DE1449381A1 - Servomechanisches Spursteuersystem fuer Magnetspeicher - Google Patents

Servomechanisches Spursteuersystem fuer Magnetspeicher

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DE1449381A1
DE1449381A1 DE19631449381 DE1449381A DE1449381A1 DE 1449381 A1 DE1449381 A1 DE 1449381A1 DE 19631449381 DE19631449381 DE 19631449381 DE 1449381 A DE1449381 A DE 1449381A DE 1449381 A1 DE1449381 A1 DE 1449381A1
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Description

  • Servomechanisches Spursteuersystem für Magnetspeicher Die Erfindung betrifft ein mechanisches Steuersystem zum Einstellen eines Magnetkopfes auf eine bestimmte Spur einer magnetischen Aufzeichnungsvorrichtung.
  • Bei scheibenförmigen magnetischen Speichervorrichtungen mit Speicherscheibe und Mitteln zur beliebigen Informationsentnahme werden auf einer Scheibe Aufzeichnungen in konzentrischen kreieförmigen Spuren vorgenommen; hierbei ist de erforderlich, den magnetischen Umwandlungskopf genau auf die betreffende gewünschte Magnetspur auszurichten. Die Genauigkeit, mit der der Umwandlungskopf ausgerichtet werden kann, bestimmt den erforderlichen Abstand benachbarter Spuren voneinander und beeinflußt daher den Wirkungegrad der Speioberung, d.h. die Anzahl Informationseinheiten, die pro Flächeneinheit der Speichervorrichtung gespeichert wJerden können. Um die Genauigkeit der Ausrichtung auf die Spuren zu vergrößern, hat man zur Führung des Magnetkopfes längs den Spuren servomechanische Anordnungen verschiedenster Art vorgeschlagen. Diese Anordnungen verwenden im allgemeinen den Zwecken der Ausrichtung auf die zu folgenden Spuren dienende Informationen in Form von Servosignalen, die mit den Informationsdaten auf der Aufzeichnungsfläche untermischt sind oder Bezugsspuren, die ständig auf der Scheibenoberfläche aufgezeichnet sind.#Bei, derartigen An-#-ordnungen war zusätzlich ein für die servomechanische Steuerung vorgesehener Abnehmerkopf zu verwenden, welcher die den Zwecken der Ausrichtung auf die Spuren dienenden Informationen abnahm, wobei für die Datenübertragung ein weiterer Abnehmerkopf mit dem erstgenannten Kopf gekoppelt war. Diese Eigenschaften der bisher bekannten Servoanordnungen wirken einem hohen Speicherungswirkungsgrad entgegen, weil die mechanischen Toleranzen der in Abhängigkeit voneinander gesteuerten Abnehmerköpfe sich addieren und weil ferner ein,wesentlicher Teil der zur Verfügung stehenden Scheibenoberfläche dem Zwecke dienen muß, die erforderlichen Informationen für den Spurenfolgevorgang zu liefern.
  • Die Erfindung betrifft ein servomechanisches Steuerungssystem, welches das Folgen von Aufzeichnungsspuren bei. einer magnetischen Speicheranordnung mit beliebigem Speicherzugriff bewirkt und dem Zwecke dient, den Magnetkopf genau auf eine Aufzeichnungsspur auszurichten, so daß auf diese Weise ein hoher Speicherungswirkungsgrad erzielbar ist.
  • Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Anordnung zur servomechanischen Steuerung des Magnetkopfes auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgerichtet mit der gewünschten Datenspur vorgesehen wird. Eine einzige kontinuierliche linear aufgezeichnete den Zwecken der servomechanischen Steuerung dienende Spur befindet sich zwischen je zwei benachbarten Datenspuren und abwechselnde derartige der servomechanischen Steuerung dienende Spuren sind mit verschiedenen Frequenzen geschrieben. Ein einziger Magnetkopf ist vorgesehen, um gleichzeitig die Abnahme der Informationsdaten von der gewünschten Spur und die Abnahme der Steuerungsdaten von den beid6rseits liegenden den Zwecken der servomechanischen Steuerung dienenden Spuren zu bewirken, wobei Filtermittel die Informationsdaten von der servomechanischen Steuerungsinformation trennen und die beiden Servosignale verglichen werden, so daß sich fürden Abnehmerkopf ein die Spurfolge steuerndes Abweichungssignal ergibt. Das Abweichungssignal wird dann einer Vorrichtung zur Steuerung der Lage des Magnetkopfes zugeführt.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
    Von den Figuren zeigen:
    Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung, welche dem
    Zwecke dient, den Magnetkopf auf eine gewünschte
    Magnetspur einer Speicherscheibe auszurichten3*
    2 einen Grundriß der servomechanischen Leitspuren
    gemäß der Lrfindung und deren Beziehung, zu den
    die Informationsdaten bildenden Spuren;
    Fi[-,r. 3 eine Darstellung der Ausgangsspannung der servo-
    mechanischen Vorrichtung zur Steuerung der Ein-
    stellung des Magnetkopfes.
