DE3335560A1

DE3335560A1 - Scheibe zur messung des betrages der aussenspurlage eines magnetkopfes und die scheibe verwendendes messgeraet

Info

Publication number: DE3335560A1
Application number: DE19833335560
Authority: DE
Inventors: Masahiro Settsu Osaka Yanagi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1984-05-30
Also published as: US4542428A

Description

Scheibe zur Messung des Betrages der Außerspurlage eines Magnetkopfes und die Scheibe verwendendes Meßgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibe zur Messung der Position eines Kopfes, wobei die Scheibe zum Prüfen oder Einstellen des Betrages einer Verrückung oder Verschiebung, d.h. des Betrages einer Außerspurlage eines Magnetkopfes aus einer gewünschten Spur, in einem Aufzeichnungs/Wiedergabegerät mit einer magnetischen Scheibe, das im folgenden als ein "Scheibengerät" bezeichnet wird, verwendet wird. Insbesondere weist das Aufzeichnungs/Wiedergabegerät eine kreisförmige Magnetscheibe wie ein Floppydisk auf. Die Erfindung betrifft außerdem eine die Scheibe verwendende Meßeinrichtung.

Im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Messung des Betrages der Außerspurlage des Scheibengerätes wurde herkömmlicherweise eine Ausrichtungsscheibe verwendet, die als "Katzenaugen" -Scheibe (cat's-eye disk) bezeichnet wird. Nachfolgend wird eine derartige Scheibe mit "CE-Scheibe" bezeichnet. Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung das aufgezeichnete Muster einer CE-Seheibe, wobei zwei einzige Frequenzdaten von A und B mit O¹ als Mittelpunkt aufgezeichnet sind, wobei der Mittelpunkt von einem Drehpunkt 0 der Scheibe geringfügig getrennt ist. Wenn ein Kopf II (Tunnellöschkopf) die Daten A und B am Mittelpunkt ü der Scheibe unter einer Bedingung wiedergeben kann, daß die Außerspurlage nahezu Null ist, wird die Wellenform von eA = eB erhalten, die in der Figur 2a dargestellt ist. Das Ausgangsspannungsverhältnis von eA zu eB entspricht dein Betrag der Auüerspurlage des Kopfes II. Es wird jedoch bei diesem herkömmlichen CE-System ein beträchtlicher Fehler bei der Messung der Position des Kopfes erzeugt. Die Ursache hierfür hängt von einer Wiedergabefähigkeit der Löschspalte ERl und ER2 des Kopfes H ab. Wenn Daten durch einen Lese/Schreib-Kopf (nachfolgend mit R/W bezeichnet) aufgezeichnet werden, dient der Löschkopf im wesentlichen dadurch als LöschfunKtion der ueiden Suiten eier Daten, daiJ Ci 1.ι: i.<:h:; ti oiii hiiuhi ΓΐΊι<μι;;ι:1ι i rk I. wird. I in Falle eines ex/,ontri.se h aufgezeichneten Musters, wie bivLspie U;weise der CE-Daten,

- fa -

können die Löschspalte ER1 und ER2 die magnetischen Flüsse von den Daten A und B aufnehmen, weil ein Löschspulenkern auf den Daten angeordnet ist. Ein Teil des Magnetflusses kann zum R/W-Kern herausstreuen, was zu einem unerwünschten Einfluß führt. Die Figur 3 zeigt ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einem wiedergegebenen Ausgangssignal in einer gewöhnlichen Spur und dem Betrag der Außerspurlage. Der Einfluß infolge der Wiedergabe der Löschspalte ist deutlich in den Bereichen P und Q der Figur 3 zu ersehen. Dies bedeutet, daß das wiedergegebene Ausgangssignal· annähernd linear mit der Zunahme des Betrages der Außerspurlage abnimmt. Das Ausgangssignal wird jedoch nicht Null, wenn der Betrag der Außerspurlage gleich der Datenbreite gemacht wird. Das Ausgangssignal nimmt schrittweise mit einer unterschiedlichen Neigung zu einem Punkt ab, der der Breite des Löschkernes entspricht. Die Wiedergabefähigkeit des Löschspaltes liegt gegenüber der Wiedergabefähigkeit des R/W-Spaltes in gewöhnlichen Tunnel^schkopfen unter wenigen Prozenten. Das wiedergegebene Ausgangssignal des Kopfes H der Figur 1 kann daher ein kombiniertes Ausgangssignal· werden, das von dem Ausgang des R/W-Spa^es R und dem Ausgang der Löschspalte ER1, ER2 erhalten wird, so daß die Ausgangswellenform eine Art einer Modulation durch die Phasendifferenz zwischen den Ausgängen aufnimmt. Die Figur 2b zeigt eine vergröberte Darstellung einer Spitze

X der Wellenform der Figur 2a. Das Phänomen kann in der Form des Rauschens beobachtet werden und kann mit dem Fehler des relativen Verhältnisses von A¹ zu B¹ in Beziehung stehen.

