DE2658566C2 - Verfahren und Anordnung zum Verschieben eines beweglichen Schreib/Lesekopfes in bezug auf einen Informationsträger - Google Patents

Description

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Codeumsetzungseinrichtung (CUR) aus einem Register und aus einer mit diesem verbundenen Codeumsetzungsschaltung besteht, wobei das Register die durch den Schreib/Lesekopf gelesenen Adressen (AD) an seinem Serieneingang empfängt und die Codeumsetzungsschaltung die Adressen (AD) an Parallelausgängen abgibt.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (SBGA)zur Bestimmung der genauen Adresse enthält:

— ein Paraüelregister (RGT), desf-en Eingänge mit dem Ausgang der Speicher- und Codeumsetzungseinrichtung (CUR) verbunden sind und dessen Ausgänge mit den Eingängen air Vergleicher (A V. V) und mit dem Rechner (INV) verbunden sind;

— einen Positions-Unsicherheitsdetektor (UPD), dessen Eingang mit dem Ausgang des Schreib/ Lesekopfes verbunden ist;

— einen Paritätsvergleicher (PARV), dessen Eingänge mit dem Ausgang des Positions-Unsicherheitsdetektors und mit demjenigen Ausgang des Parallelregisters (RGT) verbunden sind, der aus dem niedrigsten Stellenwert der darin gespeicherten Adressen entspricht wobei der Ausgang des Paritätsvergleichers mit dem Parallelregister (RGT) verbunden ist.

8. Anordung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, laß der Rechner (INV) eine Subtrahierschaltung (SUB), eine Dividierschaitung (DlV) und eine Addierschaltung (ADD) enthält, wobei die Subtrahierschaltung die Adressen (ADa. ADb) der Startspur (A) und der Ankunftsspur (B) empfängt, die von Schaltung zur Bestimmung der genauen Adresse (SBGA) bzw. ve η dem Register ⁴R) geliefert wird, und ihre Differenz (DAD) der Dividierschaltung (DIV) zuführt, die sie durch zwei teilt und zu der Addierschaltung (ADD) überträgt, die die Adresse (ADa) der Startspur (A) empfängt und die Adresse (ADI) derjenigen Spur (C) berechnet und an den Vergleicher (V) abgibt, ab welcher die Stromrichtungsumkehrung erfolgen soll.

9. Anordnung nach Anspruch 5, mit einem die Geschwindigkeit des Schreib/Lesekopfes erfassenden Detektor, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Parallelregister (REG), einen Vergleicher (VPAR). ein achtstelliges Schieberegister (SR). einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (VRZ^ und einen Decodierer (DECOD) enthält, wobei der Ausgang der Schaltung zur Bestimmung der genauen Adresse (SBGA) einerseits mit dem ersten Eingang des Vergleichers (V) und andererseits mit dem Eingang des Registers (REG) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Vergleichers (V) verbunden ist, wobei der Ausgang desselben einerseits mit dem Eingang des Schieberegisters und andererseits mit dem Vorwärtszäiileingang (V) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers verbunden ist, und wobei der Ausgang des Schieberegisters mit dem Rückwärtszähleingang (R) des Vorwärts-Rückwärts-Zählers verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des Decodierers verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Stromgenerator (SGEN) verbunden ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger eine Magnetplatte eines Plattenspeichers ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschieben eines beweglichen Schreib/Lesekopfes in bezug auf einen Informationsträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Sie ist insbesondere bei einer Anordnung von magnetischen Schreib/Leseköpfen für Plattenspeicher eines Datenverarbeitungssystems anwendbar.

In den gegenwärtigen Datenverarbeifngssystemen werden immer häufiger Magnetplattenspeicher verwendet, und zwar aufgrund ihrer Speicherkapazität und der relativ kurzen Zeit, die die Schreib/Leseköpfe zum Zugreife ■ auf eine an einem beliebigen Punkt der Platten enthaltene Information ab dem Moment benötigen, in welchem die Köpfe von dem Verarbeitungssystem den Befehl erhalten, auf diese Information zuzugreifen.

Bekanntlich tragen die Magnetplatten Jie Informationen in kreisförmigen konzentrischen Aufzeichnungsspuren, deren Breite einige Hundertstel Millimeter nicht überschreitet und die auf ihren beiden Seiten graviert sind. Die Spuren werden bezeichnet, indem ihnen eine Laufnummer j (wobei j eine ganze Zahl ist) gegeben wird, die sich von 0 bis (N-1) ändert, wobei N die Gesamtzahl der Aufzeichnungsspuren ist.

Für das Lesen und das Einschreiben der Informationen sind die Magnetköpfe auf jeder Seite einer Pla;te in einem Abstand von einigen Mikrometern angeordnet.

Aus den US-Patentschriften 34 91 347 und 34 49 735 sind Verfahren zum Verschieben des Schreib/Lesekopfes bei einem Plattenspeicher bekannt, bei welchen die Adresse der aufzusuchenden Spur laufend mi\ den Spuradressen verglichen wird, über denen sich der Kopf befindet, wobei der Antrieb des Kopfes angehalten wird, wenn die Adressen übereinstimmen.

Zum Abkürzen der Zeit für den Zugriff auf eine Information ist es aber erforderlich, daß die Köpfe in der kürzest möglichen Zeit sich von einer Spur zu einer anderen bewegen können und genau auf letzterer positioniert werden können. Zu diesem Zweck wurde ein aus der DE-OS 25 01 792 bekanntes System entwickelt, be' de..ri sin elektrodynamischer Antrieb der Schwingspulenbauart verwendet wird.

