal einer durch die Servotaktimpulse ange-i steuerten monostabilen Kippschaltung zeigt die Fig. 4b, das Ausgangssignal einer Taktverriegelungsschaltung zeigt Fig. 4c und Fig. 4d, e, f, g und h sind die Ausgangssignale der im phasen-■ starren Oszillator verwendeten Zähler CT1, CT2, CT3, CT4 bzw.
1 j
CT5, die zur Demodulation der Positionsfehlersignale in der Positions-tDetektorschaltung 20 dienen. Die drei Signalimpuls züge, die durch die logische Schaltung für die ausfallenden Taktimpulse benutzt werden, sind in Fig. 4b als Ausgangssignal der monosta- ; bilen Kippschaltung, Fig. 4f als Ausgangssignal des Zählers i 3 (CT3) und Fig. 4g als Ausgangssignal des Zählers 4 (CT4) dar-1 gestellt. In dem Servotaktimpulszug der Fig. 4a ist ein ausfallender Taktimpuls gezeigt, um damit die Arbeitsweise der logischen Schaltung für den ausfallenden Taktimpuls klarer zu machen. Folgerichtigerweise ist die zugehörige monostabile Kippschaltung ebenfalls weggelassen worden. Fig. 4i zeigt den Signalpegel am Ausgang eines Teils der Detektorlogik für den ausgefallenen Taktimpuls und 4j zeigt die Erzeugung des tatsächlich ausgefallenen Taktimpulses als Ausgangssignal der Detektorlogik.
Die logische Schaltung zur Erzeugung des ausgefallenen Taktimpulses in Fig. 5 besteht aus einer durch Impulskanten gekippten bistabilen JK-Kippschaltung 25, die auf positiv gerichtete Impulskanten anspricht. Das der J-Einstellklemme 50 der Verriegelungsschaltung zugeführte Eingangssignal ist das Signal CT3 d.h., daß immer dann, wenn das Signal CT3 (Fig. 4f) einen negativen Wert annimmt, die Verriegelungsschaltung 25 eingestellt wird. Das Ausgangssignal dieser Verriegelungsschaltung ist in Fig. 4i ι gezeigt. Das dem K-Rückstelleingang 51 zugeführte Eingangssignal entstammt einer monostabilen Kippschaltung, d.h. immer dann, wenn das einer monostabilen Kippschaltung entstammende Signal Fig. 4b negativ wird, dann wird die Verriegelungsschaltung 25
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- 12 j zurückgestellt. Im Fall eines ausfallenden Taktimpulses, wie er
', beim nächsten Taktintervall in Fig. 4a gezeigt ist, wird die monostabile Kippschaltung nicht betätigt, so daß die Verriegelungsschaltung 25, die durch das Ausgangssignal von CT3 eingestellt wurde, nicht zurückgestellt wird, wodurch ausgangsseitig ein hohes Potential beibehalten wird, wie Fig. 4i zeigt. Das am Q-Ausgang der Verriegelungsschaltung auftretende Ausgangssignal wird einem UND-Glied 26 mit drei Eingängen zugeleitet, während an den übrigen beiden Eingängen die Ausgangssignale CT3 und CT4 in Fig. 4f bzw. 4g liegen. Kurz nach dem Auftreten des fehlenden Taktimpulses sind dann die Bedingungen für das UND-Glied erfüllt, so daß ausgangsseitig solange ein hohes Potential auftritt, bis die Signale CT3 und CT4 abfallen. Dieses positive, vom UND-Glied 26 kommende, über Leitung 28 abgegebene Potential ist ein Impuls, der anzeigt, daß in dem normalerweise kontinuierlichen Strom von Taktimpulsen, die aus der besonderen Servooberflache abgeleitet wurden, ein Impuls fehlt.
