DE68912542T2

DE68912542T2 - Impulsgenerator mit einem auf dem Rotor eines Motors vorgesehenen Muster.

Info

Publication number: DE68912542T2
Application number: DE68912542T
Authority: DE
Inventors: Seiji Fukunaga; Takashi Nakamura; Hiroyuki Ono
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2009-11-28
Also published as: EP0373131B1; DE68912542D1; JPH0721929B2; JPH02156467A; US4978847A; EP0373131A3; EP0373131A2

Description

A. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgenerator, der ein optisches oder magnetisches Muster umfaßt, welches auf dem Rotor eines Motors vorhanden ist, einen Sensor, der die Bewegung des Musters aufgrund der Rotation des Motors registriert, und der entsprechend der Rotation des Motors ausgehend vom Ausgang des Sensors und insbesondere entsprechend eines Sektorgrenz-Signalgenerators für eine Platte wie beispielsweise eine magnetische Speicherplatte Impulse erzeugt.

B. Stand der Technik

Die veröffentlichte nicht untersuchte Patentanmeldung (PUPA) Nr. 59-154630 (154630/84) beschreibt, daß ein optisches Speichermedium, auf dem aufgezeichnete Taktimpulssignale gespeichert sind, in einer frei austauschbaren Weise auf einer rotierenden Welle angebracht ist, an der ein magnetisches Speichermedium befestigt ist; die Oberfläche des Speichermediums wird durch eine Kombination aus Lichtquelle und optischem Sensor gelesen, um Taktimpulse zu erzeugen.
Gemäß diesem Verfahren können Signale entsprechend der Rotationseigenschaften, daß heißt Jaul- und Wiminerkomponenten, eines Motors zum Antrieb der Rotationswelle erzielt werden.

C. Die durch die Erfindung zu lösenden Probleme

Wenn jedoch im optischen Sensor ein Fehler auftritt oder wenn im optischen Speichermedium ein Aufzeichnungs- oder Befestigungsfehler bei Anwendung auf dem oben angeführten bisherigen Stand der Technik auftritt, kann vom optischen Sensor irrtümlicherweise ein Signal abgegeben werden. Es ist nicht vorgesehen, für Servo-Schreiboperationen auf diesen Signalen Sektorgrenzsignale zu erzeugen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Impulsgenerators, der in der Lage ist, entsprechend den Rotationseigenschaften Impulse zu erzeugen, das heißt Jaul- und Wiminerkomponenten eines Motors selbst bei Sensorfehlern oder Musterfehlern (einschließlich Musterbefestigungsfehler), wenn auf einem Rotor eines Motors ein optisches oder magnetisches Muster vorhanden ist, und eine Bewegung des Musters aufgrund einer Rotation des Motors über einen Sensor festgestellt wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Sektorgrenz-Signalgenerator bereitzustellen, der in der Lage ist, lediglich die Rotationseigenschaften, das heißt die Jaul- und Wimmerkomponenten, eines Motors zu berücksichtigen, der zum Antrieb einer Platte wie beispielsweise einer magnetischen Platte dient, indem Sensorfehler und Musterfehler einschließlich Mustereinstellungsfehler auch bei Vorhandensein dieser Fehler ausgeschaltet werden.

D. Mittel zur Lösung dieser Probleme

Die vorliegende Erfindung wird in den beiliegenden Ansprüchen definiert.
Die Erfindung beruht auf zwei Grundsätzen: der eine besteht darin, daß die Jaulkomponente eines Motors über ein erstes Frequenzband verteilt wird, welches beispielsweise von 2 Hz bis 6 Hz reicht, die Wimmerkomponente des Motors und Musterfehler über ein zweites Frequenzband verteilt werden, welches beispielsweise von 10 Hz bis 300 Hz reicht, und Musterfehler und Sensorfehler über ein drittes Frequenz band verteilt werden, welches 300 Hz überschreitet; der andere besteht darin, daß die Musterfehler eine Periodizität aufweisen, während die Sensorfehler eine Irregularität aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Sensorfehlerkomponente, die Musterfehlerkomponente und die Motorwimmerkomponente vom Ausgang des Sensors beseitigt, die Jaulkomponente des Motors wird belassen, und es werden anhand eines ersten Impulsgeneratormittels, bestehend aus einem PLL-Kreis mit seinen Niedrigfrequenz-Paßeigenschaften, erste Impulse mit einer Frequenz von beispielsweise 1620 Hz erzeugt, bei denen eine Eckfrequenz von beispielsweise 10 Hz vorhanden ist. Die Fehlerkomponente des Sensors und die höhere Frequenz-Fehlerkomponente des Musters werden vom Ausgang des Sensors entfernt, die niedrigere Frequenz-Fehlerkomponente des Musters sowie die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors hingegen werden belassen, und es werden durch ein zweites impulserzeugendes Mittel, bestehend aus einem PLL-Kreis mit seinen Niedrigfrequenz-Paßeigenschaften und mit einer Eckfrequenz von beispielsweise 300 Hz, zweite Impulse mit einer höheren Frequenz (beispielsweise 1.05 MHz) als die ersten Impulse in Synchronisation mit lediglich den obigen verbleibenden Komponenten erzeugt. Die zweiten Impulse, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Impulsen auftreten, werden gezählt. Jeder Zählwert wird bei jeder ersten Impulsperiode gespeichert. Der gespeicherte Zählwert wird gelesen und es wird ein Impuls erzeugt, wenn dieselbe Anzahl des zweiten Pulses, der aufgrund der Rotation jenes Teils des Musters, der mit dem Zählwert übereinstimmt, erzeugt und als gelesener Zählwert gezählt wird.
Wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Plattensektor-Grenzsignalgenerator konstruiert, dann dienen die ersten Impulse als Sektorgrenz-Referenzimpulse, die zweiten Impulse dienen als Impulse, die einen Musterfehler enthalten; jede Periode eines ersten Impulses entspricht jedem Sektor, und die schließlich erzeugten Impulse dienen als Sektorgrenzsignal.
In einem Experiment wurde festgestellt, daß dieses Muster ausreichend präzise aufgebaut werden muß, damit ein Sensorausgang mit einer zehnfachen Frequenz der Wimmerkomponente des Motors gewährleistet ist, wenn das Muster mit dem Motor rotiert. Wird ein weniger präzises Muster verwendet, um einen Sensorausgang mit einer niedrigeren Frequenz als der obigen bereitzustellen, dann kann der Sektorgrenz-Signalgenerator nicht den Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors folgen.