Die Spule des Antriebs ist mit einem Wagen mechanisch verbunden, der die Magnetköpfe trägt. Dieser Wagen trägt zwei elektromechanische Wandler, einen für die Position, mittels welchem >n jedem Zeitpunkt die Nummer der Spur bestimmt werden kann, über der sich die Köpfe befinden, und einen für die Geschwindigkeit, mittels welchem in jedem Zeitpunkt die Geschwindigkeit des Wagens bestimmtwerden kann.
Die Verschiebung erfoigt in zwei Phasen, einer Beschleunigungsphase und einer daran anschließenden Verzögerungsphase. Im Verlauf der Beschleunigungsphase wird der Spule des Antriebs ein konstanter Strom zugeführt (beispielsweise ein positiver Strom). Unter

diesen Bedingungen kann das Geschwindigkeitsgesetz des Wagens (und somit der Köpfe) einer linear ansteigenden Funktion der Verschiebungszeit desselben gleichgesetzt werden. Die Kurve, die die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Istposition des Wagens darstellt, ist ein aufsteigender Parabelbogen, wobei die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position ansteigt.

Während der Verzögerungsphase wird dem Antrieb ein umgekehrter Strom zugeführt (beispielsweise ein negativer Strom). Die Geschwindigkeit des Wagens ist dann eine abnehmende lineare Funktion der Zeit, und die die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der durch den Wagen eingenommenen Position darstellende Kurve ist ein Parabelbogen, wobei die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position abnimmt. Am Ende der zweiten Phase sollen die Geschwindigkeit des Wagens und die Strecke, die er noch zurückzulegen hat, ausreichend klein sein, damit die Köpfe über der gewählten Spur angehalten werden.

Während der Beschleunigungsphase arbeitet das System im freien Betrieb, d. h.ohne Regelung, wohingegen es während der zweiten Phase im geregelten Betrieb mit einem Geschwindigkeitsgesetz des Wagens sowohl in Abhängigkeit von der Zeit als auch in Abhängigkeit von der Strecke arbeitet, das dem so nahe wie möglich kommt, das er im freien Betrieb hätte. Es sind somit bei dem bekannten System Regeleinrichtungen vorhanden, die analog und digitale Schaltungen enthalten, um der Spule des Antriebs während der Beschleunigungsphase einen konstanten Strom und während der Verzögerungsphase einen Strom zuzuführen, dessen Wert in jedem Zeitpunkt von der noch zurückzulegenden Strecke und von der Istgeschwindigkeit des Wagens abhängig ist, so daß die Köpfe über der gewählten Spur mit einer Geschwindigkeit Null ankommen.

Es sei daran erinnert, daß die analogen Schaltungen analoge Signale liefern, deren Spannung sich kontinuierlich zwischen einem Wert + V und einem Wert - V ändert, und daß die digitalen Schaltungen Digitalsignale liefern, die nur zwei Digitalwerte annehmen können, nämlich »Null« und »Eins« (wobei »Null« gewöhnlich eine Spannung von 0 V und »Eins« einer Spannung von + 5 V entspricht). Diese Digitalsignale werden in der Technik auch als Bits bezeichnet

Üblicherweise erfolgt, wenn P die Anzahl der zu durchlaufenden Spuren ist, die Umkehrung der Richtung des Stroms in der Spule, wenn der Wagen N' Spuren durchlaufen hat, wobei yV'bis auf einige Spuren oder bis auf einige Zehntelspuren gleich P/2 ist. Zum Steuern des Stroms in der Spule ist es somit erforderlich, in jedem Zeitpunkt genau die Position und die Geschwindigkeit des beweglichen Wagens zu kennen.

Die elektromechanischen Positions- und Geschwindigkeitswandler sowie die (im wesentlichen analogen) Schaltungen, die ihnen zugeordnet sind, müssen somit äußerst genau sein, und ihr Nachteil ist, daß sie teuer und platzraubend sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in der Verzögerungsphase die Steuervorgänge und die zu ihrer Ausführung erforderlichen Schaltungsmittel wesentlich zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst

Bei dem erfmdungsgernäßen Verfahren ist in der Verzögerungsphase keine Regelung erforderlich, so daß keine Analogsignale verarbeitet werden müssen. Vielmehr kann die Steuerung der Verzögerungsphase rein digital erfolgen. Daher können in der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Digitalschaltungen eingesetzt werden, deren Vorteile gegenüber Analogschaltungen bekannt sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 5 angegeben, und Weiterbildungen dieser Anordnung gehen aus den Ansprüchen 5 bis 10 ίο hervor.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. la bis Ic das Grundprinzip des bekannten Vcrfahrens,

Fig.2 die Art der Aufzeichnung der Adressen auf den Magnetplatten.

F i g. 3 das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Anordnung zur Verschiebung und Positionierung eines beweglichen Schreib/Lesekopfes in bezug auf einen Informationsträger.

Fig.4 ein ausführliches Blockschaltbild der Schaltung zur Bestimmung der genauen Adresse, die zu der Anordnung nach F i g. 3 gehört.

Fi g. 5 ein auführiiches Blockschaltbild eines Schwellenwertdetektors für geringe Geschwindigkeit; und

F i g. 6 das Prinzip der Kontrolle der Ankunftsspur.

Untt.· Bezugnahme auf die F i g. 1 a bis 1 c sowie 2a bis

2d sei ein herkömmlicher Magnetplattenspeicher eines Datenverarbeitungssystems betrachtet, bei dem eine Anordnung zur Verschiebung und Positionierung der Schreib/Leseköpfe eine bewegliche Spule eines linearen elektrodynamischen Antriebs der Schv/ingspulenbauart enthält, dessen Spule fest mit einem Wagen verbunden ist, der die Schreib/Leseköpfe trägt.

Der Spule wird ein positiver Strom + /oder negativer Strom - / zugeführt. Da sie sich im Innern eines zylindrischen Dauermagneten bewegt, verschiebt sie sich je nach Stromflußrichtung in der einen oder in der anderen Richtung.

Zur Vereinfachung der Überlegung wird eine Beschränkung vorgenommen auf:

1) einen einzigen Magnetkopf Tüber einer einzigen Magnetplatte D:

2) wobei sich der Magnetkopf Γνοη einer Spur A zu einer Spur ß verschiebt: und

3) wobei die Bahn, der der Kopf zwischen diesen Spuren folgt, geradlinig ist.