Es wurde außerdem eine Ausrichtungsscheibe für ein in der Figur 4 dargestelltes Aufzeichnungslauster vorgeschlagen (japanische Patentanmeldung 52-093OD). in der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 3 eine Unterscheidungsmarke. Die Bezugszeichen 4 bis 9 bezeichnen Burstdaten, die abwechselnd an der äußeren und inneren Umfangsseite in Bezug auf einen Spurmitte N angeordnet sind. Das aufgezeichnete Muster der Ausrxchtungsscheibe weist sechs Blöcke auf, von denen jeder die mit den Bezugszeichen 1 bis 9 bezeichneten Teile in einer Spur umfaßt. Die Figur 5 zeigt die Wellenformen der Teile 1 bis 9, die durch Verschieben des Kopfes H um den Betrag X von der Spurmitte N der Figur 4 wiedergegeben werden. In der Zeichnung entspricht das relative Amplitudenverhältnis cA/eB in 4 und 5, 6 und 7, 8 und 9 dem Betrag χ der Außerspurlage. Selbst bei diesem Beispiel ergibt sich jedoch ein unerwünschter Einfluß infolge der Wiedergabefähigkeit des Löschkopfes und die Spitze der jeweiligen Wellenformen wird in hohem Maße gestört (Bereich χ der Figur 5). Es wird daher eine Verringerung der Mebgenauigkeit bei diesem Beispie] nicht vermieden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibe zur Messung des Betrages der Außerspurlage eines Magnetkopfes anzugeben, durch die ein Meßfehler infolge der Wiedergabefähigkeit eines Löschspaltes vermieden werden kann und durch die eine äußerst hohe Meligenauigkeit erreicht werden kann. Außerdem soll ein die Scheibe verwendendes Meßgerät für den Fall geschaffen werden, in dem der Magnetkopf des Scheibengerätes ein Kopf vom Tunnellöschtyp (tunnel erase type) ist.

Bei der Scheibe der vorliegenden Erfindung werden die burstähnlichen Daten abwechselnd während einer Umdrehung der Spur in den Richtungen des inneren und äußeren Umfanges aufgezeichnet. Die Datenlänge der burstähnlichen Daten wird kürzer gemacht als die Entfernung zwischen dem die Daten wiedergegebenden R/W-Spalt und dem Löschspalt. Die Entfernung unter den Daten wird länger gemacht als eine Entfernung zwischen dem R/W-Spalt und dem Löschspalt. Entsprechend dem Ort bzw. der Lage des aufgezeichneten Musters wird eine Möglichkeit ausgeschlossen, daß der R/W-Spalt des das aufgezeichnete Muster wiedergebenden Kopfes und der Löschspalt die aufgezeichneten Daten zur selben Zeit wiedergeben und die durch den R/W-Spalt bewirkte Wellenform, die zu der richtigen Wiedergabe beiträgt, wird nicht gestört.

_ Cj _

Dadurch kann die durch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung geforderte hohe Meßgenauigkeit verwirklicht werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät zum Messen des Betrages der Außerspurlage des Magnetkopfes unter Verwendung der oben angeführten Scheibe anzugeben. Durch dieses Gerät wird es mit der Hilfe einer gewünschten Verarbeitungseinrichtung für die Wellenform möglich, den Betrag der Außerspurlage zu messen und die Änderung der Mittelposition während einer Umdrehung der Scheibe, d.h. den Betrag der Exzentrizität, gleichzeitig zu messen. Entsprechend einer Funktion des Geräte werden diese gemessenen Ergebnisse in Echtzeit angezeigt.

Das erfindungsgemäße Gerät weist eine Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungseinrichtung, der eine Unterscheidungsmarke und durch den Magnetkopf des Gerätes wiedergegebene Daten zugeführt werden, wobei Gleichstromsignale von der Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungseinrichtung erhalten werden, einen Analog/Digital-Wandler zur Bearbeitung und Digitalisierung der Gleichstromsignale, eine Zeitermittlungseinrichtung zur Ermittlung der vorhandenen Unterscheidungsmarke und der Daten aus den wiedergegebenen Signalen und zur Erzeugung von Zeitsignalen der Datenerfassung, eine

Ermittlungseinrichtung für das Amplitudenbreitenverhältnis zur Ausführung der Unterscheidung zwischen der inneren Umfangsseite und der äußeren Umfangsseite der Scheibe in den Daten und zur Ermittlung eines Amplitudenverhältnisses, und eine Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung des Amplitudenverhältnisses in einen Betrag der Außerspurlage des Wiedergabekopfes auf.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein aufgezeichnetes Muster einer herkömmlichen CE-Scheibe;

