DE2911494A1

DE2911494A1 - Schrittmotoranordnung und damit ausgestattetes plattenspeichersystem

Info

Publication number: DE2911494A1
Application number: DE19792911494
Authority: DE
Inventors: Robert G Kaseta
Original assignee: Data General Corp
Current assignee: EMC Corp
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1980-01-17
Also published as: GB2023893A; GB2023893B; JPS552383A; FR2436526A1; GB2100884B; FR2436526B1; CA1143833A; GB2100884A

Description

DIpL-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen; G 1451 20'. Mär ζ 1979 DATA GENERAL CORPORATION

Route 9

Westboro, Massachusetts, V.St.A.

Schrittmotoranordnung und damit ausgestattetes Plattenspeichersystem

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Schrittmotoranordnung und insbesondere auf eine Schaltungsanordnung zur Abgabe von Hochstromimpulsen an Schrittmotorspulen, in der eine relativ ungeregelte Energiequelle benutzt wird.

Schrittmotore, die eine Welle beim Anlegen einer Gruppe codierter Stromimpulse an die Motorwicklungen um einen vorbestimmten Winkel drehen, werden in vielen Anwendungsfällen eingesetzt, in denen positive, genaue, diskrete Bewegungen in zuverlässiger Weise abhängig von Impulsen mit relativ hoher Frequenz erwünscht sind. In einem Vierphasen-Schrittmotor werden beispielsweise geeignet codierte Kombinationen aus vier Stromimpulsen gleichzeitig an eine der vier Schrittmotorwicklungen angelegt, so daß sich der Schrittmotor nacheinander Über einen vorgewählten chw/Ba

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Winkel von einer Position zur nächsten bewegt. In einem Vierphasen-Schrittmotor kann der Winkel beispielsweise 1,8° betragen, und codierte Impulsfolgen können wiederholt so gebildet werden, daß sich 200 diskrete Schritte für eine vollständige Drehung der Welle um 360° ergeben. Andere Ausführungsformeη können für andere Folgen codierter Impulse 400 diskrete Schritte zu je 0,9° ergeben. Möglichkeiten zur Erzeugung solcher codierter Impulsfolgen und zu ihrer Zuführung zu den Wicklungen des Schrittmotors sind dem Fachmann bekannt, wobei sich der Motor in jeder seiner beiden Drehrichtungen durch seine Schrittfolge bewegen kann.

Eine der Schwierigkeiten bei herkömmlichen Schrittmotor-Erreger impuls schaltungen ist die Notwendigkeit, relativ teure und stark geregelte Energiequellen zu benutzen, da die Hochstromimpulse die Erzeugung einer relativ hohen Leistung erfordern. Da solche Hochstrom- und Hochleistungsimpulse jeweils eine von Spannungsschwankungen der Energieversorgungsquelle abhängige, im wesentlichen konstante Größe haben müssen, muß die Energieversorgungsquelle genau geregelt sein. Wegen des hohen Energiebedarfs sind die Kosten oft höher als es für den speziellen Anwendungsfall gerechtfertigt ist, bei dem der Schrittmotor angewendet werden soll.

Es ist daher erwünscht, die Impulsansteuerschaltung für einen Schrittmotor so auszubilden, daß die Energieversorgungsquelle für den Schaltungsteil, der die Hochstromimpulse an die Wicklungen liefert, im wesentlichen ungeregelt ist oder eine geringe Regelung aufweist, auch wenn hohe Leistungen erforderlich sind.