E. Vorteile der Erfindung

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, können durch die vorliegende Erfindung Sensorfehlerkomponenten und Musterfehlerkomponenten ausgeschaltet werden; darüber hinaus können Impulssignale wie beispielsweise Sektorgrenzsignale erzeugt werden, die den Jaul- und Wimmerkomponenten eines Motors folgen.

F. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Blockdiagramm des Sektorgrenz-Signalgenerators, das hier als Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Figur 2 ist eine Musteransicht eines Labels mit einem optischen Muster.
Figur 3 ist eine beschreibende Ansicht des Anordnungsfehlers des optischen Labels, der zur Fehlerkomponente des optischen Musters führt.
Figur 4 ist eine grafische Darstellung der Frequenzverteilung jeder Komponente, die zu Abweichungen im Ausgang des optischen Sensors führt.
Figur 5 ist eine grafische Darstellung von Abweichungen in der Rotationsgeschwindigkeit des Motors, die auf die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors zurückzuführen sind.
Figur 6 ist eine graf ische Darstellung des Ausgangs des Fehlergenerators des optischen Musters bezüglich der Rotationsfrequenzen.
Figur 7 ist ein Zeitdiagramm der Operationen des in Figur 1 dargestellten Sektorgrenz-Signalgenerators.
Figur 8 ist ein Blockdiagramm eines Konstruktionsbeispiels des in Figur 1 dargestellten Sektorgrenz-Referenzgenerators.
Figur 9 ist ein Blockdiagramm eines Konstruktionsbeispiels des in Figur 1 dargestellten optischen Musterfehlergenerators.

