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Die
vorliegende Erfindung betrifft Servosysteme mit zusammengesetzten
Zugriffsarmen, welche einen Feineinstellungsteil und einen Grobeinstellungsteil
und insbesondere die Positionierung des Grobeinstellungsteils des
zusammengesetzten Zugriffsarms umfassen.
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Bei
Servosystemen mit zusammengesetzten Zugriffsarmen, etwa zur Übertragung
von Daten auf ein Datenspeichermedium wie z.B. auf ein Magnetband,
bietet der zusammengesetzte Zugriffsarm sowohl einen großen dynamischen
Arbeitsbereich als auch eine große Bandbreite. Ein typischer
zusammengesetzter Zugriffsarm umfasst einen Grobeinstellungsteil
wie zum Beispiel einen Schrittmotor und einen Feineinstellungsteil
wie zum Beispiel einen Schwingspulenmotor, der am Grobeinstellungsteil angebracht
ist. So kann also bei dem vorliegenden Beispiel der Datenübertragung
ein Datenkopf mittels des Grobeinstellungsteils über die gesamte Breite des
Magnetbandes zwischen den Aufzeichnungsspuren bewegt werden und
mittels des Feineinstellungsteils des zusammengesetzten Zugriffsarms
den seitlichen Verlauf der Spur verfolgen.
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Der
Feineinstellungsteil des zusammengesetzten Zugriffsarms folgt üblicherweise
den durch einen Servosensor und -detektor zur Erkennung der Servospuren
ermittelten Spurabweichungen, um den Datenkopf in der Mitte der
gewünschten
Datenspur bzw. den gewünschten
Datenspuren zu positionieren. Er weist eine relativ geringe Masse
und eine große
Bandbreite auf und ist somit in der Lage, hochfrequenten Abweichungen
zu folgen. Er weist jedoch nur eine begrenzte Auslenkung auf, damit
er die große
Bandbreite gewährleisten
kann. Der Grobeinstellungsteil bewegt den Feineinstellungsteil von
Spur zu Spur und trägt
auch zur Zentrierung des Feineinstellungsteils bei.
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Bei
Systemen mit einer Servospur je Datenspur oder je Gruppe paralleler
Datenspuren kann die Stellung des Zugriffsarms durch das Lesen einer
als Teil der Servospur gespeicherten Spuradresse ermittelt werden,
wie es beispielsweise durch die US-Patentschrift Nr. 5 121 270 veranschaulicht
wird. Es dürfte
jedoch zu aufwändig
sein, Adressen für
die einzeln wahrnehmbaren Servospuren zu speichern, und zu zeitaufwendig,
die Adressen in der zum Zugreifen auf die Daten zur Verfügung stehenden
Zeit zu lesen.
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Die
Datenspuren werden immer kleiner und rücken immer enger zusammen,
um die Speicherkapazität
zu erhöhen,
zum Beispiel indem man bei einem bestimmten Magnetband die Dichte
der Datenspuren erhöht.
Die erhöhte
Datenspurdichte wird dadurch beherrschbar, dass man indexierte seitlich
definierte Servopositionen bereitstellt, die seitlich in gleichen
Abständen über die
einzeln wahrnehmbaren Servospuren verteilt sind. Zum Beispiel werden für eine einzeln
wahrnehmbare Servospur 6 getrennte indexierte definierte
Servopositionen bereitgestellt. Es ist nicht von praktischem Nutzen,
für jede
indexierte definierte Servoposition eine extra Adresse zu speichern,
und es wäre
wahrscheinlich außerordentlich
teuer, zusätzlich
zu den Servosensoren weitere Präzisionssensoren bereitzustellen,
um zu versuchen, immer genau die Servospur zu ermitteln, die gerade
verfolgt wird.
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Idealerweise
positioniert ein zusammengesetzter Zugriffsarm mittels eines Grobeinstellungsteils
den Kopf an einer gewünschten
Indexposition und folgt dann mittels des Feineinstellungsteils der Indexposition
der definierten Servospur. Bei dem Grobeinstellungsteil handelt
es sich üblicherweise um
einen Schrittmotor, der durch Steuerimpulse schrittweise vorwärts oder
rückwärts bewegt
wird. Die Anzahl der Impulse wird ab einer Bezugsposition wie zum
Beispiel von der Kante des Bandes aus gezählt, und jede Indexposition
befindet sich an einem bestimmten Schrittzählwert des Schrittmotors. Somit wird
der Grobeinstellungsteil bis zu dem bestimmten Impulsschritt der
gewünschten
indexierten definierten Servoposition verschoben.