Fig. 2a die wiedergegebene Wellenform in dem Zustand, in dem sich der Wiedergabekopf in Bezug auf die in der Fig. 1 dargestellte Scheibe auf der Spur befindet;

Fig. 2b eine vergrößerte Darstellung der Spitze x;

Fig. 3 eine Darstellung, die die Beziehung zwischen dem wiedergegebenen Ausgangs signal in der gewöhnlichen Spur und bei einem Betrag der Außerspurlage des Kopfes zeigt;

Fig. 4 das aufgezeichnete Muster einer

anderen herkömmlichen Ausrichtungsscheibe;

Fig. 5 die Wellenform, die wiedergegeben wird, wenn der Kopf um den Betrag χ gegen den Mittelpunkt N der Spur in Bezug auf den Bereich (?) der Figur 4 verschoben ist oder außerhalb der Spur liegt;

Fig. 6 ein aufgezeichnetes Muster der erfindungsgemäßen Ausrichtungsscheibe;

Fig. 7 1a und 7 1b einen Zustand, in dem der

Wiedergabekopf H auf der Spur liegt, und die wiedergegebene Wellenform;

Fig. 7 2a und 7 2b einen Zustand, in dem der Wiederkopf H um 1/4.R_W in Bezug auf die Mitte N der Spur außerhalb der Spur liegt, und die wiedergegebene Wellenform;

Fig. 8a und 8b die Datenlänge und die Entfernung unter den Daten des aufgezeichneten Musters in Bezug auf den erfindungsgemäßen Wiedergabekopf;

Fig. 8c die schematische Darstellung der wxedergegebenen Wallenform;

Fig. 9 ein Blockschaltbild des Meßgerätes zur Messung des Betrages der Außerspurlage des Wiedergabekopfes in dem Scheibengerät, wobei die Messung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe erfolgt;

Fig. 10a bis 10e Ausgangswellenformen der jeweiligen Kreisblöcke zur Erläuterung des Blockschaltbildes;

Fig. 11 eine Beziehung zwischen dem Betrag χ

der Außerspurlage des Wiedergabekopfes und einer Amplitude y des wiedergegebenen Signales;

Fig. 12 ein Flußdiagramin zur Erläuterung einer Arbeitsweise eines Mikrokomputers, der in der Fig. 9 durch das Bezugszeichen bezeichnet ist, wobei das Flußdiagramm die Form einer Software aufweist;

Fig. 13 ein ausführliches Blockschaltbild

einer Ausführungsform des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 3 der Figur 9; und

Fig. 14 ein ausführliches Blockschaltbild einer Ausführungsform des Zeitgenerators der Figur 9.

Im folgenden werden nun Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Die Figur 6 zeigt in schematischer Darstellung ein aufgezexchnetes Muster einer erfindungsgemäßen Scheibe. Eine Unterscheidungsmarke Ix, die einen Hauptpunkt der Spur zeigt, wird zuerst bei einer gewünschten Spurposition mit einem Punkt 0 als ein Mittelpunkt aufgezeichnet. Dann werden burstähnliche Daten abwechselnd während einer Umdrehung in den Richtungen zum inneren und äußeren Umfang mit einer Spurmitte als Grenze aufgezeichnet. R„ bezeichnet in der Zeichnung die R/W-Spaltbreite, die die Daten wiedergibt. Figur 7 la zeigt eine schematische Darstellung des Zustandes, in dem ein Wiedergabekopf H völlig auf der Spur liegt. Figur 7 1b zeigt die wiedergegebene Wellenform. Figur 7 2a zeigt eine Darstellung eines Zustandes, in dem der Wiedergabekopf H um etwa 1/4 der Kopfbreite in der Richtung des inneren Umfanges der Scheibe außerhalb der Spur liegt. Figur 7 2b zeigt die wiedergegebene Wellenform. Die Datenzahlen 1, 2 und 3, 4 ... bilden jeweils Paare. Das relative Amplitudenverhältnis eA/eB entspricht dem Betrag der Außerspurlage. Da während einer Runde eine Mehrzahl von Datenpaaren auf der Spur besteht, ist es außerdem möglich, den Betrag der Außerspurlage an jedem Punkt entsprechend der Zahlen der Datenpaare, d.h. den Betrag der Exzentrizität zu messen.

Die Zahlen der Datenpaare in der Ausführungsform entsprechen 48 Paaren, was von einem später beschriebenen Verhältnis der Löscheinstreuung bzw. des Löschübersprechens abhängt. Die Unterscheidungsmarke Ix ist eine Zeitmarke zur Unterscheidung der Datenpaare. Sie ist bei einem Meßgerät von Nutzen, das später erläutert werden wird. Die Frequenz der Ix-Marke ist zwei mal so groß wie eine Bezugs-Schreibfrequenz und entspricht einer Datenfrequenz.