G. Ausführungen

Figur 1 zeigt einen Sektorgrenz-Signalgenerator einer magnetischen Platte als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wir betrachten nun Figur 1. Gezeigt wird ein Label 8 mit einem optischen Muster, das auf einem Rotor 6 eines Spindelmotors angebracht ist, der eine magnetische Platte 2 antreibt. Die schwarzen Muster 8a und die weißen Muster 8b, die sich in radialer Richtung erstrecken, werden abwechselnd über das Label 8 des optischen Musters gedruckt. Von einer Lichtquelle 10 wird Licht strahlenförmig auf das Label 8 des optischen Musters ausgesendet. Licht, das vom Label 8 des optischen Musters reflektiert wird, wird zu einem optischen Sensor 12 geleitet.
Entsprechend gilt, je höher die Geschwindigkeit des Motors 4 ist, desto höher ist die Frequenz der vom optischen Sensor 12 erzeugten Impulse, und je niedriger die Geschwindigkeit des Motors 4 ist, desto niedriger ist die Frequenz der Impulse, die der optische Sensor 12 ausgibt. Das heißt, die vom optischen Sensor 12 ausgegebenen Impulse stellen die Rotationseigenschaften des Motors 4 dar und umfassen somit die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4. Die Anzahl der schwarzen Muster 8a und der weißen Muster 8b in der Umfangsrichtung auf dem Label 8 werden bestimmt, so daß der Sensor 12 einen Ausgang mit einer Frequenz von mindestens der zehnfachen Frequenz der Wimmerkomponente des Motors 4 erstellt, wenn das Label 8 mit dem Motor 4 rotiert. Der Ausgang des Sensors 12 kann auf diese Weise den Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4 folgen. Bei einem Motor, der mit einer Rotationsgeschwindigkeit von beispielsweise 60 Zyklen pro Minute läuft, ist ein schwarzes Muster aus 100 Streifen angemessen. Figur 2 zeigt ein Beispiel des optischen Musters, wobei 112 schwarze Muster in Umfangsrichtung gezeichnet sind.
Zwar ist es ideal, wenn die Ausgangsimpulse des optischen Sensors 12 lediglich die Rotationseigenschaften des Motors 4 einschließlich der Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4 zeigen, jedoch können Fälle auftreten, in denen der Mittelpunkt 8c des Labels 8 des optischen Musters nicht mit dem Mittelpunkt 6c des Rotors 6 des Motors 4 übereinstimmt, oder in denen auf dem Label 8 des optischen Musters ein Druckfehler auftritt; in diesen Fällen würde der Ausgang des optischen Sensors 12 einige optische Musterfehler mit einschließen. Ebenso würde eine Fehlfunktion des optischen Sensors 12 im Ausgang des optischen Sensors 12 zu einem Fehler des optischen Sensors führen.
Figur 4 zeigt, daß die Frequenzverteilung jeder Komponente eine mögliche Ursache für Schwankungen im Ausgang des optischen Sensors 12 ist. Die erste Schwankungskomponente 32 ist die Jaulkomponente des Motors 4, die über dem Frequenzband zwischen 2 Hz und 6 Hz verteilt wird. Die Jaulkomponente des Motors 4 tritt unregelmäßig auf. Die zweite Schwankungskomponente 34 besteht aus der Wimmerkomponente des Motors 4 und der Fehlerkomponente des optischen Musters des Labels 8 des optischen Musters, die über dem Frequenzband zwischen 10 Hz und 300 Hz verteilt wird. Die Wimmerkomponente des Motors 4 tritt unregelmäßig auf, während die Fehlerkomponente des optischen Musters periodisch auftritt. Die dritte Schwankungs komponente 36 besteht aus der Fehlerkomponente des optischen Musters des Labels 8 des optischen Musters und der Fehlerkomponente des optischen Sensors 12, die über einem Frequenzband von mehr als 300 Hz verteilt wird. Die Fehlerkomponente des optischen Musters tritt periodisch auf, während die optische Fehlerkomponente unregelmäßig auftritt.
Figur 5 zeigt Schwankungen in der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 4, die auf das Jaulen und Wimmern des Motors 4 zurückzuführen sind. Wenn man in Figur 5 von der Annahme ausgeht, daß die durchschnittliche Rotationsgeschwindigkeit des Motors 4 gleich N rad/s ist, stellt das Jaulen eine langsamere Rotationsschwankung dar, was zwischen einigen Umdrehungen und einigen zehn Umdrehungen des Motors 4 beobachtet wurde, während das Wimmern eine schnellere Schwankung darstellt, die in einer Umdrehung des Motors 4 stattfindet. Wie oben bereits beschrieben wurde, sind das Jaulen und das Winmmern aperiodisch.
Der in Figur 1 dargestellte Sektorgrenz-Signalgenerator ist so ausgelegt, daß er Sektorgrenzsignale einschließlich der Jaulund Wimmerkomponenten des Motors 4, jedoch weder die Fehlerkomponente des optischen Musters noch die Fehlerkomponente des optischen Sensors erzeugt. Der Sektorgrenz-Referenzgenerator 14, der aus einem PLL-Kreis mit den Niedrigpaß-Frequenzeigenschaften einer 10 Hz-Eckfrequenz besteht, erzeugt 1620-Hz Sektorgrenz-Referenzimpulse, die mit der einzigen Jaulkomponente des Motors 4 synchron sind, indem vom Ausgang des optischen Sensors 12 die Fehlerkomponente des Sensors entfernt wird, das heißt, die dritte Schwankungskomponente 36 des in Figur 3 dargestellten optischen Sensors, die Fehlerkomponente des optischen Musters, das heißt, die zweite und dritte Schwankungskomponente 34 und 36 des in Figur 3 dargestellten optischen Sensors, und die Wimmerkomponente des Motors, das heißt, die zweite Schwankungskomponente 34 des in Figur 3 dargestellten optischen Sensors, wobei die Jaulkomponente des Motors 4, das heißt, die erste Schwankungskomponente 32, die in Figur 3 dargestellt ist, unausgeschaltet bleibt.
Der Fehlergenerator 16 des optischen Musters, der aus einem PLL-Kreis mit einer Niedrigpaßeigenschaft von 300 Hz Eckfrequenz besteht, entfernt vom Ausgang des optischen Sensors 12 die Fehlerkomponente des Sensors und die höhere Frequenzfehlerkomponente des optischen Musters, das heißt, die dritte Schwankungskomponente 36 des in Figur 4 dargestellten optischen Sensors; die niedrigere Frequenzfehlerkomponente des optischen Musters und die Wimmerkomponente des Motors 4 bleiben unausgeschaltet, das heißt, die zweite Schwankungskomponente 34 des in Figur 4 dargestellten optischen Sensors, und die Jaulkomponente des Motors 4-, das heißt, die erste Schwankungskomponente 32 des in Figur 4 dargestellten optischen Sensors; und erzeugt so ein 1,05-MHz optisches Muster, das fehlerhaltige Impulse enthält, die lediglich mit diesen restlichen Komponenten synchron sind, das heißt, die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4 und die Fehlerkomponente niedrigerer Frequenz des optischen Musters.