Während der ersten Phase (Beschleunigungsphase) wird der Spule des Antriebs der positive Strom +/zugeführt (vgl. Fig. la). Die Kurve, die das Gesetz der Ausbildung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit r darstellt kann dann einer Geraden O\M zwischen den Zeitpunkten f| und t_m gleichgesetzt werden (vgl.Fig. Ib).

In dem Punkt Cin der Mitte des Intervalls Aß erfolgt in dem Zeitpunkt f_m=(ri + f2)/2 der Obergang von der ersten Phase zu der zweiten Phase (Verzögerungsphase) und der Spule des Antriebs wird ein negativer Strom — /zugeführt Die Geschwindigkeit nimmt in Abhängigkeit von der Zeit t linear ab. Die sie darstellende Kurve ist dann die Gerade MCh zwischen den Zeitpunkten t_m und !2. Mzr. kann zeigen, Haft diese Kurve einer Kurve der Geschwindigkeit V(x) in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke entspricht die durch die Parabelbögen ACund CB dargestellt wird (vgl. Fig. Ie). Die

7 8

Kurven O\MOi und /4 CS definieren somit die Betriebs- seiner Verschiebung über der Zone ZRPy genau über

weise der nach dem Zweipunkt-Prinzip arbeitenden der Mittellinie /4.*/der Spury befindet und auf die Zonen

Verschiebungs- und Positionierungsanordnung. ZRPyund ZRPiq+ \)übergreift.

Fig.2a zeigt tine Magnetplatte D, die sich in der Es gibt somit eine Leseunsicherheit an der Adresse

Richtung des Pfeils F dreht und deren Nutzaufzeich- 5 der Spur, oberhalb welcher sich der Kopf befindet, in

nungsfläche durch die Kreise d\ und di begrenzt ist. Auf einem Band ß.das beiderseits der Mittellinie /4*,· liegt,

dieser Platte werden η gleiche Kreissektoren S₀, Si... S_n Aufgrund der Verwendung des Gray-Codes rührt die

dcfin^Mt. Entsprechend der ausführlicheren Darstellung Leseunsicherheit einer gegebenen Spur von dem Bit

in Fig. 'Ib wird jeder Sektor 5,- in zwei Teile SDA; und her, um das sich die Adresse dieser Spur von der Adres-

SDOj unterteilt, wo die Adressen der Spuren bzw. der io se der benachbarten Spur unterscheidet. Für die Spuren

Daten aufgezeichent sind, die durch das Dirienverarbei- 124 und 125 ist das unsichere Bit das letzte (d. h. das am

tungssystcm zu verarbeiten sind, zu welchem der Plat- weitesten rechts befindliche Bit),

tcnspeicher gehört. Die Verwendung des Gray-Codes gestattet somit, den

Der Flächeninhalt des Teils SA D, ist viel kleiner als Lesefehler auf eine Spur zu begrenzen,

der Flächeninhalt des Teils SDO₁. 15 Es ist zu erkennen, daß für eine Spur der Nummer j

Die Fig.2c und 2d zeigen ausfühlicher die Art des und der Adresse AD, die durch den Kopf gelesene

Aufbaus der Teile SAD, der Sektoren S_h Sie zeigen eine Adresse AD nicht notwendigerweise gleich AD₁ ist und

vergrößerte Ansicht des Teil SA D, des Sektors S₁, der im daß gilt:

fun«., H \t**a i-vi wjvj \~ ,,vgl.

Jeder Teil SAD, eines Sektors S, ist in N Zonen ZRP₁₀. 20 entweder

ZRP,,, ... ZRP₁N unterteilt, wobei N die Anszahl der AD=AD,

magnetischen Spuren der Platte D ist. In den Fig.2c oder

und 2d sind zur Vereinfachung nur die fünf ersten Zonen AD= AD,+ \ ZRP.o bis ZRP_{1 4} dargestellt.

Die Grenzen zwischen den verschiedenen Zonen 2s Der Einfachheit halber wird im folgenden die Adresse

ZRP₁, sind die kreisförmigen Mittellinien Axj der Ma- AD, als »genaue Adresse« bezeichent, im Gegensatz zu

gentspur. Jeder Magnetspur der Laufnummer j und der der gelesenen Adresse AD. |

Mittellinie Ax, ist die Zone ZRP₁, zugeordnet. So ist der Es ist erforderlich, während der Zeit der Verschie-

Spur 0 die Zone ZRP₁₀ zugeordnet, der Spur 1 die Zone bung des Kopfes Tuber der Platte D in jedem Zeitpunkt

ZRP, 1. usw. 30 die genaue Adresse AD, der Spur zu kennen, über der

Zu. Vereinfachung von Fig. 2d sind die Zonen ZRP₁, sich der Kopf befindet (insbesondere, wenn der Lese-

rechteckförmig dargestellt. Jede Zone ZRPy enthält die kopf in der Nähe der Spur B gelangt) und infolgedessen

Adresse der Spur, der sie zugeordnet ist. Die Zone ZRP₁, ständig die Leseunsicherheit aufgrund des unsicheren

werden als Positionierungszonen bezeichnet. Gemäß Bits zu beseitigen.

F i g. 2d enthält die Zone ZRPm die Adresse der Spur 0, 35 Die Benutzung des Gray-Codes ist zwar für das Lesen

die Zone ZRP, 1 die Adresse der Spur 1, die Zone ZRP, 2 der Adressen vorteilhalft, sie es aber nicht mehr für die |

die Adresse der Spur 2. usw. arithmetischen und digitalen Operationen, die ausge- !

Vorteilhafterweise wird die Adresse der Spuren in führt werden müssen, um die erfindungsgemäße Anord-

einem zyklisch permutierten Binärcode, hier dem Gray- nung zur Verschiebung und Positionierung des Systems

Code, eingeschrieben. Die Beschreibung eines solchen 40 in bezug auf einen Informationsaufzeichnungsträger si-

Codes findet sich beispielsweise in dem Buch von H. cherzustellen, nämlich die Berechnung der Adreßdiffe-

SOUBIES-CAMEY. Editions DUNOD, 1961, S. 253 und renz (AD_A-AD_B) und der Adresse ADI der Spur, wo

254. Ein Beispiel für die Schreibweise von zwei aufein- der Strom in der Spule des Antriebs umgekehrt werden

anderfolgenden Adressen im Gray-Code, d. h. der soll.

