DE102004033828B4

DE102004033828B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Speichern von Daten auf Magnetband

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Publication number: DE102004033828B4
Application number: DE102004033828A
Authority: DE
Inventors: James Clifford Anderson; Martin John Harper; Vernon L. Knowles; Donald J. Fasen
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Enterprise Development LP
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: GB0425469D0; DE102004033828A1; US7268970B2; GB2408379A; GB2408379B; US20050111131A1

Abstract

Verfahren zum Speichern von Daten auf und Wiedergewinnen von Daten von einem Magnetband, das folgende Schritte umfasst: Empfangen (10) von Daten beim Arbeiten in einem Schreibmodus; Leiten (5) von Magnetband über einen elektromagnetischen Kopf; Variieren (15) des Steuerstroms an den elektromagnetischen Kopf gemäß den Daten beim Arbeiten in einem Schreibmodus; Erfassen (20) von Strom, der in den elektromagnetischen Kopf induziert wird, beim Arbeiten in einem Lesemodus; Erfassen (25) von Schwingung, die auf einen Bandtransportmechanismus übertragen wird mittels eines Beschleunigungsmessers; und Einstellen (30) der Position des elektromagnetischen Kopfs gemäß der erfassten Schwingung, wobei das Einstellen der Position folgende Schritte umfasst: Erzeugen (45) eines Korrektursignals durch Empfangen (55) eines schwingungsanzeigenden Signals und durch Modifizieren (60) des schwingungsanzeigenden Signals durch Kompensation oder Prädiktion, um das Verhalten eines Positionierens des elektromagnetischen Kopfs zu verbessern; und Positionieren (50) des elektromagnetischen Kopfs gemäß dem Korrektursignal.

Description

Informationen werden mit einem elektromagnetischen Lese/Schreibkopf, der neben dem Magnetband positioniert ist, auf ein bewegliches Magnetband aufgezeichnet und von demselben gelesen. Der elektromagnetische „Kopf” kann ein einzelner elektromagnetischer Kopf sein oder, wie es üblich ist, eine Reihe von elektromagnetischen Lese/Schreibkopfelementen, die einzeln und/oder paarweise in der Kopfeinheit gestapelt sind. Daten werden in Spuren auf dem Magnetband aufgezeichnet, durch Bewegen des Magnetbands in Längsrichtung an dem elektromagnetischen Kopf vorbei. Die elektromagnetischen Kopfelemente werden selektiv durch elektrische Ströme aktiviert, die die Informationen darstellen, die auf dem Magnetband aufgezeichnet werden sollen. Die Informationen werden durch Bewegen des Magnetbands longitudinal an den elektromagnetischen Kopfelementen vorbei von dem Magnetband gelesen. Magnetflussmuster auf dem Magnetband erzeugen elektrische Signale in den elektromagnetischen Kopfelementen, während sich das Magnetband entlang bewegt. Diese elektrischen Signale stellen die Informationen dar, die auf dem Magnetband gespeichert sind.
Daten werden auf jeder der parallelen Spuren auf dem Magnetband aufgezeichnet oder von denselben gelesen, durch Positionieren der elektromagnetischen Kopfelemente an unterschiedlichen Positionen über dem Magnetband. Elektromagnetische Kopfelemente werden von Spur zu Spur bewegt, wie es notwendig ist, entweder um die gewünschten Informationen aufzuzeichnen oder zu lesen. Eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung, die wirksam mit einer Servosteuerschaltungsanordnung gekoppelt ist, steuert die Bewegung des elektromagnetischen Kopfs gemäß Servoinformationen, die auf dem Magnetband aufgezeichnet sind. Bandlaufwerk-Kopfpositionierbetätigungsvorrichtungen umfassen häufig eine Führungsspindel, die durch einen Schrittmotor, einen Schwingspulenmotor oder eine Kombination von beiden gesteuert wird. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung bewegt den elektromagnetischen Kopf entlang einem Weg senkrecht zu der Verlaufsrichtung des Magnetbands. Die elektromagnetischen Kopfelemente sind so nahe wie möglich zu der Mitte der Spur positioniert, auf der Basis der Servoinformationen.
Zwei wichtige Betrachtungen bei dem Betrieb von Bandlaufwerken sind Lesefehler und Schreibfehler. Lesefehler treten auf, wenn Daten falsch von dem Magnetband gelesen werden, Schreibfehler treten auf, wenn Daten falsch auf das Magnetband geschrieben werden. Bandspeicherprotokolle umfassen häufig Fehlererfassungsmechanismen, die die Erfassung eines Lesefehlers ermöglichen. Wenn ein Lesefehler erfasst wird, kann das Magnetband angehalten werden und zurückgesetzt werden, sodass die Daten erneut gelesen werden können. Diese Sicht von Lesefehlern nimmt an, dass Daten richtig auf dem Magnetband gespeichert wurden und dass der Fehler während der Leseoperation aufgetreten ist. Falls Daten nicht von vornherein richtig auf dem Magnetband gespeichert wurden, dann ist das Korrigieren der fehlerhaft geschriebenen Daten während dem Leseprozess sehr schwierig. Schreibfehler sind daher schwerwiegender als Lesefehler. Ein einfacher Schreibmechanismus hat keine Möglichkeit, zu Verifizieren, dass die Daten richtig auf das Magnetband übertragen wurden.
Zwei Beitragende zu Lese/Schreibfehlern sind Erschütterung und Schwingung, die sich aus zufälliger, beabsichtigter oder unbeabsichtigter Bewegung eines Bandtransportmechanismus in dem Bandlaufwerk während dem Betrieb ergeben. Der Bandtransportmechanismus ist typischerweise in dem Körper des Bandlaufwerks untergebracht. Jede Erschütterung und Schwingung, die an den Körper des Bandlaufwerks angelegt wird, koppelt mechanisch mit dem Bandtransportmechanismus und daher mit dem elektromagnetischen Kopf. Solche Störungen, die während einem Schreibprozess auftreten, können eine Fehlausrichtung zwischen dem elektromagnetischen Kopf und der Bandspur bewirken, auf die die Daten geschrieben werden. Diese Fehlausrichtung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schreibfehler auftreten wird. Ähnliche Störungen, die während einem Leseprozess auftreten, können ebenfalls Lesefehler bewirken.
Weil Schreibfehler schwerwiegender sind als Lesefehler, umfassen elektromagnetische Kopfanordnungen häufig ein Paar von Elementen, einen „vorderen” elektromagnetischen Kopf und einen „hinteren” elektromagnetischen Kopf, die getrennt voneinander sind aber nahe beabstandet zueinander sind. Diese Anordnungen arbeiten durch Schreiben von Daten auf das Magnetband mit dem vorderen elektromagnetischen Kopf und ein unmittelbares Lesen der eben geschriebenen Daten von dem Magnetband mit dem hinteren elektromagnetischen Kopf. Falls die gelesenen Daten mit den geschriebenen Daten übereinstimmen, wird davon ausgegangen, dass die Daten auf dem Magnetband richtig sind. Falls die beiden Versionen der Daten nicht übereinstimmen, kann eine korrigierende Aktion durchgeführt werden. Eine Form von korrigierender Aktion schreibt eine Markierung auf das Magnetband, dass die fehlerbehaftete Daten als ungültig identifiziert und dann die Daten auf einen anderen Teil des Magnetbands neu schreibt.
Leider kann die Schreib-/Lesetechnik durch Erschütterung und Schwingung, die an den Körper des Bandlaufwerks angelegt wird, getäuscht werden. Die elektromagnetischen Schreib- und Leseköpfe, die bei dem Schreib-/Leseverfahren verwendet werden, sind starr miteinander verbunden und erfahren im Wesentlichen eine gleiche Bewegung ansprechend auf jede Erschütterung oder Schwingung, die den Bandtransportmechanismus erreicht, der den elektromagnetischen Kopf trägt. Falls daher die Erschütterung oder Schwingung bewirkt, dass der vordere elektromagnetische Kopf Daten an eine falsche Position auf dem Magnetband schreibt, dann kommen die bestätigenden Daten, die durch den hinteren elektromagnetischen Kopf gelesenen werden, von der gleichen falschen Position und es wird kein Fehler erfasst. Auf das Wiedergeben der gleichen Daten hin kann jedoch ein Lesefehler auftreten, weil der elektromagnetische Lesekopf eventuell nicht mit der gleichen Position auf dem Magnetband ausgerichtet ist, wie wenn die Daten bei dem Vorliegen von Erschütterung oder Schwingung geschrieben wurden. Selbst wenn kein Schreibfehler vorliegt, kann eine Erschütterung oder Schwingung, die während einer Leseoperation auftritt, eine vorübergehende Fehlausrichtung des elektromagnetischen Kopfs und des Magnetbands bewirken und somit einen Lesefehler bewirken.
Zusammenfassend können Erschütterung und Schwingung während einer Schreiboperation zu Daten führen, die fehlerhaft auf Magnetbänder geschrieben werden, und die resultierenden Fehler können nicht durch die Schreib-/Lesetechnik erfasst werden. Erschütterung und Schwingung, die während einer Leseoperation auftreten, können zu Lesefehlern führen, unabhängig von der Qualität der Daten auf dem Magnetband.
Die US 5,828,514 A lehrt einen Positionssensor, bei dem es sich typischerweise um einen optischen Sensor handelt, der Bewegungen eines Magnetkopfs relativ zum Rahmen eines Bandlaufwerks erfasst.
Die US 5,999,359 A befasst sich mit einem Kopfpositionierungssystem, das einen Fotosensor verwendet, um eine relative Position eines Magnetkopfs zu einer Trägeranordnung zu erfassen.