Obenstehend wurde das Prinzip zur erfindungsgemäßen Messung des Betrages der Außerspurlage erläutert. Ein Prinzip einer hohen Meßgenauigkeit, die das wichtigste Ziel der vorliegenden Erfindung ist, wird nachfolgend erläutert.

Wie oben beschrieben wurde, ist der Hauptfaktor für den Meßfehler bei den herkömmlichen Beispielen in der Wiedergabefähigkeit des Löschspaltes zu sehen. Der Löschspalt wirkt störend auf das durch den richtigen R/W-Spalt wiedergegebene Ausgangssignal ein (dies entspricht der Löscheinstreuung) . Dadurch wird die Meßgenauigkeit verringert. Das Problem wird daher gelöst, wenn die Daten an den Bereichen des Löschspaltes während einer Periode der Wiedergabe der Daten durch den R/W-Spalt überhaupt nicht vorhanden sind.

Die Figur 8 zeigt die Datenlänge der entsprechenden burstähnlichen Daten der vorliegenden Erfindung und den Datenabstand im Vergleich zur Größe des Wiedergabekopfes. In der Figur bezeichnet LRE den Abstand zwischen dem R/W-Spalt R und den Löschspalten ER1 , ER2. LD1 bezeichnet die Datenlänge, LD2 stellt den Datenabstand oder die Entfernung unter den Daten dar. Es gilt die Beziehung: LDIi LRE £LD2. Dies bedeutet, daß sowohl im Falle der Figur 6a als auch im Falle der Figur 6b die Daten nicht an den R/W-Spalt und die Löschspalte gleichzeitig angelegt werden. eER der Zeichnung c, das durch die Löschspalte wiedergegeben wird, erscheint daher auf Bereichen, die nicht den normalsten Daten 1, 2, ... sondern einem Mikropegel entsprechen, so daß eine Störung überhaupt nicht auftritt. In Bezug auf die Aufzeichnungszeit von entsprechenden konkreten Daten werden LD1 und LD2 durch 0,921 ms und 1,036 ms jeweils in dem Fall vorgegeben, in dem LRE und die Umdrehungszeitperiode jeweils 8 50 μπ\ + 50 μΐη und 200 ms in der Spur (Radius: 27,674 mm) betragen. Da sich bei praktischen Ausführungsformen der Gegenstand der zu messenden Spur sich oft bis zu 00 ^39 erstreckt, betragen LD1 und LD2 jeweils etwa 0,75 ms und 1,30 ms. Dementsprechend trägt die gesamte Anzahl der Datenpaare in einer Umdrehung der Spur 48 Paare, weil 200 ms/2x (0,75 ms + 1,30 ms) gilt.

Wie sich aus der obigen Erläuterung ergibt, wird die erfindungsgemäße Scheibe selbst dann, wenn der Kopf vom Tunnellöschtyp ist, überhaupt nicht durch die Löscheinstreuung beeinträchtigt, und es kann möglich sein, den Betrag der Exzentrizität systematisch zu messen, weil eine Mehrzahl von Datenpaaren während einer Runde bzw. Umdrehung der Spur vorhanden ist. Außerdem kann eine im hohen Maße genaue Messung durch Erhalten des Durchschnittswertes aller Datenpaare realisiert werden.

Es wird nun das Meßgerät zur Messung des praktischen Betrages der Außerspurlage des Scheibengerätes unter Verwendung der Scheibe im Zusammenhang mit einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Figur 9 zeigt ein Blockschaltbild der Ausführungsform, die so aufgebaut ist, daß der Betrag der Außerspurlage und der Betrag der Exzentrizität des Wiedergabekopfes als ein Endausgangssignal durch die elektrische Verarbeitung der von dem Scheibengerät wiedergegebenen Signale angezeigt werden. In der Figur bezeichnet 1 ein Kreissystem für den Wiedergabekopf des Scheibengerätes, das einen Kopf TA, einen Verstärker 1B und ein Tiefpaßfilter 1C enthält. 2 bezeichnet einen Verstärker zum Verstärken der Ausgangssignale des

Scheibengerätes auf einen gewünschten Pegel. 3 bezeichnet einen Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler zum Umwandeln von wiedergegebenen Wechselstromsignalen in Gleichstromsignale.

