DE2364784A1 - TRACK FOLLOWING CONTROL FOR A MAGNETIC DISC MEMORY - Google Patents
TRACK FOLLOWING CONTROL FOR A MAGNETIC DISC MEMORYInfo
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- DE2364784A1 DE2364784A1 DE19732364784 DE2364784A DE2364784A1 DE 2364784 A1 DE2364784 A1 DE 2364784A1 DE 19732364784 DE19732364784 DE 19732364784 DE 2364784 A DE2364784 A DE 2364784A DE 2364784 A1 DE2364784 A1 DE 2364784A1
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Führung eines Magnetkopfes entlang einer ausgewählten Datenspur einer rotierenden Magnetplatte in einem .Magnetplattenspeicher mit Hilfe von jeweils zwei zusammenwirkenden Servospuren, die periodisch Abschnitte entgegengesetzter Magnetisierung aufweisen, und deren von einem Servo-Magnetkopf abgetasteten Signale zur Bildung der Regelgröße für den Stellantrieb des Magnetkopfes einem Differenzverstärker zugeführt werden.The invention relates to a control device for guiding a Magnetic head along a selected data track of a rotating magnetic disk in a .Magnet disk storage with the help of two cooperating servo tracks each, which periodically have sections of opposite magnetization, and their Signals sampled by a servo magnetic head to form the controlled variable for the actuator of the magnetic head to a differential amplifier are fed.
Magnetplattenspeicher dieser Art finden hauptsächlich in Datenverarbeitungsanlagen Verwendung. Wegen der immer größer werdenden Datenmengen, zu denen in solchen Anlagen Zugriff gewünscht wird, ist es vielfach üblich, diese Speicher mit auswechselbaren Plattensätzen auszurüsten, die in Kassetten untergebracht sind und als Ganzes in das Speichergerät eingesetzt werden. Ein gewisses Problem bildet hierbei die Aufgabe, die Magnetköpfe von verschiedenen Speichergeräten jeweils genau auf die Datenspuren der Magnetplatten der einzelnen auswechselbaren Kassetten auszurichten, da hier bestimmte Toleranzen nicht unterschritten werden können. Andererseits ist man bestrebt, die Speicherkapazität jeder einzelnen Magnetplatte dadurch zu erhöhen, daß die Datenspuren möglichst dicht auf der Magnetplatte angeordnet werden. Die genannten Gründe machen es erforderlich, Steuereinrichtungen vorzu-Magnetic disk drives of this type are mainly used in data processing systems Use. Because of the ever-increasing amounts of data to which access is required in such systems, it is common practice to use interchangeable disk sets for these memories to equip, which are housed in cassettes and inserted as a whole in the storage device. A certain problem forms the task of aligning the magnetic heads of different storage devices exactly with the data tracks of the magnetic disks of the individual exchangeable cassettes, since here certain tolerances cannot be fallen below. On the other hand, efforts are being made to increase the storage capacity of each individual magnetic disk in that the data tracks be arranged as close as possible on the magnetic disk. The reasons mentioned make it necessary to provide control devices
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sehen, durch die ein grob auf eine gewünschte Datenspur eingestellter Magnetkopf exakt entlang dieser Spur geführt wird.see through which a roughly set to a desired data track Magnetic head is guided exactly along this track.
Die bekannten Servosteuerungen dieser Art arbeiten gewöhnlich in der Weise, daß mehrere zusammenwirkende Servospuren vorgesehen sind, in denen periodisch bestimmte Magnetisierungsmuster aufgezeichnet sind* und ein Servomagnetkopf durch Auswertung der Abtastsignale der Servospuren jeweils in der Mitte zwischen zwei Servospuren geführt wird.The known servo controls of this type usually work in such a way that several cooperating servo tracks are provided in which periodically determined magnetization patterns are recorded * and a servo magnetic head by evaluating the scanning signals of the servo tracks in the middle between two servo tracks is guided.
Die Servospuren können kreisförmig oder sektorenweise angeordnet sein. Sie können auch zwischen den Datenspuren einer Magnetplatte vorgesehen sein. Am üblichsten ist es jedoch, eine separate Servo-Magnetplatte für den ganzen Plattenstapel vorzusehen, die meist in der Mitte des Plattenstapels angeordnet ist.The servo tracks can be arranged in a circle or in sectors. You can also switch between the data tracks on a magnetic disk be provided. Most common, however, is to provide a separate servo magnetic disk for the entire stack of disks, which is usually arranged in the middle of the plate stack.
Die bekannten Servosteuerungen dieser Art sind durchweg so ausgebildet, daß aus den Abtastimpulsen der beiden zusammenwirkenden Servospuren ein Signal gewonnen wird, dessen Amplitude proportional der Größe der Abweichung ist und dessen Polarität die Richtung der Abweichung angibt. Dieses Signal wird einem Differenzverstärker zugeführt, der sodann ein Regelsignal an den Stellantrieb der Magnetköpfe abgibt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Signale der beiden Servospuren voneinander zu unterscheiden. Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 051 ist es beispielsweise bekannt, die die Servosignale erzeugenden Plußumkehrungen der beiden Servomagnetspuren gegeneinander versetzt anzuordnen und mit einem Taktgeber zusammenwirkende Torschaltungen vorzusehen, die jeweils die Signale einer der Servospuren hindurchlassen.The known servo controls of this type are consistently designed so that the two interacting from the scanning pulses Servo tracks a signal is obtained, the amplitude of which is proportional to the size of the deviation and its polarity indicates the direction of the deviation. This signal is fed to a differential amplifier, which then sends a control signal outputs the actuator of the magnetic heads. There are several ways to separate the signals from the two servo tracks to distinguish. By the German Offenlegungsschrift 2 051 it is known, for example, to offset the positive reversals of the two servo magnetic tracks which generate the servo signals to be arranged and gate circuits interacting with a clock generator to be provided, each of which allows the signals of one of the servo tracks to pass through.
