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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnen und Lesen von Daten von
einem magnetischen Medium, z. B. einem Band. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf Servosysteme zur Verwendung mit einem Band,
auf Anordnungen von Servo- und
Datenspuren auf magnetischen Medien und auf Anordnungen von Servo-
und Datenelementen in einem magnetischen Aufzeichnungskopf.
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Hintergrund
der Erfindung
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Mit
zunehmender Computerisierung werden mehr und mehr sensible und wertvolle
Informationen erzeugt und gespeichert. Der Bedarf an Speicherkapazität steigt.
Backup-Bänder mit
höherer
Kapazität werden
benötigt.
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Ein
Verfahren zum Speichern von Informationen auf Magnetband verwendet
eine Technologie, die als „Schrägabtastung" bekannt ist. Schrägabtastungsbandsysteme
bewirken, dass Informationen in Streifen aufgezeichnet werden, die
relativ zu der Länge
eines Bandes diagonal verlaufen. Die Schrägabtastungssysteme verwenden
zum Zweck einer hohen Kapazität
einen Drehtrommelkopf, der bezüglich
eines langsam getriebenen Bandes aktiv ist. Das Band ist um die
Drehtrommel gewickelt.
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Ein
weiteres Verfahren zum Speichern von Informationen auf Magnetband
verwendet eine Technologie, die als „Linearaufzeichnung" bekannt ist. Linearaufzeichnungsbandsysteme
bewirken, dass Informationen in mehreren parallelen Spuren, die
sich in der Richtung der Länge
des Bandes erstrecken, aufgezeichnet werden. Linearaufzeichnungssysteme verwenden
einen feststehenden Kopf, der bezüglich eines Bandes aktiv ist,
das mit einer Geschwindigkeit an dem Kopf vorbeigetrieben wird,
die normalerweise viel höher
ist als die Geschwindigkeit, die durch Schrägabtastungsbandsysteme verwendet
wird. Bei Linearaufzeichnungssystemen können mehrere Lese-/Schreib-Elemente
in einem Kopf eingesetzt werden und gleichzeitig bezüglich des
Bandes aktiv sein.
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Die
laufende Weiterentwicklung der Magnetspeichertechnologie sorgt für ständig zunehmende Datenspeicherdichten.
Je mehr Spuren über
die Breite eines Bandes untergebracht werden können, desto mehr Informationen
kann man auf einem Band speichern. Daraus ergeben sich Bemühungen,
die Zahl der Spuren über
die Breite eines Bandes zu erhöhen
und die Breite jeder Spur zu reduzieren. Durch das Erhöhen der
Spuranzahl bzw. das Reduzieren der Spurbreite erhalten das exakte
Positionieren von Lese-/Schreib-Elementen und Fragen der Bandwanderung
größere Bedeutung.
Deshalb sind Servosysteme bei Linearantriebssystemen wünschenswert.
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Servosysteme
verwenden Informationen oder Muster, die entlang einer Spur des
Bandes aufgezeichnet sind, um Lese-/Schreib-Elemente relativ zu Daten auf
dem Band exakt zu positionieren. Die Servoinformationen können dazu
verwendet werden, Köpfe
exakt zu positionieren, sowohl relativ zu der Länge des Bandes (z. B. beim
Suchen einer gewünschten
Position entlang der Länge
des Bandes, wie z. B. des Beginns einer Datei) als auch relativ
zu der Breite des Bandes. Somit weisen Servomuster auf einem Band
eine Charakterisitik auf, die sich über die Breite des Bandes verändert. Es
sind Dualfrequenz-Servoschemata bekannt, bei denen ein Muster mit
einer Frequenz auf einer Seite der Servospur geschrieben ist und
mit einer anderen Frequenz auf der anderen Seite der Spur. Wenn
also ein Servoelement über
die Servospur läuft,
kann die laterale Position bestimmt werden.
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Der
Stand der Technik kennt verschiedene Servosysteme. Zum Beispiel
bezieht sich die US-Patentschrift Nr. 5,432,652 auf ein Magnetband,
das drei gleichmäßig voneinander
beabstandete, sich längs
erstreckende Servospurbereiche aufweist. Vier sich längs erstreckende
Datenspurbereiche gleicher Größe sind
zwischen den Servospurbereichen und zwischen Längskanten des Bandes und einem
der sich längs
erstreckenden Datenspurbereiche angeordnet. Zum Folgen der Spur
werden alle Servospurbereiche gleichzeitig erfasst, um ein Kopfpositioniersignal
zu erzeugen.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5,008,765 bezieht sich auf ein Verfahren zum
Lesen oder Schreiben von Daten auf ein Band, das eine Mehrzahl von
Datenspuren und zumindest eine erste zugeordnete Servospur aufweist.
Ein Mehrkanalkopf wird verwendet, um auf die Spuren auf dem Band
zuzugreifen. Der Kopf wird nahe einer aus einer Mehrzahl von vorbestimmten
Positionen bewegt. Die Kanäle
sind so angeordnet, dass in jeder vorbestimmten Position des Kopfes
ein Kanal auf die Mitte einer zugeordneten Servospur auf dem Band
zugreift und zumindest zwei andere Kanäle auf die Mitte gesonderter
Datenspuren zugreifen.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5,262,908 bezieht sich auf eine Nachführungssteuerungsvorrichtung
für eine
Magnetaufzeichnungs-/-wiedergabevorrichtung, die so angeordnet ist,
dass eine Kopfeinheit, die eine Mehrzahl von Magnetköpfen aufweist,
sukzessiv in der Breitenrichtung über ein Magnetband bewegt wird,
um Nachführungspositionen
umzuschalten, so dass eine Datenaufzeichnung/-wiedergabe durch jeden
der Mehrzahl von Magnetköpfen
entlang einer Mehrzahl von Datenspuren, die auf dem Magnetband parallel
zu einer Richtung, in der sich das Magnetband bewegt, gebildet sind,
durchgeführt
wird. Die beigefügten
Ansprüche
1 und 9 sind gegen dieses Dokument abgegrenzt.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5,574,602 bezieht sich auf ein Magnetbandlaufwerk.
