Преобразователь сигнала скорости в запоминающем устройстве на магнитных дисках Советский патент 1993 года по МПК G11B21/08 

3

6

7

vl О CJ VI Ю

Изобретение относится к технике магнитной записи, а именно к автоматическим механизмам установки магнитных головок на заданный адрес. В преобразователь, содержащий две шины А и В входного сигнала, каждая из которых подключена к дифференциатору 1 или 2 и фазосдвигающей цепи 3 или 4, прямые и инверсные выходы диффе

Ґ

Л

0иг2

Ю

ренциаторов 1 и 2 соединены с входами схемы селекции 5, к управляющим входам которой через блок компараторов 6 подключены выходы фазосдвигающих цепей 3 и 4, выход схемы селекции 5 соединен с входом фильтра 8 низкой частоты, введены шина управления, отражающая местоположение в защитной зоне С шина управления.режи: мом удержания на заданном цилиндре, шина управления исполнительным двигателем Е, схема ИЛИ-НЕ 7, схема 9 выборки и храИзобретение относится к технике магнитной записи, а именно к автоматическим механизмам установки магнитных головок на заданный адрес.

Известен электронный тахометр. Он содержит позиционный оптический датчик, выходы которого соединены через усилители и инверторы с группой дифференциаторов, выходы дифференциаторов через аналоговые ключи подсоединены к суммирующему усилителю, управляющие входы аналоговых ключей соединены с выходом логической схемы, входы которой подключены к выходам компараторов, чьи входы соединены с прямыми и инверсными выходами усилителей датчика позиции.

Устройство работает следующим образом. Поступающие с позиционного датчика сигналы имеют треугольную форму, крутизна которой пропорциональна скорости движения. Сигналы с датчика, кроме того, имеют между собой сдвиг по фазе в 90°. Усилители усиливают сигнал до величины Pi, Рз, достаточной для работы дифференциаторов, «роме того, сигналы Pa, P4 с инверторов также поступают на дифференциаторы. Компараторы сравнивают сигналы PI, Ра, Рз между собой для формирования управляющих серий логической схемы. Управляющие серии поочередно подключают к суммирующему усилителю выходы дифференциаторов, в результате чего на выходе суммирующего усилителя формируется сигнал скорости.

Недостатком данного устройства является имеющаяся погрешность в формировании сигнала скорости. Погрешность образуется за счет того, что оптический датчик, являющийся первоисточником сигнала скорости, конструктивно не может быть совмещен с магнитной головкой; скорость движения которой требуется измерять в процессе работы НМД.

Известно устройство, которое формирует сигнал скорости из сигналов считываемых магнитной головкой, т.е. исключающее

нения и аналоговый ключ 10, Шина защитной зоны С соединена с первым входом схемы ИЛИ-НЕ 7, шина управления режимом удержания соединена со вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 7, выход которой соединен с управляющими входами схемы 9 выборки и хранения и аналогового ключа 10, включенного в разрыв шины управления исполнительным двигателем Е, Схема 9 выборки и хранения включена в разрыв выходной шины с фильтра 8 низкой частоты, 3 ил,

недостаток указанной конструкции. Устройство состоит из позиционного датчика, представляющего собой магнитный диск, с которого сигналы считываются магнитной

головкой, выходы датчика через усилители и переключатели соединены с группой дифференциаторов, выходы дифференциаторов подключены к суммирующему усилителю, управляющие входы переключателей соединены с выходом логической схемы, на вход которой подключены сигналы с выхода позиционного датчика.

Устройство работает аналогично предыдущему лишь с тем отличием, что сигналы

с позиционного датчика поступают непосредственно с магнитной головки, в результате чего исключается погрешность, присущая предыдущему устройству. Однако и данное устройство и ранее рассматриваемое имеют общий недостаток, состоящий в том, что при: высоких скоростях движения в сигнале, отображающем скорость, появляются пульсации, обусловленные наличием ограниченной полосы пропускания канала

сигнала скорости,

Известно устройство, исключающее недостатки обоих ранее рассмотренных технических решений, которое состоит из шин входного сигнала от позиционного датчика,

подключенных к группе дифференциаторов и фазосдвигающих цепей, выходы дифференциаторов в прямом и инверсном виде подключены к схеме селекции, управляющие входы которой через компараторы напряжения подключены к выходам фазосдвигающих цепей, а выходом устройства является выход схемы селекции, последовательно соединенный с низкочастотными фильтрами.

Устройство работает следующим образом.

Поступающие с позиционного датчика сигналы имеют треугольную форму, крутизна которой пропорциональна скорости движения, Сигналы с датчика, кроме того,

имеют относительный сдвиг по фазе в 90°.

Дифференциаторы преобразуют крутизну позиционных сигналов в уровень напряжения, который в прямом и инверсном виде поступает на схему селекции.

