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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servoschaltung
für eine Magnetplattenvorrichtung, die eine
Geschwindigkeitssteuerung an einem Servoobjekt auf der Basis eines
Fehlers zwischen einer Zielgeschwindigkeit und einer realen
Geschwindigkeit ausführt, und betrifft im besonderen solche,
die eine Geschwindigkeitssteuerung ausführen, indem ein
Suchstrom, der dem Fehler zwischen der Zielgeschwindigkeit
und der realen Geschwindigkeit entspricht, zu einem
Schwingspulenmotor übertragen wird, und so eine, die eine
Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung zum Herausfinden
der realen Geschwindigkeit hat. Schaltungen dieses
allgemeinen Typs sind aus unserer früheren Anmeldung EP-A-0,272,076
bekannt.
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Servoschaltungen werden in Magnetplattenvorrichtungen
zum Positionieren von Magnetköpfen auf spezifischen Spuren
verwendet. Bei solchen Servoschaltungen wird gewünscht, die
Zeit zu reduzieren, die für die Geschwindigkeitssteuerung
erforderlich ist, und die Zugriffszeit zu verkürzen und ein
stabiles Positionieren auch bei höheren Geschwindigkeiten zu
erreichen.
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Im besonderen sind in den letzten Jahren höhere
Geschwindigkeiten bei den Suchzugriffsoperationen erreicht
worden, bei denen ein Kopf in einer Plattenvorrichtung
bewegt und an einer Zielspurposition gestoppt wird.
Einhergehend mit den höheren Geschwindigkeiten von
Suchzugriffsoperationen sind viel höhere Geschwindigkeiten für
Suchzugriffsoperationen mit sogenannter "Einerdifferenz" erbeten
worden, bei denen die Köpfe zu der Position der benachbarten
Spur bewegt werden. Deshalb hat sich ein Bedarf an einer
Servoschaltung mit hohem Reaktionsvermögen ergeben, das mit
den höheren Geschwindigkeiten von Suchoperationen mit
"Einerdifferenz" im Einklang steht.
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Genauer gesagt, in der verwandten Technik wird in einer
Servoschaltung die Geschwindigkeitssteuerung bis in die Nähe
der Zielposition verwendet, dann wird auf Positionssteuerung
geschaltet, um das Positionieren an der Zielposition zu
steuern. Die Frequenzcharakteristik des Servoobjektes hat
jedoch einen Resonanzpunkt, d. h., einen Resonanzpunkt des
Servoarmes, wie z. B. der Wagen des Servoobjektes. Falls die
Frequenz eines Geschwindigkeitssteuersignals, das später
erläutert wird, in dem Band erscheint, das diesen
Resonanzpunkt enthält, tritt während der Suchoperation eine
mechanische Schwingung auf, und deshalb besteht keine Hoffnung auf
Verbesserung der Schwebestabilität des Magnetkopfes und der
Stabilität nach dem Umschalten auf Feinsteuerung.
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Das Frequenzband eines Verstärkers einer
Geschwindigkeitsfehlerdetektionsschaltung, die später erläutert wird,
wird durch die Zeitkonstante eines Widerstandes und eines
Kondensators eines Filters bestimmt. Die Grenzfrequenz muß
kleiner als der Resonanzpunkt sein. In den letzten Jahren
ist jedoch der Wunsch nach einem Zugriff mit höherer
Geschwindigkeit aufgekommen. Bei einer Suchoperation mit
"Einerdifferenz" kommt der
Beschleunigungs-/Verlangsamungsstromzyklus des Geschwindigkeitssteuersignals der
Grenzfrequenz nahe. Deshalb wird die Stromwellenform, im besonderen
die Stromwellenform während der Beschleunigung verfälscht,
und kein weiterer Strom kann hindurchfließen. Da es
schwierig ist, den Resonanzpunkt anzuheben, ergibt sich das
Problem, daß es kompliziert ist, die Zeit zur
Geschwindigkeitssteuerung zu verkürzen.
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Bei einer anderen verwandten Technik wird ein
Servoregelkreis zur Geschwindigkeitssteuerung vorgesehen, bei dem
eine Zielgeschwindigkeit gemäß einer Differenz einer
gegenwärtigen Spurposition von einer Zielspur erzeugt wird und
einem Schwingspulenmotor ein Suchstrom zugeführt wird, der
der Differenz zwischen der Zielgeschwindigkeit und der
realen Geschwindigkeit entspricht. Hierbei hat die
Zielgeschwindigkeit die Charakteristik, ein vorbestimmtes
maximales Geschwindigkeitsniveau beizubehalten, wenn die
Differenz über einem vorbestimmten Betrag liegt, und proportional
zu einem Mittelwert der Differenz abzufallen, wenn zum
Beispiel die Differenz unter einem vorbestimmten Betrag
liegt. Die Zielgeschwindigkeit erreicht in dem Fall einer
Differenz von einer Spur das minimale
Geschwindigkeitsniveau.
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Da jedoch bei solch einer Servoschaltung eine
Beschleunigung erfolgt, indem ein Suchstrom übertragen wird, der der
Differenz zwischen einer Zielgeschwindigkeit und einer
realen Geschwindigkeit entspricht und durch die Differenz zu
Beginn der Suchoperation bestimmt wird, wird, wenn das
Zielgeschwindigkeitsniveau extrem klein ist, so wie bei
einer Suchoperation mit "Einerdifferenz", der Anstieg des
Beschleunigungsstromes, der zu dem Schwingspulenmotor
fließt, langsam.
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Das heißt, bei einer Suchoperation mit "Einerdifferenz"
ist das Zielgeschwindigkeitsniveau extrem klein, wenn der
Suchstrom zu Beginn der Suchoperation zu fließen beginnt und
die reale Geschwindigkeit erscheint, so daß die Differenz
zwischen der realen Geschwindigkeit und der
Zielgeschwindigkeit verschwindet und der Suchstrom unterdrückt wird. Als
Resultat nimmt der Suchstrom zu der Zeit der Beschleunigung
eine Dreieckform an, wird der Anstieg des
Beschleunigungsstromes verschlechtert und wird die Zugriffszeit bei
einer Suchoperation mit "Einerdifferenz" länger.
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Bei noch einer anderen Servoschaltung ist eine
zusätzliche Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung
vorgesehen. Diese Schaltung leidet jedoch manchmal unter einer
Regelkreisresonanz, die eine normale Suchoperation
verhindert. Solch eine Regelkreisresonanz tritt um so leichter
auf, je größer die Suchdifferenz ist, aber falls sie
verhindert wird, indem die Bänder von Komponentenschaltungen
begrenzt werden, um zu versuchen, die Schwingungskomponente
zu unterdrücken, wird die Zeit für die
Geschwindigkeitssteuerung länger, und eine Suchoperation mit hoher
Geschwindigkeit, im besonderen eine Suchoperation mit hoher
Geschwindigkeit bei einem kleinen Differenzbetrag wie etwa
einer Differenz von einer Spur wird schwierig.
