Устройство для позиционирования магнитных головок записи - воспроизведения Советский патент 1991 года по МПК G11B21/04 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к устройствам для позиционирования магнитных головок записи-воспроизведения.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит интерферометри- ческий датчик 1 перемещения каретки, подключенный первым и вторым выходами через усилители-ограничители 2 к первому и второму входам блока 3 определения направления перемещения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым (суммирующим) и вторым (вычитающим) входами реверсивного счетчика

4. Вход вычислителя 5 соедиен с входной шиной 6 управления и третьими входами реверсивного счетчика 4. Первый и второй выходы вычислителя 5 соединены соответственно с четвертым и пятым входами реверсивного счетчика 4. Первый и второй выходы датчика 1 подключены к первому и второму входам блока 7 формирования линейной функции действительной координаты каретки, выходы усилителей- .ограничителей 2 подключены к третьему IH четвертому входам блока 7 формирования 7 линейной фунции. действительной коор- i- динаты каретки, пятый и шестой входы которого подключены к первому и второму выходам блока 3 определения нах| Ю СП 4 СЛ

правления перемещения, Разрядные выходы блока 7 формирования линейной функции действительной координаты каретки соединены с первыми входами суммирующего блока 8, разрядные выходы реверсивного счетчика 4 соединены с вторыми входами суммирующего блока 8, разрядные выходы вычислителя 5 соединены с третьими входами суммирующего блока 8. Разряд- ные выходы суммирующего блока 8 подключены к входам цифроаналогового преобразователя 9 и к разрядным входам дешифратора 10, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 11 и через инвертор 12 подключен к управляющему входу аналогового ключа 13, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 9. Разрядные входы делителя 14 подключены к входной шине 6, а разрядные выходы соединены соответственно с разрядными входами постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) 15 и 16, разрядные выходы которых подключены к управляющим входам цифровых аттенюаторов 17 и 18, входы которых подключены соответственно к выходам ин- терферометрического датчика 1, а выходы - к входам суммирующего усилителя 19, выход которого подключен к входу аналогового ключа 11. Выход аналогового ключа и выход аналогового ключа 13 подключены к входу усилителя 20, выход которого соеди- внен с входом усилителя 21 мощности, выход которого подключен к управляющему входу линейного двигателя 22, кинематически связанного с кареткой 23, на которой закреплены головки записи воспроизведения (не показаны) и подвижная часть интерфе- рометрического датчика 1 перемещения каретки.

Фотоприемники (не показаны) интер- ферометрического датчика 1 смещены друг относительно друга на четверть периода пространственной интерференционной волны. Периоды этих сигналов соответствуют величине смещения каретки 23 на половину длины волны оптического излучения лазерного источника, т.е. на А/2. При перемещении каретки 23 фотоприемники датчика 1 выдают электрические сигналы Ui иКа, связанные с текущей координатой 5 каретки

23 следующими зависимостями:

с Lh Umi sin 4ЛГ-Д-;

s

1)2 Um2 COS 4JT-Ј

где Ui, U2 - амплитудные значения сигналов датчика 1,

Я-длина волны оптического излучения лазера интерферометрического датчика 1;

S - текущая линейная координата положения каретки.

Блок 7 формирования линейной функции действительной координаты каретки 23 предназначен для формирования кодового сигнала, линеаризирующего сигнал действительной координаты каретки в пределах четверти периода датчика 1 перемещения (в

п пределах отрезка к ) по закону:

Кдд К (S - -д-),

где К - коэффициент пропорциональности; S - действительная коЪрдината карет- 5 ки;

m - целое число отрезков в координате; А - волны оптического излучения лазера датчика 1.

Устройство работает следующим обра- 0 зом.

