DE2755652A1

DE2755652A1 - Verfahren zur steuerung der spurverfolgung eines schreib/lesekopfes in einem datenspeicher

Info

Publication number: DE2755652A1
Application number: DE19772755652
Authority: DE
Inventors: Robert Duncan Commander; Peter Alan Edward Gardner; John Richard Taylor
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1978-06-29
Also published as: BR7708548A; GB1520350A; JPS5395005A; US4115823A; DE2755652C2; NL7713945A; FR2375688A1; JPS58112B2; ES464537A1; CA1109558A; IT1126221B; FR2375688B1

Description

/mmelderin: International Business Machines

Corporation, Arnonk, IJ.Y. 10504 Iiz / sue

Verfahren zur Steuerung der Spurverfolgung eines SchrniL/Lesekopfes in einem Datenspeicher

Die Erfindung betrifft ein Verfahren j»ur Steuerung der Spurverfolgung eines Schreib/Lesckopfes in einen Datenspeicher. Letzterer umfasst einen rotierenden Plattenstapel mir. einer Anzahl Datenflächen und einer Scrvoflache, so*.·; ie eine den Datenflachen entsprechende Anzahl im Spurzugriff verschiebbarer Schreib/Leseköpfe und einen mit diesen starr gekoppelten Servokopf. In den Datenspuren sind Folgen von miteinander abwechselnden Sektoren mit Daten bzw. Spurlageinforni.ition zwecks Verfolgung der betreffenden Spur und in den Servospuren kontinuierliche, den Datenspuren zugeordnete Lageinformationen aufgezeichnet, die der Gewinnung erster und zweiter zyklischer, gegeneinander um 90 phasenverschobener Lagesignale mit in wesentlichen Bereichen linearem Verlauf dienen. Letzterer gibt jeweils durch Sigualgiüsse und Polarität das Mass und die Richtung einer Lagoabweichung des Servokopfes von der angestrebten Endlage einer Verschiebungsstrecke mit ganzzahlig Vielfachen» eines Dutenspurabr.tfmdes an.

In der belgischen Patentschrift No. 842.421 ist: eine Datenspcichercinrichtung beschrieben worden, die über einen auf einer drehbaren Spindel aufgebauten Magnotplattonstapcl mit einer Anzahl Aufzeichnungsflachen und entsprechende Schreib/Lescküpfc verfügt. Auf den PlnttenflHchen int Scrvoinf owation vor auf gezeichnet, wobei die Da te ns puren aus einer Folge von miteinander abwechselnden Sektoren von Servo- bzw. Dateninforinalion bestehen. Cine der Plattenflachen ist als Servoaufzeichnung};-

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fläche den übrigen Dntcnflachen zugeordnet uiicl yji rd von einen) i'.ervokopf abgetastet, der mit den genannten Schrcib/Leneköpfcu mec.linrv" sch gekuppelt und mit diesen im Gleichlauf bewegbar ist.

;Bei der zwischen den Daten in Sektoren untergebrachten Servoinformation handelt es sich um Lageinformation für die Steuerung des Schreib/ Lesekopfes während der Spurverfolgung auf eben dieser Datenspur. Im Gegensatz hiezu verläuft die auf der genannten Servoflache voraufgezeichnete Servoinforination kontinuierlich. Die durch den Servokopf von ihr abgeleiteten Signale dienen zur Steuerung des Zugriffs der Schreib/Leseköpfe zu den Datenspuren. Die von den Scrvosektoren in den Datenspuren abgeleitete Servoinformation dient nur der genauen Zentrierung der Schreib/Leseköpfe über der betreffenden Datenspur, also der Spurverfolgung während des Betriebes. Zur Verbesserung des letztgenannten Vorganges werden aber den relativ niederfrequenten Signalen,die von in die Datenspuren eingefügten Servosektoren stammen, höherfrequente. Komponenten zugesetzt, die aus der kontinuierlichen Servoinformation von der zugeordneten Servoaufzeichnungsflache abgeleitet sind. Das so erzeugte hybride Signal weist grossere Bandbreite auf und erbringt bei der Spurverfolgung bessere Resultate.