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Eine alternative Servoschaltung für eine
Magnetplattenvorrichtung ist in unserer mit anstehenden Anmeldung EP-A-
0,378,329 gezeigt, die dasselbe Anmeldedatum wie die
vorliegende Anmeldung hat. Gemäß dieser Schaltung wird die
Grenzfrequenz der Geschwindigkeitserzeugungsschaltung in
Abhängigkeit von der Beschleunigung und Verlangsamung des
Servoobjektes verändert. Bei einer anderen mit anstehenden
Anmeldung EP-A-0,614,174 (Aktenzeichen des Anwaltes: 80/4782/02),
die auch dasselbe Anmeldedatum wie die vorliegende Anmeldung
hat, wird die Verstärkung eines Verstärkers zu Beginn und am
Ende der Suchoperation groß gemacht, aber während der
Suchoperation reduziert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Servoschaltung für eine Magnetplattenvorrichtung vorgesehen, zum
Zuführen eines Suchstromes auf der Basis eines Fehlers
zwischen einer Zielgeschwindigkeit und einer realen
Geschwindigkeit zu einem Schwingspulenmotor, die eine
Geschwindigkeitssteuerung an einem Servoobjekt hin zu einer
Zielspurposition ausführt, mit:
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einem Zielgeschwindigkeitserzeugungsmittel zum Erzeugen
einer Zielgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der
Anfangssprungdistanz des Servoobjektes;
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einem Geschwindigkeitssignalerzeugungsmittel zum
Erzeugen einer realen Geschwindigkeit aus einem Positionssignal,
das von dem Servoobjekt erhalten wird;
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einem Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsmittel zum
Steuern der Geschwindigkeit des Servoobjektes auf der Basis
des Fehlers zwischen der Zielgeschwindigkeit und der realen
Geschwindigkeit; und
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einem Beschleunigungsmittel, das zwischen dem
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsmittel und der Schwingspule
vorgesehen ist, zum Addieren einer vorbestimmten
Steuerspannung zur Beschleunigung der Geschwindigkeit des
Servoobjek
tes zu dem Fehler während der Beschleunigungsstufe nach
Beginn der Geschwindigkeitssteuerung.
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Im Hinblick auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun
Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben und dem
Stand der Technik gegenübergestellt, in denen:
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Fig. 1 und Fig. 2A und 2B Ansichten sind, die den
Stand der Technik erläutern;
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Fig. 3 eine Ansicht ist, die Probleme des Standes der
Technik erläutert;
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Fig. 4 eine Ansicht ist, die eine herkömmliche
Suchoperation mit "Einerdifferenz" erläutert;
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Fig. 5 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer
verwandten Servoschaltung erläutert;
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Fig. 6A und 6B Ansichten sind, die die
Betriebscharakteristiken der verwandten Servoschaltung erläutern;
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Fig. 7 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer
Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung der verwandten
Servoschaltung erläutert;
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Fig. 8A bis 8H Ansichten sind, die
Operationswellenformen der Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung der
verwandten Servoschaltung erläutern;
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Fig. 9A bis 9C Ansichten sind, die das Prinzip eines
zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung erläutern;
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Fig. 10 eine Ansicht des Aufbaus einer Ausführungsform
des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 11 eine Ansicht des Aufbaus einer Ausführungsform
einer Beschleunigungssteuerschaltung des zweiten Aspektes
der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 12 ein Zeitlagendiagramm der Operation der
Ausführungsform von Fig. 10 und 11 ist;
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Fig. 13 eine Ansicht des Aufbaus einer anderen
Ausführungsform des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung
ist;
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Fig. 14 ein Operationszeitlagendiagramm der
Ausführungsform von Fig. 13 ist.
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Bevor die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben
werden, erfolgt eine eingehendere Erläuterung der verwandten
Technik bezüglich des Hintergrundwissens.
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Fig. 1 ist eine Ansicht, die einen Stand der Technik
erläutert. In der Figur ist 11 ein Servoobjekt, d. h., ein
Magnetplattenmechanismus, der einen Schwingspulenmotor 11a,
einen Wagen 11b zum Tragen eines Magnetkopfes 110 und eine
Magnetplatte 11c hat.
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Bezugszeichen 12 ist eine
Positionssignaldemodulationsschaltung, die ein Positionssignal Ps aus Servoinformationen
demoduliert, die von der Servooberfläche einer Magnetplatte
11c gelesen werden, 13a ist eine
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung, die eine Zielgeschwindigkeit Vc zum
Positionieren an einer Zielposition gemäß einem Bewegungsbetrag von
einer Hauptverarbeitungseinheit (die später erwähnt ist)
erzeugt, und 13b ist eine Vorwärts-(FWD)/Rückwärts-(RVS)-
Umstellschaltung, die die Zielgeschwindigkeit der
Vorwärtsrichtung oder die Zielgeschwindigkeit der Rückwärtsrichtung
von der Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 13a gemäß
dem Vorwärts/Rückwärts-Schaltsignal der
Hauptverarbeitungseinheit 18 umstellt.
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Bezugszeichen 14 ist eine
Geschwindigkeitssignalvorbereitungsschaltung, die eine reale Geschwindigkeit Vr aus
einem Positionssignal Ps und einem Stromsignal ic, die
später erwähnt sind, vorbereitet. Bezugszeichen 15 ist eine
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung, die einen
Geschwindigkeitssteuerstrom (Signal) gemäß einem
Geschwindigkeitsfehler ΔV zwischen einer Zielgeschwindigkeit Vc und
einer realen Geschwindigkeit Vr erzeugt und einen Verstärker
150 zum Erzeugen des Geschwindigkeitsfehlers ΔV und ein
Filter 151 hat.
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Bezugszeichen 16 ist eine
Positionsfehlervorbereitungsschaltung, die einen Positionsfehler aus dem Positionssignal
Ps und dem Stromsignal ic erzeugt und ein
Positionssteuersignal bildet; und 17a ist eine Grob/Fein-Schalteinheit, die
von Geschwindigkeitssteuerung der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 15 auf Positionssteuerung der
Positionsfehlervorbereitungsschaltung 16 durch ein
Grob-(Geschwindigkeitssteuerung)/Fein-(Positionssteuerung)-Schaltsignal von
der Hauptverarbeitungseinheit schaltet.
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Bezugszeichen 17b ist ein Leistungsverstärker, der die
Ausgabe der Schalteinheit 17a verstärkt und den
Schwingspulenmotor 11a des Magnetplattenmechanismus 11 antreibt; und
17c ist eine Stromdetektionsschaltung, die den Antriebsstrom
des Leistungsverstärkers 17b detektiert und ein Stromsignal
ic erzeugt.
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Bezugszeichen 18 ist eine Hauptverarbeitungseinheit,
die aus einem Mikroprozessor gebildet ist, und detektiert
die Position gemäß dem Positionssignal Ps, gibt eine
verbleibende Bewegung an eine
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 13a aus, erzeugt ein
Vorwärts/Rückwärts-Schaltsignal gemäß der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung und erzeugt ein
Grob/Fein-Schaltsignal nahe der Zielposition.
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Bei dieser Servoschaltung wird die
Geschwindigkeitssteuerung bis in die Nähe der Zielposition verwendet, dann
wird auf Positionssteuerung geschaltet, um das Positionieren
zu der Zielposition zu steuern.
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Jedoch hat die Frequenzcharakteristik des Servoobjektes
11 den Resonanzpunkt f2, wie in Fig. 2A gezeigt.
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Dieser Resonanzpunkt f2 ist ein Torsionsresonanzpunkt
des Servoarmes wie z. B. des Wagens 11b des Servoobjektes
11.
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Falls die Frequenz des Geschwindigkeitssteuersignals in
dem Band erscheint, das diesen Resonanzpunkt umfaßt, tritt
während der Suchoperation (Bewegung) eine mechanische
Schwingung auf, und deshalb besteht keine Hoffnung auf
Verbesserung der Schwebestabilität des Magnetkopfes 110 und
der Stabilität nach dem Schalten auf Feinsteuerung.
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Deshalb wird das Frequenzband des Verstärkers 150 der
Geschwindigkeitsfehlerdetektionsschaltung 15 durch die
Zeitkonstanten des Widerstandes und des Kondensators des
Filters 151 bestimmt, und die Grenzfrequenz f1 des in Fig.