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Nach der Erfindung enthält Jede Ansteuerschaltung für die Erregerwicklungen des Schrittmotors einen ersten Abschnitt, der eine im wesentlichen konstante Spannung bei relativ geringer Leistung u'nter Verwendung einer geregelten Energieversorgungsquelle erzeugt. Die im wesentlichen konstante Spannung wird einem zweiten Abschnitt zugeführt, der einen Emitterfolger einer Hochstrom-Hochleistungs-Ausgangsschaltung enthält, die der zugehörigen Schrittmotorwicklung Stromimpulse zuführt. Die Hochstrom-Hochleistungs-Ausgangsschaltung macht von einer im wesentlichen ungeregelten Energieversorgungsquelle Gebrauch. Da die Basisspannung am Emitterfolger am Ausgang des Kleinleistungs-Schaltungsabschnitts im wesentlichen konstant gehalten wird, haben Änderungen der- Versorgungsspannung des Hochleistungs-Schaltungsabschnitts keinen Einfluß auf die der Wicklung zugeführten Ausgangsstromimpulse. Da nur im Kleinleistungs-Schaltungsabschnitt eine geregelte Energieversorgungsquelle benutzt wird, ist diese Quelle beträchtlich billiger als die für Hochleistungsschaltungen erforderlichen geregelten Energieversorgungsquellen. Da die Energieversorgungsquelle für die Hochleistungsschaltung im wesentlichen ungeregelt ist, sind auch die Kosten dieser Energieversorgungsquelle relativ niedrig. Die Gesamtkosten jeder Anregungsschaltung werden daher in Bezug auf die Kosten bekannter Schaltungen herabgesetzt.

Ein Anwendungsfall für die Verwendung von Schrittmotoren ist das Gebiet der Datenverarbeitungssysteme, in denen beispielsweise Plattenspeichereinheiten benutzt werden. In solchen Plattenspeichereinheiten müssen die Lese/ Schreib-Köpfe zu verschiedenen Positionen in Bezug auf die Plattenoberfläche bewegt werden. Das Positionleren der Köpfe muß schnell durchgeführt werden, damit eine kleine Zugriffszeit auf die auf der Platte gespeicherten Informationen erhalten wird;außerdem muß das Positionieren

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exakt erfolgen, damit gewährleistet wird, daß die richtigen Informationen von der Plattenoberfläche gelesen oder auf die Plattenoberfläche geschrieben werden.

Gewöhnlich erfolgt das Positionieren unter Verwendung servo - gesteuerter Elektromagnetvorrichtungen, die relativ teuere Bauteile wie Sensorwandler und mehrteilige Rückkopplungsschleifen erfordern, die alle zur Erhöhung der Kosten beitragen und die Zuverlässigkeit der Positionierungsanordnung herabsetzen. Nach der Erfindung werden geringere Kosten und eine höhere Zuverlässigkeit erreicht,indan für diesen Zweck Schrittmotore angewendet werden.Bisher sind Schrittmotore bei Plattenantriebssystemen noch nicht eingesetzt worden; wegen des Erfordernisses einer äußerst exakten Positionierung bei Platten mit relativ hohen Datenspeicherdichten ist diese Möglichkeit bisher auch nicht als praktisch durchführbar angesehen worden. Wie jedoch festgestellt wurde, können Schrittmotore in Anbetracht der Fähigkeit ihrer Erregerschaltung, eine schnelle Bewegung der Schrittmotorwelle von einer Position zu einer anderen exakt und reproduzierbar zu erzielen, auch bei Plattenantriebssystemen zuverlässig eingesetzt werden.

Der Schrittmotor-Erregerstrom kann auch so angelegt werden,daß sich eine wirksame elektrische Dämpfung des Systems ergibt, damit Schwingungen der Lese/-Schreib-Köpfe reduziert werden, wenn die gewünschte Position auf der Plattenoberfläche erreicht worden ist.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

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Fig.1 ein Blockschaltbild einer Schrittmotoranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 ein genaueres, teils mit Blöcken dargestelltes Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung von Fig.1,

Fig.3 ein Beispiel einer Impulsfolge, wie sie in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet wird,

Fig.4 ein Beispiel eines Geschwindigkeitsverlaufs, wie er bei der erfindungsgemäßen Anordnung auftritt,

Fig.5 einen Geschwindigkeitsverlauf, wie er bei bekannten Schaltungsanordnungen auftritt und

Fig.6 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der beim Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erzielten Reduzierung der Gesamtdämpfungszeit.

