FI76894C - Sjaelvjusterande foerfarande och anordning foer korrektion av felposition i ett servosystem foer en magnetskiva. - Google Patents

Description

1 76894

Magneettilevyn servojärjestelmän itseohjautuva virheasennon korjausmenetelmä ja laite

Esillä oleva keksintö liittyy FI-patenttihakemukseen 5 831565 "Magneettilevylaitteen jatkuva ja tietoon sovitettu tiedon sijainnin servo-ohjausjärjestelmä", joka on päivätty samana päivänä kuin esillä oleva hakemus ja jonka keksijä on sama, hakemuksen ollessa tässä viitteenä.

Esillä oleva keksintö kohdistuu magneettilevymuisti-10 laitteessa käytettävään servo-ohjausjärjestelmään. Tarkemmin esitettynä, keksintö liittyy servo-ohjausjärjestelmään, joka adaptiivisesti korjaa dynaamisia ja staattisia kohdis-tusvirheitä datapään ja datauran keskiviivan välillä muistilaitteella olevalla datalevyllä.

15 Levymuistilaitteita käytetään tietojenkäsittelyjär jestelmissä suhteellisten suurien informaation määrien tallettamiseksi, saantiajän ollessa yleensä millisekunteja. Rakenteellisesti tyypillinen muistilaite käsittää pyörivän magnetoitävissä olevan levyvälineen, joka käsittää useita 20 pintoja yhden tai useamman levypinon muodostamassa kokoonpanossa, josta data magneettisesti luetaan tai johon se tallennetaan osoitteellisiin sektoreihin tai sektoreista, jotka sijaitsevat ympyrän muotoisien dataurien keskiviivoilla. Levykokoonpano on asennettu muistilaitteen asema-akselille, 25 joka pyörittää sitä vakionopeudella, noin 3 600 pyörähdystä minuutissa. Muistilaite sisältää myös yhden tai useamman muuttajan tai luku-kirjoituspään, levyn jokaista pintaa kohti. Muuttajat on asennettu tietyn välimatkan päähän toisistaan liikkuvan muuttajan kuljettimen varteen. Servo-ohjain 30 liikuttaa kuljetinta ohjatulla tavalla kaikkien datapäiden liikuttamiseksi yhdessä säteittäisesti levypintojen yli minkä tahansa datapään asemoimiseksi siten valitulle uran keskiviivalle. Koska kaikki kuljettimessa olevat datapäät liikkuvat yhdessä, sisältää laite myös ohjauspiirin, joka valit-35 see yhden luku-kirjoituspäistä suorittamaan datan siirtotoiminnon .

2 76894

Servo-ohjain vastaa tietojenkäsittelyjärjestelmältä tuleviin komentoihin. Ohjain tekee tämän muuntamalla nämä komennot analogisiksi servosignaaleiksi, jotka viimein ohjaavat, tavallisesti tehovahvistimen kautta, sähkömekaanista 5 toimielintä, joka on kytketty muuttajan kuljettimeen.

Levylaite toimii tyypillisesti toisessa kahdesta mahdollisesta eri tilastaan. Ensimmäinen on "haku"-tila, jossa servosignaalin suuruutta käytetään ohjatulla tavalla käyttämään kuljetinta, ja siten valittua datapäätä, viemään ha-10 lutun ympyrän muotoisen uran keskiviivan läheisyyteen; data-pään saavuttaessa tämän läheisen sijainnin kytketään järjestelmä toiseen eli "uran seuraaminen" -tilaan. Uran seuraa-misent -tilassa toimielimen sijaintia ohjataan siten, että valitun datapään keskus on kohdistuksissa datauran keski-15 viivan kanssa. Kuitenkin vielä tässä tilassa esiintyy äärellinen kohdistusvirhe datapään keskuksen ja valitun uran keskiviivan välillä. Tämän kohdistusvirheen suuruus asettaa ylärajan dataurien tiheydelle ja siten muistilaitteen tieto-jentalletuskapasiteetille.

20 Kohdistusvirheen minimoimiseksi käyttävät servojärjes telmät tavallisesti formatoitua informaatiota, joka on esital-lennettu datalevylle, jotta ohjain voisi ilmaista virhesi-jainnin datapään ja uran keskiviivan välillä. Edullinen formaatti saattaa sisältää servodatan, joka on esitallennet-25 tu levykokoonpanon erityisen pinnan servourille ("erityinen" servodata), yhdessä servodatan kanssa, joka on esitallennet-tu kehämäisesti toisistaan erillään erilleen sijoittuneisiin servosektoreihin sirotettuna sisäkkäin datasektorien vierekkäisten parien välille levykokoonpanon datapinnalle ("si-30 säinen" servodata). Erityinen servodata luetaan lukuservo-päällä, kun taas sisäinen servodata luetaan datan mukana luku-kirjoituspäällä ja erotetaan sen jälkeen datasta servo-datan käsittelypiiristöllä.

Sekä erityiseltä pinnalta että datapinnoilta saatava 35 servodata dekoodataan levyohjaimella, sallien sen tarvittaessa muuntaa servo-ohjaussignaalia ja siten jatkuvasti 3 76894 ylläpitää datapään sijainti kohdistuksissa valitun datauran keskiviivan kanssa. Useat tekijät rajoittavat kuitenkin koh-distustarkkuutta ja siten suurinta saavutettavissa olevaa dataurien tiheyttä levymuistilaitteessa. Yleisimmät näistä 5 tekijöistä juontavat juurensa sähköisistä ja mekaanisista häiriöistä ja kohinasta. Merkittävin mekaaninen häiriö on akselin "huojuminen" tai "viipottaminen", joka tarkoittaa eroa todellisen keskiviivan ja efektiivisen keskiviivan välillä pään suhteen, joka on sijoittunut kiinteälle etäisyy-10 delle levyn asennuskeskipisteestä. Sen aiheuttaa tavallisesti pieni epäkeskisyys asennettaessa levyä asema-akselilleen. Huojunta on erityisen merkittävää vaihdettavia levy-kasetteja käyttävissä levyjärjestelmissä ja se aiheutuu vieläpä pienimmästä mahdollisesta epäkeskisestä asennuksesta 15 (esimerkiksi senttimetrin tuhannesosien heitosta) sekä liukumasta tai kallistumasta sovitettaessa levykasettia asennuksen jälkeen. Kuljettimen välys muuttajan kuljettimen ja sen ohjaustankojen välillä sekä kuljettimen, varsien, levyn tai muuttajien epätasaisesta lämpölaajenemisesta johtuva 20 virhekohdistus ovat edelleen osallisina mekaanisiin häiriöihin. Yleisesti asemointitoleranssien tulisi olla ± 10 % maksimiurajaosta (vierekkäisten urien keskiviivojen välisestä etäisyydestä). Siten esimerkiksi servojärjestelmässä, jossa on 1 000 uraa tuumaa kohden (400 uraa senttimetriä 25 kohden), tulisi datapää pitää datauran keskiviivasta ±100 mikrotuuman (± 2,54 ^um) puitteissa. Tavallisilla tällä hetkellä saatavilla olevilla vaihdettavilla levyjärjestelmillä kyseinen kohdistustarkkuus ei ole helposti saavutettavissa.

30 Ohjausjärjestelmän jättämä on toinen tekijä, joka vaikuttaa asemointitarkkuuteen. Jättämä on aikaviive sen ajan välillä, jolloin ohjain ilmaisee urapoikkeamatilanteen ja sen ajan välillä, jolloin toimielin alkaa liikuttaa muuttajaa datauran keskiviivan kanssa kohdistukseen. Osa tästä 35 viiveestä johtuu servo-ohjausjärjestelmän sähköisestä vas-teominaiskäyrästä, kuten esimerkiksi pienestä näytteenotto- < 76894 taajuudesta; loppuosa viiveestä johtuu sähkömekaanisen toimielimen mekaanisesta vasteominaiskäyrästä. Nämä viiveet määräävät servo-ohjausjärjestelmän "kaistanleveyden". Mitä suurempi kaistanleveys, sitä mopearamin asemointijärjestel-5 mä voi vastata urapoikkearaatilanteeseen aikaansaaden siten tiukasti ohjatun datapään asemoinnin. Suuren kaistanleveyden omaava asemointijärjestelmä mahdollistaa suuremman dataurien tiheyden, koska keskiviivoja voidaan seurata pienemmällä toleranssilla. Lisäksi on myös muita tekijöitä, jotka ovat 10 osallisena virhekohdistukseen uran seuraamistoimintojen aikana .