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Die
Servospuren sind normalerweise vorher aufgezeichnet und sind bezüglich des
Bandes durch die indexierte definierte Servoposition relativ fest
vorgegeben. Während
das Band am Schreib-/Lesekopf vorbeigeführt wird, verschiebt es sich
jedoch auch in seitlicher Richtung, und diese Verschiebung kann
die Auslenkung des Feineinstellungsteils übersteigen. Während die
Spur verfolgt wird, werden daher sowohl der Grob- als auch der Feineinstellungsteil aktiv gesteuert,
um die Vorgaben für
die Spurverfolgung einzuhalten. Der Feineinstellungsteil weist eine
breitbandige Ansprechempfindlichkeit auf und kann rasch auf Änderungen
der Bandführung
reagieren. Er unterdrückt
auch Schwingungseinflüsse
und die meisten Stoßeinwirkungen,
um die Vorgaben für
die Spurverfolgung einzuhalten. Seine Auslenkung ist jedoch begrenzt
und erreicht üblicherweise
nicht den gesamten dynamischen Auslenkungsbereich, der zur Verfolgung
einer Datenspur über
die gesamte Bandlänge
hinweg erforderlich ist. Der Grobeinstellungsteil reagiert zwar
langsamer, hat aber eine größere Auslenkung
und wird so gesteuert, dass durch seine Bewegung der Feineinstellungsteil
in der Mitte seines Auslenkungsbereichs bleiben kann. Infolgedessen nimmt
der Grobeinstellungsteil eine sich ständig ändernde seitliche Position
ein. Außerdem
verschiebt der Grobeinstellungsteil den Kopf über größere Entfernungen von einer
Servospur zur anderen, wofür eine
große
Anzahl von Schritten erforderlich ist.
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Sollten
Schritte zum Beispiel durch Reibung, Spiel, Nichtlinearität oder falsche
Ausführung
von Schritten ausfallen, akkumuliert die Positionsteuerung für den Grobeinstellungsteil
einen Fehler zwischen der aktuellen Grobeinstellungsposition und
der beabsichtigten Grobeinstellungsposition. Wenn der Schrittzählwert durch
die fehlenden Schritte verloren geht oder nicht mehr genau ist,
kann die Zählung
wieder neu initialisiert werden, indem der zusammengesetzte Zugriffsarm
zu einer Referenzposition wie zum Beispiel zur Kante des Bandes
zurückkehrt.
Durch die Neuinitialisierung des zusammengesetzten Zugriffsarms
geht jedoch viel Zeit verloren, was die Leistungsfähigkeit
des Bandlaufwerks verringert.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die richtige Grobeinstellungsposition des
Grobeinstellungsteils eines zusammengesetzten Zugriffsarms bereitzustellen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt,
das in Anspruch 1 definiert ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Servosystem bereitgestellt, das
in Anspruch 8 definiert ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetband-Datenspeicherlaufwerk
bereitgestellt, das in Anspruch 10 definiert ist.
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Es
werden ein Verfahren und eine Positionssteuerung für ein Servosystem
zur seitlichen Positionierung eines Kopfes bezüglich definierter Servospuren
beschrieben. Das Servosystem umfasst einen Servosensor und -detektor
zum Erkennen der seitlichen Position des Kopfes bezüglich der
definierten Servospuren und einen zusammengesetzten Zugriffsarm
mit einem Feineinstellungsteil zum seitlichen Verschieben des Kopfes
bezüglich
der definierten Servospuren und einen Grobeinstellungsteil zum seitlichen
Verschieben des Feineinstellungsteils bezüglich der definierten Servospuren.
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Die
Positionsteuerung ist mit dem Servosensor und -detektor und mit
dem zusammengesetzten Zugriffsarm verbunden, um diesen so zu steuern, dass
die Teile des Zugriffsarms positioniert werden. Die Positionssteuerung
stellt Positionsanzeigen für den
Grobeinstellungsteil bereit, welche vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeigen
bezüglich
der definierten Servospuren umfassen. Die vorgegebenen seitlichen
Nennpositionsanzeigen können
eine Tabelle umfassen, welche die vorgegebenen seitlichen Nennpositionsanzeigen
den definierten Servospuren zuordnet. Die Positionssteuerung positioniert
den Grobeinstellungsteil an einer geschätzten Position bezüglich der
definierten Servospuren und reagiert auf den Servosensor und -detektor,
um die Servospur zu ermitteln, deren Position sich der geschätzten Position
am nahesten befindet. Die Positionssteuerung setzt die Positionsanzeige
des Grobeinstellungsteils gleich der vorgegebenen seitlichen Nennpositionsanzeige
der ermittelten definierten Servospur und korrigiert dadurch die
Anzeige der Position des Grobeinstellungsteils. Dies kann durch
Aufsuchen der vorgegebenen definierten Servospur in der Tabelle
erfolgen, um die vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeige der
dem Grobeinstellungsteil am nahesten gelegenen definierten Servospur
zu ermitteln.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Servosystem zum seitlichen
Positionieren eines Kopfes bezüglich
definierter Servospuren bereitgestellt, wobei das Servosystem einen
Servosensor und -detektor zum Erkennen der seitlichen Position des
Kopfes bezüglich
der definierten Servospuren und einen zusammengesetzten Zugriffsarm mit
einem Feineinstellungsteil zum seitlichen Verschieben des Kopfes
bezüglich
der definierten Servospuren und einen Grobeinstellungsteil zum seitlichen
Verschieben des Feineinstellungsteils bezüglich der definierten Servospuren
aufweist, wobei die Servosteuereinheit Folgendes umfasst: einen
mit dem Servosensor und -detektor verbundenen Servoeingang; einen
Servosignalausgang zum Ansteuern des zusammengesetzten Zugriffsarms,
um die Zugriffsarmteile zu positionieren; und eine mit dem Servoeingang
und dem Servosignalausgang verbundene Positionssteuerung, wobei
die Positionssteuerung: Positionsanzeigen für den Grobeinstellungsteil bereitstellt,
welche vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeigen bezüglich der
definierten Servospuren umfassen; Servosignale am Servosignalausgang
bereitstellt, um den Grobeinstellungsteil an einer geschätzten Position
bezüglich
der definierten Servospuren zu positionieren; nach dem Positionieren
auf den Servosensor und -detektor am Servoeingang reagiert, um zu
ermitteln, welche Servospur der geschätzten Position am nahesten
liegt; und die Positionsanzeige des Grobeinstellungsteils gleich
der vorgegebenen seitlichen Nennpositionsanzeige dieser ermittelten
definierten Servospur setzt.