Adressen der Spuren 124 und 125, ist in F i g. 2e angege- 45 Zur Durchführung dieser Berechnung ist es erforder- I

bcn. Hch, durch eine Umsetzoperation den Gray-Code in ei-

Dieses Beispiel zeigt das Hauptmerkmal des Gray- nen natürlichen Binärcode umzuwandeln, der auch als

Codes, nämlich daß sich zwei aufeinanderfolgende bewerteter Code bezeichnet wird (bezüglich der natürli-

Adressen durch die Änderung eines einzigen Bits von- chen Binärcodes vgl. das bereits genannte Buch von H.

einander unterscheiden. So unterscheiden sich die im 50 SOUBIES-CAMY.S.245).

Gray-Code geschriebenen beiden Adressen 124 und 125 Zusammengefaßt arbeitet die Verschiebungs- und

durch das letzte Bit, das für die Spur 124 gleich O und für Positionierungsanordnung nach folgendem Prinzip (vgl.

die Spur 125 gleich 1 ist F i g. 1), das vier aufeinanderfolgende Operationen ent-

Es wird nun F i g. 2f betrachtet. Es wird angenommen. hält:

daß der Magnetkopf Tsich über der Zone ZRPy befin- 55

det, die der Spur der Nummer y zugeordnet ist Es wird Operation 1:

außerdem angenommen, daß die Maximalgeschwindig- Beschleunigung

keit des Kopfes Tso ist, daß, während er sich über der Der Versorgungsstrom der Spule ist beispielsweise

Zone ZRPy verschiebt die Strecke x, die er zurücklegt, gleich + / während der Hälfte der Verschiebung

gleich oder kleiner als die Dicke eder Zone ZRPy ist 60 von der Startspur A (Adresse AD_A) zu der Spur C

Wenn die Abspielrichtung der Platte D der Richtung (Adresse ADI), wo die Richtung des Stroms in der

des dargestellten Pfeils Fentspricht und wenn die Rieh- Spule des elektrodynamischen Antriebs umgekehrt

tung der Verschiebung des Kopfes Tuber der Platte D wird,
der Richtung des dargestellten Pfeils F^r entspricht, so

wird die Relativbahn des Kopfes T in bezug auf die 65 Operation 2:

Zone ZRPy zwischen den äußeren Bahnen TRi und TRy Verzögerung

liegen. Der Versorgungsstrom ist beispielsweise ab der

Es ist somit durchaus möglich, daß sich der Kopf Tbei Spur Cmit der Adresse ADIgleich — /.

Operation 3:

Rückkehr zu einem Strom Null
undÜbergang zu der Positionsregelung des Kopfes Tab dem Zeipunkt, in welchem die Geschwindigkeit des Kopfes Γ ausreichend klein ist, d. h. unter einem Geschwindigkeitsminimumschwellenwert V₀ liegt.

Operation 4:

Kontrollieren, ob der Kopf Tuber der vorgesehenen Spur angekommen ist.

Wenn die Adresse der Spur, über der der Kopf angehalten wird, von der Adresse AOs der Spur B verschieden ist, ist eine erneute Verschiebung gemäß den durch die Operation 1 bis 4 definierten Modalitäten erforderlich.

Das Verfahren arbeitet also in diskontinuierlicher Weise unter Steuerung durch die Spuradressen (zumindest während der Operation 4).

F i g. 3 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Patentanspruch 1.

Die verschiedenen wesentlichen Einzelelemente dieser Anordnung sind:

— die Adreßführungsschaltung AFS;

— das Register R;

— der Adreßvergleicher AV für die Adressen ADa und ADb:

— der Rechner INV für die Adresse ADl, an der die Umkehrung des Stroms in der Spule des elektrodynamischen Antriebs M erfolgt;

— der Magnetkopf Tzum Einschreiben und Lesen auf der Magnetplatte D;

— das Codeumsetzungsregister CUR;

— der Abtastimpulsgenerator GEN;

— die Schaltung SBCA zur Bestimmung der genauen Adresse AD₁ der Spur, über der sich der Kopf T befindet;

— der Vergleicher V, der die genaue Adresse ADj und die Adresse ADl, an der der Strom in der Spule des elektrodynamischen Antriebs M umgekehrt wird, miteinander vergleicht;

— der Schwellenwertdetektor DET für eine geringe Geschwindigkeit Vo;

— der Generator SEGN für die Stromversorgung des elektrodynamischen Antriebs M.

Der Stromgenerator SGEN, der Motor M, der Kopf T, das Codeumsetzungsregister CUR, die Schaltung SBGA und der Adreßvergleicher A V bilden eine geschlossene Schleife zur diskontinuierlichen Einregelung an der Adresse der Spuren.

Das Register R empfängt und speichert die Adresse ADb der Spur B. Die Adresse ADb wird beispielsweise von einer Adreßführungsschaltung AFS des Datenverarbeitungssystems geliefert, vom welchem der Plattenspeicher ein Teil ist. Diese Adresse wird in einem bewerteten Binärcode ausgedrückt Die Bitzahl dieses Codes ist von der Anzahl der Aufzeichnungsspuren der Magnetplatte D abhängig. So wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wenn die Anzahl der Aufzeichnungsspuren 400 beträgt, der Binärcode ein 9-Bit-Code sein (denn 2⁹=512 ist größer als 400). «-

Die Adresse ADb wird an den Umkehradreßrechner INV und an einen ersten Eingang des Adreßvergleichers AVabgegeben.

Der Magnetkopf Tuest eine Adresse AD der Platte D, über der er sich befindet. Diese Adresse wird im Gray-Code ausgedrückt, der dieselbe Bitzahl wie der bewertete Binärcode hat, in dem die Adresse AD2 ausgedrückt ist.

