CS229638B2 - Device for fine adjusting of read and write head position - Google Patents

Description

1 - 229 esa

Vynález se týká zařízení pro jemné nastavení polohyčtecí a záznamové hlavy ve sdružení s pružným magnetickýmdiskem nesoucím informaci, který má kruhové stopy se záznameminformace, u něhož k hlavě je připojena sestava pro umístě-ní hlavy a hlava je připojena k čtecímu zesilovači.

Zařízení podle tohoto vynálezu je obecně aplikovatelnév nahrávacích systémech pružného minidisku a pružného mikro-disku nebo v disketových systémech s pružnými magnetickýmidisky, ve kterých je výstřednost soustředných záznamovýchstop. menší, než přípustná chyba ijčítavení stopy. Vynález usnad-ňuje nastavení čtecí hlavy na stopy nesoucí informaci.

Na poli techniky pružných disků je nalezení a nastave-ní kruhových stop, na které se nahrává informace, řešeno ta-kovým způsobem, že na opačné straně disku, než jsou kruhovéinformační stopy, jsou zaznamenávány kruhové vodicí stopys patřičnou hustotou například 20 stop/mm, Informace sezaznamenává na první straně disku během čtení odpovídajícíchzadních vodicích stop a vhodný servomechanický systém řídipolohu záznamové a čtecí hlavy v souhlasu s vodicí stopou.Vodicí stopy jsou využívány stejným způsobem i snímání infor-mace z disku. V tomto konvenčním systému nastavení hlavy první nevýho-da spočívá v tom, že celá jedna strana disku není využitak záznamu užitečné informace, ale používá se pouze provodicí stopy. Další nevýhoda spočívá v tom, že se současně 2 229 838 na obou stranách disku pohybují čtecí hlava a záznamová hla-va. Tyto dvě hlavy jsou od sebe odděleny rotujícím diskem, kte-rý leží mezi nimi, a systém musí být opatřen přesně nastavi-telným mechanickým pojítkem, které musí udržovat relativnípolohu obou hlav nezměněnou během nastavování.

Takový přístup k disku ze dvou stran a současně přesnénastavování hlav zvyšuje nesnáze v případě disků s magnetickýmzáznamem informace,, umístěných v příslušných kazetových pouzdrech,neboí přítomnost uzavřené kazety znesnadňuje přístup k diskuze dvou stran. Nehledě k určitým výhodám takového systému,nezískal tento širokou oblibu, hlavně díky problémům spojenýchs vedením pomocí stop.

Je zřejmou výhodou takových konvenčních systém používa-jících vodicích stop, že řízení stopami může kompenzovatchyby přesnosti vyplývající z výstřednosti kruhových stop az teplotní deformace disku.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny u zařízení pro jemnénastavení polohy čtecí a záznamové hlavy podle vynálezu,jehož podstatou je, že na pružném disku každá ze stop obsa-huje sektor značkování stopy o úhlové velikosti nejvýše 30°,přičemž na dvou sousedních stopách jsou v sektoru značkovánístopy zaznamenávány různé značkovací kmitočty, výstup čtecí-ho zesilovače je připojen k selektivnímu obvodu, selektivní-mu pro tyto značkovací kmitočty, výstup selektivního obvoduje připojen ke vstupu říu.icí jednotky a sestava pro umístění 229 638 hlavy je opatřena členem pro nastaveni jemné polohy, připo-jeným k výstupu řídicího členu. U výhodného provedení zařízený podle vynálezty selektiv-ní obvod obsahuje selektor prvního kmitočtu, připojený k prv-nímu vstupu prvního diferenčního zesilovače a selektor druhé-ho kmitočtu, připojený k druhému vstupu prvního diferenční-ho zesilovače. U ještě jiného výhodného provedení zařízený podle vy-nálezu, je na vstup řídicího členu připojen výstup druhéhodiferenčního zesilovače, jehož první vstup je připojen kvýstupu prvního diferenčního zesilovače a jehož druhý vstupje spojen s výstupem zdroje referenčního signálu.