Ein Magnetkopf erfasst gleichzeitig mehrere Spurlateralpositionsindikatoren,
um eine gleiche Mehrzahl von unabhängig erzeugten erfassten Positionsfeh lersignalen
zu erzeugen. Die erfassten Positionsfehlersignale werden zusammengefasst,
um ein Ausgangspositionsfehlersignal zu liefern, das ein Positionierungssystem
treibt, um den Magnetkopf lateral zur Länge des Magnetbandes zu positionieren.
Das Ausgangspositionsfehlersignal stellt einen Mittelwert der Positionsfehler dar,
die durch die erfassten Positionsfehlersignale angezeigt werden.
Die Qualität
des erfassten Positionsfehlersignals wird überwacht, wobei Signale schlechter
Qualität
aus dem Ausgangspositionsfehlersignal entfernt werden, um eine qualitativ
hochwertige Servosteuerung zu erhalten.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5,450,257 bezieht sich auf ein Kopf-Spur-Orientierungssystem
zur Verwendung bei Magnetaufzeichnungsbandlaufwerken, das automatisch
Fehlausrichtungen zwischen der Kopfanordnung und einer aufgezeichneten
Servospur auf dem Band korrigiert. Unter Verwendung einer Servosteuerungsschleife
berechnet das System Kopf-Spur-Ausrichtungsfehler
während
des Betriebs des Bandlaufwerks und schwenkt entweder die Kopfanordnung
oder verstellt die Bandkassette, um den Fehler auszugleichen. Transversale
Kopf-Spur-Positionierungsmechanismen sind ebenfalls in dem System
enthalten, um eine Mittelposition der Köpfe auf der Servospur zu lokalisieren
und zu erhalten.
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Es
ist wünschenswert,
dass ein Servosystem Defekte in der Magnetschicht der Medien tolerieren kann.
Einige Bandlaufwerksysteme können
z. B. lange Kratzer in einer Datenspur tolerieren. Sogenannte „Endloskratzer" verursachen keine
Stromfehler in einem Datenkanal, der durch die Datenspur erzeugt wird.
Die Datenspuren werden unter Verwendung von bekannten Fehlerkontrollcodetechniken
wiederhergestellt. Es ist wünschenswert, über Servosysteme
zu verfügen,
die Defekte in der Servospur ebenso gut tolerieren können, wie
die Defekte in der Datenspur toleriert werden. Deshalb ist es wünschenswert, über Servosysteme
zu verfügen,
die lange Kratzer in einer Servospur und Kratzer oder andere Defekte, die
sich in der Breitenrichtung auf dem Band erstrecken, tolerieren
können.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Lesen von
Daten von oder zum Schreiben von Daten auf Magnetspeicherungsmedien.
Die Vorrichtung weist einen Kopf auf, der eine Mehrzahl von Lese-/Schreib-Elementen
zum Lesen von Daten von oder zum Schreiben von Daten auf ein Magnetspeicherungsmedium
in jeweiligen Spuren und eine Mehrzahl von Servoelementen zum Lesen eines
Servocodes von dem Medium in jeweiligen Bändern, die sich von den Datenspuren
unterscheiden, aufweist. Die Lese-/Schreib-Elemente und die Servoelemente
sind derart angeordnet, dass eine Mehrzahl der Spuren, bezüglich derer
die Lese-/Schreib-Elemente
aktiv sind, zwischen zwei Servobändern
angeordnet sind, bezüglich
derer zwei der Servoelemente aktiv sind. Die Servoelemente und die
Lese-/Schreib-Elemente sind auf dem Kopf in einer ersten und einer
zweiten Spalte angeordnet, wobei in jeder Spalte alle der Lese-/Schreib-Elemente zwischen
zwei Servoelementen angeordnet sind. Ein Servoprozessor ist mit
den Servoelementen derart gekoppelt, dass der Servoprozessor, wenn
zwei Servoelemente jeweilige Servobänder lesen, die Signale vergleicht,
die von beiden Servobändern
gelesen werden, und die laterale Ausdehnung des Bandes unter Verwendung
des Vergleichs berechnet.
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Das
Verfahren weist ein Schreiben einer Mehrzahl von Servobändern auf
das Band und ein Schreiben von Daten in mehreren Spuren zwischen den
Servobändern
auf. Das Verfahren weist ferner ein Bereitstellen einer Mehrzahl
von Lese-/Schreib-Elementen
an dem Kopf auf, sowie ein Bereitstellen von Servoelementen an dem
Kopf, die in der Lage sind, beide Servobänder zu lesen, während die
Lese-/Schreib-Elemente das Band lesen oder beschreiben, und ein
Bereitstellen eines Servoprozessors zum Vergleichen von Servosignalen, die von
den Servobändern
gelesen werden, und ein Berechnen der lateralen Ausdehnung des Bandes.