    In Fig. 1 wird ein Magnetkopf 10 durch eine Steuervorrich-
    turg 12 auf der mag#netischen Speicherscheibe 13- ei.iigestel-I.t.
    Ungenaue Einstellsi,-Iiale werden von einem Spurenadre.ssen-
    register an die-Vorrichtung zur Gteuerung, der Einstellung
    ,Je, Mag, iethopf es aij i.' die "-,re#"ün-,chte Bahn der -Eibe er-
    zeuj--t. Pi#g. -1
    werden durch die i
    '-'cli,#ii-Lun"--.-"#nordnun", erzcuj,--,t, um die Steuer-
    vorrichtuii"."» so zu steuern, daß der Magnetkopf auf
    die Mitte der gewünschten Spur eini:.restellt #-jird.
    Das zur Steuerung g des I,1,#if,netkoj)fel-1, "-icl-
    che',' die Üteuervorrichtung liefert, muß
    (-"j-ii Haß für den Abstai-,d, um den der von
    ii),ur entfernt befindet und fÜr den eine
    -tzu muß die li,
    d <# -i#-c -teri
    stik so sein, daß sich ein Nullpun1.-.t ergibt, an weichem die
    geschrieben werden sollen, Um (ji.es zu errei-
    chen, werden die i")(,-rvosignal-o beiderseits zu der die 111-
    fori#w-itionsdaten enthaltenden Upur geschrieben, so daf.'t (iie
    Datenspur genau zwischen den Servosignalen liegt. Die Servosignale sind so geschrieben, daß sie mit gleicher Amplitude abgelesen werden, wenn der Magnetkopf genau auf die Spur der Informationsdaten ausgerichtet ist. Die Anordnung wird so ausgebildet, daß der Amplitudenunterschied ermittelt wird und der resultierende Wert der 3instellchärakteristik einer. maximalen posItiven 'Jert oberhalb des einen Servosignales hat, dann genau in der Mitte zwi-2chen beiden Servosignalspuren auf Null abfällt und zu einem maximalen negativen -dert oberhalb der anderen Servosi,gnalspur zunimmt.
  • Im vorliegenden Fall sind die Servosignale von niedriger Frequenz und sind linear aufgezeichnete 'Sinuswellen in konzentrischen Aufzeichnungsbahnen. Abwechselnde servomechanische Signalspuren werden mit unterschiedlicher Frequenz geschrieben, so daß die ungerade bezifferten Spuren mit einer Frequenz Fl geschrieben werden und die gerade bezeichneten Spuren mit einer zweiten Frequenz F2, wie es Fig. 2 erkennen läßt. Die Frequenzen Fl und F2 sind so gewählt, daß sie zueinander nicht in harmonischer Beziehung stehen. Wenn sich der Magnetkopf auf der linken Seite zu der geometrischen Mittellinie zwischen
    den beiden Servospuren befindet, nimmt er das Signal der
    als
    Frequenz Fl mit höherer Amplitude auf/das Signal der
    Frequenz F2. Indem man die Frequenzen Fl und F2 ausfiltert und für beide eine Spitzengleichrichtung vornimmt, wird ein niederfrequentes Gleichstromausgangssignal gebildet, dessen Amplitude abhängig ist von der relativen Stellung des Magnetkopfes in bezug auf die zu befolgende Spur. Wenn sich der Vlagnetkopf unmittelbar oberhalb der geometrischer. Mittellinie zwischen den beiden benachbarten ;Jervospuren befindet, werden die beiden Frequenzen Fl und F2 mit gleicher Amplitude aufgenommen und dem entsprecnend ist das Gleichstromaus#--an-,ecsijnal der Frequenzll gleich dem Ausgangssi.-.nal der Frequenz F2. Diese beiden Gleichstromausgani-ssignale werden voneinander subtrahiert und es wird dann für das Signal zur Steuerung eines Magnetkopfes auf einer zu befolgenden Spur ein Ausgangssignal erhalten, welches Fig. 3 entspricht. 'iTenn man diese Ausgangsspannungscharak-Leristik für das Steuersignal zur Steuerung des Magnetkopfes auf die auszuwählende Spur verwendet, kann der Magnetkopf so eingestellt werden, daß er der Datenspur auf der geometrischen Mittellinie zwischen den beiden benachbarten Servospuren folgt. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung richtet sich auf eine Magnetsteuerscheibe, die zwei Magnetschichten hat, welche unterschiedliche koerzitive Eigenschaften aufweisen und sich auf einer nicht magnetischen Unterlage befinden. In einem solchen Falle können die Servosignale niedriger Frequenz in der unteren Schicht geschrieben werden und die hochfrequenten Signale werden in der oberen Schicht unmittelbar oberhalb des Nullpunktes zwischen den