Vynálezem je odstraněna potřeba dvou oddělených hlavumístěných na různých stranách disku a obě strany disku jsoupoužitelné pro záznam užitečných informací. U zařízení pame vynálezu přítomnost sektorů značkovánístopy, jejichž úhlová velikost je rovna maximálně 30°, ubíráurčité procento užitečného prostoru pro záznam informace, aleodpovídající ztráty jsou kompenzovány faktem, že zadní stra-na disku je volná pro záznam informace a že je třeba jedinéhlavy, což podstatně zjednoduší konstrukci. Příklad provedení zařízení pro jemné nastavení polohyčtecí a záznamové hlavy, podle vynálezu, je znázorněn na vý-kresech, na nichž znázorňuje obr. 1 schematicky při pohledu - 4 - 229 838 shora pružný disk pro magnetický záznam informace se zvět-šenou šířkou stop, obr. 2 blokový diagram zařízený podlevynálezu se schematicky zobrazenými zvětšenými stopami předčtecí hlavou, obr. 3 výstupní napětí prvního diferenčníhozesilovače, zobrazeného na obr. 2, jako funkci radiálníhoposunutí hlavy a obr.4 řez nábojem disku pro centrálníupevnění pružného magnetického disku.

Obr. 1 ukazuje disk 1 pro záznam informace z magnetické-ho materiálu, který je podoben diskům, které se používajív systémech pružných minidisků. Přesné středové uchycenídisku 1 je umožněno středovým vrtáním 2. Na disku 1. jsoukruhové stopy 00 až 03 pro záznam informace ačtyři stopy jsouna obr. 1 zobrazeny zvětšeny. Na každé stopě je sektor 2 značkování stopy, který má úhlovou velikost < , pro záznam signá lu vhodného značkovacího kmitočtu, jak bude vysvětleno dále. V určitých konstrukčních mezích velikost úhlu může býtzvolena libovolně, přičemž tato hodnota leží s výhodou mezi15° a 30°· Zbývající sektor 4 nesoucí informaci- na obr. 1znázorněné čárkovaně-obsahuje užitečnou informaci zaznamena-nou ve formě dvojkových jedniček a nul. Úkolem značkovacích kmitočtů zaznamenaných v sektorech2 značkování stopy je rozlišit určitou stopu 00 až 03 odsousedních stop 00 až 03. Je-li zaznamenán příslušný společnýznačkovací kmitočet na sektorech J značkování stopy každé druhé stopy pak je hořejší podmínka splněna, poněvadž pro - 5 229 6.38 jakoukoliv stopu bude platit* že značkovací kmitočet zaznáme-naný na dvou sousedních stopách bude odlišný od značkovací"ho kmitočtu stopy přicházející v úvahu. Vezmeme-li zřetelna to, že v sektorech k nesoucích informaci je zaznamenánainformace posloupnosti kmitočtových signálů představujícíbity 1 a 0, vhodná použít stejných kmitočtových signálůjako signálů.značkovacího kmitočtu. Například v takovémpřípadě může značkovací kmitočet zaznamenaný na každé stopěse sudým Číslem stopy číslováno Od obvodu ke středu odpo-vídat- kmitočtu bitů 0 a značkovací kmitočet zaznamenaný nakaždé stopě s lichým číslem stopy může odpovídat kmitočtubitů 1, nebo naopak.

Nyní odkazujeme na obr. 2, na kterém je vyobrazena hla-va 10, která je umístěna před nebo nad nulovou až t.řetí sto-pnu 00, 01, 02 a 03, které jsou vyobrazeny ve větším měřítku.Hlava 10 je přesně nastavitelná ve směru šipky 11, označujícíradiální směr disku 1. Hlava 10 je zpravidla kombinovaná hla-va pro záznam a Čtení. Člen 12 pro nastavení jemné polohynastavuje radiální polohu hlavy 10. Není zakresleno, alevšeobecně známo, že hrubé nastavení polohy hlavy se děje po-mocí zvláštního nastavovacího mechanismu s přesností nastave-ní asi kolem 0,5 až 0£>šířky stopy , Člen 10 pro nastaveníjemné polohy je schopen nastavit polohu hlavy 10 ve vztahuk tomuto mechanistk < hrubého nastavení. Výstup hlavy 10 je připojen k čtecímu zesilovači 13 - 6 - 229 838 á výstup tohoto čtecího zesilovače 13 je připojen k výstupuselektivního obvodu, který se skládá ze selekt joru 14prvního kmitočtu a ze selektoru 15 druhého kmitočtu. Selektor14 prvního kmitočtu, vybírá z přečteného signálu složku s prv-ním značkovacím kmitočtem a poskytuje výstupní stejnosměrnýproudový signál, jež má napětí odpovídající amplitudě přeč-tené složky s prvním značkovacím kmitočtem. Selektor 15druhého značkovacího kmitočti^ má podobnou konstrukci, při-čemž vybírá složku s druhým značkovacím kmitočtem. Výstupselektoru l4 prvního kmitočtu a selektoru 15 druhého kmitoč-tu jsou připojeny k příslušným vstupům prvního diferenčníhozesilovače 16, jehož výstup je připojen k prvnímu vstupudruhého diferenčního zesilovače 17. Druhý vstup druhéhodiferenčního zesilovače 17 je spojen s výstupem zdroje 18referenčního signálu, který dodává na stejnosměrnou referen-ční úroveň druhému diferenčnímu zesilovači 12, sdruženou seznačkovacím kmitočtem příslušné stopy, vůči níž má být na-staveni provedeno. i Výstup druhého diferenčního zesilovače 17 je připojenk řídicímu členu 19, který v odezvu na jeho vstupní signálposkytuje dodatečně zesílený budicí signál s odpovídajícímznaménkem pro člen 12 pro nastavení jemné polohy. Činnost zařízení zobrazeného na obr. 2 je následující. V poloze zobrazené na obrázku hlava 10 přijímá stále prvnía druhý značkovací kmitočet, když je proti sektoru 2. 229 838 stopy disku 1. Při předpokladu, že hlava 10 je blíže prvnístopě 01 než sousední nulové stopě 00, signály zaznamenanés prvním značkovacím kmitočtem f^ budí vyšší napětí v hlavě , 10 než signály druhého značkovacího kmitočtu f_. Selektor W' : l4 prvního kmitočtu a selektor 15 druhého kmitočtu obsahují-cí jak laděný zesilovač, tak usměrňovač, dodávají na svémvýstupu stejnoměrné napěiové signály, které odpovídají pří-slušným složkám se značkovacími kmitočty. Oba vstupy prvníhodiferenčního zesilovače 16 jsou buzeny napětími , UfJ a