In Fig.1 ist eine Erregerschaltung 10 zur Erzeugung eines Stromimpulses für eine Schrittmotorwicklung 11 dargestellt; dem Eingang der Erregerschaltung wird ein Impuls QX zugeführt. Bei einem Vierphasen-Sehrittmotor werden vier derartige Erregerschaltungen benutzt, von denen eine jeweils einer der vier Schrittmotorwicklungen zugeordnet ist. Die Eingangsimpulse jeder dieser Erregerschaltungen sind mit QA, QB, QC und QD (Fig.2) bezeichnet. Die Erregerschaltung von Fig.1 dient als Beispiel für jede der für die Schrittmotorwicklung des Schrittmotors vorgesehenen Erregerschaltungen. Der Eingangsimpuls wird einer Hochstrom-Kleinleistungs-Schaltung 12 zugeführt,die aus einer geregelten Energieversorgungsquelle 13 mit einer Versorgungsspannung V_R gespeist wird. Die Hochstrom-

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Kleinleistungs-Schaltung 12 liefert eine Basisspannung V^ an die Basis einer Emitterfolgerschaltung 14, die in einer Hochstrom-Hochleistungs-Schaltung 15 angewendet wird und den Stromimpuls für die Schrittmotorwicklung liefert. Die Hochstrom-Hochleistungs-Schaltung 15 wird aus einer ungeregelten Energieversorgungsquelle 16 mit einer Versorgungsspannung Vyn gespeist.

Da die Schaltung 12, die die im wesentlichen konstante Spannung V^ liefert, eine Kleinleistungsschaltung ist, kann als geregelte Energieversorgungsquelle 13» die zur Abgabe der Versorgungsspannung Vn verwendet wird, eine relativ billige Quelle benutzt werden. Die Hochleistungsschaltung 15 kann der Schrittmotorwicklung 11 unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannung V_UR einen im wesentlichen konstanten Stromimpuls zuführen, weil die Basisspannung V^ der Emitterfolgerschaltung 14 im wesentlichen konstant gehalten wird. Aus diesem Grund kann eine relativ billige, im wesentlichen ungeregelte Versorgungsenergiequelle für die Hochleistungsschaltung benutzt werden.

Die Erregerschaltung 10 von Fig.1 ist in Fig.2 genauer dargestellt. In dieser Figur wird für jede Wicklung 11A, 11B, 11C und 11D eines beispielsweise vierphasigen Schrittmotors eine Erregerschaltung 1OA, 1OB, 1OC bzw. 1OD mit im wesentlichen dem gleichen Aufbau verwendet; eine dieser Schaltungen ist genau dargestellt.

Jeder der Erregerschaltungen wird einer der Eingangsimpulse üA, UB, uC und QD zugeführt, die von einer Impulslogik 20

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abgegeben werden. In einem herkömmlichen Schrittmotor werden den Schrittmotorwicklungen bekanntlich in geeigneter Weise codierte Impulskombinationen zugeführt. Bei einem Vierphasen-Schrittmotor können beispielsweise die folgenden codierten Impulskombinationen angewendet werden, um den Schrittmotor jeweils um seine gewünschten 1,8°-Winkelpositionen weiterzubewegen:

QA ÜB QC QD

1	0	1	0
0	1	1	0
0	1	0	1
1	0	0	1

In der oben angegebenen Folge sind die Eingangsimpulse QA bis QD entweder vorhanden ("1") oder nicht vorhanden ("0").

Bekanntlich wird die obige Folge aus codierten Impulskombinationen so wiederholt, daß sich die Schrittmotorwelle pro Umdrehung um insgesamt 200 Schritte bewegen kann. Die Erzeugung solcher Folgen codierter Impulskombinationen ist bekannt. Eine in Fig.2 als Beispiel angegebene Möglichkeit besteht darin, eine aus einem Mikroprozessor 19 kommende Impulsfolge zu benutzen, die einer Impulslogik 20 zugeführt wird, die die Impulse dann abgibt, damit der Motor schrittweise durch die oben angegebene Schrittfolge bewegt wird. Der Mikroprozessor kann beispielsweise auch ein geeignetes Richtungssignal liefern, das die Drehrichtung steuert, in der sich der Schrittmotor bewegen soll.

