DE3735155C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Erfassen einer Bezugsspur auf einer Oberfläche einer Platte in einer Plattenspeichereinheit.

In einer Plattenspeichereinheit kann z. B. die äußerste Spur als Bezugsspur mit der Spurnummer 0 bezeichnet wer­ den, während die fortlaufenden Nummern 1, 2, usw. als Spurnummern den anderen Spuren auf der Platte von der äußersten Spur her nach innen zu zugeordnet sind. Um den Kopf zu einer gewünschten Spur zu bewegen, wird die Nummer dieser Spur oder alternativ die Differenz zwischen der Nummer der gerade abgetasteten Spur und der Nummer der gewünschten Spur bestimmt. Falls die gespeicherte Nummer einer Spur, auf die der Kopf gerade eingestellt ist, aus irgendwelchen Gründen verloren geht, wird der Kopf zunächst einmal in die Lage für die Bezugsspur zurückge­ führt, um die Lage für die Bezugsspur festzustellen, so daß dann wieder die Nummer der Spur richtig gespeichert werden kann, an der der Kopf steht.

Wenn die Plattenspeichereinheit außer Betrieb gesetzt wird und der Kopf an einer Spur stehen bleibt, kann der Kopf bei einer unerwarteten Vibration oder Stoßbelastung des Kopfes das Speichermaterial auf der Plattenfläche beschä­ digen. Daher ist es bei der Betriebsunterbrechung üblich, den Kopf in einer sogenannten Transportzone stillzusetzen, die abgesondert von den Spuren an dem Innendurchmesser der Platte gebildet ist. Wenn der Betrieb der Plattenspeicher­ einheit wieder aufgenommen wird, wird der Kopf aus dieser Transportzone zu einer Spur bewegt. Falls dabei die Lage der innersten Spur auf der Plattenfläche ermittelt werden kann, kann diese innerste Spur als zweite Bezugsspur zu­ sätzlich zu der vorangehend genannten äußersten Spur benutzt werden, um in bezug auf die zweite Bezugsspur die Nummer der Spur zu ermitteln, an der der Kopf gegenwärtig steht.

Zur Kopfeinstellung ist es daher erforderlich, eine durch ein Bezugssystem bestimmte besondere Spur auf der Platten­ fläche, nämlich eine Bezugsspur zu erfassen. Die Lage der Bezugsspur kann mittels eines Lagedetektors ermittelt werden, der an einem Kopfstellsystem wie beispielsweise einem Kopfschlitten, einem Kopfarm oder einem Kopfstell­ motor angebracht ist. Der Detektor wirkt ähnlich wie ein Grenzschalter und kann durch einen Sensor, bei dem wie bei einer Lichtschranke die Unterbrechung des Lichtes zwischen einer Leuchtdiode und einem Fototransistor ausgenutzt wird, oder durch einen mit einem Hall-Element arbeitenden Lagesensor gebildet sein.

Bei solchen Erfassungseinrichtungen ist ein Sensor gemäß den vorstehenden Ausführungen erforderlich, so daß daher auch ein Stromversorgungskreis für den Sensor oder eine Verarbeitungsschaltung für das Verarbeiten des Sensoraus­ gangssignals erforderlich ist. Zudem ist es bei Platten mit kleinem Durchmesser von beispielsweise ungefähr 3,5 Zoll und hoher Speicherkapazität erforderlich, mehrere Hundert Spuren mit einem Teilungsabstand von weniger als 10 µm zu bilden, so daß der Sensor mit einer Genauigkeit von 10 µm oder weniger justiert werden muß. Daher sind die Befestigung des Sensors und dessen Lagejustierung sehr schwierig, so daß die Massenproduktion von Plattenspei­ chereinheiten zeitraubend wird. Darüber hinaus ist es gewöhnlich schwierig, den Sensor so auszulegen, daß sein Erfassungsausgangssignal lediglich für die Bezugsspur repräsentativ ist, nicht aber auch durch die zur Bezugsspur benachbarten Spuren ausgelöst wird. Infolgedes­ sen ist es auch erforderlich, eine Einrichtung zum Selek­ tieren dieser einen besonderen Bezugsspur vorzusehen. Dadurch wird das Verarbeiten des Sensorausgangssignals kompliziert.

Ein System zum Erfassen einer Bezugsspur auf einer Plat­ tenfläche in einer Plattenspeichereinheit ist aus der US- PS 45 16 177 bekannt. Die bei dem bekannten System einge­ setzten Speicherplatten sind mit Servoinformationen ver­ sehen, die in einem der Servosteuerung dienenden Oberflä­ chensektor angeordnet sind und die Korrektur eines even­ tuellen Spurnachführungsfehlers, d. h. einer Abweichung des Abtastkopfes von der Spur-Mittellinie, ermöglichen. Hierzu sind innerhalb des der Servosteuerung dienenden Sektors jeweils beidseitig der jeweiligen Spur-Mittellinie Servoinformationen in Form von Burst-Signalen eingeschrie­ ben, deren jeweiliger Spitzenwert detektiert wird. Die ermittelten Spitzenwerte werden in einem Mikroprozessor gespeichert, der die Differenz zwischen den beiden jeweils letzten Spitzenwerten ermittelt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Unterschied aus einem Speicher einen Korrek­ turwert ausliest, der zur Nachführung des Abtastkopfes auf die Spur-Mittellinie dient.