Die Signale des Servo-Magnetkopfes schwanken aber auch aus anderen Gründen, z.B. in Abhängigkeit von seiner Flughöhe über der Magnetplatte, von der Schichtdicke der Magnetplatte oder vom Grad der Verschmutzung. Sie sind auch vom Radius der abzutastenden Spur abhängig. Zum Ausgleich für die Schwankungen derThe signals of the servo magnetic head also fluctuate for other reasons, e.g. depending on its altitude the magnetic disk, the layer thickness of the magnetic disk or the degree of soiling. They are also on the radius of the one to be scanned Track dependent. To compensate for the fluctuations in
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zuletzt genannten Art hat man bereits in den Servosteuerkreisen einen regelbaren Verstärker vorgesehen, der eine konstante Ausgangsspannung liefert. Eine solche Anordnung ist beispielsweise durch die Veröffentlichung IBM Technical Disclosure Bulletin/ Vol. 13, No. 11, April 197.1, Seite 3386, bekannt.The latter type is already used in the servo control circuits an adjustable amplifier is provided which has a constant output voltage supplies. Such an arrangement is, for example, by the publication IBM Technical Disclosure Bulletin / Vol. 13, No. 11, April 197.1, page 3386.
Die bekannten Regelsysteme gehen davon aus, daß die auftretenden Signale und Schwankungen stets symmetrisch an beiden zusammenwirkenden Servospuren auftreten. Dies ist jedoch meistens nicht der Fall. So können z.B. Toleranzen bei der Herstellung und beim Einbau des Magrietkopfes} Polier- oder Drehriefen in der Magnetplatte, ungleichmäßiger Abrieb oder ungleichmäßige Verschmutzung des Magnetkopfes ünsymmetrien hervorrufen. Unsymmetrien, die durch die beiden zuerst genannten Ursachen hervorgerufen werden, können durch Auswechseln der Bauteile behoben werden, die zuletzt genannten Ünsymmetrien treten dagegen immer auf. Das Vorhandensein solcher Ünsymmetrien führt dazu, daß der Servo-Magnetkopf von einer der Servospuren Signale erzeugt, die nicht seiner tatsächlichen Lage entsprechen, und es ergibt sich so eine Verschiebung des Nullpunktes der Spurlage. Diese Verschiebung beträgt bei den derzeitigen Systemen erfahrungsgemäß einige Prozent der Spurbreite. Da aber die Lage der Magnetköpfe auf 10 % der Spurbreite geregelt werden muß, um Störungen durch nicht vollständig gelöschte Aufzeichnungen in dieser Spur und durch übersprechen von benachbarten Spuren zu vermeiden, ist eine Meßgenauigkeit von 1 % bei der Servoregelung erforderlich. Hieraus wird ersichtlich, daß sich die durch Ünsymmetrien verursachten Nullpunktsverschiebungen,'besonders bei auswechselbaren Plattensätzen, die abwechselnd in verschiedene Speichergeräte eingesetzt werden, störend bemerkbar machen.The known control systems assume that the signals and fluctuations that occur always occur symmetrically on both interacting servo tracks. Most of the time, however, this is not the case. For example, tolerances in the manufacture and installation of the magnetic head } polishing or turning marks in the magnetic plate, uneven abrasion or uneven soiling of the magnetic head can cause asymmetries. Asymmetries caused by the first two causes can be eliminated by replacing the components, whereas the last mentioned asymmetries always occur. The presence of such asymmetries has the result that the magnetic servo head generates signals from one of the servo tracks which do not correspond to its actual position, and this results in a shift in the zero point of the track position. Experience has shown that this shift amounts to a few percent of the track width in the current systems. However, since the position of the magnetic heads has to be controlled to 10% of the track width in order to avoid disturbances due to not completely erased recordings in this track and from crosstalk from neighboring tracks, a measurement accuracy of 1% is required for the servo control. It can be seen from this that the zero point shifts caused by asymmetries are particularly noticeable in the case of exchangeable disk sets that are alternately inserted into different storage devices.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Servosteuerung für die Spurnachlaufregelung der Magnetköpfe eines Plattenspeichers anzugeben, bei welcher die durch Ünsymmetrien verursachten Schwankungen eliminiert werden und somit die dadurch bedingten Störungen ausgeschaltet sind.The object of the invention is therefore to provide a servo control for the Specify tracking control of the magnetic heads of a disk storage, in which the fluctuations caused by asymmetries are eliminated and thus the disturbances caused by them are turned off.