Obwohl die in der vorangegangenen Beschreibung dargestellte Anlage eine wesentliche Verbesserung gegenüber früheren Einrichtungen darstellt, leidet sie auch unter dem Nachteil,der durch den zyklischen Charakter und somit die Nichtlinearität der Positionsinformationen hervorgerufen ist, mit denen der Servoantrieb gesteuert wird. Das Problem ergibt sich durch Störungen, die die mechanische Stabilität des Gerätes beeinflussen und dazu führen können, dass der Servokopf beträchtlich gegenüber der echten Spurposition über der zugehörigen Servospur versetzt ist, obwohl der Datenkopf genau über der verfolgten Datenspur steht.

Unter Umständen kann der (Servokopf soweit gegenüber der Spur versetzt sein, dass die vom Servokopf gelieferten Fositionsinformationen vom nichtlinearen Teil des Signales stammen. Das bedeutet, dass sie keine lineare Beziehung zur Versetzung gegenüber der Position über der Servospur haben. Da die Hochfrequenzkoraponenten dieses Signales zur Bildung eines Hybridservosignales für die Spurverfolgung gebraucht werden, schwankt die Verstärkung der Servokreise bei hohen Frequenzen

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mit wechselnder Versetzung gegenüber der Position auf der Servospur. Da diese Servokopfversetzungen grossenteils durch externe Störungen wie Temperaturschwankungen oder Stösse und Schwingungen sowie durch interne Einflüsse wie Exzentrizität und Neigung der Platte auf der Plattenspindel hervorgerufen werden, sind sie meist unkontrollierbar. Die ständigen und unvorhersehbaren Aenderungen der Verstärkung der Servorschaltungen können zu einer Instabilität des Regelkreises und/oder zu einer längeren Ausschwingzeit des Kopfes führen, wovon das eine so unerwünscht ist wie das andere.

Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Anordnung, die die vorgenannten Nachteile vermeidet. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 einerseits sowie in der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens andererseits kennzeichnend angegebenen Merkmale angewendet werden. Durch diese Massnahmen wird in vorteilhafter Weise der Linearbereich der Servosignale für die Spurverfolgung erweitert, wodurch Schwankungen der Verstärkung im Servoregelkreis mit all ihren nachteiligen Folgen vermieden und stattdessen stabiles Arbeiten gewährleistet werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anschliessend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in Blockform ein erfindungsgemässes Datenspeichergerät,

Fig. 2 normale und 90° phasenverschobene Positionsfehlersignale

und davon abgeleitete logische Wellenzüge,

Fig. 3 eine Schaltung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur

Erweiterung des linearen Bereiches des in Fig. 2 gezeigten normalen Signales und

Fig. 4 eine Schaltung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der

Erfindung zur Bildung eines hybriden Positionsfehlersignales, das für die Spurverfolgung und zur Erweiterung des linearen Bereiches des normalen Signales gebraucht wird.

Das in Fig. 1 in Blockform dargestellte Datenspeichergerät enthält einen Magnetplattenstapel 1, der sich auf einer Spindel 2 dreht. Vorgezeichnete Servospuren 3 sind auf einer Fläche einer Platte vorgesehen und werden durch den zugehörigen Servokopf ¹J gelesen. Da diese Plattenfläche nur Servoinformation enthält, wird sie "zugeordnete Servofläche" genannt. Die zugeordnete Servofläche enthält kontinuierliche Information über die Position von Datenspuren auf den anderen Flächen der Platten, die von einer Anzahl Lese-/Schreibköpfen 5 angesteuert werden, wobei für 804876 /OF, £7 UK 976 013

jcdp PlattenClüc.bc ein Kopf vorgesehen ist. Die Lcse-/Sr'irö.ib\öp£c 5 und dor Servokopf A sind so miteinander verblinden, dass sie durch einen Zugriffmechanitmus 6 gemeinsam üb;-r der Flattenflache hin-und herbe wegt werden.

Während der Spurzugriffsoperationen werden die vom Servokopf k abgeleiteten kontinuierlichen Positionsfehlersignalc übet einen Vorverstärker 9 und einen geregelten Verstärker 10 nn die Servosteuerschaltung 11 geleitet, die auch Adresse und Polarität dor Bestimmungaspur für jede Spurzugriffsoperation von einem externen Steuersystem 12 empfangt. Aus diesen Informationen erzeugt die Servoschaltung die notwendigen Treiberströmc für den Ziißriffine dian ic raus 6, um die Datenkopfc grob über die gewünschte Bestimmungsspur zu stellen.