2B gezeigten Frequenzbandes muß kleiner als f2 sein, zum
Beispiel ist f2 = 2f1 bis 1,5f1.
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In den letzten Jahren sind jedoch Zugriffszeiten mit
höherer Geschwindigkeit gewünscht worden. Bei einer
Suchoperation mit "Einerdifferenz" ist der Beschleunigungs-
/Verlangsamungsstrom-IC-Zyklus des
Geschwindigkeitssteuersignals der Grenzfrequenz f1 nahegekommen, wie in Fig. 3
gezeigt. Deshalb wird, wie durch die durchgehende Linie von
Fig. 3 gezeigt, die IC-Stromwellenform, im besonderen die
Stromwellenform während der Beschleunigung, verfälscht, und
kein weiterer Strom kann übertragen werden, wie durch die
gestrichelte Linie gezeigt. Da es schwierig ist, den
Resonanzpunkt f2 der mechanischen Charakteristiken anzuheben,
ergibt sich das Problem, daß es kompliziert ist, die Zeit
für die Geschwindigkeitssteuerung zu verkürzen.
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Bei einer anderen verwandten Technik ist ein
Servoregelkreis zur Geschwindigkeitssteuerung vorgesehen, der
eine Zielgeschwindigkeit gemäß einer Differenz zwischen
einer gegenwärtigen Spurposition und einer Zielspur erzeugt
und dem Schwingspulenmotor einen Suchstrom entsprechend der
Differenz zwischen der Zielgeschwindigkeit und der realen
Geschwindigkeit zuführt.
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Hierbei hat die Zielgeschwindigkeit die Charakteristik,
ein vorbestimmtes maximales Geschwindigkeitsniveau zu
halten, wenn die Differenz über einem vorbestimmten Wert liegt,
und proportional zu einem Mittelwert der Differenz
abzufallen, wenn die Differenz zum Beispiel unter einem
vorbestimmten Wert liegt. Die Zielgeschwindigkeit erreicht das
minimale Geschwindigkeitsniveau, wenn es sich um eine Differenz
von einer Spur handelt:
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Da jedoch bei solch einer Servoschaltung die
Beschleunigung ausgeführt wird, indem ein Suchstrom übertragen wird,
der einer Differenz zwischen der Zielgeschwindigkeit und der
realen Geschwindigkeit entspricht, die durch die Differenz
zu Beginn der Suchoperation bestimmt ist, wird, wenn das
Zielgeschwindigkeitsniveau extrem klein ist, wie etwa bei
einer Suchoperation mit "Einerdifferenz", der Anstieg des
Beschleunigungsstromes, der zu dem Schwingspulenmotor
fließt, langsam.
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Das heißt, bei einer Suchoperation mit "Einerdifferenz"
ist, wie in Fig. 4 gezeigt, wenn der Suchstrom zu Beginn der
Suchoperation zu der Zeit t1 zu fließen beginnt und die
reale Geschwindigkeit erscheint, das
Zielgeschwindigkeitsniveau extrem klein, so daß die Differenz zwischen der
realen Geschwindigkeit und der Zielgeschwindigkeit
verschwindet und der Suchstrom unterdrückt wird. Als Resultat
wird der Suchstrom zu der Zeit der Beschleunigung
dreieckförmig, verschlechtert sich der Anstieg des
Beschleunigungsstromes OA, und die Zugriffszeit einer Suchoperation
mit "Einerdifferenz" wird länger.
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Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Grundstruktur
einer anderen Servoschaltung zeigt, die früher von dem
Anmelder vorgeschlagen wurde, um dieser Forderung zu
entsprechen ("verwandte" Servoschaltung). In Fig. 5 ist
Bezugszeichen 411 ein Magnetplattenmechanismus, der als
Servoobjekt verwendet wird. Dieser ist mit einem
Schwingspulenmotor VCM 4111 versehen, mit einem Wagen 4113, an den ein
Magnetkopf 4112 montiert ist, und mit einer Magnetplatte
4114.
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Bezugszeichen 412 ist eine
Positionssignaldemodulationsschaltung, die ein Positionssignal Ps, das die Position
der Bewegung angibt, aus Servoinformationen demoduliert, die
durch den Servokopf 4112 von der Servooberfläche der
Magnetplatte 4114 gelesen werden.
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Bezugszeichen 413 ist eine
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung, die eine Zielgeschwindigkeit Vc zum
Positionieren des Magnetkopfes 4112 des Servoobjektes 411 an einer
Zielposition gemäß einem Bewegungsbetrag erzeugt, der durch
eine Hauptverarbeitungseinheit angewiesen wird.
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Bezugszeichen 414 ist eine
Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung, die eine reale Geschwindigkeit Vr des
Magnetkopfes 4112 in dem Servoobjekt 411 aus dem
Positionssignal Ps und dem Stromsignal ic vorbereitet. Das
Stromsignal ic ist ein Kompensationssignal, das zur reibungslosen
Erzeugung der realen Geschwindigkeit Vr hinzugefügt wird.
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Bezugszeichen 415 ist eine
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung, die intern mit einem Filter 4150 versehen
ist und ein Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV zum Steuern des
Servoobjektes 411 auf der Basis eines
Geschwindigkeitsfehlers zwischen der Zielgeschwindigkeit Vc und der realen
Geschwindigkeit Vr erzeugt.
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Bezugszeichen 416 ist eine
Positionsfehlervorbereitungsschaltung, die einen Positionsfehler des Servoobjektes
411 bezüglich einer Zielposition aus dem Positionssignal Ps
und dem Stromsignal ic erzeugt und das Positionssteuersignal
ΔP bildet.
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Bezugszeichen 417 ist eine Servoobjekttreibschaltung,
die eine Verarbeitung zum Schalten von
Geschwindigkeitssteuerung durch die
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 auf Positionssteuerung der
Positionsfehlervorbereitungsschaltung 416 durch ein
Grob-(Geschwindigkeitssteuerung)/Fein-(Positionssteuerung)-Schaltsignal von der
Hauptverarbeitungseinheit ausführt, die Leistung des
Fehlersignals ΔV oder ΔP verstärkt, eine Verarbeitung zum
Ausgeben des Schwingspulenmotorstromes Ic zum Antreiben des
Schwingspulenmotors 4111 des Servoobjektes 411 ausführt, den
Schwingspulenmotorstrom Ic detektiert und eine Verarbeitung
zum Erzeugen des Stromsignals ic ausführt.
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Bezugszeichen 418 ist eine Hauptverarbeitungseinheit,
die aus einem Mikroprozessor gebildet ist, die Position des
Magnetkopfes 4112 auf der Basis des Positionssignals Ps
detektiert, den verbleibenden Bewegungsbetrag, d. h., die
verbleibende Differenz, an die
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 413 ausgibt und ein Grob/Fein-Schaltsignal in
der Nähe der Zielgeschwindigkeit erzeugt.
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Bezugszeichen 419 ist eine
Beschleunigungsdetektionsschaltung, die das Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV
detektiert, das durch die
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 erzeugt wird, und ein Signal der
stattfindenden Beschleunigung SKA erzeugt, welches das Band gemäß dem
Betrag der Suchdifferenz während der Beschleunigung und
Verlangsamung der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 verändert.
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Die Servoschaltung, die wie oben konstruiert ist, führt
eine Geschwindigkeitssteuerung bis in die Nähe der
Zielposition aus und schaltet dann auf Positionssteuerung und führt
eine Steuerung zum Positionieren an der Zielposition aus.
Diese Steueroperation ist im wesentlichen dieselbe wie die
Servosteueroperationen der herkömmlichen Servoschaltungen,
so daß sich die übrige Erläuterung hauptsächlich auf die
Operation der Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung
415 unter Bezugnahme auf Fig. 6A und 6B konzentrieren wird.