Die US-PS 40 48 660 betrifft ein System zur Spurnachfüh­ rung und -aufsuchung, bei dem die einzelnen Spuren mit Servosignalen jeweils unterschiedlicher Zusammensetzung versehen sind. Durch Erfassung dieser Servosignale kann die jeweilige Spurnummer dann ohne weiteres ermittelt werden.

Die EP 01 45 962 A2 offenbart ein Steuersystem für einen Plattenspeicher, bei dem ein Versatz zwischen dem Abtast- Magnetkopf und der abzutastenden Spur in folgender Weise erfaßt wird: Ein Signalgenerator erzeugt bei Auftreten eines Gateimpulses eine linear ansteigende Spannung, die einem Eingang eines Vergleichers zugeführt wird. Die Spannung des Signalgenerators wird weiterhin über einen Inverter in ihrer Polarität umgekehrt, so daß eine linear abfallende Spannung resultiert, und diese linear abfallen­ de Spannung wird einem weiteren Vergleicher zugeführt. Von der Platte gelesene positive Positionssignale werden an den ersten Vergleicher angelegt, während negative Posi­ tionssignale dem weiteren Vergleicher zugeführt werden. Die Vergleicher geben dann jeweils Ausgangssignale ab, wenn die Positionssignale größer als die jeweilige (linear sich verändernde) Bezugsspannung sind. Die Ausgangsimpulse der Vergleicher werden über Torschaltungen, von denen je­ weils eine abhängig von der Versetzungsrichtung zwischen Abtast-Magnetkopf und abzutastender Spur gesperrt ist, an den Aufwärts-Zählanschluß oder den Abwärts-Zählanschluß eines Zweirichtungszählers angelegt. Der aktuelle Zählstand des Zweirichtungszählers ist damit ein Maß für die Versetzung zwischen Abtast-Magnetkopf und abzutasten­ der Spur, und wird zur Regelung des Lageversatzes herange­ zogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Erfassen einer Bezugsspur derart auszugestalten, daß die Bezugsspur bei korrekter Spurnachführung zuverlässig er­ faßbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen System ist somit eine Dreieck­ wellen-Generatoreinrichtung vorhanden, die abhängig von dem Empfang eines Indeximpulses eine Dreieckwelle erzeugt. Dieses Dreieckwellensignal wird über eine Vergleicherein­ richtung mit einem vom Lese/Schreibkopf gewonnenen Aus­ lesesignal verglichen und die Anzahl der von der Verglei­ chereinrichtung abgegebenen Impulse wird selektiv für das Anstiegs- und das Abfallintervall des Dreieckwellensignals gezählt. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Zählwerten werden Spurfehler des Lese/Schreibkopfes korri­ giert, während die Erfassung der Bezugsspur unter Ver­ gleich der Summe der Zählwerte mit einem vorbestimmten Wert stattfindet. Hierbei besitzt die Bezugsspur-Servoin­ formation eine Frequenz, die von der Servoinformation der übrigen Spuren verschieden ist. Die Bezugsspurerfassung und auch die Spurnachführung erfolgen bei dem erfindungs­ gemäßen System mit großer Zuverlässigkeit und Schnellig­ keit, und ohne Erfordernis eines mechanischen Bezugsspur- Sensors.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Beispiel für die als Servoinformation auf der Platte aufzuzeichnenden Muster sind Ein/Aus-Muster, nämlich bei­ spielsweise im Falle einer Magnetaufzeichnung Wiederho­ lungsmuster aus N- und S-Polen. Dieses Wiederholungsmuster ist für die Bezugsspurerfassung am günstigsten. Selbst bei einer derart einfachen Form der Muster für die Servoinfor­ mation kann das Ausmaß einer Versetzung des Kopfes in bezug auf die Spur ausreichend genau ermittelt werden.

Hinsichtlich der Aufzeichnungs- bzw. Schreibfrequenz für dieses einfache Servoinformations-Muster ist es im Prinzip ausreichend, wenn die Frequenz der Bezugsspur-Servoinfor­ mation von derjenigen der Servoinformation für die übrigen Spuren verschieden ist. In der Praxis ist es vorteilhaft, die erstere Frequenz doppelt so hoch oder als größeres ganzzahliges Vielfaches der letzteren Frequenz zu wählen. Die doppelte Frequenz ist dabei für die praktischen Anwen­ dungszwecke ausreichend und am vorteilhaftesten. Die Schreibfrequenz kann auch dadurch ermittelt werden, daß mittels eines Filters oder dgl. direkt die Eigenfrequenz eines Signals erfaßt oder erkannt wird, das beim Auslesen verschiedenartiger Servoinformationen mit Hilfe des Kopfs erzielt wird. Zum Ermitteln des Spurabweichungsausmaßes ist es grundlegend erforderlich, die Anzahl der Wiederho­ lungen der einfachen Muster zu zählen. Daher ist es sehr einfach und in der Praxis vorteilhaft, das Zählungser­ gebnis selbst für das Erkennen der Schreibfrequenz mittels eines Programms heranzuziehen.