Aus der US 2002/0063989 A1 ist ein Schwingungssensor bekannt, der auf einer Aufhängungsanordnung eines Festplattenlaufwerks angebracht ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Speichern von Daten auf und zum Wiedergewinnen von Daten von einem Magnetband, eine elektromagnetische Kopfanordnung, ein Magnetbandlaufwerk und ein Bandkopfpositionierungssystem mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein Magnetbandlaufwerk gemäß Anspruch 7 und ein Bandpositionierungssystem gemäß Anspruch 13 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Bei der nachfolgenden Beschreibung mehrerer alternativen Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Speichern von Daten auf und Empfangen von Daten von einem Magnetband;
2 ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Einstellen einer Position;
3 ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Korrektursignals;
4 ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Implementieren einer Prädiktion unter Verwendung von Spektraltechniken;
5 ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Begrenzen desEffekts einer extremen Schwingung;
6 eine bildliche Darstellung eines darstellenden Ausführungsbeispiels einer elektromagnetischen Kopfanordnung;
7 ein Blockdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels einer Kopfpositionierungseinheit;
7A ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Schwingungssignalprozessors;
7B ein Datenflussdiagramm, das die Interaktion von Funktionsmodulen bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eines Schwingungssignalprozessors beschreibt;
8 eine bildliche Darstellung eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Magnetbandlaufwerks; und
9 eine perspektivische bildliche Darstellung eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Bandtransportmechanismus.
1 ist ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Speichern von Daten auf und Empfangen von Daten von einem Magnetband. Gemäß diesem beispielhaften Verfahren wird das Band über einen elektromagnetischen Kopf geleitet (Schritt 5). Gemäß einer beispielhaften Variation des vorliegenden Verfahrens fährt der Betrieb in einem Schreibmodus fort (Schritt 7). Beim Arbeiten in einem Schreibmodus werden Daten, die auf dem Magnetband gespeichert werden sollen, empfangen (Schritt 10). Steuerstrom an den elektromagnetischen Kopf wird gemäß den Daten variiert (Schritt 15). Typischerweise ist das Magnetband mit Magnetmaterial imprägniert. Ein Beispiel eines solchen Materials ist fein pulverisiertes Eisen. Jedes der winzigen Teilchen Magnetmaterial in dem Magnetband wirkt als mikroskopischer Magnet mit einem Nord- und einem Südpol. Die Daten, die auf dem Magnetband aufgezeichnet werden sollen, sind häufig in binärer Form codiert, wie z. B. 1en und 0en. Bei einem darstellenden Beispiel ist eine 1 als ein positiver Strom codiert und eine 0 ist als ein negativer Strom codiert. Gemäß einem weiteren Beispiel wechselt der Steuerstrom in dem elektromagnetischen Kopf gemäß den binären Daten zwischen positiv und negativ. Wenn ein positiver Steuerstrom an den elektromagnetischen Kopf angelegt wird gemäß einem darstellenden Beispiel, wird das Magnetbandmaterial, das nahe dem Kopf ist, zu einem magnetischen Nordzustand magnetisiert. Gleichartig dazu, wenn ein negativer Steuerstrom an den elektromagnetischen Kopf angelegt wird gemäß dem gleichen darstellenden Beispiel, wird das Magnetbandmaterial, das nahe dem Kopf ist, zu einem magnetischen Südzustand magnetisiert.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Variation des vorliegenden Verfahrens schreitet der Betrieb in einem Lesemodus fort (Schritt 8). Gemäß gut bekannten Prinzipien des Elektromagnetismus induziert die Bewegung des Bands an dem elektromagnetischen Kopf vorbei ein Spannungssignal in dem elektromagnetischen Kopf gemäß dem Magnetzustand des Magnetbandmaterials nahe dem Kopf. Dieses Spannungssignal bewirkt einen Strom in dem elektromagnetischen Kopf, der gemäß den Daten, die auf dem Magnetband gespeichert sind, variiert. Dieser Strom in dem elektromagnetischen Kopf wird beim Arbeiten in einem Lesemodus erfasst (Schritt 20), um Daten von dem Band zu lesen.
Es sollte klar sein, dass praktische Bandlaufwerke die obigen Operationen Millionen Male pro Sekunde durchführen. Außerdem sind die Spuren auf dem Magnetband sehr klein. Als Folge, wie es hierin beschrieben ist, kann jede Erschütterung oder Schwingung, die durch den elektromagnetischen Kopf erfahren wird, zu einer kurzen Fehlausrichtung des elektromagnetischen Kopfs und des Magnetbands führen. Diese Fehlausrichtung kann zu Fehlern führen, entweder während dem Schreiben auf das Magnetband oder während dem Lesen von demselben. Folglich umfasst das vorliegende beispielhafte Verfahren ferner das Erfassen der Schwingung, die auf den Bandtransportmechanismus ausgeübt wird, der den elektromagnetischen Kopf trägt (Schritt 25). Die Position des elektromagnetischen Kopfs wird gemäß der erfassten Schwingung eingestellt (Schritt 30).
Eine Schwingungs-(oder Erschütterungs-)quelle ist ein Objekt oder eine Person, die an den Körper eines Bandlaufwerks stößt. Die Schwingung von benachbarten elektrischen Motoren kann auch eine Schwingung des Körpers eines Bandlaufwerks verursachen. Falls die Schwingung des Körpers des Bandlaufwerks mit dem Bandtransportmechanismus koppelt, der den elektromagnetischen Kopf trägt, gibt es ein Potential für Fehler. Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf das Entgegenwirken gegen die Effekte einer Schwingung, die an einen Bandtransportmechanismus angelegt werden, der einen elektromagnetischen Kopf trägt.
Gemäß einer alternativen Variation des vorliegenden Verfahrens wird Schwingung erfasst durch Erzeugen eines elektrischen Signals gemäß der Schwingung, die von dem Bandtransportmechanismus erfahren wird, der den elektromagnetischen Kopf trägt. Ein beispielhaftes Verfahren zum Erfassen von Schwingung umfasst das Befestigen eines Beschleunigungsmessers an den Bandtransportmechanismus. Der Beschleunigungsmesser erzeugt ein elektrisches Signal gemäß der Schwingung, die von dem Beschleunigungsmesser erfahren wird. Weil der Beschleunigungsmesser an den Bandtransportmechanismus befestigt ist, der den elektromagnetischen Kopf trägt, stellt das Signal, das durch den Beschleunigungsmesser erzeugt wird, die Schwingung dar, die von dem Bandtransportmechanismus erfahren wird. Gemäß einem typischen Beispiel wird das Beschleunigungsmessersignal durch eine Kopfpositionierungseinheit verwendet, um die Position des Kopfs gemäß dem Beschleunigungsmessersignal einzustellen.
Das ordnungsgemäße Positionieren eines elektromagnetischen Kopfs relativ zu einem Magnetband ist keine einfache Angelegenheit, selbst wenn keine Schwingung vorliegt. Beispielsweise neigt das Magnetband bei einigen Bandlaufwerken dazu, vor- und zurückzuwandern, auf Grund von Unregelmäßigkeiten in den Formen von Führungen, die das Magnetband ordnungsgemäß mit dem elektromagnetischen Kopf ausgerichtet halten sollen. Manchmal kann sich ein dünner Luftfilm zwischen dem Magnetband und der Führung bilden. In dieser Situation neigt das Magnetband dazu, auf diesem Luftfilm zu schweben. Dieses Schweben bewirkt, dass sich das Magnetband lateral über den elektromagnetischen Kopf bewegt. Falls sich das Magnetband zu weit von seiner ordnungsgemäßen Position bewegt, wird das Magnetband fehlausgerichtet zu dem elektromagnetischen Kopf. Eine solche Fehlausrichtung führt häufig zu Fehlern, wie es bereits beschrieben wurde. Um dieser Tendenz des Magnetbands, über den elektromagnetischen Kopf zu wandern, entgegenzuwirken, liefert ein darstellendes Ausführungsbeispiel Servoinformationen auf dem Magnetband. Gemäß einer alternativen Variation des vorliegenden Verfahrens wird die Position des Magnetbands relativ zu dem elektromagnetischen Kopf erfasst (Schritt 35) und die Position des elektromagnetischen Kopfs wird gemäß der erfassten Position des Magnetbands eingestellt (Schritt 40). Bei einem darstellenden Beispiel liest der elektromagnetische Kopf Servoinformationen von dem Magnetband. Der elektromagnetische Kopf führt die Servoinformationen zu einem Bandpositionssensor. Der Bandpositionssensor wandelt die Servoinformationen in eine Positionsanzeige um. Die Positionsanzeige wird in eine Kopfpositionierungseinheit zugeführt. Die Kopfpositionierungseinheit erzeugt ein Korrektursignal gemäß der Positionsanzeige. Das Korrektursignal wird an eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung angelegt. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung bewegt den elektromagnetischen Kopf, um die ordnungsgemäße Ausrichtung mit dem Magnetband beizubehalten.
2 ist ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Einstellen der Position. Die Technik, die eben zum Positionieren des elektromagnetischen Kopfs gemäß Servoinformationen beschrieben wurde, gilt genauso für das Positionieren des elektromagnetischen Kopfs gemäß einer erfassten Schwingung. Gemäß einer Variation des vorliegenden Verfahrens wird ein Korrektursignal auf der Basis von Schwingungsinformationen erzeugt (Schritt 45). Die Position des elektromagnetischen Kopfs wird dem Korrektursignal gemäß eingestellt (Schritt 50). Bei einem bereits beschriebenen Beispiel wird das Korrektursignal auf der Basis von Schwingungsinformationen erzeugt, die von einem Beschleunigungsmesser empfangen werden. Gemäß einem weiteren Beispiel wird das Schwingungskorrektursignal mit dem Positionskorrektursignal kombiniert, um ein Betätigungsvorrichtungsantriebssignal zu bilden. Das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal wird an die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung angelegt. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung bewegt den elektromagnetischen Kopf gemäß dem Betätigungsvorrichtungsantriebssignal zum Beibehalten einer ordnungsgemäßen Ausrichtung mit dem Magnetband gemäß sowohl Schwingungs- als auch Positionsinformationen.