Figur 6 zeigt ein Beispiel für den Ausgang des Fehlergenerators 16 des optischen Musters bezüglich der Umdrehungszahl. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist der Ausgang des Fehlergenerators 16 des optischen Musters gleich der Summe der aperiodischen Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4 und einer bestimmten periodischen Fehlerkomponente des optischen Musters.
Der erste Gegenlogikkreis 18 wird durch ein Startsignal in Betrieb gesetzt, das dann ausgegeben wird, wenn die magnetische Platte 2 an ihrer Ausgangsposition startet, den Ausgang vom Sektorgrenz-Referenzgenerator 14 und den Ausgang des Fehlergenerators 16 des optischen Musters empfängt und die in den Fehlerkomponenten des optischen Musters enthaltenen Impulse zählt, die vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters im Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sektorgrenz-Referenzimpulsen ausgegeben werden. Präzise ausgedrückt heißt das, der erste Gegenlogikkreis 18 empfängt einen ersten Sektorgrenz-Referenzimpuls vom Sektorgrenz-Referenzgenerator 14, der logische Kreis 18 gibt ein Signal aus, welches den ersten Sektor zur Adreßleitung 18A anzeigt, und beginnt mit der Zählung der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse. Wenn der Kreis 18 vom Sektorgrenz-Referenzgenerator 14 einen zweiten Sektorreferenzimpuls empfängt, beendet der Kreis 18 die Zählung der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse und sendet den resultierenden Zählwert an die Datenleitung 18 D. Dann schaltet der erste Gegenlogikkreis 18 das Signal zur Adreßleitung 18A und zwar vom Signal, das den ersten Sektor angibt, zum Signal, das den zweiten Sektor angibt, und nimmt die Zählung der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse wieder auf. Wenn der Kreis 18 vom Sektorgrenzgenerator 14 einen dritten Sektorreferenzimpuls empfängt, beendet der Kreis 18 die Zählung der in der Fehlerkomponente des optischen Impulses enthaltenen Impulse und sendet den resultierenden Zählwert zur Datenleitung 18D. Der erste Gegenlogikkreis 18 wiederholt diese Zähloperationen bis zum letzten Sektor und sendet die resultierenden Zählwerte der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse für die entsprechenden Sektoren zusammen mit ihren relevanten Daten bezüglich dieser Sektoren durch die Daten leitungen 18D und 18A in dem beliebigen Zugriffsspeicher 20. Auf diese Weise enthält der Speicher 20 lediglich einen bestimmten Wert, der die Jaul- und Wimmerkomponenten sowie die niedrigeren Frequenzfehlerkomponenten des optischen Musters abzüglich der Jaulkomponente des Motors 4 angibt, das heißt, einen Wert, der lediglich die Wimmerkomponente des Motors 4 und die niedrigere Frequenzfehlerkomponente des optischen Musters wiedergibt.
Die Anzahl der Sektoren kann beispielsweise 27 betragen; der Zählwert der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse kann beispielsweise 648 betragen, sofern kein optischer Musterfehler vorhanden ist, oder aber ansonsten beispielsweise ein Wert zwischen 640 und 655, wenn ein optischer Musterfehler vorhanden ist.
Wenn der Speicher 20 von außerhalb einen Schreibbefehl erhält, empfängt der beliebige Zugriffsspeicher 20 Signale, die einen bestimmten Sektor und den Zählwert der im optischen Musterfehler enthaltenen Impulse vom ersten Gegenlogikkreis 18 durch die Adreßleitung 18A und die Datenleitung 18D angeben, und speichert an jedem Sektor den Zählwert der entsprechenden im optischen Musterfehler enthaltenen Impulse. Wenn der Zählwert der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse für alle Sektoren gespeichert wurden, beispielsweise 27 Sektoren, wird von außerhalb anstatt eines Schreibbefehls ein Lesebefehl an den beliebigen Zugriffsspeicher 20 abgegeben.
Der zweite Gegenlogikkreis 22 beginnt seine Operation mit einem Startsignal, welches dann abgegeben wird, wenn sich die magnetische Platte 2 von ihrer Ausgangsposition wegbewegt, gibt ein Signal aus, welches den ersten Sektor durch die Adreßleitung 22A zum beliebigen Zugriffsspeicher 20 anzeigt, und liest den Zählwert der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse für den ersten Sektor, der im Speicher 20 gespeichert ist, und führt für sich selbst eine Voreinstellung auf diese Zählung durch. Dann wird der Zählwert des zweiten Gegenlogikkreises 22 jedesmal, wenn ein in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltener Impuls ankommt, verringert; dieser Impuls wird vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters aufgrund einer Rotation des Teils des optischen Musters 8, der mit dem ersten Sektor der magnetischen Platte 2 übereinstimmt, erzeugt; anschließend wird ein Sektorgrenzsignal ausgegeben, das die Grenze zwischen dem ersten Sektor und dem zweiten Sektor angibt, wenn der Zählwert des Kreises 22 Null erreicht.
Wie oben ausgeführt wurde, enthalten die in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse normalerweise nicht nur die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4, sondern auch eine bestimmte Fehlerkomponente des optischen Musters. Da die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4 unregelmäßig auftreten, während die Fehlerkomponente des optischen Musters eine Periodizität aufweist, kann die Fehlerkomponente des optischen Musters aus dem Sektorgrenzsignal eliminiert werden, wenn Sektorgrenzsignale durch Zählung der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse, die vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters aufgrund einer neuen Rotation des Teils des optischen Musters 8, der mit dem ersten Sektor der magnetischen Platte 2 übereinstimmt, erzeugt werden, durch die Anzahl der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse, die vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters aufgrund der letzten Rotation des Teils des optischen Musters 8, der mit dem ersten Sektor der magnetischen Platte 2 übereinstimmt, erzeugt werden. Auch enthält der Ausgang des ersten Gegenlogikkreises 18, der im beliebigen Zugriffsspeicher 20 gespeichert ist, nicht nur einen optischen Musterfehler, sondern auch eine Wimmerkomponente. Da jedoch, wie in Figur 6 dargestellt, die Wimmerkomponente im Vergleich zum optischen Musterfehler sehr klein ist, ist es zulässig, die Wimmerkomponente im optischen Musterfehler, das heißt im Wiederholungsfehler, miteinzuschließen.