По входной шине 6 управления на реверсивный счетчик 4, вычислитель 5 и делитель 14 поступает управляющий сигнал, задающий координату позиционирования 5 каретки 23 в виде кода координаты. На выходе вычислителя 5 формируются младшие разряды сигнала, задающего движение каретки в пределах отрезка -& с дискретно0

5

кодовым сигналом с дискретностью

стью шага . На выходе счетчика 4 о

формируются старшие разряды кода управления, младший разряд которого соответствует изменению координаты на величину

8

Суммирующий блок 8 предназначен для формирования цифрового разностного сигнала между кодовым сигналом, задающим 0 координату позиционирования каретки 23;и

А 8

от блока 7 действительного положения каретки путем суммирования управляющего 5 сигнала задаваемой координаты каретки 23 и сигнала ее действительной координаты. На выходе блока 8 формируется полный цифровой разностный сигнал с дискретноСТ&Ю -& поступающий на вход цифроаQ налогового преобразователя 9 и на вход дешифратора 10.

Дешифратор 10 предназначен для формирования сигнала определения нахожде5 ния каретки в зоне ± - (четверти периода

VО

сигнала датчика 1 перемещения) от заданной координаты по поступающим кодам от блока 8.

При нахождении каретки в зоне ± к о

от заданной координаты сигнал на выходе дешифратора 10 отсутствует, поэтому сигнал с выходы инвертора 12 поступает на 5 управляющий вход аналогового ключа 13 и открывает его. На вход усилителя 20 через ключ 13 поступает сигнал с выхода преобразователя 9. Выходной сигнал усилителя 20 через усилитель 21 мощности поступает на 10 линейный двигатель 22, который смещает каретку 23, на которой закреплены головки записи-воспроизведения и подвижная часть датчика 1 перемещения.

При перемещении каретки 23 интерфе- 15 рометрический датчик 1 перемещения каретки формирует сигналы в виде сдвинутых по фазе (на четверть периода) напряжений. Периоды этих синусоидальных сигналов соответствуют величине смещения каретки 23 20 на половину длины волны оптического излучения.т.е. на - . Сигналы датчика 1 преобразуются усилителями-ограничителями 2 в двухполупериодные знаковые сигналы, не- 25 сущие информацию о полярности. Блок 3 определения перемещения в моменты смены уровней знаковых сигналов формирует импульсы, соответствующие смещению каретки 23, характеризующие действительное 30 прямое или обратное перемещение каретки

23 с периодом смещения каретки на величину Q- , поступающие на соответствующие о

входы реверсивного счетчика 4. В реверсив- 35 ном счетчике 4 осуществляется вычитание сигналов задаваемого и действительного движения каретки от блока 3, в результате чего на выходе счетчика 4 формируются . старшие разряды разностного кода управ- 40 ления, младший разряд которого соответствует изменению координаты на т .

Младшие разряды сигнала действительной координаты при перемещении ка- 45 ретки формируются в блоке 7.

В результате на входы суммирующего блока 8 поступают следующие сигналы : на первый младшие разряды кодового сигнала действительной координаты с дискретно- 50

от блока 7 формирования лиЯ п-П

стью о

нейной функции действительной координаты каретки 23; на второй младшие разряды кодового сигнала задаваемой координаты с дискретностью -п от вычислителя 5 и на третий разностный сигнал между старшими разрядами кодовых сигналов задаваемой и действительной коорди55

наты с дискретностью н от реверсивного

счетчика 4. На выходе блока 8 формируется полный управляющий кодовый сигнал с дискретностью к , поступающий на вход

цифроаналогового преобразователя 9 и на вход дешифратора 10.

При достижении кареткой зоны m

о

заданной координаты с выхода дешифратора 10 поступает сигнал на управляющий вход аналогового ключа 11 и через инвертор 12 на управляющий вход аналогового ключа 13. Аналоговый ключ 13 закрывается и снимает сигнал цифроаналогового преобразователя 9 с входа усилителя 20. Аналоговый ключ 11 открывается и подключает на вход усилителя 20 сигнал суммирующего теля 19

SЯ

U Um Sln(4 Л -Ј + p)Um(cOS (p n 4 5Tj +

с

+sfn у cos 4 тг-т ),

где Um - амплитудное значение сигнала;

р-фаза сигнала поотношению сигнала датчика 1 перемещения.

Сигнал U формируется от постугзющмх сигналов Us и Ш с выходов цифровых аттенюаторов 17 и 18

SS

Уз sin 4 л,-т Ai sin 4 „тт- ;

сс

U4 sin (pcos 4 Аз cos 4Л4

Лл

Амплитудным значениям Ai, A2 соответствуют предварительно записанные в ПЗУ 15 и 16 коды, формирующие сигналы Us и U4 цифровыми аттенюаторами от сигналов датчика 1 перемещения по закону At cos p ; А2 sin p .