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Bei
einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Lese-/Schreib-Elemente
einer der Spalten dazu verwendet, auf die Spuren zu schreiben, während die
Lese-/Schreib-Elemente der zweiten Spalte aus diesen Spuren lesen,
um zu verifizieren, dass die Daten korrekt geschrieben wurden.
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Bei
einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Signale, die von beiden
Servobändern
gelesen werden, verglichen. Der Versatz einer Spalte relativ zu
der anderen Spalte im Hinblick auf die Spuren wird unter Verwendung
der verglichenen Signale berechnet. Der berechnete Versatz wird
dazu verwendet, den Kopf zu positionieren, um auf gewünschte Spuren
zu schreiben.
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Bei
einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Signale, die aus beiden
Servobändern
gelesen werden, verglichen, und der Vergleich wird dazu verwendet,
zu bestimmen, ob der Kopfazimutwinkel innerhalb einer Toleranz relativ
zu der Richtung der Bandbewegung ist.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden beschrieben mit Bezug auf die
folgenden, beiliegenden Zeichnungen, die Beispiele zeigen, welche
die beste Ausführung
zum Praktizieren der Erfindung verkörpern.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Computernetzwerks, das die Erfindung
verkörpert und
eine Datenspeichervorrichtung umfasst.
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2 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Anordnung von
Servoelementen und Lese-/Schreib-Elementen
auf einem Kopf in der Daten speichervorrichtung veranschaulicht,
und eine Anordnung von Datenspuren und Servobändern auf einem Magnetaufzeichnungsmedium,
bezüglich
dessen der Kopf aktiv ist, veranschaulicht.
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3 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Anordnung von
Servoelementen und Lese-/Schreib-Elementen
auf einem alternativen Kopf in der Datenspeichervorrichtung gemäß einem alternativen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulicht.
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4 ist
eine schematische Ansicht, die ein Servoband veranschaulicht, das
in dem Magnetaufzeichnungsmedium, das in 2 gezeigt
ist, enthalten ist.
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5 und 6 sehen
ein Blockdiagramm vor, das ein Servosystem veranschaulicht, das
die Servoelemente von 2 umfasst, zum Aufrechterhalten
der Position des Kopfes relativ zu gewünschten Spuren und Bändern des
Magnetaufzeichnungsmediums und zum Aufrechterhalten der Bewegungsgeschwindigkeit
des Magnetaufzeichnungsmediums relativ zu dem Kopf.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das veranschaulicht, wie die Anordnung von Lese-/Schreib-Elementen
und Servoelementen verwendet wird, um bei Ausführungsbeispielen, bei denen
Band das Magnetaufzeichnungsmedium darstellt, eine Ausdehnung oder
Kontraktion eines Bandes in einer Richtung, die zu der Richtung
der Bandbewegung normal verläuft,
zu bestimmen.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das veranschaulicht, wie die Anordnung von Lese-/Schreib-Elementen
und Servoelementen zum Bestimmen eines Azimutwinkels des Kopfes
verwendet wird.
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9 ist
ein Flussdiagramm, das veranschaulicht, wie die Anordnung von Lese-/Schreib-Elementen
und Servoelementen verwendet wird, um einen relativen Versatz eines
Höckers
relativ zu einem anderen Höcker
in einer Richtung, die zu der Bewegungsrichtung des Magnetaufzeichnungsmediums
relativ zu dem Kopf normal verläuft,
zu bestimmen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Diese
Offenbarung der Erfindung wird zur Förderung der verfassungsmäßigen Ziele
des US-amerikanischen Patentrechts, „to promote the progress of
science and useful arts" (um
den Fortschritt der Wissenschaft und der nützlichen Künste zu fördern), vorgelegt. US-amerikanische
Verfassung, Artikel 1, Abschnitt 8.
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1 zeigt
ein Computernetzwerk 10, das eine Datenspeichervorrichtung
bzw. ein Datenspeichersystem 12 umfasst, die bzw. das die
Erfindung verkörpert,
und das einen oder mehr Computer 14 umfasst. Die Datenspeichervorrichtung 12 liest
Daten von und schreibt Daten auf Magnetspeicherungsmedien. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist die Datenspeichervorrichtung 12 ein eigenständiges Bandlaufwerk.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird
die Datenspeichervorrichtung 12 in einem Fach in einem
Gehäuse
eines Computers 14, der einen Teil des Netzwerks 10 bildet,
gehalten. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel ist die Datenspeichervorrichtung 12 ein
Linearaufzeichnungsbandlaufwerk. Obwohl die Erfindung in 1 in
einem Computerdatenspeicherbandlaufwerksystem eingesetzt abgebildet
ist, verfügt
die Erfindung über
eine große
Bandbreite von Anwendungen. Zum Beispiel können einige Aspekte der Erfindung
im Zusammenhang mit anderen Speicherungsmedien zum Speichern von
entweder analogen oder digitalen Informationen verwendet werden.
Einige Aspekte der Erfindung können
z. B. im Zusammenhang mit jedem einer Vielzahl von verschiedenen
Spei chervorrichtungstypen, einschließlich Plattenspeichervorrichtungen,
ausgeführt
werden. Aus Darstellungsgründen wird
die Erfindung im Zusammenhang mit einem Computerbandlaufwerk beschrieben.