Wenn beispielsweise die Frequenz der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse aufgrund eines optischen Musterfehlers höher wird als im ersten Sektor, wird der Zählwert des ersten Gegenlogikkreises 18 inkrementiert. Der zweite Gegenlogikkreis 16 zählt jedoch die in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse mit derselben höheren Frequenz durch den Zählwert, der durch den ersten Gegenlogikkreis 18 gezählt wurde. Aus diesem Grund verkürzt sich die für die Zählung eines Impulses vom Kreis 16 benötigte Zeit und somit hat der optische Musterfehler keine Auswirkung auf die für die in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse im ersten Sektor benötigte Zeit. Daher umfaßt das Sektorgrenzsignal, das vom zweiten Gegenlogikkreis 16 abgegeben wird, die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors 4, enthält jedoch weder die Fehlerkomponente des optischen Musters noch die Fehlerkomponente des optischen Sensors.
Der zweite Gegenlogikkreis 22 gibt nach der Abgabe eines Signals, welches die Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Sektor anzeigt, ein Signal ab, das den zweiten Sektor zur Adreßleitung 22A anzeigt, liest den Zählwert der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse für den zweiten Sektor und führt für sich selbst damit eine Voreinstellung durch, dekrementiert jedesmal den Zählwert, wenn ein in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltener Impuls vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters aufgrund einer Rotation des Teils des optischen Musters 8, der mit dem zweiten Sektor der magnetischen Platte 2 übereinstimmt, ankommt, und erzeugt ein Sektorgrenzsignal, das die Grenze zwischen dem zweiten Sektor und dem dritten Sektor angibt.
In entsprechender Weise liest der zweite Gegenlogikkreis 22 aus dem beliebigen Zugriffsspeicher 20 den Zählwert der in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse für jeden Sektor, zählt die in der Fehlerkomponente des optischen Musters enthaltenen Impulse, die vom optischen Fehlermustergenerator 16 erzeugt werden, aufgrund einer Rotation des Teils des optischen Musters 8, der mit dem vom oben gelesenen Zählwert verarbeiteten Sektor übereinstimmt, erzeugt jedes Sektorgrenzsignal, gibt alle Sektorgrenzsignale aus und beendet die Operation.
Figur 7 ist ein Zeitdiagramm der in Figur 1 dargestellten Operation des Sektorgrenz-Signalgenerators, wenn im Motor 4 ein Wimmern und im optischen Muster ein Fehler vorhanden ist. Wir gehen hier von folgenden Bedingungen aus: die Frequenz der Pulse vom optischen Sensor 12 und des Fehlergenerators 16 des optischen Musters werden niedriger, weil im ersten Sektor ein optischer Musterfehler auftritt; im zweiten Sektor treten weder ein optischer Musterfehler noch ein Wimmern im Motor 4 auf, die Frequenzen der Pulse vom optischen Sensor 12 und vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters zeigen jeweils einen Nennwert an und die Periode dieser Impulse ist innerhalb des Sektors konstant; aufgrund der Tatsache, daß im dritten Sektor derselbe optische Musterfehler vorhanden ist wie im ersten Sektor, werden die Frequenzen der Impulse vom optischen Sensor 12 und vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters niedriger, und die Periode dieser Ausgangsimpulse variiert, weil im Motor 4 eine Wimmerkomponente vorhanden ist.
Da sich im ersten Sektor ein optischer Musterfehler befindet, ist die Zählung, die vom ersten Gegenlogikkreis 18 ausgegeben wird, gleich 640; dies ist kleiner als der Gegenwert 648, der im zweiten Sektor ausgegeben wird, der frei von jeglichen optischen Musterfehlern ist. Da jedoch der optische Musterfehler eine Periodizität aufweist, stimmen das Pulsmuster, das vom optischen Sensor 12 ausgegeben wird, und des Fehlergenerators 16 des optischen Musters im ersten und zweiten Sektor während einer bestimmten Rotation der magnetischen Platte 2 mit dem Pulsmuster, welches der optische Sensor 12 und der Fehlergenerator 16 des optischen Musters im ersten und im zweiten Sektor während einer weiteren Rotation der magnetischen Platte 2 ausgeben, überein, sofern im Motor 4 kein Wimmern auftritt. Die Periode der im ersten Sektor durch den Fehlergenerator 16 des optischen Musters ausgegebenen Impulse ist stets 648/640 mal der Periode der Impulse, die im zweiten Sektor durch den Fehlergenerator 16 des optischen Musters ausgegeben werden. Entsprechend ist die benötigte Zeit für den zweiten Gegenlogikkreis 22 zur Zählung der Ausgangsimpulse des Fehlergenerators 16 des optischen Musters im ersten Sektor während einer bestimmten Rotation der magnetischen Platte 2 durch den Zählwert des Ausgangsimpulses vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters im ersten Sektor während der vorherigen Rotation der magnetischen Platte 2 dieselbe wie die Zeit, die für den zweiten Gegenlogikkreis 22 zur Zählung der Ausgangsimpulse vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters im zweiten Sektor während einer bestimmten Rotation der magnetischen Platte 2 durch den Zählwert der Ausgangsimpulse vom Fehlergenerator 16 des optischen Musters im zweiten Sektor während der vorherigen Rotation der magnetischen Platte 2 benötigt wird. (Im Beispiel von Figur 4 beträgt die Dauer 617 Mikrosekunden.) Der optische Musterfehler ist somit ausgeschaltet.
Im dritten Sektor tritt nicht nur ein optischer Musterfehler, sondern auch ein Wimmern im Motor 4 auf. Jeder optische Musterfehler dieser Art könnte aufgrund seiner Periodizität auf einfache Weise ausgeschaltet werden, wie dies oben beschrieben wurde, während aufgrund der Unregelmäßigkeit des Wimmerns des Motors 4 die Zählzeit des zweiten Gegenlogikkreises 22 je nach Status des Wimmerns variiert. In Figur 7 ist ein Fall dargestellt, in dem der zweite Gegenlogikkreis 22 für die Erzeugung eines Sektorgrenzsignals aufgrund des Wimmerns des Motors 4 eine relativ lange Dauer, nämlich 618 Mikrosekunden, benötigt.
