DE1524775B2 - - Google Patents
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- DE1524775B2 DE1524775B2 DE1524775A DEJ0033032A DE1524775B2 DE 1524775 B2 DE1524775 B2 DE 1524775B2 DE 1524775 A DE1524775 A DE 1524775A DE J0033032 A DEJ0033032 A DE J0033032A DE 1524775 B2 DE1524775 B2 DE 1524775B2
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- G05D3/203—Control of position or direction using feedback using a digital comparing device using fine or coarse devices
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- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
- G11B5/59633—Servo formatting
Description
45
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Spurauswahlsteuerung durch Grobeinstellung und zur Spurnachlaufsteuerung
durch Feineinstellung eines Lese/ Schreibkopfes auf die auf einer relativ dazu bewegten
Speicherfläche zwischen jeweils zwei Steuerspuren liegenden Datenspuren, wobei für Grob- und Feineinstellung
ein gemeinsames Einstellglied vorgesehen ist und die Einstellung durch Vergleich der aus den beiden
Steuerspuren über den Lese/Schreibkopf ausgelesenen Signale erfolgt.
Bei derartigen Speichereinrichtungen sind bekanntlich Maßnahmen erforderlich, um den Lese/Schreibkopf
exakt auf die gewünschte Datenspur einzustellen. In den meisten Fällen ist es erforderlich, sowohl eine
Grobeinstellung zur Auswahl der gewünschten Datenspur, als auch eine Feineinstellung zur Nachlaufsteuerung
des Lese/Schreibkopfes vorzunehmen. Mit Hilfe der Grobeinstellungssteuerung wird also der Lese/
Schreibkopf grob auf die auszuwählende Datenspur eingestellt, während durch die Feineinstellungssteuerung
eine exakte, fortlaufende Zentrierung des Lese/
Schreibkopfes auf die betreffende Datenspur erfolgt.
Aus der GB-PS 9 80 144 ist beispielsweise bereits eine Anordnung zur Spurnachlaufsteuerung bekannt. Dabei
wird der Lese/Schreibkopf aufgrund einer Adresse grob auf die gewünschte Datenspur eingestellt. Zu beiden
Seiten der Mittellinie der Datenspur ist je eine Steuerspur vorhanden. Benachbarte Steuerspuren enthalten
Sinusschwingungen unterschiedlicher, nicht in einem harmonischen Verhältnis stehender Frequenzen,
so daß ein auf die Datenspur- grob eingestellter Magnetkopf mit einem Kopfspalt die beiden Steuerspuren
erfaßt und der Magnetkopf durch die die beiden Steuersignale verarbeitende Auswerteeinrichtung symmetrisch
auf der Mittellinie der Informationsspur fein eingestellt wird. Bei dieser bereits bekannten Anordnung
stellen die Steuersignale für die Fein- und Grobeinstellung des. Magnetkopfes unabhängige und
ausgeprägte Signale dar. Aus diesem Grunde sind getrennte Schaltungen, getrennte Signalwege und meist
auch getrennte Wandler für die Fein- und Grobeinstellung erforderlich. Ein zusätzliches Problem tritt dann
auf, wenn die Steuerinformationen und die Daten in den getrennten Schichten einer zweischichtigen magnetischen
Speicherfläche untergebracht werden sollen. Die Bandbreite der Steuersignale muß dann so eingeschränkt
werden, daß ihre Frequenzkomponenten nicht in den Frequenzbereich der Datensignale fallen. ,·'
Eine entsprechende Anordnung, lediglich mit anderem Aufbau der Daten- und Steuerspuren ist auch aus
der US-PS 31 85 972 bekannt. Dabei werden zur Grobeinstellung des Magnetkopfes vom Magnetkopf
abgetastete Steuersignale und die von einem Adressenregister kommenden Signale der Spuradresse einem
Vergleicher zugeführt, der in Form eines Sollwert-Istwert-Vergleichs
eine Auswertung vornimmt.