Tavanomaiset menetelmät servojärjestelmän kaistanleveyden lisäämiseksi käsittävät rakenteellisen mekaanisten resonanssien taajuuden lisäämisen, aikaansaaden jatkuvan 15 paikan takaisinkytkennän erityiseltä servopinnalta ja aikaansaaden datapinnoilta tulevan paikan takaisinkytkennän suuremmalla näytteenottotaajuudella, muiden seikkojen ohella.

Eräs tapa sähköisten ja mekaanisten häiriöiden joi-20 denkin vaikutusten voittamiseksi on ollut servojärjestelmän mekaanisten ja sähköisten piirikomponenttien toleranssien parantaminen, mutta tämä on kallista ja sillä on parhaimmillaankin vain marginaalinen vaikutus ongelman ratkaisussa. Lämpötilan kompensaatiopiirejä on myös käytetty pään 25 virhekohdistuksen pienentämiseksi, joka aiheutuu epätasaisen lämpötilan aiheuttamista mekaanisten komponenttien dimension tai paikan muutoksista. Tämä tapa vain osittain korjaa muuttajan kohdistusvirheet, koska se perustuu mallille, joka yrittää korjata vain joitakin keskimääräisiä poikkea-30 mavirheitä, mutta ei huojuntavirheitä.

Toinen tapa pään kohdistuksen parantamiseksi on ollut sektoroidun eli sisäisen servoasemointidatan aikaansaaminen suoraan muistin datauraan. Tätä tapaa on käytetty vaihtoehtona tai lisäyksenä servoasemointi-informaation ai-35 kaansaamiseksi levyn erityiselle pinnalle. Ohjain käyttää sektoroitua servodataa servosignaaliensa päivittämiseen 5 76894 peräkkäisten datasektoreiden ohi kulkemisen välillä. Tämän hakemuksen hakijan US-patenttijulkaisussa 4 208 679 on esitetty tällainen järjestelmä. Tällä järjestelmällä ei kuitenkaan voiteta servojärjestelmän kaistanleveyden rajoituk-5 siä ja se ei voi siten kompensoida ohjausjärjestelmän jättämää. Tosiasiassa järjestelmällä, joka käyttää pelkästään sisäistä sektorisoitua servodataa, on hieman pienempi kaistanleveys johtuen aikajättämästä servodatan näytteenottojen välillä servosektoreissa.

10 Uudempi tapa uran seuraamistoimintojen parantamisek si on servo-ohjaussignaalin dynaaminen muuntaminen lisäkor-jaussignaalilla luku-kirjoitustoirainnan aikana. "Paikkapoik-keaman" virheenkorjauksen servosignaali käyttää hyväksi aikaisemmin mitattua jaksoittaista muuttajan keskuksesta poik-15 keavaa kohdistusvirhettä. Tämä signaali voidaan johtaa yhden tai useamman esitallennetun levyllä olevan paikkavertailu-uran avulla. Se toimii mittaamalla keskustasta poikkeavan uran virhekohdistus muuttajan ollessa asemoitu säteittäises-ti kiinteään, stationääriseen vertailupisteeseen paikkaver-20 tailu-uran ylle pyörivällä levyllä. Useisiin kehämäisiin paikkoihin liittyville paikkapoikkeaman virheille suoritetaan näytteenotto ja ne talletetaan ja haetaan myöhemmin esille ja syötetään servo-ohjaimeen seuraavan luku-kirjoi-tustoiminnan aikana. US-patenttijulkaisussa 4 136 365, 25 Chick et ai., esitetään tällainen järjestelmä. Tästä järjestelmästä puuttuu kuitenkin vaiheen kompensointiin ja kohinan pienentämiseen liittyvä tekniikka. Se ei myöskään käytä iteratiivista menettelyä parantaakseen paikkapoikkeaman virheen mittauksia. Ilman kohinan pienennystä mitatun 30 huojunnan peräkkäistä iteraatiota, jos se suoritetaan, ei voida käyttää optimaalisen huojunnan torjunnan korjaussig-naalin aikaansaamiseksi.

US-patenttijulkaisussa 4 135 217, Jacques et ai., esitetään toinen järjestelmä, joka muuntaa servopaikkasig-35 naalia paikkapoikkeamavirheen korjaussignaalilla. Kyseisessä julkaisussa johdetaan paikkapoikkeamavirheen signaali 6 76894 muuttajan kuljettimessa olevasta karkeasta asemoimasta paremminkin kuin levyvälineestä itsestään. Se ei mahdollista datapään näkemien kohdistusvirheiden mittausta ja korjausta ja voisi antaa väärän korjausinformaation, koska staattiset 5 ja dynaamiset virheet voivat olla melko erilaisia kullekin järjestelmän datapäälle. Kohinan pienennystä ja iteraatiota ei taas käytetä Jacques'n järjestelmässä.

Lisäksi yksikään edellä mainituista tavoista ei yritä korjata dc-bias-voiman asemointipoikkeamia, jotka voivat 10 olla vieläpä kuljettimen säteittäisen paikan ei-lineaarisia funktioita.

Edellä oleva huomioon ottaen esillä olevan keksinnön tavoitteena on parantaa uran seuraamistarkkuutta ja siten lisätä suurinta saavutettavissa olevaa dataurien tiheyttä mag-15 neettilevymuistilaitteessa dynaamisesti korjaamalla muuttajan kohdistusvirheet, jotka aiheutuvat jaksollisista paik-kapoikkeamavirheistä ja sähköisistä ja mekaanisista häiriöistä servojärjestelmässä.

Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on ai-20 kaansaada paikkapoikkeaman virheenkorjausjärjestelmä, joka on vähemmän herkkä kohinalle iteroidessaan paikkapoikkeaman virhesignaalia.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena edelleen on aikaansaada paikkapoikkeaman korjausjärjestelmä, joka itera-25 tiivisesti ja nopeasti konvergoituu optimiin paikkapoikkeaman virheenkorjaussignaaliin.

Näiden tavoitteiden lisäksi käsittää eräs keksinnön näkökohta servo-ohjausjärjestelmän, joka jaksollisesta ja iteratiivisesti suorittaa saannin sisäiseen servoinformaa-30 tioon, joka on esitallennettu ympyrän muotoisien dataurien keskiviivoille magneettilevyn datapinnalle, paikkapoikkea-mavirheen mittaamiseksi ja siten kehittääkseen sarjan paikkapoikkeaman korjaussignaaleja, jotka sen jälkeen syötetään servotoimielimeen muuttajan virhekohdistuksen dynaamiseksi 35 korjaamiseksi seuraavan luku-kirjoitustoiminnan aikana.

7 76894

Edullisessa rakenteessa datalevy sisältää ensimmäisen ja toisen sarjan servosignaalien suuritaajuisia purskeita servosektoreissa sen kullakin datapinnalla, purskeiden kussakin sarjassa ollessa tallennettu vuorottaisiin urapaik-5 koihin keskiviivoille, jotka ovat siirtyneet säteittäisesti yhden puoliuran leveyden verran suhteessa muistidataurien keskiviivoihin datasektoreissa. Demodulaattori ilmaisee purskeet ja vertaa niiden suuruuksia kehittääkseen paikka-virhesignaalin. Purskeiden suuruuksien summa on normalisoi-10 tu varmistamaan asemointivirheen tarkan korjauksen. Paik-kapoikkeaman virhesignaali mitataan valinnaisella alipääs-töisellä anti-aliasoivalla suodattimena ainakin yhden levyn täydellisen pyörähdyksen aikana ja muunnetaan sen jälkeen digitaaliseksi signaaliksi. Mittaukset suoritetaan useissa 15 erillisissä kehämäisesti yhtä kaukana toisistaan erillään olevissa paikoissa levyllä.

Sovitettu digitaalinen suodatin säätää digitoidun paikkapoikkeaman virhesignaalin vaihetta tunnetun servo-ohjausjärjestelmän jättämän ja tunnetun alipäästösuodattimen 20 jättämän kompensoimiseksi; se säätää myös perustaajuisen ja sen valittujen harmonisten vaihe- ja vahvistustermejä, siten mahdollistaen suuritaajuisten harmonisten poistamisen. Tämän jälkeen digitaalinen suodatin kehittää korjaussignaa-lin vaihekorjatusta paikkapoikkeaman virhesignaalista. Jär-25 jestelmä iteroi edellä selostetun menettelyn yhden tai useamman seuraavan levyn pyörähdyksen aikana syöttämällä uudelleen korjaussignaali servojärjestelmään samalla jälleen mitaten paikkapoikkeaman virhettä seuraavan optimikorjaussig-naalin kehittämiseksi. Tämän jälkeen se tallettaa nämä op-30 timikorjaussignaalit myöhempää käyttöä varten seuraavien luku-kirjoitustoimintojen aikana.