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Das
Bandlaufwerk 12 wird mit Bandkassetten 16 verwendet.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
ist die Bandkassette 16 eine Einzelspulentyp-Bandkassette
und umfasst eine Spule 20 und ein Band 22, das
auf die Spule 20 gewickelt ist. Eine zweite Spule 18 ist
in dem Bandlaufwerk 12 enthalten und nimmt das Band 22 in
Eingriff. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst die
Bandkassette 16 zwei Spulen. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
weist das Band 22 eine Breite W von einem halben Zoll auf.
Ebenso weist das Band 22 eine Länge in einer zu der Breite
W des Bandes senkrechten Richtung auf. Eine Mehrzahl von parallelen
Spuren 24A, 24B, 24C, 24D, 24E, 24F, 24G, 24H, 24I, 24J, 24K und 24L (24A–L)
sind über
die Breite des Bandes 22 definiert. Die Spuren 24A–L erstrecken
sich in der Richtung der Länge
des Bandes 22.
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Das
Bandlaufwerk 12 umfasst einen Bandkopf 26 mit
einem ersten Höcker 28,
der eine Mehrzahl von Lese-/Schreib-Elementen 30, 32, 34 und 36 zum
Lesen von Daten von dem oder Schreiben von Daten auf das Band in
den parallelen Spuren 24 und eine Mehrzahl von Servoelementen 38 und 40 zum Lesen
eines Servocodes von dem Band in parallelen Bändern 41A, 41B, 41C und 41D,
die sich von den Datenspuren 24 unterscheiden, umfasst.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
ist der Servocode durch einen anderen Servoschreiber, der in dem Bandlaufwerk 12 enthalten
sein kann oder nicht, auf die parallelen Bänder 41A, 41B, 41C und 41D vorgeschrieben.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden
die Servoelemente 38 und 40 dazu verwendet, einen
Servocode auf die parallelen Bänder
zu schreiben.
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In 2 sind
drei Sätze
paralleler Datenspuren gezeigt. Es können aber verschieden viele
Sätze von
Datenspuren eingesetzt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel gibt es z. B.
13 Sätze
von Datenspuren und eine geeignete Anzahl von Servobändern (z. B.
wenn jeder der 13 Datenspur-Sätze
zwischen zwei Servobändern
angeordnet ist). Auch eine andere Anzahl von Sätzen kann eingesetzt werden.
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Bei
dem abgebildeten Ausführungsbeispiel weist
der erste Höcker 28 vier
Lese-/Schreib-Elemente und zwei Servoelemente auf; bei alternativen Ausführungsbeispielen
können
aber eine andere Anzahl von Lese-/Schreib-Elementen oder zusätzliche Servoelemente
eingesetzt werden. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel ist ein „Höcker" ein Bereich auf
dem Kopf mit einer Spalte von (Lese-/Schreib- und/oder Servo-) Elementen.
Man nennt ihn einen „Höcker", weil er normalerweise
im Verhältnis
zu dem Rest des Kopfes hervorsteht. In der folgenden Offenbarung
und den Ansprüchen
ist der Begriff „Höcker" aber nicht so aufzufassen,
dass derselbe unbedingt im Verhältnis
zu dem Rest des Kopfes hervorstehen muss.
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In 2 sind
die Lese-/Schreib-Elemente und die Servoelemente so angeordnet,
dass sich die vier Lese-/Schreib-Elemente 30, 32, 34 und 36 zwischen
den zwei Servoelementen 38 und 40 befinden. Bei
dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
weisen die Servoelemente 38 und 40 jeweils einen
physischen Aufbau auf, der mit dem physischen Aufbau der Lese-/Schreib-Elemente 30, 32, 34 und 36 identisch
ist.
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Der
Bandkopf verfügt
ferner über
einen zweiten Höcker 42,
der eine Mehrzahl von Lese-/Schreib-Elementen 44, 46, 48 und 50 zum
Lesen von Daten von dem oder Schreiben von Daten auf das Band in
den parallelen Spuren 24 und zwei Servoelemente 52 und 54 zum
Lesen eines Servocodes von dem Band in parallelen Bändern umfasst.
Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
wird der Servocode durch einen anderen Servoschreiber, der in dem
Bandlaufwerk 12 enthalten sein kann oder nicht, auf die
parallelen Bänder 41A, 41B, 41C und 41D vorgeschrieben.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden
die Servoelemente 52 und 54 dazu verwendet, einen
Servocode auf die parallelen Bänder zu
schreiben.
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Bei
dem abgebildeten Ausführungsbeispiel weist
der zweite Höcker 42 vier
Lese-/Schreib-Elemente und zwei Servoelemente auf; bei alternativen Ausführungsbeispielen
können
aber eine andere Anzahl von Lese-/Schreib-Elementen oder zusätzliche Servoelemente
eingesetzt werden.
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Die
Lese-/Schreib-Elemente 44, 46, 48 und 50 und
die Servoelemente 52 und 54 des zweiten Höckers 42 sind
so angeordnet, dass sich die vier Lese-/Schreib-Elemente 44, 46, 48 und 50 des
zweiten Höckers 42 zwischen
den beiden Servoelementen 52 und 54 des zweiten
Höckers 42 befinden.
Die Servoelemente 52 und 54 des zweiten Höckers weisen
jeweils einen physischen Aufbau auf, der mit dem physischen Aufbau
eines der Lese-/Schreib-Elemente 44, 46, 48 und 50 identisch
ist.
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Das
Bandlaufwerk 12 ist konfiguriert, um die Länge des
Bandes 22 in entweder einer ersten oder einer zweiten Richtung
relativ zu dem Kopf 26 zu treiben, wie durch Pfeil 56 angezeigt.