Ferner ist das Einschreiben der Servoinformations-Muster mit unterschiedlichen Frequenzen nicht unbedingt auf eine einzige Bezugsspur begrenzt. Wenn beispielsweise für die Kopfverstellung ein Schrittmotor verwendet wird, besteht ein Zusammenhang zwischen der Kopflage und der Vektorlage des internen elektrischen Winkels des Schrittmotors. Daher kann selbst dann, wenn mehrere Spuren nahe der Bezugsspur einfache Muster als Servoinformation mit unterschiedlicher Schreibfrequenz haben, dieser Zusammenhang dazu herangezo­ gen werden, aus der Vielzahl von Spuren, aus denen die unterschiedlichen Schreibfrequenzen ermittelt worden sind, auf einfache Weise die Bezugsspur zu erkennen. Im Prinzip ist die Erfassung der Bezugsspur natürlich korrekt mög­ lich, ohne daß Servoinformation mit abweichender Frequenz in mehrere Spuren nahe der Bezugsspur eingeschrieben wird. Zur Sicherung der Erfassung der Bezugsspur ist es jedoch vorteilhaft, wenn hierzu mehrere Spuren herangezogen wer­ den.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Blockdarstellung, die einen Haupt­ teil einer Plattenspeichereinheit mit einem System zum Erfas­ sen einer Bezugsspur gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt,

Fig. 2 eine abgewickelte Teilansicht einer Plat­ tenfläche, die ein Beispiel für die Spureneinstellung und die Servoinformations-Aufzeichnung bei einem Aufzeichnungsbei­ spiel zeigt,

Fig. 3 eine Blockdarstellung, die ausführlich die Anordnung einer Spurabweichungs-Detektorschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt,

Fig. 4A bis 4H Beispiele unterschiedlicher Kurvenformen von hauptsächlichen Signalen in der Spurabwei­ chungs-Detektorschaltung,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuerung einer Diskriminatoreinrichtung und einer Kopf­ lage-Steuereinrichtung zeigt, und

Fig. 6 ein Vektordiagramm von Stromvektoren in einem Schrittmotor bei der Verwendung des Schrittmotors für die Kopfverstellung.

Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Plattenspei­ chereinheit 40, in der ein erfindungsgemäßes System verwendet wird. Fig. 2 zeigt Beispiele für Spuren T 0 bis T 4 ein­ schließlich einer Bezugsspur T 0 auf einer Plattenfläche sowie dementsprechende Servoinformationen S 0 bzw. S 1 bis S 5.

Die in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie umrahmte Plattenspeichereinheit 40 ist eine Festplatten-Speicherein­ heit. Die Plattenspeichereinheit 40 enthält beispielsweise zwei Platten 1 A und 1 B, die durch einen Spindelmotor 2 mit konstanter Drehzahl im Umlauf versetzt werden. Für das Lesen oder Einschreiben von Informationen aus bzw. in die Platten 1 A und 1 B sind vier Lese/Schreibköpfe 3 A bis 3 D entsprechend den jeweiligen Plattenflächen der beiden Platten 1 A und 1 B vorgesehen. Die Köpfe 3 A bis 3 D sind an einem Sockel 5 mit­ tels eines Schlittens 4 abgestützt, der nach rechts und links gemäß Fig. 1 bewegbar geführt ist. Dieser Schlitten 4 ist mechanisch über ein dünnes Metallband 4 a fest mit einer Antriebswelle 6 a verbunden. Die Antriebswelle 6 a ist direkt mit einem zweiphasigen Schrittmotor 6 verbunden. Der Schlit­ ten 4 bewegt die Köpfe 3 A bis 3 D entsprechend der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Schrittmotors 6 in radialer Rich­ tung zu einer gewünschten Stelle der Platten 1 A und 1 B. Der Schrittmotor 6 wird mittels einer Treiberschaltung 7 ange­ trieben, die ein Antriebssignal DS erhält.

Die Köpfe 3 A bis 3 D sind an eine Lese/Schreibschaltung 8 angeschlossen. Diese Lese/Schreibschaltung 8 erhält einen Kopfwählbefehl HS und einen Lese/Schreibbefehl RW von einem in der Plattenspeichereinheit 40 eingebauten Prozessor 9 (z. B. einem 8-Bit-Mikrocomputer), so daß der durch den Kopfwählbefehl HS bestimmte Kopf entsprechend der Bestimmung durch den Lese/Schreibbefehl RW in die Lese- oder Schreib-Betriebsart geschaltet wird. Im weiteren ist angenom­ men, daß die Lese/Schreibschaltung 8 auf die Lesebetriebsart geschaltet ist, wenn mit dem Erfassungssystem in der Platten­ speichereinheit die Bezugsspur T 0 erfaßt wird. Bei der Lese­ betriebsart wird von der Lese/Schreibschaltung 8 an einem Leseausgang R ein Lesesignal RS abgegeben. Dieses Lesesignal RS wird einer an der Plattenspeichereinheit 40 angebrachten Steuereinheit 100 oder dergleichen sowie auch einer Spurab­ weichungs-Detektorschaltung 10 zugeführt.