Paikkapoikkeaman virheinformaatio voidaan tallettaa kutakin datapäätä varten monimuuttajäisessä, monilevyisessä levyjärjestelmässä. Siten, kun myöhemmin suoritetaan muisti-35 datauran saanti, valitsee järjestelmä siihen liittyvän kor-jaussignaalien sarjan. Lisäksi iterointi voidaan suorittaa 8 76894 miten monta kertaa tahansa järjestelmän konvergoimiseksi kohti optimia paikkapoikkeamavirheen korjaussignaalia paikka-poikkeaman korjaussignaalin nopeamman optimoinnin mahdollistamiseksi. Tämä antaa järjestelmälle mahdollisuuden no-5 peasti mukautua ajan suhteen hitaasti vaihtelevaan huojuntaan .

Esillä olevan keksinnön vielä erään näkökohdan mukaisesti asemointijärjestelmä lisäksi sisältää piiristön dc-offset-virheiden korjaamiseksi, jotka johtuvat sähköisistä 10 offseteista ja biasvoimista (tai vääntömomentista pyörivässä toimielimessä), jotka toimivat liikkuvan muuttajan sä-teittäiseksi poikkeuttamiseksi halutusta urasijainnista.

Tämä huomioon ottaen järjestelmä mittaa paikkapoikkeaman, kuten aikaisemmin on esitetty ja laskee sen jälkeen offset-15 korjaukset biasvoima- ja dc-virheille useissa, edullisesti yhtä kaukana toisistaan erillään olevissa, kuljettimen sä-teittäisissä paikoissa. Järjestelmä tallettaa ne sen jälkeen muistiin. Kun muistidatan uran keskiviivaan myöhemmin suoritetaan saanti luku-kirjoitustoiminnan aikana, noude-20 taan talletettu biasvoiman tai dc-offsetin korjausinfor- maatio uudelleen, aivan kuten muu paikkapoikkeamavirheen kor-jausinformaatio, niin että sekä paikkapoikkeaman että offsetin korjaussignaalit ovat osallisina kohdistusvirheiden korjauksessa.

25 Biasvoiman virheenkorjaussignaalin kehittämiseksi, jälleen edullisessa suoritusmuodossa, offset-virheet mitataan iteratiivisesti eteenpäin vievässä ja vastakkaisessa suunnassa kullekin datauran keskiviivalle asemoimalla muuttaja sen ylle, laskemalla offsetvirheen keskiarvo levyn 30 usean pyörähdyksen aikana ac-häiriöiden poistamiseksi, syöttämällä uudelleen offsetvirhe muuttajan asemoijaan ja jälleen mittaamalla offset-virhe, kunnes ennalta määrätty minimi-offset saadaan mitatuksi ja sen jälkeen talletetaan kertynyt poikkeamavirhe kullekin pienelle ryhmälle vierek-35 käisten urien keskiviivoja tai "kaistoja". Eteenpäin ja taaksepäin mitatuista offsetvirheistä voidaan edelleen 9 76894 laskea keskiarvo ja tuloksena saatava korjaustaulukko, joka korjaa vieläpä dc-offset-virheiden ei-lineaariset sä-teittäiset vaihtelut kullakin kaistalla, voidaan suodattaa digitaalisesti ja siten tasoittaa. Tämä menettely sallii 5 takertelusta ja kitkasta aiheutuvien vaikutusten kompensoinnin ja se pienentää myös mittaus- ja laskentavirhei-tä. Koska offsetvirheet vaikuttavat yhtä lailla kuhunkin datapäähän, tarvitsee mitata vain yksi pää, edullisesti erityinen servopää. Korjausdata perustuu siten säteittäiseen 10 paikkaan ja on riippumaton valitusta datapäästä.

Tiettyjä muita etuja, jotka eivät ole mahdollisia Chick et ai. tai Jacques et ai. järjestelmissä, voidaan saavuttaa käsittelemällä mitattuja paikkavirhesignaaleja dynaamisten korjaussignaalien tuottamiseksi. Erityisesti, 15 talletetun paikkapoikkeaman informaation vaihetta voidaan siirtää ohjausjärjestelmän ja suodattimen jättämän kompensoimiseksi. Kun korjaussignaali on saatu, se syötetään uudelleen servojärjestelmään iteratiivisen paikkapoikkeaman korjaussignaalin saavuttamiseksi. Tämä ja vielä enemmät 20 iteraatiot sallivat järjestelmän konvergoida kohti täydellisempää paikkapoikkeaman korjaussignaalia.

Tosiasiaa, että paikkavirhe on jaksollinen levyn pyörimisen suhteen, käytetään hyväksi käyttämällä sovitettua suodatinta kohinan ja ei-toivottujen harmonisten tar-25 kemmaksi poistamiseksi. Digitaalinen signaalinkäsittely mahdollistaa jaksollisen virhesignaalin perustaajuuden ja valittujen harmonisten taajuuksien riippumattoman poistamiseen ja/tai säätämiseen vahvistukseltaan ja vaiheeltaan. Käyttämättä sovitetun suodattimen tekniikkaa kohinan vähen-30 tämisessä iteraatiota ei voida vaivattomasti suorittaa, koska virhesignaalin tietyt suuritaajuiset komponentit alkavat rajoittamattomasti kertautua kussakin iteraatiossa.

Esillä oleva keksintö käy yksityiskohtaisesti ilmi mukana seuraavista patenttivaatimuksista. Esillä olevan 35 keksinnön edellä mainitut ja muut tavoitteet ja edut käyvät ilmi seuraavaan yksityiskohtaiseen selostukseen sekä mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, joissa: 10 76894

Kuvio 1 esittää lohkokaaviona esimerkin luonteista servoasemointijärjestelmää, joka on avuksi keksintöä selostettaessa ;

Kuvio 2 esittää lohkokaaviona esillä olevalle kek-5 sinnölle tunnusomaista suljettusilmukkaista paikan ohjausjärjestelmää ;

Kuvio 3 esittää datalevyn osaa, josta servoasemointi-informaatio johdetaan;

Kuvio 4 esittää kuvion 3 levyn osan suurennosta; 10 Kuvio 5 esittää lohkokaaviota, joka esittää keksin nön mukaista paikkapoikkeaman mittaus- ja laskentapiiriä yksityiskohtaisesti;

Kuvio 6 esittää kuvion 7 värinäsignaaligeneraattorin kehittämän ohjaussignaalin aaltomuotoa; 15 Kuviot 7A ja 7B esittävät kuvion 1 servo-ohjausjär jestelmän suorittamien toimintojen vuokaavioita paikkapoikkeaman korjaussignaalia kehitettäessä; ja

Kuviot 8A ja 8B esittävät kuvion 1 järjestelmän suorittamien toimintojen vuokaavioita kehitettäessä biasvoi-20 man virheen korjaussignaalia.

Kuvion 1 servo-ohjauspiirikaavio käyttää sisäistä servodataa, joka on tallennettu levyn datapinnalle kohdis-tusvirheiden määrittämiseksi. Yleisesti järjestelmä sisältää pyörivän levykokoonpanon levypinojen 14, 16 ja 18 muo-25 dossa, jotka pyörivät akselin 20 ympäri. Kukin levy 14-18 pystyy tallettamaan dataa kummallekin puolelleen ympyrän muotoisten dataurien keskiviivoille. Muuttajan kuljetin 22 kantaa useita luku-kirjoituspäitä 24, 26 ja 28 ylemmille levypinnoille (ja vastaavat päät, ei esitetty, alemmille 30 levypinnoille) vastaavilla kuljettimen varsilla 25, 27 ja 29, jotka säteittäisesti asettavat nämä luku-kirjoituspäät ympyrän muotoisten urien keskiviivoille levylautasten 14-18 ylemmille tai alemmille pinnoille. Yksi datapäistä on edullisesti lukuservopää, joka on asetettu levyn erityisen ser-35 vopinnan ylle täydentävän suuritaajuisen asemointi-informaation tarjoamiseksi servo-ohjausjärjestelmälle.

11 76894

Esityksellisistä syistä muuttaja 22 on esitetty ohjaustankojen tukemana, joista yksi on ohjaussauva 30 ja jota käyttää lineaarinen toimilaite 31, joka käsittää kiinteän staattori- tai "kenttä"-käämin 32, joka ohjaa kevytpainois-5 ta liikkuvaa käämiä 34, joka on kytketty kuljettimeen 22. Tehovahvistimesta 36 käämiin 34 syötetyille signaaleille vasteena kuljetin 22 liikkuu pitkin ohjaustankoja 30 päiden 25-29 asettamiseksi halutun uran ylle. Toiminnan "haku"-tilassa uran hakupiiri 39 laskee dataurien keskiviivojen 10 ylityksiä pystyäkseen ajoissa hidastamaan ja pysäyttämään kuljettimen sen saapuessa valitun datauran keskiviivan läheisyyteen.