Insbesondere umfasst das Bandlaufwerk 12 zumindest einen
Motor 58, der das Band 22 relativ zu dem Kopf 26 bewegt. Zum
Beispiel treibt bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel ein Motor 58 eine
der Spulen 18 oder 20, und ein weiterer Motor
(nicht gezeigt) treibt die andere der Spulen 18 oder 20.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
treibt eine Antriebsrolle das Band. Das Bandlaufwerk 12 kann
herkömmliche Komponenten
wie z. B. Bandführungen 60 umfassen.
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Die
Servo- und Lese-/Schreib-Elemente des zweiten Höckers 42 sind jeweils
parallel zu den Servo- und Lese-/Schreib-Elementen des ersten Höckers 28,
wie in 2 gezeigt. Wenn sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel
das Band in die erste Richtung bewegt (z. B. in 2 nach
rechts) und es erwünscht
ist, auf das Band zu schreiben, liest das Servoelement 52 des
zweiten Höckers 42 einen
Servocode von dem Servoband 41B auf dem Band, um ein Servosignal
zu erzeugen, das Lese-/Schreib-Element 30 des ersten Höckers 28 schreibt
Daten auf die Spur 24E, das Lese-/Schreib-Element 44 des zweiten
Höckers 42 liest
Daten von der Spur 24E, das Lese-/Schreib-Element 32 des
ersten Höckers 28 schreibt
Daten auf die Spur 24F, das Lese-/Schreib-Element 46 des
zweiten Höckers 42 liest Daten
von der Spur 24F, das Lese-/Schreib-Element 34 des
ersten Höckers 28 schreibt
Daten auf die Spur 24G, das Lese-/Schreib-Element 48 des
zweiten Höckers 42 liest
Daten von der Spur 24G, das Lese-/Schreib-Element 36 des ersten
Höckers 28 schreibt
Daten auf die Spur 24H, das Lese-/Schreib-Element 50 des
zweiten Höckers 42 liest Daten
von der Spur 24H und das Servoelement 54 des zweiten
Höckers 42 liest
einen Servocode von dem Servoband 41C, um ein Servosignal
zu erzeugen.
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Wenn
das Band sich in die zweite Richtung bewegt (z. B. in 2 nach
links) und es erwünscht ist,
auf das Band zu schreiben, liest das Servoelement 38 des
ersten Höckers 28 einen
Servocode von dem Servoband 41B auf dem Band, um ein Servosignal
zu erzeugen, das Lese-/Schreib-Element 30 des ersten Höckers 28 liest
Daten von der Spur 24E, das Lese-/Schreib-Element 44 des zweiten
Höckers 42 schreibt
Daten auf die Spur 24E, das Lese-/Schreib-Element 32 des
ersten Höckers 28 liest Daten
von der Spur 24F, das Lese-/Schreib-Element 46 des zweiten Höckers 42 schreibt
Daten auf die Spur 24F, das Lese-/Schreib-Element 34 des
ersten Höckers 28 liest
Daten von der Spur 24G, das Lese-/Schreib-Element 48 des
zweiten Höckers 42 schreibt
Daten auf die Spur 24G, das Lese-/Schreib-Element 36 des
ersten Höckers 28 liest Daten
von der Spur 24H, das Lese-/Schreib-Element 50 des
zweiten Höckers 42 schreibt
Daten auf die Spur 24H und das Servoelement 40 des
ersten Höckers 28 liest
einen Servocode von dem Servoband 41C, um ein Servosignal
zu erzeugen.
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3 zeigt
einen Kopf 226 gemäß einem
alternativen Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem jeder von zwei Höckern 228 und 242 acht
Lese-/Schreib-Elemente und zwei Servoelemente umfasst. Insbesondere
umfasst der erste Höcker 228 des
Kopfes 226 Servoelemente 238 und 240 und
Lese-/Schreib-Elemente 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236 und 237 zwischen
den Servoelementen 238 und 240, und der zweite
Höcker 242 des
Kopfes 226 umfasst Servoelemente 252 und 254 und
Lese-/Schreib-Elemente 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250 und 251 zwischen
den Servoelementen 252 und 254. Der Kopf 226 ist
bezüglich
eines Bandes aktiv, das natürlich
acht Datenspuren zwischen jedem Servoband-Paar aufweist.
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Durch
ein Einsetzen von zwei Servoelementen zum Lesen von zwei Servobändern können Defekte
in dem Band toleriert werden. Da die Servoelemente die Lese-/Schreib-Elemente
einklammern, können
Banddefekte maximaler Breite toleriert werden. Ist ein Servoband
auf dem Band fehlerhaft, wird das andere Servoband verwendet.
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4 veranschaulicht
eine Servoband-Konfiguration, die bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
für ein
Servoband
41A,
41B,
41C oder
41D eingesetzt
werden könnte.
Diese Servoband-Konfiguration ist eine Servoband-Konfiguration,
die sowohl eine Positions- (und Geschwindigkeits-) Anzeige in der
Richtung der Bandbewegung als auch eine Lateralpositionsanzeige
des Bandes relativ zu dem Servoelement, das das Servoband liest,
bereitstellt. Das Bandlaufwerk
12 umfasst ein zeitgebungsbasiertes
Demodulationsschema zum Erfassen der Servoinformationen auf dem
Band. Die Position des Kopfes
26 relativ zu der Bandbreite
wird von der relativen Zeitgebung von azimutal geneigten Übergängen
260 und
262 abgeleitet.
