Tandberg Data A/S Mein Zeichen
Oslo, Norwegen VPA
83 P 8 0 3 7 DE
Anordnung zum Positionieren eines Wandlers auf mindestens
einer Spur eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Positionieren eines Wandlers auf mindestens einer Spur eines
bandförmigen Aufzeichnungsträges entsprechend dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Derartige Anordnungen sind bereits allgemein bekannt. Als Wandler ist häufig ein Magnetkopf vorgesehen, der ein
oder mehrere Schreib- und/oder Leseköpfe enthält und als bandförmiger Aufzeichnungsträger ist üblicherweise ein
Magnetband vorgesehen. Eine derartige Anordnung kann jedoch auch in einem optischen Speicher verwendet werden,
bei dem beispielsweise unter Verwendung eines Lasers Daten auf einen geeigneten bandförmigen Aufzeichnungsträger
aufgezeichnet werden.
Üblicherweise wird der bandförmige Aufzeichnungsträger, beispielsweise das Magnetband zwischen ortsfest angeordneten
Führungsrollen zu beiden Seiten des Magnetkopfs geführt, um das Magnetband in einer stabilen Position zu
halten. Infolge von Toleranzen bei der Herstellung der Führungsrollen, infolge von Spiel zwischen dem Magnetband
und den Führungsrollen und infolge von Spiel bei der Lagerung der Führungsrollen tritt häufig eine Verschiebung
des Magnetbands relativ zum Magnetkopf und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Magnetbands auf. Diese Verschiebung
des Magnetbands kann sich bei hoher Spurdichte, d.h. bei einer großen Anzahl von parallelen Spuren auf dem Magnetband
störend auswirken, da einerseits die einzelnen
Ret 1 Fra / 23.12.1983
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Schreib- und Leseköpfe nicht mehr genau auf der entsprechenden
Spur positioniert sind und da andererseits die Anzahl der parallelen Spuren und damit die Speicherkapazität
des Magnetbands begrenzt wird. 5
Aus der EP-OS 32 660 ist bereits eine Anordnung bekannt,
bei der selbsttätig ein Magnetkopf auf die entsprechenden Spuren eines Magnetbands positioniert wird. Zu diesem
Zweck sind an dem Magnetkopf zwei weitere Magnetköpfe vorgesehen, die gegen den Magnetkopf leicht geneigt sind
und die Spuren in der Nähe der Ränder des Magnetbands abtasten.
Aus den Phasenunterschieden der Signale von den abgetasteten Spuren wird ein Steuersignal erzeugt, das
einer Positioniereinrichtung für den Magnetkopf zugeführt wird und diesen gegebenenfalls senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Magnetbands verschiebt, um den Magnetkopf auf den entsprechenden Spuren genau zu positionieren. Bei
dieser bekannten Anordnung ist es erforderlich, daß auf den Randspuren immer Signale aufgezeichnet sind. Falls
der Magnetkopf nur wenige Schreib- oder Leseköpfe aufweist, die unter Verwendung der Positioniereinrichtung
auf die verschiedenen Spuren des Magnetbands positionierbar sind, kann diese bekannte Anordnung nicht mehr für
die Positionierung verwendet werden, da dann die weiteren Magnetköpfe nicht mehr die Randspuren abtasten können.
Aus der JP-PS 55-13 25 22 ist eine Anordnung bekannt, bei der zum genauen Positionieren auf den Spuren eines Magnetbands
in der Nähe der Ränder des Magnetbands als Lichtschranken ausgebildete optoelektronische Abtastanordnungen
vorgesehen sind. Das von einem Lichtsender zu einem Lichtempfänger übertragene Licht wird jeweils teilweise
durch das Magnetband unterbrochen. In Abhängigkeit von der Größe der Unterbrechung und damit in Abhängigkeit von
der Vertikalbewegung des Magnetbands wird eine Einrichtung angesteuert, die die Spannung des Magnetbands verän-
dert und damit Bewegungen des Magnetbands in vertikaler
Richtung ausgleicht. Diese bekannte Anordnung ist ebenfalls dann nicht geeignet, wenn der Magnetkopf mittels der
Positioniereinrichtung auf verschiedene Spuren des Magnetbands verschiebbar ausgebildet ist. Außerdem erfordert
diese bekannte Anordnung einen verhältnismäßig großen Aufwand, da zusätzlich die Einrichtung für die Veränderung
der Vorspannung des Magnetbands vorgesehen werden muß.
