DE2429823A1

DE2429823A1 - Einrichtung zum steuern der spurauswahl und des spurnachlaufs in einem magnetplattenspeicher

Info

Publication number: DE2429823A1
Application number: DE2429823A
Authority: DE
Inventors: Ronald Scott Palmer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2236242B1; FR2236242A1; US3838457A; GB1467165A; JPS5039522A

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: SA 971 033

Einrichtung zum Steuern der Spurauswahl und des Spurnachlaufs in einem Magnetplattenspeicher.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern der Spurauswahl und des Spurnachlaufs in einem Magnetplattenspeicher, bei welcher ein Servo-Magnetkopf in der Mitte zwischen zwei Servo-Spuren geführt wird, und bei welcher der Antrieb für die radiale Zugriff sbewegung des Magnetkopfträgers durch Vergleich der überquerten Servo-Spuren mit der Soll-Spurlage regelbar ist.

Die in Datenverarbeitungsanlagen verwendeten Magnetplattenspeicher weisen gewöhnlich auf den Plattenoberflächen konzentrische Spuren

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auf, die zur Aufzeichnung der Daten dienen.. Diese Magnetplattenspeicher besitzen Servosysteme für die Steuerung des Spurnachlaufs, um einen als Schreib-/Lesekopf dienenden Magnetkopf genau über die jeweilige Datenspur zu führen. Diese SpurnachlaufSteuerungen erhalten ihre Positionsinformationen von speziellen Servosignalen, die permanent auf der Magnetplatte entlang der zu verfolgenden Datenspur aufgezeichnet sind. Normalerweise werden zwei Arten von Servo-Signalen benutzt, die zu beiden Seiten der Datenspur aufgezeichnet sind. Diese Signale werden in geeigneten Schaltungen verglichen oder kombiniert, um Abweichungen in der Lage des Magnetkopfs zur Mitte der Datenspur festzustellen. Die verschiedenen Arten von Servo-Signalen können durch magnetische Flußwechsel, durch Phasenunterschiede oder durch verschiedene Frequenzen gebildet sein. Die Servo-Signale können auch kontinuierlich entlang einer kontinuierlichen Servo-Spur oder in Intervallen entlang einer Spur aufgezeichnet sein. Ferner können die Servosignale verschachtelt mit den Daten auf der Datenspur selbst oder in doppelschichtigen Magnetplatten direkt unterhalb der Datenspur aufgezeichnet sein.

Bei allen diesen bekannten Servo-Systemen ist die Breite des Positionsfehlersignals nicht größer als eine halbe Spur von der Mitte der Datenspur aus gerechnet. Das bedeutet, daß wenn der Magnetkopf mehr als eine halbe Spur von der Mittellinie abweicht, das Positionsfehler8ignal verlorengeht und der Magnetkopf unter den Einfluß des Positionsfehlersignals der angrenzenden Datenspur kommt und sich auf diese Datenspur einstellt. Dieses Problem tritt hauptsächlich auf, wenn der Magnetkopf in radialer Richtung bewegt wird d. h., wenn er von einer Spur auf eine andere wechselt. Die bekannten Magnetplattenspeicher verwenden eine Spurauswahlsteuerung, durch die der Magnetkopf mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf die einzustellende Soll-Spur bewegt wird. Dabei übernimmt die Spurnachlaufsteuerung die Führung des Magnetkopfes erst, wenn der Magnetkopf innerhalb einer halben Spurbreite von der Soll-Spur entfernt ist. Wenn der Magnetkopf durch die Trägheitskräfte der Spurauswahlsteuerung um mehr als ©i&e halbe Spurbreite

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über die Hittellinie der Soll-Spur hinaus bewegt worden ist, wird er durch die Spurlaufsteuerung auf die falsche Spur eingestellt. Dadurch wird es notwendig, die Spurauswahlsteuerung noch einmal zu betätigen, um den Magnetkopf auf die richtige Spur zu bringen. Durch die Tendenz, die Datenspuren dichter und dichter auf den Magnetplatten anzuordnen, ist das beschriebene Problem noch größer geworden. Zur Illustration sei erwähnt, daß die Spurbreiten jetzt in einer Dimension angelangt sind, die beträchtlich kleiner sind als die normale Dicke eines Blattes Schreibpapier.