Die durch den Kopf gelesenen Signale werden durch eine Formgebungsschaltung, die aus Vereinfachungsgründen in F i g. 3 nicht dargestellt ist, in die Form von digitalen Rechteckimpulsen gebracht. Die Adresse AD, ausgedrückt im Gray-Code, wird an das Codeumsetzungsregister CUR abgegeben.

Das Codeumsetzungsregister CUR ist ein serielles Register. Es empfängt die Adressen AD mit einer Frequenz, die gleich der der Abtastimpulse ist. welche von dem Abtastimpulsgenerator GEN geliefert werden. Dieser wird in der Phase und in der Frequenz durch die Informationen synchronisiert, die von dem Kopf T jedesmal dann gelesen werden, wenn er auf eine Posilic· n>cnmg^hp7iigi7one CRP.. trifft. Die Periode r jedes Abtastimpulses ist gleich der Zeit zwischen dem Vorbeigang von zwei Teilen SAD, und SAD₁ von zwei aufeinanderfolgenden Sektoren S₁ und S₁ vor dem Kopf T.

Das Codeumsetzungsregister CUR speichert die im Gray-Code ausgedrückte Adresse AD und setzt sie in einen bewerteten Binärcode um, der gleich dem Code ist, in dem die Adresse ADb ausgedrückt ist.

Das Codeumsetzungsregister CUR gibt an seinen Parallelausgängen die Adresse AD an die Schaltung SBGA ab.

Die Schaltung SBGA beseitigt ständig die Leseunsicherheit der gelesenen Adresse AD aufgrund des unsicheren Bits. Sie bestimmt die exakte Adresse AD, der Spur, über der sich der Kopf befindet.

Diese Adresse AD, wird an den Vergleicher V, an den Detektor DETiQr geringe Geschwindigkeit und an den zweiten Eingang des Adreßvcrgleichers A Vabgcgeben.

Insbesondere wenn sich der Kopf Tüber der Spur A mit der Adresse AD.\ befindet, wird diese Adresse AD.\ durch die Schaltung SBGA zu dem Adreßvergleicher A V übertragen.

Der Adreßvergleicher AK vergleicht die Adresse ADb mit der Adresse AD_A.

Wenn die Adresse ADb von der Adresse ADa verschieden ist, gibt der Adreßvergleicher A V ein Gangsteuersignal SCM an den Rechner INV ab (in dem beschriebenen Ausführungsbeipiel hat das Signal SCM den Digita'iwert Null).

Der Rechner INV berechnet die Adresse A DI für die Umkehrung der Richtung des Stroms in der Spule des Antriebs M.

Mit DAD wird die Adreßdifferenz (AD_B— AD_A) bezeichnet.

Wenn die Adreßdifferenz DAD positiv ist, sagt man. daß sich der Kopf im Vorgang von der Spur A zu der Spur B bewegt. Es wird in diesem Fall angenommen, daß der Strom in der Spule gleich + / ist Wenn die Adreßdifferenz DAD negativ ist, sagt man, daß sich der Kopf im Rückgang bewegt In diesem Fall ist der Strom in der Spule gleich —/. Im Vorgang ist die Adresse AD! gleich ADa + DAD/2; im Rückgang ist die Adresse ADI gleich ADA -DADI2.

Wenn die Adreßdifferenz DAD positiv ist, gibt der Rechner INV ein Signal MA V an den Stromversorgungsgenerator SGEN ab. Wenn die Adreßdifferenz DAD negativ ist gibt der Umkehradreßrechner ein Signal MAR an den Generator SGEN ab.

Der Vergleicher V vergleicht die Umkehradresse ADI mit der Adresse ADj der Spur, über der sich der

Kopf üefindet. Der Versorgungsstrom in der Spule des Antriebs M wird umgekehrt, wesin:

AD₁ > ADl im Vorgang ist (Bedingung 1)

ADj < ADI im Rückgang ist (Bedingung 2).

Die Differenz zwischen diesen beiden Bedingungen rührt von der Tatsache her, daß im Vorgang der Kopf auf die Positionierungsbezugszone ZRPy trifft,, bevor er auf die zugeordnete Spur mit der Adresse ADj trifft, während sich im Rückgang die umkehrte Erscheinung einstellt.

Sobald eine dieser beiden Bedingungen erfüllt ist, gibt der Vergleicher V ein Umkehrsteuersignal SCl an den Stromgenerator SG£7V ab.

Der Detektor D£T für kleine Geschwindigkeit bestimmt den Zeitpunkt, in welchem die Geschwindigkeit V des Wagens unter einen gewissen Geschwindigkeitssch'.vellenwert V₀ geht, der sehr klein ist, wobei V₀ beliebig gewählt ist.

Sobald die Geschwindigkeit V kleiner als V₀ ist, gibt der Detektor DET an den Stromgenerator SGEN ein Signal SCA zum Beseitigen des Stroms in der Spule des elektrodynamischen Antriebs ab. Der Kopf Twird dann über einer Spur stillgesetzt, deren exakte Adresse AD₁ in der Praxis immer die gleiche Parität wie die Adresse AD hat. Diese Adresse AD, wird von dem Adreßvergleicher A Vmit der Adresse AD_B verglichen.

Wenn die Adresse AD₁ von der Adresse ADa verschieden ist, ist eine erneute Bevegung erforderlich, um fjcn Kopf Tauf die Spur mit der Adresse ADa zu bringen. Der Adreßvergleicher A V gibt in diesem Fall ein neues Steuersignal SCM an den Rechner INVab. Wenn die Adresse AD₁ gleich der Adresse ADb ist ist es möglich, eine Positionsregelung des die Magnetköpfe tragenden Wagens durch eine Positionsregeleinrichtung des Wagens vorzunehmen, wie sie in der Abhandlung

töte de lecture sur la piste d'un disque magnetique, ä partir d'informations specifiques lues par cette tete«, 18. Februar 1975, Conservatoire National des Arts et Metiers, beschrieben ist.