1ü Eine weitere Anordnung zum Positionieren eines Magnetkopfs auf die Spuren eines Magnetbands ist aus der GB-OS
2 008 290 bekannt. Diese bekannte Anordnung enthält ebenfalls zwei am Magnetkopf angeordnete optoelektronische
Abtastanordnungen, die die Ränder des Magnetbands abtasten. Die von den Lichtempfängern der Abtastanordnungen
abgegebenen Signale werden voneinander subtrahiert und einer Positioniereinrichtung zugeführt, die den Magnetkopf
in vertikaler Richtung jeweils solange verschiebt, bis die Differenz der Signale verschwindet. Auch diese
bekannte Anordnung kann nicht verwendet werden, wenn der Magnetkopf auf verschiedene Spuren des Magnetbands positionierbar
ist. In diesem Fall ist das Steuersignal konstant und kann nicht mehr als Regelgröße für die genaue
Positionierung verwendet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die auch dann eingesetzt werden kann,
wenn der Wandler auf verschiedene Spuren des bandförmigen Aufzeichnungsträgers positionierbar ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Anordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß sie einen besonders geringen Aufwand erfordert, da eine
für die Positionierung des Wandlers auf verschiedenen
Spuren des Aufzeichnungsträgers vorgesehene Positioniereinrichtung auch für die genaue Positionierung des Wandlers
auf einer Spur verwendet wird. Ein besonders geringer
Aufwand wird weiterhin dadurch erreicht, da nur eine
einzige Abtastanordnung erforderlich ist. Bei der im Patentanspruch
1 angegebenen Ausführungsform kann jedoch auch'eine weitere Abtastanordnung am anderen Rand des
Aufzeichnungsträgers vorgesehen werden. In diesem Fall kann das Steuersignal ebenfalls durch Subtraktion der von
den beiden Abtastanordnungen abgegebenen Signale erzeugt werden. Bei der Verwendung nur einer Abtasteinrichtung
wird zweckmäßigerweise vom Steuersignal durch Subtraktion jeweils eines konstanten Werts ein weiteres Steuersignal
erzeugt und dieses der Positioniereinrichtung zugeführt.
Die Erzeugung der Steuersignale kann unter Verwendung analoger oder digitaler Schaltkreise erfolgen. Bei der
Erzeugung auf analoge Weise enthält der entsprechende Umsetzer lediglich einen Verstärker, der als Summier- oder
Differenzverstärker ausgebildet sein kann, je nach dem,
ob eine oder zwei Abtasteinrichtungen vorgesehen sind oder ob zur Erzeugung des weiteren Steuersignals vom ursprünglichen
Steuersignal jeweils ein konstanter Wert subtrahiert wird. Bei der digitalen Ausführung ist dem
Verstärker ein Analog-Digital-Wandler und diesem eine digitale Steuereinheit, beispielsweise ein Mikrorechner
nachgeschaltet, der an die Positioniereinrichtung jeweils einen Zahlenwert abgibt, um den Magnetkopf genau zu positionieren.
Auch bei diesem Zahlenwert kann ein jeweils konstanter Zahlenwert oder ein Zahlenwert subtrahiert
werden, der davon abhängt, auf welche Spur der Wandler positioniert wird.
Als Wandler ist zweckmäßigerweise ein Magnetkopf mit einem oder mehreren Schreib- und/oder Leseköpfen vorgesehen.
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Bei der Ausführungsform, bei der die Abtastanordnung zumindest
teilweise mit dem Wandler verbunden ist, kann die Abtastanordnung auch dazu verwendet werden, den Rand des
Aufzeichnungsträgers zu erkennen. Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn die Abtasteinrichtung zusammen mit dem
Wandler soweit verschoben werden kann, daß das Lichtbündel zwischen dem Lichtsensor und dem Lichtempfänger der
Abtastanordnung nicht mehr durch den Aufzeichnungsträger unterbrochen wird.