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Gemäß der Erfindung wird diese. Aufgabe bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß den kreisförmigen Servospuren eine mit ihren Auslenkungen sich in radialer Richtung erstreckende, periodische Schwingung aufgeprägt ist, daß die gleichgerichteten Abtastsignale jeder einzelnen der beiden zusammenwirkenden Servospuren jeweils einem regelbaren Verstärker mit konstanter Wechselspannung an seinem Ausgang zuführbar sind, und daß die in den AusgangsSignalen der Verstärker enthaltenen niederfrequenten Spannungsanteile den Eingängen des Differenz-Verstärkers züführbar sind.According to the invention, this. The object is achieved in a control device of the type mentioned in that the circular servo tracks are impressed with a periodic oscillation with their deflections extending in the radial direction, and that the rectified scanning signals of each of the two interacting servo tracks each have a controllable amplifier with constant alternating voltage at its output can be fed, and that the low-frequency voltage components contained in the output signals of the amplifier can be fed to the inputs of the differential amplifier.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet,, daß die Wechselspannungsamplituden" an den Ausgängen der beiden regelbaren Verstärker gleich groß und der radialen Auslenkung der den Servospuren aufgeprägten Schsjingung proportionalThe device according to the invention is advantageously so formed "that the alternating voltage amplitudes" at the outputs of the two controllable amplifiers are the same size and proportional to the radial deflection of the oscillation impressed on the servo tracks
Vorteilhaft ist esff daß die Frequenz der den Servospuren aufgeprägten Schwingung mindestens eine Größenordnung, über der" oberen Grenz-frequenz der Spmrnachlaufregelung liegt, daß alle Servospuren gleichphasig mit der aufgeprägten Schwingung moduliert sind, und daß die radiale Auslenkung der aufgeprägten Schwingung weniger als die Hälfte der Spurbreite der Servospuren beträgt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Modulationsbreite der aufgeprägten Schwingung 40 % der Spurbreite beträgt. Besonders vorteilhaft ist es-weiterhin, daß bei einer oberen Frequenz der Maciilaufregelung von etwa 300 Hz und einer durch die Magnetisierungsmuster gegebenen Trägerfrequenz "von mehr als einem MHz die Frequenz 'der den Servospuren aufgeprägten Schwingung etwa bis 5 kHz beträgt/It is advantageous ff that the frequency of the servo tracks imposed oscillation at least an order of magnitude above the "upper limit frequency is the Spmrnachlaufregelung that all servo tracks are in phase modulated with the imposed vibration, and in that the radial deflection of the imposed oscillation less than half It is particularly advantageous if the modulation width of the imposed oscillation is 40% of the track width. It is also particularly advantageous that with an upper frequency of the drive control of about 300 Hz and a carrier frequency given by the magnetization pattern of more than one MHz the frequency of the oscillation impressed on the servo tracks is around 5 kHz /
Sine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die Äbtastsignale der beiden zusammenwirkenden Servospuren f die periodisch gegeneinander versetzte, in gleichen Abständen angeordnete r. magnetische Flußumkehrungen aufweisen, mit Hilfe einer Taktgeberschaltung und von zwei Tor-An advantageous embodiment of the device according to the invention consists in the fact that the scanning signals of the two cooperating servo tracks f are the r, which are periodically offset from one another and are arranged at equal intervals . have magnetic flux reversals, with the help of a clock circuit and two gate
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schaltungen, denen jeweils das Abtastsignal und ein Taktsignal der Taktgeberschaltung zugeführt wird, voneinander trennbar sind. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Einrichtung besteht darin, daß die vom Servomagnetkopf erzeugten Abtastsignale der beiden zusammenwirkenden Servospuren, die-jeweils über einen Gleichrichter dem regelbaren Verstärker zugeführt werden, über ein Hoehpassfilter und einen Gleichrichter dem Regeleingang des Verstärkers zur Erzeugung einer konstanten Wechselspannung an seinem Ausgang zuführbar sind, und daß die Ausgänge der·regelbaren Verstärker jeweils über ein Tiefpassfilter den Eingängen des Differenzverstärkers zuführbar sind.circuits, each of which is the sampling signal and a clock signal the clock circuit is supplied, are separable from each other. There is a further advantageous embodiment of the device in that the scanning signals generated by the servo magnetic head two interacting servo tracks, each of which is fed to the controllable amplifier via a rectifier a high-pass filter and a rectifier to the control input of the Amplifier for generating a constant alternating voltage can be fed at its output, and that the outputs of the controllable Amplifiers can each be fed to the inputs of the differential amplifier via a low-pass filter.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in vorteilhafter Weise auch dazu verwendet werden, Unsvmmetrien der Magnetplatte oder der Magnetkopfe zu prüfen. Zu diesem Zweck, ist es vorteilhaft, daß mit Hilfe der gemessenen Regelsignale der regelbaren Verstärker ünsymmetrien des Servomagnetkopfes oder der Servospuren feststellbar sind.The device according to the invention can advantageously can also be used to measure the magnetic disk or to check the magnetic heads. To this end, it is beneficial that with the help of the measured control signals of the controllable amplifier asymmetries of the servo magnetic head or the servo tracks are detectable.
