DE2452020C3 - Regelanordnung zum Positionieren eines Magnetkopfes auf einer Sollspur - Google Patents

Regelanordnung zum Positionieren eines Magnetkopfes auf einer Sollspur

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DE2452020C3
DE2452020C3 DE2452020A DE2452020A DE2452020C3 DE 2452020 C3 DE2452020 C3 DE 2452020C3 DE 2452020 A DE2452020 A DE 2452020A DE 2452020 A DE2452020 A DE 2452020A DE 2452020 C3 DE2452020 C3 DE 2452020C3
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    • G11—INFORMATION STORAGE
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    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft cmc Regelanordnung mil den im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannten Merkmalen. F.ine solche Regelanordnung ist aus der DE-AS 14 49 381 bekannt.
Bt) bekannten Rcgclanordmingcn dieser Gattung wählt man Steiierfrcquen/en. die hinreichend unterschiedlich sind, um sie leicht voneinander trennen /u können. Diese Frequenzdifferenz hat jedoch den Nachteil, daß die beiden Steuerfrequenzen von ihrerseits frcquen/abhängigcn Kinflußgrößen bei der Erfassung der Steuersignale ,intcrschicdlich beeinflußt werden, so daß auch ihre für den Hegcivorgang herangezogenen Amplituden kein getreues Spiegelbild der Ablage des Magnelkopfes von der .Sollspur mehr sind. Solche Hiniluligrößcn sind zum Beispiel: Frequenzgang der Kopfansprechempfindlichkeit, Frequenzgang des Aufzeichnungsmediums, Frequenzgang der Ausleseempfindlichkcit in Abhängigkeit vom Spiel des Kopfes über dem Medium. Frequenzgang eier Signalaufzeichnung durch den Kopf. FnqiienzgaiU! der übrigen Sch.illiingskomponenlen.
Aufgabe der Trfindung ist es, eine Regelanordnung mil gatlungsgleichen M'ikm.ilcn zu schaffen, bei der mil dicht beiein.indeilkvnden Slcucrsignalfrcquenzen gearbeitet werden kann und dadurch die FreaiienziiäM ge, die oben erwähnt wurden, beide Signale im wesentlichen im gleichen Maße beeinflussen, ohne daß jedoch die Trennung der beiden Signale einen unverhältnismäßig hohen Aufwand bei dem Aufbau der Filter erfordert.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche beschreiben zweckmäßige Weiterbildungen des Oszillators, wobei die Bedeutung dieser Merkmale im Rahmen der Erfindung sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ergibt.
Die Zeichnung stellt schematisch eine Regelanordnung gemäß der Erfindung dar.
Man erkennt einen Magnetkopf 10, der radial über die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums oder einer umlaufenden Scheibe 11 geführt werden kann, um Daten auf die magnetische Oberfläche oder Beschichtung (nicht dargestellt) dieser Scheibe aufzuzeichnen oder auszulesen. Der Kopf ist an einem Arm 12 befestigt, der von einem als Stellglied dienenden Antrieb
Antriebs wird der Arm in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Scheibe U bewegt, zum Positionieren des Kopfes in dem allgemeinen Bereich einer vorgewählten Aufzeichnungsposition. Die Erregung des Antriebs 13 wird bewirkt durch einen Summierversiärker 14, der im Ansprechen auf ein Signal arbeitet, das von einem Regler 15 herkommt.
Üblicherweise ist eine Mehrzahl von umlaufenden Scheiben ähnlich der Scheibe 11 vorgesehen, die alle gemeinsam um dieselbe Achse rotieren. Für jede Scheibenoberfläche ist ein Magnetkopf vorgesehen, für di; Aufzeichnung und das Auslesen von Informationen. In einer solchen Anlage sind alle Köpfe für gemeinsame Betätigung durch din Antrieb 13 montiert. Ein Kopf 10 und die Oberfläche der Scheibe 11 sind ausgewählt für das Liefern von Steuersignalen für das Positionieren aller Köpfe relativ /u der zugeordneten Schcibenflächc. Zwar ist die insoweit beschriebene Vorrichtung, die in der Zeichnung nicht mit dargestellt ist, nicht erforderlich fiir den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, jedoch handelt es ,ich dabei um die bevorzugte Ausführungsform der gegenwärtigen Technik.