Während der Spurvcrfolgungsopcrationen werden die lOinc.inrstellun^c-Fchlersignalc, mit denen die Datenköpfe genau auf der Spur gehalten werden, von der Scrvoinformation abgeleitet, die in Sektoren um die Datenspur selbst herum voraufgezeichnet ist. Von einem gewählten Datenkopf 5 gelesene Daten- und Servoinformation vird über den Vorverstärker 7 und den geregelten Verstärker 8 an die Servosteuerschaltung 11 gegeben, liier werden die Gleichspannungs- und die Niederfrequenzkomponente der Sektor-Servoinformation vom Datenkopf in den Servosteuerschaltungcn 11 mit llochfrequenzinformation kombiniert, die von der zugeordneten Servoflache abgeleitet ist. Das resultierende Hybridsignal mit grosser Randbreite wird dann, zur Erzeugung geeigneter Treiberströine zum Steuern des Stellgliedes 6 in einem geschlossenen Regelkreis benutzt, um den Datenkopf genau auf der gewählten Datenspur zu führen.

Die vom Servokopf 4, der die voraufgezcichnete Servoinformation 3 auf der zugeordneten Servofläche liest, abgeleiteten Positionsfehlcrsignale sind in Fig.2 dargestellt. Zwei auf der Platte aufgezeichnete Arten von Servospuren lassen diese beiden Positionsinformationssignale entstehen, die normale (Welle N) und 90 phasenverschobene (Welle Q) Signale genannt werden. Die Erzeugung dieser Signale ist in der bclgi-t. sehen Patentschrift Ho. 840.207 vollständig beschrieben worden. Wenn der Servokopf die Platte ansteuert,ändern sich das normale und das 90 phasenverschobene Signal zyklisch beim Ueberschreiten der WeIlenmittcllinie, die in diesem Fall null Volt ist, während der Servokopf die zugehörigen Servospuren mit dem normalen oder dein phasenverschobenen Signal auf

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der Platte kreuzt und eine maximale: Spannung in der Mitte zwischen den Spuren erreicht. Die Null-Uebcrgürige oder die Auf-Spur- Positi oiic.n 0,1, 2 . . ,. des Normalsignales (Welle N) sind vorher so aufgezeichnet, dass sie mit den entsprechenden Datenkopfpositionen auf der Spur zusammenfallen. Wie oben schon gesagt wurde, können jedoch Stöjungen die mechanische Stabilität des Gerätes beeinträchtigen und verhindern, dass die Servokopfposition auf der Spur der Datenkopfposition auf der Spur korrekt entspricht.

Auf der zugeordneten Plattenfläche sind besondere Servomuster aufgezeichnet, so dass die resultierenden von einer Spur abgeleiteten Positionsinformationssignale in einem Bereich von - 1/4 der Spurbreite um die genaue Position auf der Spur im wesentlichen linear sind. So eine Position ist beispielsweise in Fig.2 mit Pl bezeichnet. Unter der Voraussetzung, dass der Servokopf während der Datenspurverfolgung nicht mehr als - 1/4 der Spurbreite abweicht, ist die pro Versetzungseinheit erzeugte Spannung konstant und die Verstärkung der Servosteuerkreise ist auf dem gewünschten Wert ebenfalls konstant. Wenn die Versetzung jedoch grosser ist, so dass der Servokopf von seiner richtigen Position Pl auf der Spur um mehr als - 1/4 der Spurbreite abweicht, so dass er bei der Spurverfolgung z.B. auf der Position P2 liegt, dann verlaufen die Aenderungen der Positionsfehlcrspannung nicht mehr linear bezogen auf die Positionsänderungen um P2 und die Leistungsfähigkeit des Positionsregelkreises wird erheblich verschlechtert. Dieses Problem lässt sich in nachfolgend beschriebener Weise dadurch lösen, dass man mit dem phasenverschobenen Positionsfehlersignal, das bei der Spurverfolgung normalerweise nicht benutzt wird, den linearen Bereich des normalen Fehlersignales über - V4 Spurbreite hinaus erweitert und dadurch die Wechselspannungsverstärkung der Servokreise über dem ganzen Versetzungsbereich, der bei der Spurverfolgung auftreten kann, konstant hält.