Der Servocode umfasst damit zwei Elemente: Synchronisierungsübergänge
260,
die mit einem Azimutwinkel von null Grad geschrieben werden, und
Positionierungsübergänge
262,
die in einem Azimutwinkel ungleich Null geschrieben werden (z. B.
in einem Azimutwinkel von zehn Grad). Die Zeitdifferenz zwischen
den Synchronisierungs- und
Positionierungs-Rücklesepulsen,
die unter Verwendung eines Servoelements erzeugt werden, wird dazu
verwendet, die Position des Servoelements in einem Servoband anzuzeigen.
Durch das Verwenden einer Zeitgebungsmessung mit einer hohen Auflösung wird
eine Positionsmessung mit einer hohen Auflösung erreicht. Detaillierte
Informationen bezüglich
Servosystemen, die in dem Bandlaufwerk
12 eingesetzt werden
könnten,
finden Sie in der europäischen
Patentanmeldung
EP
0 690 442 A2 .
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Bei
einem alternativen Ausführungsbeispiel wird
das Muster mit einer Frequenz auf einer Seite des Bandes geschrieben
und mit einer anderen Frequenz auf der anderen Seite des Bandes,
und die Position des Kopfes 26 in der Richtung der Breite
W des Bandes wird durch die relative Stärke der zwei Signale bestimmt.
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Das
Bandlaufwerk 12 umfasst ferner einen Positionierer 62,
der mechanisch mit dem Kopf gekoppelt ist und den Kopf in der Richtung
der Breite des Kopfes positioniert oder bewegt, um den Kopf zwischen
verschiedenen Positionen zum Lesen oder Schreiben auf verschiedene
Spuren zu bewegen. In einer ersten Position ist das Servoelement 38 z.
B. positioniert, um bezüglich
des Servobandes 41A aktiv zu sein, und das Servoelement 40 ist
positioniert, um bezüglich
des Servobandes 41B aktiv zu sein; in einer zweiten Position
ist das Servoelement 38 positioniert, um bezüglich des
Servobandes 41B aktiv zu sein, und das Servoelement 40 ist
positioniert, um bezüglich
des Servobandes 41C aktiv zu sein; und in einer dritten
Position ist das Servoelement 38 positioniert, um bezüglich des
Servobandes 41C aktiv zu sein, und das Servoelement 40 ist
positioniert, um bezüglich
des Servobandes 41D aktiv zu sein. Dies führt zu einer
Erörterung
nur eines Vorteils der Erfindung. Die abgebildete Anordnung von
Servoelementen und Datenelementen auf dem Kopf führt zu einer effizienten Verwendung
des verfügbaren
Platzes auf dem Band für
Servobänder.
Servobänder
sind auf dem Band so beabstandet, dass sie mit dem Abstand zwischen
den Servoelementen auf dem Kopf zusammenpassen. So ist es möglich, Bänder zwischen
einem Datenspursatz und dem benachbarten Datenspursatz gemeinschaftlich
zu verwenden. Diese Bandkonfiguration weist nicht mehr Servomehraufwand auf
als ein System, das nur ein einziges Servoelement pro Höcker verwenden
würde,
mit Ausnahme eines zusätzlichen
Servobandes an einer der Bandkanten.
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Der
Positionierer 62 bewegt den Kopf auch in der Richtung der
Breite des Bandes, um geringfügige Korrekturen
durchzuführen,
um sicherzustellen, dass die Lese-/Schreib-Elemente während Lese-
oder Schreiboperationen über
gewünschten
Spuren exakt positioniert sind. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
weist der Positionierer 62 einen Schwingspulenmotor auf;
es kann aber auch jeder andere bekannte Kopfpositionierer eingesetzt
werden.
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Wie
in 5–6 gezeigt,
umfasst das Bandlaufwerk 12 Vorverstärker 64, die mit den
Servoelementen 38, 40, 52 bzw. 54 gekoppelt
sind und Servosignale, die durch die Servoelemente gelesen werden,
die den Servocode lesen, verstärken.
Dabei handelt es sich entweder um die Elemente 38 und 40 oder
die Elemente 52 und 54, abhängig von der Richtung der Bandbewegung,
wie oben beschrieben. Insbesondere umfasst das Bandlaufwerk 12 eine
Auswahl- oder Schaltschaltung 66, die mit den Vorverstärkern 64 gekoppelt
ist und die Vorverstärker,
die den Servoelementen, die den Servocode lesen, zugeordnet sind,
aktiviert oder verwendet.
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Das
Bandlaufwerk 12 umfasst ferner einen Servoprozessor 68,
der ein Auswahlsteuerungssignal an die Schaltung 66 sendet,
um das geeignete Vorverstärker-Paar
abhängig
von der Richtung der Bandbewegung auszuwählen.
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Das
Bandlaufwerk 12 umfasst ferner Automatische-Verstärkung-Steuerung-Schaltungen 70 bzw. 72,
die mit den Vorverstärkern,
die den Servoelementen zugeordnet sind, die den Servocode lesen, gekoppelt
sind. Das Bandlaufwerk 12 umfasst auch Filter 74 und 76,
die mit den Automatische- Verstärkung-Steuerung-Schaltungen 70 bzw. 72 gekoppelt sind,
um die Signale zu filtern, die durch die Automatische-Verstärkung-Steuerung-Schaltungen
erzeugt werden. Bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die Filter 74 und 76 Bandpassfilter
und werden verwendet, um Rauschen zu entfernen. Das Bandlaufwerk 12 umfasst
ferner einen ersten und einen zweiten Pulsdetektor 78 und 80,
die mit den Filtern 74 bzw. 76 gekoppelt sind.