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Wenn die Geschwindigkeitssteuerung auf Grund eines
Befehls von der Hauptverarbeitungseinheit 418 startet, erzeugt
die Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 413 eine
Zielgeschwindigkeit Vc während der Beschleunigungssteuerung aus
dem Bewegungsbetrag, das heißt, aus dem Differenzbetrag, der
durch die Hauptverarbeitungseinheit 418 angewiesen wird.
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Ferner empfängt die
Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414 das Positionssignal Ps von der
Positionssignaldemodulationsschaltung 412 und das Stromsignal ic von
der Servoobjekttreibschaltung 417, und sie bereitet eine
reale Geschwindigkeit Vr des Servoobjektes 411 (Magnetkopf)
vor.
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Die Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415
erzeugt ein Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV, das dem
Geschwindigkeitsfehler zwischen der Zielgeschwindigkeit Vc,
die durch die Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 413
erzeugt wird, und der realen Geschwindigkeit Vr entspricht,
die durch die Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414
erzeugt wird.
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Andererseits detektiert die
Beschleunigungsdetektionsschaltung 419 aus dem Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV, das
durch die Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415
erzeugt wird, daß die
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 in der Mitte der Beschleunigungssteuerung ist,
und fügt daraufhin das Signal der stattfindenden
Beschleunigung SKA zu der Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung
415 hinzu.
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Wenn das Filter 4150 der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 das Signäl der stattfindenden
Beschleunigung SKA von der Beschleunigungsdetektionsschaltung
419 empfängt, wird die Grenzfrequenz f10 unendlich groß oder
immerhin höher als der Resonanzpunkt f2 des Servoobjektes
411. Auf Grund dessen wird die Grenzfrequenz f10 der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 während der
Beschleunigungssteuerung unendlich groß oder immerhin höher
als der Resonanzpunkt f2 des Servoobjektes 411, wie in Fig.
6A gezeigt. Die endlich große Grenzfrequenz f10 wird in
diesem Fall auf eine hohe Frequenz in einem Bereich gesetzt,
in dem keine Schwingung des Beschleunigungsstromes auftreten
wird.
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Die Servoobjekttreibschaltung 417 verstärkt die
Leistung des Geschwindigkeitsfehlersignals ΔV, das von der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung empfangen wird,
und gibt den Schwingspulenmotorstrom Ic für den
Beschleunigungsantrieb des Schwingspulenmotors 4111 des Servoobjektes
411 aus und erzeugt auch ein Stromsignal ic, d. h., den
detektierten Strom des Schwingspulenmotorstromes Ic.
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Dadurch wird die Kurve des Schwingspulenmotorstromes
Ic, die dem Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV entspricht, das
durch die Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415
erzeugt wird, während der Beschleunigungssteuerung sehr
sauber und steil geneigt, wie in Fig. 6B gezeigt, so daß es
möglich ist, die Beschleunigungssteuerung in kurzer Zeit zu
beenden.
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Wenn die Beschleunigungssteuerung beendet ist, schaltet
die Hauptverarbeitungseinheit 418 auf
Verlangsamungssteuerung.
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Wenn nach dem Befehl der Hauptverarbeitungseinheit 418
auf Verlangsamungssteuerung geschaltet wird, erzeugt die
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 413 eine
Zielgeschwindigkeit Vc für die Verlangsamungssteuerung. Die
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 erzeugt ein
Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV (negativ), das dem
Geschwindigkeitsfehler zwischen einer Zielgeschwindigkeit Vc, die
durch die Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 413
erzeugt wird, und der realen Geschwindigkeit Vr entspricht,
die durch die Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414
erzeugt wird.
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Andererseits stoppt die
Beschleunigungsdetektionsschaltung 419 die Erzeugung des Signals der stattfindenden
Beschleunigung SKA bei Vollendung der Beschleunigungssteuerung
der Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415.
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Wenn die Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung
415 in die Verlangsamungssteuerung eintritt, verringert das
Filter 4150 der Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung
415 die Grenzfrequenz auf eine Frequenz unterhalb des
Resonanzpunktes f2 des Servoobjektes 411. Dabei wird die
Grenzfrequenz um so niedriger, je größer die Differenz ist.
Dadurch wird die Grenzfrequenz der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 während der
Verlangsamungssteuerung auf f11, f12, ... f1n reduziert, je größer der
Differenzbetrag ist, wie in Fig. 6A gezeigt.
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Die Servoobjekttreibschaltung 417 verstärkt die
Leistung des Geschwindigkeitsfehlersignals ΔV, das von der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 empfangen
wird, und gibt einen Schwingspulenmotorstrom Ic aus, der dem
Suchstrom zum Steuern des Schwingspulenmotors 4111 unter der
Verlangsamung entspricht, und erzeugt auch ein Stromsignal
ic, d. h., den detektierten Strom des
Schwingspulenmotorstromes Ic.
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Dadurch wird die Kurve des Verlangsamungsstromes, d.
h., des Schwingspulenmotorstromes Ic, die dem
Geschwindigkeitsfehlersignal ΔV entspricht, das während der
Verlangsamungssteuerung durch die
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 erzeugt wird, so wie in Fig. 6B gezeigt.
Das heißt, die Verfälschung der Verlangsamungskurve ist um
so geringer, je kleiner der Differenzbetrag ist, und die
Verlangsamungssteuerzeit, das heißt, die
Geschwindigkeitssteuerzeit, fällt ab wie tn, ... t2, t1.
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Auf die obige Weise wird bewirkt, dab sich die
Grenzfrequenz der Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung
zwischen den Zeiten der Beschleunigungssteuerung und der
Verlangsamungssteuerung verändert, und es wird auch bewirkt,
daß sich die Grenzfrequenz während der
Verlangsamungssteuerung gemäß dem Differenzbetrag verändert, so daß während der
Beschleunigungssteuerung die Verfälschung des
Beschleunigungsstromes, der dem Servoobjekt zugeführt wird, reduziert
werden kann und der Grad der Verfälschung des
Verlangsamungsstromes während der Verlangsamungssteuerung reduziert
werden kann, je kleiner der Differenzbetrag ist, und so ist
es selbst dann möglich, wenn der Differenzbetrag klein ist,
die Geschwindigkeitssteuerzeit stabil zu verkürzen. Dadurch
ist es möglich, eine Geschwindigkeitssteuerung stabil und
mit hoher Geschwindigkeit selbst bei einer extrem kleinen
Differenz wie etwa bei einer Differenz von einer Spur
auszuführen, und so werden stabile Suchoperationen mit hoher
Geschwindigkeit möglich.
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Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 7 und
Fig. 8A bis 8H eine Erläuterung der Struktur und Operation
der Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414. In Fig. 7
ist Bezugszeichen 4141 eine Differentialschaltung, die das
Positionssignal Ps differenziert und eine
Differentialgeschwindigkeit Vps erzeugt. Bezugszeichen 4143 ist ein
Verstärker, der das Stromsignal ic bis auf ein vorbestimmtes
Niveau verstärkt.
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Bezugszeichen 4144 ist eine
Versetzungseinstellschaltung, die ein Versetzungskompensationssignal zum Einstellen
der Versetzung der realen Geschwindigkeit Vr erzeugt, die
von der Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414
erzeugt wird.
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Bezugszeichen 4145a bis 4145c sind Stellwiderstände,
wobei der Stellwiderstand 4145a verwendet wird, um die
Ausgangsverstärkung des Verstärkers 4143a einzustellen, der
Stellwiderstand 4145b verwendet wird, um die
Ausgangsverstärkung der Differentialschaltung 4141 einzustellen und der
Stellwiderstand 4145c verwendet wird, um die
Ausgangsverstärkung der Versetzungseinstellschaltung 4144 einzustellen.