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Wenn am Eingang der Erregerschaltungen 1Oa bis 1Od ein Impuls vorhanden ist,muß jede dieser Erregerschaltungen einen Impuls mit relativ hohem Strom der zugeordneten Schrittmotorwicklung (11A bis 11D) zuführen, der eine im wesentlichen konstante Größe hat, damit eine exakte Positionierung der Schrittmotorwelle eintritt. Schwankungen der Impulsgröße erzeugen Ungenauigkeiten bei dieser Positionierung.

Da diese hohe Genauigkeit gewünscht wird, wird in bekannten Erregerschaltungen von extrem genau geregelten Versorgungsenergiequellen Gebrauch gemacht, so daß die der Erregerschaltung zugeführte Spannung bei dem relativ hohen Strom ( und der hohen Leistung ) im wesentlichen konstant bleibt, der für ein schnelles Fortschalten des Motors durch die Winkelpositionen seiner Welle erforderlich ist. Solche extrem genau geregelten Energieversorgungsquellen sind relativ teuer und vergrößern die Kosten des Gesamtsystems, in dem solche Schrittmotore angewendet werden sollen.

Die Erregerschaltung von Fig. 2ergibt eine äußerst genaue Positionierung, ohne daß Hochleistungs-Spannungsregler benötigt werden. Wie zu erkennen ist, wird der Eingangsimpuls einer Hochstrom-Kleinleistungsschaltung 12 zugeführt, die einen Transistor 22 enthält, dem aus einer geregelten Energieversorgungsquelle eine Spannung zugeführt wird, die im dargestellten Ausführungsbeispiel den Wert 12V hat. Diese Spannung wird direkt an den Emitter des Transistors 22 und über einen Widerstand 23 auch an seine Basis angelegt; der Eingangsimpuls QA wird der Basis über den Eingangswiderstand 24 zugeführt. Am Verbindungspunkt der von Präzisionswiderständen gebildeten Kollektorwiderstände 25 und 26 wird eine Ausgangsspannung V-. abgegeben,

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die an die Basis eines Emitterfolgertransistors 27 der Hochstrom-Hochleistungs-Schaltung 15 angelegt wird. Dem Kollektor des Transistors 27 wird eine Spannung über die Motorwicklung 11A aus einer im wesentlichen ungeregelten Energieversorgungsquelle zugeführt, die beispielsweise eine Spannung mit dem Wert 16V liefern kann. Wenn der Transistor 22 gesperrt ist, werden der V/iderstand 28 und die Diode 29 dazu benutzt, eine schnelle Energieableitung aus der Spule zu bewirken.

Der im Kollektorkreis des Transistors 27 liegenden Schrittmotorwicklung 11A wird ein Hochstromimpuls zugeführt. Da die Kleinleistungsschaltung 12 ständig eine im wesentlichen konstante und genaue Spannung V^ an die Basis des Emitterfolgertransistors 27 als Reaktion auf das Vorhandensein des Eingangsimpulses QA anlegt, wird an die Schrittmotorwicklung 11 A auch ein relativ konstanter Ausgangsimpuls angelegt, auch wenn sich die Spannung aus der ungeregelten Energieversorgungsquelle in einem weiten Bereich (beispielsweise bis zu 20#> der Nennspannung) ändert.

Die Schaltung 12 ist eine Schaltung mit relativ niedriger Leistung; im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel liefert sie beispielsweise einen Strom von 0,02 A bei 15 V, so daß die Energieversorgungsquelle nur im Hinblick auf eine Durchschnittsleistung von etwa 0,3 Watt geregelt werden muß. Andrerseits erfordert die Hochleistungsschaltung 15 Ströme von 2A bei einer Nennversorgungsspannung von 16 V, d.h. eine Leistung über 30 Watt.