Der Rechner INVfür die Umkehradresse AD/enthält (vgl. auch Fig. 3): die Subtrahierschaltung SUB, die Dividicrschaltung D/Vund die Addierschaltung ADD.

Die Subtrahierschaltung SUB, die die Adresse ADa. und ADh empfängt berechnet ihre Differenz DAD, sobald sie das Steuersignal SCM empfängt. Diese Differenz DAD wird zu der Dividierschaltung DIV übertragen, die die halbe Differenz DAD/2 berechnet welche ihrerseits zu der Addierschaitung ADD übertragen wird, die die Adresse ADa empfängt welche von der Schaltung SBGA abgegeben wird. Die Addierschaitung A DD berechnet die Umkehradresse

JOO

J2

ADI=ADa± DAD/2

je nachdem, ob die Differenz DAD positiv oder negativ ist. Sie gibt diese Adresse ADI an den Vergleicher V ab. Wenn die Differenz DAD > O ist, gibt die Subtrahierschaltung SUB das Signal MA Van den Stromgenerator ab, der die Spule des Antriebs M mit einem positiven Strom +/versorgt

Wenn die Differenz DAD < O ist, gibt die Subtrahierschaltung ein Signal MAR an den Stromgenerator SCEN ab, der der Spule einen negativen Strom — / zuführt

Die Schaltung SBGA zur Bestimmung der genauen Adresse enthält, wie in Fig.4 angegeben, das Paralle.-register RGT, den Unsicherheitspositionsdetektor UPD und den Paritätsvergleicher PARV.

Die Betriebsweise des Detektors UPD basiert auf folgender Tatsache: Wenn die Adressen der Spuren im Gray-Code geschrieben sind und wenn sich der Kopf T über einer Spur mit gerader Laufnufnmer befindet, ist das unsichere Bit immer das letzte Qit der entsprechenden Adresse (d. h. das Bit, das dem niedrigsten Stellenwert entspricht), während es sich irgendwo anders befindet, wenn der Kopf sich über einer Spur mit ungerader Laufnummer befindet.

Das durch den Kopf Tgelesene Signal wird, bevor es in Form gebracht wird, dem Unsicherheitspositionsdetektor UPD zugeführt.

Dieser bestimmt die Position des unsicheren Bits und ermittelt die Parität der Adresse der Spur der Laufnuinmery, über der sich der Kopf befindet.

Der Detektor UPDgibt ein Signal PAR an den ersten Eingang des Paritätsvergieichers FARV ab. Dieses Signal PAR hat den Digitalwert »Eins«, wenn die Adresse der Spur ungerade ist, und den Digitalwert »Null«, wenn die Adresse der Spury gerade ist.

Die Schaltung SBGEA zur Bestimmung der exakte.i Adresse arbeitet nach folgendem Prinzip: der Vergleicher PARV vergleicht die Paritäten der exakten Adresse AD, und der gelesenen Adresse AD. Die Parität der exakten Adresse AD, wird durch den Unsicherheitspositionsdetektor UPD bestimmt, wohingegen die Parität der gelesenen Adresse AD durch das Bit boj gegeben ist, das dem niedrigsten Stellenwert dieser in dem Register ÄGTgespeicherten Adresse entspricht (es sei daran erinnert, daß die Parität einer Zahl, ausgedrückt im Binärcode, durch den niedrigsten Stellenwert gegeben ist).

Das Codeumsetzungsregister CUR überträgt die gelesene Adresse AD zu dem Register RGT, das das Bit boj an den zweiten Eingang des Paritätsvergieichers PARV αΚοΐΚί

Wenn die Signale PAR und boj gleich sind, wird die gelesene Adresse AD, die gleich der Adresse ADj ist, von dem Register RGTdlrekl an den Vergleicher V, an den Detektor D£Tfür geringe Geschwindigkeit und an den Adreßvergleicher A ^abgegeben.

Wenn die Signale PAR und boj nicht gleich sii d, dann gibt der Vergleicher PARV ein Signal SPAR, das den Digitalwert »Eins« hat. an das Register RGTab, so daß der Inhalt desselben im Eins verringert wird. Man erhält so die Adresse AD₁=AD-1, die zu dem Vergleicher V, dem Detektor DET und dem Adreßvergleicher A V übertragen wird.

Es wird nun F i g. 6 betrachtet Bekanntlich wird konstruktionsbedingt (vgl. die oben zitierte Abhandlung) der Kopf Timmer über einer Spur mit der Adresse AD₁ angehalten, die dieselbe Parität wie die Spur AD_B hat Diese Adresse muß so bald wie möglich bekannt sein, damit, falls ADj von ADb verschieden ist so schnell wie möglich eine neue Verschiebung ausgeführt werden kann.

Die Kontrolle der Spur, wo der Kopf stillgesetzt wird, geht nach folgendem Prinzip vor sich. Sobald der Strom in dem Antrieb M Null ist, kommt der Kopf über der Spur mit der Adresse AD₁ zum Stillstand, die der Spur B am nächsten liegt und die die gleich Parität hat, aber, wie F i g. 6 zeigt kann man entweder AD, oder ADj+i lesen. Wenn sich der Kopf außerhalb des Unsicherheitsbandes Bj befindet wo man die Leseunsicherheit aufheben kann (mit der Schaltung SBGA zur Bestimmung der genauen Adresse), dann ist es in diesem FaI! erforderlich, die

gelesene Adresse zu korrigieren, um bereits in diesem Zeitpunkt die genaue Adresse ADj zu kennen, an der der Kopf stillgesetzt wird und an der eine Positionsregelung des Systems vorgenommen wird, falls keine erneute Verschiebung au !zuführen ist. Zu diesem Zweck empfängt der Paritätsvergleicher PARV einerseits das Bit boj und andererseits Bit 6o& das dem niedrigsten Stellenwert der Adresse ADb entspricht: der Vergleicher PAR Vvergleicht somit die Paritäten der Adressen ADb und AD₁. Zwei Fälle sind möglich:

1) Die Paritäten sind gleich: das an das Register RGT abgegebene Signal SPAR hat den Digitalwert NuIL Die Adresse AD₁ wird von dem Register RGT an den Adreßvergleicher A V abgegeben und mit der Adresse ADb verglichen.