Nopeuden arviointipiiri 41 vastaa kuljettimen liikkeeseen aikaansaamalla servo-ohjauspiiriin 37 signaaleja, 15 jotka osoittavat nopeuden, jolla päitä liikutetaan levyn yli. Nopeuden ohjausta hakutilassa käytetään kuljettimen nopeuden profilisoimiseen tavanomaisella tavalla hakutoi-minnan aikana kuljettimen nopeuden pienentämiseksi sen lähestyessä haluttua uraa, siten välttäen ylityksen ja siten 20 jouduttaen luku-kirjoituspään asettumista uran keskiviivalle .

Kun valittu datapää saapuu halutun datauran lähei-syyteen (esimerkiksi yhden tai kahden uran päähän), siirtyy ohjausjärjestelmä "seuraaminen"-tilaan ja muodostaa "hienon" 25 virhesignaalin, joka vastaa datapään etäisyyttä uran keskiviivasta. Se käyttää signaalia negatiivisessa takaisinkyt-kentäjärjestelyssä virheen minimoimiseksi ja siten datapään ylläpitämiseksi keskiviivan kanssa kohdistuksissa. Näihin ohjauksen näkökohtiin pään "seuraaminen"-tilassa esillä ole-30 va keksintö kohdistuu.

Tämän servo-ohjaustoiminnon suorittamiseksi kuvion 1 piiri voi käyttää sisäistä servodataa, joka on lomitettu datasektoreiden väliin ja joka on esitallennettu toisistaan välimatkan päässä erillään oleviin servosektoreihin data-35 urilla. Servoinformaation erottamiseksi pään valinta- ja vahvistinpiiristö 38 vastaa tietojenkäsittelylaitteesta 12 76894 tulevalle pään valintasignaalille yhden mahdollisista data-päistä valitsemiseksi, joita muuttajan kuljetin 22 kantaa. Luku-kirjoituspiiristö 40 ja servosignaalin demodulaattori 42 erottavat luku-kirjoitusmuistidatan ("käyttäjä") ja ser-5 vodatan vasteena sektorin tahdistussignaalille, joka on kehitetty edullisessa suoritusmuodossa servosignaaleilla, jotka on esitallennettu levykokoonpanon erityiselle pinnalle. Tahdistussignaali voidaan erottaa myös sisäisestä datapään signaalista, indeksoidusta sektoripyörästä, joka on liitet-10 ty pyörivään levykokoonpanoon tai muusta ajastus- ja ohjaus-piiristöstä, joka vastaa useisiin levykokoonpanossa oleviin indeksipaikkoihin.

Erotuksen jälkeen luku-kirjoituspiiristö 40 siirtää muisti- tai käyttödatan tietojenkäsittelyjärjestelmään, 15 servodemodulaattoripiirin 42 demoduloidessa servosignaaleja uran seuraamistilan aikana paikkavirhesignaalin tuottamiseksi, joka osoittaa suhteellisen aseman datapään ja uran keskiviivan välillä. Tuloksena saatava paikkavirhesignaali on edullisessa suoritusmuodossa näytteinä otettu datasignaali, 20 joka on päivitetty jaksoittain monta kertaa levyn pyörähdyksen aikana tai kerran kunkin sektorin jälkeen.

Tämä signaali lähetetään servo-ohjauspiiriin 37 sum-mainpiirin 44 kautta. Summainpiiri 44 yhdistää paikkavirhesignaalin aikaisemmin mitattuun paikkapoikkeaman korjaussig-25 naaliin. Summaimesta 44 saatavia yhdistettyjä signaaleja käytetään dynaamisesti kompensoimaan jaksollisesta tai hitaasti vaihtelevaa datapään virhekohdistusta.

Paikkavirheen korjaussignaalin laskemiseksi viedään servosignaalin demodulaattorista 42 saatava paikkavirhesig-30 naali kytkimen 10 ja alipäästösuodattimen 46 kautta analogi-digitaalimuuntimeen 48. Tämä suodatin vaimentaa suuritaa-juista kohinaa, joka ei sisällä todellista paikkavirhettä; käytettäessä sisäistä servodataa se vaimentaa myös suuri-taajuisia komponentteja ja minimoi mahdolliset aliasointi-35 ongelmat seuraavan analogidigitaalimuunnoksen yhteydessä.

Sen jälkeen kun A/D-muunnin 48 digitoi analogisen signaalin, 13 76894 siirtää digitaaliset signaalit sekä paikkapoikkeaman las-kentaprosessoriin 50 että uran poikkeaman anturipiiriin 52. Kytkin 10 sallii paikkapoikkeaman laskentaprosessorin 50 ja uran poikkeaman anturin 52 kompensoida offsetit suodatti-5 messa 46 ja muuntimessa 48.

Mukautuksen järjestelijä 54 käynnistää laskentaprosessorin 50, joka laskee virhekohdistuksen ja vastaavan kor-jausdatan useissa kehämäisissä datalevyn paikoissa. Virhekohdistuksen korjausdata talletetaan muistijonoon 56, joka 10 käsittää digitaalisen muistin, johon digitoidut paikkakor-jaussignaalit talletetaan diskreetteinä sanoina. Muistijono 56 itsessään käsittää muistimatriisin 200 ja muistijonon 206 (kuvio 5). Kukin tulo varustetaan lipulla, josta käy ilmi siihen liittyvä datapää, uran numero ja sektorin nu-15 mero, vastaten HEAD SELECT, TRACK NO., ja SECTOR NO. -signaaleja tietojenkäsittelyjärjestelmässä niin, että kun niitä kutsutaan seuraavan luku-kirjoitustoiminnan aikana, vastaava korjaussignaali yhdistetään POSITION-ERROR-sig-naalin. kanssa summaimessa 44 ennen syöttämistä ohjauspii-20 riin 37. D/A-muunnin 58 muuntaa jonoon 56 sisältyvän talletetun digitaalisen korjausdatan analogiseksi signaaliksi.

Mukautuksen järjestelijä (joka saattaa käsittää yksinkertaisesti jaksollisen ajastimen, joka jaksollisesta lähettää pulssin aikaansaadakseen uusia laskutoimituksia 25 prosessorissa 50) aktivoi useille tiloille vasteena laskentaprosessorin 50 laskemaan haluttu paikkapoikkeaman korjaus-datan esimerkiksi vasteena anturin 52 suorittamalle urasta poikkeamisen tilan ilmaisulle uran seuraamistilassa luku-kir joitustoiminnan aikana tai vasteena datan ilmaisemille 30 virheille (esimerkiksi jaksollinen ylimäärän tarkistusvir-heen ilmaisupiiri) tai vasteena lämpötilan muutokselle levy-yksikössä, joka muutos on ennalta määrättyä määrää suurempi. Kyseinen muutos voitaisiin ilmaista aseman lämpötila-anturilla 57.

35 Muut tilat voivat myös vaikuttaa korjausdatan uudel leen laskemiseen, kuten esimerkiksi POWER-UP-signaali tai 14 76894 NEW PACK -signaali mukautuksen järjestelijään 54 syötettynä. POWER-UP-signaali kehitetään silloin, kun järjestelmä ensimmäisen kerran käynnistetään tai kytketään päälle ja NEW PACK -signaali tuotetaan silloin, kun uusi levykasetti tuo-5 daan asemayksikköön. Edellisessä tapauksessa levyasema on tavallisesti matalammassa lämpötilassa kuin silloin, kun viimeinen paikkapoikkeaman korjausdata on laskettu ja jälkimmäisessä tapauksessa epäkeskisyysero aikaisemman ja uuden levykasetin välillä on mitä todennäköisin ja tekisi si-10 ten tarpeelliseksi korjausdatan uudelleen laskemisen jonossa 56. Edullisessa suoritusmuodossa järjestäjässä 54 oleva aikakaavio liipaisee prosessorin 50 jaksoittaisesti mittaamaan paikkavirheen ja laskemaan uudelleen paikkapoikkeaman korjausdatan jonossa 56.