Viele bekannte Plattenspeicher benutzen einen vom Daten-Magnetkopf getrennten Servo-Magnetkopf und haben von den Datenspuren getrennte Servospuren. Bei diesen Anordnungen sind der Servo-Magnetkopf und die Daten-Magnetköpfe mechanisch miteinander starr verbunden, so daß der Servo-Magnetkopf bei der Einstellung auf eine bestimmte Spur den Daten-Magnetkopf stets genau auf die selbe Stelle einrichtet. Ein Problem entsteht jedoch, wenn die Daten in einen Magnetplattenspeicher eingeschrieben und dann von der selben Magnetplatte in einem anderen Magnetplattenspeicher wieder ausgelesen werden sollen, da die mechanische Verbindung zwischen dem Servo-Magnetkopf und den Daten-Magnetköpfen des zweiten Magnetplattenspeichers nicht genau dieselbe 1st wie beim ersten mit der Folge, daß der auslesende Magnetkopf nicht genau auf die Spur eingerichtet ist. In einem solchen Falle ist es notwendig, durch elektrische Mittel den Servo-Magnetkopf zu versetzen, um den Daten-Magnetkopf in die genaue Lage zur Datenspur zu bringen. Da jedoch, wie bereits erwähnt, bei den bekannten Magnetplattenspeicher das Positionsfehlersignal nur innerhalb einer halben Spurbreite von der Mitte der Datenspur aus wirksam 1st, ist es nicht möglich, den Magnetkopf mehr als eine halbe Spurbreite zu verschieben, ohne das korrekte Positionsfehlersignal zu verlieren. Dieses Problem wird noch größer durch das Bemühen, die Dichte der Spuren weiter zu erhöhen, da eine sehr kleine Verwindung oder eine andere mechanische Veränderung der starren Verbindung zwischen den Magnetköpfen von einem Magnet-

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plattenspeicher zu einem anderen die Ausrichtung der Magnetköpfe ernsthaft gefährden kann.

Bei allen bekannten Magnetplattenspeichern besteht das Erfordernis, daß die Spurauswahleteuerung in der Lage ist, zu zählen, wieviel Spuren überquert worden sind, wenn der Magnetkopfträger sich in radialer Richtung von einer Einstellung auf eine andere Soll-Spur bewegt. Auch dieses Problem der genauen Zählung der überquerten Datenspuren wird durch die hohen Spurendichten vergrößert und außerdem dadurch, daß man bestrebt ist, die Magnetköpfe mit immer höheren Geschwindigkeiten während des Zugriffs zu bewegen. Wenn der Magnetkopf eine Spur überquert ohne ein Signal von ihr zu erhalten, dann geht die Zählung der Spuren verloren. Dieses Problem tritt besonders auch dann auf, wenn die Servo-Signale verschachtelt mit den Daten auf derselben Spur angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, Steuerungen für die Spurauswahl und den Spurnachlauf in einem Magnetplattenspeicher anzugeben, bei denen das Positionsfehlereignal sich über mehrere Spuren über die Soll-Spur hinaus erstreckt und bei denen die Zählung der überquerten Spuren sowie das rechtzeitige Abbremsen bei der Zugriffsbewegung und die übergabe an die Spurnachlaufsteuerung sichergestellt ist.

Bei einer Einrichtung zum Steuern der Spurauswahl und des Spurnachlaufs der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch regelmäßige Winkelversetzung der Magnetisierungsmuster der Servo-Spuren Gruppen von Servo-Spuren mit gleichen Versetzungsmustern und mit identifizierbaren Spuren innerhalb einer Gruppe gebildet sind, daß in der Spurnachlaufsteuerung eine logische Schaltung vorgesehen ist, die über die Anzahl der eine Gruppe bildenden Servo-Spuren beim Auftreten deren Abtastsignale ein linear ansteigendes Fehlersignal symmetrisch zur Soll-Lage erzeugt, und daß die Spurauswahlsteuerung beim Erreichen einer bestimmten Spurendifferenz innerhalb der die Soll-Spur

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enthaltenden Gruppe von Servo-Spuren auf die Spurnachlaufsteuerung umschaltbar ist.

Die Erfindungsgemäßte Einrichtung ist in vorteilhafter Weis· so ausgebildet, daß in der Spurauswahlsteuerung ein Register für die momentan angesteuerte Spur, ein Register für die jeweilige Startspur der Zugriffsbewegung und ein Differenzzähler dieser Spur und der Soll-Spur enthalten sind, daß dem Differenzzähler ein Vergleicher nachgeschaltet ist, der beim Erreichen eines bestimmten Wertes auf die Spurnachlaufsteuerung umschaltet, und daß ein Taktgeber vorgesehen ist, der beim überqueren der ersten Spurengruppengrenze nach der Startspur angestoßen wird und die Weiterschaltung der Register und Zähler einleitet, und der beim überqueren jeder Spurengruppengrenze ein Referenzsignal erzeugt, durch das zusammen mit den von den jeweiligen Servo-Spuren abgetasteten Signalen die momentan angesteuerte Spur identifizierbar ist. Vorteilhaft ist es ferner, daß die Spurnachlaufsteuerung Torschaltungen enthält, die über einen Decodierer in Abhängigkeit von der Soll-Spuradresse und der jeweiligen Entfernung des Servo-Magnetkopfs von der Soll-Spur einstellbar sind, und daß über die Torschaltungen Vorspannungen, deren Höhe der Abweichung von der Soll-Spur entspricht, über Summierkreise und Spitzendetektoren dem Servoantrieb zuführbar sind.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung wird darin gesehen, daß in der Spurnachlaufsteuerung jeweils ein Spitzendetektor für positive und negative Abweichungen von der Soll-Lage anzeigende Signale vorgesehen ist, dem außer den Servo-Signalen der eingestellten Spurlage über die Torschaltungen Vorspannungen zuführbar sind, die der Abweichung von mehreren Spuren entsprechen, und daß die positiven und negativen Fehlersignale an den Ausgängen der Spitzendetektoren ferner einem Differenzverstärker zur Bildung des Positionsfehlersignals der eingestellten Spurlage zuführbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung sä 971 033 A 0 9 8 8 A / 0 9 9 6