2) Die Paritäten sind nicht gleich: das Signal SPAR hat den Digitalwert 1. Der Inhalt des Registers RGTwra um Eins verringert: die Adresse ADj. die so erhalten wird, wird dann an den Adreßvergleiehe.· A ^abgegeben.

Der Detektor D£Tfür geringe Geschwindigkeit, der ausführlicher in Fi g. 5 dargestellt ist, enthällt: das Register REG. den Vergleicher VPAR. das achtstellige Schieberegister SR. den Vorwärts-Rückwärts-Zähler VRZ und den Decodierer DECOD.

Die Schaltung SBGA ist einerseits mit dem ersten Eingang des Vergleichers VPAR und andererseits mit dem Eingang des Registers REG verbunden, bei welehern es sich um ein Parallelregister handelt Der Ausgang des Registers REG ist mit dem zeiten Eingang des Vergleichers VPAR verbunden, dessen Ausgang einerseits mit dem Eingang des Schieberegisters SR und andererseits mit dem Vorwärtszähleingang des Vorwärts-Rückwarts-Zählers VRZ verbunden ist.

Der Ausgang des Schieberegisters REG ist mit dem Rückwärtszähleingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang des Decodierers DECOD verbunden ist. dessen Ausgang mit dem Stromgenerator SGEN verbunden ist.

Die Zählkapazität des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ ist wenigstens gleich der Stellenzahl des Schieberegisters SR.

Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler VRZzählt vorwärts die Anzahl von 1-Digitalwerten, die in das Register SR eingegeben werden, und zählt rückwärts die Anzahl von 1-Digitalwerten. die dasselbe Register verlassen.

Wenn in einem gegebenen Zeitpunkt / der Kopf T über eine Zone ZRP,, hinweggeht, die der Aufzeichnungsspur der Laufnummer j zugeordnet ist. gibt die Schaltung SBGA eine Adresse AD₁ an den Vergleicher VPAR ab. In demselben Zeitpunkt f enhält das Register REG die Adresse ADk der Spur, über der sich der Kopf in dem Zeitpunkt /_i =(/—r) befand. Die beiden Adressen ADk und AD₁ werden von dem Vergleicher VPAR miteinander verglichen. Wenn die Adresse ADk von der Adresse AD₁ verschieden ist, hat das von dem Vergleicher VPAR abgegebene Signal C_n den Digitalwert 1. Wenn dieselben Adressen gleich sind, dann hat das Si- so gnal C_n den Digitalwert 0.

In der Praxis ist bei den geringen Geschwindigkeiten des den Magnetkopf 7"tragenden Wagens, d. h. am Anfang der Beschleunigungsphiise (in der Nähe des Punktes A) und am Ende der Verzögerungsphase (in der Nähe des Punktes B, vgl. F i g. I) die Differenz zwischen den Adressen AD₁ und ADu gleich 0 oder 1. Infolgedessen lint das Signal C„den DigitalwcrtOoder 1.

Bei den großen Geschwindigkeiten (in der Nähe des Punktes C) ist die Differenz (AD₁-ADt) größer oder gleich 1. Das Signal C_n hat somit immer den Digitalwert 1.

Wenn der Vergleich zwischen der Adresse AD₁ und der Adresse ADk ausgeführt ist, überträgt die Schaltung SBGA die Adresse AD₁ in das Register REG. Das Signal C_n wird einerseits an das Register SR and andererseits an den Vorwärtszähleingang C des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZabgegeben.

Das Schieberegister SR enhält somit das Ergebnis der acht letzten Vergleiche zwischen den genauen Adressen, die in den neun letzten Positionierungsbezugszoneri der neun Sektoren Sj... S,s enthalten sind, zu denen der Kopf T während eines Zettintervalls /St gleich (8 χ r) nacheinander gelangt ist.

Wenn der Kopf Tuber der Spur mit der Adresse AD.\ stehenbleibt, ist klar, daß das Register SR nur Nullen enthält und daß der Inhalt des Vorwärts-Rückwärtszählers gleich 0 ist.

Wenn sich der Kopf Γ von der Spur mit der Adresse ADa zu der Spur mit der Adresse ADn verschiebt (es wird angenommen, daß die beiden Spuren ausreichend entfernt voneinander sind), wird der Inhalt des Registers SR fortschreitend modifiziert, bis es nur noch 1-Bits enthält.

Der Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ ist und bleibt dann gieich acht. Der Inhalt desselben wird nämlich nicht modifiziert, denn er empfängt gleichtzeitig ein 1-Bit an seinem Vorwärtszähleingang und ein 1-Bit an seinem Rückwärtszähleingang.

Wenn der Kopf in der Nähe der Spur B mit der Adresse ADb ankommt, wird seine Geschwindigkeit ausreichend klein, so daß der Kopf von einem Teil SA-D,_i eines Sektors 5,_i eines zu einem Teil SAD, des nächsten Sektors nie mehr als eine Spur überquert und praktisch über derselben bleibt. Man schätzt dann, daß in dieser Geschwindigkeitszone die Anzahl von in dem Register enthaltenen 1-Bits, d.h. der Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ gleich der Anzahl der von dem Kopf T während der Zeit Al = 8 χ r überquerten Spuren ist. Es ist zu erkennen, daß in dem Bereich der kleinen Geschwindigkeiten der Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ somit direkt proportional zu der Geschwindigkeit des Kopfes Tist.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbcipiel wird der Inhalt des Registers erhöht, bis er beispielsweise gleich dem in Fig. 5 angegebenen ist. in der der Inhalt des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ gleich zwei ist. Der Decodierer DECOD gibt dann an den Stromgenerator SGEN das Steuersignal SCA ab. damit der Strom in dem Antrieb M Null gemacht wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verschieben eines beweglichen Schreib/Lesekopfes (T) in bezug uuf einen Informationsträger, der die Informationen in mehreren Aufzeichnungsspuren trägt, deren Adressen in den Aufzeichnungsspuren zugeordneten Bezugszonen aufgezeichnet sind, bei welchem