DiC Steuer- oder Rcgelspiir oder vorgewählte Position wird de! 'iiert durch die benachbarten aufgezeichneten zyklischen Wellenformen Fi und F>, die schematisch in der Zeichnung dargestellt sind, und mittels des Kopfes 10 auf der Scheibenfläche aufgezeichnet sind und wieder ausgelesen werden. Der Kopf umfaßt eine Spule 17. die an einen Breitbandverstärker 19 angeschlossen ist. sowie eine Mittelanzapfung 18. Durch magnetische Wechsel α irkung zwischen der Spule und den magnetisch aufgezeichneten Wellenformen auf der Scheibenobel fläche wird ein Steuersignal in der Spule erzeigt, in \bhängigkcit von den Wellenfor men auf dem magnetischen Schcibenmalerial. Die Signale umfassen die zyklischen Signale, erzeugt durch die Summe der Signale Fi und F.·, welche die Spuren lokalisieren. Die Sieiicrspuren werden in konzentiischen Kreisen auf der Scheibcnflache längs Strecken aufgezeichnet, die etwa fünf M:lli/oll (reichlich Vm mm) oder weniger breit sind. Wegen der geringen Abmessungen der Sleuerspiiren. und wegen des klenen Abstandes zwischen benachbarten Stcuerspiiren. muli der Kopf sehr genau positioniert werden für das richiige Aufzeichnen und Auslosen der Informatiopsdaten. die auf den anderen, nicht dariiestcllten. Schcibetilläclien
aufgezeichnet sind.
Die beiden Wellenformen haben unterschiedliche, jedoch nahe beieinanderliegende Frequenzen und einen solchen Abstand, daß, wenn der Kopf nahe der Sollspur positioniert ist, ein Steuersignal auf jede Wellenform, das charakteristisch ist für die Kopfposition, ausgelesen wird. Schaltkreise sind vorgesehen zur Modulation des Signals zwecks Erzeugung eines Differenzsignals, das resultiert, wenn das Modulationssignal und jedes Steuersignal !multipliziert werden, und zum Erfassen der Amplitude von jedem Differenzsignal, wobei man die relative Position des Kopfes und der Sollspur erfaßt. Durch Übertragung dieses Differenzsignals zum Summierverstärker 14 kann der Antrieb 13 in richtiger Weise angesteuert werden zum Bewegen des Kopfes in eine Position über der Sollspur.
Modulatoren 24 und 25 üblicher Bauart werden verwendet, um Signaleingänge für erste und zweite Kanäle oder Schaltkreise zu schaffen, indem man das Kopfsignal vom Verstärker 19 empfängt, das herrührt von der Addition der Wellenformen F\ und F>. Ein MOuül3tiönS5ignül VOPi eifiCffi piiSSCnVCiTiCgCiLCn v^SZii lator 26 wird vorgesehen zum Erzeugen ^rster und zweiter Signale /1 bzw. /> gleicher Höhe, die vorzugsweise nahe, jedoch nicht notwendigerweise genau gleich sind den Frequenzen der Steuersignale F und Fj, die ursprünglich aufgezeichnet wurden, um die Sollspur /u markieren. In der bevorzugten Ausführungsform ist der phasenverriegelie Oszillator verriegelt mit der Drehung der Scheibe 11, so daß Änderungen der Drehzahl der Scheibe 11, die sonst zu einer Frequenzänderung der Steuersignale F\ und F< führen würden, auch zu einer entsprechenden Änderung der Signale /Ί unf A führen /um Ausbalancieren jeglicher Einflüsse auf das Regelsystem. Es verbleibt demnach die Funktion der Trennung der Steuersignale Fi und F·, wonach die Amplitude jedes Signals erfaßt wird für die richtige Steuerung der Regelanlage. Die relative Amplitude jedes Steuersignals F. und F; gibt die Richtung an. in der die Ist-Position des Kopfes sich von der Soll-Position unterscheidet, die am Nullpunkt ,.wischen den Stcuerspuren liegt, d. h. das Signal F, oder F·. das die größte Amplitude besit/t, gibt an, daß die Versetzung des Kopfes vom Nullpunkt in der Richtung liegt, die diese voraufgccichnete Wellenform hat. Durch Zufuhr des gesamten Kopfsignals /um Modulator 24 zusammen mit einem Frequcnzsignal /'■ wird demgemäß das Kopfsignal so moduliert, daß der Modulator resultierende Signale liefert, gleich dem doppelten der Steuerfrcqucn/ /Ί (oder Fi+/'), ein Signal /ι + F', ein Signal /Ί - F· und ein Signal von Gleiehspaiinungspegel (oder F -/Ί). Die mathematische Ableitung dieser Signale folgt später.