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Da die Spannung V^ von der geregelten Kleinleistungsschaltung 12 im wesentlichen konstant gehalten werden kann und da auch die Basis-Emitter-Spannung V, des Emitterfolgertransistors 27 im wesentlichen konstant ist, bleibt der durch den Widerstand 30 fliessende Strom, der durch den Ausdruck (V^ - V^₈)/R^₀ bestimmt ist, trotz Schwankungen der Spannung der ungeregelten Energieversorgungsquelle im wesentlichen konstant.

Es zeigt sich auch, daß die Widerstände der Wicklungen um bis zu 10% oder mehr voneinander abweichen können. Diese Schwankungen ziehen normalerweise auch in unerwünschter Weise veränderte Werte der sie durchfliessenden Ströme nach sich. Durch Verwendung der hier beschriebenen Schaltungsanordnung haben solche Änderungen der Wicklungskennwerte keinen nachteiligen Einfluß auf die Arbeitsweise, so daß die Ströme durch die verschiedenen Wicklungen im wesentlichen den gleichen Wert beibehalten.

Wie bereits erwähnt wurde, ist es bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung erwünscht, die Schrittmotorwelle entsprechend einem vorgewählten Geschwindigkeitsverlauf zu bewegen; ein Beispiel eines Geschwindigkeitsverlaufs ist in Fig.4 durch die Kurve 40 angegeben. Damit sich die Schrittmotorwelle entsprechend dieser Kurve bewegt, wird der Impulslogik 20 von Fig.2 eine Impulsfolge entsprechend diesem Geschwindigkeitsverlauf zugeführt. Ein Beispiel einer solchen Impulsfolge, das in Fig.3 dargestellt ist, wird entsprechend dem Geschwindigkeitsverlauf von Fig.4 erzeugt. Der Abstand zwischen Impulsen der in die Impulslogik 20 eingegebenen Impulsfolge hängt im wesentlichen von der Steigung der Geschwindigkeitskurve ab. Jeder von der Impulslogik

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empfangene neue Impuls erzeugt eine bestimmte codierte Kombination der Ausgangsimpulse QA bis QD, wobei sich die Impulse der codierten Kombinationen in ihrer Reihenfolge jeweils ändern, wenn ein neuer Impuls empfangen wird. Diese sequentielle Änderung kann entsprechend dem oben angegebenen Beispiel erfolgen, bei dem während einer vollen Drehung der Motorwelle um 36O° 200 diskrete Schritte von 1,8 erzeugt werden.

Die Erzeugung einer Impulsfolge 41 entsprechend einem ausgewählten Geschwindigkeitsverlauf 40 kann in verschiedener Weise erzielt werden. Sie wird hier nicht näher beschrieben. Beispielsweise ist es bekannt, für diesen Zweck einen Mikroprozessor zu verwenden, obgleich auch eine spezielle festverdrahtete Logikschaltung angegeben werden kann. Auch der Aufbau der Impulslogik für die Erzeugung der Folge der codierten Impulskombinationen QA bis QD als Antwort auf aufeinanderfolgende Impulse einer Eingangsimpulsfolge liegt im Bereich des fachmännischen Könnens und wird hier nicht näher erläutert.

Eine wirksame Anwendung der Plattenantriebs-Erregerschaltung mit einem Schrittmotor gemäß den obigen Ausführungen ergibt sich auf dem Gebiet der Datenverarbeitung, bei dem dieser Schrittmotor dazu benutzt werden kann, Lese/Schreib-Köpfe eines Speichersystems, beispielsweise eines Plattenspeichersystems, einzustellen. Bei dieser Anwendung erübrigt sich die Verwendung relativ teurer, servogesteuerter Kopfeinstellvorrichtungen auch bei Platten mit relativ hoher Datenspeicherdichte.

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COPY

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Der Schrittmotor wird von der beschriebenen Erregerschaltung unter Anwendung eines ausgewählten Geschwindigkeitsverlaufs, beispielsweise gemäß Fig.4, angetrieben. Die Ausgangswelle des Schrittmotors ist mit einer Kopfeinstellvorrichtung in geeigneter Weise verbunden; eine Möglic.' keit dazu ist in der USA-Patentanmeldung SN 899 046 vom 4.4.78 beschrieben. Die in dieser USA-Patentanmeldung dargestellte mechanische Kupplung veranschaulicht, wie der Schrittmotor in einem Plattenantriebssystem benutzt werden kann;eine genaue Beschreibung ist hier nicht erforderlich.