15 Prosessorin 50 tuottama korjaussignaali johdetaan mittaamalla poikkeamien ja häiriöiden kertautunut vaikutus servojärjestelmässä. Nämä poikkeamat ja häiritö on parhaiten esitetty yleistetyssä suljetun silmukan paikkaohjausjärjes-telmän kaaviossa, joka on esitetty kuviossa 2. Toiminnassa 20 uran haku- ja laskupiiristö 39 lähettää paikan komentosig-naalin. Uran seuraamistilassa paikan komentosignaali on lähellä nollaa. Tehovahvistimen 36 tuottama ohjausvirta I käyttää servotoimielintä. Kuten on esitetty, virran "I" vaikutus servotoimielimeen on määritelty moottorivakiolla Kt 25 ja Laplacen siirtofunktiolla 1/Ms , jossa M on kuljetin-kokoonpanon kokonaisinertia. Ne on esitetty voimavakiona 62 ja inertiakuormana 64.

Paikkavirhesignaali, jonka on ilmaissut valittu data-pää ja käsitellyt servodemodulaattori 42, siirretään pitkin 30 paikan takaisinkytkentätietä summaimeen 44, jossa se yhdistetään D/A-muuntimesta tulevan paikkapoikkeaman korjaussig-naalin kanssa. Inertiakuorman 64 paikkainformaatio syötetään myös nopeuden arviointipiiriin 41, joka sisältää dif-ferentiaatio- ja vahvistustermin Kvs nopeuden takaisinkyt-35 kentätiellä. Arviointipiiristä 41 ja summaimesta 44 tulevat takaisinkytkentäsignaalit syötetään molemmat takaisin 15 76894 summausliitokseen 74, joka muuttaa vahvistimen 36 tuottamaa ohjausvirtaa "I" tavalla, joka ylläpitää datapään halutun datauran keskiviivan yllä.

Summausliitoksessa 76 esiintyy luontainen sähköisen 5 järjestelmän offset &Qff ja takaisinkytkennän ohjausjärjestelmän summausliitoksessa 78 esiintyy ulkoinen biasvoiman signaali Fext^' jossa "b" osoittaa niiden urien kaistaa, jonka ylle kuljetin asemoidaan. Bias-voima voi olla kuljettimen säteittäisen paikan ei-lineaarinen funktio ja aiheutua 10 "tuulen aiheuttamasta suuntapoikkeamasta" (ilman paine), pään johtimista ja magneettisista biasvoimista magneettisessa toimielimessä itsessään. Muita häiriöitä Er akselin huojunnan muodossa, joka johtuu pyörivän magneettisen levy-välineen epäkeskisyydestä, esiintyy paikan takaisinkytken-15 nän tiellä summausliitoksessa 80. Tämä on ac-termi ja on tyypillisesti jaksollinen levyn pyörimisen mukaisesti. Se on todennäköisesti erilainen kullekin valitulle datapäälle. Näiden häiriöiden E^^, Eext ja E yhdistelmä aiheuttaa valitun datapään paikkapoikkeaman datauraan nähden ja siten 20 pakottaa paikkavirhesignaalin nollasta eroavaksi.

Edellä oleva selostus muodostaa yleisen taustan esillä olevan keksinnön luonteen ja toiminnan ymmärtämiseksi, jota keksintöä tullaan seuraavassa selostamaan yksityiskohtaisesti. Viitaten nyt kuvioon 3, esitetään levylautasko-25 koonpanon datapinnan segmentissä sijaitseva yksi sektori, kun taas kuvion 3 urien yhtä osaa esitetään yksityiskohtaisemmin kuviossa 4. Edullisessa suoritusmuodossa levyssä on 57 sektoria. Kuten havaitaan, datapinta 82 käsittää useita dataurien keskiviivoja t, t+1, t-1 jne., jotka ovat kohdis-30 tuksissa servopurskeiden 85 reunojen 83 kanssa servokentässä 84.

Datapinta sisältää servokentässä 84 sarjan säteittäi-sesti kohdistuksissa olevia servopurskeita (kuvio 4), jotka on kirjoitettu vuorottaisesti puolen uran verran sivuun 35 säteittäisessä suunnassa muistidätaan, joka seuraa jokaista servopurskekenttää 84. Koska on olemassa kahdentyyppisiä 16 76894 purskeita, A-tyyppinen ja B-tyyppinen, jotka sijaitsevat eri kehämäisissä paikoissa, voi servodemodulaattori deffe-rentioida niiden välillä ja päättää niiden suhteellisista amplitudeista. Datapää on kohdistettu reunan ylle silloin, 5 kun ilmaistut signaaliamplitudit ovat yhtä suuria. Amplitudien välinen ero muodostaa paikkavirhesignaalin ja erosig-naalin polariteetti osoittaa virhekohdistuksen suunnan. Tämä paikkavirhesignaali päivitetään kunkin servosektoriken-tän 84 ohituksen jälkeen.

10 Tästä paikkavirhesignaalista lasketaan paikkapoik- keama. Kohinan pienentämisen helpottamiseksi tässä signaalissa, esillä olevassa keksinnössä käytetään anti-aliasoi-vaa analogista suodatinta erityiseltä pinnalta tulevan ser-vodatan suodattamiseksi. Tämä sallii servodatan pienemmän 15 näytteenottotaajuuden sektorisoiduilla datapinnoilla. Koska taajuuden nopeuden, jolla data syötetään D/A-muuntimen kautta ulos huojunnan korjausta varten, täytyy ainakin ylittää servokaistanleveys tasaisen korjauksen varmistamiseksi, määräytyy pyörähdystä kohti mitattujen näytteiden pienin 20 määrä servokaistanleveydestä. Esimerkinluonteisessa suoritusmuodossa, servokaistanleveyden ollessa noin 500 Hz ja levyn akselin pyörimisnopeuden 60 pyörähdystä sekunnissa, pyörähdystä kohden ollessa 57 sektoria, vain 32 vastaan 57 näytteenottomittausta pyörähdystä kohden voidaan käyttää 25 hyväksi. Tämä vähentää merkitsevästi digitaalisen suodatin-prosessorin 212 laskenta-aikaa. Tämä nopeus voisi olla melkein puolet tästä ilman mitään haitallisia seurauksia torjuttaessa perustaajuuden huojuntaa.

Jaksollisen paikkapoikkeamainformaation dc- ja perus-30 taajuuskomponentit erotetaan ja jäljelle jääneet komponentit torjutaan, digitoimalla ne "N":ssä diskreetissä kehämäisessä paikassa levyn ympärillä jonon toistuvia paikka-virhenäytteitä muodostettaessa ja sen jälkeen käsitellään ne digitaalisella suodattimena, jonka impulssivaste sovit-35 taa jaksollisen paikkapoikkeamasignaalin aaltomuodon omi-naiskäyrän, eli "sovitetulla suodattimena". Koska paikka- 17 76894 virhesignaalin perustaajuisen komponentin ominaisaaltomuoto on sinimuotoinen ja sillä on jaksollisuus, joka täsmällisesti vastaa levykokoonpanon pyörähdysuopeutta, voidaan käsitelty aaltomuoto ilmaista lausekkeella: 5 (1) .M-DC +A„in ψ] ♦ £> sin + φ, ] 10 kun 1 < n £ N.

Halutun sovitetun digitaalisen suodattimen impulssi-vaste h (n) on: (2) kun n = 1 ... N, jossa Aff on suodattimen haluttu perustaa-20 juuden vahvistus, 0^ on haluttu vaihe-edeItämä ohjausjärjestelmän jättämän ja anti-aliasoivan suodattimen perustaa-juudella aiheuttaman jättämän korjaamiseksi ja on ha-. luttu dc-vahvistus.

Paikkapoikkeamavirheen datan muunnos suoritetaan 25 8-bittisellä mikroprosessorilla, kuten paikkapoikkeaman mittaus- ja laskentaprosessorille 50. Virhenäytteet konvoloi-daan h(n):lla paikkapoikkeaman korjaussignaalin y(n) = E tuottamiseksi, joka syötetään servo-ohjauspiiriin 46. Kon-voloimalla h(n) haksollisilla virhenäytteillä saadaan: 30 N .

(3 ) h(ni '* M' +/»-2)MOD Λ^+ /1

/*/ L J

35 jossa x(n) = (n + KN)MOD N määrittää MOD N, ja 16 76894 (4) y(n)**ADCOC + A rfr · A, sin + (φ- φ^j 5

Havaitaan, että lausekkeelta y(n) puuttuu harmoniset komponentit, jotka ovat luonteenomaisia mittausurille ja jotka eivät ole sopivia korjauksessa käytettäväksi. Siitä puuttuvat myös suuritaajuiset termit, jotka johtuvat huojun-10 tavirheistä aikaisemmin iteroitujen korjaussignaalien lisäksi. Lauseke y(n) on olennaisesti virhesignaalin x(n) paras approksimoitu sinimuotoinen signaali dc-vahvistuksen, ac-vahvistuksen ja ac-vaiheen ollessa muunnettu.