4 bezeichnet ein Tiefpaßfilter zum Entfernen unerwünschter hoher Frequenzkomponenten. 5 bezeichnet einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln von analogen Signalen in digitale Signale. 10 bezeichnet einen Zeitgenerator, der sowohl die auf der Scheibe aufgezeichnete Unterscheidungsmarke als auch die Datenmarken ermittelt, und der einen Detektor 6 für Unterscheidungsmarken zum Zuführen entsprechender Zeitsignale und einen Detektor 7 für Datenmarken enthält. 8 bezeichnet ein Mikrokomputersystern, durch das der Betrag der Außerspurlage und der Betrag der Exzentrizität durch Berechnung der Daten von dem Analog-Digital-Wandler erhalten wird. 9 bezeichnet eine Anzeigeeinheit für die gemessenen Ergebnisse.

Die Figur 10 zeigt einen Wellenverlauf für jeden Block der Figur 9 in dem Fall, in dem die Exzentrizität in dem Scheibengerät erkannt wird. In der Figur a ist das Ausgangssignal des Verstärkers 2 dargestellt. Die Figur b zeigt das Ausgangssignal des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlerkreises 3. In der Figur c ist das Ausgangssignal des Detektors 6 für die Unterscheidungsmarken dargestellt. Die Figur d zeigt das

Ausgangssignal des Detektors für die Datenmarken. Die Figur e zeigt den Betrag der Außerspurlage des Wiedergabekopfes entsprechend dem relativen Amplitudenverhältnis der entsprechenden Datenmarkenpaare. Beim Betrieb des so aufgebauten Meßgerätes werden zuerst die von dem Kreissystem 1 des Scheibengerätes wiedergegebenen Signale an den Verstärker 2 angelegt. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers wird derart gesteuert, daß der Signalpegel während der Analog-Digital-Wandlung richtig verarbeitet wird. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 2 ist daher variabel. Die Wellenform des Verstärkers 2 weist in dem Fall, in dem das Scheibengerät eine Exzentrizität besitzt, entsprechend des Betrages der Außerspurlage während einer Umdrehung der Scheibe für die Daten für den inneren Umfang und für den äußeren Umfang eine unterschiedliche Amplitude auf, wie dies in der Figur 10a dargestellt ist. Obwohl der Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlerkreis 3 von der Art eines Umhüllungsdetektors ist, wird für den Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlerkreis ein Ansprechen einer hohen Geschwindigkeit gefordert, das genau den Spitzenwerten der Wellenform jeder Datenmarke folgt. Gemäß der Ausführungsform wird das Ansprechverhalten mit der hohen Geschwindigkeit dadurch erhalten, daß ein Haltekreis für hohe Spitzen, sein Ruhekreis und ein nicht dargestellter Abtastkreis für hohe Geschwin-

digkeiten (nicht dargestellt) kombiniert werden, und daß diese Zeitsteuerungen bzw. Takte richtig gesteuert werden. In diesem Zusammenhang wird auf die japanische Patentanmeldung 57-214441 Bezug genommen. Die Figur 10b zeigt diesen Ausgangswellenverlauf. Das Tiefpaßfilter 4 ist vorgesehen, um unerwünschte hohe Frequenzkomponenten zu entfernen, die in den wiedergegebenen Gleichstromsignalen enthalten sind.

Der Detektor 6 für die Unterscheidungsmarken und der Detektor 7 für die Datenmarken können die Zeitsignale zum Umwandeln der in der Figur 10b dargestellten Wechselstrom-Gleichstrom-umgewandelten Signale in die digitalen Signale mit einer gewünschten Zeitsteuerung durch den Analog-Digital-Wandler 5 erzeugen, und die digitalen Signale an den Mirkokomputer 8 liefern. Der Detektor 6 für die Unterscheidungsmarken spricht nur auf die Unterscheidungsmarke Ix an, die in der Figur 6 dargestellt ist. Dadurch erzeugt er ein Impulssignal, wie es in der Figur 10c dargestellt ist. In der Ausführungsform wird die Aufgabe durch das Frequenzunterscheidungssystem erfüllt, weil die Unterscheidungsmarke und die Datenmarken, deren Frequenzen sich voneinander unterscheiden, angewendet werden. Außerdem spricht der Detektor 7 für die Datenmarken auf alle Datenmarken an, die die Unterscheidungsmarke umfassen. Dadurch

werden Impulssignale erzeugt, wie sie in der Figur 10d dargestellt sind. Es werden folglich Datenmarken der Seite des inneren Umfanges und Datenmarken der Seite des äußeren Umfanges abwechselnd in der Form von digitalen Signalen erhalten, wenn die Daten an den Mikrokomputer 8 durch Betätigung des Analog-Digital-Konverters bei jeder Ermittlung der Signale d für die Datenmarkenermittlung nach der Erkennung des Signales c für die Ermittlung der Unterscheidungsmarke angelegt werden.