Bei der Verwendung einer solchen Antriebsschaltung zum Bewegen von Lese/Schreib-Köpfen ist es erwünscht, die Köpfe so zu bewegen, daß sie schnell zu der gewünschten Position gelangen und dort mit nur geringen oder völlig ohne Uberschwingungen oder Schwingungsbewegungen ankommen. Im Idealfall sollen die Köpfe die gewünschte Position im wesentlichen mit der Geschwindigkeit Null erreichen.

Eine Möglichkeit, dieses Verhalten zu erreichen, kann unter Zuhilfenahme der in den Figuren 5 und 6 dargestellen Diagramme beschrieben werden. Wie im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 erläutert wurde, weist der Schrittmotor einen ausgewählten Geschwindigkeitsverlauf auf und bewegt sich in entsprechender Weise durch seine diskreten Schritte. Wenn weder auf mechanische Weise noch auf elektrische Weise eine wirksame Bewegungsdämpfung angewendet wird, kommen die Köpfe mit einer von Null verschiedenen Geschwindigkeit an, so daß sie die Neigung zeigen, um die gewünschte Position zu schwingen, ehe sie bei ihr zur Ruhe kommen, wie Fig.5 zeigt.

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In der oben beschriebenen Anordnung kann zur Vermeidung solcher Schwingungen eine wirksame Dämpfung der Bewegung in der folgenden Weise erzielt werden: Bei der Bewegung von einer ersten Position zu einer zweiten Position wird im wesentlichen unabhängig von den beteiligten Anfangs-r und Endpositionen der gleiche Geschwindigkeitsverlauf angewendet. Wenn also die Bewegung der Köpfe ausgelöst wird, kann der Mikroprozessor aus der Kenntnis der Anfangsund der Endpositionen und des Geschwindigkeitsverlaufs zur Erzeugung der gewünschten Bewegung programmiert werden. Die Schrittbewegung entsprechend diesem Geschwindigkeitsverlauf wird durch Verwendung geeignet ausgewählter sequentieller Codekombinationen erzielt, wie oben erläutert wurde. An einem ausgewählten Zeitpunkt in der Zeitperiode, in der am Schrittmotor die den letzten Bewegungsschritt repräsentierende Codekombination anlegt, wird die Erregung durch diese letzte Codekpmbination entfernt, und für eine ausgewählte Zeitperiode wird die vorletzte Codekombination angelegt. Nach dieser ausgewählten Zeitperiode wird die letzte Codekombination erneut angelegt. Durch eine geeignete Auswahl des Zeitpunkts,'an dem diese Codekombinationen während des letzten Schritts angelegt werden, können die Köpfe veranlaßt werden, mit einer geringen, nahezu den Wert Null aufweisenden Geschwindigkeit bei der Nullposition anzukommen.

Beispielsweise sei angenommen, daß die zur Durchführung des vorletzten Schritts erforderliche Codekombination die Kombination "0101" ist, und daß die zur Durchführung des letzten Schritts erforderliche Codekombination die Kombination "1001" ist, wie in dem oben angegebenen Beispiel der Codekombinationsfolgen angegeben wurde. Dies ist im

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Zeitdiagramm von Fig.6 schematisch dargestellt, wo die Kombination "0101" ^an* Zeitpunkt T₁ und die Kombination "1001" am Zeitpunkt T₂ angelegt werden. An einem ausgewählten Zeitpunkt T, nach dem Anlegen der letzten Codekombination legt der Mikroprozessor auf Grund seiner Programmierung die vorletzte.Codekombination für die Dauer einer ausgewählten Zeitperiode bis zum Zeitpunkt T^ an, wobei diese Zeitperiode als die Periode (T^-T,) angegeben ist. Am Zeitpunkt T^ wird die letzte Codekombination erneut angelegt, so daß die Köpfe am Zeitpunkt T_F im wesentlichen mit der Geschwindigkeit Null an der ausgewählten Position ankommen.