Korjaussignaalilla y{n) on edullisesti vaihe-edeItämä 15 termi 0h perustaajuuden vahvistustermi App ja dc-offset- termi Ajoita voidaan säätää sovittamaan servojärjestelmän sähköistä ja mekaanista vastetta. Vaihe-edeltämätermin 0^ säätö sallii digitaalisen suodattimen kompensoida muun muassa ohjausjärjestelmän jättämän, anti-aliasoivan suodat-20 timen jättämän ja viiveen, joka aiheutuu vastaavasti paikka-virheen ja paikkapoikkeaman korjauksen mittauksesta ja käyttämisestä .

Korjaussignaalin y(n) edelleen tarkentamiseksi tämä prosessi iteroidaan syöttämällä uudelleen aikaisemmin talle-25 tettu korjaussignaali servo-ohjauspiiriin 37 mitattaessa keskustan suhteen tapahtuvaa poikkeamista. Mittatusta signaalista voidaan myös laskea keskiarvo levykokoonpanon useiden pyörähdysten yli. Joissakin tapauksissa saattaisi olla edullista konvoloida paikkapoikkeaman virhenäytteiden tietyt 30 toiset harmoniset komponentit paremman virheenkorjaussignaalin johtamiseksi. Tässä tapauksessa käytetään edullisesti erillisisä vahvistustermejä ja vaihe-edeltämätermejä näitä toisia harmonisia komponentteja varten. Tämä yksinkertaisesti muuntaa jonon h(n) arvoja lisäämällä sopivan vahvis-35 tuksen ja vaiheen sinimuotoisia termejä. Tätä tekniikkaa käyttämällä on mahdollista dynaamisesti ylläpitää datapään 19 76894 paikka tavanomaisessa sähkömekaanisessa asemointijärjestel-mässä noin 1,25 ^um:n (50 mikrotuumaa) puitteissa uran keskiviivalla .

Viitaten nyt kuvioihin 1 ja 5 sekä kuvioissa 7A ja 7B 5 esitettyihin vuokaavioihin. Kun levyasema käynnistetään, prosessori 50 asettaa nollaksi muistijonoon 56 talletetun dynaamisen korjaus jonon Y/m,n_7 elementit. Prosessori 50, valmistautuessaan mittaamaan paikkavirhettä ja muuntamaan sitä digitaalisiksi signaaleiksi, kalibroi analogidigitaalimuun-10 timen 48 ja alipäästösuodattimen 46 suorittamalla vertailun nollajännätteiseen maavertailujännitteeseen kytkimen 10 kautta korjatakseen siten A/D-muuntimen ja alipäästösuodattimen offset-virheet. Seuraavana vaiheena C prosessori 50 asettaa ohjausjärjestelmän sallintatilaan kuljettimeen 22 15 kuljettimen säteittäisen paikan funktiona vaikuttavien bias-voimien F(b) mittaamiseksi. Tämä menettely selostetaan myöhemmin yksityiskohtaisemmin. Vaiheessa E aikaisemmin talletettu korjaussignaali E^ ja biasvoiman korjaussignaali F(b), jotka liittyvät osoitetun paikkamittausuran säteittäi-20 seen paikkaan, syötetään servo-ohjauspiiriin 37 summaimen 44 kautta. Ensimmäisessä tapauksessa dynaaminen korjaussignaali E on nolla.

m

Kun valittu muuttaja on asemoitu uran keskiviivan ylle, vaiheessa F, mitataan paikkavirhe A/D-näytteenotto-25 piirillä 48 valinnaisen anti-alisoivan analogisen alipäästösuodattimen 46 kautta. Suodatin 46 vastaanottaa paikka-virhesignaalin servosignaalin demodulaattorista 42, joka on päivätty diskreetteinä aikajaksoina. Näytteenottopiiri 48 tuottaa "N" diskreettiä digitaalista virhenäytettä Xn, jot-30 ka muodostavat jonon Virhenäytteiden 8-bittinen esi tys tarjoaa paikkavirhetasojen riittävän erotuskyvyn. Paik-kavirheen mittauksille voidaan laskea keskiarvo levyn useiden pyörähdysten yli.

Vaiheessa H jono Χ/η7 vaihesiirretään määrällä, joka 35 on yhtä suuri kuin tunnettu suljetun silmukan ohjausjärjestelmän jättö, anti-aliasoivan suodattimen jättö ja muu 20 76894 tunnettu jättö, joka esiintyy servoasemointijärjestelmässä. Tämä voidaan toteuttaa siirtämällä elementtien paikkaa jonossa.

Vaiheessa I jono x/n/ uudistetaan lisäämällä siihen 5 korjaussignaalin muistimatriisissa 200 oleva muuttajaan "m" liittyvä aikaisemmin talletettu korjausinformaatio Y/m,n7. Kuten aikaisemmin mainittiin, ensimmäisessä iteraa-tiossa Y/m,nj = "nolla". Tämä on sallittua, koska ADC ja App ovat oleellisesti ykkösiä useimmissa sovellutuksissa.

10 Vaiheessa J päivitetty jono X/n7 konvoloidaan lau sekkeen h(n) kanssa digitaalisella signaaliprosessorilla 212 uuden paikkapoikkeaman virhekorjausjonon E^/n/ tuottamiseksi. Digitaalisen suodatustoiminnan suorittaminen aikaisemman korjausdatan summalle ja uudelle virhedatalle merkitsee, 15 että laskennalliset pyöristys- ja katkaisuvirheet eivät kasaudu useissa iteraatioissa ja että on aina mahdollista saada paras perustaajuinen sinimuotoinen korjaussignaali. Digitaalisen signaaliprosessorin 212 perustaajuista vahvis-tustermiä ApF ja dc-offset-termiä Αβ(, säädetään suljetun 20 silmukan servojärjestelmän ja virheen mittauslaitteen tunnettujen vahvistusominaisuuksien kompensoimiseksi. Tietysti, jos vaihe H jätettäisiin pois, säädettäisiin myös signaaliprosessorin vaihe-edeltämätermiä 0h ohjausjärjestelmän ja muun jätön kompensoimiseksi. Konvoluution tulokset 25 talletetaan sopivaan riviin Y/m,n7 muistijonossa 200.

Vaiheet E-J toistetaan tai iteroidaan, kuinka monta kertaa tahansa. Esillä olevassa keksinnössä on havaittu, että kaksi iterointia tuottaa paikkakorjaussignaalin, joka torjuu 90-95 % paikkavirheestä.

30 Vaiheet E-J toistetaan järjestelmän jokaiselle muut tajalle "m" paikkapoikkeaman korjaussignaalin Em tuottamiseksi, joka liittyy vastaaviin muuttajiin tai levykokoonpa-non pintoihin. Tämä aikaansaa vielä suuremman asemointi-tarkkuuden, erityisesti paikkapoikkeaman virheille, jotka 35 johtuvat huojunnasta, joka on erilainen kullekin datarauutta-jalle tai levypinnalle.

21 76894

Esillä olevan, keksinnön toinen näkökohta sisältää menetelmän ja laitteen biasvoiman tai vääntömomentin virheiden korjaamiseksi tapauksesta riippuen (voima liittyy lineaa-rityyppisiin kuljettimen toimielimiin ja vääntömomentti 5 liittyy pyörivätyyppisiin kuljettimen toimielimiin). Se suoritetaan kuvion 7A vaiheessa C ja on myöhemmin eritelty kuviossa 8A ja 8B.

Näiden biasvoiman virheiden korjaamiseksi mukautuksen järjestelijä 54 (kuvio 1) läpikäy iteratiivisen prosessin 10 biasvoiman virheiden mittaamiseksi levyn pintojen yllä olevien muuttajien säteittäisen paikan funktiona. Virheet talletetaan kuvion 7 muistijonoon ja kun järjestelmä suorittaa luku/kirjoitus-toimintoa, valittuun säteittäiseen urapaik-kaan liittyvästä, aikaisemmin mitatusta, lasketusta ja tal-15 letetusta biasvoiman virheenkorjauksesta johtuva virheen-korjaussignaali yhdistetään summaimella 207 ensin korjaus-datan kanssa jonossa 200 ja syötetään sen jälkeen servo-ohjauspiiristöön 37 siten sekä dynaamisten paikkapoikkeaman virheiden että biasvoiman virheiden korjaamiseksi.