Ausgehend von einer Anordnung zur Spurauswahlsteuerung durch Grobeinstellung und zur Spurnachlaufsteuerung
durch Feineinstellung eines Lese/Schreibkopfes auf die auf einer relativ dazu bewegten Speicherfläche
zwischen jeweils zwei Steuerspuren liegenden Datenspuren, wobei für Grob- und Feineinstellung ein
gemeinsames Einstellglied vorgesehen ist und die Einstellung durch Vergleich der aus den beiden
Steuerspuren über den Lese/Schreibkopf ausgelesenen Signale erfolgt, liegt der Erfindung folgende Aufgabe
zugrunde: Obwohl nur ein Lese/Schreibkopf und für Grob- und Feineinstellung ein gemeinsames Einstellglied
vorgesehen ist, soll bei geringem Aufwand eine gegenseitige Beeinflussung der Steuersignale und der
Datensignale vermieden werden, wobei gleichzeitig eine Kontrolle die Grobeinstellung entsprechend der
vorgegebenen Spuradresse gewährleistet ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerspuren Taktmarkierungen und
außerdem in einem für jede Steuerspur definierten, die Adresse der zugehörigen Datenspur kennzeichnenden
Abstand von jeder Taktmarkierung eine Positionsmarkierung enthalten, daß ein Zähler vorgesehen ist, der die
jeweils in den über den Lese/Schreibkopf abgetasteten Abstand zwischen einer Taktmarkierung und der
nachfolgenden Positionsmarkierung fallenden Impulse eines Bezugsimpulsgebers zählt, daß der jeweils
erreichte Zählerstand mit der aus einem Adressenregister gelieferten, gewünschten Spuradresse einem
Vergleicher zugeführt wird, der bei Nichtübereinstimmung ein Grobeinstellungsfehlersignal an das Einstellglied
für den Lese/Schreibkopf liefert, und daß jeweils die beiden einer Datenspur zugeordneten Steuerspuren
zwischen ihren Takt- und Positionsmarkierungen identische, aber gegenphasige Wellenzüge aufweisen,
die sich im Lese/Schreibkopf überlagern und bei Nichtauslöschung ein analoges, amplituden- und richtungsabhängiges
Feineinstellungsfehlersignal an das Einstellglied liefern.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die zwischen den Takt- und Positionsmarkierungen
liegenden, die Feineinstellung bewirkenden Wellenzüge sinusförmig sind und die Takt- und Positionsmarkierungen
durch definierte Phasensprünge in den Wellenzügen gebildet sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels,
Fig.2 ein ausführlicheres Blockschaltbild des Grobeinstellungssteuerkreises
der Fig. 1,
Fig.3 die Draufsicht einer Platte mit Angabe der
Steuer- und Datenspuren eines Magnetplattenspeichers, wie sie beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
verwendet wird, und
Fig.4 Kurvendiagramme, die die Erklärung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels erleichtern.
Insgesamt betrachtet enthält die in Fi g. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Anordnung eine in F i g. 3 alleine
dargestellte Platte 10 eines Magnetplattenspeichers, auf der abwechselnd Steuerspuren ST\, ST2 usw. und
Datenspuren DTi, DT2 usw. aufgezeichnet sind. Jede
Steuerspur enthält als Takt- und Positionsmarkierungen bezeichnete Zeitmarken in für jede Steuerspur unterschiedlichem
Abstand. Der Abstand dieser Zeitmarken wird über einen Grobeinstellungssteuerkreis 40 abgefühlt.
In einem geschlossenen Steuerkreis wird daraus ein Grobeinstellungsfehlersignal gebildet und einem
Einstellglied 64 zugeleitet, das den Magnetkopf 21 auf die gewünschte Spur grob einstellt und damit die
Spurauswahl trifft. Neben dieser die Grobeinstellung bewirkenden Zeitmarken sind auf jeder Steuerspur
Teile einer fortlaufenden Sinusschwingung gespeichert, die lediglich an den Stellen der Zeitmarken durch
Phasensprünge unterbrochen ist. Die sinusförmigen Wellenzüge zweier benachbarter Steuerspuren sind
jeweils um 180° phasenverschoben. Nach der Grobeinstellung des Magnetkopfes auf die gewünschte Datenspur
werden die beiden gegenphasigen Teile der sinusförmigen Wellenzüge zweier benachbarter Steuerspuren
vom Magnetkopf abgefühlt und miteinander verglichen. Auf diese Weise wird fortlaufend ein Signal
erzeugt, das die Nachlaufsteuerung und damit die Feineinstellung des Magnetkopfes auf die ausgewählte
Datenspur bewirkt. Da benachbarte Steuerspuren gegenphasig aufgezeichnet sind, genügt ein einzelner
Magnetkopf, der aus den beiden Datenspuren ein Einstellungsfehlersignal in bezug auf die gewünschte
Datenspur bildet. Da außerdem für sämtliche Steuerspuren dieselbe Frequenz verwendet wird, genügt eine
relativ geringe Bandbreite bei verhältnismäßig niedrigem Oberwellengehalt, um beim Auslesen der Datenspur
mit demselben Magnetkopf eine minimale gegenseitige Beeinflussung zu erreichen. Da also sowohl
die Fein- und Grobeinstellungssignale als auch die Datensignale vom gleichen Magnetkopf geliefert
werden, wird der Schaltungsaufwand wesentlich vereinfacht und die bei Verwendung von zwei Magnetköpfen
schwierige mechanische Ausrichtung vermieden.