besteht darin, daß die Magnetisierungsmuster von jeweils sechs zu einer Gruppe zusammengefaßten Servo-Spuren derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß bei der Einwärtsbewegung des Magnetkopfträgers nacheinander die Spuren 6, 4, 2, 5, 3, 1 ein Servo-Signal erzeugen. Dabei sind den Summierschaltungen über die Torschaltungen jeweils maximale Vorspannungen entsprechend einer Abweichung von drei Spuren zuführbar und die Spurauswahlsteuerung ist beim Erreichen der Differenz von drei Spuren zwischen der Is t- und der Soll-Spurlage auf die Spurnachlaufsteuerung umschaltbar.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in vorteilhafter Weise in Magnetplattenspeichern verwendet werden, in denen die Servo-Spuren getrennt von den Daten-Spuren der Magnetplatten angeordnet sind. Sie kann ebenso vorteilhaft verwendet werden in Magnetplattenspeichern, bei denen die Servo-Magnetisierungsmus ter und die Datenaufzeichnungen ineinander geschachtelt auf denselben Spuren angeordnet sind.

Die Erfindung wird anhand eines durch die Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Magnetplattenspeicher mit einer Spurauswahl- und einer Spurnachlauf steuerung ,

Fig. 2 einen Plattenstapel in schaubildlicher Ansicht

zur Erläuterung der Begriffe "Spur" und "Zylinder",

Fig. 3 im Ausschnitt eine schaubildliche Ansicht zweier

Magnetplatten mit Magnetköpfen zur Erläuterung der Anordnung der Daten- und Servo-Magnetköpfe bezüglich der Daten- und Servo-fiagnetspuren,

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Fig. 4 eine graphische Darstellung der Geschwindigkeit

des Zugriffswagens während der Ansteuerung einer ausgewählten Spur,

Fig. 5 schematisch dargestellt, eine Magnetplatte mit

ineinander geschachtelten Daten und Servo-Aufzeichnungen,

Fig. 6A-I schematisch ein Magnetisierungsmuster für Servo-

Daten mit den abgetasteten Signalen für verschiedene Stellungen des Magnetkopfes innerhalb einer Gruppe von Spuren,

Fig. 7 die Spurauswahlsteuerung im Blockschaltbild,

Fig. 8 in einer graphischen Darstellung das bei der Einrichtung erzeugte lineare Fehlersignal,

Fig. 9 im Blockschaltbild die Schaltung zur Spurnachlauf steuerung, in welcher das in Fig. 8 dargestellte Fehlersignal erzeugt wird, und

Fig. 10 eine Tabelle der Decodierer-Ausgangssignale der

in Fig. 9 dargestellten Schaltung.

In Fig. 1 ist ein Magnetplattenspeicher mit direktem Zugriff dargestellt, der einen Plattenstapel 10 mit zehn Magnetplatten und zwanzig benutzbaren Plattenoberflächen aufweist. Der Schreib-/ Lese-Magnetkopf 12 ist auf der Plattenoberfläche 11 positioniert. Entsprechend sind andere Magnetköpfe für die anderen Plattenoberflächen dargestellt. Die Plattenoberfläche 13 enthält die Servo-Daten. Die gesamte Servo-Spurinformation ist auf dieser Plattenoberfläche untergebracht, die vom Magnetkopf 14 abgetastet wird. Der Magnetkopf 12 sowie alle anderen Magnetköpfe des Plattenstapels werden durch die Servo-Daten, die vom Servo-Magnetkopf 14 abgetastet werden eingestellt. Die abgetasteten Servo-Daten gelan-

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gen über die Leitung 15 zur Servosteuerung 16. Die Ausgangssignale der Servosteuerung werden über die Leitung 17 dem Antrieb 18 zugeführt, durch den die Magnetköpfe gleichzeitig in radialer Richtung bewegt werden, um sie genau auf die Soll-Spuren einzustellen. Entsprechend wird der Antrieb 18 wirksam, wenn der die Magnetköpfe tragende Zugriffswagen 19 in Richtung auf eine neue Soll-Spur bewegt wird.