Diese Spurabweichungs-Detektorschaltung 10, die, wie nach­ folgend beschrieben, gemäß der Darstellung in Fig. 3 gestaltet sein kann, nimmt außer dem Lesesignal RS einen gleichmäßig einmal je Umdrehung der Platten 1 A und 1 B aus dem Spindelmotor 2 erhaltenen Indeximpuls IDX auf, um ein Spurab­ weichungsausmaß zu erfassen bzw. einen Zählwert zu zählen, aufgrund dessen das Spurabweichungsausmaß berechnet wird. Die Spurabweichungs-Detektorschaltung 10 führt Zählausgangssig­ nale bzw. Zählwerte Ca und Cb und ein Masken-Ausgangssignal bzw. Maskensignal MS einer Kopflage-Steuerschaltung 20 zu, die beispielsweise in dem Prozessor 9 in der Form eines Programmes gebildet sein kann. Mit 30 ist eine Diskriminator­ schaltung bezeichnet, die die Schreibfrequenz für Servoinfor­ mationsmuster unterscheidet. Die Diskriminatorschaltung 30 kann in der Kopflage-Steuerschaltung 20 eingegliedert und durch ein Programm gebildet sein. Diese Diskriminatorschal­ tung 30 ermittelt aus dem Ausgangssignal der Spurabweichungs- Detektorschaltung 10 die Bezugsspur T 0, um ein Bezugsspursig­ nal ZS zu erzeugen. Die Kopflage-Steuerschaltung 20 erzeugt das Antriebssignal DS in der Weise, daß die Kopflage entspre­ chend dem auf diese Weise erfaßten Ausmaß der Spurabweichung korrigiert wird. Die Korrektur erfolgt dadurch, daß das An­ triebssignal DS der Treiberschaltung 7 zugeführt wird, um die Köpfe 3 A bis 3 D in die richtige Lage zu bringen. Wenn diese Korrektur beendet ist, wird von der Kopflage-Steuerschaltung 20 ein sog. Suchabschlußsignal SC abgegeben.

Fig. 2 zeigt die Spuren T 0 bis T 4 mit entsprechenden Spurnummern 0 bis 4, wobei die Spur T 0 beispielsweise die äußerste Spur auf der Platte ist und eine Bezugsspur bei dem System bzw. der Plattenspeichereinheit gemäß dem Ausführungs­ beispiel bildet. Die Servoinformationen S 0 bis S 5 bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel sind in einem derartigen Be­ reich eingeschrieben, daß in der Umfangsrichtung der Platte (nach links und rechts in jeder Spurrichtung nach Fig. 2) ein Teil einer Spur unterbrochen bzw. ausgelassen ist. Die durch eine strichpunktierte Linie dargestellte Mittellinie des Bereiches weicht von der Mittellinie der Spur um die Hälfte des Spurteilungsabstandes in radialer Richtung zwischen zwei Spuren ab, während die Bereiche für die Servoinformationen S 0 bis S 5 abwechselnd gegeneinander in der Richtung versetzt sind, in der sich die Spur erstreckt. Infolgedessen werden beispielsweise die beiden Bereiche für die Servoinformationen S 0 und S 1 zum Ermitteln des Ausmaßes einer Spurversetzung der Köpfe in bezug auf die Bezugsspur T 0 herangezogen. Die beiden Bereiche für die Servoinformationen S 1 und S 2 werden für die nächste Spur T 1 herangezogen. Auf diese Weise sind jeder der nachfolgenden Spuren zwei aufeinanderfolgende Bereiche zuge­ ordnet.

Die Servoinformationen können herstellerseitig auf der Platten­ speichereinheit aufgezeichnet werden. Alternativ können die Servoinformationen durch einen Benutzer unter Steuerung der in Fig. 1 gezeigten Plattenspeichereinheit 40 mittels der Steuereinheit 100 in die in die Plattenspeichereinheit 40 eingelegten Platten 1 A und 1 B eingeschrieben werden.

Die Servoinformationen können in der Form eines einfachen Ein/Aus-Musters eingeschrieben werden, wie es schematisch durch die vertikalen Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dem dargestellten Beispiel werden die drei Bereiche für die Servoinformationen S 0 bis S 2 nahe der Bezugsspur mit einer Frequenz eingeschrieben, die k-mal und vorzugsweise zweimal so hoch wie die Schreibfrequenz für die anderen Servoinforma­ tionen S 3 bis S 5 ist. Bei diesem Beispiel folgt daraus, daß die Servoinformationen S 0, S 1 und S 2 mit jeweils der hohen Schreibfrequenz für die beiden Spuren T 0 und T 1 einschließ­ lich der Bezugsspur T 0 herangezogen werden, die Servoinforma­ tionen S 2 und S 3 mit jeweils der hohen bzw. der niedrigen Schreibfrequenz für die Spur T 2 benutzt werden und die Servo­ informationen S 3, S 4, S 5, ... mit der niedrigen Schreibfre­ quenz für alle nachfolgenden Spuren herangezogen werden. Ferner sind links in Fig. 2 Vektoren V 0 bis V 7 gezeigt, die acht Stromvektorlagen des Schrittmotors 6 gemäß Fig. 6 ent­ sprechen.