10
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Anordnungen
gemäß der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockbild eines ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockbild eines ersten Ausführungsbeispiels
einer Abtastanordnung,
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Fig. 3 ein Blockbild einer zweiten Ausführungsform einer
Abtastanordnung,
Fig. 4 ein Schaltbild eines Teils der Abtastanordnung,
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Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird ein bandförmiger
Aufzeichnungsträger 1, beispielsweise ein Magnetband über Führungsrollen 2 und 3 in Längsrichtung bewegt.
Zwischen den Führungsrollen 2 und 3 ist ein Wandler 4, beispielsweise ein Magnetkopf angeordnet, der mittels
einer Positioniereinrichtung 5 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers verschiebbar angeordnet
ist. Der Wandler 4 kann einen oder mehrere Schreib- und/ oder Leseköpfe enthalten. Die Positioniereinrichtung 5
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kann derart ausgebildet sein, daß sie die Schreib- und/ oder Leseköpfe des Wandlers 4 auf verschiedene Spuren des
Aufzeichnungsträgers 1 positionieren kann und/oder daß sie eine Feinpositionierung auf mindestens einer Spur
durchführen kann. Derartige Positioniereinrichtungen 5 sind allgemein bekannt und beispielsweise in der EP-OS
32 660, in der GB-OS 2 008 290, in der US-PS 3,524,196
oder in der DE-OS 31 12 886 beschrieben.
Bei einer Aufzeichnung von Daten auf den Aufzeichnungsträger 1 ist man bestrebt, zur Erhöhung der Aufzeichnungsdichte
eine möglichst große Anzahl von Spuren auf dem Aufzeichnungsträger 1 unterzubringen. Hier ist jedoch eine
natürliche Grenze dadurch gegeben, daß der Aufzeichnungsträger 1 infolge von Toleranzen, beispielsweise der Führungsrollen
2 und 3 auch eine Bewegung in Querrichtung oder einen Schräglauf aufweisen kann. Zur Kompensation
der Wirkungen dieser Querbewegungen enthält die Anordnung eine aus einer Lichtschranke 6 und einem Umsetzer 7 gebildete
Abtasteinrichtung 8, die an die Positioniereinrichtung 5 ein Steuersignal S1 abgibt, dessen Momentanwert
der Querbewegung des Aufzeichnungsträgers 1 zugeordnet ist und das über die Positioniereinrichtung 5 eine
entsprechende Verschiebung des Wandlers 4 in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers 1 bewirkt. Die Position des
Wandlers 4 relativ zum Aufzeichnungsträger 1 wird mittels des Steuersignals S1 derart gesteuert, daß die Position
des Wandlers 4 in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers 1 jeweils dessen Rand folgt. Auf diese Weise ist es möglich,
die Anzahl der Spuren auf dem Aufzeichnungsträger 1 zu erhöhen. Falls der Wandler 4 auf verschiedene Spuren des
Aufzeichnungsträgers 1 positionierbar ist, wird der Positioniereinrichtung 5 von einer Steuereinheit 9 ein Positioniersignal
S2 zugeführt, das in der Positioniereinrichtung 5 die Einstellung auf die jeweilige Spur bewirkt.
Unter Verwendung des Steuersignals S1 erfolgt auch in
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diesem Fall eine Feinpositionierung des Wandlers 4 auf die entsprechende Spur bzw. Spuren.