Die Pulsdetektoren erzeugen Servosignale, „SERVOSIGNAL1" und „SERVOSIGNAL2". Die Pulsdetektoren
bestimmen auch, ob eines der Servobänder fehlerhaft ist. Ist das der
Fall, erzeugt der Pulsdetektor, der dem Servoelement, das das fehlerhafte
Servoband liest, zugeordnet ist, ein Signal LOS1 oder LOS2, das
bedeutet, dass ein Signalverlust vorliegt. Diese Signalverlustinformationen
werden dem Servoprozessor übermittelt,
so dass er bestimmen kann, ob er das Signal, das durch ein Servoelement
oder durch ein anderes Servoelement erzeugt wird, verwendet. Wenn
keines der Servobänder
fehlerhaft ist, werden bei einem Ausführungsbeispiel Servoinformationen
von beiden Servoelementen, die einen Servocode lesen, verwendet
und mathematisch zusammengefasst (z. B. bei einem Ausführungsbeispiel
gemittelt).
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Das
Bandlaufwerk 12 umfasst ferner Zeitgebungsdemodulatoren 82 und 84,
die Zeitgebungssignale „SERVOSIGNAL1" und „SERVOSIGNAL2" empfangen, die durch
die Pulsdetektoren erzeugt werden. Die Zeitgebungsdemodulatoren 82 und 84 erzeugen
Positionsfehlersignale PES1 bzw. PES2, die dem Servoprozessor 68 übermittelt
werden. Das Bandlaufwerk 12 umfasst ferner eine Relative-Zeitgebung-Messung-Schaltung 86,
die mit den Zeitgebungsdemodulatoren 82 und 84 gekoppelt
ist und die die Differenz bei Zeitgebungsfehlersignalen, die durch
die Zeitgebungsdemodulatoren 82 und 84 erzeugt
werden, ermittelt. Dieses Deltazeit-Signal wird ebenfalls dem Servoprozessor 68 übermittelt.
Der Servoprozessor 68 verwendet die Signale von dem Zeitgebungsdemodulator 82,
dem Zeitgebungsdemodulator 84 und der Relativ-Zeitmessschaltung 86, um
den Kopf 26 exakt über
den Spuren, von denen die Lese-/Schreib-Elemente lesen oder auf
die die Lese-/Schreib-Elemente schreiben, zu positionieren. Insbesondere
umfasst das Bandlaufwerk 12 einen Digital-Analog-Wandler 88,
der mit dem Servoprozessor gekoppelt ist und ein analoges Signal
liefert. Das Bandlaufwerk 12 umfasst ferner einen Leistungsverstärker 90,
der mit dem Digital-Analog-Wandler 88 gekoppelt
ist und das analoge Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers auf
einen Wert verstärkt,
der ausreicht, um den Positionierer 62 zu treiben. Insbesondere
ist der Leistungsverstärker 90 bei
dem abgebildeten Ausführungsbeispiel
mit dem Schwingspulenmotor gekoppelt.
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Das
Bandlaufwerk 12 umfasst ferner eine Auswahlschaltung oder
Schaltschaltung 92, die durch den Servoprozessor 68 gesteuert
wird. Die Schaltung 92 ist mit den Pulsdetektoren 78 und 80 gekoppelt,
und der Servoprozessor wählt
den geeigneten Pulsdetektorausgang aus, indem derselbe die Signale
LOS1 und LOS2 überwacht
und bestimmt, ob und welches Servosignal verlorengegangen ist. Das
Bandlaufwerk 12 umfasst ferner eine Phasenregelschleife 94,
die mit der Schaltung 92 gekoppelt ist. Die Phasenregelschleife
liefert einen Bandgeschwindigkeitstakt, der als Takt verwendet wird,
um Daten auf das Band zu schreiben. Der Bandgeschwindigkeitstakt
kann auch bei dem Aufrechterhalten der Geschwindigkeit der Bandbewegung
verwendet werden oder er kann als ein Lesereferenztakt verwendet
werden.
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7 veranschaulicht
ein Verfahren zum Berechnen einer lateralen Ausdehnung oder Kontraktion
des Bandes. Aufgrund der Konfiguration des Servobandes (siehe 4 und
die diesbezügliche Erörterung)
und weil zwei Servoelemente eingesetzt sind, um gleichzeitig einen
Servocode zu lesen, kann eine laterale Ausdehnung oder Kontraktion
des Bandes durch einen Prozessor berechnet werden. Insbesondere
wird eine laterale Ausdehnung oder Kontraktion des Bandes berechnet,
indem die Differenz von Positionssignalen, die durch die beiden
Servoelemente, die einen Servocode lesen, erzeugt werden, gezogen
wird. Diese Servoelemente sind in der Richtung der Breite des Bandes
voneinander beabstandet.
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Bei
dem Verfahren von 7, bei einem Schritt 96,
werden das erste und das zweite Servosignal, die durch die Servoelemente,
die einen Servocode lesen, erzeugt werden, verglichen. Nach Durchführung von
Schritt 96 geht der Prozessor zu Schritt 100 über.
