Преобразователь сигнала скорости в запоминающем устройстве на магнитных дисках

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 11 В 21/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (f OCllATFHT CCCP) -И: М

ГЕ.. <л, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4926484/10 (22) 08.04.91 (46) 07.02,93. Бюл, М 5 (71) Научно-исследовательский институт вычислительной техники (72) А.В.Евсюшкин, В.В.Нехорошев, А.А.Столяров и И.В,Субботин (56) Патент США % 4246536, кл. G 01 Р 3/46, 1981..

Патент AIIA M 4510537. кл, 8 11 В 5/55, 1985.

„„ 4 „„1793472 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА СКОРОСТИ В ЗАПОМИНАЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ НА МАГНИТН61Х ДИСКАХ (57) 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 выходы диффе1793472

45 ренциэторов 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 нэ 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

Р>, Рз, достаточной для работы дифференциаторов. Кроме того, сигналы Р, Р4 с инверторов также поступают на дифференциаторы.

Компараторы сравнивают сигналы Р>, Р, 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

Н МД.

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 вЂ” НЕ 7, шина управления режимом удержания соединена со вторым входом схемы ИЛИ вЂ” 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 фэзосдвигающих 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 обра40 зом.

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 .

1793472

Дифференциаторы преобразуют крутизну входами схемы селекции, к управляющим позиционных сигналов в уровень напряже- входам которой через блок компараторов ния, который в прямом и инверсном виде подключены выходы фазосдвигающих цепоступает на схему селекции. пей, выход схемы селекции соединен с вхоФазосдвигающие цепи обеспечивают 5 дом фильтра низкой частоты, введены шина, сдвиг входных сигналов до определенного отображающая местоположение головок в значения, при котором на высокой скорости защитной зоне, шина режима удержания на движения временный сдвиг дифференциа- заданной дорожке, шина управления исполторов и инверторов (B силу ограниченной нительным двигателем, схема выборки и полосы пропускания) не станет равным друг 10 хранения и аналоговый ключ, причем шина другу, В этом случае пульсации сигнала в отображения местонахождения магнитных увеличенноммасштабеотсутствуют, Компа- головок в защитной зоне соединена с перраторынапряженияформируютсериивход- вым входом схемы ИЛИ вЂ” НЕ, шина режима ных импульсов селектора для выделения удержания на заданной дорожке соединена соответствующей крутизны входного сигна- 15 со вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход ла, которой подключен к управляющему входу

Сформированный селектором сигнал аналогового ключа, включенного в разрыв очищается низкочастотным фильтром. шины управления исполнительным двигатеРассмотренное устройство формирует лем и к уп равляющему входу схемы выборки выходной сигнал, свободный от ранее упо- 20 и хранения, включенной в разрыв выходной минавшихся недостатков, однако в опреде- шины устройства, соединенной с выходом ленных случаях формируемый сигнал не фильтра низкой частоты. отражает действительную скорость движе- На фиг.1 представлен формат располония. Для выяснения причин этого явления . жения сигналов на магнитном диске известрассмотрим форму сигналов, имеющих мес- 25 ных устройств; на фиг.2 — функциональная то в современных накопителях на магнит- схема предлагаемого устройства; на фиг,3— ных дисках типа lBM 3380-1;:1ВМ 3380-И, временные диаграммы сигналов предлагаеМемогех 3650, 3652, ЕС5063,01, ЕС5065.01 мого устройства и устройства-прототипа. (фиг.1). На фиг.1,а изображены расположе- Устройство, представленное на фиг.2, ние дорожек различных типов вблизи до- 30 содержит входные шины позиционного сигрожки 000, а также позиционные сигналы, нала А и В, шину, отображающую местопосоответствующие чередованию различных ложение МГ в защитной зоне С, шину типов дорожек. Как видно из фиг.1, треу- режима удержания на заданной дорожке, гольный позиционный сигнал обеспечива- шину управления исполнительным двигатеется при чередовании типов дорожек АВ, 35 лем Е, дифференциэторы 1 и 2. фазосдвигаBC,CD,DA,АВ ит.д., Чередование АВ; АВ; ющие цепи 3 и 4, схему селекции 5, блок

АВ и т,д, несет информацию о том, что сле- компараторов 6, схему ИЛИ вЂ” НЕ 7, фильтр 8 дующая за дорожкой АВ дорожка ВС, обра- низкой частоты, схему 9 выборки и хранения зующая треугольный позиционный сигнал, и аналоговый ключ 10. Шины входного сигявляется дорожкой 000, Однако наряду с 40 нала А и В подключены к дифференциатополезным признаком (ожидание дорожки рам 1 и 2 и фазосдвигэющим цепям 3 и 4;