Das Feineinstellungsfehlersignal wird durch Vergleich der Sinuswellen der jeweils benachbarten
Steuerspuren in einem Feineinstellungssteuerkreis 50 gebildet. Das Feineinstellungsfehlersignal erscheint in
Form eines Zweiseitenbandsignals mit unterdrücktem Träger.
Beim betrachteten Ausführungsbeispiel ist in F i g. 1 eine geschlossene Steuerschleife für die Einstellung
eines Magnetkopfes auf eine Magnetplatte 10 gezeigt,
ίο die aus zwei Schichten unterschiedlicher Koerzitivkraft
besteht. Diese Magnetplatte 10 enthält eine untere Schicht 11 hoher Koerzitivkraft und eine obere Schicht
12 niedrigerer Koerzitivkraft, wobei in der unteren Schicht 11 die Steuerspuren und in der oberen Schicht
12 die Datenspuren magnetisch aufgezeichnet sind. Geeignete Materialien für die Magnetplatte 10 sind im
US-Patent 32 19 353 angegeben. Die Magnetplatte 10 ist auf einer Welle 13 gelagert und wird von einem
Flansch 14 gehalten. Die Welle 13 und damit die Magnetplatte 10 wird von einem Antriebsmotor 15 mit
einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben. Die Draufsicht der Magnetplatte 10 in Fig.3 zeigt die
Steuerspuren, die in der Schicht 11 hoher Koerzitivkraft
gespeichert sind, und die Datenspuren, die in der oberen Schicht 12 niedriger Koerzitivkraft aufgezeichnet sind.
Die Datenspuren sind in F i g. 3 mit DTu DT2, DTi und
Dr4 bezeichnet. Zwischen diesen stets den gleichen
gegenseitigen Abstand aufweisenden Datenspuren in der Schicht 12 liegt jeweils eine zu beiden benachbarten
Datenspuren den gleichen Abstand aufweisende Steuerspur in der Schicht 11. Die Steuerspuren sind mit ST\,
ST2, ST3 und ST4 bezeichnet.
In den F i g. 4a bis d sind die Wellenzüge aufgezeichnet, die von den Steuerspuren in einem Magnetkopf
hervorgerufen werden, der auf jeweils eine der Steuerspuren ST\ bis ST4 ausgerichtet ist. Der Wellen-.
zug der F i g. 4a enthält eine Anzahl von Zeitabschnitten a\, a2 usw. während der die Steuerspur einen sinusförmigen
Wellenzug liefert. Wie aus der F i g. 4a zu ersehen ist, werden die Zeitabschnitte durch die im Bereich der
als Radiallinien bezeichneten Linien LR stattfindenden Phasensprünge und durch die im Bereich der als
Spirallinien LS bezeichneten Linien stattfindenden Phasensprünge definiert. Genauer betrachtet finden vor
dem Zeitabschnitt a\ drei Phasenumkehrungen der
Sinuswelle statt, die mit 11,12 und I3 bezeichnefsind. Am
Ende, also an der Hinterkante des Zeitabschnittes at,
findet eine einzelne Phasenumkehr U statt, die gegenläufig zu den Phasenumkehrungen It, I2, I3 am
Anfang ist. Daraus ist ersichtlich, daß ein Grobeinstellungszeitabschnitt durch einen Zeitabschnitt definiert
werden kann, der mit der durch I2 verlaufenden Radiallinie LR\ beginnt und mit der durch f| verlaufenden
Spirallinie LSi endigt. Entsprechende Phasenumkehrungen
und Sinuswellenabschnitte wiederholen sich entlang der gesamten Steuerspur ST\.