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Der
Grobeinstellungsteil kann einen Schrittmotor umfassen, wobei die
durch die Positionssteuerung bereitgestellten Positionsanzeigen
Schrittzählwerte
für den
Schrittmotor umfassen und wobei die Positionsteuerung die Positionsanzeige
des Grobeinstellungsteils gleich dem Schrittzählwert der vorgegebenen seitlichen
Nennposition der ermittelten definierten Servospur setzt.
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Die
durch die Positionssteuerung bereitgestellten vorgegebenen seitlichen
Nennpositionsanzeigen für
den Grobeinstellungsteil bezüglich
der definierten Servospuren können
eine Tabelle umfassen, welche die vorgegebenen seitlichen Nennpositionsanzeigen
den definierten Servospuren zuordnet, wobei die Positionssteuerung
in der Tabelle nach der ermittelten definierten Servospur sucht,
um die vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeige der definierten
Servospur für
den Grobeinstellungsteil zu ermitteln und die Positionsanzeige des
Grobeinstellungsteils zu setzen.
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Die
definierten Servospuren können
seitlich indexierte definierte Servopositionen innerhalb von einzeln
wahrnehmbaren Servospuren umfassen, welche auf einem Magnetband
aufgezeichnet sind, wobei sich mindestens eine dieser indexierten
definierten Servopositionen in der Mitte zwischen jeder der einzeln
wahrnehmbaren Servospuren befindet, wobei der Servosensor und -detektor
einen magnetischen Servolesekopf umfasst und die durch die Positionssteuerung
geschätzte
Position eine der mittig angeordneten indexierten definierten Servopositionen
umfasst und wobei die nächstgelegene
definierte Servospur eine dieser indexierten definierten Servopositionen
umfasst.
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Die
einzeln wahrnehmbaren Servospuren können zeitabhängige Servospuren
umfassen, wobei die indexierten definierten Servopositionen in gleichem
Abstand voneinander seitlich über
die einzeln wahrnehmbaren Servospuren verteilt sind und die mittig
angeordneten indexierten definierten Servopositionen so angeordnet
sind, dass sie zu beiden Seiten eine im Wesentlichen gleiche Anzahl
der indexierten definierten Servopositionen haben.
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Die
einzeln wahrnehmbaren Servospuren können amplitudenabhängige Servospuren
umfassen, welche zwischen Frequenzsignalen eine zentrale Kante haben
und die indexierten definierten Servopositionen Positionen umfassen,
welche in gleichem Abstand voneinander über die einzeln wahrnehmbaren
Servospuren verteilt sind, und wobei die mittig angeordneten indexierten
definierten Servopositionen im Wesentlichen an der zentralen Kante
liegen.
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Die
Positionssteuerung kann den Grobeinstellungsteil innerhalb eines
vorgegebenen seitlichen Abstands von den nächstgelegenen definierten Servospuren
positionieren.
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Die
folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen dient dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung.
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Im
Folgenden werden anhand von Beispielen und unter Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen Ausführungsarten
der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei:
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1 eine
isometrische Teilexplosionsansicht eines Magnetbandlaufwerks mit
einem zusammengesetzten Zugriffsarm und einem Servosystem ist, in
dem die vorliegende Erfindung realisiert werden kann;
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2 eine
bildliche Darstellung eines Magnetbandes nach dem Stand der Technik
mit mehreren zeitabhängigen
Servospuren zur Verwendung im Magnetbandlaufwerk von 1 ist;
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3 eine
erweiterte bildliche Darstellung eines Teils einer zeitabhängigen Servospur
nach dem Stand der Technik von 2 ist;
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4 eine
bildliche Darstellung eines Magnetbandes nach dem Stand der Technik
mit einer amplitudenabhängigen
Servospur zur Verwendung im Magnetbandlaufwerk von 1 ist;
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5 ein
Ablaufdiagramm ist, welches das Verfahren nach dem Stand der Technik
zum Zugreifen auf eine Servospur und zum Verfolgen derselben zeigt;
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6 ein
Blockschaltbild einer Ausführungsart
des Servosystems gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Steuerung des zusammengesetzten Zugriffsarms von 1 ist;
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7 eine
bildliche Darstellung einer Tabelle von definierten Servopositionen
ist, die durch das Servosystem von 6 verwendet
werden; und
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8 ein
Ablaufdiagramm einer Ausführungsart
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist, welche durch das
Servosystem von 6 angewendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung in bevorzugten
Ausführungsarten und
unter Bezug auf die Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen
die gleichen oder ähnliche Elemente
darstellen. Obwohl die vorliegende Erfindung durch bestimmte Ausführungsarten
beschrieben wird, ist dem Fachmann klar, dass man ausgehend von
diesen Lehren Änderungen
vornehmen kann, ohne vom Geist oder Geltungsbereich der Erfindung
abzuweichen.