Figur 8 zeigt ein Beispiel einer spezifischen Struktur des Sektorgrenz-Referenzgenerators 14, der aus einem PLL-Kreis besteht. In Figur 8 vergleicht ein Phasenkomparator 54 den Ausgang des optischen Sensors 12 auf einer Leitung 13 und einen Halbfrequenzteiler 52 mit dem Ausgang eines Halbfrequenzteilers 64 eines Feedback-Kreises bezüglich ihrer Phasen durch ausschließliche ODER-Schaltung des Ausgangs des Sensors 12 und des Ausgangs des Halbfrequenzteilers 64 und gibt die Phasendifferenz zwischen den obigen beiden Ausgängen an einen Tiefpaßfilter 56 aus. Der Tiefpaßfilter 56, der eine Eckfrequenz von 10 Hz aufweist, glättet den Ausgang des Phasenkomparators 54 und sendet den resultierenden Ausgang an einen Spannungsregeloszillator 58. Der Spannungsregeloszillator 58 ändert seine Frequenz gemäß den Ausgangsspannungen des Tiefpaßfilters 56. Die Eckfrequenz des Tiefpaßfilters 56 entspricht dieser Glättung: das heißt, je höher die Eckfrequenz wird, desto niedriger ist die Glättung. Die Eckfrequenz des Filters 56 ändert die Ausgangsfrequenzen des Spannungsregeloszillators 58. Der Ausgang des Spannungsregeloszillators 58 wird durch einen 1/N&sub1;&sub0; Frequenzteiler 60 und einen 1/N&sub1;&sub1; Frequenzteiler 62, von denen jeder aus einem Schleifenzähler besteht, frequenzgeteilt und anschließend durch den Halbteiler 64 zurück zum Phasenkomparator 54 geleitet.
Unter der Voraussetzung N&sub1;=N&sub1;&sub0;xN&sub1;&sub1; ist die zentrale Ausgangsfrequenz des Spannungsregeloszillators 58 N1 mal so hoch wie die des optischen Sensors 12. Entsprechend gilt, daß, wenn die Eckfrequenz des Niedrigband-Paßfilters 56 beispielsweise auf 10 Hz eingestellt wird, so daß der Filter 56 nur das Frequenzband passiert, das die Jaulkomponente des Motors abdeckt, Schwankungen in der Oszillationsfrequenz des Spannungsregeloszillators 58 nur die Jaulkomponente der Schwankungen des optischen Sensors 12 wiedergeben. Die Halbteiler 52 und 64 werden bereitgestellt, damit die beiden Eingänge an den Phasenkomparator 54 auf 50%iger Betriebsbereitschaft eingestellt werden können.
Figur 9 ist ein Beispiel einer spezifischen Konstruktion des Fehlergenerators 16 des optischen Musters, der aus einem PLL- Kreis besteht. In Figur 9 beziehen sich ein Halbfrequenzteiler 72, ein Phasenkomparator 74, ein Tiefpaßfilter 76, 9 Spannungsregeloszillator 78, ein 1/N&sub2;&sub0; Frequenzteiler 80, ein 1/N&sub2;&sub1; Frequenzteiler 82 und ein Halbfrequenzteiler 84 entsprechend auf den Halbteiler 52, den Phasenkomparator 54, den Tiefpaßfilter 56, den Spannungsregeloszillator 58, den 1/N&sub1;&sub0;- Teiler 60, den 1/N&sub1;&sub1;-Teiler 62 und den Halbteiler 64. Die Konstruktion in Figur 9 unterscheidet sich von der Konstruktion in Figur 8 lediglich darin, daß die Eckfrequenz des Tiefpaßfilters 76 in Figur 9 auf 100 Hz bis 300 Hz eingestellt ist, so daß der Filter 76 sowohl die Jaulkomponente als auch die Wimmerkomponente des Motors passiert, und daß sich die Frequenzteilungsverhältnisse N&sub2;&sub0; und N&sub2;&sub1; der Teiler 80 und 82 von den Frequenzteilungsverhältnisses N&sub1;&sub0; und N&sub1;&sub1; der Teiler 60 und 62 unterscheiden.
Zwar bestehen in der obigen Ausführung der Sektorgrenz-Referenzgenerator 14 und der Fehlergenerator 16 des optischen Musters aus PLL-Kreisen, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführung beschränkt; Frequenzmodulatoren und Frequenzdemodulatoren können ebenfalls verwendet werden, da eine Ausgangswelle vom Sensor als das Ergebnis einer Frequenzmodulation einer bestimmten Schwankungskomponente auf Trägern interpretiert werden könnte, die als Produkt aus einer Umdrehungszahl des Motors und der Anzahl an optischen Musterstreifen angegeben wird. Präzise ausgedrückt wird dieser Sensorausgang frequenzdemoduliert, seine Fehlerkomponente wird durch den oben erwähnten Tiefpaßfilter und den Speicher ausgeschaltet, und das resultierende Signal wird frequenzmoduliert, um Sektorgrenzsignale zu erzeugen; dies ist eine Funktion ähnlich den PLL-Kreisen. In anderen Worten, für den Sektorgrenz- Referenzgenerator 14 kann jede beliebige Konstruktion vorliegen, solange die folgenden Funktionen erfüllt werden können: bei Empfang des Ausgangs vom optischen Sensor 12 schaltet der Sektorgrenz-Referenzgenerator 14 in diesem Ausgang die Fehlerkomponente des optischen Sensors 12, die Fehlerkomponente des optischen Musters und die Wimmerkomponente des Motors aus, während die Jaulkomponente des Motors 4 nicht eliminiert wird, und erzeugt Impulse, die mit der Jaulkomponente mit einer Frequenz synchronisiert werden, die mit einer bestimmten Sektorzahl auf der magnetischen Platte 2 übereinstimmt. Entsprechend ist für den Fehlergenerator 16 des optischen Musters jede beliebige Konstruktion möglich, solange die folgenden Funktionen erfült werden können: bei Empfang des Ausgangs vom optischen Sensor 12 schaltet der Fehlergenerator 16 des optischen Musters in diesem Ausgang die Fehlerkomponente des optischen Sensors 12 und die höhere Freguenzfehlerkomponente des optischen Musters aus, während die niedrigere Frequenzfehlerkomponente des optischen Musters und die Wimmerund Jaulkomponenten des Motors nicht ausgeschaltet werden, und erzeugt Impulse mit einer Frequenz, die höher ist als die der Sektorgrenz-Referenzimpulse in Synchronisation mit den übrigen Komponenten.
Zwar bezieht sich die obige Ausführung auf magnetische Platten, doch ist sie auch auf andere Plattenarten, beispielsweise optische Platten, anwendbar.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung in ihrem Anwendungsbereich nicht auf die Erzeugung von Plattensektor- Grenzsignalen beschränkt, sondern kann auf vielfache Weise für Einrichtungen genutzt werden, mit denen durch einen optischen Sensor die Bewegung von optischen Mustern mit der Rotation eines Motors festgestellt wird, und die anhand der Ausgänge des Sensors entsprechend der Rotation des Motors Impulse erzeugen.
Außerdem sind diese Muster nicht auf Labels beschränkt, auf denen schwarze und weiße Streifen gedruckt werden, sondern es kann sich um beliebige Muster handeln, solange Signale geliefert werden, die die Rotation eines Motors angeben, beispielsweise magnetische Muster, deren Magnetisierungsstatus sich entlang des Umfangs abwechselnd umkehrt. Optische Sensoren können zum Lesen von magnetischen Mustern verwendet werden, die auf eine magnetische optische Platte geschrieben sind, während magnetische Sensoren normalerweise dazu verwendet werden, um magnetische Muster zu lesen. Es ist jedoch weniger umständlich und insbesondere kostengünstiger, an optischen Muster-Labels festzuhalten.