Fig. 3 zeigt ausführlich ein Ausführungsbeispiel für die vorstehend genannte Spurabweichungs-Detektorschaltung 10. Die Fig. 4A bis 4H zeigen Kurvenformen von verschiedenen Sig­ nalen in dieser Schaltung. Ein in Fig. 3 links dargestellter Dreieckwellengenerator 11 nimmt die Indeximpulse IDX auf, um synchron hierzu ein Dreieckwellensignal TS zu erzeugen. Gemäß der Darstellung in Fig. 4E und 4G hat das Dreieckwellensignal TS einen linearen Anstieg und einen linearen Abfall inner­ halb einer Zeitperiode, die der Breite des Bereiches ent­ spricht, in dem gemäß Fig. 2 die Servoinformationen einge­ schrieben sind. Der Dreieckwellengenerator 11 ist an sich bekannt und kann auf einfache Weise durch eine Schaltung für das Laden und Entladen eines Kondensators unter Triggerung mit den Indeximpulsen IDX gebildet werden. Ein Vergleicher 12 vergleicht auf die in Fig. 4E und 4G dargestellte Weise das Dreieckwellensignal TS mit dem Lesesignal RS. Infolgedessen wird gemäß der Darstellung in Fig. 4F und 4H ein Vergleichs­ ausgangssignal CP in der Form von Zählimpulsen mit vielen positiven und negativen Impulsen erhalten. In den Fig. 4E bis 4H sind zur Vereinfachung nur die positiven Impulse durch vertikale Linien dargestellt.

Wenn die Mittellinie des Kopfes 3 A beispielsweise eine Spur­ abweichung δ gegenüber der Spurmittellinie gemäß der Darstel­ lung in Fig. 2 hat, haben die Kurvenformen des aus den Berei­ chen der Servoinformationen S 0 und S 1 für die Bezugsspur T 0 erzielten Lesesignals RS den beiden Bereichen der Servoinfor­ mationen entsprechende unterschiedliche Amplituden beispiels­ weise gemäß Fig. 4E, so daß der Vergleicher 12 für die beiden Bereiche der Servoinformationen Zählimpulse CP in unterschiedlicher Anzahl abgibt, wie es in Fig. 4F durch CPa und CPb dargestellt ist. Daher gibt die Differenz der Impulsanzahl zwischen den beiden Zählimpulsgruppen CPa und CPb einen Wert an, der das Ausmaß der Spurabweichung darstellt.

Dies gilt auch beispielsweise für den Fall gemäß den Fig. 4G und 4H, die die Servoinformationen für die Spur T 4 zeigen. In diesem Fall ist die Schreibfrequenz der Einzelimpulse für die Servoinformationen S 4 und S 5 niedriger als gemäß Fig. 4E und 4F. Daher ist gemäß der Darstellung in Fig. 4H die Anzahl der Impulse in den von dem Vergleicher 12 abgegebenen Zählimpuls­ gruppen CPa und CPb geringer.

Diese Zählimpulsgruppen CPa und CPb werden jeweils mit zwei in Fig. 3 rechts dargestellten Zählern 15 a und 15 b gezählt, um Zählausgangssignale bzw. Zählwerte Ca und Cb zu erzeugen. Damit diese Zähler 15 a und 15 b die beiden Zählimpulsgruppen voneinander gesondert zählen, sind in der Spurabweichungs- Detektorschaltung 10 ein Abfragesignalgenerator 13 und zwei UND-Glieder 14 a und 14 b vorgesehen. Der Abfragesignalgenera­ tor 13 empfängt die Indeximpulse IDX gemäß Fig. 4A und er­ zeugt synchron mit den Indeximpulsen IDX zwei Abfragesignale Sa und Sb zu unterschiedlichen Zeiten gemäß der Darstellung in Fig. 4B und 4C. Die Zeitperioden der Abfrage­ signale Sa und Sb entsprechen jeweils der Anstiegsperiode bzw. der Abfallperiode des Dreieckwellensignals TS. Diese Abfragesignale Sa und Sb sowie die Zählimpulse CP werden jeweils den Eingangsanschlüssen der UND-Glieder 14 a und 14 b zugeführt. Infolgedessen werden die UND-Glieder 14 a und 14 b nur während der Zeitperioden der entsprechenden Abfragesig­ nale Sa und Sb durchgeschaltet, so daß die Zähler 15 a und 15 b voneinander gesondert die jeweilige Anzahl der Zählimpulse in den Zählimpulsgruppen CPa und CPb zählen. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Abfragesignalgenerator 13 außer den Abfragesignalen Sa und Sb das in Fig. 4D darge­ stellte Maskensignal MS während der ganzen Periode des Ausle­ sens der Servoinformationen, nämlich während der Gesamtdauer der Abfragesignale Sa und Sb. Dieses Maskensignal MS und die Zählwerte Ca und Cb aus den Zählern 15 a und 15 b werden von der Spurabweichungs-Detektorschaltung 10 abgegeben und der Diskriminatorschaltung 30 in der Kopflage-Steuerschaltung 20 zugeführt, wie es vorangehend beschrieben ist. Der Abfragesignalgenerator 13 kann durch geeig­ netes Kombinieren beispielsweise von Flip-Flops mit Zählern auf bekannte Weise gestaltet werden.

Als nächstes wird anhand des in Fig. 5 gezeigten Ablaufdia­ grammes ein Beispiel für ein Steuerprogramm für die Diskrimi­ natorschaltung 30 erläutert. Die Kopflage-Steuerschaltung 20 hat die Funktion, jeden der Köpfe 3 A bis 3 D zu einer gewünschten Spur zu versetzen. Infolgedessen wird der Kopf unter der Steuerung durch die Steuerschaltung 20 zu einer bestimmten Spur versetzt, von der noch unbekannt ist, ob diese Spur eine Bezugsspur oder eine gewöhnliche Spur ist. An der Spurstelle wird mit dem Kopf die Servoinformation der Spur ausgelesen und durch das auf diese Weise erhaltene Lese­ signal RS die Spurabweichungs-Detektorschaltung 10 derart betrieben, daß die beiden Zähler 15 a und 15 b die Zählwerte Ca und Cb zählen, die in den beiden Zählern 15 a und 15 b gespei­ chert werden. Von der Diskriminatorschaltung 30 wird der Abschluß des Betriebsvorganges der Detektorschaltung 10 durch Abfall des Maskensignals MS erfaßt, wonach synchron mit dem Abfall des Ausgangssignals MS der Ablauf der in Fig. 5 gezeigten Betriebsvorgänge beginnt.