Gemäß tier Erfindung wird die Differenz zwischen den beiden Signalen /Ί !■'_< als Steuersignal verwendet. Diese Auswahl beruht darauf, daß die Signale, welche als Summe der Signale I] + Fi und f, + F» resultieren sehr nahe in tier Frequenz bcieinanderliegen und deshalb schwierig aus/ufiftern sind. Die Gleichspannungskomponente des Signals isl nicht vorhersehbar, weil die Amplitude sich erheblich ändern kann, wenn die Frequenz im Oszillator sich ändert, und man kann auch nicht clic Phasenlage vorhersagen zwischen den Signalen, welche dem Modulator zugeführt werden, welche Phasenlage ebenfalls den Gleiehspaniiungssi gnalpegcl beeinflussen kann.
Die arithmetisi he Ableitung der Signale ist die folgende: die beiden Stjuerwellenformen seien l· und A, d. h. ulcich der M<kL ,itionslreciucn/. dann isl this Kopfausgangssignal gleich:
ι -l|(.'i>s(2.-i/,i| + .-1,0^12.7./Wi (Il
IK C'ds2 7/, M Kanal I
(.-I1 Cos(2 i/,(| -r Λ ,Com2.7/w ι (2|
(/CCo·.2 7/ji| Kanal 2
A1 und Aj Konstanten sind, welche die Amplitude der Steuersignalkomponenten von /Ί bzw. A repräsentieren, und
K konstant ist und die Amplitude des Multiplications- oder Modulationssignals repräsentiert.
Durch Zuordnung von IVi = 2.t/"i und ΗΛ = 2.τ Α ergeben sich:
KA1 K-I1 KA,
-, <- i<s2U,( r , r
.. KA,
isl II,, H1H, - C u.sd - It1I/
Ccsl It, II,κ
H1I/
KA1
KA,
Für jeden Kanal resultieren Signale mit
folgenden Frequenzen:
und eine (ileichspannii'ig oder ein niederfrequenter Term
/, F1. IaIIs /, : F,
im 2/... A I1. I2 U,. l2l
in .1 ein (ileichsp.iniiunus- oder niederfreijuenter Term A- /■.·. falls A -· /':·
i, LJm demgemäß das Diffcren/sigiu'l im ersten Kreis auszusondern, der anspricht auf /i - A. ist der Tiefpaßfilter 26' vorgesehen, um aus dem Signal die hochfrequenten Signale aus/ufiltern. entsprechend der Summe der Frequenzen, und das f l· u.hpußfiltcr 28 wird verwendet.
,υ um die Gleichspannungskomponente aus dem Signal auszusondern.
In der gleichen Weise ist der zweite Kreis mit dem Modulator 25 mit einem Tiefpaßfilter 27 und einem Hochopßfilter 29 versehen zum Ausfiltern der Gleich-
,, spannung und der Summe der l'requen/komponenlen des Signals. wobe; -nan schließlieh das Drferen/signal enthält.