Die Erfindung wird anhand eines durch die Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:The invention is explained using one of the drawings Embodiment described. Show it:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung schematischFig. 1 shows the device according to the invention schematically
im Blockschaltbild,in the block diagram,
Fig. 2 ein Diagramm zweier Servospuren in gestreckterFig. 2 is a diagram of two servo tracks in stretched
Darstellung mit einem symmetrisch liegenden Magnetkopf,Representation with a symmetrically positioned magnetic head,
Fign. 3Ä und 3B die den regelbaren Verstärkern der EinrichtungFigs. 3A and 3B show the adjustable amplifiers of the device
zügeführten, gleichgerichteten Äbtastsignale der Magnetköpfe in Spannungs-Zeit-Diagrammen,supplied, rectified scanning signals of the magnetic heads in voltage-time diagrams,
Fign. 4A und 4B die an den Ausgängen der regelbaren VerstärkerFigs. 4A and 4B those at the outputs of the controllable amplifiers
vorhandenen Spannungen,existing tensions,
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Fig. 5 ein Diagramm zweier Servospuren in gestreckterFig. 5 is a diagram of two servo tracks in stretched
Darstellung mit einem unsymmetrisch liegenden Magnetkopf/Representation with an asymmetrical magnetic head /
Fign. 6A und 6B die den regelbaren Verstärkern der EinrichtungFigs. 6A and 6B show the adjustable amplifiers of the device
zugeführten, gleichgerichteten Abtastsignale der beiden Servospuren in dem in Fig. 5 dargestellten Fall, undrectified scanning signals supplied to the two servo tracks in the one shown in FIG Case, and
Fign. 7A und 7B die Spannungen am Ausgang der regelbaren Verstärker in dem in Fig. 5 dargestellten Fall.Figs. 7A and 7B show the voltages at the output of the controllable amplifiers in the case shown in FIG.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Magnetplatte des Magnetplattenstapels eines Magnetplattenspeichers bezeichnet. Der Plattenstapel wird vom Motor 2 angetrieben. Auf de£ Magnetplatte. 1 sind konzentrische Servospuren 3 aufgezeichnet, die zur Einstellung der Magnetköpfe des Speichers auf ausgewählte Datenspuren sowie zur , Spurnachlaufsteuerung der Magnetköpfe einer einmal ausgewählten Datenspur dienen. Die Servospuren können in bestimmten ringförmigen Bereichen aufgezeichnet sein auf einer Magnetplatte, die auch Datenspuren enthält. Die Servospuren können aber auch ausschließlich auf einer Magnetplatte untergebracht sein, die dann als Servomagnetplatte dient und meist in der Mitte des Plattenstapels angeordnet ist.In Fig. 1, 1 denotes a magnetic disk of the magnetic disk stack of a magnetic disk storage. The stack of plates will driven by engine 2. On the magnetic disk. 1 are concentric Servo tracks 3 recorded, which are used to set the Magnetic heads of the memory on selected data tracks as well as for tracking control of the magnetic heads of a once selected Serve data track. The servo tracks can be in certain ring-shaped Areas recorded on a magnetic disk, which also contains data tracks. The servo tracks can also be accommodated exclusively on a magnetic disk, which then serves as a servo magnetic disk and is usually arranged in the middle of the disk stack.
Die Servospurenf in denen in bestimmter Weise periodisch Magnetisierungsmuster aufgezeichnet sind, werden vom Magnetkopf 4 abgetastet, der mechanisch starr mit den (nicht dargestellten) weiteren Magnetköpfen des Speichers verbunden ist. Zur Einstellung des Magnetkopfes 4 auf bestimmte, ausgewählte Aufzeichnungsspuren der Magnetplatte ist der Linearmotor 5 vorgesehen, der über das Gestänge 6 mit dem Magnetkopf 4 verbunden ist. Der Linearmotor 5 erhält über die Leitung 7 Steuersignale zur Grobeinstellung der Magnetköpfe auf die ausgewählte Spur. Steuereinrichtungen für diesen Zweck sind an sich bekannt und deshalb nicht dargestellt.The servo tracks f, in which magnetization patterns are recorded periodically in a certain manner, are scanned by the magnetic head 4, which is mechanically rigidly connected to the other magnetic heads (not shown) of the memory. The linear motor 5, which is connected to the magnetic head 4 via the linkage 6, is provided for setting the magnetic head 4 to specific, selected recording tracks on the magnetic disk. The linear motor 5 receives control signals via the line 7 for the coarse adjustment of the magnetic heads on the selected track. Control devices for this purpose are known per se and are therefore not shown.