Der in Fig. 2 dargestellte Plattenstapel enthält auf einer Plattenoberfläche 411 konzentrische Spuren, die von außen nach innen nummeriert sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind, wenn der Magnetkopf 12 auf die Spur 0 der Plattenoberfläche 0 ausgerichtet ist, auch alle anderen Magnetköpfe auf die Spur 0 der jeweiligen Plattenoberfläche eingestellt. Dadurch wird ein Zylinder von zwanzig Spuren gebildet, die alle ohne Bewegung des Zugriffswagens ansteuerbar sind. Diese zwanzig Spuren sind bezeichnet mit Zylinder 000, wobei jede der Spuren eine verschiedene Nummer hat. D. h., die erste Spur auf der Plattenoberfläche 0 ist die Spur 0 und die letzte Spur auf der unteren Platte ist die Spur 19. Wenn sich somit der Zugriffswagen in radialer Richtung auf die Achse zu bewegt, überquert jeder Magnetkopf 410 Spuren, und daher sind mit der Einrichtung 411 Zylinder mit je zwanzig Spuren ansteuerbar.

In der Ansicht der Fig. 3 sind die Daten-Spuren der Plattenoberfläche 11 dargestellt, wobei der Daten-Magnetkopf 12 auf der Daten-Spur 400 positioniert ist. Aus dieser Fig. ist ferner zu ersehen, daß die Ränder der Servo-Spuren entlang der Mittellinie der zugeordneten Daten-Spur aneinander grenzen. Dadurch stehen gleiche Signale von jeder der beiden Servo-Spuren zur Verfügung, um den Servo-Magnetkopf auf der Mittellinie der Daten-Spur zu positionieren, und da der Daten-Magnetkopf mechanisch starr mit dem Servo-Magnetkopf verbunden ist, wird auch der Daten-Magnetkopf genau auf die Daten-Spur ausgerichtet. Sollte sich der Servo-Magnetkopf 14 leicht in die eine oder die andere Richtung bewegen, so wird das eine Servo-Signal stärker und das andere schwächer, und das dadurch

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entstehende Ungleichgewicht macht den Antrieb wirksam. Dadurch kommt der Servo-Magnetkopf wieder in genaue Ausrichtung zu den Servo-Spuren und somit wird auch der Daten-Magnetkopf direkt über der Daten-Spur geführt.

Die in Fig. 4 dargestellte Kurve zeigt die Geschwindigkeit, des Zugriffswagens bei der Bewegung vom Zylinder 100 zum zylinder 10. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Beschleunigung und die Abbremsung gleich sind, so daß die maximale Geschwindigkeit in einer Position des Zugriffswagens erreicht wird, die etwa halbwegs zwischen den beiden Zylindern liegt. Die Bereiche der Beschleunigung und des Abbremsens können auch verschieden sein. Das Ziel ist, den Zugriffswagen so schnell als möglich in Richtung auf den Soll-Zylinder zu bewegen, wobei das Abbremsen auf eine geeignete niedrige Geschwindigkeit bei der Annäherung an den Soll-Zylinder so erfolgen muß, daß der Zugriffswagen nicht über den Soll-Zylinder hinausschießt.

Die Anordnung aller Servo-Daten auf einer besonderen Platte, wie in den Fign. 1 und 3 dargestellt, 1st in vieleh Magnetplattenspeichern üblich. Es sind jedoch viele Alternativen möglich, wie z. B. eine Doppelschichtplatte, in welcher die Servo-Information auf der selben Platte wie die Daten-Information, jedoch in einer getrennten Schicht aufgezeichnet ist. Eine andere Anordnung von Servo-Daten kann in besonderen Spuren jeder Plattenoberfläche vorgesehen sein, so daß z. B. ein Daten-Magnetkopf die Spuren 0 bis 200 abtastet, während die Spuren 200 bis 400 die Servo-Information enthalten, die von einem Servo-Magnetkopf abgetastet würde. Eine andere Anordnung der Servo-Daten ist in Fig. 5 dargestellt, bei welcher die Servo-Signale verschachtelt mit den Daten auf allen Plattenoberflächen angeordnet sind. Bei dieser Anordnung hält die Spurnachlaufsteuerung den Daten-Magnetkopf nicht kontinuierlich auf der Daten-Spur, sondern berichtigt periodisch die Position. Ein ernsthaftes Problem bei dieser verschachtelten Anordnung der Servo-Inf ormation mit den Daten besteht darin, daß beim Aufsuchen

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einer Daten-Spur der Hagnetkopf eine Spur überqueren kann, ohne eine Servo-Information von dieser Spur zu erhalten, was zur Folge hat, daß das überqueren dieser Spur nicht registriert wird.