Bei einem ersten Schritt S 30 werden die Zählwerte Ca und Cb aus der Detektorschaltung 10 ausgelesen und der Diskrimina­ torschaltung 30 zugeführt. Bei einem nächsten Schritt S 31 wird ermittelt, ob die Summe aus den beiden Zählwerten Ca und Cb größer als ein vorbestimmter Schwellenwert L ist oder nicht. Dies dient zu der Ermittlung, ob die Schreibfrequenz für die ausgelesenen Servoinformationen eine einer Bezugsspur entsprechende hohe Schreibfrequenz ist oder nicht. Da die Summe aus den beiden Zählwerten Ca und Cb unabhängig von dem Ausmaß einer Spurabweichung des Kopfes immer im wesentlichen konstant ist, wird für diese Auswertung vorteilhaft diese Summe Ca + Cb herangezogen.

Wie beispielsweise aus Fig. 4E ersichtlich ist, haben selbst bei voneinander verschiedenen Amplituden für die beiden Servoinformationen in dem Lesesignal RS die Anzahlen der Zählimpulse in den entsprechenden Zählimpulsgruppen CPa und CPb aus dem Vergleicher 12 einen derartigen Zusammenhang, daß bei dem Anstieg der Anzahl in einer der beiden Gruppen die Anzahl in der anderen Gruppe proportional zur Größe dieses Anstieges abnimmt, so daß dementsprechend unabhängig von dem Ausmaß der Spurabweichung die Summe aus den Anzahlen der Zählimpulse in den beiden Gruppen, nämlich die Summe der beiden Zählwerte Ca und Cb immer im wesentlichen konstant bleibt. Infolgedessen kann der genannte Schwellenwert L auf einen Wert eingestellt werden, der geringfügig kleiner als diese konstante Summe ist. Falls hierbei die Summe aus den beiden Zählwerten Ca und Cb kleiner als dieser Schwellenwert L ist, bedeutet dies, daß mindestens eine der Schreibfrequen­ zen für die auf diese Weise ausgelesenen beiden Arten von Servoinformationen niedriger ist, so daß infolgedessen die betreffende Spur keine Bezugsspur sein kann. In diesem Fall springt das Programm von dem Schritt S 31 zu einem Schritt S 34 weiter, bei dem das Bezugsspursignal ZS auf den logischen Pegel "0" geschaltet wird, der eine gewöhnliche Spur anzeigt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden jedoch gemäß der Dar­ stellung in Fig. 2 die Servoinformationen nicht nur für die Bezugsspur T 0, sondern auch für die benachbarte Spur T 1 mit der hohen Schreibfrequenz aufgezeichnet. Daher bedeutet eine bestätigende Auswertung bei dem Schritt S 31 nicht unbedingt, daß die gerade ausgelesene Spur eine Bezugsspur ist. Im Hinblick hierauf wird bei einem nächsten Schritt S 32 ermit­ telt, ob ein gegenwärtig bestehender Vektor des Schrittmotors 6 in einer der Bezugsspur entsprechenden Stellung steht, beispielsweise in der Stellung des Vektors V 1 nach Fig. 2.

Fig. 6 zeigt derartige Vektoren, wie beispielsweise acht Vektoren V 0 bis V 7, die durch zwei Phasenströme IA und IB in Phasen A und B des Schrittmotors 6 gebildet werden. Von diesen Vektoren zeigen die vier durch die ausgezogenen Linien dargestellten geradzahligen Vektoren V 0, V 2, V 4 und V 6 die Stellungen für das Einschreiben der Servoinformationen gemäß Fig. 2 an, während die vier ungeradzahligen Vektoren V 1, V 3, V 5 und V 7 den Lagen der Spurmittellinien entsprechen. Hierbei ist angenommen, daß der Vektor V 1 der Bezugsspur T 0 entspricht. Die Stellung des Vektors V wird ständig fortge­ schrieben und in der Kopflage-Steuerschaltung 20 gespeichert, um der Treiberschaltung 7 ein richtiges Antriebssignal DS zuzuführen. Bei dem Schritt S 32 wird ermittelt, ob die Stel­ lung des gegenwärtig gespeicherten Vektors V gleich derjeni­ gen des der Bezugsspur entsprechenden Vektors V 1 ist oder nicht. Falls das Ermittlungsergebnis negativ ist, ist die gerade abgetastete Spur nicht die Bezugsspur, so daß das Programm zu dem Schritt S 34 fortschreitet. Falls andererseits das Ermittlungsergebnis positiv ist, schreitet das Programm zu einem Schritt S 33 weiter. Bei dem Schritt S 33 wird das Bezugsspursignal ZS auf den die Bezugsspur anzeigenden logi­ schen Wert "1" geschaltet und aus der Diskriminatorschaltung 30 ausgegeben.