000) чередование АВ; АВ; АВ... искажает прямые и инверсные выходыдифференциа.треугольный позиционный сигнал и приво- торов 1 и 2 соединены с входами схемы дит его к трапецеидальному виду, При диф- селекции 5, к управляющим входам которой ференцировании устройством-прототипом 45 через блок компараторов6подключены выверхнего основания трапеции, т.е, участка ходы фазосдвигающих цепей 3 и 4. Выход дискасчередованиемдорожекАВ,АВит.д., схемы селекции 5 через фильтр 8 низкой результатом будет являться нулевое значе- частоты подключен к входу схемы 9 выборки ние выходного напряжения при любой ско- и хранения, выход которой является выхорости движения, 50 дом устройства.

Целью изобретения является повыше- Шина, отображающая местонахождение точности формирования сигнала скоро- ние МГ на защитной зоне С, соединена с сти и повышение надежности в работе всей первым входом схемы ИЛИ вЂ” НЕ 7, на второй следящей системы позиционирования в це- вход которой подключена шина режима

55 удержания на заданной дорожке. Выход

Для этого вустройство, содержащеедве схемы ИЛИ вЂ” НЕ 7 подключен к управляюшины входного сигнала, каждая из которых щим входам схемы 9 выборки и хранения и подключена к дифференциатору и фазосд- аналогового ключа 10. который включен в вигающей цепи, прямые и инверсные выхо- разрыв цепи управления исполнительным ды дифференциаторов соединены с двигателем — шина Е.

1793472

На фиг.3 изображены временные диаграммы, характеризующие работу предлагаемого устройства, причем показаны для наглядности сигналы, имеющие место в демонстрационном режиме работы, т,к. в ре- 5 альном режиме работы движения после установки МГ на цилиндр 000 не существует. На фиг.3 обозначены: а) входные сигналы

А и В; b) сигналы с прямых выходов дифференциаторов; с) выход фильтра 8 низкой ча- 10 стоты; d) сигнал местоположения МГ в защитной зоне; е) сигнал режима удержания на заданной дорожке; f) выходной сигнал схемы ИЛИ вЂ” НЕ 7; g) выходной сигнал схемы 9 выборки и хранения. 15

Работа устройства заключается в следующем.

Треугольный сигнал (фиг,3,а) поступает на вход дифференциаторов 1 и 2 и фазосд- 20 вигающих цепей 3 и 4 (фиг.2), Дифференциаторы 1 и 2 формируют прямой и инверсный сигнал (фиг.3,в), амплитуда которого пропорциональна крутизне треугольного входного сигнала, а следовательно, и скорости 25 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- 30 зосдвигающих цепей 3 и 4. Применение фазосдвигающих цепей 3 и 4 необходимо для компенсации фазового сдвига в дифференциаторах 1 и 2. Отфильтрованный фильтром

8 низкой частоты сигнал скорости через схе- 35 му 9 выборки и хранения поступает на выходную шину устройства. Одновременно аналоговый ключ 10 осуществляет беспрепятственный пропуск сигнала управления исполнительным двигателем. 40

В режиме первоначальной установки на цилиндр 000 по шине С "Вход сигнала защитной зоны" поступает сигнал, соответствующий местонахождению магнитных головок в защитной зоне. 45

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

Формула изобретения 55

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 ИЛИ вЂ” НЕ 7 устанавливается состояние "1", которое прерывает про- . хождение 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 вЂ” НЕ 7 устанавливается состояние "0". 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 ¹ 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 КН1, 590 КН2 и т,д. Вновь введенные входные шины являются новыми только по отношению к 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 фа1793472 t0

Код зоны

Дорожка ОСО од зоны зосдвигэющих 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 защитной зоне соединена с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, шина режима удержания на заданной дорожке соединена с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой под5 ключен к управляющему входу аналогового ключа, включенного в разрыв шины управления исполнительным двигателем, и к управляющему входу схемы выборки и хранения включенной в разрыв выходной

10 шины устройства, соединенной с выходом фильтра низкой частоты.

1793472 а) илиндр

Истинная скорость, с) ойстаа прототипа в) Фиг. 3

Составитель А.Столяров

Техред М.Моргентал Корректор З,Салко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 507 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5