Die Anordnung der magnetischen Flußwechsel der aufgezeichneten Servo-Spuren ist in Fig. 6A dargestellt. Der Servo-Hagnetkopf ist zwischen den Spuren 3 und 4 der Plattenoberfläche positioniert. Der Pfeil 100 zeigt im Beispiel die Richtung, in welcher der Servo-Magnetkopf während der Zugriffsoperation bewegt wird. Der Pfeil 101 deutet die Richtung der Plattendrehung an. Das in Fig. 6A dargestellte Magnetisierungsmuster zeigt Ausschnitte aus den Servo-Spuren, die jeweils einen magnetischen Nordpol und einen magnetischen Südpol enthalten. Wenn der Servo-Magnetkopf 14 einen Wechsel von Nord nach Süd oder von Süd nach Nord abtastet, wird den Servoschaltkreisen ein Impuls zugeführt.

Die in den Fig. 6B bis 61 dargestellten Diagramme zeigen die Impulse, die bei der Abtastung enthalten werden, wenn sich der Magnetkopf 14 stationär über der jeweils dargestellten Spur befindet. So wird die in Fig. 6B dargestellte Impulsfolge erhalten, wenn der Magnetkopf 14 genau mit der Servo-Spur 1 ausgerichtet ist. Aus Fig. 6B ist ersichtlich, daß ein positiver Impuls 105 (Wechsel von Süd nach Nord) im Zeitintervall 0 entlang der radialen Linie 102 erhalten wird. Ein negativer Impuls 106 derselben Höhe wird im Zeitintervall 6 entlang der radialen Linie 1O3 erzeugt und ein zweiter positiver Impuls 107 entsteht im zweiten Zeitintervall 0 entlang der radialen Obergangslinie 104.

In Fig. 6C ist die Impulsfolge dargestellt, die abgetastet wird, wenn der Magnetkopf 14 halbwegs zwischen den Servo-Spuren 1 und in diesen Zeitabschnitten positioniert ist. Der positive Impuls 108 mit maximaler Amplitude wird zur Zeit Null abgetastet und der negative Impuls 109 mit halber Amplitude wird von der Spur 2 im dritten Zeitabschnitt abgetastet. Ein weiterer negativer Impuls 110 mit halber Amplitude wird im sechsten Zeltabschnitt von der

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Spur 1 ausgelesen und der Impuls 111 mit maximaler positiver Amplitude tritt wieder beim zweiten Zeitabschnitt 0 auf. Es wird somit ein Signalmuster erhalten, bei dem die beiden negativen Impulse, die gleich groß sind, anzeigen, daß der Hagnetkopf 14 genau über den Spuren 1 und 2 positioniert ist. Sollte der Magnetkopf etwas mehr über der Spur 1 als über der Spur 2 liegen, so wäre der Impuls 110 im Zeitintervall 6 größer als der Impuls 106 im Zeitintervall 3. Der Größenunterschied zwischen diesen beiden Impulsen würde dann zeigen um welchen Betrag der Magnetkopf von der Mitte abgewichen ist und die jeweiligen Zeitabschnitte der beiden Impulse, d. h. der Zeitabschnitt 3 und der Zeitabschnitt 6, wurden anzeigen, daß der Magnetkopf zwischen den Spuren 1 und 2 positioniert ist.

Wenn der Magnetkopf zwischen den Spuren 2 und 3 ist, treten die Impulse in den Zeitintervallen 3 und 5 auf. Liegt der Magnetkopf zwischen den Spuren 3 und 4, so treten die Impulse in den Intervallen 2 und 5 auf. Bei dem Magnetkopf zwischen den Spuren und 5 treten die Impulse in den Intervallen 2 und 4 und über der Spur 6 tritt ein Impuls nur im Intervall 1 auf. Damit ist ein Magnetisierungsmuster gebildet, das sowohl Signale für die Spurnachlaufs teuerung liefert als auch die Identifizierung ermöglicht, über welcher aus einer Gruppe von sechs Spuren der Magnetkopf positioniert ist. Eine Spur aus einer Gruppe von sechs Spuren kann somit festgestellt werden, und da ein maximaler positiver Impuls im Zeitintervall 0 auftritt, ist ein Referenzimpuls vorgesehen, durch den die Spuren in Gruppen von sechs Spuren gezählt werden können. Die Gruppen von sechs Spuren sind gewählt worden zur Erläuterung der Erfindung. Tatsächlich können sich die Magnetisierungsmuster über jede Zahl von ausgewählten Spuren erstrecken.