Die Auswahl des Zeitpunkt T^ und der Zeitperiode (T^-T,) kann empirisch bestimmt oder aus der Kenntnis des Geschwindigkeitsverlaufs und der Kennwerte des verwendeten Schrittmotors berechnet werden. Durch die Anwendung dieses Dämpfungsverfahrens können die ohne diese Dämpfung vorhandenen Schwingungen beträchtlich herabgesetzt werden. In einem besonderen Anwendungsfall zeigt es sich beispielsweise, daß die Dauer der Schwingungen von etwa 100 ms auf 15 ms reduziert werden kann»

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Claims

Dipl.-Ing.
E. Prinz G Dipl.-Chem.
Dr. G. Hauser - Dipl.-Ing.
G. Leiser Ernsbergerstrasse 19
8 München 60 Unser Zeichen: 14?1 20 .März 1979

DATA GENERAL CORPORATION

Route 9

Westboro, Massachusetts, V.St.A.

Patentansprüche

jSchrittmotoranordnung mit einem Schrittmotor, der mehrere 'Erregerwicklungen aufweist,deneizur Bewegung des Schrittmotors in einzelnen Schritten Stromimpulse zugeführt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Erregerwicklungen eine Stromansteuerschaltung zugeordnet ist, die abhängig von einem Eingangsansteuereignal jeder zugeordneten Wicklung Strom zuführt, daß jede Stromansteuerschaltung eine erste Schaltungseinrichtung enthält, die abhängig von dem Eingangsansteuersignal eine im wesentlichen konstante Spannung liefert und daß in jeder Stromansteuerschaltung eine zweite Schaltungseinrichtung enthalten ist, die eine Schaltungsvorrichtung aufweist, die abhängig von der im wesentlichen konstanten Spannung einen im wesentlichen konstanten Strom an die zugehörige Wicklung liefert, wenn das Eingangsansteuersignal an der ersten Schaltungseinrichtung anliegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsvorrichtung eine Emitterfolgerschaltung ist.

Schw/Ba

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3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltungseinrichtung eine geregelte Energiequelle zur Abgabe einer Betriebsspannung mit einem ersten Wert enthält, und daß die zweite Schaltungseinrichtung eine ungeregelte Energiequelle zur Abgabe, einer Betriebsspannung mit einem zweiten, wesentlich höheren Wert als dem ersten Wert enthält.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsansteuersignal und der den Erregerwicklungen zugeführte Strom impulsförmige Signalte sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Logikschaltung zum Zuführen codierter Kombinationen der Eingangsansteuersignale zu den Stromansteuerschaltungen.
6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zuführen einer Folge von Impulssignalen zu der Logikschaltung, so daß diese eine ausgewählte Folge der codierten Kombinationen der Eingangsansteuersignale in Abhängigkeit von diesen Impulssignalen liefert.
7. Plattenspeichersystem mit beweglichen Wandlervorrichtungen zum Schreiben von Daten auf die Oberfläche einer oder mehrerer Speicherplatten oder zum Lesen von Daten von der Oberfläche einer oder mehrerer Speicherplatten, gekennzeichnet durch eine Schrittmotoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Positionieren der beweglichen Wandlervorrichtung in Bezug auf einer Oberfläche der einen oder der mehreren Speicherplatten.
8. Plattenspeichersystem, gekennzeichnet durch bewegliche Wandlervorrichtungen zum Schreiben oder Lesen von Daten