Die Schwingung oder die Erschütterung, die durch den Bandtransportmechanismus erfahren wird, der einen elektromagnetischen Kopf trägt, umfasst im allgemeinen sowohl Niedrigfrequenzkomponenten als auch Hochfrequenzkomponenten. Das Ausmaß, mit dem Niedrigfrequenz- und Hochfrequenzkomponenten die resultierende Bewegung des elektromagnetischen Kopfs beeinträchtigen, hängt teilweise von einem Konzept ab, das in der Technik gut bekannt ist, und als Frequenzverhalten bezeichnet wird. Das Frequenzverhalten der elektromagnetischen Kopfpositionierung wird durch den Schwingungssensor beeinflusst, der die Schwingung erfasst, die von dem elektromagnetischen Kopf erfahren wird. Das Frequenzverhalten wird ferner durch die elektronischen Schaltungen beeinflusst, die Schwingungsinformationen verarbeiten, die von dem Schwingungssensor empfangen werden. Das Frequenzverhalten wird ferner durch die Masse der Betätigungsvorrichtung beeinflusst, die den elektromagnetischen Kopf tatsächlich gemäß den Schwingungsinformationen bewegt. Das Frequenzverhalten wird ferner noch beeinflusst durch die Masse des elektromagnetischen Kopfs selbst. Alle der vorher erwähnten Einflüsse und zahllose andere, die nicht ohne weiteres gemessen werden können, bestimmen das Frequenzverhalten des Positionierens des elektromagnetischen Kopfs. Als solches kann die Positionssteuerung, die an den elektromagnetischen Kopf angelegt wird, nicht in der Lage sein, den elektromagnetischen Kopf zu bewegen, um ordnungsgemäß auf Hochfrequenzkomponenten von Schwingung oder Erschütterung anzusprechen. Eine alternative Variation des vorliegenden Verfahrens umfasst ferner das Begrenzen von Schwingungsfrequenzen, die gemäß dem Frequenzverhalten des Positionierens des elektromagnetischen Kopfs auf den Bandtransportmechanismus ausgeübt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel resultiert dieses Begrenzen von schwingungsabsorbierender Befestigungshardware, die verhindert, dass Hochfrequenzschwingung den Bandtransportmechanismus erreicht. Die schwingungsabsorbierende Befestigungshardware ist gemäß einem Ausführungsbeispiel zwischen dem Bandtransportmechanismus und einer externen Befestigungsstruktur angeordnet.
3 ist ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erzeugen eines Korrektursignals. Gemäß einer darstellenden Variation des vorliegenden Verfahrens wird ein schwingungsanzeigendes Signal empfangen (Schritt 55). Diese Variation des vorliegenden Verfahrens umfasst ferner das Modifizieren des schwingungsanzeigenden Signals zum Verbessern des Verhaltens des Positionierens des elektromagnetischen Kopfs. Eine darstellende Variation des vorliegenden Verfahrens modifiziert das schwingungsanzeigende Signal durch Kompensation (Schritt 60). Eine weitere darstellende Variation des vorliegenden Verfahrens modifiziert das schwingungsanzeigende Signal durch Prädiktion (Schritt 65).
Gemäß einem Beispiel wird ein schwingungsanzeigendes Signal von einem Beschleunigungsmesser empfangen, wie es bereits beschrieben wurde. Ein beispielhaftes Verfahren zum Anlegen von Kompensation an das schwingungsanzeigende Signal verwendet Tiefpassfiltern. Tiefpassfiltern ist ein elektronisches Verfahren zum Entfernen unerwünschter Hochfrequenzkomponenten von dem schwingungsanzeigenden Signal. Einige unerwünschte Hochfrequenzkomponenten ergeben sich von externen Quellen, wie z. B. Strahlung von nahe liegenden Computern. Diese Hochfrequenzen enthalten keine Informationen, die sich auf mechanische Schwingung beziehen und werden am besten durch Tiefpassfiltern von dem schwingungsanzeigenden Signal entfernt.
Ein weiteres darstellendes Beispiel von Kompensation umfasst elektronische Techniken zum Verbessern des Verhaltens des Positionierens des elektromagnetischen Kopfs. Das Positionieren des elektromagnetischen Kopfs ist ein Geschlossene-Schleife-Prozess. Das heißt, gemäß einem Beispiel wird Schwingung erfasst und durch die Kette von oben aufgezeigten Verbindungen wird der elektromagnetische Kopf gemäß der Schwingung bewegt. Die Bewegung des elektromagnetischen Kopfs bewirkt jedoch ihre eigene Sekundärschwingung, die ebenfalls durch den Schwingungssensor erfasst wird. Somit wird eine geschlossene Schleife gebildet, bei der eine erfasste Schwingung eine zusätzliche erfasste Schwingung erzeugt. Die zusätzliche Schwingung, die durch das Verhalten auf die ursprüngliche Schwingung bewirkt wird, ist ein Beispiel von „Rückkopplung”. Ohne eine ordnungsgemäße Kompensation kann der Kopfpositionierungsprozess zu ungesteuerter Oszillation der Position des elektromagnetischen Kopfs führen. Im allgemeinen ergibt sich eine solche ungesteuerte Oszillation, wenn das Rückkopplungssignal in einem Geschlossene-Schleife-System zu groß ist und mit der falschen Phase zurückgekoppelt wird. Diese ungesteuerte Oszillation ist wie das hohe Jaulen, das sich ergibt, wenn ein Signal von einem Lautsprecher durch ein Mikrofon aufgenommen wird, das das Signal zu einem Verstärker leitet, der das Signal zu dem Lautsprecher leitet und somit eine geschlossene Schleife bildet. Ein Kompensationsverfahren wirkt, um das Verhalten der Schleife „zu verlangsamen” durch Herausfiltern hoher Frequenzen und somit eine ungesteuerte Oszillation zu verhindern. Ein alternatives Kompensationsverfahren führt frequenzabhängige Phasenänderungen in die Geschlossene-Schleife-Charakteristika des Kopfpositionierungsprozesses ein, um ungesteuerte Oszillation zu verhindern. Die hier beschriebenen Kompensationsverfahren werden nur zu Darstellungszwecken angeführt und sollen nicht als Absicht angesehen werden, die angehängten Ansprüche zu begrenzen.
Falls zu viel Kompensation angelegt wird, kann der elektromagnetische Kopf nicht schnell genug bewegt werden, um Schwingungseffekten entgegen zu wirken. Ein ordnungsgemäßes Gleichgewicht muss zwischen Schleifenantwortzeit und einer Neigung zu ungesteuerter Oszillation beibehalten werden. Ein Werkzeug für eine Feinabstimmung dieses Gleichgewichts wird als Prädiktion bezeichnet. Eine Form von Prädiktion wirkt zum Verstärken von hohen Frequenzen und beschleunigt somit das Verhalten einer geschlossenen Schleife. Die Beschleunigung der Geschlossene-Schleife-Antwort ermöglicht es dem elektromagnetischen Kopf, sich schneller zu bewegen, um die Schwingung auszugleichen oder einem Bandpositionierungssignal zu folgen. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden Kompensation und Prädiktion zusammen verwendet, um die Leistungsfähigkeit des Positionierens des elektromagnetischen Kopfs zu optimieren. Gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel wird Prädiktion bei der Abwesenheit von Kompensation verwendet.
4 ist ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Implementieren von Prädiktion unter Verwendung von Spektraltechniken. Gemäß einer beispielhaften Variation des Verfahrens umfasst Prädiktion das Durchführen einer Spektralanalyse des schwingungsanzeigenden Signals (Schritt 70). Ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen einer Spektralanalyse umfasst das Berechnen einer diskreten Fourier-Transformation (DFT) des schwingungsanzeigenden Signals. Mehrere Verfahren, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind, sind zum Berechnen einer DFT verfügbar. Ein darstellendes Verfahren, das als Fast Fourier-Transformation (FFT) bezeichnet wird, führt eine effiziente Berechnung einer DFT über ein volles Frequenzspektrum durch. Ein alternatives darstellendes Verfahren, das als Goertzel-DFT bezeichnet wird, führt eine effiziente Berechnung einer DFT bei einer einzigen Frequenz durch.
Bei einigen Ausführungsbeispielen der Bandlaufwerkhardware umfassen elektrische Motoren, die die mechanische Umgebung des Bandlaufwerks gemeinschaftlich verwenden, eine Schwingungsquelle. Wenn diese elektrischen Motoren synchron mit der Leistungsleitungsspannung arbeiten, tritt die Schwingung der Motoren bei Harmonischen einer Grundleistungsleitungsfrequenz auf. Bei solchen Ausführungsbeispielen umfasst das Schwingungssignal, das von einem Schwingungssensor empfangen wird, sich wiederholende Komponenten. Die Kenntnis des vergangenen Verhaltens solcher sich wiederholender Komponenten ermöglicht eine genaue Schätzung der zukünftigen Werte derselben. Typischerweise variieren die Charakteristika der sich wiederholenden Komponenten nur langsam und können somit durch DFT-Techniken extrahiert werden. Gemäß einem Beispiel umfasst diese Extraktion das Berechnen der Amplitude und Phase der diskreten Frequenzkomponenten, die in dem schwingungsanzeigenden Signal vorhanden sind. Die Kenntnisse dieser Amplituden- und Phaseninformationen ermöglicht die Prädiktion des Werts von periodischen Komponenten des schwingungsanzeigenden Signals zu einem zukünftigen Zeitpunkt (Schritt 75). Mit dieser Kenntnis des zukünftigen Werts periodischer Komponenten des schwingungsanzeigenden Signals wird die Einstellung der Position des elektromagnetischen Kopfs zum Kompensieren dieser periodischen Schwingung mit im Wesentlichen null Verzögerung durchgeführt.