Das verwendete spezielle Servomuster hat den Vorteil, dass der lineare Teil der Welle Q beginnt, wenn der lineare Teil der Normalwelle N endet und umgekehrt. Durch Anlegen einer Gleichr.pannungsvcrsetzung an das 90 phasenverschobene Positionsfehlersißnal mit oder ohne Signalinvcrsion kann also der lineare Bereich des normalen Signales ausgedehnt werden, wie es beispielhaft durch die gestrichelte Welle Q¹

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in Figj.2 geneigt ist. Kenn der Kopf jetzt zur Position P2 versetzt ist, ist sejinc Positionsfehlerspannung bezüglich der Kopfversetzung immer noch ljinear und die Uechsel.spannutißsvcrstärkuny des Kreises ist konstant.

Das Ende des linearen Bereiches des normalen Fehlcrsi.gn.iles lässt sich leicht dadurch ermitteln, dass roan den Zeitpunkt bestimmt, an dem der Wejrt des normalen Fehlersignals N grösaer· wird als der Wert des phaseriverschobenen Fehlersignals Q. Von diesem Punkt an wird mit dem phasenjverschobenen Fehlersignal und einer Glcichspannungsversetzung der lineare Bereich des normalen Fehlersignales N effektiv erweitert. Die Polarität der erforderlichen phasenverschobenen Spannung und der Versetzungsspannung ist durch die Polarität des zu erweiternden normalen Fehlersignales und die Versetzungsrichtung nach links odor rechts gegenüber der Soll-Position auf der Spur gegeben. Für den in Fig.2 dargestellten Fall liegt die Position Pl für eine geradzahlige Spur 2 korrekt auf der Spur, und die nachstehende Tabelle zeigt die vier möglichen Bedingungen, die zur Erweiterung des linearen Bereiches des normalen Signales erforderlich sind. Die erforderliche Polarität der 90 Phasenverschiebung undder Gleichspannungsversetzung ist in jedem Fall zusammen mit den logischen Pegeln zur Steuerungsumschaltung vom normalen linearen Bereich in den erweiterten linearen Bereich angegeben.

Spur	Versetzt nach	Signal erforderlich	Logische ]	Q-TI	^Jeg
Polarität			N>0	0	Q+
ungerade (-)	links	Q + Versetzung	1	1	1
ungerade (-)	rechts	-Q - Versetzung	0	1	0
gerade (+)	links	Q - Versetzung	0	0	0
gerade (+)	rechts	-Q + Versetzung	1	1

Bei einer stärkeren Linksversetzung des Kopfes als V4 der Spurbreite aus der Verfolgungsposition einer ungeraden Spur ist also das benötigte Erweiterungssignal für den normalen linearen Bereich das Signal Q und eine Gleichspannungsversetzung geeigneter Grosse. Beim Betrachten der Fig.2 sieht man, dass die benötigte Gleichspannungsversetzung dem doppelten Spannungswert des Signales Q und des normalen Signales entspricht, wenn sie gleiche Grosse haben. Für eine stärkere Rechtsversetzung als Vh der Spurbreite auf einer ungeraden Spur ist das erforderliche Signal -Q und eine negative Gleichspannungsversetzung. In ähnlicher Weise ist bei einer Linksversetzung aus einer geradzahligen

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Spur ciin Sigml Q und eine negative Gleich^pannungsvc ι Heizung und bei einer RechtsvcvROtzung ein invertiertes phasenverschobener; Signal -Q und cine positive Gleichspnnnungsversetsr.ung erforderlich.

Die logischen Signalpegcil zur Bezeichnung der KopfVersetzung von mehr ils 1/4 einer Spurbreite in jeder Richtung aus der Position auf der Spur bei geradzahlig oder ungeradzahlig nuir.nrio.rten. Spuren sind in der Tabelle aufgeführt. Die Wcllcnzüge, Vielehe die aus den Positionsfehlevsignalen Q und N abgeleiteten logischen Signalpegel zeigen, sind in Fig.2 dargestellt. Die Bildung der logischen Signalpegel aus den l'ositionsfehle.rsignalen erfolgt durch übliche Vergleicherschaltungen.