20 Tarkastellaan nyt yksityiskohtaisemmin tapaa, jolla mukautuksen järjestelijä 54 ja laskentapiiri 50 mittaavat biasvoiman virheitä, erityisesti viitataan kuvioihin 8A ja 8B. Biasvoiman muistijonolle 206 annetaan alkuarvot asettamalla sen kaikki arvot nollaksi. Kuvion 8A vaiheissa B-I las-25 kentapiiri 205 ensin määrittää biasvoiman virheet, jotka aiheutuvat liikutettaessa kuljetinta 22 eteenpäin vievään suuntaan. Muuttuja "b", joka edustaa urien keskiviivojen ryhmää, asetetaan yhtä suureksi kuin yksi vaiheessa B. Tietyllä kaistalla "b" biasvoiman virhe on oleellisesti vakio.

30 Vaiheessa C piiri 205 antaa alkuarvot eteenpäin vievän suunnan biasvoiman jonolle (b). Vaiheessa D uran haku- ja seuraamispiiristö 39 ja servo-ohjauspiiri 37 vastaavasti ohjaavat valittua datapäätä uran hakemiseksi ja seuraamiseksi kaistan b = 1 keskellä ja samalla syöttäen aikaisemmin 35 laskettu eteenpäin vievän suunnan biasvoiman korjaussignaali F^(b) servo-ohjaimeen 37. Erityisen servopinnan 22 768 9 4 tapauksessa käytetään erityistä servomuuttajaa biasvoiman virheiden kirjaamiseksi.

Staattisen kitkan pienentämiseksi kuljettimessa 22 tuottaa generaattori 209 värinäsignaalin ja syöttää sen toi-5 mielinkokoonpanoon 32-34 summaimen 207 kautta. Värinäsig-naali "värisyttää" kuljetinta 22 sen tuomiseksi nollaener-giatilan paikkaan. Tämän jälkeen biasvoiman virheelle suoritetaan näytteenotto analogidigitaalimuuntimella 48 ali-päästösuodattimen 46 kautta. Nämä virhesignaalit XnJc mita-10 taan N diskreetissä kehämäisessä sijaintipaikassa levyn ympärillä samalla tavalla kuin ne mitattiin paikkapoikkeaman korjauksen laskemista varten. Biasvoiman virhenäytteet X ^ summataan levyn K kokonaisen pyörähdyskerran yli siten poistaen ac-komponentin virhesignaaleista. Kaikkien mitattujen 15 biasvoiman virheiden summa normalisoidaan jakamalla Xnk~ termien summa tekijällä NK.

Biasvoiman virhe korjataan myös kaikelle analogidi-gitaalimuuntimen offsetille, joka aikaisemmin mitattiin kuvion 9A vaiheessa B. Normalisoitu signaali talletetaan sen 20 jälkeen muistijonon 206 paikkaan "b".

Vaiheessa H normalisoidun mitatun biasvoiman paikka-virheen absoluuttiarvo testataan ennalta määrättyyn minimi-kynnystasoon nähden. Tässä tapauksessa prosessori 50 valitsee kvantisoidun digitaalisen virhesignaalin yhden yksikkö-25 tason. Jos mitattu biasvoiman paikkavirhe ei ole pienentynyt ennalta määrätylle kynnystasolle, toistetaan vaiheet D-H jälleen samalla kun aikaisemmin mitattu biasvoiman korjaus syötetään servo-ohjaimeen 37. Seuraavassa vaiheiden D-H jaksossa mitattu normalisoitu paikkavirhe X on pienempi kuin 30 aikaisemmin mitattu biasvoiman paikkavirhe X. Lopuksi, mitattu biasvoiman paikkavirhe on pienentynyt ennalta määrätylle kynnystasolle tai sen alle, minkä johdosta piiri 50 aloittaa vaiheen I, joka suorittaa saman prosessin seuraa-valle kaistalle "b", jossa datauran keskiviiva sijaitsee. Jos 35 virhe oli yhden kvantisointibitin kynnystasolla, iteraatio on täydellinen, mutta virhe muuntaa silti jonoelementtiä 23 76894 F(b). Tämä toistetaan, kullekin kaistalle eteenpäin vievässä suunnassa ja kun se on saatettu siten päätökseen, järjestelmä suorittaa samat laskutoimitukset alkaen viimeisestä kaistasta b = B samalla liikkuen taaksepäin kohti ensim-5 mäistä kaistaa b = 1. Tämä prosessi on esitetty kuvion 8B vaiheissa J-Q.

Kun sekä eteenpäin että taaksepäin suoritetut laskutoimitukset on saatettu päätökseen, laskee laskentapiiri 205 biasvoiman korjausjonon 206 virheenkorjauselementit laske-10 maila keskiarvon eteenpäin vievässä suunnassa ja taaksepäin vievässä suunnassa mitatuille biasvoiman virheille kutakin kaistaa varten, kuten on osoitettu kuvion 8B vaiheessa S. Piiri 205 soveltaa seuraavaksi kolmipisteistä digitaalista tasoitussuodatinta keskiarvoistettuihin biasvoiman virhei-15 siin painottamalla kunkin elementin jonolla F/bJ. Painotus suoritetaan summaamalla puolet kustakin elementistä mitatun virheen keskiarvon yhden neljänneksen kanssa edeltävässä ja seuraavassa kaistassa. Piiri 205 tallettaa sen jälkeen nämä painotetut virheet biasvoiman muistijonoon 206. Tässä 20 vaiheessa biasvoiman laskenta on saatettu loppuun.

Tässä kohdassa järjestelmä etenee kuvion 7A vaiheeseen E dynaamisen paikkapoikkeaman korjaussignaalin laskemiseksi. On huomattava, että servoasemointijärjestelmä saattaa sisältää dynaamisesta paikkapoikkeaman korjauslait-25 teestä tai biasvoiman korjauslaitteesta joko toisen tai molemmat. Edelleen, kuvion 8B vaiheessa T käytetty tasoitus-suodatin voi painottaa kuinka montaa edeltävää tai seuraa-vaa keskiarvoista virhenäytettä tahansa; kolmipisteisen ta-soitussuodattimen pitäisi kuitenkin riittää. Edelleen, bias-30 voiman asemointivirheet eivät välttämättä muutu erilailla eteenpäin vievässä suunnassa ja taaksepäin vievässä suunnassa, missä tapauksessa tarvitaan mittaus vain yhdessä suunnassa .

Kuvio 8B esittää menetelmää muistimatriiseihin 200 35 ja 206 talletetun paikkapoikkeaman korjausinformaation käyttämiseksi epäkohdistusvirheiden korjaamiseksi luku- tai 24 76894 kirjoitustoimintojen aikana. Olettaen, että vallitsee kel-paava tila, kun luku- tai kirjoituskomento esitetään, valitaan muuttaja "m" ja kuljetin 22 liikutetaan valitulle data-uralle uran haku- ja seuraamispiiriin 39 syötetylle TRACK 5 SELECT -signaalille vasteena. HEAD SEL -signaali syötetään myös talletettuun korjausdataan 56. Tämä signaali aiheuttaa muuttajaan "m" liittyvän dynaamisen paikkapoikkeaman virheen korjaussignaalin Em/ri7 ja biasvoiman korjaussignaa-lin F(b) syöttämisen digitaalianalogimuuntimeen ohjaimessa 10 37. D/A-muunnin 58 muuntaa jonoissa Y/m,nJ ja F/b/ olevien diskreettien elementtien summan analogiseksi paikkapoikkeaman virheen korjaussignaaliksi E, joka sen jälkeen syötetään servo-ohjauspiiristöön 37. Tässä tapauksessa jonon Y/m,nJ jonoindeksi "n" liittyy pyörivän pyörivällä levyllä olevien 15 datamuuttajien kehämäiseen paikkaan, kun taas "m" edustaa valittua muuttajaa. Kun järjestelmä toimii uran seuraamis-tilassa ja paikkapoikkeaman korjaussignaali Em ja biasvoiman korjaussignaali F(b) ovat olemassa, suorittaa levyjärjestelmän ohjauspiiristö luku/kirjoitustoiminnon levyn muis-20 tidatasegmenteille.