5 ist ein Flussdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Begrenzen des Effekts extremer Schwingung. Einige mechanische Schwingungen sind so extrem, dass dieselben nicht durch elektronische Einrichtungen kompensiert werden können. Gemäß einem beispielhaften Verwendungsfall kann es sein, dass ein Arbeiter, der ein Computergehäuse bewegt, die Einheit aus Versehen fallen lässt, während ein Bandlaufwerk in derselben arbeitet. Ein solches Ereignis erzeugt Schwingung außerhalb des Bereichs, was normalerweise bei einem alltäglichen Betrieb des Bandlaufwerks erwartet werden kann. Trotzdem ist es wünschenswert, die Effekte eines solchen ungewöhnlichen Ereignisses zu minimieren. Gemäß einer Variation wird das in 5 beschriebene Verfahren angelegt, wenn ein Bandlaufwerk in einem Schreibmodus arbeitet. Gemäß einer alternativen Variation des vorliegenden Verfahrens wird das schwingungsanzeigende Signal empfangen (Schritt 80). Die Änderungsrate der erfassten Schwingung wird berechnet (Schritt 85). Die Größe (d. h. der absolute Wert) der Änderungsrate der erfassten Schwingung wird (Schritt 92) mit einer vorher festgelegten Grenze 90 verglichen. Wenn die Größe der Änderungsrate der erfassten Schwingung die vorher festgelegte Grenze 90 überschreitet, werden die Variationen bei dem Steuerstrom zu dem elektromagnetischen Kopf gehemmt (Schritt 95). Auf diese Weise wird das Schreiben auf das Band ausgeschlossen, wenn eine hohe Wahrscheinlichkeit von Schreibfehlern vorliegt.
Gemäß einem darstellenden Verwendungsfall stellt das empfangene schwingungsanzeigende Signal die Beschleunigung des Bandtransportmechanismus dar, der den elektromagnetischen Kopf trägt. Bei diesem darstellenden Verwendungsfall umfasst die Änderungsrate der erfassten Schwingung eine Ableitung bezüglich der Zeit des schwingungsanzeigenden Signals. Eine Vorrichtung, die eine Ableitung berechnet, wird weiter unten beschrieben.
6 ist eine bildliche Darstellung eines darstellenden Ausführungsbeispiels einer elektromagnetischen Kopfanordnung. Gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der Lage ist, eine erfasste Schwingung gemäß dem vorliegenden Verfahren zu kompensieren, umfasst die elektromagnetische Kopfanordnung einen elektromagnetischen Kopf 100, einen Schwingungssensor 120 und eine Kopfpositionierungseinheit 145. Ein Wagen 110 trägt den elektromagnetischen Kopf 100. Der elektromagnetische Kopf 100 ist angeordnet, um ein Magnetband 105 zu lesen oder zu schreiben. Beim Betrieb verläuft das Magnetband 105 über den elektromagnetischen Kopf 100 in einer Bewegungsrichtung 107. Bandführungen (nicht gezeigt), die an gegenüberliegenden Seiten des elektromagnetischen Kopfs 100 angeordnet sind, wirken, um das Band über den elektromagnetischen Kopf 100 zu positionieren. Ein darstellendes Beispiel des Wagens 110 umfasst einen Schlitz 115, der die Bewegung des elektromagnetischen Kopfs 100 trägt und führt. Dem elektromagnetischen Kopf 100 ist es ermöglicht, sich in dem Schlitz 115 in einer Richtung transversal zu der Bewegungsrichtung 107 des Magnetbands 105 zu bewegen. Diese Bewegungsrichtung des elektromagnetischen Kopfs 100 definiert eine Steuerachse.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Schwingungssensor 120 in der Lage, eine Schwingung zu erfassen, die auf das Chassis 190 ausgeübt wird, das fest an dem Wagen 110 befestigt ist. Der Schwingungssensor 120 ist daher in der Lage, eine Schwingung zu erfassen, die auf die elektromagnetische Kopfanordnung ausgeübt wird. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Schwingungssensor 120 an den Abschnitt des Chassis 190 der elektromagnetischen Kopfanordnung befestigt. Der Schwingungssensor 120 kann ein schwingungsanzeigendes Signal 125 gemäß einer erfassten Schwingung in der Richtung der Steuerachse erzeugen. Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel umfasst der Schwingungssensor 120 einen Beschleunigungsmesser. Gemäß einem weiteren darstellenden Ausführungsbeispiel ist das Schwingungssignal 125 ein elektrisches Signal, das durch den Beschleunigungsmesser erzeugt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kopfpositionierungseinheit 145 in der Lage, die Position des elektromagnetischen Kopfs 100 gemäß der erfassten Schwingung einzustellen. Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird die erfasste Schwingung durch das schwingungsanzeigende Signal 125 dargestellt. Die Kopfpositionierungseinheit 145 verarbeitet das schwingungsanzeigende Signal 125, um ein Steuersignal zu erzeugen. Das Steuersignal treibt eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung, die in der Kopfpositionierungseinheit 145 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel enthalten ist. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung ist mechanisch mit dem elektromagnetischen Kopf 100 verbunden. Gemäß einem darstellenden Beispiel umfasst die mechanische Verbindung eine mit einem Gewinde versehene Welle 150. Die Gewinde in der Welle 150 passen zu den Gewinden in dem elektromagnetischen Kopf 100. Die Kopfpositionierungseinheit 145 ist in der Lage, die Welle 150 zu drehen. Die Drehung der Welle 150 bewirkt, dass sich der elektromagnetische Kopf 100 in der Richtung der Steuerachse bewegt.
Gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel umfasst die elektromagnetische Kopfanordnung ferner einen Bandpositionssensor 130. Der Bandpositionssensor 130 ist in der Lage, ein Bandpositionssignal 140 gemäß der Position des Magnetbands 105 zu erzeugen. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel werden Servoinformationen auf dem Magnetband 105 geliefert. Die Servoinformationen werden durch den elektromagnetischen Kopf 100 gelesen. Der elektromagnetische Kopf 100 erzeugt ein Servosignal 135 gemäß den Servoinformationen, die von dem Magnetband 105 gelesen werden. Das Servosignal 135 wird zu dem Bandpositionssensor 130 geleitet. Der Bandpositionssensor 130 erzeugt das Bandpositionssignal 140 gemäß dem Servosignal 135. Das Bandpositionssignal 140 zeigt die Position des Magnetbands 105 relativ zu dem elektromagnetischen Kopf 100 an. Die Kopfpositionierungseinheit 145 gemäß diesem alternativen Ausführungsbeispiel ist in der Lage, das Bandpositionssignal 140 zu empfangen. Die Kopfpositionierungseinheit 145 ist ferner in der Lage, die Position des elektromagnetischen Kopfs 100 gemäß dem Bandpositionssignal 140 auf die bereits beschriebene Weise einzustellen.
7 ist ein Blockdiagramm eines darstellenden Ausführungsbeispiels einer Kopfpositionierungseinheit 145. Dieses alternative darstellende Ausführungsbeispiel der Kopfpositionierungseinheit 145 umfasst einen Korrektursignalgenerator 155 und eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170. Der Korrektursignalgenerator 155 ist in der Lage, Schwingungsinformationen von dem Schwingungssensor 120 zu empfangen. Der Korrektursignalgenerator 155 ist ferner in der Lage, gemäß den Schwingungsinformationen ein Korrektursignal 160 zu erzeugen. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 gemäß diesem alternativen Ausführungsbeispiel positioniert den elektromagnetischen Kopf 100 gemäß dem Korrektursignal 160. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Kopfpositionierungseinheit 145 werden Schwingungsinformationen durch das schwingungsanzeigende Signal 125 getragen. Es sollte angemerkt werden, dass die Figur einen optionalen Betätigungsvorrichtungstreiber 175 darstellt, der nachfolgend beschrieben wird. Folglich wird das Korrektursignal 160 verwendet, um die Betätigungsvorrichtung 170 direkt zu treiben, bei Ausführungsbeispielen, wo der Betätigungsvorrichtungstreiber 175 nicht enthalten ist.
In einigen Fällen erfordert die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 mehr Leistung als der Korrektursignalgenerator 155 liefern kann. Folglich umfasst ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Kopfpositionierungseinheit 145 ferner einen Betätigungsvorrichtungstreiber 175, der in der Lage ist, das Korrektursignal 160 zu empfangen. Der Betätigungsvorrichtungstreiber 175 verwendet das Korrektursignal 160 zum Erzeugen eines Betätigungsvorrichtungsantriebssignals 165, das die Leistungsanforderungen der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 unterstützt. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 wird dann durch das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 getrieben. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 ist ferner in der Lage, den elektromagnetischen Kopf 100 gemäß dem Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 zu positionieren. Es sollte klar sein, dass das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 auf das Korrektursignal 160 anspricht. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170, die auf das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 anspricht, spricht daher auf das Korrektursignal 160 an. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 ist daher in der Lage, den elektromagnetischen Kopf 100 gemäß dem Korrektursignal 160 zu positionieren. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel positioniert die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 den elektromagnetischen Kopf 100 durch Drehen der Welle 150, wie es oben beschrieben ist. Die Betätigungsvorrichtung selbst umfasst gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel einen Schrittmotor, einen Servomotor, eine Schwingspule oder eine Kombination jeder dieser Elemente.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Korrektursignalgenerators 155 umfasst einen Schwingungssignalempfänger 180 und einen Schwingungssignalprozessor 185. Der Schwingungssignalempfänger 180 ist in der Lage, ein schwingungsanzeigendes Signal 125 zu empfangen, z. B. von dem Schwingungssensor 120. Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Schwingungssignalsempfängers 180 umfasst einen Verstärker, der in der Lage ist, das schwingungsanzeigende Signal 125 zu empfangen. Der Verstärker ist ferner in der Lage, die Amplitude des schwingungsanzeigenden Signals 125 zu erhöhen, um ein verstärktes Signal 127 zu erzeugen. Ein darstellendes Ausführungsbeispiel eines Verstärkers umfasst einen Betriebsverstärker 183 mit einem Kopplungswiderstand R_a 181 und einem Rückkopplungswiderstand R_b 182. Der Verstärker bei diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel erhöht die Amplitude des schwingungsanzeigenden Signals 125 um einen Faktor von –R_b/R_a zum Erzeugen des verstärkten Signals 127.