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Bezugszeichen 4142 ist eine
Realgeschwindigkeitserzeugungsschaltung, die das addierte Signal aus dem
Differentialsignal mit eingestelltem Niveau Vps, dem Stromsignal ic
und dem Versetzungssignal verstärkt und integriert und die
reale Geschwindigkeit Vr vorbereitet.
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Bei dieser Konstruktion wird das Positionssignal Ps,
das in Fig. 8A gezeigt ist, von der
Positionssignaldemodulationsschaltung 412 auf die Differentialschaltung 4141
angewendet. Das Positionssignal Ps hat eine Wellenform, die Null
jedes Mal dann durchquert, wenn der Magnetkopf die Spur
durchläuft. Die Differentialschaltung 4141 differenziert das
Positionssignal Ps und erzeugt eine
Differentialgeschwindigkeit Vps, die in Fig. 8B gezeigt ist. Diese
Differentialgeschwindigkeit Vps wird an jedem der größten Punkte des
Positionssignals Ps Null und bildet an jedem Punkt eine
Spitze, wo es Null durchquert. Die Umhüllende, die die
Spitzen verbindet, ergibt die reale Geschwindigkeit Vr des
Servoobjektes 411 (Magnetkopf).
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Falls der Realgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 4142
nur das Differentialsignal Vps zugeführt wird, das von der
Differentialschaltung 4141 erzeugt wird, wird eine
Differenzierung ausgeführt und die Umhüllende der
Differentialgeschwindigkeit Vps erhalten. In diesem Fall wird an Stellen,
wo das Spitzenintervall der Differentialgeschwindigkeit Vps
klein ist, das heißt, an Stellen von schneller
Geschwindigkeit von Vr, eine gute Charakteristik der Umhüllenden
erhalten, aber an Stellen mit großen Spitzenintervallen, das
heißt, an Stellen mit langsamer Geschwindigkeit (Start- und
Endzeiten von Suchoperationen), können keine guten
Charakteristiken der Umhüllenden erhalten werden. Um die
Abweichungen bei den Charakteristiken der Umhüllenden zu korrigieren,
kann das Stromsignal ic hinzugefügt werden.
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Das Stromsignal ic, das in Fig. 8C gezeigt ist, von der
Servoobjekttreibschaltung 417 wird durch den Verstärker 4143
verstärkt und zu der Differentialgeschwindigkeit Vps
hinzugefügt. Das Stromsignal ic ähnelt dem
Schwingspulenmotorstrom Ic, der dem Servoobjekt zugeführt wird, so daß die
Abweichungen der Umhüllenden, die zuvor erwähnt wurden,
effektiv korrigiert werden können.
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Die Realgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 4142
integriert und verstärkt das addierte Signal aus der
Differentialgeschwindigkeit Vps, dem Stromsignal ic und dem
Versetzungskorrektursignal und erzeugt eine reale Geschwindigkeit
Vr, die eine sanfte Charakteristik hat, die in Fig. 8D
gezeigt ist. Da eine akkurate reale Geschwindigkeit Vr
erzeugt wird, sei erwähnt, daß die Ausgangsverstärkungen des
Stromsignals ic, der Differentialgeschwindigkeit Vps und des
Versetzungskorrektursignals durch die Stellwiderstände 4145a
bis 4145c initialisiert werden.
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Die Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414 in
der verwandten Servoschaltung hat ein feststehendes
Frequenzband ungeachtet der Suchdifferenz. Das Band der
Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414 ist durch das
Band der Realgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 4142
definiert, das heißt, durch die Zeitkonstanten des
Integrationswiderstandes 4142b und des -kondensators 4142c.
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Wenn deshalb eine Schwingung während der
Suchbeschleunigungssteuerung auf Grund der mechanischen Resonanz des
Servoobjektes 411 erzeugt wird, wie in Fig. 8E gezeigt,
nimmt das Positionssignal Ps eine Wellenform mit der
überlagerten Schwingung an. Wenn der Bewegungsbetrag des
Servoobjektes 411 (Magnetkopf), das heißt, der Betrag der
Suchdifferenz, groß ist, werden die Beschleunigungszeit und der
Beschleunigungsschwingspulenmotorstrom Ic groß, so daß
leicht eine Schwingung auftritt.
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Wenn auf diese Weise eine Schwingung in dem
Positionssignal Ps erzeugt wird, wird auch eine Schwingung bei der
Differentialgeschwindigkeit Vps verursacht, wie in Fig. 8F
gezeigt, und eine Schwingung bei der Realgeschwindigkeit Vr
verursacht, die durch die
Realgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 4142 erzeugt wird (Fig. 8 G).
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Da diese schwingende Realgeschwindigkeit Vr empfangen
wird und die Schwingung in dem Geschwindigkeitsfehlersignal
ΔV auftritt, das durch die
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 erzeugt wird, tritt auch eine Schwingung
in dem Schwingspulenmotorstrom Ic auf, der durch die
Servoobjekttreibschaltung 417 erzeugt wird (Fig. 8H).
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Als Resultat wird die Amplitude des Servoobjektes 411
verstärkt, tritt eine Regelkreisresonanz auf, und eine
normale Suchoperation ist nicht mehr möglich. Solch eine
Regelkreisresonanz tritt um so leichter auf, je größer die
Suchdifferenz ist, aber falls sie verhindert wird, indem die
Bänder von einer oder beiden der
Geschwindigkeitssignalerzeugungsschaltung 414 und der
Geschwindigkeitsfehlervorbereitungsschaltung 415 begrenzt werden, um zu versuchen, die
Schwingungskomponente zu unterdrücken, wird die Zeit für die
Geschwindigkeitssteuerung länger, und eine Suchoperation mit
hoher Geschwindigkeit, im besonderen eine Suchoperation mit
hoher Geschwindigkeit bei einem kleinen Differenzbetrag wie
etwa bei einer Differenz von einer Spur wird schwierig. Dies
ist nicht nur ein Problem der verwandten Servoschaltung,
sondern auch von herkömmlichen Servoschaltungen.
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In der vorliegenden Anmeldung ist eine Servoschaltung
für eine Magnetplattenvorrichtung offenbart, die mit einem
Servoregelkreis versehen ist, der einen Suchstrom auf der
Basis eines Fehlersignals ΔE zwischen einer
Zielgeschwindigkeit E1 und der realen Geschwindigkeit E2 einem
Schwingspulenmotor 210 zuführt und die Geschwindigkeitssteuerung an
einem Kopfwagen 212 hin zu einer Zielspurposition ausführt,
wobei in dem Servoregelkreis ein Additionsmittel 214
vorgesehen ist, zum Addieren eines vorbestimmten Additionswertes
(Spannung) Ecc zu dem Fehlersignal ΔE im
Beschleunigungsstadium nach Start der Geschwindigkeitssteuerung.
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Vorzugsweise hat das Beschleunigungsmittel 214, wie in
Fig. 9A gezeigt, ein Schaltmittel 218 zum selektiven
Zuführen des vorbestimmten Beschleunigungswertes Ecc zu einem
Additionspunkt 216, an dem das Fehlersignal ΔE des
Servoregelkreises eingegeben wird, und es schaltet das
Schaltmittel 218 zu Beginn der Suchoperation ein und schaltet das
Schaltmittel 218 bei Detektion der Vollendung der
Beschleunigung aus.