Der einen fehlenden Taktimpuls anzeigende Impuls auf Leitung 28 des phasenstarren Oszillators 22 wird als Eingangssignal einer Sektor-Detektorschaltung 29 in Fig. 3 zugeleitet. Wenn also eine Servoadreßmarke von der besonderen Servooberflache gelesen wird, dann wird ein entsprechendes Muster von ausgefallenen Taktimpulsen durch die logische Schaltung auf der Leitung 28 erzeugt, die nach der Sektor-Detektorschaltung 29 führt. Diese Sektor-Detektorschaltung 29 dient dazu, das Servoadreßmarkenmuster festzustellen und auf seiner Ausgangsleitung 30 ein Servoschutzsignal zu erzeugen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das Servoschutzsignal für die Dauer des nachfolgenden zugehörigen Sektors der Servoinformation in entsprechenden Datenspuren auf der Datenoberfläche andauert. Die Servo-Detektorschaltung 29 ist in Fig. 6 dargestellt und besteht aus einem Schieberegister 31, das so viele Stufen aufweist, wie Servoadreßmarken erkannt werden müssen. In diesem Beispiel besteht die Adreßmarke aus dem Muster
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1011 011 O mit fehlenden Taktbits. Die fehlenden Taktbits sind natürlich der Kehrwert der tatsächlich aus dem ursprünglichen Strom von Taktimpulsen ausgelassenen Taktimpulse. Das Schieberegister 31 weist 9 Stufen auf, die für ein paralleles Auslesen an einem positiven UND-Glied 32 angeschlossen sind. Die Inverter 33 sind dabei in die Ausgangsleitungen der zweiten und letzten Stufe des Schieberegisters eingeschleift, so daß die eingangsseitigen Bedingungen für das UND-Glied 32 nur dann erfüllt sind, wenn die tatsächlich nötigen acht Bits der Servoadreßmarke in den acht !stufen des Schieberegisters 31 enthalten sind. Als Takt"?ingang für das Schieberegister 31 dient das Ausgangssignal des Zählers i4, (CT4), das vom phasenstarren Oszillator 22 über die Leitung 34 zugeführt wird. Dieses Ausgangssignal ist in Fig. 4g gezeigt und dient dazu, die fehlenden Taktimpulse mit der Taktfrequenz 'durch das Schieberegister hindurchzuschieben. Sobald die Indexjmarke festgestellt worden ist, stellt ein durch das UND-Glied
: hindurch übertragener positiver Impnls die Verriegelungsschaltung ι 35 ein. Das auf Leitung 30 auftretende Ausgangssignal der Verrie- ; gelungsschaltung 35 ist das bereits erwähnte Servoschutzsignal j und muß daher für die Dauer des zugeordneten Sektors der Servoinformation auf der Datenplatte einen positiven Wert behalten.
'Jeder Sektor der Servoinformation hat eine Länge von 12 Byte (6 ! Servozellen). Das von der Verriegelungsschaltung 35 abgegebene Servoschutzsignal wird daher einem Eingang eines UND-Gliedes 37 zugeführt, an dessen anderen Eingang ein über Leitung 34 von Zähler 4 (CT 4) des phasenstarren Oszillators ankommenues Ausgangssi-
! gnal zugeführt wird. Das vom UND-Glied 37 kommende Ausgangssignal j wird einem durch 6 teilenden Zähler 38 zugeführt, dessen Ausgangsj signal zur Rückstellung der Verriegelungsschaltung 35 benutzt wird Auf diese Weise wird das Servo-Schutzsignal zum richtigen Zeitpunkt beendet. Das von der Verriegelungsschaltung 35 kommende Servoschutzsignal durchläuft eine Inverterstufe 39 und dient zum Zurückstellen des Zählers 38.