Die in Fig. 7 dargestellte Schaltung dient zur Spurauswahlsteuerung und ermöglicht das Zählen der überquerten Spuren. Die Nummer der Startspur (oder Zylinder) wird in das Register 150 für den vorhergehenden Zylinder eingegeben, beispielsweise der Zylinder

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100. Wenn der Soll-Zylinder der Zylinder 300 ist, wird die Zahl 200 in den Zähler 151 eingegeben, der die Differenz zwischen dem Start-Zylinder und dem Soll-Zylinder enthält, und dann beginnt die Auswahlsteuerung ihre Bewegung. Die verschiedenen Zähler und Register der Schaltung der Fig. 7 werden nicht weiter geschaltet bis der Magnetkopf 14 in die nächste Gruppe eintritt, die, zum Zwecke der Darstellung aus einem Satz von sechs Spuren besteht. Während des Zeitintervalls 0 wird, wie in Fig. 6 dargestellt, ein Referenzimpuls abgetastet, der auf die Leitung 152 gelangt. Es ist jedoch möglich, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, daß der Magnetkopf 14 in das Magnetisierungsmuster der Gruppe von Servo-Spuren gelangt, ohne die radiale Linie 102 zu überschreiten d. h., er kann in das Magnetisierungsmuster zwischen den radialen Linien 102 und 104 eintreten. Daher muß das Signal, das den Beginn einer Gruppe von sechs Servo-Spuren anzeigt in einem geeigenten Zeitintervall, beispielsweise dem Intervall 0 simuliert und der Leitung 152 zugeführt werden. Es ist deshalb ein phasenstarrer Oszillator vorgesehen, der das Startsignal für die Leitung 152 liefert. Es sei nun angenommen, daß das erste Servo-Signal des Magnetkopfs 14 nach dem Startsignal das Signal von der Spur 2 im Intervall 3 ist. Da die Startspur (oder Zylinder) zur Gruppe 16 Spur 4 gehörte (Zylinder 100), ergibt die Information vom Magnetisierungsmuster der Plattenoberfläche, daß Spur 2 der Gruppe 17 erreicht ist, die der Spur 104 entspricht. Diese Zahl wird in das Register 154 für den laufenden Zylinder eingegeben, und die Leitung für das Fortschalten auf den laufenden Stand erhält ein Signal, wodurch die Taktsignale den Differenzzähler 151 und das Register 150 weiterschalten. Die Inhalte der Register 150 und 154 werden verglichen, und bei Gleichheit wird das Fortschalt-Signal abgeschaltet. Wenn der Differenzzähler 151 bis auf eine Differenz von drei Spuren zur Soll-Spur heruntergezählt hat, wird die Spurauswahlsteuerung abgegeschaltet und die Spurnachlaufsteuerung, die in Fig. 9 dargestellt ist, eingeschaltet. Die Anzahl von drei Spuren entspricht dem Magnetisierungsmuster der Fig. 6A, in welcher die Spuren in Gruppen von sechs eingeteilt sind, könnte jedoch jeden anderen Wert in Abhängigkeit von dem gewählten Magnetisierungsmuster an-

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nehmen.

Die Eingangssignale für die Leitung 7 müssen so gewählt werden, daß die Geschwindigkeit des Zugriffswagens niemals so groß wird, daß der Servo-Magnetkopf mehr als eine Gruppe von Spuren überquert ohne ein Signal zu erhalten. Die Mindestanzahl von Servosektoren (S), wie in Fig. 5 dargestellt wird bestimmt durch

T\/772 s

^r772 sg
w(n-l),

wobei T die Umlaufzeit, s die halbe radiale Auslenkung, g die Antriebskraft, η die Anzahl der Spuren in einer Gruppe und w die Spurenbreite ist.

Die Schaltung der Spurnachlaufsteuerung ist in Fig. 9 dargestellt. Das Positionsfehlersignal wird vom Ausgang des summierenden Verstärkers 250 abgenommen, und das Servo-Eingangssignal wird vom Magnetkopf über die Leitung 153 zugeführt. Es sei nun angenommen, daß der Servo-Magnetkopf in der Mitte zwischen den Servo-Spureh 3 und 4 positioniert werden soll, was bedeutet, daß bei richtiger Lage das Positionsfehlersignal 0 ist und die beiden Servo-Eingangssignale über die Leitung 153 gleich groß sind. Unter Bezugnahme auf Fig. 6F ergibt sich, daß die beiden Eingangssignale gebildet werden durch einen Impuls, der von der Spur 4 im Zeitintervall 2 und einen Impuls der im Zeitintervall 5 von der Spur 3 abgetastet wird.

Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung erzeugt ein Fehlersignal das über sechs Spuren linear ist, jeweils drei Spuren in einer Richtung von der Soll-Spur, wie in Fig. 8 dargestellt. Dieses lineare Signal wird dadurch erhalten, daß geeignete Vorspannungen den Spitzendetektoren 248 und 249 über die Schalter A, B, C, D, E und F zugeführt werden. Diese Schalter sind normalerweise geöffnet und werden entsprechend der Stellung des Magnetkopfes in bezug auf die Soll-Spur durch den Decodierer 202 eingestellt.

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Der Decodierer 202 erhält die Soll-Spur vom Adressregister 200, und das Zeitintervall, in welchem der Decodierer arbeitet, wird vom phasenstarren Oszillator über das Schieberegister 201 eingegeben. Die Wirkungsweise des Decodierers ist am besten aus Fig. zu ersehen.