Durch Exklusiv-ODER-Verknüpfung (X/O)des Signales (Q-N) mit dem Signal (Q+N) erhält man ein Signal Λ, dessen obere Signalpegel den nichtiinearen Teilen des normalen Fehlersignales N entsprechen. Die erforderliche Polarität des 90 phasenverschobenen Signales erhält man durch Exklusiv-ODER-Verknüpfung (X/O) des Signales N>0 mit den Polaritätssignal der Steuerung, das für Zugriffe zu geradzahliger. Spuren auf seinen oberen Pegel und für Zugriffe zu ungeradzahligen Spuren auf seinen unteren Pegel gestellt wird. Das GERADE-Signal wird auf ganz herkömmliche Art von der Steuerung 12 zu Beginn einer Zugriffsoperation geliefert.

In Fig.3 ist eine Schaltung zum Umschalten vom normalen linearen Bereich in den erweiterten linearen Bereich gezeigt. Die Schaltung besteht aus einem gewöhnlichen Drei-Kanal-Operationsverstärker 13. Die betreffenden Kanäle werden durch einen positiven Signalpegcl auf einer der drei Kanalwahlleitunge'n IA, 15 und 16 gewählt. Das normale Positionsfehlersignal N wird an den Eingangsanschluss 17 angelegt und von dort auf den positiven Eingang des Kanals 1 zum Verstärker 13 gegeben. Das phasenverschobene Positionsfehlersignal Q wird an den Eingang 18 angelegt und dann an den positiven Eingang des Kanales 2 über den Widerstand R und an den negativen Eingang des Kanales 3 über einen identischen Widerstand R. Die Versetzungsspannung, die doppelt so gross ist wie die Grundspannung, d.h. wie jener VJert, da phasenverschobrnes Signal und normales Signal gleich gross sind, wird als positive Spannung an den Eingang 19 angelegt, wenn eine ungcradzahlige Spur verfolgt wird, oder sie wird als negative Spannung derselben Grosse angelegt, wenn eine geradzahlige Spur verfolgt wird. Die Polarität der Versetzungsspannung

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wird gesteuert durch das GEIlAl)E-Signal von der Steuerschaltung 12 umgeschaltet, und v/eil das ein üblicher Vorgang ist:, nicht näher beschriejbcn. Die Versetzungsspannung wird zu den an den positiven Eingang des Kanales ?. und den negativen Eingang des Kanales 3 angelegten Signalen addiert.

Während des Betriebes wird das an den Eingang 17 angelegte normale Fehlersignal N durch die logische Wahl des Kann]es 1 während des linearen Bereiches des normalen Signales, an den Ausgang 20 übertragen, d.h., während des niedrigen Pegels des Signales A (Fig.2). Zu allen anderen Zeiten wird das an den Eingang 18 angelegte phasenverschobene Signal mit einer positiven oder negativen Versetzungsspannung durch die logische Wahl des Kanales 2 an den Ausgang 20 übertragen, oder es wird invertiert und an den Ausgang 20 übertragen, wobei wieder die positive oder negative Versetzungsspannung durch die logische Wahl des Kanales 3 addiert wird. Dabei ist zu beachten, dass die Polarität des Signals am Verstärkerausgang 20 für grad- und ungradzahlige Datenspuren bei Cpurabweichungen des Kopfes in einer gegebenen Richtung Verschieden ist.Bevor dieses Signal zur Steuerung des Stellgliedes 6 verwendet werden kann, muss es deshalb bei der Verfolgung abwechselnder Spuren immer wieder invertiert werden. Diese Umschaltung erfolgt am einfachsten unter entsprechender Steuerung durch das GERADE-Signal.

Die aus den Exklusiv-ODER- Gliedern 21 und 22, den UND-Gliedern 23 und 24 und den Invertern 25 und 26 bestehenden logischen Schaltkreise werden mit den entsprechenden logischen Signalpegeln versorgt und übernehmen die Kanalwahl. Der nichtlineare Bereich des normalen Signales wird demgemäss erfasst durch Anlegen des Signales (Q-N) > O an den Eingang 27 und des Signales (Q+N)> 0 an den Eingang 28 des Exklusiv-ODER-Gliedes 21, dessen Ausgang nur im linearen Bereich des normalen Signales N niedrig ist. Nach Inversion durch den Inverter 25 wird mit diesem Signal daher der Kanal 1 während des linearen Bereiches des Normalsignales gewählt und die UND-Glieder 23 und 24 werden während der nichtlinearen Bereiche eingeschaltet. Das Spurpolaritätssignal GERADE der Steuerung wird an den Eingang 29 und das Signal N>0 ah den Eingang des Exklusiv-ODER- Gliedes 22 angelegt, um den betreffenden Kanal 2 und 3 über die UND-Glieder 23 und 24 zu wählen. Für eine GF.RADE-Spur beispielsweise mit einer Linksversetzung ist somit N>0 negativ und der