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Zur Spurnachlaufregelung werden die vom Magnetkopf 4 abgetasteten Signale über die Leitung 8 der im oberen Teil der Fig. 1 dargestellten Regelschaltung 9 zugeführt, die dann über die Leitung 10 ein Steuersignal an den Linearmotor 5 abgibt,For tracking control, those scanned by the magnetic head 4 are scanned Signals via line 8 of the illustrated in the upper part of FIG Control circuit 9 is supplied, which then emits a control signal to the linear motor 5 via the line 10,
Der Vorgang der Spurnachlaufregelung mit Hilfe der in bestimmter Weise auf der Magnetplatte 1 angeordneten Servospuren wird im folgenden im einzelnen beschrieben. Hierzu wird zunächst auf Fig. 2 Bezug, genommen. In dieser Figur sind zwei aneinandergreBzende, mit A und B bezeichnete Servospuren 16, 17, wie sie araf äer Magnetplatte 1 aufgezeichnet sind/ in gestreckter ZeichnuBg dargestellt. Diese Spuren sind in konzentrischen Kreisringea angeordnet, wie durch die strichpunktierten Linien IS17 19 angedeutet", und jedem Ring ist in radialer Richtung eine periodische Auslenkung entsprechend der BegrensungsUnten 20 r 21 überlagert, so daß die Servospur 3 CFig« 1)" dem sie abtastenden Magnetkopf '4 gegenüber als periodische Schwingungsbewegung in Erscheinung tritt. Die den einzelnen kreisförmigen Servospurem -überlagerten Schwingungen sind für alle Servospuren phasengieicho Die Frequenz dieser Schwingungsbewegung ist so hoch? daß der Magnetkopf 4 wegen seiner Trägheit den Äuslenkungen der überlagerten Schwingung nicht nachfolgen kann und daher eine Lage symmetrisch zur Mittellinie beibehält. Wenn beispielsweise das Servosystem bei einer Umdrehungszahl der Magnetplatte von etwa 30 bis SO Umdrehungen pro Sekunde Schwankungen mit einer Frequenz "in der Größenordnung von 300· Hz regeln'kann, dann betragt die Frequenz der Schwingung 20, 21, mit welcher die radiale Lage der Servospur moduliert ist, etwa 3 bis 5 kHz. Die Auslenkung der Schwingung entsprechend den Grenzlinien 20,. 21, mit welcher die durch die Linien 18,"19 begrenzte Servospur moduliert ist, beträgt weniger als die Hälfte der Spurbreite, in vorteilhafter Weise etwa 40 % davon. Es ergibt sich also eine Art Zitterbewegung, die der Servospur überlagert ist.The process of tracking control with the aid of the servo tracks arranged in a certain way on the magnetic disk 1 is described in detail below. For this purpose, reference is first made to FIG. 2. In this figure are two aneinandergreBzende, designated A and B servo tracks 16, 17 as Araf OCE magnetic disk 1 is recorded / displayed in a stretched ZeichnuBg. These tracks are arranged in concentric circular rings a, as indicated by the dash-dotted lines IS 17 19 ", and a periodic deflection in the radial direction is superimposed on each ring corresponding to the lower limit 20 r 21, so that the servo track 3 CFig« 1) "is superimposed on the scanning Magnetic head '4 opposite appears as a periodic oscillating movement. The oscillations superimposed on the individual circular servo tracks are phase-identical for all servo tracks. The frequency of this oscillation movement is so high? that the magnetic head 4 cannot follow the deflections of the superimposed oscillation because of its inertia and therefore maintains a position symmetrical to the center line. If, for example, the servo system can regulate fluctuations with a frequency "of the order of magnitude of 300 Hz at a speed of rotation of the magnetic disk of about 30 to 50 revolutions per second, then the frequency of the oscillation is 20, 21, with which the radial position of the servo track is modulated, about 3 to 5 kHz. The deflection of the oscillation corresponding to the boundary lines 20, 21, with which the servo track delimited by the lines 18, "19 is modulated, is less than half the track width, advantageously about 40% of that. So there is a kind of trembling movement that is superimposed on the servo track.
In den Servospuren 16, 17 sind periodisch Muster entgegengesetzter Magnetisierung 22, 23 aufgezeichnet, die in den Figuren mit (+) und (-) bezeichnet sind. Die Magnetisierungsmuster sweier an-GE 973 001In the servo tracks 16, 17 patterns are periodically more opposed Magnetization 22, 23 recorded, which in the figures with (+) and (-) are designated. The magnetization pattern is an-GE 973 001
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einandergrenzender Servospuren A und B sind, wie durch die Trennungslinien 24-, 25 angedeutet, jeweils um die halbe Länge der Magnetisierungsbereiche gegeneinander versetzt angeordnet. In Fige 2 sind die Breiten der Magnetisierungsbereiche 22,-23 stark vergrößert dargestellt. Tatsächlich kommen auf eine Modulationsschwingung mindestens mehrere hundert oder tausend magnetische Flußumkehrungen,, Die Trägerfrequenz, die durch die magnetischen Flußumkehrungen hervorgerufen wird, liegt in der Größenordnung von 1 MHz.Adjacent servo tracks A and B are, as indicated by the dividing lines 24-, 25, arranged offset from one another by half the length of the magnetization areas. In FIG e 2 are the widths of magnetic domains 22, -23 greatly enlarged. In fact, there are at least several hundred or thousands of magnetic flux reversals for one modulation oscillation. The carrier frequency which is caused by the magnetic flux reversals is in the order of magnitude of 1 MHz.
Der Magnetkopf 4 wird im Idealfalle, wenn keinerlei Abweichungen auftreten, durch die Servosteuerung jeweils in der Mitte zwischen zwei Servospuren geführt. Die dabei zurückgelegte Bahn des Magnetkopfes 4 ist in Fig. 2 durch die mit Schraffur versehenen, gestrichelten Linien 26, 27 dargestellt. Im Falle einer Abweichung von dieser Mittellage wird in der Regelschaltung 9 aus den im Magnetkopf 4 beim überstreichen der Magnetisierungsmuster der Servospuren erzeugten Äbtastsignalen ein Stellsignal gebildet, das dann über die Leitung 10 dem Linearmotor 5 zur Korrektur der Spurlage zugeführt wird.The magnetic head 4 is ideally if there are no deviations occur, guided by the servo control in the middle between two servo tracks. The path covered by the Magnetic head 4 is shown in Fig. 2 by the hatched, dashed lines 26, 27 shown. In the event of a discrepancy from this central position, in the control circuit 9, the magnetization in the magnetic head 4 when sweeping over the magnetization pattern of the servo tracks generated scanning signals formed, which then via the line 10 to the linear motor 5 to Correction of the tracking is fed.