Wenn die Soll-Spur zwischen den Spuren 3 und 4 liegt, bewirkt ein Eingangssignal vom Spuradressregister 200, daß der Decodierer über die Leitung 203 die Torschaltung C im Zeitintervall 5 und über die Leitung 208 die Torschaltung D während des Zeitintervalls 2 geöffnet werden. Das von der Spur 3 über die Leitung 153 zugeführte Signal wird somit durch die Torschaltung C im Zeitintervall 5 dem summierenden Schaltkreis 247 zugeführt. Wenn die maximale Amplitude dieses Signals beispielsweise 5 Volt beträgt, werden diese 5 Volt vom Spitzendetektor 249 erfaßt und dem summierenden Verstärker 250 zugeleitet. Ebenso wird über die Leitung 208 die Torschaltung D im Zeitintervall 2 geöffnet, so daß das Servo-Signal von der Spur 4 auf der Leitung 153 durch die Torschaltung D dem summierenden Schaltkreis 246 zugeführt wird vom Spitzendetektor 248 erfaßt und dem summierenden Verstärker 250 zugeführt wird. Wenn dieses letztere Signal ebenfalls 5 Volt beträgt, ist das Fehlersignal Null und zeigt an, daß sich der Magnetkopf auf der Soll-Spur befindet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 sei nun angenommen, daß das Servo-Signal im Zeitabschnitt 6 aufgetreten ist, was anzeigt, daß der Magnetkopf sich über der Spur 1 befindet. Die Tabelle der Fig. 10 zeigt, daß der Decodierer über das Adressregister so geschaltet worden ist, daß im Zeitintervall 6 die Torschaltungen A und C geöffnet sind zusammen mit dem Spitzendetektor 249. Wenn die Torschaltung A geöffnet ist, wird eine Vorspannung, die zwei Spuren entspricht und die beispielsweise 10 Volt betragen kann, durch die Torschaltung A. dem summierenden Schaltkreis 247 zugeführt, während das abyβtastete Signal auccL die Torschaltung C gelangt. , ;,n diese., Attas t.·; i/jrial ebenfall« 10 VoI fc beträgt, d, h. , wenn

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sich der Magnetkopf direkt über der Spur 1 befindet, gibt der summierende Schaltkreis 247 eine Spannung von 20 Volt an den Spitzendetektor 249. Da kein Ausgangssignal vom Spitzendetektor 248 vorliegt, liefert der summierende Verstärker 250 ein starkes Fehlersignal, das den Magnetkopf in Richtung auf die Soll-Spur bewegt.

Es sei nun angenommen, daß der Magnetkopf zwischen den Spuren 1 und 2 liegt und Signale von beiden Spuren erhält. Bezüglich des Signals vom Zeitintervall 6 ist der Ausgang des Codierers derselbe wie eben beschrieben, aber das Signal beträgt nicht mehr 10 Volt. Wenn z. B. der Magnetkopf in der Mitte zwischen den Spuren 1 und 2 ist, beträgt es 5 Volt. Somit wird die Vorspannung von 10 Volt durch die Torschaltung A und die abgetastete Spannung von 5 Volt durch die Torschaltung C dem summierenden Schaltkreis 247 zugeführt. Der Spitzendetektor 249 erfaßt jetzt im Zeitintervall 5 die Spannung von 15 Volt. Im Zeitintervall 3 werden durch das Signal von der Spur 2 die Torschaltungen B und C geöffnet. Die Torschaltung B liefert eine Vorspannung von einer Spur die in diesem Beispiel 5 Volt beträgt, und die im Schaltkreis 247 mit dem abgetasteten Signal summiert wird, das in der Mitte zwischen dfn beiden Spuren ebenfalls 5 Volt beträgt. Der Eingang des Spitzendetektors 249 im Intervall 3 beträgt somit 10 Volt. Da 10 Volt vom Intervall 3 weniger sind als 15 Volt vom Intervall 5, beträgt die erfaßte Spitzenspannung 15 Volt, mit welcher der Magnetkopf in Richtung auf die Soll-Spur bewegt wird. Auf diese Weise wird die Höhe des Fehlersignals von 20 Volt auf 15 Volt reduziert, wenn sich der Magnetkopf der Soll-Spur nähert. Die Schaltung liefert ein lineares Positionsfehlersignal, das dem Abstand des Magnetkopfes von der Soll-Spur direkt proportional ist und bewirkt dadurch, daß der Magnetkopf auf die Soll-Spur zu bewegt wird.

In einem zweiten Beispiel ist in Fig. 10 dargestellt welche Ausgangssignale des Decodierers auftreten wenn der Servo-Magnetkopf zwischen den Spuren 1 und 2 zu positionieren ist. Da für diese Situation die eben beschriebenen Abläufe entsprechend anzuwenden

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sind, erscheint keine ausführliche Beschreibung erforderlich.