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Vorzugsweise hat das Beschleunigungsmittel 214, wie in
Fig. 9B gezeigt, ein Schaltmittel 218 zum selektiven
Zuführen des vorbestimmten Beschleunigungswertes Ecc zu einem
Additionspunkt 216, an dem das Fehlersignal ΔE des
Servoregelkreises eingegeben wird, und es ist mit einem
Zeitgebermittel 220 versehen, welches das Schaltmittel 218 zu
Beginn der Suchoperation einschaltet und das Schaltmittel
218 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ab Beginn der
Suchoperation ausschaltet.
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In der Servoschaltung für eine Magnetplattenvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung wird selbst bei einer
Suchoperation mit "Einerdifferenz", wenn die
Zielgeschwindigkeit extrem klein ist, ein vorbestimmter
Beschleunigungswert Ecc zu dem Servoregelkreis hinzugefügt, ungeachtet des
Fehlers zwischen der Zielgeschwindigkeit und der realen
Geschwindigkeit, so kann während der Beschleunigungsperiode
der Suchstrom schnell auf das Sättigungsniveau ansteigen und
kann ein ausreichender Beschleunigungsstrom fließen, so daß
die Zugriffszeit bei einer Suchoperation mit
"Einerdifferenz" extrem reduziert werden kann und Nachfragen nach einer
Magnetplattenvorrichtung mit höherer Geschwindigkeit
entsprochen werden kann.
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Fig. 10 ist eine Ansicht einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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In Fig. 10 ist Bezugszeichen 222 eine
Hauptverarbeitungseinheit, die eine Steuerlogik bildet. Wenn ein
Zugriffssignal von einem Hostcomputer empfangen wird, werden
Zielgeschwindigkeitsdaten für die Suchoperation auf der
Basis der gegenwärtigen Position des Kopfes zu jener Zeit
und der Zielspurposition erzeugt, und ein
Vorwärtsbefehlssignal c1 oder Rückwärtsbefehlssignal c2 wird gemäß der
Zielspurrichtung ausgegeben. Bezugszeichen 224 ist eine
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung, die
Zielgeschwindigkeitsdaten, die dem Vorwärts- oder Rückwärtsbefehl von
der Hauptverarbeitungseinheit 222 entsprechen, in eine
analoge Signalspannung durch einen Digital-Analog-Konverter
konvertiert, ein Vorwärtszielgeschwindigkeitssignal durch
einen Schalter 226-1, der durch ein Vorwärtsbefehlssignal c1
zu der Zeit der Vorwärtssteuerung eingeschaltet wird,
erzeugt oder ein Rückwärtssteuerzielgeschwindigkeitssignal
durch einen Schalter 226-2 ausgibt, der durch ein
Rückwärtsbefehlssignal c2 während der Rückwärtssteuerung
eingeschaltet wird.
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Bezugszeichen 228 ist ein
Geschwindigkeitsfehlerverstärker, der als Eingabe von der
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 224 eine Vorwärts- oder
Rückwärtsziel
geschwindigkeitsspannung E1 durch einen Widerstand R1 oder
R2 empfängt, das Fehlersignal ΔE bei der realen
Geschwindigkeit E2 herausfindet, das durch einen Widerstand R3
eingegeben wird, und ein Fehlersignal ΔE erzeugt, das durch einen
Verstärker 230 verstärkt wird, der einen Kondensator C1 und
einen Widerstand R4 mit einer Rückführungsschaltung
verbindet.
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Die Ausgabe des Geschwindigkeitsfehlerverstärkers 228
wird einer Geschwindigkeitssteuerung/Positionssteuerung-
Umstellschaltung 232 eingegeben.
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Die
Geschwindigkeitssteuerung/Positionssteuerung-Umstellschaltung 232 ist mit einem Schalter 234-1 versehen,
der als Eingabe die Ausgabe eines
Geschwindigkeitsfehlerverstärkers 228 empfängt, und mit einem Schalter 234-2, der als
Eingabe ein Positionssignal von einer nicht gezeigten
Positionssignalerzeugungsschaltung empfängt. Der Schalter 234-1
wird durch ein Grobsignal (Geschwindigkeitssteuersignal) von
der Hauptverarbeitungseinheit 222 eingeschaltet, während der
Schalter 234-2 durch ein Feinsignal (Positionssteuersignal)
von der Hauptverarbeitungseinheit 222 gesteuert wird. Das
heißt, in dem Intervall ab Beginn der Suchoperation bis
dahin, wenn die Differenz bezüglich der Zielspur Null wird,
ist das Grobsignal gültig und ist der Schalter 234-1
eingeschaltet, so daß eine Geschwindigkeitssteuerung ausgeführt
wird. Wenn die Differenz Null wird, wird das Feinsignal
gültig und ist der Schalter 234-2 eingeschaltet, so daß auf
Positionssteuerung geschaltet wird, die den Kopf auf der
Zielspur hält.
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Die Ausgaben der Schalter 234-1 und 234-2 werden durch
die Widerstände R8 und R9 gemeinsam verbunden und einem
Verstärker 236 eingegeben, der mit einem
Rückführungswiderstand R10 und einem Eingangswiderstand R11 versehen ist, und
einem Leistungsverstärker der nächsten Stufe 238 durch den
Verstärker 236 zugeführt. Die Ausgangsspannung von dem
Verstärker 236 wird durch den Leistungsverstärker 238 in
einen Treibstrom konvertiert, und der Treibstrom wird zu dem
Schwingspulenmotor 210 übertragen. Der Schwingspulenmotor
210 ist mechanisch mit einem Kopfwagen 212 verbunden, an den
ein Kopf 240 montiert ist, und er steuert die Bewegung des
Kopfes 240 in radialer Richtung eines nicht gezeigten
Plattenmediums.
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Das Servosignal von dem Plattenmedium, das durch den
Kopf 240 erhalten wird, wird der Demodulationsschaltung 242
zugeführt. Die reale Geschwindigkeit E2 wird durch die
Geschwindigkeitsdetektionsschaltung 244 aus dem
Positionssignal, das durch die Demodulationsschaltung 242 demoduliert
wird, und dem Stromsignal, das zu dem Schwingspulenmotor 210
fließt und durch den Leistungsverstärker 238 detektiert
wird, herausgefunden und durch den Widerstand R3 zu der
Eingangsstufe des Verstärkers 230 zurückgeführt, der in dem
Geschwindigkeitsfehlerverstärker 228 vorgesehen ist.
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Dieser Teil der Struktur der Servoschaltung ist
derselbe wie nach Stand der Technik. Jedoch ist bei der
vorliegenden Erfindung in der Eingangsstufe des Verstärkers 236,
der in der Geschwindigkeitssteuerung/Positionssteuerung-
Umstellschaltung 232 vorgesehen ist, ein
Beschleunigungsmittel hinzugekommen und neu vorgesehen, zum zwingenden
Hinzufügen einer vorbestimmten Beschleunigungsspannung im
Beschleunigungsstadium bei Start der Suchoperation.
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Das heißt, der Eingang des Verstärkers 236 ist als
Additionsmittel mit einer Schaltung zum Eingeben einer
Leistungsspannung der Plusseite +Ecc durch den Widerstand R6
und den Schalter 218-1 versehen und mit einer Schaltung zum
Eingeben einer Leistungsspannung der Minusseite -Ecc durch
einen Widerstand R7 und den Schalter 218-2. Der Schalter
218-1 zum Eingeben der Leistungsspannung +Ecc wird
gesteuert, um durch das Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 ein- oder
ausgeschaltet zu werden, während der Schalter 218-2 zum
Eingeben der Leistungsspannung -Ecc gesteuert wird, um durch
das Rückwärtsbeschleunigungssignal C4 ein- oder
ausgeschaltet zu werden.