Die Lichtschranke 6 kann als Durchlichtschranke oder als
Reflexionslichtschranke ausgebildet sein. Sie kann unter Verwendung von sichtbarem oder unsichtbarem Licht betrieben
werden. Weiterhin kann am anderen Rand des Aufzeichnungsträgers 1 eine weitere Lichtschranke 10 vorgesehen
sein, die ebenfalls mit dem Umsetzer 7 verbunden ist und aus der Differenz der jeweiligen Abdeckung durch den Aufzeichnungsträger
1 das Steuersignal S1 erzeugt.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Lichtschranke 6 ist als Durchlichtschranke ausgebildet. Ein
Lichtsender 11, der beispielsweise als Leuchtdiode ausgebildet ist, sendet moduliertes oder unmoduliertes Licht
zu einem Lichtempfänger 12. Das Lichtbündel wird durch den Aufzeichnungsträger 1 teilweise abgedeckt. Beispielsweise
sind der Lichtsender 11 und der Lichtempfänger 12 derart angeordnet, daß der Aufzeichnungsträger 1 im Normalfall
das Lichtbündel zur Hälfte abdeckt. Bei einer Querbewegung des Aufzeichnungsträgers 1 wird dann das
Lichtbündel entsprechend mehr oder weniger abgedeckt, so daß das entsprechende Steuersignal S1 erzeugt werden
kann.
Das in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel
der Lichtschranke 6 ist ebenfalls als Durchlichtschranke ausgebildet, wobei zwischen dem Lichtsender 11 und dem
Lichtempfänger 12 ein Spiegel 13 angeordnet ist.
Für die Ausbildung der Lichtschranke 6 sind noch weitere Möglichkeiten denkbar, wobei beispielsweise entsprechend
Fig. 3 der Lichtsender 11 und der Lichtempfänger 12 miteinander vertauscht sein können. Bei der Ausgestaltung
als Reflexionslichtschranke sind sowohl der Lichtsender
als auch der Lichtempfänger auf der gleichen Seite des
Aufzeichnungsträgers 1 angeordnet und auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers 1 ist in diesem Fall ein,
beispielsweise parallel zum Aufzeichnungsträger 1 ange-5 ordneter Spiegel vorgesehen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die
Lichtschranke 6 ortsfest angeordnet und der aktive Durchmesser des Lichtbündels ist größer als die mögliche Bewegung
des Aufzeichnungsträgers 1 in Querrichtung.
Für die Ausgestaltung des Umsetzers 7 gibt es eine Vielzahl
von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall ist der Umsetzer 7 als Verstärker ausgebildet, der ein von der
Lichtschranke 6 abgegebenes Signal SO, das der Querbewegung des Aufzeichnungsträges 1 zugeordnet ist, verstärkt
und als Steuersignal S1 der Positioniereinrichtung 5 zuführt. Der Verstärker kann auch derart ausgebildet sein,
daß jeweils ein konstanter Wert, der der teilweisen Abdeckung des Lichtbündels im Normalfall zugeordnet ist,
von dem Momentanwert des Signals SO oder S1 subtrahiert wird.
Ein in Fig. 4 dargestellter Umsetzer 7 arbeitet in digitaler
Weise. Auch dieser Umsetzer 7 enthält einen Verstärker 14, dem von dem Lichtempfänger 12 der Lichtschranke
6 das Signal SO zugeführt wird. Dem Verstärker 14 ist ein Analog-Digital-Wandler 15 nachgeschaltet, der
dem jeweiligen Momentanwert des Signals am Ausgang des Verstärkers 14 einen digitalen Zahlenwert zuordnet und
diesen an ein digitales Schaltwerk zur Ermittlung eines digitalen Steuersignals S1 zuführt. Das digitale Schaltwerk
ist zweckmäßigerweise als Mikrorechner 16 ausgebildet. Dem Mikrorechner 16 wird mittels der Signals S3 ein
konstanter Wert zugeführt, der jeweils vom vom Analog-Digital-Wandler abgegebenen Wert subtrahiert wird, um der
Positioniereinrichtung 5 jeweils ein Steuersignal S1 zuzuführen, das der Abweichung der Position des Aufzeichnungsträgers
1 von seiner Sollposition in Querrichtung zugeordnet ist. Zusätzlich wird der Positioniereinrichtung
5 von der Steuereinheit 9 das Steuersignal S2 zugeführt.
Bei der in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsform
der Anordnung ist die Lichtschranke 6 nicht ortsfest, sondern mindestens teilweise mit dem in Querrichtung des Auf-Zeichnungsträgers
1 verschiebbaren Wandler 4 mechanisch verbunden. Die zugehörige Positioniereinrichtung 5 ist dabei
so ausgebildet sein, daß der Wandler auf verschiedene Spuren auf dem Aufzeichnungsträger 1 positionierbar ist.