Claims

1. Ein Impulsgenerator, der ein Muster (8) enthält, das sich auf einem Rotor (4) eines Motors befindet und sich mit diesem Motor mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht, und ein Mustersensor (12), der die Bewegung dieses Musters aufgrund einer Rotation dieses Motors registriert, und der Impulse entsprechend den Rotationen des Motors aufgrund eines Ausgangs des Sensors erzeugt, bestehend aus:

dem genannten Muster, das so eingestellt ist, daß ein Ausgang mit einer Frequenz von nicht weniger als zehn mal der Frequenz einer Wimmerkomponente des Motors von diesem Sensor entwickelt wird, während das Muster mit dem Motor rotiert;

einem ersten pulserzeugenden Mittel (14) für den Empfang des Ausgangs des Sensors, zur Eliminierung einer Fehlerkomponente des Sensors in diesem Ausgang, einer Fehlerkomponente des Musters und der Wimmerkomponente des Motors mittels eines Tiefpaßfilters, während eine Jaulkomponente des Motors nicht eliminiert wird, um eine vorbestimmte Anzahl an Impulsen für jede volle Umdrehung des Rotors zu erzeugen, die eine vorbestimmte Frequenz aufweisen, die in Synchronisation nur mit der Jaulkomponente des Motors schwankt, wobei jedes Intervall zwischen zwei ersten Impulsen einem Sektor des Musters entspricht;