Der Schwingungssignalprozessor 185 kann das verstärkte Signal 127 modifizieren durch Anlegen von zumindest entweder Kompensation oder Prädiktion, um das Verhalten der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 zu verbessern. Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Schwingungssignalprozessors 185 umfasst einen Betriebsverstärker 188 mit einer Kopplungsimpedanz Z₁ 186 und einer Rückkopplungsimpedanz Z₂ 187. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel des Schwingungssignalprozessors 185 empfängt das verstärkte Signal 127. Die Impedanzen Z₁ 186 und Z₂ 187 umfassen gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel des Schwingungssignalprozessors 185 Kombinationen von Widerständen und Kondensatoren. Die Operationen von Kompensation und Prädiktion werden implementiert durch Auswählen der richtigen Kombinationen von Widerständen und Kondensatoren. Beispielsweise liefert das Wählen von Z₂ 187 als einen Widerstand parallel zu einem Kondensator und das Wählen von Z₁ 186 als einen Widerstand eine Form der Kompensation. Bei einem anderen Beispiel liefert das Wählen von Z₁ 186 als einen Widerstand parallel zu einem Kondensator und das Wählen von Z₂ 187 als einen Widerstand eine Form der Prädiktion. Gemäß noch einem weiteren Beispiel können sowohl Kompensation als auch Prädiktion gleichzeitig angelegt werden, gemäß den Entwurfsanforderungen der Kopfpositionierungseinheit 145. Typischerweise werden Kompensation und Prädiktion verwendet zum Ausgleichen des Verhaltens der Kopfpositionierungseinheit 145 auf Schwingung oder Erschütterung gegen das Bedürfnis nach Stabilität in der Steuerschleife gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren. Die eben erwähnten Beispiele sind nur zu Darstellungszwecken aufgenommen und sollen den Schutzbereich der angehängten Ansprüche nicht begrenzen.
7A ist ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Schwingungssignalprozessors. Während der in 7 dargestellte Schwingungssignalprozessor 185 analoge Techniken zum Arbeiten an dem verstärkten Signal 127 verwendet, verwendet das in 7A dargestellte alternative Ausführungsbeispiel ein digitales Verfahren. Dieses alternative Ausführungsbeispiel umfasst einen Prozessor 300, der gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel einen Digitalsignalprozessor (DSP) umfasst, der in der Lage ist, Befehle auszuführen. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel umfasst ferner einen Arbeitsspeicher 305 und einen Programmspeicher 310. Befehlssequenzen, die eine Spektralanalysebefehlssequenz 330 und eine Prädiktionsbefehlssequenz 335 umfassen, sind in dem Programmspeicher 310 gespeichert. Eine Steuerbefehlssequenz 340 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls enthalten und in dem Programmspeicher 310 gespeichert. Dieses alternative Ausführungsbeispiel umfasst ferner einen Analog/Digital-Wandler 315 und einen Digital/Analog-Wandler 320. Ein Systembus 325 verbindet die vorher erwähnten Elemente.
Der Betrieb des in 7A dargestellten Schwingungssignalprozessors 185 wird am besten funktionsmodultechnisch beschrieben. Jede der Befehlssequenzen, die in dem Programmspeicher 310 gespeichert ist, bewirkt, wenn dieselbe durch den Prozessor 300 geladen und ausgeführt wird, minimal, dass der Prozessor 300 die Funktionen eines Moduls gemäß der Befehlssequenz durchführt. Somit können die Begriffe „Funktionsmodul” und „Befehlssequenz” auf eine im Wesentlichen austauschbare Weise verwendet werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass der Begriff „bewirkt minimal, dass der Prozessor” und Variationen davon als unbegrenzte Aufzählungen der Funktionen dienen sollen, die durch den Prozessor durchgeführt werden, während derselbe ein Funktionsmodul (d. h. eine Befehlssequenz) ausführt. Folglich sollen Ausführungsbeispiele eines Funktionsmoduls, die bewirken, dass der Prozessor Funktionen ausführt, zusätzlich zu denjenigen, die aufgezählt wurden, in dem Schutzbereich der Ansprüche enthalten sein, die hier angehängt sind.
7B ist ein Datenflussdiagramm, das eine Interaktion von Funktionsmodulen bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eines Schwingungssignalprozessors beschreibt. Das Steuermodul 340 koordiniert den Betrieb des Spektralanalysemoduls 330 und des Prädiktionsmoduls 335. Gemäß einer beispielhaften Funktionsweise empfängt der Analog/Digital-Wandler 315 das verstärkte Signal 127 und erzeugt eine digitale Darstellung 427 des verstärkten Signals 127. Es sollte daran erinnert werden, dass das verstärkte Signal 127 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel eine verstärkte Version des schwingungsanzeigenden Signals 125 ist. Jedes Element, das auf das verstärkte Signal 127 anspricht, spricht daher auf das schwingungsanzeigende Signal 125 an. Insbesondere ist die digitale Darstellung 427 eine Form einer digitalen Darstellung des schwingungsanzeigenden Signals 125. Ein Beispiel einer digitalen Darstellung 427 umfasst eine Sequenz von Werten des verstärkten Signals 127 (diese Werte werden als „Abtastwerte” bezeichnet), die bei gleichmäßig beabstandeten Zeitmomenten genommen werden und in numerischer (d. h. digitalischer) Form ausgedrückt werden. Gemäß der gleichen beispielhaften Funktionsweise wird eine Sequenz von N Abtastwerten der digitalen Darstellung 427 durch die Steuerung 340 empfangen und in dem Arbeitsspeicher 305 gespeichert. N ist gemäß dem vorliegenden Beispiel eine positive Ganzzahl, die gewählt ist, um groß genug zu sein, dass mehrere Wiederholungen der sich am schnellsten wiederholenden Komponente des Eingangssignals 127 in der Sammlung enthalten sind. Typische Werte für N sind 512, 1.024 und 2.048, aber diese Wahl von Werten soll den Schutzbereich der angehängten Ansprüche nicht begrenzen.
Mit den Abtastwerten der digitalen Darstellung 427 in dem Arbeitsspeicher 305 gespeichert, kommuniziert das Steuermodul 340 mit dem Spektralanalysemodul 330 durch einen ersten Steuerweg 432. Das Steuermodul 340 bewirkt somit, dass das Spektralanalysemodul 330 eine diskrete Fourier-Transformation (DFT) der Sequenz von N Abtastwerten der digitalen Darstellung 427 berechnet, die in dem Arbeitsspeicher 305 angeordnet ist. Die resultierende DFT umfasst eine neue Sequenz von N Abtastwerten, von denen jedes die Amplitude und Phase von beispielhaften Frequenzkomponenten darstellt, die, wenn dieselben summiert werden, die ursprüngliche digitale Darstellung 427 neu erzeugen. Die Steuerung 340 kommuniziert dann mit dem Prädiktionsmodul 335 durch einen zweiten Steuerweg 437. Das Steuermodul 340 bewirkt somit, dass das Prädiktionsmodul 335 einen zukünftigen Wert der digitalen Darstellung 427 gemäß der berechneten DFT berechnet.
Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel leitet die Steuerung 340 eine Aktion des Prädiktionsmoduls 335 ein. Das Prädiktionsmodul 335 untersucht die Größe der DFT und erzeugt eine modifizierte DFT, die nur einige wenige (z. B. etwa 10–20) der größten Abtastwerte in der DFT-Sequenz umfasst. Die verbleibenden Abtastwerte in der DFT-Sequenz werden auf Null gesetzt. Die modifizierte DFT-Sequenz wird in den Arbeitsspeicher 305 platziert. Die Steuerung 340 bewirkt dann, dass das Spektralanalysemodul 330 eine inverse diskrete Fourier-Transformation (IDFT) der modifizierten DFT an dem Arbeitsspeicher 305 berechnet. Diese Berechnung erzeugt eine neue Sequenz von N Abtastwerten in dem Arbeitsspeicher 305, die die dominanten sich wiederholenden Schwingungskomponenten in dem verstärkten Signal 127 umfasst. Auf Grund der sich wiederholenden Natur dieser dominanten Komponenten können die Werte derselben bei gleichmäßig beabstandeten Zeitmomenten vorhergesagt werden, die sich in die Zukunft erstrecken, für eine Anzahl von Abtastwerten, die etwa gleich αN sind, wobei α eine kleine Zahl ist, typischerweise kleiner als 10. Die Steuerung 340 bewirkt dann, dass das Prädiktionsmodul 335 eine Sequenz von zukünftigen Werten des verstärkten Signals 127 gemäß der neuen Sequenz von N Abtastwerten in dem Arbeitsspeicher 305 berechnet. Die Sequenz von zukünftigen Werten, die durch das Prädiktionsmodul 335 berechnet wird, wird in den Arbeitsspeicher 305 platziert. Die Steuerung 340 gewinnt die Sequenz von zukünftigen Werten von dem Arbeitsspeicher 305 wieder und leitet das Ergebnis als eine Sequenz von Werten 460 an den Digital/Analog-Wandler 320. Der Digital/Analog-Wandler 320 wandelt die digitale Abtastwertsequenz 460 in eine analoge Form um und präsentiert das resultierende analoge Signal als das Korrektursignal 160. Mit der Kenntnis zukünftiger Werte des Korrektursignals 160 ist die Kopfpositionierungseinheit 145 in der Lage, den elektromagnetischen Kopf 100 gemäß dem schwingungsanzeigenden Signal 125 mit im Wesentlichen null Verzögerung zu positionieren.