Die Figur 11 zeigt die Beziehung zwischen dem Betrag χ der Außerspurlage des Wiedergabekopfes und der Amplitude γ des wiedergegebenen Signales, wobei yi und yo die Signalamplitude in der Richtung des inneren Umfanges der Spur und in der Richtung des äußeren Umfanges der Spur jeweils bezeichnen. R„ ist die R/W-Spaltbreite des Wiedergabekopfes. In Bezug auf die Richtung der Außerspurlage sind die Seite des äußeren Umfanges und die Seite des inneren Umfanges durch die <±> -Richtung und die 0 -Richtung jeweils angezeigt. In der Zeichnung werden yi und yo durch die Gleichungen yi = -(x/R_w) + 1/2 (-1/2.R_w= χ = 1/2.R_n) (1)

_w)

yo = x/R_w + 1/2 (-1/2.R_w= x = 1 / 2. R^) (2) ausgedrückt.

Das Amplitudenverhältnis yi/yo wird daher durch die Gleichung

yi/yo = (-2 χ /R_w + 1) / (2 x/R_w+ 1)

(-1/2 R=X^ 1/2 R₁J (3)

ausgedrückt.

Der Betrag χ der Außerspurlage ergibt sich aus der Gleichung (3) zu:

x = 1/2 · (j - (yi/yo)J / (i + (yi/yo)J . I

yo - yi) / (yo + yi)] . R_w/2 (4)

Da der Betrag χ der Außerspurlage die Funktion des Amplitudenverhältnisses des wiedergegebenen Signales und des R/W-Spaltes des Wiedergabekopfes gemäß der Formel 4 ist, kann er durch Verarbeitung der Signale (nicht dargestellt) erhalten werden, die der R/W-Spaltbreite und dem Amplitudenverhältnis der wiedergegebenen Signale entsprechen, wobei die Verarbeitung durch den Mikrokomputer erfolgt. In der Ausführungsform wird eine Umwandlungstabelle des Amplitudenverhältnisses und des Betrages der Außerspurlage aus der R/W-Spaltbreite erzeugt, die von außen unter Verwendung der Formel 4 eingegeben wird. Diese Tabelle wird verwendet. Da außerdem der Betrag der Außerspurlage aus den jeweiligen Datenpaaren in einer Umdrehung der Spuren erhalten wird, kann der Betrag der Exzentrizität durch Berechnen der maximalen und minimalen Werte nach einer Umdrehung der Scheibe erhalten werden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Mikrokomputers 8, d.h. die in der Figur 9 dargestellte Software, ausführlicher beschrieben. In dem Flußdiagramm der Figur 12 werden, nachdem die Unterscheidungsmarke Ix durch den Detektor für die Unterscheidungsmarken beim Schritt (D ermittelt wird, beim Schritt C^) Datenmarken durch den Detektor für die Datenmarken ermittelt. Der Mikrokomputer befiehlt dann beim Schritt G) dem Analog-Digital-Wandler die Einleitung der Umwandlung, nachdem eine gewünschte Verzögerungszeitperiode abgelaufen ist. Dadurch werden die Daten erfaßt. In diesem Fall werden, wenn die auf der Scheibe aufgezeichneten Datenmarken an der Seite des inneren Umfanges vorhanden sind, die erfaßten Daten auch als die Seite des inneren Umfanges betrachtet. Obwohl die folgenden Daten dann bei den Schritten Cjj und (5) in derselben Weise, wie dies oben beschrieben wurde, erfaßt werden, handelt es sich bei diesen Daten um die Daten der Seite des äußeren Umfanges. Es wird daher ein Paar von Datenmarken erhalten. Das Amplitudenverhältnis wird beim Schritt © erhalten und beim Schritt © wird der Betrag der Außerspurlage unter Verwendung der Formel (4) berechnet und gespeichert. Da die Anzahl der auf der Scheibe aufgezeichneten Datenmarken vorher bestimmt wird, kann die Vollendung der Messung bei einer Umdrehung der Scheibe durch Prüfen der Anzahl der

gemessenen Datenmarken beim Schritt (8) festgestellt werden. Die Schritte (β) bis (E) werden in einer äußerst kurzen Zeit ausgeführt und die Ermittlung der folgenden Datenmarken werden nicht falsch bewertet. Dann wird, wenn alle Messungen noch nicht beendet sind, zum Schritt Q) zurückgekehrt. Außerdem wird im Fall der Vollendung der Betrag der Außerspur lage an jedem Punkt, der gespeichert wurde, beim Schritt (9) in Bezug auf eine Umdrehung der Scheibe berechnet. Dadurch wird ein Durchschnittswert erhalten. Maximale und minimale Werte werden beim Schritt (Q5) berechnet, um den Betrag der Exzentrizität zu erhalten. Die oben beschriebene Arbeitsweise wird bei jeder Umdrehung der Scheibe erneut durchgeführt, so daß die gemessenen Werte gewöhnlich in Echtzeit angezeigt werden.