einem zweiten pulserzeugenden Mittel (16) für den Empfang des Ausgangs des Sensors, zur Eliminierung einer Fehlerkomponente des Sensors in diesem Ausgang mittels eines Tiefpaßfilters sowie zur Eliminierung einer höheren Frequenzfehlerkomponente dieses Musters, wobei eine niedrigere Fehlerfrequenzkomponente des Musters und die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors nicht eliminiert werden, um zweite Impulse zu erzeugen, deren Frequenz um einen vorbestimmten Anteil höher liegt als die Frequenz der ersten Impulse, die in Synchronisation mit der niedrigen Frequenzfehlerkomponente des Musters und den Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors die Schwankungen durchlaufen;

einem ersten Zählmittel (18) zur Zählung der zweiten Impulse, die durch das zweite impulserzeugende Mittel im Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Impulsen, die durch das erste pulserzeugende Mittel abgegeben werden, um einen entsprechenden Gegenwert für jeden der Sektoren abzuleiten, erzeugt werden;

einem Speichermittel (20) zur Speicherung des Gegenwerts jedes Sektors, der durch das erste Zählmittel bei jeder Impulsperiode des ersten impulserzeugenden Mittels abgegeben wird;

einem zweiten Zählmittel (22) zum Lesen des dazugehörigen Gegenwerts, der im Speichermittel gespeichert ist, für jeden in Verarbeitung befindlichen Sektor, und zum Erzeugen eines Impulses, wenn die Anzahl der zweiten Impulse, die vom zweiten impulserzeugenden Mittel aufgrund einer Rotation des Musters abgegeben und vom zweiten Zählmittel gezählt wird, gleich dem Zählwert des entsprechenden Lesevorgangs ist.

2. Ein Sektorgrenz-Impulsgenerator, der ein Muster (8) einschließt, das sich auf einem Rotor (4) eines Motors befindet und das mit dem Motor mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit rotiert, und ein Mustersensor (12), der die Bewegung des Musters aufgrund einer Rotation des Motors feststellt und der Signale erzeugt, die die Sektorgrenzen einer Platte aufgrund eines Ausgangs dieses Sensors anzeigen, bestehend aus:

dem genannten Muster, das so eingestellt ist, daß ein Ausgang mit einer Frequenz von nicht weniger als zehn mal der Frequenz der Wimmerkomponente des Motors von diesem Sensor erzeugt wird, während dieses Muster mit dem Motor rotiert;

einem Sektorgrenzreferenz-erzeugenden Mittel (14) zum Empfangen des Ausgangs dieses Sensors, das mittels eines Tiefpaßfilters in diesem Ausgang eine Fehlerkomponente des Sensors, eine Fehlerkomponente des Musters und die Wimmerkomponente des Motors eliminiert, während eine Jaulkomponente des Motors nicht eliminiert wird, um eine vorbestimmte Anzahl an Sektorgrenz-Referenzimpulsen zu erzeugen, die mit einer Anzahl an Sektoren auf dieser Platte mit einer vorbestimmten Frequenz übereinstimmen und die in Synchronisation mit lediglich der Jaulkomponente des Motors die Schwankungen durchlaufen;

einem Musterfehler-erzeugenden Mittel (16) zum Empfangen des Ausgangs dieses Sensors, das mittels eines Tiefpaßfilters in diesem Ausgang die Fehlerkomponente des Sensors und eine höhere Frequenzfehlerkomponente des Musters eliminiert, während eine niedrigere Frequenzfehlerkomponente des Musters und die Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors nicht eliminiert werden, um die in der Fehlerkomponente des Musters enthaltenen Impulse mit einer um einen vorbestimmten Anteil höheren Frequenz als der Frequenz des Sektorgrenz-Referenzimpulses zu erzeugen, der in Synchronisation mit der niedrigeren Frequenzfehlerkomponente des Musters und den Jaul- und Wimmerkomponenten des Motors die Schwankungen durchläuft;

einem ersten Zählmittel (18) zum Zählen der in der Fehlerkomponente des Musters enthaltenen Impulse, die durch dieses musterfehlererzeugende Mittel im Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sektorgrenz-Referenzimpulsen erzeugt werden, die von diesem Sektorgrenzreferenz-erzeugenden Mittel abgegeben werden und für die in der Fehlerkomponente des Musters enthaltenen Impulse für jeden Sektor einen dazugehörigen Zählwert ausgeben;

einem Speichermittel (20) zum Speichern des dazugehörigen Zählwerts der in der Fehlerkomponente des Musters enthaltenen Impulse für jeden Sektor, die durch das erste Zählmittel abgegeben werden;

einem zweiten Zählmittel (22) zum Lesen des dazugehörigen Zählwerts der in der Fehlerkomponente des Musters enthaltenen Impulse aus dem Speichermittel für jeden in Verarbeitung befindlichen Sektor und zum Erzeugen eines sektorgrenzanzeigenden Impulses, wenn die Anzahl der in der Fehlerkomponente des Musters enthaltenen Impulse, die aufgrund einer Rotation des Musters erzeugt und von diesem zweiten Zählmittel gezählt werden, gleich dem Zählwert des dazugehörigen Lesevorgangs sind.