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Das auf Leitung 30 (Fig. 3) auftretende Servoschutzsignal wird in ' üblicher Weise zur Durchschaltung der Sektoren von Servoinforma- j tion von den Datenoberflächen über die Dateneingangsleitung 40 ; nach den Deraodulatorschaltungen 41 verwendet. Der Aufbau dieser
Demodulatorschaltungen hängt natürlich von der bestimmten jeweiligen Servocodierung zur Speicherung der Sektoren von Servoinforma- i tion ab. Wie auch bei den besonderen Servooberflächen, können ver-! schiedene Arten von Demodulatxonsschaltungen benutzt werden, die
1 ein Datenkopf-Positionsfehlersignal erzeugen, das durch Größe und
Richtung die Abweichung des Datenkopfes von der Soll-Position über: 1 der Datenspur anzeigt. Weil derartige Systeme im Stand der Tech-
1 nik allgemein bekannt sind, wird die Demodulation der Sektor-Ser- !
j voinformation hier nicht beschrieben. Was im Fall der von der I
besonderen Servoflache abgeleiteten Positionsfehlersignale nicht j
der Fall zu sein braucht f trifft im vorliegenden Fall jedoch zu, j
d.h., das über die Ausgangsleitung 42 des Demodulators abgegebene |
Positionsfehlersignal ist für die angesteuerte Datenspur richtig, j
i Das auf Leitung 24 auftretende, von der besonderen Servooberflache!
! abgeleitete Positionsfehlersignal kann dem Einfluß niederfrequen- j
ter Schwankungen ausgesetzt sein und kann unter Umständen für die ! gerade angesteuerte Spur nicht richtig sein. Die hochfrequenten '
■ Komponenten dieses Servosignals werden jedoch dazu benutzt, die
Bandbreite des von der Datenspur abgeleiteten Positionsfehlersignals zu erhöhen.
Die Kombination der Gleichstrom- und der niederfrequenten Komponenten des Sektor-Servopositionsfehlersignals mit den hochfrequenten Komponenten des Servo-Positionsfehlersignals aus der besonderen Servooberfläche werden in der Servomischstufe 43 gemischt. Das sich dabei ergebende hybride Servopositionsfehlersignal auf der Ausgangsleitung 44 wird in üblicher Weise dadurch
kompensiert, daß ein die Phasenvor- oder Nacheilung berücksichtigender Kompensator 45 vorgesehen ist und daß das phasenkompensier-j te Fehlersignal auf der Leitung 46 einer üblichen Steuerschaltung i 47 zugeführt wird. Diese erzeugt ihrerseits einen Steuerstrom auf
der Steuerleitung 48, der mit geeigneter Amplitude und Polarität
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die Betätigungsvorrichtung 12 (Fig. 2) ansteuert, wodurch die Servoschleife geschlossen ist.
Die Servomischstufe 43 ist in Fig. 7 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Operationsverstärker 49, in dessen Rückkopplungsweg eine Parallelkombination aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator C1 angeordnet ist. Das über Leitung 42 ankommende Sektor-Positionsfehlersignal wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers über einen Widerstand R2 zugeführt. Das der besonderen Servooberfläche entstammende Positionsfehlersignal wird über Leitung 24 über einen Kondensator C2 am gleichen Eingang des Verstärkers zugeleitet. Der andere Eingang des Verstärkers ist geerdet. Man sieht, daß diese Schaltung für das über die Eingangsleitung 42 ankommende Sektor-Positionsfehlersignal als Tiefpaß und für das über die Leitung 24 ankommende Servosignal als Hochpaß wirkt. Die Werte der Bauelemente der Schaltung sind so gewählt, daß die Durchlaßgrenzen beider Durchlaßbereiche bei 100 Hz liegen. Das kombinierte Positionsfehlersignal tritt dann auf der Ausgangsleitung 44 der Mischstufe auf und dient zum Schließen des Regelstromkreises.