Nachdem auf diese Weise die Steuerung für die Diskriminator­ schaltung 30 im wesentlichen abgeschlossen ist, beginnt die Steuerung der Funktion der Kopflage-Steuerschaltung 20. Bei einem ersten Schritt, nämlich einem Schritt S 35 wird der Zusammenhang zwischen dem Zählwert Ca und einem Teil-Schwel­ lenwert ℓ ermittelt. Dies dient zur Beurteilung, ob die Schreibfrequenz für die den Zählwert Ca hervorrufenden Servo­ informationen hoch ist oder nicht. Hierbei wird der Teil- Schwellenwert ℓ auf einen Wert zwischen dem minimalen Zähl­ wert für die mit der hohen Frequenz eingeschriebenen Servoin­ formationen und dem maximalen Zählwert für die mit der nied­ rigen Frequenz eingeschriebenen Servoinformationen festge­ legt. Dadurch kann die Auswertung vorgenommen werden. Theore­ tisch könnte jedoch eine derartige Einstellung unmöglich werden, wenn das Ausmaß der Spurabweichung des Kopfes einen sehr hohen Wert hat. Tatsächlich hat jedoch das Spurabwei­ chungsausmaß immer einen kleinen Wert, so daß die vorstehend genannte Einstellung praktisch möglich und ausreichend ist. Wenn der Zählwert Ca größer als ein solcher Teil-Schwellen­ wert ℓ ist, bedeutet dies, daß die Schreibfrequenz für die Servoinformationen hoch ist. Daher wird nur in diesem Fall der Zählwert Ca bei einem nachfolgenden Schritt S 36 dadurch korrigiert, daß der Zählwert Ca durch die vorangehend genann­ te Konstante k (= Bezugsspur-Frequenz/Normalspur-Frequenz) von beispielsweise k = 2 dividiert wird. In Schritten S 37 und S 38 erfolgt eine gleichartige Korrektur für den anderen Zählwert Cb. Nach dem Abschluß der notwendigen Korrektur der beiden Zählwerte Ca und Cb gemäß der vorangehenden Ausführungen wird bei einem Schritt S 39 ein Spurabweichungsgrößen-Signalwert OT berechnet, der aus der Differenz Ca-Cb zwischen den Zähl­ werten Ca und Cb ermittelt wird. Dieser Signalwert OT für das Spurabweichungsausmaß kann als Grundlage für die Korrektur der Kopflage mittels der Kopflage-Steuerschaltung 20 benutzt werden. Entsprechend diesem Signalwert OT erzeugt die Kopfla­ ge-Steuerschaltung 20 das Antriebssignal DS, das der Treiber­ schaltung 7 zugeführt wird, um den Kopf in die richtige Lage an der Spur zu bringen.

Für das System besteht keine Einschränkung auf die vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiele, sondern es kann auch in anderer Weise gestaltet werden. Es ist nicht erforderlich, daß wie bei den Ausführungsbeispielen die Ser­ voinformationen hinsichtlich der Bezugsspur mit der von der Frequenz für die gewöhnliche Spur unterschiedlichen Schreib­ frequenz in mehrere Bereiche über mehrere Spuren aufgezeich­ net werden. Es genügt, wenn die Servoinformationen nur in den Servoinformations-Schreibbereichen für die Bezugsspur aufge­ zeichnet werden. Alternativ können die Servoinformationen in nur einem Bereich aufgezeichnet werden. Ferner muß nicht nur eine Bezugsspur vorgesehen werden. Beispielsweise können als Bezugsspur zwei Spuren wie die äußerste und die innerste Spur benutzt werden. Darüber hinaus können die Servoinformationen derart angeordnet werden, daß eine Wiederholungsfolge einfa­ cher Impulse nur in einem Teil der Servoinformationen aufge­ zeichnet wird. In diesem Fall kann der Inhalt der Servoinfor­ mationen funktionell in zwei Bereiche aufgeteilt werden, nämlich einem Bereich für die Bezugsspurerfassung und einen Bereich für die Ermittlung einer Spurabweichung. Die in Fig. 5 dargestellten Funktionsschritte und/oder Bewertungskrite­ rien der Diskriminatorschaltung 30 sind nicht auf die bei den Ausführungsbeispielen angegebenen beschränkt. Sie können auf geeignete Weise abgewandelt und entsprechend den Anwendungszwecken oder Leistungs­ bedingungen der Plattenspeichereinheit ausgeführt werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Servoinformationsmuster einer Frequenzmodulation unterzogen, jedoch können Servoinformationen in anderen Formen einschließlich einer Impulscodemodulation eines besonderen Musters oder einer Impulsbreitenmodulation angewandt werden. D. h., es ist ausreichend, wenn zumindest in einem Teil der einer Bezugsspur zugeordneten Servoinformationen die Informa­ tionen für die Erkennung der Bezugsspur in einer Form vorge­ sehen sind, die sich von derjenigen der Servoinformationen für die restlichen gewöhnlichen Spuren unterscheidet.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung kann allein durch das Aufzeichnen eines einfachen Musters der Servoinformationen für die Bezugsspur mit einer Schreibfrequenz, die sich von derjenigen für die gewöhnliche Spur unterscheidet, die Be­ zugsspur aus dem mit dem Kopf ausgelesenen Lesesignal für die Servoinformationen erfaßt werden. Dadurch ist es ermöglicht, die Bezugsspur auf sehr einfache Weise ohne einen besonderen Sensor und eine hieran angeschlossene Schaltung zu erfassen.