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Fig. 11 ist eine Ansicht eines Beispiels der
Beschleunigungssteuerschaltung der vorliegenden Erfindung zum
Erzeugen eines Vorwärtsbeschleunigungssignals C3 und
Rückwärtsbeschleunigungssignals C4 für die Schalter 218-1 und 218-2,
die in der Geschwindigkeitssteuerung/Positionssteuerung-
Umstellschaltung 232 von Fig. 10 vorgesehen sind.
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In Fig. 11 wird ein Fehlersignal ΔE von dem
Geschwindigkeitsfehlerverstärker 228 der
Beschleunigungssteuerschaltung eingegeben. Auch von der Hauptverarbeitungseinheit 222
werden das Vorwärtsbefehlssignal C1, das
Rückwärtsbefehlssignal C2, das Signal der stattfindenden Suche C3, das
angibt, das die Suchoperation im Gange ist, und der
Suchstartimpuls P eingegeben.
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Das Fehlersignal ΔE wird dem Pluseingangsanschluß des
Komparators 246 zugeführt. Der Minuseingangsanschluß des
Komparators 246 ist geerdet. Wenn das Fehlersignal ΔE eine
Nullspannung erreicht, das heißt, nach Beginn der
Suchoperation, wird der Zeitpunkt, wenn die
Realgeschwindigkeitsspannung E2 die Zielgeschwindigkeitsspannung E1 erreicht und mit
derselben übereinstimmt, als Endpunkt der Beschleunigung
detektiert, und die Ausgabe mit hohem Pegel wird zu der
Ausgabe mit niedrigem Pegel invertiert.
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Die Ausgabe des Komparators 246 wird dem UND-Gatter 250
durch den Inverter 248 eingegeben und dem UND-Gatter 252
direkt eingegeben.
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Das UND-Gatter 250 empfängt als Eingabe das
Vorwärtsbefehlssignal C1 und das Signal der stattfindenden Suche C3.
Ferner empfängt das UND-Gatter 252 als Eingabe das
Rückwärtsbefehlssignal C2 und das Signal der stattfindenden
Suche C3. Die Ausgaben der UND-Gatter 250 und 252 werden dem
NOR-Gatter 254 eingegeben und ferner dem Löschanschluß CLR
des Flipflops 258 durch den Inverter 256 eingegeben. Auf den
Taktanschluß CLK des Flipflops 258 wird der Suchstartimpuls
P angewendet. Ferner wird der Suchstartimpuls P auf den D-
Anschluß durch den Kondensator angewendet. Die Q-Ausgabe
des Flipflops 258 wird den NAND-Gattern 260 und 262
eingegeben. Das NAND-Gatter 260 empfängt als Eingabe das
Vorwärtsbefehlssignal C1 durch den Inverter 264. Ferner empfängt das
NAND-Gatter 262 als Eingabe das Rückwärtsbefehlssignal C2
durch den Inverter 266. Die Ausgabe des NAND-Gatters 260
wird das Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 zum Hinzufügen der
Beschleunigungsspannung +Ecc zu dem Fehlersignal ΔE des
Servoregelkreises, während die Ausgabe des NAND-Gatters 262
das Rückwärtsbeschleunigungssignal C4 zum Hinzufügen des
vorbestimmten Beschleunigungswertes -Ecc zu dem Fehlersignal
ΔE des Servoregelkreises wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das
Operationszeitlagendiagramm von Fig. 12 die Operation der
Ausführungsform von Fig. 10 und 11 erläutert.
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In Fig. 12 bringt zuerst zu der Zeit t1, wenn ein
Suchstartimpuls P für eine Vorwärtssuchoperation mit
"Einerdifferenz" ausgegeben wird, die Hauptverarbeitungseinheit
222 zusammen mit dem Suchstartimpuls P das
Vorwärtsbefehlssignal C1 und das Signal der stattfindenden Suche C3
auf den hohen Pegel. Deshalb wird das Flipflop 258, welches
den Suchstartimpuls P empfängt, gesetzt, und das Signal C6,
das als Q-Ausgabe dient, fällt von dem hohen Pegel auf den
niedrigen Pegel. Ferner ist das Fehlersignal AE zu Beginn
der Suchoperation auf seinem maximalen Pegel, erzeugt der
Komparator 246 eine Ausgabe mit hohem Pegel, wird das UND-
Gatter 250 durch die Inversion des Inverters 248 gesperrt,
und selbst wenn sowohl das Vorwärtsbefehlssignal C1 als auch
das Signal der stattfindenden Suche C3 den hohen Pegel
erreichen, erreicht das Signal C5 von dem NOR-Gatter 254 den
niedrigen Pegel.
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Auf diese Weise wird das Flipflop 258 durch den Empfang
des Suchstartimpulses P gesetzt. Wenn das Signal C6, das als
Q-Ausgabe dient, von dem hohen Pegel auf den niedrigen
Pegel abfällt, wird dem NAND-Gatter 260 ein Signal mit
niedrigem Pegel von dem Inverter 264 auf der Basis des
Vorwärtsbefehlssignals C1 mit hohem Pegel eingegeben, so daß
das Vorwärtsbeschleunigungssignal C3, welches bis dahin auf
dem hohen Pegel gewesen ist, auf den niedrigen Pegel
abfällt.
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Auf Grund der Operation der
Beschleunigungssteuerschaltung, die in Fig. 11 gezeigt ist, erreicht das
Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 für den Schalter 218-1 der
Geschwindigkeitssteuerung/Positionssteuerung-Umstellschaltung
232 von Fig. 10 den niedrigen Pegel, und der Schalter 218-1
wird geschlossen. Dadurch wird die Leistungsspannung +Ecc
durch den Widerstand R6 dem Eingang des Verstärkers 236
zugeführt.
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Andererseits werden zu derselben Zeit wie zu Beginn der
Suchoperation Zielgeschwindigkeitsdaten, die einer
Suchoperation mit "Einerdifferenz" entsprechen, der
Zielgeschwindigkeitserzeugungsschaltung 224 zugeführt, wird ein
Zielgeschwindigkeitssignal E1 mit einer extrem kleinen
Signalspannung durch den Schalter 226-2, der durch das
Vorwärtsbefehlssignal C1 eingeschaltet wird, dem
Geschwindigkeitsfehlerverstärker 228 eingegeben, wird gleichzeitig das
Realgeschwindigkeitssignal E2 zu jener Zeit von der
Geschwindigkeitsdetektionsschaltung 44 eingegeben, und wird
ein Fehlersignal ΔE zwischen der Zielgeschwindigkeit E1 und
der realen Geschwindigkeit E2 dem Verstärker 236 durch einen
Schalter 234-1 in einem Ein-Zustand durch ein Grobsignal
eingegeben.
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Deshalb wird eine Leistungsspannung +Ecc, die unter der
Steuerung des Rückwärtsbeschleunigungssignals C3 eingegeben
wird, zu dem Fehlersignal ΔE in der Eingangsstufe des
Verstärkers 236 hinzugefügt, wird eine Steuerspannung, die als
addierter Wert (ΔE + Ecc) dient, durch den Verstärker 236
dem Leistungsverstärker 238 eingegeben, und als Resultat
überträgt der Leistungsverstärker 238 einen schnell
ansteigenden Beschleunigungssuchstrom zu dem Schwingspulenmotor
210. Wenn der Kopfwagen 212 diesen Suchstrom empfängt,
bewegt er den Kopf 240 zu der Zielspur.