Die aktive Ausdehnung des Lichtbündels der Lichtschranke 6 in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers 1 ist dabei
mindestens so groß wie der maximal mögliche Hub des Wandlers 4. Die Anordnung der Lichtschranke 6 kann in der Weise
erfolgen, daß entweder der Lichtsender 11 oder der Lichtempfänger 12 oder sowohl der Lichtsender 11 als auch
der Lichtempfänger 12 mit dem Wandler 4 mechanisch verbunden ist, wie es in ähnlicher Weise in der GB-OS 2 008 290
beschrieben ist.
Die Steuereinheit 9 gibt in ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform die Steuersignale
S2 an die Positioniereinrichtung 5 ab, um den Wandler 4 auf die entsprechende Spur oder die entsprechenden
Spuren auf dem Aufzeichnungsträger 1 zu positionieren. Der Umsetzer 7 ist in ähnlicher Weise ausgebildet wie der in
Fig. 4 dargestellte Umsetzer, jedoch wird zur Erzeugung des Steuersignals S1 von dem von der Lichtschranke 6 abgegebenen
Signal SO nicht ein konstanter, sondern ein von der jeweiligen Spur abhängiger Wert subtrahiert, um ein
entsprechendes Differenzsignal, das die Abweichung der
Istposition von der Sollposition anzeigt, zu erzeugen.
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Durch die Anordnung ist wiederum sichergestellt, daß der Abstand zwischen der Position des Wandlers 4 und dem Rand
des Aufzeichnungsträgers 1 konstant gehalten wird, unabhängig von dem Spiel des Aufzeichnungsträgers 1 in den
Führungsrollen 2 und 3, so daß die Sicherheit bei der Aufzeichnung und Wiedergabe der Daten erhöht wird und so
daß die Spurdichte, d.h. die Anzahl der parallelen Spuren auf dem Aufzeichnungsträger 1 erhöht werden kann.
Falls der Umsetzer 7 ausschließlich aus analogen Bauelementen aufgebaut ist, wird wiederum lediglich der Verstärker
14 benutzt, der als Differenzverstärker ausgebildet
ist und an seinem invertierenden Eingang wird ein dem Signal S3 entsprechender analoger Wert subtrahiert.
Mit Hilfe der Lichtschranke 6 ist es auch möglich, die Position des Rands des Aufzeichnungsträgers 1 relativ zum
Wandler festzustellen. Hierzu ist es erforderlich, daß der Wandler 4 unter Verwendung der Positioniereinrichtung
5 soweit senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers 1 verschiebbar ist, daß der am Wandler 4 angeordnete
Teil der Lichtschranke 6 nicht mehr vom Aufzeichnungsträgers 1 abgedeckt wird. Wenn dann während der
Bewegung des Wandlers 4 in Richtung zum Aufzeichnungsträger 1 das Lichtbündel erstmals unterbrochen wird, wird
der Momentanwert des Signals SO und des Steuersignals S1 verändert, so daß der Rand des Aufzeichnungsträgers 1 erkannt
wird. Entsprechendes gilt, wenn der Wandler 4 in der anderen Richtung soweit verschoben wird, daß das
Lichtbündel der Lichtschranke 6 vollständig durch den Aufzeichnungsträger abgedeckt wird. Wenn dann der Wandler
4 in Gegenrichtung soweit verschoben wird, daß das Lichtbündel nicht mehr vollständig unterbrochen wird, wird
durch die Veränderung der Momentanwerte des Signals SO oder des Steuersignals S1 wiederum der Rand des Aufzeichnungsträgers
1 erkannt. Nach dem Erkennen des Rands kann
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die Steuereinheit 9 an die Positioniereinrichtung 5 entsprechende Steuersignale abgeben, um den Wandler 4 exakt
auf eine oder mehrere Spuren des Aufzeichnungsträgers zu positionieren. Dynamische Veränderungen der Position des
Aufzeichnungsträgers 1 in Querrichtung werden dann ständig unter Verwendung des Umwandlers 7 ausgeglichen.
7 Patentansprüche
5 Figuren
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