Die Steuerspur ST2 liegt auf der anderen Seite der
Datenspur DTi und hat davon den gleichen Abstand wie
die Steuerspur 5Ti. Die Steuerspur ST2 besteht in
entsprechender Weise aus sich wiederholenden Zeitabschnitten b\, bz usw. mit reinen Sinuswellen; jedoch sind
die Sinuswellen dieser Abschnitte jeweils um 180° gegenüber den Sinuswellen der Abschnitte a\, a2 usw.
phasenverschoben. Die Vorderkante des Abschnittes b\ ist durch eine einzige Phasenumkehr I4 definiert, die
wiederum mit der Radiallinie LR\ zusammenfällt. Die Hinterkante des Sinuswellenabschnittes b\ ist durch eine
gegenläufige Phasenumkehr t2 festgelegt, die mit der
Spirallinie LS\ zusammenfällt. Wie aus der Fig.4 zu
ersehen ist, besteht die Steuerspur ST2 aus einer
Mehrzahl dieser Sinuswellenabschnitte b\, bi mit
Phasenumkehrpunkten, die gleiche Abschnitte festlegen. Die Anfangspunkte aller für die Grobeinstellung
verwendeten Zeitabschnitte liegen auf den Radiallinien LR. Die Lage dieser Radiallinien ist in F i g. 3 dargestellt.
Die durch umgekehrte Phasensprünge t\, t2 gekennzeichneten
Endpunkte dieser Zeitabschnitte liegen auf den Spirallinien LS, deren Lage auf der Magnetplatte
ebenfalls aus F i g. 3 zu ersehen ist
Da die Endpunkte der Zeitabschnitte jeweils auf einer Spirallinie liegen, kann erreicht werden, daß sich diese
Zeitabschnitte mit der radialen Entfernung vom äußeren Rand der Magnetplatte von Spur zu Spur linear
verändern. Die auf diese Weise auf jeder Steuerspur angeordneten Zeitabschnitte gestatten die Grobeinstellung
des Magnetkopfes vorzunehmen und damit die gewünschte Spurauswahl zu treffen.
Die Leseschaltung 20 besteht aus einem Magnetkopf 21, der über der Magnetplatte 10 angeordnet ist und der
Einstellungssignale und Datensignale gleichzeitig von den Steuerspuren und den Datenspuren empfängt. Ist
der Magnetkopf seitlich gegen eine Datenspur versetzt, so empfängt er ein der sich dort befindlichen Steuerspur
entsprechendes Signal, beispielsweise ein Signal, wie es in F i g. 4c dargestellt ist. Befindet sich der Magnetkopf
auf der anderen Seite der Datenspur, so empfängt er ein in der Fig.4g aufgezeichnetes Signal. Ist jedoch der
Magnetkopf exakt auf die Datenspur ausgerichtet, so entspricht seine Ausgangsspannung dem in Fig.4f
dargestellten Signalzug. Die Ausgangsspannung des Magnetkopfes 21 wird einem Wechselspannungsverstärker
22 zugeführt, dessen Ausgang mit einem selektiven Verstärker 23 mit Bandpaß-Charakteristik
verbunden ist. Dieser selektive Verstärker überträgt die Einstellungssignale, aber nicht die in Fig.4 nicht
dargestellten Datensignale. Die übertragenen Einstellungssignale werden dem Grobeinstellungssteuerkreis
40 über ein Impulsformernetzwerk 30 zugeführt. Das Impulsformernetzwerk 30 enthält ein Tiefpaßfilter 31,
das die in den Zeitabschnitten a und b abgefühlten Sinuswellen glättet, aber die aus den Phasenumkehrungen
der Grobeinstellungssignale stammenden, niederfrequenten Frequenzkomponenten durchläßt. Die am
Ausgang des Filters 31 aus den Signalzügen der F i g. 4e, 4f und 4g gebildeten Signale sind in den F i g. 4h, 4i und
4j dargestellt. Es ist zu bemerken, daß die von den Phasensprüngen 1 abgeleiteten Taktimpulse P\, P3 und
Ps beispielsweise positiv gerichtet sind, während die von den Phasensprüngen abgeleiteten Positionsimpulse P2,
Pa, und P6 entgegengesetzt, also negativ gerichtet sind.