Durch die beschriebene Schaltung wird somit das Fehlersignal über den Bereich von plus oder minus einer halber Spur ausgedehnt. Die Schaltung kann auch dazu benutzt werden auf elektrischem Wege den Servo-Magnetkopf zu versetzen, indem die in Fig. 9 dargestellten Vorspannungen geändert werden. Da der Bereich der Schaltung Über plus oder minus drei Spuren in dem dargestellten Beispiel linear ist, kann durch die Versetzung das Positionsfehlersignal bis zu einem Abstand von drei Spuren auf Null reduziert werden.

Anstelle des Husters der magnetischen Flußwechsel können auch andere Unterscheidungsmechanismen für die Spuren benutzt werden. Z. B. kann eine Gruppe von sechs Spuren durch sechs verschiedene Frequenzen oder durch sechs verschiedene Phasenlagen unterschieden werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

(TT) Einrichtung zum Steuern der Spurauswahl und des Spurnachlaufs in einem Magnetplattenspeicher, bei welcher ein Servo-Magnetkopf in der Mitte zwischen zwei Servo-Spuren geführt wird, und bei welcher der Antrieb für die radiale Zugriffsbewegung des Magnetkopfträgers durch Vergleich der überquerten Servo-Spuren mit der Soll-Spurlage regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch regelmäßige Winkelversetzung der Magnetisierungsmuster der Servo-Spuren Gruppen von Servo-Spuren mit gleichen Versetzungsmustern und mit identifizierbaren Spuren innerhalb einer Gruppe gebildet sind, daß in der Spurnachlaufsteuerung eine logische Schaltung vorgesehen ist, die über die Anzahl der eine Gruppe bildenden Servo-Spuren beim Auftreten deren Abtastsignale ein linear ansteigendes Fehlersignal symmetrisch zur Soll-Lage erzeugt, und daß die Spurauswahlsteuerung beim Erreichen einer bestimmten Spurendifferenz innerhalb der die Soll-Spur enthaltenden Gruppe von Servo-Spuren auf die Spurnachlaufsteuerung umschaltbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spurauswahlsteuerung ein Register für die momentan angesteuerte Spur, ein Register für die jeweilige Startspur der Zugriffsbewegung und ein Differenzzähler dieser Spur und der Soll-Spur enthalten sind, daß dem Differenzzähler ein Vergleicher nachgeschaltet ist, der beim Erreichen eines bestimmten Wertes auf die Spurnachlaufsteuerung umschaltet, und daß ein Taktgeber vorgesehen ist, der beim überqueren der ersten Spurengruppengrenze nach der Startspur angestoßen wird und die Weiterschaltung der Register und Zähler einleitet, und der beim überqueren jeder Spurengruppengrenze ein Referenzsignal erzeugt, durch das zusammen mit den von den jeweiligen Servo-Spuren abgetasteten Signalen die momentan angesteuerte Spur Identifizierbar ist.

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3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurnachlaufsteuerung Torschaltungen enthält, die über einen Decodierer in Abhängigkeit von der Soll-Spuradresse und der jeweiligen Entfernung des Servo-Magnetkopfs von der Soll-Spur einstellbar sind, und daß über die Torschaltungen Vorspannungen, deren Höhe der Abweichung von der Soll-Spur entspricht, über Sununierkreise und Spitzendetektoren dem Servo-Antrieb zuführbar sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spurnachlaufsteuerung jeweils ein Spitzendetektor für positive und negative Abweichungen von der Soll-Lage anzeigende Signale vorgesehen ist, dem außer den Servo-Signalen der eingestellten Spurlage über die Torschaltungen Vorspannungen zuführbar sind, die der Abweichung von mehreren Spuren entsprechen.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven und negativen Fehlersignale an den Ausgängen der Spitzendetektoren ferner einem Differenzverstärker zur Bildung des Positionsfehlersignals der eingestellten Spurlage zuführbar sind.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungsmuster von jeweils sechs zu einer Gruppe zusammengefaßten Servo-Spuren derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß bei der Einwärtsbewegung des Magnetkopfträgers nacheinander die Spuren 6, 4, 2, 5, 3, 1 ein Servo-Signal erzeugen.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Summierschaltungen über die Torschaltungen jeweils maximale Vorspannungen entsprechend einer Abweichung von drei Spuren zuführbar sind, und daß die Spurauswahlsteuerung beim Erreichen der Differenz von drei Spuren zwischen der Ist- und der Soll-Spurlage auf die Spur-SA 971 033 4 O 9 8 8 A / O 9 9 6

nachlaufsteuerung umschaltbar ist.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Servo-Spuren getrennt von den Daten-Spuren der Magnetplatten angeordnet sind.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Servo-Magnetisierungsmuster und die Datenaufzeichnungen ineinandergeschachtelt auf den selben Spuren angeordnet sind.

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