luf2|. kde I 'i lUfll označuje absolutní hodnotu složky s prvnímznačkovacím kmitočtem f, a |u«2l označuje absolutní hodnotu složky s druhýmznačkovacím kmitočtem f^.

Napětí U na výstupu prvního diferenčního zesilovače 16 jerozdílem obou hořejších signálů: u = l“fil - lu«l·

Obr. 3 ukazuje křivku napětí U jako funkci radiálníhoposunutí d hlavy 10. Je možno vidět, že když je hlava 10v poloze proti sudě očíslovaným stopám , to jest proti nu-lové stopě 00 a druhé stopě 02, má napětí maximální hodnotu

+ U... Když je hlava lOv poloze proti lichým stopám, to jestM proti pivní stopě 01 a třetí.stopě 03, potom napětí U budemít zápornou maximální hodnotu - UM. *1 8 5 229 638

Zdroj 18 referenčního signálu dodává na druhý vstup dru-hého diferenčního zesilovače 17 referenční signál + U__ nebo

M -11, podle stopy 00 až 03, na kterou by se měla nastavithlava 10. U příkladu zařízení zobrazeného na obr, by sepoloha hlavy 10 měla nastavit na první stopu 01. Pro takovénastavení by mělo být dodáno referenční napětí - U. pro vstupdruhého diferenčního zesilovače 12. V závislosti na rozdílumezi skutečným napětím U a předem nastavenou referenční hodno-tou - dodá výstup řídicího členu 19 budicí napětí členu12 pro nastavení přesné polohy. Člen 12 pro nastaveni přes-né polohy bude zřejmě měnit radiální polohu hlavy 10 takdlouho, až bude tato právě proti středu první stopy 01. Vtéto poloze bude řídicí napětí nulové. Řídicí člen 19 obsa-huje vhodný derivační člen, který snímá znaménko, to je směrřídicího procesu. Když řízení se provádí správným znaménkem,mělo by mít řídicí napětí charakter klesající s časem. Kdyžderivační člen snímá znaménko, které by mělo za následek, žeby se hlava 10 pohybovala od správné polohy místo aby se kní blížila, v tom příprdě se uvede v činnost vhodný přepínač,který změní znaménko výstupního napětí řídicího členu 19. Řídicí proces u zařízení podle vynálezu je do^-s ta tečněúčinný proto, aby hlavu 10 nastavil do správné polohy vůčipožadované stopě 00 až 03 během doby, v níž hlava 10 snímásektor J značkování stopy.

Nahoře popsané zařízení je proto schopno po předběžném - 9 hrubém nastavení nastavit správnou polohu hlavy 10. 229 838

Nyní budou analyzovány technické mtze nastavování hlavy10. podle nichž je možno stanovit hustotu stop 00 až 03. Výše popsaný řídicí systém nemůže poskytnout ochranuproti odchylkám stop 00 až 03 nesoucích informaci na disku Xod ideálně geometricky kruhové cesty, nebot řízení se prová-dí jen v malém úseku celé cesty. Jakákoliv výstřednost stop00 až 03 má za následek nepřesné nastavení hlavy 10 vůči středu stopy 00 až 03. Taková výstřednostní chyba může vzniknout: a) z výstřednosti hnacího hřídelez který otáčí diskem X; b) z výstřednosti středového vrtání 2 disku χ a c) z výstřednosti způsobené nestejnosměrnou tepelnou dilatacídisku X, kdy je disk χ vystaven nestejnoměrně rozloženému tep-lu.