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Ausgrng dot; KxMusiV-(JDKR- Gliedes 22 iüt hoch und wählt über das UND-Glied 23 den Kanal 2. Das Ausgangssignal auf der Leitung 20 entspricht daher dem linearen Bereich des phar.envcrschobenen Signales mit einer negativen Glei'hspannungsvcrsetzung nach Darstellung in der obigen Tabelle. Die anderen möglichen Bedingungen lassen sich leicht mit Hilfe der Tabelle und der in Fig.2 wiedergegebenen Wcllenzüge prüfen.

Um Diskontinuitäten in Signal des erweiterten linearen Bereiches beim Einschalten des phasenverschobenen Signals mit der Versetzungsspannung zu vermeiden, muss die Verüctzungsspannung genau doppelt so gross sein wie die erwähnLc; Grundspannung des normalen oder des phasenverschobenen Signals. Die Versetzungsspannung kann natürlich mit jeder gewünschten Genauigkeit erzeugt werden, die Grundspannung hat jedoch keine konstante Grosse, da sie Aenderungen wegen unbestimmbarer Schaltungstoleranzen unterworfen ist. Der in Fig. 3 gezeigte Schaltkreis hat somit den Nachteil, dass beim Uebergang vom linearen Norinalbereich in den mit dem phasenverschobenen Signal erweiterten linearen Bereich

Diskontinuitäten auftreten können. Daher muss in die Schaltung eine Rückkopplungsschleife eingebaut werden, die die Servosignal-Verstärkungsregelung so steuert, dass die Grundspannung auf die Hälfte der Gleichspannungsversetzung normiert wird. In dem anschliessend zu beschreibenden Ausführungsbeispiel wird die Wechselstromkopplung des zugeordneten Fehlersignales in der Hybridschaltung zur Lösung dieses Problemes vorteilhaft genutzt.

Fig.4 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung des Hybridservosignales für die Spurverfolgung im erweiterten linearen Bereich. Die Polarität des an den Anschluss 31 angelegten phasenverschobenen Signales Q wird in diesem Fall durch einen Zwei-Kanal-Operationaverstärker 32 gewählt, der als schaltbarer Inverter wirkt. Das Signal Q wird über den Kanal 1 unverändert wcitergclcitet,wenn dieser durch niedrigen Pegel des Sign.iles N > 0, angelegt an den Anschluss 33 und invertiert durch den Inverter 34, gewählt ist, und über den Kanal 2 invertiert, wenn letzterer durch hohen Pegel des Signales N > 0 gewählt wird. Das normale Positionsfchlersignal N wird unverändert an den Eingangsanschluss 35 angelegt, wenn die Sol lage des Kopfes eine gradzahlige Spur ist,^a^^er invertiert, wenn es sich um eine ungradzahlige Spur handelt. Diese Inversion kann

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beispielsweise durch einen invertierenden Vorstärker (nicht dargestellt) erreicht v/erden, der durch das CERADE-Signnl gesteuert, wird. Die D^itenkopf-Positionsfehlersignale von der zu der verfolgten Spur gehörenden Se'ttorservoinformation \ierdcn an den Eingangsanschluss 36 gegeben j

iDie Kondensatoren Cl und C2 und Widerstände Rl sind wie dargestellt geschaltet und dienen als Hochpassfilter für das phasenverschobene Signal und das normale Signal von der zugeordneten Servofläche und als Tiefpassfilter für die Sektorservoinfotmation von der Datenfläche. Dadurch wird ein hybrides phasenverschobcncs Positionsfehlersignal am Knotenpunkt Q und ein hybrides normales Positionsfrhlcrsignal am Knotenpunkt ;N erzeugt. Um die Funktion des erweiterten Linearbereiches einzuschliossen, muss zvischen diesen beiden Signalen ohne Einbringen einer Diskontinuität umgeschaltet werden. Diese Umschaltung erfolgt mittels der Schalter Sl und S2. In der Fig.4 ist der Betrieb im