Фазосдвигающие цепи обеспечивают сдвиг входных сигналов до определенного значения, при котором на высокой скорости движения временный сдвиг дифференциаторов и инверторов (в силу ограниченной полосы пропускания) не станет равным друг другу. В этом случае пульсации сигнала в увеличенном масштабе отсутствуют, Компараторы напряжения формируют серии входных импульсов селектора для выделения соответствующей крутизны входного сигнала.

Сформированный селектором сигнал очищается низкочастотным фильтром.

Рассмотренное устройство формирует выходной сигнал, свободный от ранее упоминавшихся недостатков, однако в определенных случаях формируемый сигнал не отражает действительную скорость движения. Для выяснения причин этого явления рассмотрим форму сигналов, имеющих место в современных накопителях на магнитных дисках типа IBM 3380-1; :IBM 3380-П, Мемогех 3650, 3652, ЕС5063.01, ЕС5065.01 (фиг.1). На фиг.1,а изображены расположение дорожек различных типов вблизи дорожки 000, а также позиционные сигналы, соответствующие чередованию различных типов дорожек. Как видно из фиг.1, треугольный позиционный сигнал обеспечивается при чередовании типов дорожек АВ, BC,CD,DA,AB и т.д.; Чередование АВ; АВ; АВ и т.д. несет информацию о том, что следующая за дорожкой АВ дорожка ВС, образующая треугольный позиционный сигнал, является дорожкой 000. Однако наряду с полезным признаком (ожидание дорожки 000) чередование АВ; АВ; АВ... искажает треугольный позиционный сигнал и приводит его к трапецеидальному виду, При дифференцировании устройством-прототипом верхнего основания трапеции, т.е. участка диска с чередованием дорожек АВ, АВ и т.д., результатом будет являться нулевое значение выходного напряжения при любой скорости движения.

Целью изобретения является повышение точности формирования сигнала скорости и повышение надежности в работе всей следящей системы позиционирования в целом.

Для этого в устройство, содержащее две шины входного сигнала, каждая из которых подключена к дифференциатору и фазосд- вигающей цепи, прямые и инверсные выходы дифференциаторов соединены с

входами схемы селекции, к управляющим входам которой через блок компараторов подключены выходы фазосдвигающих цепей, выход схемы селекции соединен с вхо- 5 дом фильтра низкой частоты, введены шина, отображающая местоположение головок в защитной зоне, шина режима удержания на заданной дорожке, шина управления исполнительным двигателем, схема выборки и

0 хранения и аналоговый ключ, причем шина отображения местонахождения магнитных головок в защитной зоне соединена с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, шина режима удержания на заданной дорожке соединена

5 со вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой подключен к управляющему входу аналогового ключа, включенного в разрыв шины управления исполнительным двигателем и к управляющему входу схемы выборки

0 и хранения, включенной в разрыв выходной шины устройства, соединенной с выходом фильтра низкой частоты.

На фиг.1 представлен формат располо- , жения сигналов на магнитном диске извест5 ных устройств; на фиг.2 - функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.З - временные диаграммы сигналов предлагаемого устройства и устройства-прототипа. Устройство, представленное на фиг.2,

0 содержит входные шины позиционного сигнала А и В, шину, отображающую местоположение МГ в защитной зоне С, шину режима удержания на заданной дорожке, шину управления исполнительным двигате5 лем Е, дифференциаторы 1 и 2. фазосдвига- ющие цепи 3 и 4, схему селекции 5, блок компараторов 6, схему ЙЛИ-НЕ 7, фильтр 8 низкой частоты, схему 9 выборки и хранения и аналоговый ключ 10. Шины входного сиг0 нала А и В подключены к дифференциаторам 1 и 2 и фазосдвигающим цепям 3 и 4; прямые и инверсные выходы дифференциаторов 1 и 2 соединены с входами схемы селекции 5, к управляющим входам которой

5 через блок компараторов 6 подключены выходы фазосдвигающих цепей 3 и 4. Выход схемы селекции 5 через фильтр 8 низкой частоты подключен к входу схемы 9 выборки и хранения, выход которой является выхо0 дом устройства.

Шина, отображающая местонахождение МГ на защитной зоне С, соединена с первым входом схемы ИЛИ-НЕ 7, на второй вход которой подключена шина режима

5 удержания на заданной дорожке. Выход схемы ИЛИ-НЕ 7 подключен к управляющим входам схемы 9 выборки и хранения и аналогового ключа 10, который включен в разрыв цепи управления исполнительным двигателем - шина Е.