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In 1 ist
ein Magnetbandlaufwerk 10 dargestellt, in welchem die vorliegende
Erfindung realisiert werden kann. In der Explosionsansicht ist aus dem
Gehäuse 11 des
Magnetbandlaufwerks eine Anordnung 12 mit Kopf und Zugriffsarm
dargestellt. Durch einen zusammengesetzten Zugriffarm 14 wird ein
Magnetbandkopf 12 gehaltert. Der Magnetbandkopf kann eine
Vielzahl von Lese- und Schreibelementen zum Lesen und/oder Schreiben
von Daten von einem/auf ein Magnetband sowie mindestens ein Servoleseelement
zum Lesen der auf dem Magnetband aufgezeichneten Servoinformationen
umfassen.
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Der
zusammengesetzte Zugriffarm 14 positioniert den Magnetbandkopf 15 seitlich
bezüglich
des Magnetbandes, um den Kopf zwischen den Spuren zu verschieben
und den in Längsrichtung
auf dem Band aufgezeichneten gewünschten
Spuren zu folgen. Der zusammengesetzte Zugriffarm 14 umfasst einen
Grobeinstellungsteil 16, welcher sich zum Beispiel eines
Schrittmotor bedient, und einen Feineinstellungsteil 20,
welcher sich zum Beispiel eines durch eine Schwingspule betätigten Zugriffsarms
bedient, der wiederum auf dem Grobeinstellungsteil 16 angebracht
ist. Dadurch kann der Magnetbandkopf 15 in erster Linie
durch Verwendung des Grobeinstellungsteils 16 bis 17 über die
gesamte Breite des Magnetbandes zwischen den Spuren verschoben werden
und dann in erster Linie durch Verwendung des Feineinstellungsteils 20 des
zusammengesetzten Zugriffarms 14 der seitlichen Verschiebung
der Spur folgen. Ein Beispiel eines zusammengesetzten Zugriffarms 14 wird
in der gleichzeitig übertragenen US-Patentschrift Nr.
5 793 573 beschrieben, wobei dem Fachmann klar ist, dass man zur
Realisierung der vorliegenden Erfindung verschiedene Arten von zusammengesetzten
Zugriffsarmen verwenden kann. Bei dem veranschaulichten Beispiel
positioniert der Schrittmotor 17 des Grobeinstellungsteils den
Magnetbandkopf über
ein Getriebe wie zum Beispiel über
ein Schneckengetriebe.
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Das
Magnetband kann in einer Bandkassette bereitgestellt werden, und
ein Schrittmotor 23 zum Einziehen/Ausstoßen der
Magnetbandkassette kann die Antriebselemente zum Einziehen und Ausstoßen der
Kassetten bereitstellen. Das Magnetbandlaufwerk 10 kann
außerdem
auch noch durch die Motoren 29A, 29B angetriebenen
Rollen umfassen, um das Magnetband in Längsrichtung am Magnetbandkopf 15 vorbei
zu bewegen. Ein Kassettensensor wie zum Beispiel ein LED- oder HF-Empfänger kann
bereitgestellt werden, um anzuzeigen, ob eine Kassette eingeschoben
ist.
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Der
als Beispiel dienende Magnetbandkopf 15 kann außerdem auf
dem Magnetband aufgezeichnete Servoinformationen lesen, um mittels
des zusammengesetzten Zugriffarms 14 den Kopf bezüglich des
Magnetbandes in seitlicher Richtung richtig zu positionieren. Eine
Servosteuereinheit 27 stellt die Elektronikmodule und den
Prozessor zum Realisieren der vorliegenden Erfindung bereit.
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2 und 3 stellen
ein zeitabhängiges Servomuster
der in der gleichzeitig übertragenen US-Patentschrift
Nr. 5 689 384 beschriebenen Art dar, wobei die magnetischen Servospurmuster Übergänge enthalten,
die in verschiedenen Winkelrichtungen über die Breite der Servospur
aufgezeichnet sind. Bei dem speziellen Beispiel von 1 sind
auf dem Magnetband 36 in Längsrichtung fünf zeitabhängige definierte
Servospuren 30 bis 34 aufgezeichnet, um die Spuren
an diesen Stellen nachzuverfolgen. Das in den Servospuren aufgezeichnete Muster
der magnetischen Übergänge stellt
eine sich wiederholende Gruppe von Blöcken 38 dar, die jeweils
Pakete 40 bis 43 magnetischer Übergänge mit unterschiedlicher Winkelausrichtung
enthalten. Beim Beispiel von 2 umfasst
ein Magnetbandkopf 15 mindestens ein schmales Servoleseelement 45 und beim
vorliegenden Beispiel ein zweites schmales Servoleseelement 46.
Mit zwei Servoleseelementen können
gleichzeitig zwei Servospuren erfasst und die Ausgabewerte gemittelt
werden.