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Claims (1)

  1. 2623710
    - 16 -
    PATENTANSPRÜCHE
    Magnetplattenspeicher mit einem auf einer drehbaren An- ! triebsspindel angebrachten Magnetplattenstapel und einer i der Anzahl der Aufzeichnungsplattenoberflächen entsprechenden Anzahl von Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen, j sowie mit auf den Platten voraufgezeichneter Servoinfor- j
    mation, wobei jede Datenspur aus einer Folge von mitein- j ander abwechselnden Sektoren mit Servoinformation bzw. i
    Dateninformation besteht, sowie mit einer Servo-Oberfläche und einem dieser Oberfläche zugeordneten, im Gleichlauf mit den Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen bewegbaren Servokopf,
    dadurch gekennzeichnet, daß jeder Servo-Sektor jeder Datenspur voraufgezeichnete Datenspur-Positionsinformation für diese Spur enthält, daß ferner die Servo-Oberflache voraufgezeichnete kontinuierliche Datenspur-Positionsinformation enthält und daß die durch den Servo-Kopf von der Servo-Oberfläche abgeleitete Servo-Information ausschließlich zur Steuerung des Zugriffs der Datenköpfe zu den Datenspuren dient, während die von den Servo-Sektoren j der Datenspuren abgetasteten Servo-Signale ausschließlich j der genauen Zentrierung der Datenköpfe über den Datenspuren bei einer Spurnachlaufoperation dienen.
    ι 2. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servosteuerschaltung (15; Fig. 3) vorgesehen ist, der zur Ableitung der Steuersignale für die Betätigungsvorrichtung (12) für die im Gleichlauf betätigbaren j Köpfe (10, 11) die von den Servo-Spuren (9) der Servo-Oberfläche während eines Spurzugriffs ableitbaren Signale und die von den Servo-Sektoren der Datenspur bei einer Spurnachlauf-Operation erzeugten Signale zur Bildung eines daraus abgeleiteten Steuersignals zuführbar sind.
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    !. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servosteuerschaltung (15) einen durch die Servoinformation der Servo-Oberfläche ansteuerbare Fehlerpositionsdetektor (20) und einen durch die Servo-Information der Servo-Sektoren der Datenspuren ansteuerbaren Sektor-Detektor (41) aufweist und daß zur Kombination der dabei abgeleiteten Fehlersignale eine Servo-Mischstufe (43) vorgesehen ist, deren Ausgangssignale der Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung (12) dienen, wobei das von den Servo-Sektoren abgeleitete Positionsfehlersignal durch seine Größe und Richtung die Größe und Richtung der Abweichung des zugehörigen Datenkopfes von der Soll-Position über der Datenspur anzeigt.
    4. Plattenspeicher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Servospuren der Servo-Oberfläche voraufgezeichnete Servo-Information Adressen-Marken enthält, die die Position der jeweiligen Servo-Sektoren in den Datenspuren anzeigen.
    5. Plattenspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Servosteuerschaltung (15) einen Sektor-Detektor
    ■ (29) zur Feststellung der Adressenraarken enthält und Si- ! gnale erzeugt, die Lage und Länge der zugeordneten Servo-Sektoren anzeigen.
    I6. Plattenspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, : daß während einer Spur-Nachlaufoperation die hochfrequenj ten Komponenten der von der Servo-Oberfläche abgeleiteten \ Servo-Signale zu den von den Servo-Spuren abgeleiteten niederfrequenten Servo-Signalen hinzuaddiert werden.
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    7. Plattenspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Servo-Steuerschaltung eine Servo-Mischstufe (43) enthält, die während einer Spur-Nachlaufoperation die niederfrequenten Komponenten der von den Servo-Sektoren abgeleiteten Servo-Signale mit den höher frequenten Komponenten der von der Servo-Oberflache abgeleiteten Servo-Signale kombiniert.
    8. Plattenspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Servo-Sektoren der Datenspuren abgeleiteten Servo-Signale über einen Tiefpaß (2) und die von den Servospuren der Servo-Oberfläche abgeleiteten Servo-Signa- , Ie über einen Hochpaß C4) der Servo-Steuerschaltung zuleitbar sind.
    9. Plattenspeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der niederfrequenten Servo-Signalkomponenten unterhalb von 1 CX) Hz und die Frequenzen der höherfrequenten Servo-Signalkomponenten oberhalb von 100 Hz j liegen.
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