Кодами, записанными в ПЗУ 15 и 16, управляют коды на выходе делителя 14, соответствующие каждой заданной координате по отношению к периоду сигнала датчика 1 перемещения по закону

N p- К-Р + П1,

где п - число дискретов, соответстеующее заданной координате (позиции);

Р - число дискретов в периоде сигнала;

К - количество полных периодов сигнала датчика перемещения;

m - число дискретов, соответствующее заданной координате в периоде сигнала датчика 1 перемещения.

Фаза сигнала, соответствующая заданной позиции (координате)

Рm 2л

Сигнал U Dm (4 я j ) с выхода

усилителя 20 поступает через усилитель 21 мощности на линейный двигатель 22 и смещает каретку 23 до тех пор, пока сигнал на выходе усилителей 19-21 не станет равным нулю. Таким образом, обеспечивается установка каретки 23 в заданную координату.

Подключение сформированного сигнала позиционирования по сигналам датчика перемещения в цепь управления линейным двигателем уменьшает погрешность позиционирования в пределах шага квантования не менее 2,7 раза и повышает надежность слежения за установленной позицией головок записи-воспроизведения.

Формула изобретения Устройство для позиционирования магнитных головок записи-воспроизведения, содержащее интерферометрический датчик перемещения каретки, выходы которого через усилители-формиро ватели подключены к входам блока определения направления перемещения, подключенного выходами к первому и второму входам реверсивного счетчика, третьим входом подсоединенного к шине управления, присоединенной к входу вычислителя, первый выход которого и выход реверсивного счетчика подключены соответственно к первому и второму входам суммирующего блока, второй и третий выходы вычислителя подключены к четвертому и пятому входам реверсивного счетчика, а выход суммирующего блока подключен к входу цифроаналогового преобразователя, первый и второй аналоговые ключи, выходы которых подключены к входам усилителя, соединенного через усилитель мощности с

управляющим входом линейного электродвигателя, кинематически связанного с кареткой, на которой закреплены головки записи- воспроизведения и подвижная

часть интерферометрического датчика, блок формирования линейной функции действительной координаты каретки, первый и второй входы которого подключены к выходам интерферометрического датчика перемещения, третий и четвёртый входы подключены к выходам усилителей-формирователей, пятый и шестой входы подключены к выходам блока определения направления перемещения, а выход - « третьему входу суммирующего блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности позиционирования, в него введены дешифратор, инвертор, делитель, первое и второе постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), первый и

второй цифровые аттенюаторы и суммирующий усилитель, причем разрядные входы де- шифратора соединены с разрядными выходами суммирующего блока, выход дешифратора подключен к управляющему

входу первого аналогового ключа и чер$з инвертор соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, разрядные входы делителя

подключены к шине управления, а разрядные выходы -к разрядным входам первого и второго постоянного запоминающего устройства ПЗУ, разрядные выходы которых подключены к управляющим входам первого и второго цифровых аттенюаторов, входы которых подключены к соответствующим выходам интерферометрического датчика, а выходы - к входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к входу первого аналогового ключа.

L

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к устройствам для позиционирования магнитных головок записи-воспроизведения, и позволяет повысить точность позиционирования. Это достигается введением дешифратора, инвертора, делителя, первого и второго постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), первого и второго цифровых аттенюаторов и суммирующего усилителя. Причем разрядные входы дешифратора соединены с разрядными выходами суммирующего блока, выход дешифратора подключен к управляющему входу первого аналогового ключа и через инвертор соединен с управляющим входом второго аналогового ключа, вход которого подключен к выходу цифроаналого- эвого преобразователя, разрядные входы делителя подключены к шине управления, а разрядные выходы - к разрядным входам первого и второго ПЗУ, разрядные выходы которых подключены к управляющим входам первого и второго цифровых аттенюаторов, входы которых подключены к соответствующим выходам интерферомет- рического датчика, а выходы - к входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к входу первого аналогового ключа. 1 ил. С