Die Ausgangssignale des Tiefpaßfilters 31 werden einem Radialliniendetektor 32 und einem Spiralliniendetektor
33 zugeführt, die beispielsweise aus Begrenzerschaltungen bestehen. Auf diese Weise erscheinen am
Ausgang des Radialliniendetektors 32 die positiven Taktimpulse Pu P3 und P5 während am Ausgang des
Spiralliniendetektors 33 die Positionsimpulse P2, P* und
Pi anstehen. Diese Ausgangssignale werden dem in
F i g. 2 im einzelnen dargestellten Grobeinstellungssteuerkreis 40 zugeleitet. Im einzelnen werden die positiven
Taktimpulse des Radialliniendetektors 32 einem konventionellen Phasendiskriminator 43 und die negativen
Positionsimpulse einem Phasendiskriminator 44 zügeführt. Der Diskriminator 43 empfängt zusätzlich einen
Impuls von einem Zähler 47, sobald dieser eine Zählperiode beendet hat. Der Diskriminator 43 liefert
ein sich stetig änderndes Signal, dessen Amplitude und Polarität die Phasendifferenz, falls eine solche vorhanden
ist, zwischen dem Zählerimpuls und dem beim Überqueren einer Radiallinie vom Magnetkopf empfangenen
Taktimpuls anzeigt. Das Ausgangssignal des Phasendiskriminators 43 wird einem Verstärker 45
zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers 45 ist mit einem spannungsgesteuerten Oszillator 46 verbunden,
dessen Frequenz von der Impulsfolgefrequenz der auf der Radiallinie liegenden positiven Taktimpulse (P\, Pi
usw.) gesteuert wird. Die innerhalb der gestrichelten Linie 40a liegenden Schaltungsteile bilden einen
phasengesteuerten Bezugsimpulsgeber. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 46 wird
einem Binärzähler 47 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Phasendiskriminator 43 verbunden ist. Auf diese
Weise wird die Frequenz des Oszillators 46 so festgelegt, daß die Zeit, die der Binärzähler 47 benötigt,
um die Gesamtzahl der Datenspuren durchzuzählen, genau der zwischen den Radiallinien LRu LR2 liegenden
Zeit entspricht. Nach dieser Zählperiode wird der Zähler 47 auf 0 zurückgestellt. Der zwischen zwei
Radiallinien LR liegende Zeitabschnitt ist damit in Zeitabschnitte unterschiedlicher Größe unterteilt, von
denen jeder der Adresse einer Datenspur zugeordnet ist. Schwankungen der Rotationsgeschwindigkeit der
Magnetplatte 10 werden auf diese Weise eliminiert.,.>
Die Binärausgänge des Binärzählers 47 werden einem Vergleicher 42 zugeführt, der gleichzeitig mit einem
Adressenregister 41 verbunden ist. Im Adressenregister 41 ist die Adresse der gewünschten Datenspur
gespeichert. Der Vergleicher 42 liefert einen Vergleichsimpuls, wenn im Adressenregister 41 und im Binärzähler
47 die gleiche Zahl gespeichert ist. Ein Nullvergleichskreis 48 liefert einen Rückstellimpuls an den Diskriminator
44, sobald der Binärzähler 47 die Nullstellung erreicht. Dadurch wird der Diskriminator 44 zu Beginn
eines jeden Zeitabschnittes auf 0 zurückgestellt.
Die einzelnen Zeitabschnitte beginnen bekanntlich immer dann, wenn eine Radiallinie LR den Magnetkopf
21 passiert. Mit anderen Worten, der Vergleichspuls wird dem Phasendiskriminator 44 zugeführt und der
Zeitpunkt seines Auftretens nach einem Nullimpuls (Rückstellimpuls) wird verglichen mit der zwischen
Taktimpuls und Positionsimpuls liegenden Zeitspanne. Entspricht diese Zeitspanne der gewünschten Adresse,
so liefert der Phasendiskriminator 44 keine Information an die Einstelleinheit 60. Es liefert also die zwischen dem
Nullimpuls (Rückstellimpuls) des Nullvergleichskreises und dem Vergleichsimpuls des Vergleichers 42 liegende
Zeitspanne das die Einstelleinheit adressierende Bezugssignal. Die zwischen dem Taktimpuls und dem
Positionsimpuls liegende Zeitspanne kennzeichnet die tatsächliche Lage des Magnetkopfes. Der Bezugsimpulsgeber
garantiert, daß der Nullimpuls und der Taktimpuls gleichzeitig vorhanden sind. Das Ausgangssignal
des Phasendiskriminators 44 ist eine analoge Spannung, deren Höhe von der zwischen dem
Vergleichsimpuls des Vergleichers 42 und dem Positionsimpuls des Spiralliniendetektors liegenden Zeitspanne
abhängt. Wie bereits ausgeführt, wird der Diskriminator 44 dann durch einen Nullimpuls des
Nullvergleichskreises 48 zurückgestellt. Die Polarität des Ausgangssignals des Phasendiskriminators 44 hängt
davon ab, ob der Vergleichsimpuls oder der Positionsimpuls zuerst erscheint. Die Polarität zeigt also an, auf
welcher Seite der gewünschten Spur sich der Magnetkopf 21 im Augenblick befindet.
Das Ausgangssignal des Phasendiskriminators 44 wird auch einem Tor 61 der Einstelleinheit zugeleitet.