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a) der Schreib/Lesekopf durch einen elektrischen Antrieb von einer Startspur (A) zu einer Ankunftsspur (B) verschoben wird,

b) die Verschiebung in zwei Phasen erfolgt, nämlich

— einer Beschleunigungsphase, in welcher dem Antrieb ein konstanter Strom von der Startspur (A) bis zu einer zwischen dieser und der Ankunftsspur (B) liegenden Spur (^zugeführt wird, und

— smsr daran anschließenden Verzögerungsphase, in welcher der Strom die entgegengesetzte Richtung wie in der Beschleunigungsphase aufweist,

c) diejenige Spur (C), ab welcher die Stroinrichtungsumkehrung erfolgt, aus den Adressen der Startspur (A) und der Ankunftsspur (B) ermittelt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß ferner

d) in der Verzögerungsphase der Strom mit der umgekehrten Richtung angelegt wird, bis der Schreib/Lesskopf eise Geschwindigkeit erreicht hat, die geringer ist us ein vorbestimmter Schwellwert (V₀):

t) diejenige Spur, wo der Schreib/Lesekopf nach dem Abschalten des mit umgekehrter Richtung angelegten Stromes zum Stillstand kommt, auf Übereinstimmung mit der Ankunftsspur (B) w überprüft wird;

f) eine erneute Verschiebung mit der beschriebenen Beschleunigungsphase und mit der beschriebenen Verzögerungsphase vorgenommen wird, wenn diese Spuren nicht übereinstimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß

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g) während der Beschleunigungsphase die Adressen der Spuren, über die der Schreib/Lesekopf (T) verschoben wird, gelesen werden,

h) die während der Beschleunigungsphase gelesenen Adressen mit der aus den Adressen der Startspur (A) und der Ankunftsspur (B) berechneten Adresse der Spur (C), ab welcher die Stromrichtungsumkehr erfolgen soll, verglichen werden:

i) die Stromrichtungsumkehr durch das Ergebnis des Verglcichens der gelesenen Adressen mit der berechneten Adresse ausgelöst wird;

k) die Überprüfung im Merkmal e) durch Lesen der Adresse der Spur, über welcher der Schrcib/Lcsekopf zum Stillstand gelangt ist, b5 und Vergleichen dieser Adresse mit der Adresse der Ankunftsspur (B) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Adressen der Spuren in zyklisch permutierten Binärcode aufgezeichnet werden, daß die Berechnung der Adresse der Spur (C), ab welcher die Stromrichtungsumkehr erfolgen soll, in bewertetem Binärcode ausgedrückt wird, daß die während der Verschiebung des Schreib/Lesekopfes gelesenen Adressen zum Zwecke der Umcodierung in den bewerteten Binärcode gespeichert werten und daß das Vergleichen der gelesenen Adressen mit der berechneten Adresse bzw. mit der Adresse der Ankunftsspur nach Umcodieren derselben in den bewerteten Binärcode erfolgt

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet daß die Unsicherheit beim Lesen der Adressen, die sich daraus ergibt, daß für eine Aufzeichnungsspur der Nummer j und der Adresse AD₁ die durch den Schreib/Lesekopf gelesene Adresse AD nicht notwendigerweise gleich AD₁ ist sondern auch gleich AD,*\ sein kann, durch eine Schaltungsanordnung (SBGA) beseitigt wird, welche die Parität der genauen Adresse AD, mit der Parität der gelesenen Adresse AD vergleicht und bei Gleichheit dieser Parität die gelesene Adresse A D an den Vergleicher anlegt bzw. bei Ungleichheit der Paritäten die gelesene Adresse ADumd um den Wert 1 vermindert

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, mit einem Generator, der den Strom für den Antrieb (11) erzeugt mit einem Rechner (INV) zum Berechnen der Adresse der Spur (C). ab welcher die Stromrichtungsumkehr erfolgen soll, und mit einem Adreßvergleicher (A V), der die gelesene Adresse mit der Adresse der Ankunftsspur (B) vergleicht dadurch gekennzeichnet

— daß eine Einrichtung (CUR) zur Speicherung und Codeumsetzung der durch den Schreib/Lesekopf gelesenen Adressen AD an ihren Eingängen einerseits mit dem Ausgang des Schreib/Lesekopfs und andererseits mit dem Ausgang eines AbtastimD'.'lsgeneraiors (CtHN) verbunden ist:

— daß der Eingang der Schaltung (SBGA) zur Bestimmung der genauen Adresse AD₁ der Aufzeichnungsspur, über der sich der Schreib/Lesekopf befindet, mit dem Ausgang der Speicherund Codeumsetzungseinrichtung (CUR) verbunden ist;

— daß die Eingänge des Adreßvergleichers (A V) mit dem Ausgang eines die Adresse der Ankunftsspur (B) speichernden Registers (R) bzw. mit dem Ausgang der Schaltung (SBGA) zur Bestimmung der genauen Adresse verbunden sind;

— daß die Eingänge des Rechners (INV) mit den Ausgängen der Schaltung (SBGA) zur Bestimmung der genauen Adresse, des Registers (R) und des Adreßvergleichers (A V) verbunden sind und ein Ausgang des Rechners (INV) mit einem Stromsteuereingang des Stromgencra tors (SGEN) verbunden ist;

— daß die aus dem Stromgenerator (SGEN), dem elektrischen Antrieb (M), dem Schreib/Lesckopf, der Speicher- und Codcumscl/.ungscinrichtung (CUR). der Schallung (SBGA) zur Bestimmung der genauen Adresse, dem Adreßvcrgleicher (AV) und dem Rechner (INV) bestehende Anordnung eine geschlossene Schleife

bildet; und

— daß ein Vergleicher (V) zum Vergleichen der genauen Adresse ADj mit der berechneten Adresse ADI der Spur (C), ab welcher die Stromrichtungsumkehr erfolgen soll, vorgesehen ist