ί
normalen linearen Bereich gezeigt, wenn dar Schalter Sl geschlossen und der Schalter S2 geöffnet ist. Während dieser Zeit wird das normale hybride Signal direkt auf den positiven Eingang des Verstärkers 39 gegeben und erscheint als Signal N¹ auf der Ausgangs leitung 40. Durch die Rückkopplungs leitung um den Verstärker 39 herum zwingt dieses gepufferte hybride Positionsfehlersignal N¹, das während des normalen linearen Bereiches erscheint, die Spannung des Knotenpunktes Q, die an den negativen Eingang des Operationsverstärkers 39 angeschlossen ist, über den geschlossenen Schalter Sl auf den gleichen Spannungswert, den der Knotenpunkt N hat. Wenn jetzt das normale Positionsfehlersignal die Grenze seines linearen Bereiches erreicht, öffnet Sl und S2 schliesst unter Steuerung des an den Eingang 42 angelegten logischen Signales. Unter diesen Umständen erscheint das hybride phasenverschobene Signal, das an den positiven Eingang des Verstärkers 41 angelegt ist, als gepuffertes Signal Q¹ an dessen Ausgang. Durch die Rückkopplungsleitung um den Verstärker 41 herum treibt das gepufferte Signal Q¹ jetzt den Knotenpunkt N, der mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 41 über den geschlossenen Schalter S2 verbunden ist, zur Annahme der Spannung des Knotenpunktes Q. Da die Spannung an Q vorher zwingend auf denselben Wert gebracht wurde wie die Spannung bei N, so wird die Glcichspannungsversetzung der benotigten Grosse automatisch ohne Diskontinuität

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am Um'ichal Lpimkt gel ieferL. Das hybride Fehle rsign.Tl des erwcitcrl'cn linearen Bereiches erscheint" jetzt on beiden Knotenpunkten N und Q. Das logische Signal zinn Schlicssen von Sl und öffnen von S2 ist das vom Inverter 25 in Fig.3 erscheinende an den Eingang 42 angelegte Linearbereichs.nignal (~Λ). Die Verbindung ist in Fig. 3 gestrichelt dargestellt. Das Signal am Ausgang 40 weist bei gegebener Kopfversetzung von grad- und ungrad/.ahligen Spuren dieselbe Polarität auf. Eine zusätzliche Umschaltung ist in diesem Fall nicht: mehr notwendig. Die in Fig.4 gezeigte Schaltung benutzt den Zwei-Kanal-Verstärker 32 und zwei weitere Verstärker 39 und 41. Ihre Funktionsweise erfüllt die in der obigen Tabelle aufgeführten Bedingungen und liefert die erforderliche Frequenzmischung des hybriden Fositionsfehiersignales.

Ein in Mehrfachschaltkreisen der in Fig.4 gezeigten Art wohlbekanntes Problem ist der unerwünschte Aufbau einer Ladung in den Kondensatoren als Folge mehrfachen Schaltens und Akkumulation kleiner Versetzungsfehlerspannungen, die in den Verstärkern und Schaltern exi stieren. Dieses Problem lässt sich auf herkömmliche Weise leicht dadurch lösen, dass man eine Hysterese in die logischen Vergleicherschaltiingen einführt, die ein Schaltsignal auf der Leitung 42 für die Schalter Sl und S2 erzeugen.

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,AS-

Leerseite

Claims

PATENTAN'iPRUlXIU'.