Solange der Phasendiskriminator 44 ein wirksames Ausgangssignal liefert, ist das Tor 61 gesperrt und es
kann kein Feineinstellungsfehlersignal zum die Einstellsignale aufnehmenden Knotenpunkt 62 gelangen. Es
kann also in diesem Falle lediglich ein Grobeinstellungsfehlersignal über den Knotenpunkt 62 weitergeleitet
werden. Sobald aber der Phasendiskriminator 44 ein minimales Grobeinstellungsfehlersignal liefert, wird das
Tor 61 geöffnet und Feineinstellungsfehlersignale können über den Knotenpunkt 62 zum Knotenpunkt 63
gelangen. Solange aber ein Grobeinstellungsfehersignal vorliegt, wird dieses über den Knotenpunkt 63 dem
Einstellglied 64 zugeleitet. Das Einstellglied 64 betätigt einen Arm 65, an dem der Magnetkopf 21 befestigt ist,
und bewirkt auf diese Weise, daß der Magnetkopf 21 auf die gewünschte Datenspur grob eingestellt wird.
Die vom selektiven Verstärker 23 gelieferten und in den Fig.4h bis 4j dargestellten Impulse werden über
ein Tiefpaßfilter 31 geführt, das die Grobeinstellungssignale weiterleitet. Außerdem kann ein Schwellwertschalter
vorgesehen werden, so daß der Zeitpunkt des Auftretens der Impulse definiert ist.
Die Ausgangssignale des selektiven Verstärkers 23 (die in den Fig.4e bis 4g dargestellten Wellenzüge)
werden dem Feineinstellungssteuerkreis zugeleitet. Dieser enthält ein Filter 51 und einen synchronisierten
Demodulator 52. Ein derartiger Demodulator ist beispielsweise im Abschnitt 4-2 von »Information,
Transmission, Modulation and Noise« von M. Schwartz; McGraw-Hill Inc., 1959 veröffentlicht. Das Filter 51
überträgt nur die Trägerfrequenz (Sinusschwingung), so daß das Ausgangssignal des Demodulators nicht von
den den von den Phasensprüngen gebildeten Takt- und Positionsimpulsen beeinflußt wird.
Der Ausgang des Demodulators 52 ist mit dem Eingang des Tores 61 verbunden, das nach der
Grobeinstellung durchlässig wird. Am Ausgang des synchronisierten Demodulators wird ein Feineinstellungsfehlersignal
erzeugt, dessen Amplitude eine Funktion der relativen Verschiebung des Magnetkopfes
gegenüber der gewünschten Datenspur darstellt und dessen Polarität von der Richtung bestimmt wird, in der
der Magnetkopf 21 in bezug auf die Datenspur versetzt ist. 1st also das Grobeinstellungsfehlersignal des
Grobeinstellungssteuerkreises 40 nahezu 0, so wird das Tor 61 durchlässig und das Feineinstellungsfehlersignal
des synchronisierten Demodulators 52 wird zum Knotenpunkt 62 und weiter zum Knotenpunkt 63
übertragen.
Der Zweck des Knotenpunktes 63 besteht darin, über ihn ein Dämpfungssignal in Form eines Geschwindigkeitsfehlersignals
eines Tachometers 70 einzuführen, so daß Instabilitäten des Einstellgliedes 64 während der
Einstellung des Magnetkopfes 21 verhindert werden. Wie in geschlossenen Steuerkreisen üblich, kann ein
Tachometer 70 zur Messung der Geschwindigkeit des Einstellgliedes 64 benutzt werden. Der Tachometer
dient dann der Dämpfung und Stabilisation. Die Dämpfung wird sowohl bei der Fein- als auch bei der
Grobeinstellung angewendet.
Es sei darauf hingewiesen, daß auf den Steuerspuren ST\ und ST3 im Bereich der Radiallinie jeweils drei
Phasenumkehrungen stattfinden, während es in den Steuerspuren ST2 und ST* nur jeweils eine Phasenumkehrung
ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die konstanten Sinusschwingungen sich gegenüberliegender
Steuerspuren im Anschluß an das Gebiet der Phasensprünge exakt gegenphasig sind.
Es sei nunmehr angenommen, daß im Adressenregister 41 die Adresse der Datenspur DT\ gespeichert ist.