На фиг.З изображены временные диаграммы, характеризующие работу предлагаемого устройства, причем показаны для наглядности сигналы, имеющие место в демонстрационном режиме работы, т.к. в реальном режиме работы движения после установки МГ на цилиндр 000 не существует. На фиг.З обозначены: а) входные сигналы А и В; Ь) сигналы с прямых выходов дифференциаторов; с) выход фильтра 8 низкой частоты; d) сигнал местоположения МГ в защитной зоне; е) сигнал режима удержания на заданной дорожке; f) выходной сигнал схемы ИЛИ-НЕ 7; д) выходной сигнал схемы 9 выборки и хранения.

Работа устройства заключается в следующем.

Треугольный сигнал (фиг.З,а) поступает на вход дифференциаторов 1 и 2 и фазосд- вигающих цепей 3 и 4 (фиг.2). Дифференциаторы 1 и 2 формируют прямой и инверсный сигнал (фиг.З,в), амплитуда которого пропорциональна крутизне треугольного входного сигнала, а следовательно, и скорости перемещения магнитных головок. Селекция четырех типов сигналов с дифференциаторов 1 и 2 осуществляется схемой селекции 5 по сигналам с блока компараторов 6, на которые треугольный сигнал поступает с фа- зосдвигающих цепей 3 и 4. Применение фа- зосдвигающих цепей 3 и 4 необходимо для компенсации фазового сдвига в дифференциаторах 1 и 2. Отфильтрованный фильтром 8 низкой частоты сигнал скорости через схему 9 выборки и хранения поступает на выходную шину устройства. Одновременно аналоговый ключ 10 осуществляет беспрепятственный пропуск сигнала управления исполнительным двигателем.

В режиме первоначальной установки на цилиндр 000 по шине С Вход сигнала защитной зоны поступает сигнал, соответствующий местонахождению магнитных головок в защитной зоне.

Способы записи сигнала защитной зоны и, следовательно, декодирования могут быть различны. При выходе МГ из защитной

Формула изобретения Преобразователь сигнала скорости в запоминающем устройстве на магнитных дис- ках, содержащий две шины входного сигнала, каждая из которых подключена к

зоны, т.е. при приближении к цилиндру 000, на выходе схемы ИЛ1/1-НЕ 7 устанавливается состояние 1, которое прерывает прохождение сигналов скорости в схеме 9

выборки и хранения, сохраняя предыдущее значение скорости. Аналоговый ключ 10 в этом случае прерывает управление исполнительным двигателем, разрешая движение МГ по инерции. Поскольку сопротивление

движению на данном участке рабочего хода незначительно, то сохранение на схеме 9 выборки и хранения предыдущего значения скорости движения будет соответствовать истинному значению скорости. При подходе

позиционирующего механизма к цилиндру 000 вырабатывается сигнал режима удержания на заданной дорожке, по которому на выходе схемы ИЛИ-НЕ 7 устанавливается состояние О. Схема выборки и хранения 9

переходит в режим выборки, а аналоговый ключ 10 подключает управление к исполнительному двигателю.

Конструктивное исполнение всех элементов устройства может быть следующее;

дифференциатор может быть таким, как указано в книге В.Л.Шило Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре М; Советское радио, 1979, с.188-195.

Фазосдвигающие цепи могут быть такими, как в устройстве-прототипе, Компараторы могут быть выполнены так, как указано в патенте-аналоге США Ms 3.811.091, Схема селекции может быть выполнена так, как

выполнена отечественная интегральная схема КР590КНЗ. Фильтр низкой частоты может быть таким, как в устройстве-прототипе, Схему выборки и хранения можно выполнить на основе отечественной ИС типа

КР1100СК2, а аналоговый ключ любой из серий 284 КН 1,590 КН2 и т.д. Вновь введенные входные шины являются новыми только по отношению предлагаемому устройству. В составе НМД эти шины известны и используются для других целей. Поэтому никаких дополнительных формирователей в составе НМД для выработки указанных сигналов не требуется.

дифференциатору и фазосдвигающей цепи, прямые и инверсные выходы дифференциаторов соединены с входами схемы селекции, к управляющим входам которой через блок компараторов подключены выходы фазосдвигающих цепей, выход схемы селекции соединен с входом фильтра низкой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования, введены шина, отображающая местоположение магнитных головок в защитной зоне, шина режима удержания на заданной дорожке, шина управления исполнительным двигателем, схема выборки и хранения и аналоговый ключ, причем шина отображения местоположения магнитных головок в за

АВ

ВС

ел

ДА

Ul

-у--

Код зоны

Код зоны

щитной зоне соединена с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, шина режима удержания на заданной дорожке соединена с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой подключей к управляющему входу аналогового ключа, включенного в разрыв шины управления исполнительным двигателем, и к управляющему входу схемы выборки и хранения включенной в разрыв выходной

шины устройства, соединенной с выходом фильтра низкой частоты.

АВ

АВ

АВ

АВ

ВС

Сд

ДА

Дорожка ОС-0

Фиг. I

Фиг. 3

б) f