Die Regelschaltung 9 ist in der Lage, Ungleichheiten in der Symmetrie, die z.B. durch ungleichmäßige Abnutzung des Magnetkopfes oder durch fehlerhafte Stellen, wie Längsrillen, entstanden sein können, zu kompensieren und auch in solchen Fällen den Magnetkopf in der Mitte zwischen zwei Servospuren zu führen.The control circuit 9 is able to compensate for inequalities in the symmetry caused, for example, by uneven wear of the magnetic head or through faulty places, such as longitudinal grooves, to compensate and also in such cases to guide the magnetic head in the middle between two servo tracks.
Die Abtastsignale des Magnetkopfes 4 werden über die Leitung 8 dem Vorverstärker 31 und von da der Taktgeberschaltung 32 zugeführt. Außerdem bilden die Abtastsignale über die Leitung 33.einen ersten Eingang der Torschaltung 34 und über die Leitung 35 einen ersten Eingang der Torschaltung 36. Die Torschaltung 34 erhält an ihrem zweiten Eingang über die Leitung 37 Signale der Taktgeberschaltung 32. Ebenso erhält die Torschaltung 36 an ihrem zweiten Eingang über die Leitung 38 Ausgangssignale der Taktgeberschaltung 32. Die Taktgeberschaltung 32 ist mit Hilfe vonThe scanning signals of the magnetic head 4 are transmitted via the line 8 to the preamplifier 31 and from there to the clock circuit 32. In addition, the scanning signals form a first input of the gate circuit 34 via line 33 and a first input via line 35 first input of the gate circuit 36. The gate circuit 34 receives signals from the clock circuit at its second input via the line 37 32. Likewise, the gate circuit 36 receives output signals from the clock generator circuit via the line 38 at its second input 32. The clock circuit 32 is provided with the aid of
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(nicht- dargestellten) Synchronisierungsmitteln in der Lage zu erkennen, ob ein bestimmtes Abtastsignal des Magnetkopfes 4 von einer geradzahligen Servospur A"oder von einer ungeradzahligen Servospur B stammt. Dementsprechend gibt die Taktgeberschaltung 32 über die Leitung 37 ein Ausgangssignal- an die Torschaltung 34, wenn ein Signal einer Spur A auftritt und über die Leitung 38 ein Signal an die Torschaltung 36, wenn ein Signal einer Spur B vorliegt, über die Leitung 39 steht die Taktgeberschaltung mit Synchronisiermitteln in Verbindung, die auch dazu dienen, festzustellen, ob sich der Magnetkopf zwischen einer geradzahligen Spur A und einer ungeradzahligen Spur B oder zwischen einer ungeradzahligen Spur B und einer geradzahligen Spur A befindet. Derartige Einrichtungen sind an sich bekannt und deshalb nicht beschrieben. Am Ausgang 40 der Torschaltung 34 tritt somit ein Signal auf, wenn ein Abtastsignal einer Spur/ A vorliegt, Eberiso tritt am Ausgang 41 der Torschaltung 36 ein Signal auf, wenn ein Abtastsignal der Spur B vorliegt. Es ist hierbei zu beachten, daß die die Äbtastsignale erzeugenden Flußübergänge der Servospuren A und B gegeneinander versetzt sind.(not shown) synchronization means able to recognize whether a certain scanning signal of the magnetic head 4 from an even-numbered servo track A "or from an odd-numbered Servo track B originates. Accordingly, the clock circuit 32 gives an output signal to the gate circuit 34 via the line 37, when a signal of a track A occurs and via the line 38 a signal to the gate circuit 36 when a signal of a track B is present, the clock circuit is on line 39 with Synchronizing means in connection, which also serve to determine whether the magnetic head is between an even Track A and an odd-numbered track B or between an odd-numbered one Lane B and an even-numbered lane A is located. Such devices are known per se and therefore not described. At the output 40 of the gate circuit 34 thus occurs Signal on when a scanning signal of a track / A is present, Eberiso occurs at the output 41 of the gate circuit 36, a signal when a scanning signal of track B is present. It should be noted here that the flux transitions of the servo tracks which generate the scanning signals A and B are offset from one another.