Im Adressenregister 41 steht ein Zahlenwert, der einer Zeitspanne entspricht, die zwischen den beiden
Grobeinstellungszeitabschnitten der der gewünschten Datenspur zugeordneten Steuerspuren liegt. Soll der
Magnetkopf auf die Datenspur DT1 eingestellt werden,
ίο so ist im Adressenregister 41 ein Zahlenwert gespeichert,
der einer Zeit
entspricht. Wäre auf der zweischichtigen Magnetplatte eine Steuerspur direkt über oder unter der Datenspur
aufgezeichnet, so wäre im Adressenregister ein Zahlenwert zu speichern, der den Grobeinstellungszeitabschnitten
(T\, T2 usw.) auf der der gewünschten Datenspur zugeordneten Steuerspur entspricht. Der
Magnetkopf 21 liefert ein Ausgangssignal über den selektiven Verstärker 23 und das Tiefpaßfilter 31 in den
Radial- und Spiralliniendetektor 32 und 33 und damit in den Grobeinstellungssteuerkreis 40. Dort wird ein dem
vom Phasendiskriminator 44 festgestellten Grobeinstellungsfehler entsprechendes Ausgangssignal gebildet,'
das über den Knotenpunkt 62 und den Knotenpunkt 63 zum Einstellglied 64 übertragen wird, so daß der
Magnetkopf auf der Magnetplatte 10 um eine entsprechende Strecke nach innen oder nach außen
bewegt wird. Wird der in Fig. 4b dargestellte Wellenzug aufgenommen, dann zeigt es sich, daß der
Taktimpuls P3 und der Positionsimpuls P* den in F i g. 4e
dargestellten, gewünschten zeitlichen Abstand T2
aufweisen. Dieser Abstand wird dadurch ermittelt, daß der Abstand der Takt- und Positionsimpulse der
Steuerspuren STi und 57} wie in Fig.4f gezeigt,
gemittelt wird. In diesem Zustande verschwindet das Grobeinstellungsfehlersignal, da der Magnetkopf etwa
auf die zwischen den Steuerspuren STi und ST2 liegende
Datenspur DTi eingestellt ist. Sobald kein Grobeinstellungsfehlersignal
mehr vorhanden ist, wird Tor 61 durchlässig, das dann die Feineinstellungsfehlersignale
überträgt. Da sich die Magnetplatte relativ zum •Magnetkopf 21 bewegt, empfängt der Magnetkopf
gleichzeitig die Signale der Steuerspuren 5T1 und ST2,
die in den Zeitabschnitten a\ und b\ aus gegenphasigen
Sinusschwingungen bestehen. Die Länge der Zeitabschnitte a\ und b\ hängt von der Gesamtzahl der zu
adressierenden Datenspuren ab und ist im Vergleich zu den Zeitabschnitten, in denen die Phasensprünge
stattfinden, verhältnismäßig groß. Aus diesem Grunde wirken sich die Phasensprünge 1 nur unwesentlich auf
das Ausgangssignal des Feineinstellungssteuerkreises 50 und damit auf das Feineinstellungsfehlersignal aus.
Befindet sich der Magnetkopf 21 während der Feineinstellung näher an der Steuerspur STi als an der
Steuerspur ST2, so liegt am Eingang des Feineinstellungssteuerkreises
50 ein dem in Fig.4e dargestellten Wellenzug entsprechendes Signal.
Nach der Demodulation durch den vom Oszillator 46 gelieferten Träger, bildet der Feineinstellungssteuerkreis
50 ein analoges Ausgangssignal, dessen Amplitude proportional der seitlichen Versetzung des Magnetkopfes
in bezug auf die Datenspur DTi ist und dessen
Polarität die Richtung der Versetzung angibt. Befindet sich der Magnetkopf 21 mehr auf der Seite der
909 538/2
Steuerspur ST2, so empfängt der Feineinstellungssteuerkreis
50 ein dem in Fig.4g dargestellten Wellenzug entsprechendes Signal. Nach der Demodulation liefert
der Feineinstellungssteuerkreis 50 ein analoges Ausgangssignal, dessen Polarität entgegengesetzt zum
vorher betrachteten Fall ist. Die Amplitude ist wiederum abhängig von der Größe der seitlichen
Versetzung des Magnetkopfes gegenüber der Datenspur DT1. Das gebildete Feineinstellungsfehlersignal
wird über das Tor 61 und den Knotenpunkt 62 zum Knotenpunkt 63 übertragen. Im Knotenpunkt 63 wird
das vom Tachometer 70 gelieferte Dämpfungssignal zugesetzt, um die Stabilität während der vom Einstellglied
64 bewirkten Einstellung des Magnetkopfes 21 zu gewährleisten.