Pokud se maximální dovolená výstřednost zvolí jakohodnota odpovídající asi 15/« radiální vzdálenosti mezí sou-sedními stopami 00 až 03. potom nemůže taková výstřednostzpůsobit zjevné chyby při snímání nebo záznamu. Praktickézkoušky ukázaly, že u pásem přesnosti nebo tolerance širocepoužívaných na poli techniky pružných mini disků je maximálníhodnota očekávané výstřednosti asi 12,6/4<m, pokud se jedná odisk χ s průměrem 120mm a průměrem středového vrtání 2 - 10 rovným 28 mm. 229 638 Při takových podmínkách je madmální hustota stop 00 až 03 11,9 stopy na milimetr. Výstřednost se dá podstatně zmenšit použitím disků 1,jež jsou opatřeny pevnými středicími náboji J*. Obr. 4 ukazu-je konstrukci takového disku jL. Disk 1 je opatřen střednímdiskovým nábojem 2 vyrobeným z umělé hmoty, ve kterém je stře-dový vodicí otvor 6 obroben s velice malými tolerancemi. Vo-dicí otvor 6 souvisí na své jedné straně s kuželovitým vstup-ním otvorem a na druhé straně s otvorem 8 většího průměru.Vnější válcový povrch 2 náboje ji souose vede středové vrtání2 disku 1. K vnějšímu válcovému povrchu 2 těsně přiléhá upí-nací prsten 5a. čímž tento udržuje disk 1 ve spojení s nábo-jem 2. '

Zkoušky výstřednosti ukázaly, že v případě konstrukceznázorněné na obr. 4 s vnějším průměrem disku 1 68 mm a sestředovým vrtáním 2 o průměru 2 mm, byla výstřednost menšínež 6,8 z<m. Při této výstřednosti realizovatelná hustota stop 00 až 03 dosahuje hodnoty 22 stop na milimetr. / Při využiti tohoto vynálezu^jmůže být záznam značkovacíinformace a užitečné informace proveden na jedné straně disku1, přičemž dochází ke snížení kapacity paměti pro ukládáníinformací o 4 až 8^>, ale zároveň je možné použít levného systému s jednou hlavou v kombinaci s levnějším typem disku 1, ježumožňuje záznam informace jen na jedné straně disku. V pří pa- - 11 - 229 938 dě použití oboustranného systému nahrávané informace posky-tuje vynález téměř dvojnásobnou kapacitu paměti v porovnánís konvenčními systémy. Výše popsané realizovatelné hodnotyhustoty stop 00 až 03 ukazují, že obvyklé hustoty stop 00až 03 používané v technice pružných minidisků mohou být použity i u tohoto vynálezu.

Claims (3)

12 PŘEDMĚT VYNALEZU 229 638

1. Zařízení pro jemné nastavení polohy čtecí a záznamo-vé hlavy ve sdružení s pružným magnetickým diskem nesoucíminformaci, který má kruhové stopy se záznamem informace, u ně-hož k hlavě je připojena sestava pro umístění hlavy a hlava je připojena k čtecímu zesilovači, vyznačující setím, že napružném disku (l) každá ze stop (00 až 03) obsahuje sektor (3)značkování stopy o úhlové velikosti nejvýše 30°» přičemž nadvou sousedních stopách (00 až 03) jsou v sektoru (3) značko-vání stopy zaznamenávány různé značkovací kmitočty, výstup čtečího zesilovače (13) je připojen k selektivnímu obvodu, sele-ktivnímu pro tyto značkovací kmitočty, výstup selektivníhoobvodu je připojen ke vstupu řídicí jednotky (19) a sestavapro umístění hlavy (lO) je opatřena členem (12) pro nastaveníjemné polohy, připojeným k výstupu řídicího členu (19).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že selektivní obvod obsahuje selektor (l4) prvního kmitočtu, připojený k prvnímu vstupu prvního diferenčního zesilovače (l6) a selek-tor (l5) druhého kmitočtu, připojený k druhému vstupu prvníhodiferenčního zesilovače (l6).

3· Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že na vstupřídicího členu (19) je připojen výstup druhého diferenčníhozesilovače (17)» jehož pivní vstup je připojen k výstupu prvního diferenčního zesilovače (l6) a jehož druhý vstup je spojens výstupem zdroje (18) referenčního signálu. a výkrety