Claims (11)

25 7 6 8 9 4 Patentt ivaat imukset

1. Menetelmä asemolntlvlrhelden korjaamiseksi, jotka riippuvat magneettilevyn asemasta magneettilevymuisti-5 laitteen servoasemointijärjestelmässä, joka laite sisältää magneettilevymuistivälineen (14, 16, 18), jossa on useita datauria, jotka sijaitsevat samakeskisillä dataurlen keskiviivoilla, asemalaitteen (20) mainitun levyvälineen pyörittämiseksi, muuttajalaitteen (24, 26, 28) datan siirtä-10 miseksi mainitulle levyvälineelle ja mainitusta levyväli-neestä, liikkuvan muuttajan kuljettimen (22) mainitun muutta j alaitteen asemointi seksi valittavan datauran keskiviivan ylle, toimilaitteen (31), joka on kytketty mainittuun muuttajan kuljettimeen mainitun kuljettimen liikutta-15 miseksi ja ohjauslaitteen (37) mainitun toimilaitteen ohjaamiseksi ja sisältäen laitteen, joka reagoi servoase-mointisignaalin ja paikkapoikkeaman korjaussignaalin E summaan mainitun muuttajan pitämiseksi valittavan datauran keskiviivan yllä, joka menetelmä käsittää seuraavat vai-2 0 heet: A. mainitun muuttajalaitteen asemointi mainitun datauran keskiviivan ylle, B. levyväliaineen pyörimisen aikana paikkavirheen mittaaminen mainitun muuttajalaitteen paikan ja valitun 25 datauran keskiviivan paikan välisenä erona, jaksollisen paikkavirhesignaalin X kehittämiseksi, C. paikkavirhesignaalin X digitoiminen mille lukumäärälle N tahansa kehämäisiä paikkoja paikkavertailu-uralla ja N:n digitaalisen paikkavirhenäytteen Xn jonon

30 X(n) kehittäminen, ja D. mainitun muuttajalaitteen asemointi valitun datauran ylle ja siirrettäessä levyvälineessä olevaa dataa, paikkavirheen korjaussignaalin E syöttäminen mainittuun ohjauslaitteeseen korjaten siten palkkavirheet, 35 tunnettu siitä, että menetelmä edelleen sisältää 26 76894 seuraavien vaiheiden suorittamisen ennen vaihetta D: E. mainittujen paikkavirhenäytteiden X(n) muuntaminen digitaalisella suodattimena, jolla on impulssivaste ÄFF · 2 cos Γ 2*ΤΓ(η-1) ^ 1 ÄDC 5 h (n) = -n- L-N--0hJ + ΊΓ missä Aff on säädettävä perustaajuuden vahvistustermi, A on säädettävä offset-vahvistustermi ja 0^ on säädettävä vaihe-edeltämätermi, näiden termien ollessa asetetun tuot- 10 tamaan paikkapoikkeaman korjaussignaalin, joka sovittaa servoasemointijärjestelmän vasteominaiskäyrän, ja F. vaiheiden A, B, C, ja E iteroiminen k kertaa k:n ollessa mikä tahansa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin yksi, samalla syöttäen aiemmin määritetyn 15 korjaussignaalin ohjauslaitteeseen ja summaten aikaisemmin määritetyn paikkavirheen korjaussignaalin paikkavirhesignaaliln ennen sen muuttamista digitaalisella suotimella paikkapoikkeaman korjaussignaalin uuden arvon tuottamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vaiheen B mittaaminen suoritetaan anti-aliasoivan analogisen suodattimen kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe C edelleen sisältää seuraavat 25 vaiheet: ii. valittujen harmonisten komponenttien erottaminen paikkavirhenäytteistä X(n), jotka seuraavaksi korjataan, ja iii. X(n):n valittavien harmonisten komponenttien 30 poisto.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe E edelleen sisältää paikkavirhenäytteiden X(n) muuntamisen digitaalisella suodattimena, joka lisäksi sisältää itsenäisesti säädettäviä vah- 35 vistus- ja vaihe-edeltämätermejä kutakin valittavaa harmo- 27 76894 nista komponenttia varten.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe B sisältää paikkavirheen mittaamisen anti-aliasoivan analogisen suodattimen kautta.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vaihe B sisältää mitatun paikkavir-hesignaalin X keskiarvon laskemisen levyvälineen usean pyörähdyksen yli.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, t u n-10 n e t t u siitä, että mainittu levyväline sisältää ainakin yhden paikkamittaus- tai vertailu-uran kutakin siinä olevaa muuttajaa kohden, joka menetelmä edelleen sisältää vaiheiden A, B, C, E ja F toistamisen mainitun levyväliai-neen kullekin pinnalle kuhunkin muuttajaan liittyvän paik- 15 kapoikkeaman korjaussignaalin E tuottamiseksi ja vaiheessa D, suoritettaessa datan siirtotoimintaa valitulla data-uralla, muuttajaan liittyvän paikkavirheen korjaussignaali E syötetään ohjauslaitteeseen, johon muuttajaan mainittu valittu dataura liittyy, siten korjaten mainittuun pintaan 20 liittyviä paikkavirheitä.

8. Laite asemavirheiden korjaamiseksi, jotka riippuvat magneettilevyn pyörintäasemasta magneettilevymuisti-laitteessa, joka sisältää levyvälineen (14, 16, 18) mainitun levyvälineen sisältäessä useita datauria, jotka si- 25 jaitsevat samakeskisillä dataurien keskiviivoilla levyvälineen pinnalla ainakin yhden datauran sisältäessä sisäistä servoinformaatiota, josta ura-offsetit voidaan mitata, asemalaitteen (20) mainitun levyvälineen pyörittämiseksi, muuttajalaitteen (24, 26, 28) datan siirtämiseksi maini-30 tulla levyvälineellä, liikkuvan kuljetinlaitteen (22), joka kannattaa mainittua muuttajalaitetta mainitun muuttaja-laitteen liikuttamiseksi mainitun levyvälineen valittavan datauran keskiviivan yllä ja servo-ohjauslaitteen, joka reagoi servoasemointivirhesignaalin X ja paikkapoikkeaman 35 korjaussignaalin E summaan mainitun kuljetinlaitteen oh- 28 76894 jäämiseksi mainitun muuttajalaitteen pitämiseksi siten valittavan datauran keskiviivan yllä, joka ohjauslaite käsittää: A. servoasemointivirhesignaalin kehityslaltteen, 5 joka reagoi erotukseen muuttajan paikan ja valitun data-uran keskiviivan välillä servoasemointivirhesignaalin X tuottamiseksi, ja B. paikkapoikkeaman korjaussignaalin kehityslait-teen paikkapoikkeaman korjaussignaalin E tuottamiseksi 10 pyörintäasemasta riippuvaisten virheiden korjaamiseksi, sisältäen laitteen (48) paikkavirhesignaalin X digitoimiseksi useissa diskreeteissä kehäpaikoissa N datauralla siten tuottaen digitaalisten paikkavirhenäytteiden Xn jonon X(n), 15 tunnettu siitä, että paikkapoikkeaman korjaussignaalin kehitysväline edelleen sisältää i. muunnoslaitteen paikkavirhenäytteiden X(n) muuntamiseksi paikkapoikkeaman korjaussignaaliksi digitaalisella suodattimena, jolla on impulssivaste 20 A . 2 cos f 21T(n-l) ^ 1 ADC h(n, . -B--*hJ * — missä App on säädettävä perustaajuuden vahvistustermi, ADC on säädettävä offset-vahvistustermi ja 0h on säädettävä 25 vaihe-edeltämätermi näiden termien ollessa asetetun tuottamaan paikkapoikkeaman korjausslgnaali E, joka sovittaa servoasemointijärjestelmän ja paikkavirheen mittauslaitteen vasteominaiskäyrän, ja ii. iterointilaitteen (43) paikkavirhesignaalin X 30 toistuvaksi mittaamiseksi samalla syöttäen ohjauslaitteeseen aiemmin määritetyn paikkapoikkeaman korjaussignaalin ja aiemmin määritetyn paikkapoikkeaman korjaussignaalin summaamiseksi paikkavirhesignaaliin ennen sen muuntoa digitaalisella suotimella.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, t u n - 29 76894 n e t t u siitä, että paikkapoikkeaman mittauslaite edelleen sisältää anti-aliasoivan analogisen suodattimen paikkapoikkeaman virhesignaalin suodattamiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, t u n -5 n e t t u siitä, että levyväline sisältää useita muuttajia, kunkin muuttajan sisältäessä ainakin yhden paikkaver-tailu-uran, mainitun paikkapoikkeaman korjauslaitteen edelleen sisältäessä iii. laitteen kuhunkin mainittuun pintaan liittyvän 10 paikkapoikkeaman korjaussignaalin E tuottamiseksi ja mainittu ohjauslaite sisältää laitteen, joka reagoi valittavaan paikkapoikkeaman korjaussignaaliin E vastaten pintaa, jolla mainittu valittu datauran keskiviiva sijaitsee.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, t u n -15 n e t t u siitä, että mainittu paikkapoikkeaman mittauslaite edelleen sisältää laitteen mitatun paikkavirheen keskiarvon laskemiseksi levyvälineen useiden pyörähdysten yli. 30 7 6 8 9 4