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Als nächstes wird zu der Zeit t2, wenn das Fehlersignal
ΔE für den Komparator 246 die Nullspannung erreicht, die
Ausgabe des Komparators 246 auf den niedrigen Pegel
invertiert, und das Ende der Beschleunigung wird detektiert. Die
Ausgabe mit niedrigem Pegel des Komparators 246 versetzt das
UND-Gatter 250 durch den Inverter 248 in einen
Freigabezustand, das Signal C5 von dem NOR-Gatter 254 erreicht den
hohen Pegel, das Flipflop 258 wird zurückgesetzt, und als
Resultat wird das Signal C6 der Q-Ausgabe auf den hohen
Pegel zurückgeführt. Deshalb wird durch das
Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 von dem UND-Gatter 260, das auf den
hohen Pegel zurückkehrt, der Schalter 218-1 ausgeschaltet,
und die Beschleunigungssteuerung durch das Hinzufügen der
Leistungsspannung +Ecc wird freigegeben.
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Deshalb fließt nach der Zeit t2 ein Verlangsamungsstrom
auf der Basis des Fehlersignals ΔE, das durch den Fehler
zwischen dem Zielgeschwindigkeitssignal E1 und dem
Realgeschwindigkeitssignal E2 erzeugt wird. Am Ende der
Suchoperation zu der Zeit t3 kehrt das Grobsignal auf den hohen
Pegel zurück, endet die Geschwindigkeitssteuerung, und
gleichzeitig wird das Feinsignal von dem hohen Pegel auf den
niedrigen Pegel verändert. Wenn der Schalter 234-2
eingeschaltet wird, wird auf der Basis des Positionssignals auf
Positionssteuerung geschaltet.
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Ferner erreicht zu der Zeit t4, falls ein
Suchstartimpuls P für die Rückwärtssuchoperation auf der Basis eines
Zugriffs von einem Hostcomputer erzeugt wird, das
Rückwärtsbefehlssignal C2 von der Hauptverarbeitungseinheit 222 den
hohen Pegel. Auf dieselbe Weise wie bei der
Vorwärtssuchoperation erreicht das Rückwärtsbeschleunigungssignal C4 von
dem NAND-Gatter 262, das in der
Beschleunigungssteuerschaltung von Fig. 11 vorgesehen ist, den niedrigen Pegel, wird
der Schalter 218-2 von Fig. 10 eingeschaltet, wodurch die
Leistungsspannung -Ecc zwingend auf den Servoregelkreis
angewendet wird, und der Suchstrom der Suchoperation mit
"Einerdifferenz" steigt im Beschleunigungsstadium gut an.
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Fig. 13 ist eine Ansicht der Struktur eines anderen
Beispiels der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Beispiel von Fig. 13 wird für eine vorbestimmte
Zeit ab Beginn der Suchoperation ein vorbestimmter
Beschleunigungswert +Ecc oder -Ecc zu dem Servoregelkreis
hinzugefügt.
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In Fig. 13 ist die Konstruktion der Servoschaltung ab
der Hauptverarbeitungseinheit 222 bis zu der
Geschwindigkeitsdetektionsschaltung 244 dieselbe wie jene der
Ausführungsform von Fig. 10. Nur die Konstruktion der
Beschleunigungssteuerschaltung, die in Fig. 11 gezeigt ist, ist
anders.
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Das heißt, in der Ausführungsform von Fig. 13 ist in
der Hauptverarbeitungseinheit 222 eine Zeitgeberfunktion
durch ein Zeitgebermittel neu vorgesehen, das ein
Zeitgebersignal C7 während einer vorbestimmten Zeit ab Beginn der
Suchoperation erzeugt. Ein Zeitgebersignal C7 von der
Hauptverarbeitungseinheit 222 wird den NAND-Gattern 260 und 262
eingegeben, die in der Beschleunigungssteuerschaltung 270
vorgesehen sind. An anderen Eingängen der NAND-Gatter 260
und 262 werden ein Vorwärtsbefehlssignal C1 und ein
Rückwärtsbefehlssignal C2 durch die Inverter 264 bzw. 266
eingegeben. Ein Schalter 218-1, der in der
Geschwindigkeitssteuerung/Positionssteuerung-Umstellschaltung 232 vorgesehen ist,
wird durch das Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 von dem
NAND-Gatter 260 gesteuert. Ferner wird der Schalter 218-2
durch das Rückwärtsbeschleunigungssignal C4 von dem NAND-
Gatter 262 gesteuert.
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Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf das
Operationszeitlagendiagramm von Fig. 14 eine Erläuterung der
Operation des Beispiels von Fig. 13.
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Wenn in Fig. 14 der Vorwärtssuchstartimpuls P zu der
Zeit t1 erzeugt wird, aktiviert die
Hauptverarbeitungseinheit 222 den eingebauten Zeitgeber gemäß dem Start der
Suchoperation und erzeugt ein Zeitgebersignal mit niedrigem
Pegel C7 während der festgelegten Zeit T. Beim Empfang
dieses Zeitgebersignals C7 erreicht deshalb das
Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 von dem NAND-Gatter 260, das in der
Beschleunigungssteuerschaltung 270 vorgesehen ist, den
niedrigen Pegel, wird der Schalter 218-1 eingeschaltet, und
deshalb wird die Leistungsspannung +Ecc zwingend zu dem
Fehlersignal ΔE des Servoregelkreises hinzugefügt, und der
Suchstrom steigt in der Beschleunigungsperiode schnell an,
wobei ein Sättigungspegel beibehalten wird.
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Zu der Zeit t2 nach Ablauf einer festgelegten Zeit T ab
Beginn der Suchoperation stoppt das Zeitgebersignal C7 von
der Hauptverarbeitungseinheit 222, das heißt, es kehrt auf
den hohen Pegel zurück, kehrt das
Vorwärtsbeschleunigungssignal C3 von der Beschleunigungssteuerschaltung 270 auf den
hohen Pegel zurück, wird der Schalter 218-1 ausgeschaltet,
und das Hinzufügen der Leistungsspannung +Ecc zu dem
Servoregelkreis wird gestoppt. Nach der Zeit t2 wird die
Verlangsamungssteuerung durch den Verlangsamungsstrom begonnen, der
durch das Fehlersignal ΔE zwischen dem
Zielgeschwindigkeitssignal E1 und der realen Geschwindigkeit E2 erzeugt wird. Zu
der Zeit t3 wird auf Positionssteuerung geschaltet.
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Ferner erzeugt die Hauptverarbeitungseinheit 22 zu der
Zeit t4, falls ein Suchimpuls für eine
Rückwärtssuchoperation erhalten wird, ein Zeitgebersignal mit niedrigem Pegel
C7 während einer festgelegten Zeit T auf dieselbe Weise wie
bei der Vorwärtssuchoperation. Ein
Rückwärtsbeschleunigungssignal mit niedrigem Pegel C4 wird von der
Beschleunigungssteuerschaltung 270 ausgegeben, und der Schalter 218-2 wird
eingeschaltet, wodurch die Leistungsspannung -Ecc zu dem
Fehlersignal ΔE des Servoregelkreises hinzugefügt wird, der
Suchstrom im Beschleunigungsstadium während der
Rückwärtssuchoperation wird schnell angehoben, und der
Sättigungspegel wird beibehalten, und nach Ablauf der festgelegten
Zeit T wird das Hinzufügen der Leistungsspannung -Ecc
gestoppt.
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Durch das zwingende Hinzufügen eines vorbestimmten
Beschleunigungswertes zu dem Fehlersignal des
Servoregelkreises im Beschleunigungsstadium zu Beginn der Suchoperation
kann selbst bei einer Suchoperation mit "Einerdifferenz",
bei der das Zielgeschwindigkeitssignal extrem klein ist, der
Suchstrom gut angehoben werden und kann eine ausreichende
Beschleunigungscharakteristik erhalten werden. Ferner können
auch bei Suchzugriffsoperationen bei kleinen Differenzen wie
etwa bei einer Differenz von einer Spur höhere
Geschwindigkeiten realisiert werden.