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Die
Erfassung der Position erfolgt durch Ableiten eines Verhältnisses
von zwei Servomusterintervallen und hängt nicht von der Bandgeschwindigkeit
ab. Speziell kann die seitliche Position das Verhältnis von
(1) der auch als Abstand „A" bezeichneten Zeit
zwischen den Übergängen der
Pakete 40 und 41 sowie von (2) der auch als Abstand „B" bezeichneten Zeit
zwischen den Übergängen der
Pakete 40 und 42 sein, wobei dieses Verhältnis als
Verhältnis „A"/"B" bezeichnet
wird. Wenn sich also das Magnetbandkopf-Leseelement 45, 46 in
Richtung der Kante 47 des Magnetbandes 36 bewegt,
wird das Verhältnis der
Zeiten zwischen den Übergängen der
Pakete 40 und 41 und den Zeiten zwischen den Übergängen der
Pakete 40 und 42 größer, da der Abstand zwischen
den Übergängen der
Pakete 40 und 41 zunimmt, während der Abstand zwischen
den Übergängen der
Pakete 40 und 42 konstant bleibt.
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Bei
dem Beispiel von 2 ist das Magnetband 36 an
den Bandkanten mit Schutzstreifen 48, 49 ausgestattet,
und zwischen den definierten Servospuren sind vier Datenspurbereiche
oder -zonen 50 bis 53 vorgesehen. Am Magnetbandkopf 15 sind
eine Vielzahl von Lese- und Schreibelementen 57 vorgesehen,
um Daten vom Magnetband zu lesen und/oder auf dieses zu schreiben.
Wenn die Servoelemente 45, 46 richtig an den Servospuren 30 bis 34 positioniert
sind, sind auch die Lese- und Schreibelemente 57 bezüglich der
Datenspurbereiche 50 bis 53 des Magnetbandes 36 richtig
positioniert, um Daten übertragen
zu können.
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Die
Datenspuren in 3 werden immer kleiner und liegen
immer dichter beieinander, um durch eine höhere Datenspurdichte die Datenspeicherkapazität zu erhöhen. Die
Höhere
Datenspurdichte lässt
sich dadurch beherrschen, dass man seitlich indexierte definierte
Servopositionen bereitstellt, die in gleichem Abstand voneinander
seitlich über
die einzeln wahrnehmbaren Servospuren hinweg reichen. Beispielsweise
sind für
eine durch die Pakete 40 und 41 dargestellte einzelne
empfindliche Servospur 6 getrennte indexierte definierte
Servopositionen 60 bis 55 vorgesehen. Somit wird
jede der Indexpositionen durch ein bestimmtes Verhältnis der beiden
Servomusterintervalle definiert.
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4 zeigt
ein amplitudenabhängiges
Servomuster der Art, wie sie in der gleichzeitig übertragenen
US-Patentanmeldung mit der Seriennummer. 09/365 898 unter dem Titel „Decoding
Digitally Sampled Servo Tracks",
eingereicht am 13. August 1999, beschrieben wird, wobei die Indexpositionen gegenüber jeder
Kante verschoben sind und die jeweiligen Verhältnisse der beiden Servomusterfrequenzen
jede der Indexpositionen definieren. Die jeweiligen Verhältnisse
befinden sich in vorgegebenen Abständen von dem Verhältnis für die bezüglich der Kante
zentrierten Indexpositionen.
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Bei
dem speziellen Beispiel von 4 haben die
beiden äußeren Spuren 70 und 72 ein
aufgezeichnetes Muster mit einem Signal einer ersten einzelnen Frequenz
mit konstanter Amplitude zu beiden Seiten der mittleren Spur 74,
wobei das Signal zwischen einem Paketsignal einer anderen Frequenz und
konstanter Amplitude sowie einem Signal null mit den Kanten 77 und 78 wechselt.
Die jeweiligen Verhältnisse
der Amplituden der beiden Signale werden so gewählt, dass sie die gewünschte Abweichung und
so die durch die Positionen 90 bis 93 des Servoleseelementes,
z.B. des Servoleseelementes 45 von 2, gekennzeichneten
Indexpositionen 85 bis 88 definieren.
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Dem
Fachmann ist klar, dass zum Indexieren von einer mittleren Position
einer Servospur aus auch andere Systeme in Frage kommen und dass
man auch abgewandelte Versionen der als Beispiel aufgeführten Indexierungssysteme
verwenden kann.
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5 zeigt
ein Verfahren nach dem Stand der Technik zum Zugreifen auf eine
gewünschte
Servospur und auf die gewünschte
indexierte Position dieser Servospur, und zwar in der typischen
Situation, bei der der Grobeinstellungsteil zur indexierten Position
verschoben wird, damit der Feineinstellungsteil nahe der Mitte seines
Verschiebungsbereichs bleibt, und wobei der Grobeinstellungsteil
ein Schrittmotor ist, der durch Schrittsteuerimpulse vorwärts oder
rückwärts gesteuert
wird. Die Anzahl der Impulse wird von einer Referenzposition wie
zum Beispiel von der Kante des Magnetbandes aus gezählt, und
jede Indexposition entspricht einem bestimmten Schrittzählwert des
Schrittmotors.