Die am Ausgang 40 der Torschaltung 34 auftretenden Signale werden der Gleichrichterschaltung 42 zugeführt, in welcher eine Gleichrichtung der durch die Magnetisierungsmuster erzeugten Trägerfrequenz von etwa 1 MHz erfolgt. Die am Ausgang 43 des Gleichrichters 42 auftretende Signalfolge, wie sie sich aus Fig. 2 ergibt, ist in Fig. 3A in einem Spannungs-Zeit-Diagramm dargestellt, Positive Signalimpulse 44 ergeben sich bei magnetischen Flußumkehrungen von + nach -, z.B. entsprechend der Grenzlinien 24. Negative Signalimpulse 45 ergeben sich entsprechend bei magnetischen Flußumkehrungen von - nach +, z.B. entsprechend der Grenzlinien 25. Die Hüllkurve 46 der Impulse 44 und der gleichgerichteten Impulse 45' zeigt eine Wechselspannung, der eine Gleichspannung überlagert ist.The signals appearing at the output 40 of the gate circuit 34 are fed to the rectifier circuit 42, in which a rectification the carrier frequency of about 1 MHz generated by the magnetization pattern. The one at the output 43 of the rectifier 42 occurring signal sequence, as it results from Fig. 2, is shown in Fig. 3A in a voltage-time diagram, Positive signal pulses 44 result from magnetic flux reversals from + to -, e.g. corresponding to the boundary lines 24. Negative signal pulses 45 result accordingly in magnetic flux reversals from - to +, e.g. according to the Border lines 25. The envelope curve 46 of the pulses 44 and the rectified pulses 45 'shows an alternating voltage, the one DC voltage is superimposed.
Die Ausgangssignale des Gleichrichters 42 werden dem geregelten Verstärker 47 zugeführt. Zur Verstärkungsregelung wird das Aus-The output signals of the rectifier 42 are fed to the regulated amplifier 47. For gain control, the output
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gangssignal des Verstärkers 47 über die Leitung 48 gleichzeitig dem Hochpass-Filter 49 zugeführt. Die vom Filter 49 durchgelassene Wechselspannung wird im Gleichrichter 50 gleichgerichtet und über die Leitung 51 dem Verstärker 47 als Regelgrösse zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß am Ausgang 52 des geregelten Verstärkers 47 stets dieselbe Wechselspannung auftritt, unabhängig von der Größe des vom Magnetkopf 4 abgetasteten Signals.The output signal of the amplifier 47 is simultaneously fed to the high-pass filter 49 via the line 48. The one passed by the filter 49 AC voltage is rectified in the rectifier 50 and fed via the line 51 to the amplifier 47 as a controlled variable. Through this it is achieved that the same AC voltage always occurs at the output 52 of the regulated amplifier 47, regardless of the Size of the signal scanned by the magnetic head 4.
Entsprechend den Ausgangssignalen der Torschaltung 34 für die Spuren A werden die Ausgangssignale der Torschaltung 36 für die Spuren B dem Gleichrichter 56 zugeführt. Die am Ausgang 57 des Gleichrichters 56 auftretende Signalfolge ist in Fig. 3B entsprechend der Fig. 2 dargestellt. Positive Impulse 58 ergeben sich aus den Flußumkehrungen von + nach - und negative Impulse 59 ergeben sich aus den Flußumkehxungen, von - nach. -f-. Die Hüllkurve 60 der Impulse 58 und der gleichgerichteten Impulse 59' ist wiederum eine Wechselspannung,, der eine Gleichspannung überlagert ist. Die Signale am Ausgang 57 des Gleichrichters 56 werden in entsprechender Weise wie die Signale der Spuren A dem geregelten Verstärker 61 zugeführt, für den über das Hochpass-Filter 62 und den Gleichrichter 63 eine Regelspannung erzeugt wird, die dem Verstärker über die Leitung'64 zugeführt wirdo Für die Abtastsignale der Spuren B wird somit ebenfalls eine Ausgangssignalfolge am Ausgang 65 des geregelten Verstärkers 61 erzeugt, die von der Größe des Äbtastsignals unabhängig ist.According to the output signals of the gate circuit 34 for the tracks A, the output signals of the gate circuit 36 for the Tracks B fed to the rectifier 56. The signal sequence occurring at the output 57 of the rectifier 56 is corresponding in FIG. 3B of Fig. 2 shown. Positive pulses 58 result from the flux reversals from + to - and negative pulses 59 result from the river reversals, from - to. -f-. The envelope 60 of the pulses 58 and the rectified pulses 59 'is again an alternating voltage, on which a direct voltage is superimposed is. The signals at the output 57 of the rectifier 56 are in the same way as the signals of the tracks A. fed to the regulated amplifier 61 for the high-pass filter 62 and the rectifier 63 a control voltage is generated, which is fed to the amplifier via the line'64 wirdo For the scanning signals of the tracks B, an output signal sequence is thus also produced at the output 65 of the regulated amplifier 61 generated, which is independent of the size of the scanning signal.
Die Ausgänge 52 und 65 der geregelten Verstärker 47 und 61 bilden jeweils über ein Tiefpass-Filter 66,- 67 die Eingänge des Differensverstärkers 68, dessen Ausgangssignal über die Leitung 69 dem Verstärker 70 und von da über die Leitung 10 als Stellgrösse dem Linearmotor 5 zugeführt wird.The outputs 52 and 65 of the regulated amplifiers 47 and 61 each form the inputs of the via a low-pass filter 66, - 67 Differential amplifier 68, the output of which on the line 69 to the amplifier 70 and from there via the line 10 as a manipulated variable the linear motor 5 is supplied.