Daher kann für die Gestaltung des Erfassungssystems bzw. die Ausführung des Erfassungsverfahrens eine herkömmliche Plat­ tenspeichereinheit ohne irgendwelche Änderung des Schaltungs­ aufbaus verwendet werden. Hinsichtlich der Programmgestaltung ist es ausreichend, daß zu einem herkömmlichen Programm ein Programm mit nur einigen wenigen Schritten hinzugefügt wird. Infolgedessen ist die zusätzliche Programmbelastung vernach­ lässigbar gering, so daß bei der Plattenspeichereinheit gemäß den Ausführungsbeispielen die Ausführungszeit im wesentlichen die gleiche wie bei einer herkömmlichen Plattenspeicherein­ heit ist.

Auf diese Weise werden mit dem System die Kosten einer Plattenspeichereinheit gesenkt und es wird auch der Prozeß zur Herstellung der Plattenspeichereinheit verein­ facht, so daß das System für die Massenproduk­ tion von Plattenspeichereinheiten zweckdienlich ist.

Claims (6)

1. System zum Erfassen einer Bezugsspur (T 0) auf einer Oberfläche einer Platte (1 A, 1 B), die in einer Platten­ speichereinheit drehend antreibbar ist und mehrere konzen­ trisch angeordnete Spuren aufweist, wobei Servoinformation zum Erfassen des Ausmaßes eines Spurversatzes der Position eines Lese/Schreibkopfes (3) zum Lesen/Schreiben von In­ formation auf der Oberfläche, bezogen auf die Spuren, auf der Oberfläche eingeschrieben ist und in Abhängigkeit von einer Plattendrehung ein Indeximpuls (IDX) erzeugt wird,
wobei die Servoinformation eine Mehrzahl von sich wiederholenden Mustern umfaßt, von denen jeweils zwei einer Spur entsprechen und die, bezogen auf die Mittel­ linie jeder Spur, gegeneinander versetzt sowie auch in Umfangsrichtung der Spur gegeneinander versetzt sind, und
die der Bezugsspur (T 0) entsprechende Servoinforma­ tion (S₀, S₁) mit einer Frequenz eingeschrieben ist, die sich von der Frequenz unterscheidet, die der den übrigen Spuren entsprechenden Servoinformation zugeordnet ist,
mit einer Kopfposition-Steuereinrichtung (20) zum Steuern der Position des Lese/Schreibkopfes (3),
mit einer den Indeximpuls (IDX) empfangenden Dreieck­ wellen-Generatoreinrichtung (11) zum Erzeugen eines Drei­ eckwellensignals (TS), das linear innerhalb eines Zeitin­ tervalls, das der Breite des Bereichs entspricht, in dem die Servoinformation eingeschrieben ist, ansteigt und abfällt und einen Spitzenwert in der Mitte dieses Bereichs besitzt,
mit einer Vergleichereinrichtung (12) zum Vergleichen des Dreieckwellensignals (TS) mit einem durch den Lese/Schreibkopf (3) ausgelesenen Auslesesignal (RS),
mit einer Zähleinrichtung (15 a, 15 b) zum Zählen der Anzahl der von der Vergleichereinrichtung (12) innerhalb eines Anstiegszeitintervalls, während dem das Dreieckwel­ lensignal (TS) ansteigt, und eines Abfall-Zeitintervalls, während dem das Dreieckwellensignal (TS) abfällt, erzeug­ ten Impulse, um entsprechende Zählwerte (Ca, Cb) zu erzie­ len, und
mit einer Diskriminatoreinrichtung (30) zum Verglei­ chen der Summe (Ca + Cb) der Zählwerte (Ca, Cb) der Zähl­ einrichtung (15 a, 15 b) mit einem vorbestimmten Wert (L) zur Erkennung der Bezugsspur (T 0),
wobei die Kopfposition-Steuereinrichtung (20) das Ausmaß des Spurversatzes der Position des Lese/Schreibkopfes (3) bezüglich der Spur-Mittellinie in Übereinstimmung mit einer Differenz zwischen den Zählwer­ ten (Ca, Cb) der Zähleinrichtung (15 a, 15 b) zur Korrektur der Position des Lese/Schreibkopfes (3) erfaßt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der der Bezugsspur (T 0) entsprechenden Servoin­ formation (S₀, S₁) k-mal so hoch wie diejenige der den übrigen Spuren entsprechenden Servoinformation ist, wobei k größer als "1" ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoinformation (S) in der Weise eingeschrieben ist, daß sie die Spur (T) an einem Teil unterbricht, und daß die Mitte eines Bereiches, in dem die Servoinformation eingeschrieben ist, in bezug auf die Mitte der Spur um ungefähr die Hälfte eines Teilungsabstandes zwischen den Spuren versetzt ist, wobei die jeweilige Servoinformation derart in den Bereich eingeschrieben ist, daß der Bereich zwischen zwei benachbarten Spuren abwechselnd in der Spurrichtung versetzt ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bezugsspur (T 0) die äußerste Spur der Platte (1) ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bezugsspur (10) die äußerste und die innerste Spur der Platte (1) ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der Bezugsspur (T 0) entsprechende Servoinformation abgesondert in einem Teil der den übrigen Spuren entsprechenden Servoinformation angeordnet ist.