    beiden Servomecha3-jischen #,-)'puren --.e.#;cl-iriebeil. Jie untere
    Schicht kanii stc-iiidi#, mit einer Frequenz oder einem l're-
    quf-,#iizb.in"i besclirieben werden, deI,-3.-len Grenzfrequenz weit
    uriterbalb der niedri#-Isten Frequenz liegt, die ji, der obe-
    reii 'ichicht iuf t.ri tt. Di e drei 'j'j,-jial e 21 , F2 und cli e In-
    form.--tion#3dateiisi."-,-iit-ile können unter eiiie.#. einzi.-
    - M, tkopfes gleichzeitig ab-.-el-e.3eri werde"-; und durch
    ,-,eii i. i,-ne . k-,
    j,-#Arerint werdell.
    ;#ervomech#-ni#iche jy-,Aem mit einer zuel
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    fUr --ich tseir 11,1#, :t iriv
    v -in, er #)c#lllel-ieji künneii. Jie er.ite, j # (1 i,-a -
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    n Pi,,. 1 tel 1 teil
    14 i,--iintl,iclie Gi,-,riale7 die ai, derli
    einzigen Ablesespalt eines Ablesemagnetkopfes 15 auftreten. Ein Hochfrequenzfilterverstärker 16 ist an den Ausgangskreis des Verstärkers 14 angekoppelt und filtert die Informationsdatensignale aus. Zwei selektive Verstärker 17 und 18 sind ebenfalls an den Ausgangskreis des Verstärkers 14 angekoppelt. Jedes dieser Filter ist auf eine spezielle Frequenz abgestimmt, wobei der Verstärker 17 auf die Frequenz Fl und der Verstärker 18 auf die Frequenz F2 abgestimmt ist, zum Zwecke, die Servosignale der beiden Servomagnetspuren aufzunehmen. Die beiden Servosi,vnale werden von den Verstärkern 17 und 18 zwei linearen Torstufen 19 und 20 und durch die Wecbselstromverstärker 21 und 22 den Spitzengleichrichtern 23 und 24 zugeführt. Das Signal des Verstärkers 22 wird in dem Spitzengleichrichter 24 -umgekehrt, so daß die beiden Gleichstromservosignale entgegengesetzte Polarität aufweisen. Dies erzielt man dadurch, daß eine Diode in dem Spitzengleichrichter 24 umgekehrt gepolt wird. Es werden darin,-die durch Spitzengleichrichtung erzeugten Gleichstromservosignale den beiden Eingangskreisen eines Gleichstromaddierverstärkers 25 zugeführt, welcher algebraisch diebgiden Servosignale addiert und für die Zwecke der Feineinstellung der die Einstellung des Magnetkopfes bewirkenden Steuervorrichtung ein Abweichungssignal liefert. Da die beiden Gleichstromservosignale entgegengesetzte Polarität haben, hat die algebraische Summe der beiden Signale das richtige Vorzeichen, um die geeignete Richtung für das Feineinstellungs-Abweichungssignal zu liefern. Die linearen Torstufen 19 und 20 bestehen je aus zwei Emitterfolgeschaltungen, die so geöffnet und gesperrt werden können, daß das Signal der zugeordneten Verstärker 17 und 18 durchgelassen wird oder gesperrt wird. Ein jeder der Filterverstärker 17 und 18 ist mit den beiden Torstufen 19 und 20 verbunden. Da die Stellung der Servosignalspuren Fl, F2 bei den ungerade bezeichneten Datenspuren umgekehrt ist wie die Zuordnung bei den gerade bezeichneten Datenspuren, sind Mittel vorgesehen, welche die Verbindung der selektiven Verstärker mit den linearen Torstufen umkehren, damit sich der richtige Richtungssinn für das Abweichungssignal durch den Addierverstärker 25 ergibt. Für die ungerade bezifferten Datenspuren wird der Verstärker 17 mit der Torstufe 19 verbunden und der Verstärker 18 mit der Torstufe 20, während für die gerade bezifferten Datenspuren der Verstärker 17 mit der Torstufe r 20 und der Vestärker 18 mit der Torstufe 19 verbunden werden. Diese Umkehr der Anschaltung wird durch ein Signal bewirkt, welches das Addressenregister 13 liefert. Ob eine Datenspur eine ungerade Adressenzahl oder eine gerade Adressenzahl trägt, wird durch das Auftreten einer binären