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In
Schritt 100 wird der Zielschrittzählwert gleich dem Schrittzählwert der
gewünschten
indexierten definierten Servoposition gesetzt. Der Zielschrittzählwert von
Schritt 100 wird an Schritt 101 mit dem aktuellen
Schrittzählwert
verglichen. Bei Ungleichheit wird der Grobeinstellungsteil des zusammengesetzten
Zugriffsarms weiter verschoben. Der Prozess wird so lange fortgesetzt,
bis der Grobeinstellungsteil den Schrittzählwert der gewünschten
indexierten definierten Servoposition erreicht hat. Dann wird in
Schritt 105 das Verhältnis
der seitlichen Zielposition gleich der gewünschten indexierten definierten
Servoposition gesetzt und in den Schritten 106 und 107 der
Grobeinstellungsteil nur so weit verschoben, dass der Feineinstellungsteil
die gewünschten
Toleranzkriterien erfüllt
und möglichst
auf der gewünschten
indexierten Servoposition einrastet und in Schritt 108 der
gewünschten
indexierten definierten Servoposition folgt.
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Gemäß der obigen
Erörterung
werden während
der Spurverfolgungsoperation sowohl der Grob- als auch der Feineinstellungsteil
aktiv gesteuert, damit die an die Spurverfolgung gestellten Anforderungen
erfüllt
werden, was zu einer sich ständig ändernden
seitlichen Position des Grobeinstellungsteils führt. Außerdem muss der Kopf beim Wechsel
zwischen den Servospuren oder -bändern
einen langen Weg zurücklegen,
wofür eine
große
Anzahl von Schritten erforderlich ist.
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Wenn
also beispielsweise durch Reibung, Spiel, Nichtlinearität oder falsche
Ausführung
von Schritten Schritte ausgelassen werden, akkumuliert die Positionssteuerung
für den
Grobeinstellungsteil einen Fehler zwischen der tatsächlichen
Grobeinstellungsposition und der erwarteten Grobeinstellungsposition.
Die Zahl der gezählten
Schritte kann daher leicht um mehr als die Anzahl der Schritte zwischen benachbarten
indexierten definierten Servopositionen schwanken, sodass man auf
die falschen Datenspuren zugreift.
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6 zeigt
eine Ausführungsart
eines Servosystems mit einer Servosteuereinheit 27 gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Steuern des zusammengesetzten Zugriffsarms von 1.
Ein Servodetektor 115 ist mit dem Servoelement oder den
Servoelementen 45, 46 des Magnetbandkopfes 15 verbunden,
welche einen Servosensor und -detektor zum Erkennen der seitlichen
Position des Kopfes bezüglich
der definierten Servospuren umfassen. Der Servodetektor 115 kann
ein Elektronikmodul der Servosteuereinheit 27 umfassen.
Es wird eine Positionssteuerung 116 bereitgestellt, die
eine Funktion innerhalb einer Steuereinheit sowohl zur Servosteuerung als
auch zur Datenbearbeitung umfasst, und die komplette Steuereinheit
kann einen Mikroprozessor wie zum Beispiel einen Intel i390 mit
einem angeschlossenen nichtflüchtigen
Speicher 117 zum Speichern von Daten und zum Programmieren
der Positionssteuerung umfassen. Ein Servoeingang 118 verbindet
die Positionssteuerung mit dem Servosensor 115.
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Die
Positionssteuerung 116 liefert zum Beispiel an den Servosignalausgängen 120, 121 digitale Servoausgangssignale
zur Steuerung des zusammengesetzten Zugriffsarms und zur Positionierung dessen
Teile. Dem Fachmann ist klar, dass es verschiedene Vorrichtungen
gibt, mit denen die erforderliche Signale zur Ausführung der
Funktionen des Servodetektors und der Positionssteuerung bereitgestellt
werden können.
Eine Feinservosteuereinheit 124 wandelt am Ausgang 120 die
ausgegebenen Spurverfolgungssignale in die geeigneten Steuersignale
zur Steuerung des Feineinstellungsteils 20 um, und eine
Grobservosteuereinheit 125 wandelt am Ausgang 121 die
ausgegebenen Grobservosignale zum Beispiel in die geeigneten Schrittsteuersignale zur
Steuerung des Schrittmotors 17 des Grobeinstellungsteils 16, 17 von 1 um.
Die Positionssteuerung verfolgt auch den aktuellen Schrittzählwert des Grobeinstellungsteils,
die zu Anfang dadurch initialisiert werden kann, dass man die Operation
bei einer Referenzposition beginnt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
bleibt der Schrittzählwert
jedoch erhalten und wird ohne Neuinitialisierung des zusammengesetzten
Zugriffsarms an der Referenzposition korrigiert. Die Positionssteuerungsfunktion 116,
der Speicher 117, der Servoeingang 118, die Ausgänge 120, 121 und
die Treiber 124 und 125 können auch Elektronikmodule
der Servosteuereinheit 27 umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet eine Tabelle der definierten Servopositionen,
wie sie in 7 dargestellt ist. Die spezielle
Tabelle von 7 definiert die einzeln wahrnehmbaren
Servospuren und die seitlich indexierten definierten Positionen
innerhalb der einzeln wahrnehmbaren Servospuren des in 2 dargestellten
Magnetbandes. Ähnliche Tabellen
kann man für
die amplitudenabhängigen einzeln
wahrnehmbaren Servospuren und die seitlich indexierten definierten
Positionen des in 4 dargestellten Magnetbandes
aufstellen. Die spezielle Anordnung von 7 gilt für Servospuren,
die durch zwei Sensorelemente erkannt und durch den Servodetektor
und/oder die Positionssteuerung gemittelt werden.