Sobald sich der Spalt des Magnetkopfes 21 exakt über der Datenspur DT\ befindet, wird im Magnetkopf ein in
F i g. 4f dargestellter Signalzug erzeugt. Dieser Signalzug besteht nur noch aus den durch Überlagerung der
Phasensprünge li, I2,13 und I4 bzw. der Phasensprünge
fi und /2 gebildeten Signalanteilen. Die im Bereich der
Zeitabschnitte a\ und b\ liegenden sinusförmigen
Wellenzüge löschen sich gegenseitig vollkommen aus. Der in Fig. 4f dargestellte Wellenzug zeigt also an, daß
der Magnetkopf 21 auf die gewünschte Datenspur DTi exakt eingestellt ist.
Die in den Fig.4a bis 4d dargestellten Steuerspuren
liefern in Verbindung mit einer zweischichtigen Magnetplatte 10 die erforderlichen Informationen für
die Grob- und Feineinstellung des Magnetkopfes. Diese Informationen werden von einem einzelnen Magnetkopf
abgefühlt, der gleichzeitig als Lesekopf für die Datenspur verwendet wird. Da die Steuerspuren
Signalzüge gleicher Frequenz aber entgegengesetzter Phase aufweisen, liefert bereits ein einzelner Magnetkopf
die für einen Vergleich der Signalzüge erforderlichen Angaben. Es sind keine zwei getrennte Köpfe
und/oder weitere Kennzeichnungsmerkmale in den Signalzügen erforderlich, um anschließend die Signalzüge
zu vergleichen. Da weiterhin die sinusförmigen Signalzüge für die Feineinstellung die gleiche Frequenz
aufweisen, werden die sonst erforderlichen Filter vermieden und der Oberwellengehalt ebenso wie die für
die Verarbeitung der Steuerinformationen erforderliche Bandbreite ist ein Minimum. Auch die Phasensprünge
zur Bildung der Grobeinstellungsfehlersignale haben im Vergleich zu einem impulsgesteuerten System nur einen
verhältnismäßig geringen Oberwellengehalt. Ein einzelner scharfer Impuls weist bekanntlich ein gestrecktes
Frequenzspektrum auf, das alle möglichen Frequenzkomponenten enthält. Ein losgelöster Teil einer
Sinusschwingung enthält nur ausgeprägte Harmonische bis plus/minus der dreifachen Grundfrequenz der
Sinusschwingung. j
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Anordnung zur Spurauswahlsteuerung durch Grobeinstellung und zur Spurnachlaufsteuerung
durch Feineinstellung eines Lese/Schreibkopfes auf die auf einer relativ dazu bewegten Speicherfläche
zwischen jeweils zwei Steuerspuren liegenden Datenspuren, wobei für Grob- und Feineinstellung
ein gemeinsames Einstellglied vorgesehen ist und die Einstellung durch Vergleich der aus den beiden
Steuerspuren über den Lese/Schreibkopf ausgelesenen Signale erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerspuren (ST) Taktmarkierungen (Pu Pz, Ps) und außerdem in einem für jede
Steuerspur definierten, die Adresse der zugehörigen Datenspur (DT) kennzeichnenden Abstand von
jeder Taktmarkierung eine Positionsmarkierung (Pi, P4, Pe) enthalten, daß ein Zähler (47) vorgesehen ist,
der die jeweils in den über den Lese/Schreibkopf (21) abgetasteten Abstand zwischen einer Taktmarkierung
und der nachfolgenden Positionsmarkierung fallenden Impulse eines Bezugsimpulsgebers (40a)
zählt, daß der jeweils erreichte Zählerstand mit der aus einem Adressenregister (41) gelieferten, gewünschten
Spuradresse einem Vergleicher (42) zugeführt wird, der bei Nichtübereinstimmung ein
Grobeinstellungsfehlersignal an das Einstellglied (64) für den Lese/Schreibkopf (21) liefert, und daß
jeweils die beiden einer Datenspur (DT) zugeordneten Steuerspuren (57} zwischen ihren Takt- und
Positionsmarkierungen identische, aber gegenphasige Wellenzüge aufweisen, die sich im Lese/Schreibkopf
(21) überlagern und bei Nichtauslöschung ein analoges, amplituden- und richtungsabhängiges
Feineinstellungsfehlersignal an das Einstellglied (64) liefern.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Takt- und Positionsmarkierungen liegenden, die Feineinstellung bewir-
kenden Wellenzüge sinusförmig sind und die Takt- und Positionsmarkierungen durch definierte Phasensprünge
in den Wellenzügen gebildet sind.
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