Danach kann durch Verwendung von üblichen Spit/endetektorrn JO bzw. 51 im ersten bzw. /weilen
ι,ιι Kanal die Amplili.Je der Differenzsignale entsprei hend /ι — A und r:-f; für jeden Kreis erfaßt werden, welche Signale repräsentativ sind für die Amplitude der ursprünglichen modulierten Steuersignal^· F bzw. /·'·. wie sie durch ilen Magnetkopf erfallt w linien. Die
,,, Amplitude der Signale am Ausgang des Stummen L:- slärk'.-rs '4 rcpräscriluTt. w ic oben angedeutet, nicht nur die Richtung, in der der l.opl gegenüber dem Nullpunkt oder /entmin der D.ik'nsnur verselzt ist. sondern auch
das Ma!!, um den sich dl·- K«-fffpf ·■--!"" '·"!' d-sem ---.-.--M: ·.·. erds-n. de: dem 'v^süiht'. er 'M; ke; 14 ,-ip·
Nullpunkt unterscheide!, u '(.'en der relaln en \mplni 'i'ui und. und dieses S :mi.iI hewirki d.irm die
den der Signale, iiie im w ■ -, einheilen mn dei seiiiieiien i: ':-ni"nieruiiL' des Knpfev l)iu\h /ufiilr /um ·\ηΐι-·-Ι>
Versel/iiiif! des Kι>pii von jcilern Sleiier'-uMial I > kann dieser in snlih· ι Weise eirei.'' werden. claH er
!!ι(!i.i(j!!tr! \l.urdeM. Durch KrfassunL' d'.T Sr">ü/e!^v ^rte den K'1;1' im eine, be/ ^h''1 d'.ir I l.ii.jriuiuf /''nlner!1.1.
der nifferen/signale kann demt'emall ein Ni^nalpe.uel lOsitidii b<:\\ 'i't
I lier/M I IiIaH /.eiehi: iiiüen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Regelanordnung zum Positionieren eines Magnetkopfes relativ zu einem magnetischen Speichermedium, auf dem beidseits einer Sollspur des relativ zum Magnetkopf bewegten Mediums je eine Steuerfrequenz aufgezeichnet ist, die von dem Magnetkopf mit nachgeschaltetem Breitbandverstärker erfaßt und nach Maßgabe der Differenz der erfaßten Amplituden zur Positionierung des Magnetkopfes quer zu der Sollspur verwendet werden, wobei die Steuerfrequenzen unterschiedliche Frequenzen aufweisen und Filter zu ihrer Trennung vorgesehen sind, während das Differenzsignal über einen Summierverstärker einem Stellglied für die Magnetkopfpositionierung zugeführl wird, d a durch gekennzeichnet, einen Oszillator (26) zum Erzeugen zweier Modulationsfrequenzen (f\ bzw. /j), die je einen Eingang von zwei Modulatoren (24, 25) an deren anderen Eingang das Ausgangssigna! des Breitbandverstärkers (19) liegt, zugeführt sind, und durch jedem Modulator nachgeschaltete getrennte Filter (26, 28, 27, 29) zum Ausscheiden aller Modulationsprodukte außer den jeweiligen Differenzen von Modulations- und Steuerfrequenz, deren Amplituden dann an den Summierverstärker (14) angelegt sind.
2. Regelanordnung nach Ansprucn I, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (26) durch Phasenverriegelung mit dem Antrieb für die Relativbew?£»ung des Speichermediums zum Magnetkopf frequenzgcrcgelt ist.
3. Regelanordnung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorfrequenzen mindestens näherungsweise gleici. den Steuerfrequenzen gewählt sind.
DE2452020A 1973-11-05 1974-11-02 Regelanordnung zum Positionieren eines Magnetkopfes auf einer Sollspur Expired DE2452020C3 (de)

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