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Die
sechs indexierten definierten Positionen innerhalb der fünf einzeln
wahrnehmbaren Servospuren von 2 und die
fünf einzeln
wahrnehmbaren Servospuren sind in den Spalten 133 bzw. 134 definiert.
Die Darstellungen von Spalte 134 sind kein Bestandteil
der Tabelle, sondern sollen nur die jeweilige Lage jeder indexierten
definierten Position innerhalb der Servospur andeuten. Bei diesem
speziellen Beispiel stellen die Positionen „oben" und „unten" die Ränder der Servospuren dar und
dienen nicht als indexierte Positionen. Dem Fachmann ist bekannt, dass
man die jeweilige Servospur in Spalte 134 durch Messung
der zeitlichen Beziehungen zwischen den Spuren oder deren Beziehungen
der Längspositionen
oder durch einen extra Sensor definieren kann, der die Gesamtposition
des zusammengesetzten Zugriffsarms ermittelt.
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Die
Spalte 135 zeigt die jeweiligen Verhältnisse der beiden Servomusterintervalle,
welche jede der Indexpositionen definieren. Beim amplitudenabhängigen System
zeigt die Spalte 135 die jeweiligen Verhältnisse
der beiden Servomusteramplituden, welche jede der Indexpositionen
definieren.
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Die
Spalte 137 zeigt die vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeige
jeder definierten Servospur-Indexposition zum Beispiel durch den
richtigen Schrittzählwert
für jede
Position an.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung und unter Bezug auf die 1 bis 7 positioniert
die Positionssteuerung 116 den Grobeinstellungsteil 16, 17 an
einer geschätzten
Position bezüglich
der definierten Servospuren und reagiert auf den Servosensor und
-detektor 45, 46, 115, um zu ermitteln,
welche Servospur der geschätzten
Position am nahesten liegt; dies kann zum Beispiel durch Aufsuchen
der vorgegebenen definierten Servospur aus den Spalten 133 bis 135 in
Tabelle 130 erfolgen, um die vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeige
des Grobeinstellungsteils für
die nächstgelegene
definierte Servospur in Spalte 137 zu ermitteln. Die Positionssteuerung
setzt die Positionsanzeige des Grobeinstellungsteils zum Beispiel
im nichtflüchtigen
Speicher 117 gleich der vorgegebenen seitlichen Nennpositionsanzeige
der ermittelten definierten Servospur und korrigiert dadurch die
Anzeige der Position des Grobeinstellungsteils. Dem Fachmann ist
klar, dass die vorliegende Erfindung genauso auf Servospuren zum
Beispiel von Spalte 134 angewendet werden kann, wenn keine
Indexpositionen verwendet werden.
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8 zeigt
beginnend mit Schritt 140 eine Ausführungsart des durch das Servosystem
von 6 angewendeten Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren springt auf die gewünschte Servospur-Indexposition
und korrigiert den Schrittzählwert.
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Es
werden zwei Modi dargestellt, und zwar ein Normalmodus zum Beibehalten
eines korrekten Schrittzählwertes
und ein Erfassungsmodus, der erforderlich sein kann, um den Stand
der Servosteuerung zu Beginn der Operation zu prüfen und im Ergebnis der Fehlerrücksetzung
auf die Zielspur zu springen, oder wenn eine Zielspur durch einen
Wechsel der Servospur oder des Servostreifens erreicht wird. Schritt 141 umfasst
die Wahl des Modus. Wenn eine Initialisierung, eine Fehlerrücksetzung
oder ein Wechsel des Servostreifens erforderlich ist („JA"), wird in Schritt 143 die
Mitte eines Bandes oder einer Servospur als Zielposition gesetzt.
Der Schrittzählwert
kann dabei ungenau sein, aber gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine mittige Position gewählt,
um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Servospur, z.B.
die Servospuren 31 bis 33 in 2 übersprungen
werden. Aber auch an den Kanten der Servospuren kann es zu Abweichungen
kommen, die zu einer ungenaueren Erkennung führen. Beim Beispiel von 3 kann
die Mittenposition die Indexposition 62 oder die Indexposition 63 umfassen, oder
beim Beispiel von 4 kann die Mittenposition die
Indexposition 86 oder die Indexposition 87 umfassen,
welche sich sämtlich
im gleichen Abstand von der Mitte befinden.
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Liegt
in Schritt 142 hingegen der Normalmodus vor („NEIN"), wird in Schritt 144 direkt
die gewünschte
Servospur-Indexposition
gesetzt. Schritt 145 stellt eine typische Fehlersituation
dar, zum Beispiel, wenn der Servosensor 45, 46, 115 nicht
zur Verfügung
steht; dann endet in Schritt 146 der laufende Prozess,
und ein Fehlerkorrekturprozess beginnt.