Zahl 11111 an der niedrigsten Stelle im Datenregister angezeigt. Ein Signal, welches für den Signalinhalt dieser Stufe des Adressenregisters charakteristisch ist, wird den beiden linearen Torstufen zugeführt, so daß die Emitter folgekreise gesteuert werden und die Servosignale der Schal tungsanordnung in geeigneter Weise zugeführt werden. Die Verwendung von Wechselstromservosignalen gemäß der Erfindung gestattet die Anwendung von Wechselstromverstärkern in Fig. 1 und dem entsprechend eine hohe Genauigkeit der Ausrichtung des Plagnetkopfes innerhalb enger Toleranzen. Bei einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 begrenzt der Störpegel die Arbeitweise. Theoretisch ist es möglich, genau eine servomechanische Steuerung der Einstellung des Plagnetkopfes vorzunehmen, wenn die Stärke des Servosignales im Verhältnis von 1:1 zum Störsignial steht. Bei einer Gleichstromverstärkung wäre dies nicht möglich, weil sich Nullpunktswanderungen in den Schaltelementen einstellen.

Claims (1)

  1. P a t e ii t a n s p r ü c h e 1. Speicheranordnung mit einer magnetischen Speicherscheibe und einem Abnehmerkopf zum beliebigen Zugriff von j.espeicherten Informationsdaten, d a d u r ch e -k e n n z e i c h il e t d a ß auf der ma###ne-,u-ioetien .ipeicliersciieibe eine Mehrzahl in engem Abstand voneinander angeordneter konzentrischer servomechanischer Steuersignale enthaltender Spuren vorgesehen ist und diese Steuersignala in linenrer 'Vieise als Sinuswellen auf gezeichnet sind und abwechselnden Spuren unterschiedliche Frequenzen zugeordnet sind, welche zueinander nicht in einem harmonischen Verhältnis stehen und daß der Abnehmerkopf gleichzeitig die servomechanischen Steuersignale der beiden Spuren aufnimmt und die servomechanischen Steuersignale unterschiedlicher Frequenz getrennt und amplitudenmäßig zwecks Erzeugung einer AbweichungsgrÖße verglichen werden, zu dem Zwecke, daß eine den Abnehmerkopf steuernde Steuervorrichtung von dem Abweichungssignal so gesteuert wird, daß der Abnehmerkopf in die mittlere Lage zwischen zwei benachbarten die servomechanischen Signale enthaltenden #;puren iresteuert wird. .I 2. Anordnunf: nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den gerade bezifferten servomechanische Steuersignale enthaltenden Spuren eine erste Frequenz zugeordnet ist und den ungerade bezifferten Aufzeichnüngsspuren eine zweite Frequenz. 3. Anordnung na ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichineu, daß eine Informationsdaten enthaltende Spur zwischen den beiden die servomechanischen Steuersignale enthaltenden Spuren angeordnet ist und der Abnehmerkopf gleichzeitig die Informationsdatensignale und die beiden servomechanischen Steuersignale entnimmt. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochfrequenzfilter zum Abtrennen der Informatiorffiatensignale und zwei Niederfrequenzfilter zum Abtrennen der servomechanischen Steuersignale vorgesehen sind und in einem addierenden Verstärker die algebraische Addition der beiden Servosignale vorgenommen wird, zu dem Zwecke, ein die Einstellung des Abnehmerkopfes steuerndes Abweichungssignal zu liefern. 5. Anordnüng nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Speicherscheibe auf einer nicht magnetischen Unterlage zwei magnetische Schichten unterschiedlicher Koerzitivverhältnisse aufweist, wobdL die untere Schicht höhere Koerzitiveigenschaften hat und daß die niederfrequenten servomechanischen Steuersignale in der unteren Schicht aufgezeichnet werden und die hochfrequenten Informationsdatensteuersignale in der oberen Schicht aufgezeichnet werden und daß der Ab- nehmerkopf sowohl auf die in der unteren Schicht als auch auf die in der oberen Schicht aufgezeichneten Signale anspricht.
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