Als nächstes werden der Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 3 und der Zeitgenerator 10 der Figur 9 im Zusammenhang mit den Figuren 13 und 14 jeweils ausführlicher erläutert.

Die Figur 13 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 3. In der Figur 13 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen invertierenden Verstärker. Die Bezugszeichen 102 und 103 bezeichnen in einer Richtung wirkende Erfassungsvers Izärker. 104 ist ein

Kompensationskreis für die Diodencharakteristik, der zur Kompensation des Spannungsabfalls in Vorwärtsrichtung und der Temperaturcharakteristik einer Diode dient, die in jedem der Verstärker 102 und 103 verwendet wird. 110 und 111 bezeichnen Analogschalter. Durch das Bezugszeichen ist ein Kondensator zum Halten des Spitzenwertes des Analogsignales angegeben. 120 bezeichnet einen Abtast- und Halteverstärker zum Abtasten des durch den Kondensator gehaltenen Signales und zum Halten dieses Signales während einer vorbestimmten Periode. Schlieiilich bezeichnet 130 einen Zeitgenerator zur Steuerung der Schaltzeit der Analogschalter 110 und 111 und des Abtast- und Halteverstärkers 120. Die Verstärker 101, 102 und 103 bilden einen Vollweggleichrichterkreis, der die Wechselstrom-Eingangssignale (62,5 kHz und 125 kHz-Signale) in ein Gleichstromsignal (pulsierendes Signal) umwandelt. Die Analogschalter 110 und 111 arbeiten entgegengesetzt zueinander. Während einer Spitzen-Haltezeit ist der Schalter 110 eingeschaltet und der Schalter 110 ausgeschaltet. Während dieser Zeit lädt sich der Kondensator 112 auf den Spitzenwert des Gleichstromsignales auf und tastet der Abtast- und Halteverstärker 120 den Spitzenwert ab. Bei der nächsten Zeit handelt es sich um die Zurücksetzzeit, während der der Schalter 110 ausgeschaltet und der Schalter 111 eingeschaltet ist, so daß der Kondensator 112 die gehaltene

Energie in einem Moment entlädt. Der oben beschriebene

Zyklus: "Halten des Spitzenwertes >Abtasten und Halten

»Zurücksetzen" wird mit einem Intervall wiederholt, das länger ist als 1/2 der Wellenlänge des Eingangssignales. Dadurch wird die Hüllkurvengleichrichtung bzw. -ermittlung ausgeführt, die für das schnelle Ansteigen und Abfallen des Signalpegels des Eingangssignales angemessen bzw. entsprechend verantwortlich ist.

Die Figur 14 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Ausführungsform des Zeitgenerators 10, der den Detektor für die Unterscheidungsmarken und den Detektor 7 für die Datenmarken enthält. Die beiden Detektoren 6 und 7 sind in derselben Weise aufgebaut. Sie unterscheiden sich nur in Bezug auf die Kreiskonstante. In der Figur 14 bezeichnet das Bezugszeichen 201 einen Pegelkonverter zur Ermittlung eines Signales, das höher ist als ein vorbestimmter Pegel, und zum Umwandeln des Pegels des ermittelten Signales in einen logischen TTL-Pegel (0~+5V). 202 bezeichnet wiedertriggerbaren monostabilen Multivibrator, der nachfolgend mit MM bezeichnet wird, und der nur auf ein Signal anspricht, das eine Frequenz aufweist, die höher ist als eine vorbestimmte Frequenz.203 bezeichnet einen Zähler zum Zählen der Ausgangssignale des Pegelkonverters

201 entsprechend den von dem Multivibrator 202 ausgegebenen Taktimpulsen. Das Bezugszeichen 204 bezeichnet ein durch das Ausgangssignal· des Zählers 203 getriggertes Flip-Flop.

Vorausgesetzt, daß die vorbestimmte Frequenz des monostabilen Multivibrators 202 100 kHz beträgt und daß es sich bei dem Zähler 203 um einen Hexadecimalzähler handelt, bewirkt der monostabile Multivibrator 202 die Einschaltung des Zählers 203, wenn ein Signal eingegeben wird, das eine Frequenz von 125 kHz aufweist. Der Zähler triggert dann das Flip-Flop 204 nach dem Zählen von 16 Impulsen. Wenn andererseits ein Signal eingegeben wird, dessen Frequenz kleiner als 100 kHz ist (z.B. 62,5 kHz), beendet der monostabile Multivibrator 202 seine Operation, so daß kein Signal von dem Detektor 6 für die Unterscheidungsmarken ausgesendet wird. Mit anderen Worten sendet der Detektor 6 ein Signal nur dann aus, wenn an ihn ein Eingangssignal angelegt wird, dessen Frequenz höher ist als eine vorbestimmte Frequenz.