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In
Schritt 150 wird der Zielschrittzählwert mit dem aktuellen Schrittzählwert verglichen,
um zu ermitteln, ob die Schrittzählwerte
nicht gleich („NG") sind. Wenn die
Schrittzählwerte
ungleich sind („JA") wird in Schritt 151 der
Grobeinstellungsteil verschoben. Der Prozess wird so lange wiederholt,
bis der Grobeinstellungsteil den Zielschrittzählwert erreicht hat („NEIN" in Schritt 150).
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Nach
Erreichen des Zielschrittzählwertes wird
in Schritt 155 das seitliche Zielpositionsverhältnis zum
Beispiel aus Spalte 135 der Tabelle 130 von 7 gleich
der geschätzten
indexierten definierten Servoposition gesetzt und nach dem Fehlerermittlungsschritt 158 in
den Schritten 160 und 162 der Grobeinstellungsteil
verschoben, um das Verhältnis „A"/"B" in Übereinstimmung
mit einem gewünschten Toleranzkriterium
des Positionsfehlers PES zu bringen, das beispielsweise 5 betragen
kann, damit sich der Feineinstellungsteil im Bereich der nächstgelegenen
indexierten Servoposition befindet. An dieser Stelle sind die ausgelassenen
Schritte akkumuliert oder summiert worden, aber unter Verwendung
des Verhältnisses „A"/"B" wird
durch die Schritte 160 und 162 die geschätzte Servoindexposition
erreicht.
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Nach
dem Fehlerermittlungsschritt 164 wird die PES-Bewertung
fortgesetzt, indem die Servopositioniereinheit den Feineinstellungsteil
auf die definierte Ziel-Servospur-Indexposition ausrichtet und den Grobeinstellungsteil
so weit verschiebt, bis der Feineinstellungsteil zentriert ist.
In diesem Augenblick hat die Positionssteuerung den Grobeinstellungsteil
an der geschätzten
Position bezüglich
der definierten Servospuren positioniert und ermittelt z.B. anhand des
Verhältnisses „A"/"B",
welche definierte Servospur-Indexposition
der geschätzten
Position am nahesten liegt.
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Somit
setzt die Positionssteuerung in Schritt 170 die Positionsanzeige
des Grobeinstellungsteils z.B. auf die vorgegebene seitliche Nennpositionsanzeige
dieser definierten Servospur, die zum Beispiel aus der Spalte 137 der
Tabelle 130 in 7 ermittelt wurde, oder setzt
sie wieder zurück.
Auf diese Weise wird jeder falsch ausgeführte Schritt oder Fehler der Positionsanzeige
des Grobeinstellungsteils korrigiert.
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Dann
wird in Schritt 180 durch den zusammengesetzten Zugriffsarm
die normale Spurverfolgung durchgeführt. Nach dem Fehlerermittlungsschritt 182 umfasst
der Schritt 183 eine Routine zur Ermittlung, ob ein neues
Ziel angefordert wurde, und setzt, wenn dies nicht der Fall ist,
die Spurverfolgung fort. Wenn ein neues Ziel angefordert wurde,
springt der Prozess zurück
zu Schritt 144, um wieder die gewünschte Servospur-Indexposition
zu setzen.
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Somit
umfasst die vorliegende Erfindung ein System zur Korrektur der seitlichen
Position durch Ersetzen der aktuellen Positionsanzeige des Grobeinstellungsteils
durch die bereits berechnete und vorbereitete Nennpositionsanzeige,
die zum Beispiel in der Vergleichstabelle von 7 steht,
nachdem die seitliche Position als gültig erkannt wurde. Dieses System
hebt die (akkumulierte) seitliche Positionsverschiebung auf, nachdem
der Grobeinstellungsteil verschoben wurde. Ferner stellt das System
zur Korrektur der seitlichen Position eine zuverlässige Grundlage
zur Erkennung der korrekten seitlichen Position bereit, indem es
während
der Initialisierung bzw. der Fehlerkorrektur oder während des
Wechsels der seitlichen Position beim Wechsel des Servostreifens
für die
Zielposition des Grobeinstellungsteils nicht sofort die Zielposition
wählt,
sondern die mittlere Position des Zielservostreifens. Außerdem wird durch
die direkte Auswahl der Zielspur ein sehr sicheres Umschalten zwischen
den Datenspuren gewährleistet,
wenn der Servostreifen nicht gewechselt wird.
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Dem
Fachmann ist klar, dass die Schritte von 8 anders
angeordnet werden können
und dass die Funktionen der Elemente von 6 umgeordnet oder
abgeändert
werden können,
ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das Verfahren kann
zur Steuerung des Servosystems zum Beispiel als Mikrocode realisiert
und im nichtflüchtigen
Speicher 117 von 6 gespeichert
oder auf die Module verteilt werden.
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Obwohl
die bevorzugten Ausführungsarten der
vorliegenden Erfindung detailliert dargestellt wurden, ist dem Fachmann
klar, dass man diese Ausführungsarten
abändern
und anpassen kann, ohne vom Geltungsbereich der in den folgenden
Ansprüchen dargelegten
vorliegenden Erfindung abzuweichen.