^; Verfahren zur Steuerung c!cr Spurverfolgung eines Schreib/ Lesekopfes in einem Datenspeicher, welch letzterer einen rotierenden PlattcnsUapel mit einer Anzahl Datenflächrn und einer Servofläche sowie eine den Datenflächen entsprechende Anzahl ira Spurzugriff verschiebbarer Schreib/Lesekripfc und einen mit diesen starr gekoppelten Servokopf umfasst, wobei in den Datenspuren Folgen von miteinander abwechselnden Sektoren mit Daten bzw. Spurlageinformation zwecks Verfolgung der betreffenden Spur und in den Servoüpuren kontinuierliche, den Datenspuren zugeordnete Lageinformationen aufgezeichnet sind, die der Gewinnung erster und zweiter zyklischer, gegeneinander um 90 phasenverscho— bener Lagesignale mit in wesentlichen Bereichen linearem Verlauf dienen, der jeweils durch Signalgrösse und Polarität das Hase und die Richtung einer Lageabweichung des Scrvokopfcs von der angestrebten Endlage einer Verschiebungsstrecke mit ganzzahlig Vielfachem eines Datenspurabstandes angibt, dadurch gekennzeichnet, dass aus den genannten zyklischen Lagesignalen (N,Q)ein neues Lagesignal mit erweiterten linearen Bereichen gebildet wird, wenn die Lageahweichung des Servokopfes (4) von der Servospurmitte den linearen Bereich des ersten genannten Lagcsignals (N) überschreitet, ferner dass ein zusammengesetztes Datenspur-Verfolgungssignal gebildet wird, das aus von der Spurlageinformation der zu verfolgenden Datenspur abgeleiteten Komponenten und solchen des ersten Lagcsignals (N) bzw. des genannten neuen Lagesignals besteht, und schliesslich dass das zusammengesetzte Datcnspur-Verfolgungssignal zur Steuerung eines Spurzugriffmechanismus (6) der Schreib/Leseköpfe verwendet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abweichen des Servokopfes (4) von der Mitte der angestrebten Servospur das Ende des linearen Bereiches des zugehörigen ersten Lagesignals (N) ermittelt und beim Erreichen dieses Endes zwecks Fortführung des linearen Bereiches die erforderliche Polarität und Gleiclispannungsversetzung für die Benutzung des nächstliegcnden

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linearen lie niches des zweiter' Lagi::; ipnals (Q) eingestellt wird, wodurch ein neues Lagcsignal mit eirwcitertoro linearem Bereich entsteht.
3. Verfahren nach Patent nn;;prurh ?., dadurch gekennzeichnet, daca der Wechsel vom ersten Lagcsignal (N) zum zweiten (Q), nach allfälliger Polaritätsändcvung und/oder Gleichspannungsversetzung des letzteren, in dem Zeitpunkt vorgenommen wird, da die Momentanspannung der beiden gleich ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des zusammengesetzten Datenr.pur-Vcrfoigungssignals niederfrequente Komponenten der Spurlageinforrr.ation der zu verfolgenden Spur und hochfrequente Komponenten des ersten Lagesignals (N) bzw. des neuen Lagesignals ausgefiltert und zusammengeführt werden.
5. Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste Schaltmittel (39) zur Bildung eines ersten zusammengesetzten Datenspur-Verfolgungssignals bestehend aus Komponenten der Syurlageinformation und solchen des ersten Lagesignals (N) und zweite Schaltrni ttel (Al) zur Bildung eines zweiten zusammengesetzten Datenspur-Verfolgungssignals bestehend aus Komponenten der Spurlageinformation und solchen des zweiten Lagesignals (Q) vorgesehen sind, dass ferner ein erster Gegenkopplungspfad vom Ausgang (40) der ersten Schaltmittel (39) ausser mit einem Eingang derselben über einen während der linearen Periode des ersten Lagesignals (N) geschlossenen ersten Schalter (Sl) mit einem Eingang der zweiten Schaltmittel (41) und mit letzterem zusätzlich ein erstes Spannungsspeicherelement (Cl) verbunden ist, dass ein zweiter Gegenkopplungspfad vom Ausgang der zweiten Schaltmittel (41) ausser mit einem Eingang derselben über einen während der nicht-linearen Periode des ersten Lagesignals (N) geschlossenen zweiten Schalter (S2) mit einem Eingang der ersten Schaltmittel (39) und mit letzterem zugleich ein zweites Spannungsspeicherelement (C2)verbunden ist, und dass schliesslich die aus Spurlagcinformation abgeleiteten Signale je über ein Widerstandsclement (Rl) an Eingänge der ersten und zweiten Schaltmittel (39,41) geführt, erste Lagesignale (N) an das zweite Spannungsspeicherelement (C2)

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und zweite Lage-signale (Q) an das ernte Spaiir.iinr,:;':pci . cl>orclc:i!ient (Cl) gelegt sind, wobei während der Spurvcrfolgim" das entsprechende Steuersignal vc>m Ausjjan;; der nrst.cn oder jenem der zweiten Schaltlnittcl (39 bi:vj. <Ί]) abnclimbar ist.
6. Schaltii'ißsanordminß nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hingang der zweiten Lagr.signale (Q) an das err.te SpannungEspc'ichcrelemcnt (Cl) logische Schaltelemente (32,.VO vorgeschaltet cind, durch v.'clche die erforderliche Polarität des zweiten Lagesipnals (Q) zur Bildung des neuen l.agesi »nalr. einstellbar ist.

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