7 stellt ferner dar, dass gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Kopfpositionierungseinheit 145, das Korrektursignal 160 und das Bandpositionssignal 140 durch einen Betätigungsvorrichtungstreiber 175 empfangen werden. Der Betätigungsvorrichtungstreiber 175 umfasst gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel einen Betriebsverstärker 179, Kopplungswiderstände R₁ 176 und R₂ 177 und einen Rückkopplungswiderstand R₃ 178. Das Korrektursignal 160 ist durch den Kopplungswiderstand R₁ 176 mit dem Betätigungsvorrichtungstreiber 175 gekoppelt. Das Bandpositionssignal 140 ist durch den Kopplungswiderstand R₂ 177 mit dem Betätigungsvorrichtungstreiber 175 gekoppelt. Der Betätigungsvorrichtungstreiber 175 gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist in der Lage, das Korrektursignal 160 mit dem Bandpositionssignal 140 zu kombinieren. Die Kombination des Korrektursignals 160 und des Bandpositionssignals 140 erzeugt ein Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165. Das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 umfasst das Korrektursignal 160 und das Bandpositionssignal 140, wobei die jeweilige Stärke jedes Signals gemäß den Werten angepasst wird, die für R₁ 176, R₂ 177 und R₃ 178 ausgewählt sind. Beispielsweise umfasst das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 das Korrektursignal 160, das mit dem Gewichtungsfaktor w₁ = –R₃/R₁ angelegt ist. Das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 umfasst ferner das Bandpositionssignal 140, das mit dem Gewichtungsfaktor w₂ = –R₃/R₂ angelegt ist. Dieses Beispiel zeigt, wie die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 gemäß der Auswahl von Gewichtungsfaktoren w₁ und w₂ auf sowohl das Korrektursignal 160 als auch das Bandpositionssignal 140 ansprechen kann.
6 stellt noch ein weiteres alternatives darstellendes Ausführungsbeispiel der elektromagnetischen Kopfanordnung dar, die ferner einen Schwingungsbegrenzer umfasst. Der Schwingungsbegrenzer ist in der Lage, Schwingungsfrequenzen des Chassis 190 gemäß dem Frequenzverhalten der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 zu begrenzen. Gemäß einem Beispiel umfasst ein Schwingungsbegrenzer eine frequenzbegrenzende Befestigungshalterung 195. Die frequenzbegrenzende Befestigungshalterung 195 befestigt das Chassis 190 an einem Körper des Bandlaufwerks (nicht gezeigt). Der Körper wird extern angelegter Erschütterung und Schwingung ausgesetzt. Die schwingungsfrequenzbegrenzende Befestigungshalterung 195 ist in der Lage, Schwingungsfrequenzen zu begrenzen, die von dem Körper entlang der Steuerachse mit dem Chassis 190 gekoppelt sind.
Ein Verfahren zum Charakterisieren der Kopfpositionierungseinheit 145 gemäß dem vorliegenden darstellenden Ausführungsbeispiel ist das Definieren eines mathematischen „Frequenzverhaltens”. Das Frequenzverhalten setzt die Position des elektromagnetischen Kopfs 100 zu dem schwingungsanzeigenden Signal 125 in Beziehung. Ein schwingungsanzeigendes Signal 125 umfasst eine große Anzahl von Frequenzkomponenten. Jede dieser Frequenzkomponenten ist durch die Kombination des Schwingungssensors 120, des Korrektursignalgenerators 155, der Kopfpositionierungsbetätigungsvorrichtung 170, des elektromagnetischen Kopfs 100 und des Chassis 190 entweder einzeln oder zusammen auf vielleicht unterschiedliche Weise beeinträchtigt. Das Frequenzverhalten ist eine mathematische Summe davon, wie jede Frequenzkomponente beeinträchtigt wird. Das Frequenzverhalten, das so definiert ist, wird häufig als Frequenzverhalten der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170 bezeichnet. Grob gesagt, sprechen mechanische Vorrichtungen, wie z. B. der elektromagnetische Kopf 100 und die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 170, leichter auf niedrigere Frequenzen als auf hohe Frequenzen an. Gemäß dem vorliegenden darstellenden Ausführungsbeispiel der elektromagnetischen Kopfanordnung wirkt die schwingungsfrequenzbegrenzende Befestigungshalterung 195 zum Unterdrücken hoher Schwingungsfrequenzen. Im allgemeinen wirkt die schwingungsfrequenzbegrenzende Befestigungshalterung 195, um Schwingungskomponenten mit niedrigerer Frequenz weiterzuleiten, die gemäß dem vorliegenden Verfahren ausgeglichen werden können.
7 stellt auch ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Kopfpositionierungseinheit dar. Dieses alternative Ausführungsbeispiel umfasst ferner einen Komparator 350, der auf die Größe der Änderungsrate (d. h. die Ableitung bezüglich der Zeit) des schwingungsanzeigenden Signals 125 anspricht. Der Komparator 350 umfasst einen ersten Eingangsanschluss 352 und einen zweiten Eingangsanschluss 354. Ein Konstantsignal, das auf eine voreingestellte Grenze eingestellt ist (LIMIT 355), wird an den zweiten Eingangsanschluss 354 des Komparators 350 angelegt. Der Komparator 350 aktiviert jedes Mal ein Steuersignal (WRITE_PRECLUDE 360), wenn der Pegel des Signals, das an den ersten Eingangsanschluss 352 angelegt wird, den Pegel der vorher festgelegten Grenze 355 überschreitet. Dieses alternative Ausführungsbeispiel umfasst ferner einen Differenziator 372, der einen Betriebsverstärker 370 mit einem Rückkopplungswiderstand 375 und einen Kopplungskondensator 380 umfasst.
Der Betriebsverstärker 370, der mit einem Rückkopplungswiderstand 375 und einem Kopplungskondensator 380 konfiguriert ist, ist in der Lage, eine Ableitung zu berechnen.
Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird eine Ableitung des verstärkten Signals 127 berechnet durch Wählen des Kondensators 380, dass derselbe einen Wert C aufweist und der Widerstand 375 einen Wert R aufweist. Durch temporäres Darstellen des verstärkten Signals 127 durch die Gleichung x(t) erzeugt diese Auswahl von Komponentenwerten ein Ausgangssignal 385 des Differenziators 372 von RC d(x(t)) / dt zu dem Zeitpunkt t, was die Ableitung bezüglich der Zeit des verstärkten Signals 127 darstellt.
Das Ausgangssignal 385 des Differenziators 372 ist proportional zu der Ableitung des verstärkten Signals 127. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, das bereits erörtert wurde, ist das verstärkte Signal 127 proportional zu dem schwingungsanzeigenden Signal 125. Das Ausgangssignal 385 des Differenziators 372 ist daher proportional zu der Ableitung des schwingungsanzeigenden Signals 125.
Das vorliegende alternative Ausführungsbeispiel umfasst ferner eine Absolutwerteinheit 365, die positive Eingangssignale zu seinem Ausgang ungeändert weiterleitet und negative Eingangssignale zu seinem Ausgang multipliziert mal minus Eins weiterleitet. Der Eingang der Absolutwerteinheit 365 ist der Ausgang 385 des Differenziators 372. Das Ausgangssignal 390 der Absolutwerteinheit 365 wird an den ersten Eingangsanschluss 352 des Komparators 350 angelegt. Das Komparatoreingangssignal 352 ist daher proportional zu dem Absolutwert der Ableitung (d. h. der Änderungsrate) des schwingungsanzeigenden Signals 125. Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird der Wert der vorher eingestellten Grenze 355 gemäß einer Proportionalitätskonstante eingestellt, die das schwingungsanzeigende Signal 125 zu dem Ausgangssignal 385 des Differenziators 372 in Beziehung setzt. Das WRITE_PRECLUDE-Signal 360 wird jedes Mal aktiviert, wenn das Signal 390 die voreingestellte Grenze 355 überschreitet.
Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel der Kopfpositionierungseinheit 145 verbindet sich das verstärkte Signal 127 direkt mit dem Eingang der Absolutwerteinheit 365 und umgeht effektiv den Differenziator 372. Dieses darstellende Ausführungsbeispiel vergleicht die Größe des verstärkten Signals 127 mit der voreingestellten Grenze 355 und aktiviert das WRITE_PRECLUDE-Signal 360 jedes Mal, wenn die Größe des verstärkten Signals 127 die voreingestellte Grenze 355 überschreitet.
8 ist eine bildliche Darstellung eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Magnetbandlaufwerks. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst ein Magnetbandlaufwerk einen Bandtransportmechanismus 230, einen elektromagnetischen Kopf 240, ein Schnittstellenmodul 200, einen Beschleunigungsmesser 265 und ein Kopfpositionssteuersystem 257. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel ist in der Lage, eine Bandkassette 225 aufzunehmen, die ein Magnetband 215 umfasst. Die Bandkassette 225 wird in den Transportmechanismus 230 des Bandlaufwerks eingefügt. Beim Betrieb leitet der Bandtransportmechanismus 230 das Magnetband 215 von einer Zuführspule 220 um eine erste Bandführung 235 über den elektromagnetischen Kopf 240 und um eine zweite Bandführung 245 zu einer Aufnahmespule 250.
Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Schnittstellenmodul 200 in der Lage, Daten zu empfangen 205. Das Schnittstellenmodul 200 ist ferner in der Lage, ein Kopfantriebssignal 210 gemäß den empfangenen Daten 205 zu erzeugen. Der elektromagnetische Kopf 240 ist in der Lage, das Kopfantriebssignal 210 zu empfangen. Der elektromagnetische Kopf 240 ist ferner in der Lage, Daten auf das Band zu übertragen, durch Erzeugen eines Magnetfelds gemäß dem Bandantriebssignal 210, wenn das Bandlaufwerk in einem Schreibmodus arbeitet. Wenn das Bandlaufwerk in einem Lesemodus arbeitet, ist der elektromagnetische Kopf 240 in der Lage, ein Kopflesesignal 211 gemäß Daten zu erzeugen, die auf dem Band gespeichert sind. Der elektromagnetische Kopf 240 ist ferner in der Lage, das Kopflesesignal 211 zu dem Schnittstellenmodul 200 zu leiten. Das Schnittstellenmodul 200 ist in der Lage, die Informationen in dem Kopflesesignal 211 in eine Form 206 umzuwandeln, die durch einen externen Empfänger empfangen werden kann.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Schnittstellenmodul 200 ferner eine Kleincomputerschnittstelle (SCSI = Small Computer Systems Interface), die durch eine zentrale Verarbeitungseinheit verwaltet wird, die in dem Schnittstellenmodul 200 enthalten ist. Gemäß noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Schnittstellenmodul ferner eine IDE-Schnittstelle (IDE = Integrated Device Electronics = Integrierte-Vorrichtung-Elektronik). Die IDE-Schnittstelle wird ebenfalls durch eine zentrale Verarbeitungseinheit verwaltet, die in dem Schnittstellenmodul 200 enthalten ist. Abhängig davon, welches Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist das Bandlaufwerk in der Lage, Daten entweder durch die SCSI-Schnittstelle oder durch die IDE-Schnittstelle von einem Hostcomputer zu empfangen. Die alternativen SCSI- und IDE-Ausführungsbeispiele sind nur zu Darstellungszwecken beschrieben. Andere Schnittstellenmodultypen, z. B. eine Faserkanalschnittstelle, können verwendet werden. Die hier präsentierten Beispiele sollten nicht als Absicht angesehen werden, den Schutzbereich der angehängten Ansprüche zu begrenzen. Das Schnittstellenmodul 200 verwendet dann die Daten, die von dem Hostcomputer empfangen werden, um in das Laufwerk zu dem elektromagnetischen Kopf 240 zu variieren.
Gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel trägt ein Wagen 260 den elektromagnetischen Kopf 240. Der Wagen 260 umfasst eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 242. Der elektromagnetische Kopf 240 ist an der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 242 befestigt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Wagen 260 Teil einer Betätigungsvorrichtungsanordnung 255. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 242 ist in der Lage, den elektromagnetischen Kopf 240 in der Richtung einer Steuerachse über einer gewünschten Spur oder gewünschten Spuren auf dem Magnetband 215 zu positionieren.
Der Beschleunigungsmesser 265 bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist in der Lage, eine Schwingung zu erfassen, die auf den Bandtransportmechanismus 230 in einer Richtung parallel zu der Bewegungsachse des elektromagnetischen Kopfs 240 ausgeübt wird (d. h. eine Steuerachse). Das Kopfpositionssteuersystem 257 ist in der Lage, die Position des elektromagnetischen Kopfs 240 gemäß der Schwingung einzustellen, die durch den Beschleunigungsmesser 265 erfasst wird.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel des Magnetbandlaufwerks ist der Beschleunigungsmesser 265 an der Betätigungsvorrichtungsanordnung 255 befestigt und ist in der Lage, eine Schwingung zu erzeugen, die ein Signal gemäß einer erfassten Schwingung anzeigt. Der Beschleunigungsmesser 265 spricht ferner auf eine Schwingung an, die auf den Bandtransportmechanismus 230 entlang der Steuerachse ausgeübt wird. Der Beschleunigungsmesser 265 erzeugt ferner ein schwingungsanzeigendes Signal gemäß der Schwingung, die durch den Beschleunigungsmesser 265 erfasst wird.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Kopfpositionssteuersystems 257 umfasst einen Korrektursignalgenerator 155, der, wie es in der Erörterung mit der Kopfpositionierungseinheit 145 in 7 nachfolgend erörtert wird, ein schwingungsanzeigendes Signal von dem Beschleunigungsmesser 265 empfängt und ein Korrektursignal 160 erzeugt. Dieses alternative Ausführungsbeispiel des Kopfpositionssteuersystems 257 umfasst ferner eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 242, die in der Lage ist, den elektromagnetischen Kopf 240 gemäß dem Korrektursignal 160 zu positionieren.
Ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel des Magnetbandlaufwerks umfasst ferner einen Bandpositionssensor, der in der Lage ist, Informationen über die Bandposition zu empfangen. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel des Magnetbandlaufwerks sind Servoinformationen auf dem Magnetband 215 enthalten. Diese Servoinformationen werden durch den elektromagnetischen Kopf 240 gelesen. Der elektromagnetische Kopf 240 erzeugt ein Servosignal gemäß den Servoinformationen. Der Bandpositionssensor ist in der Lage, die Servoinformationen zu empfangen. Der Bandpositionssensor ist ferner in der Lage, ein Bandpositionssignal 140 zu erzeugen, das die Position des Bands anzeigt, wie es in der obigen Erörterung von 7 offenbart ist. Das Kopfpositionssteuersystem 257 bei diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ferner in der Lage, die Position des elektromagnetischen Kopfs 240 einzustellen. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 gemäß dem Bandpositionssignal 140 erzeugt. Die Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 242 spricht auf das Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165 an durch Einstellen der Position des elektromagnetischen Kopfs 240 gemäß dem Betätigungsvorrichtungsantriebssignal 165.
Wenn erneut der Korrektursignalgenerator 155 betrachtet wird, umfasst der Korrektursignalgenerator 155 gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ferner einen Schwingungssignalempfänger 180. Der Schwingungssignalempfänger 180 ist in der Lage, ein schwingungsanzeigendes Signal zu empfangen, z. B. von dem Beschleunigungsmesser 265, wie es in der obigen Erörterung von 7 offenbart ist. Dieses alternative Ausführungsbeispiel des Korrektursignalgenerators 155 umfasst ferner einen Schwingungssignalprozessor 185, der in der Lage ist, das schwingungsanzeigende Signal zu modifizieren. Der Schwingungssignalprozessor 185 ist in der Lage, zumindest entweder eine Kompensation oder eine Prädiktion anzulegen, um das Verhalten der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung 242 zu verbessern, wie es in der obigen Erörterung von 7 offenbart ist.
Gemäß noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel umfasst der Korrektursignalgenerator 155, der in dem Kopfpositionssteuersystem 257 enthalten ist, ferner einen Digitalschwingungssignalprozessor 185. Der Digitalschwingungssignalprozessor 185 umfasst einen Analog/Digital-Wandler, einen Speicher, einen Digitalsignalprozessor (DSP), Digitalsignalverarbeitungsbefehlssequenzen und einen Digital/Analog-Wandler, wie es gemäß der obigen Erörterung von 7A und 7B beschrieben ist. Der Analog/Digital-Wandler wandelt das schwingungsanzeigende Signal in eine digitale Form um. Die Digitalsignalverarbeitungsbefehlssequenzen sind in dem Speicher gespeichert und umfassen eine Spektralanalysebefehlssequenz, die, wenn dieselbe durch den DSP ausgeführt wird, minimal bewirkt, dass der DSP eine Transformierte der digitalen Version des schwingungsanzeigenden Signals berechnet. Die Digitalsignalverarbeitungsbefehlssequenzen umfassen ferner eine Prädiktionsbefehlssequenz, die, wenn dieselbe durch den Prozessor ausgeführt wird, minimal bewirkt, dass der DSP 300 einen zukünftigen Wert der digitalen Form des schwingungsanzeigenden Signals gemäß der Transformierten berechnet. Dieses alternative Ausführungsbeispiel umfasst ferner einen Digital/Analog-Wandler, der den zukünftigen Wert des schwingungsanzeigenden Signals in analoger Form präsentiert. Dieser zukünftige Wert wird durch das Kopfpositionssteuersystem 257 verwendet, um den elektromagnetischen Kopf zu positionieren, wie es in der obigen Erörterung von 7 beschrieben ist.
Gemäß noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Kopfpositionssteuersystem 257 ferner einen Komparator, der ein Signal erzeugt, das Schwankungen bei dem Steuerstrom zu dem elektromagnetischen Kopf ausschließt, wenn die erfasste Schwingung oder deren Ableitung einen vorherbestimmten Wert überschreitet. Ein darstellendes Ausführungsbeispiel des Komparators ist in der obigen Erörterung von 7 beschrieben.
9 ist eine perspektivische bildliche Darstellung eines darstellenden Ausführungsbeispiels eines Bandtransportmechanismus 230. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird eine Isolationsbefestigung 270 verwendet, um den Bandtransportmechanismus 230 an dem Körper (nicht gezeigt) des Bandlaufwerks zu befestigen. Die Isolationsbefestigung 270 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtungsanordnung 255 ist in der Lage, Schwingungsfrequenzen des Bandtransportmechanismus 230 gemäß dem Frequenzverhalten des Kopfpositionssteuersystems zu begrenzen. Das Frequenzverhaltenkonzept ist in der obigen Erörterung von 7 näher beschrieben.
Obwohl das vorliegende Verfahren, die elektromagnetische Kopfanordnung, das Magnetbandlaufwerk und das Bandkopfpositionssystem bezüglich mehrerer alternativer Verfahren und beispielhafter Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, wird davon ausgegangen, dass Alternativen, Modifikationen, Änderungen und Äquivalente derselben für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich werden beim Lesen der Beschreibung und dem Studium der Zeichnungen. Es ist daher beabsichtigt, dass die wahre Wesensart und der Schutzbereich der angehängten Ansprüche alle solche Alternativen, Modifikationen, Permutationen und Äquivalente umfasst.