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auf bzw. von der Oberfläche einer oder mehrerer Speicherplatten, eine abhängig von Eingangsansteuersignalen arbeitende Schrittmotoranordnung zum Positionieren der Wandlervorrichtungen bezüglich der Plattenoberfläche, wobei die Schrittmotoranordnung folgende Baueinheiten enthält:

einen Schrittmotor mit mehreren Erregerwicklungen, denen abhängig von einem Eingangssteuersignal Stromimpulse zum Bewegen des Schrittmotors in diskreten Schritten zuführbar sind,

eine Kupplungsvorrichtung zwischen dem Schrittmotor und den Wandlervorrichtungen zum Bewegen dieser Wandlervorrichtungen in diskreten Schritten,

eine jeder der Erregerwicklungen zugeordnete Ansteuerschaltung, die diesen Erregerwicklungen abhängig von Eingangsansteuersignalen Stromimpulse zuführt, und

eine Logikeinheit zum Zuführen einer ausgewählten Folge

codierter Kombinationen von Impulsen als Eingangsansteuersignale an die Treiberschaltung, so daß sich die Wandlervorrichtungen aus einer ersten ausgewählten Position entsprechend einem ausgewählten Geschwindigkeitsverlauf durch mehrere diskrete Schritte in eine zweite ausgewählte Position bewegen, wobei die Logikeinheit während des letzten diskreten Schritts die ausgewählte Codekombination von Impulsen zum Bewegen der Wandlervorrichtungen um den letzten diskreten Schritt für die Dauer einer ersten ausgewählten Zeitperiode liefert, im Anschluß daran die ausgewählte Codekombination aus Impulsen zum Bewegen der Wandlervorrichtungen nur den vorletzten diskreten Schritt für eine zweite ausgewählte Zeitperiode liefert und im Anschluß daran die ausgewählte

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Codekombination aus Impulsen zum Bewegen der Wandlervorrichtungen um den letzten diskreten Schritt für eine dritte ausgewählte Zeitperiode liefert.
9. PlattenspeichersydBJBnach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und die dritte Zeitperiode so gewählt sind, daß die Wandlervorrichtungen die zweite ausgewählte Position im wesentlichen mit der Geschwindigkeit Null erreichen.
10. Plattenspeichersystem nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Jeder Erregerwicklung zugeordnete Ansteuerschaltung eine erste Schaltungseinrichtung enthält, die abhängig von einem Eingangsimpuls eine im wesentlichen konstante Spannung abgibt, und eine zweite Schaltungseinrichtung enthält, die eine Schaltungsvorrichtung aufweist, die abhängig von der im wesentlichen konstanten Spannung einen im wesentlichen konstanten Stromimpuls an die zugehörige Erregerwicklung abgibt, wenn der ersten Schaltungseinrichtung ein Eingangsansteuersignal zugeführt wird.
11. Plattenspeichersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsvorrichtung eine Emitterfolgerschaltung ist.
12. Schaltungsanordnung nach Abgabe eines Ausgangssignals, mit einer im wesentlichen konstanten Größe in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, gekennzeichnet durch eine erste Schaltungseinrichtung, die bei einem ersten Energiewert arbeitet und abhängig von dem Eingangssignal eine im wesentlichen konstante Spannung liefert,wenn ihr das Eingangssignal zugeführt wird, und eine zweite Schaltungseinrichtung, die bei einem zweiten Energiewert arbeitet,

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der wesentlich höher als der Energiewert der ersten Schaltungseinrichtung ist,- wobei die zweite Schaltungseinrichtung eine Schaltungsvorrichtung enthält, die abhängig von der im wesentlichen konstanten Spannung einen im wesentlichen konstanten Strom liefert, damit sie ein Ausgangssignal mit einer im wesentlichen konstanten Größe abgibt.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsvorrichtung eine Emitterfolgerschaltung ist.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltungseinrichtung eine geregelte Energiequelle zur Abgabe einer Betriebsspannung mit einem ersten Energiewert enthält, und daß die zweite Schaltungseinrichtung eine im wesentlichen ungeregelte Energieversorgungsquelle zur Abgabe einer Betriebsspannung mit dem zweiten Energiewert enthält. ₁
15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale und die Ausgangssignale impulsförmige Signale sind.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltungseinrichtung eine Ausgangslast enthält, und daß das Ausgangssignal einen im wesentlichen konstanten Strom durch diese Ausgangslast erzeugt.

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