In derselben Weise umfaßt der Detektor 7 für die Datenmarken einen Pegelkonverter 205, einen wiedertriggerbaren monostabilen Multivibrator 206, einen Zähler 207 und ein Flip-Flop 208. Die Kreiskonstante des monostabilen Multi-

vibrators 206 unterscheidet sich von der des monostabilen Multivibrators 20 2. Die Arbeitsweise des Detektors 7 für die Datenmarken entspricht der oben beschriebenen Arbeitsweise des Detektors 6 für die Unterscheidungsmarken.

Die Detektoren 6 und 7, von denen jeder als eine Art Digitalfilter angesehen werden kann, sprechen nur auf kontinuierliche Eingangssignale eines begrenzten Frequenzbereiches an, so daß sie in Bezug auf Rauschen in hohem Maße zuverlässig arbeiten.

Bei der Ausführungsform kann es, obwohl die auf der Scheibe aufgezeichnete Unterscheidungsmarke für die Zeitermittlung des Startens der Messung angewendet wurde, möglich sein, beispielsweise ein Indexsignal des Scheibengerätes zu verwenden, das eine ähnliche Funktion wie die Unterscheidungsmarke ausführt.

Es kann außerdem möglich sein, eine der Funktion der Ausführungsform ähnliche Funktion in der Form der gesamten Hardware zu realisieren, ohne daß ein Mikrokomputer verwendet wird. Es ist ersichtlich, daß der Aufbau des Gerätes nicht auf die oben beschriebenen Ausfuhrungsformen beschränkt ist und daß die vorliegende Erfindung in vielen Arten modifi-

ziert werden kann, ohne lassen wird.

Bereich der Erfindung ver-

Der Scheibe und dem Meßgerät der Erfindung entsprechend kann eine Meßgenauigkeit von + 2 tim in dem Bereich der Außerspurlage von -1/2-R bis + 1/2-IÜ. realisiert werden.

Leerseite

Claims

P.O. Box 51, Osaka Central 530-91, Kadoma Osaka 571, Japan

Patentansprüche

(i). Scheibe zur Messung des Betrages der Außerspurlage eines Magnetkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß burstähnliche Daten während einer Umdrehung der Spuren abwechselnd auf der Scheibe in die Richtung des inneren Umfanges und in die Richtung des äußeren Umfanges aufgezeichnet werden, wobei die Spurmitte N einer gewünschten Spur als Grenze dient, daß die burstähnlichen Daten derart aufgezeichnet werden, daß jede Datenlänge kürzer ist als eine Entfernung zwischen einem R/W-Spalt eines Magnetkopfes (1A) zur Wiedergabe der Daten und eines Löschspaltes, und daß eine Ent-

fernung zwischen diesen Daten länger ist als die Entfernung zwischen dem R/W-Spalt und dem Löschspalt.
2. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Hauptpunkt der Daten in der gewünschten Spur während einer Umdrehung der Scheibe anzeigende Unterscheidungsmarke (Ix) auf der Scheibe aufgezeichnet wird.
3. Gerät zur Messung des Betrages der Außerspurlage eines Magnetkopfes unter Verwendung einer Scheibe gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselstrom-Gleichstrora-Umwandlungseinrichtung (3) vorgesehen ist, an die eine Unterscheidungsmarke (Ix) und durch den Magnetkopf (1A) des Gerätes wiedergegebene Daten angelegt werden, daß wiedergegebene Gleichstromsignale von der Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlungseinrichtung (3) erhalten werden, daß ein Analog-Digital-Wandler (5) zur Bearbeitung und Digitalisierung der Gleichstromsignale vorgesehen ist, daß eine Zeitermittlungseinrichtung (10) zur Ermittlung des Vorhandenseins der Unterscheidungsmarke (Ix) und der Daten aus den wiedergegebenen Signalen und zur Erzeugung von Zeitsignalen der Datenerfassung vorgesehen ist, daß eine Einrichtung zur Ermittlung eines Amplitudenbreitenverhältnisses zur Bewirkung der Unter-

scheidung zwischen der inneren Umfangsseite und der äußeren Umfangsseite der Scheibe in den Daten und zur Ermittlung eines Amtplitudenverhältnisses vorgesehen ist und daß eine Einrichtung zur Umwandlung des Amplitudenverhältnisses in einen Betrag der Außerspurlage des Wiedergabekopfes (1A) vorgesehen ist.
4. Magnetkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung des Amplitudenverhältnisses in einen Betrag der Außerspurlage derart aufgebaut ist, daß Signale von außen eingegeben werden können, die der R/W-Spaltbreite des zu messenden Kopfes entsprechen.