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Bei
Schritt 100 wird eine laterale Ausdehnung oder Kontraktion
des Bandes berechnet, indem PES2 von PES1 abgezogen wird. Nach Durchführung von
Schritt 100 geht der Prozessor zu Schritt 102 über.
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Bei
Schritt 102 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die berechnete
laterale Ausdehnung oder Kontraktion größer ist als ein Toleranzwert
(z. B. größer als
ein vorbestimmter Wert). Ist das der Fall, geht der Prozessor zu
Schritt 104 über;
ist das nicht der Fall, geht der Prozessor zu Schritt 106 über.
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Bei
Schritt 104 wird das Schreiben auf das Band gestoppt. Nach
Durchführung
von Schritt 104 geht der Prozessor zu Schritt 108 über.
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Bei
Schritt 106 verzögert
der Prozessor, bevor er zu Schritt 96 zurückspringt.
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Bei
Schritt 108 gibt der Prozessor ein Signal aus, das anzeigt,
dass eine laterale Ausdehnung oder Kontraktion Grenzwerte überschreitet.
Nach Durchführung
von Schritt 108 stoppt die Ausführung, bis ein neues Band geladen
wird oder bis eine vorbestimmte Zeitspanne verstreicht. Die Reihenfolge
bestimmter Schritte kann variiert werden. Zum Beispiel kann die
Ausführungsreihenfolge
der Schritte 104 und 108 umgekehrt werden.
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8 veranschaulicht
ein Verfahren zum Bestimmen des Azimutwinkels des Kopfes zu einer Achse,
die zu der Ebene des Bandes normal verläuft. Aufgrund der Konfiguration
des Servobandes (siehe 4 und die diesbezügliche Erörterung),
und weil zwei Servoelemente eingesetzt sind, um gleichzeitig einen
Servocode zu lesen, kann der Azimutwinkel des Kopfes durch einen
Prozessor berechnet werden.
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Bei
dem Verfahren von 8, bei einem Schritt 110,
wird die Ankunftszeit eines ersten und eines zweiten Servosignals,
die durch die Servoelemente erzeugt werden, die einen Servocode
lesen, verglichen. Zum Beispiel werden die Servosignale von den
Servoelementen 38 und 40 oder 52 und 54 verwendet.
Die Ankunftszeiten der Servosignale von diesen Servoelementen sollten
gleich sein. Ist das nicht der Fall, steht der Kopf in einem Winkel.
Nach der Durchführung
von Schritt 110 geht der Prozessor zu Schritt 112 über.
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Bei
Schritt 112 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die Signale
innerhalb von Toleranzen zur gleichen Zeit ankommen. Ist das der
Fall, geht der Prozessor zu Schritt 114 über. Ist
das nicht der Fall, geht der Prozessor zu Schritt 116 über.
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Bei
Schritt 114 gibt der Prozessor ein Signal aus, das anzeigt,
dass der Kopf rechtwinklig zu der Richtung der Bandbewegung steht.
Nach Durchführung
von Schritt 114 stoppt die Ausführung.
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Bei
Schritt 116 wird der Azimutwinkel berechnet. Nach Durchführung von
Schritt 116 geht die Ausführung zu Schritt 118 über.
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Bei
Schritt 118 gibt der Prozessor den Azimutwinkel aus. Nach
Durchführung
von Schritt 118 stoppt die Ausführung. Korrekturen können durchgeführt werden.
Zum Beispiel kann der Winkel des Kopfes eingestellt werden.
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9 veranschaulicht
ein Verfahren zum Bestimmen eines relativen Versatzes eines Höckers relativ
zu dem anderen Höcker.
Aufgrund der Konfiguration des Servobandes (siehe 4 und
die diesbezügliche
Erörterung),
und weil zwei Servoelemente eingesetzt sind, um gleichzeitig einen
Servocode zu lesen, kann ein relativer Versatz des einen Höckers relativ
zu dem anderen Höcker
durch einen Prozessor berechnet werden. Bei dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
ist es so, dass, wenn die Lese-/Schreib-Elemente eines Höckers schreiben, die
Servoelemente des anderen Höckers
lesen.
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Bei
dem Verfahren von 9, bei einem Schritt 120,
wird das Servosignal, das durch ein Servoelement 38 auf
einem Höcker
gelesen wird, mit dem Servosignal verglichen, das durch ein Servoelement 52 auf
dem anderen Höcker
gelesen wird. Nach Abschluss von Schritt 120 geht der Prozessor
zu Schritt 124 über.
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Bei
Schritt 124 wird der relative Versatz eines Höckers relativ
zu dem anderen Höcker
bestimmt. Um den relativen Versatz zu messen, wird PES2 von PES1
abgezogen, wobei Servoelemente verwendet werden, die sich auf verschiedenen
Höckern
in denselben relativen Positionen befinden. Nach Durchführung von
Schritt 124 geht der Prozessor zu Schritt 126 über.
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Bei
Schritt 126 wird die Servoposition des Kopfes gesteuert,
und der Kopf wird über
gewünschten
Spuren positioniert, wobei der Versatz berücksichtigt wird.
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Somit
wurde für
eine Datenspeichervorrichtung eine Konfiguration von Lese-/Schreib-Elementen
und Servoelementen geschaffen, die es einem Servosystem ermöglicht,
große
Defekte und Kratzer bei einem magnetischen Medium zu tolerieren,
weil die Servoelemente weit voneinander entfernt sind. Es könnte sogar
ein ganzes Servoband fehlen, und die Datenspeichervorrichtung kann
trotzdem funktionieren.