Die Ausgangssignale der geregelten Verstärker 47 und 61 in dem beschriebenen Fall der symmetrischen Lage des Magnetkopfes sindThe output signals of the regulated amplifiers 47 and 61 in the described case of the symmetrical position of the magnetic head
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in den Figuren 4A und 4B einander gegenüber gestellt. Den gleich großen und konstanten Wechselspannungen 71 und 72 sind die Gleichspannungen 73 und 74 überlagert, die dem Differenzverstärker 68 zugeführt werden. Beide Gleichspannungen sind gleich groß. Das resultierende Ausgangssignal auf der Leitung 69 ist daher gleich Null, so daß dem Linearmotor 5 kein neues Stellsignal zugeführt wird.placed opposite one another in FIGS. 4A and 4B. The equally large and constant alternating voltages 71 and 72 are the DC voltages 73 and 74 superimposed on the differential amplifier 68 are fed. Both DC voltages are the same. The resulting output on the line 69 is therefore equal to zero, so that the linear motor 5 is not supplied with a new control signal.
In Fig.- 5 ist mit derselben Anordnung der Servospuren wie in Fig. 2 der Fall dargestellt, daß sich der Magnetkopf 4 in einer gegenüber der Mitte der beiden Servospuren verschobenen Lage befindet. Die durch die schraffierten Begrenzungslinien 26, 27 angedeutete Bahn des Magnetkopfes verläuft zu einem größeren Teil in der Spur A und zu einem kleineren Teil in der Spur B. Die nunmehr am Ausgang der Gleichrichter 42 und 56 auftretenden Signalfolgen sind in den Fign. 6A und 6B entsprechend den Fign. 3A und 3B dargestellt. Es zeigt sich, daß nunmehr in der Spur A alle Amplitudenwerte gegenüber der symmetrischen Lage vergrößert sind, während die entsprechenden Amplitudenwerte der Spur B kleiner geworden sind. Daher ergeben sich am Ausgang der geregelten Verstärker 47, 61, wie in den Fign. 7A und 7B dargestellt, Wechselspannungen 75, 76, die gegenüber der symmetrischen Lage unverändert sind, denen jedoch verschieden große Gleichspannungen überlagert sind. Die von der Spur A herrührende Gleichspannung 77 ist größer als die von der Spur B herrührende Gleichspannung 78. Der Differenzverstärker 68 erhält somit über die Tiefpass-Filter 66, 67 zwei verschieden große Eingangssignale und gibt daher ein von Null verschiedenes Ausgangssignal ab, das über die Leitung 10 den Linearmotor 5 zur Korrektur der Spurlage zugeführt wird. Dieses Signal verschwindet wieder, wenn der Magnetkopf die Mittellage zwischen zwei Servospuren wieder erreicht hat. Diese Mittellage wird mit Hilfe der regelbaren Verstärker 47 und 61 auch dann erreicht, wenn z.B. eine ungleichmäßige Abnutzung des Magnetkopfes vorliegt, oder wenn die Magnetspur ungleichmäßig abgenutzt oder verschmutzt ist. In jedem Falle sprechen die regelbaren Verstärker 47, 61 an, und bringenIn Fig. 5 is with the same arrangement of servo tracks as in Fig. 2 shows the case that the magnetic head 4 is in a in relation to the center of the two servo tracks. The hatched boundary lines 26, 27 indicated path of the magnetic head runs to a larger one Part in track A and to a lesser extent in track B. The now occurring at the output of rectifiers 42 and 56 Signal sequences are shown in FIGS. 6A and 6B according to FIGS. 3A and 3B. It can be seen that now in track A all amplitude values are enlarged compared to the symmetrical position, while the corresponding amplitude values of track B. have become smaller. Therefore, at the output of the regulated amplifier 47, 61, as shown in FIGS. 7A and 7B shown, AC voltages 75, 76, which are unchanged with respect to the symmetrical position, but to which DC voltages of different magnitudes are superimposed. The direct voltage 77 originating from the A track is greater than that originating from the B track DC voltage 78. The differential amplifier 68 thus receives over the low-pass filter 66, 67 has two input signals of different sizes and therefore gives an output signal other than zero from, which is fed to the linear motor 5 via the line 10 for correcting the track position. This signal disappears again when the magnetic head has reached the middle position between two servo tracks again. This middle position is adjusted with the help of the adjustable Amplifiers 47 and 61 are also achieved if, for example, an uneven The magnetic head is worn, or the magnetic track is unevenly worn or dirty. In each Case speak to the controllable amplifier 47, 61, and bring
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die Wechselspannung auf einen konstanten Wert, so daß sich als Eingang für den Differenzverstärker 68 auch in diesem Falle dieselbe Gleichspannung ergibt, wie wenn keine unsymmetrische Abweichung der Äbtastsignale aufgetreten wäre.the AC voltage to a constant value, so that the input for the differential amplifier 68 is the same in this case as well DC voltage results, as if no asymmetrical deviation the scanning signals would have occurred.
Treten an den Regeleingängen 51, 64 der Verstärker 47, 61 verschiedene
Regelspannungen auf, ist dies ein Zeichen für eine
Unsymmetrie des Magnetkopfes oder der Magnetplatte. Daraus kann auch ein Kriterium für die Auswahl oder den Austausch der Bauelemente
abgeleitet werden.If different control voltages occur at the control inputs 51, 64 of the amplifiers 47, 61, this is a sign of one
Imbalance of the magnetic head or the magnetic disk. A criterion for the selection or replacement of the components can also be derived from this.
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