Claims

Verfahren zum Speichern von Daten auf und Wiedergewinnen von Daten von einem Magnetband, das folgende Schritte umfasst: Empfangen (10) von Daten beim Arbeiten in einem Schreibmodus; Leiten (5) von Magnetband über einen elektromagnetischen Kopf; Variieren (15) des Steuerstroms an den elektromagnetischen Kopf gemäß den Daten beim Arbeiten in einem Schreibmodus; Erfassen (20) von Strom, der in den elektromagnetischen Kopf induziert wird, beim Arbeiten in einem Lesemodus; Erfassen (25) von Schwingung, die auf einen Bandtransportmechanismus übertragen wird mittels eines Beschleunigungsmessers; und Einstellen (30) der Position des elektromagnetischen Kopfs gemäß der erfassten Schwingung, wobei das Einstellen der Position folgende Schritte umfasst: Erzeugen (45) eines Korrektursignals durch Empfangen (55) eines schwingungsanzeigenden Signals und durch Modifizieren (60) des schwingungsanzeigenden Signals durch Kompensation oder Prädiktion, um das Verhalten eines Positionierens des elektromagnetischen Kopfs zu verbessern; und Positionieren (50) des elektromagnetischen Kopfs gemäß dem Korrektursignal.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Erfassen der Schwingung das Erzeugen (45) eines elektrischen Signals gemäß der Schwingung umfasst, die von dem Bandtransportmechanismus erfahren wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner das Begrenzen von Schwingungsfrequenzen umfasst, die auf den Bandtransportmechanismus übertragen werden, gemäß einem Frequenzverhalten zum Positionieren des elektromagnetischen Kopfs.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Modifizieren des schwingungsanzeigenden Signals durch Prädiktion folgende Schritte umfasst: Analysieren (70) der spektralen Zusammensetzung des schwingungsanzeigenden Signals; und Prädiktieren (75) eines zukünftigen Schwingungswerts gemäß der spektralen Zusammensetzung.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner folgende Schritte umfasst: Erfassen (35) einer Position des Magnetbands relativ zu dem elektromagnetischen Kopf; und Einstellen (40) der Position des elektromagnetischen Kopfs gemäß der erfassten Position des Magnetbands.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner das Ausschließen (95) von Variationen bei dem Steuerstrom zu dem elektromagnetischen Kopf umfasst, wenn die erfasste Schwingung eine voreingestellte Änderungsrate überschreitet (90, 92).
Magnetbandlaufwerk, das folgende Merkmale umfasst: einen Bandtransportmechanismus (230) zum Transportieren von Magnetband (215); ein Schnittstellenmodul (200), das in der Lage ist, ein Kopfantriebssignal gemäß empfangenen Daten zu erzeugen; einen elektromagnetischen Kopf (240), der in der Lage ist, ein Magnetfeld gemäß dem Kopfantriebssignal (210) zu erzeugen; einen Beschleunigungsmesser (265), der eine Schwingung erfasst, die auf den Bandtransportmechanismus (230) in einer Steuerachse übertragen wird; und ein Kopfpositionssteuersystem (257), das in der Lage ist, die Position des elektromagnetischen Kopfs (240) entlang der Steuerachse gemäß der erfassten Schwingung einzustellen, wobei das Kopfpositionssteuersystem (257) folgende Merkmale umfasst: einen Korrektursignalgenerator (155), der in der Lage ist, ein Korrektursignal (160) auf der Basis des schwingungsanzeigenden Signals (125) zu erzeugen, das von dem Beschleunigungsmesser (265) empfangen wird; und eine Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung (242), die in der Lage ist, den elektromagnetischen Kopf (240) gemäß dem Korrektursignal (160) zu positionieren, wobei der Korrektursignalgenerator folgende Merkmale umfasst: einen Schwingungssignalempfänger, der in der Lage ist, ein schwingungsanzeigendes Signal von dem Beschleunigungsmesser zu empfangen; und einen Schwingungssignalprozessor, der in der Lage ist, das schwingungsanzeigende Signal durch Anwenden einer Kompensation oder einer Prädiktion zu modifizieren, um das Verhalten der Kopfpositionsbetätigungsvorrichtung zu verbessern.
Magnetbandlaufwerk gemäß Anspruch 7, bei dem der Beschleunigungsmesser (265) an dem Bandtransportmechanismus (230) befestigt ist und in der Lage ist, ein schwingungsanzeigendes Signal (125) gemäß einer Schwingung entlang der Steuerachse zu erzeugen.
Magnetbandlaufwerk gemäß Anspruch 7, das ferner eine Isolationsbefestigung (270) umfasst, die in der Lage ist, Schwingungsfrequenzen des Bandtransportmechanismus (230) gemäß dem Frequenzverhalten der Kopfpositionierung zu begrenzen.
Magnetbandlaufwerk gemäß Anspruch 7, bei dem der Schwingungssignalprozessor (185) folgende Merkmale umfasst: einen Analog/Digital-Wandler (315), der eine digitale Darstellung des schwingungsanzeigenden Signals (125) erzeugt; einen Speicher (310), der in der Lage ist, Befehle zu speichern; einen Digitalsignalprozessor (300), der in der Lage ist, Befehlssequenzen auszuführen; und Digitalsignalverarbeitungsbefehlssequenzen, die in dem Speicher gespeichert sind, die folgende Merkmale umfassen: eine Spektralanalysebefehlssequenz (330), die, wenn dieselbe durch den Digitalsignalprozessor (300) ausgeführt wird, minimal bewirkt, dass der Prozessor (300) eine Transformation der digitalen Darstellung berechnet, eine Prädiktionsbefehlssequenz (335), die, wenn dieselbe durch den Digitalsignalprozessor (300) ausgeführt wird, minimal bewirkt, dass der Digitalsignalprozessor (300) einen zukünftigen Wert der digitalen Darstellung gemäß der Transformierten berechnet, und einen Digital/Analog-Wandler (320), der ein analoges Steuersignal (160) gemäß dem zukünftigen Wert der digitalen Darstellung erzeugt.
Magnetbandlaufwerk gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, das ferner folgende Merkmale umfasst: einen Bandpositionssensor, der in der Lage ist, ein Bandpositionssignal gemäß der Position des Magnetbands zu erzeugen; wobei das Kopfpositionssteuersystem (257) ferner in der Lage ist, die Position des elektromagnetischen Kopfs (240) gemäß dem Bandpositionssignal einzustellen.
Magnetbandlaufwerk gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, das ferner einen Komparator (350) umfasst, der ein Signal erzeugt, das Schwankungen bei dem Steuerstrom zu dem elektromagnetischen Kopf ausschließt, wenn die Ableitung der erfassten Schwingung einen vorher bestimmten Wert (385, 355) überschreitet.
Bandkopfpositionierungssystem, das folgende Merkmale umfasst: eine Einrichtung zum Übertragen von Informationen auf Magnetband; eine Einrichtung zum Tragen der Informationsübertragungseinrichtung; eine Einrichtung zum Erfassen von Schwingung, die an die Trageeinrichtung angelegt wird, die einen Beschleunigungsmesser aufweist; und eine Einrichtung zum Einstellen der Position der Informationsübertragungseinrichtung zum Ausgleichen von potentiellen Fehlern, die durch die Schwingung bewirkt werden, wobei die Einrichtung zum Einstellen der Position folgende Merkmale umfasst: eine Einrichtung zum Erzeugen eines Korrektursignals gemäß einer Schwingung, die durch die Schwingungserfassungseinrichtung erfasst wird; und eine Einrichtung zum Einstellen der Position der Informationsübertragungseinrichtung gemäß dem Korrektursignal (160), wobei die Korrektursignalerzeugungseinrichtung folgende Merkmale umfasst: eine Einrichtung zum Empfangen eines schwingungsanzeigenden Signals (125); und eine Einrichtung zum Modifizieren des schwingungsanzeigenden Signals (125) durch Kompensation oder Prädiktion, um das Verhalten der Bandkopfpositionierung zu verbessern.
Bandkopfpositionierungssystem gemäß Anspruch 13, bei dem die Schwingungserfassungseinrichtung ein elektrisches Signal gemäß der Schwingung erzeugt, die von der Trageeinrichtung erfahren wird.
Bandkopfpositionssystem gemäß Anspruch 13, das ferner eine Einrichtung zum Begrenzen von Schwingungsfrequenzen umfasst, die an die Trageeinrichtung übertragen werden, gemäß dem Frequenzverhalten der Bandkopfpositionierung.
Bandkopfpositionssystem gemäß Anspruch 13, bei dem die Signalmodifizierungseinrichtung folgende Merkmale umfasst: eine Einrichtung zum Analysieren der spektralen Zusammensetzung des schwingungsanzeigenden Signals (125); und eine Einrichtung zum Prädiktieren eines zukünftigen Schwingungswerts gemäß der spektralen Zusammensetzung.
Bandkopfpositionssystem gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, das ferner folgende Merkmale umfasst: eine Einrichtung zum Erfassen der Position des Magnetbands; und eine Einrichtung zum Einstellen der Position der Informationsübertragungseinrichtung gemäß der erfassten Position des Magnetbands.
Bandkopfpositionssystem gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, das ferner eine Einrichtung zum Ausschließen von Variationen bei dem Steuerstrom zu dem elektromagnetischen Kopf umfasst, wenn die erfasste Schwingung einen voreingestellten Pegel oder eine Änderungsrate oder jede andere Menge überschreitet, die für diesen Zweck geeignet erscheint.