DE1513215A1

DE1513215A1 - Steuerungsvorrichtung zur relativen Einstellung zweier Koerper

Info

Publication number: DE1513215A1
Application number: DE19651513215
Authority: DE
Inventors: Cordano Richard David; Prentky Peter Isidore; Black Robert James; Thaler George Julius
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-12-21
Filing date: 1965-12-09
Publication date: 1970-01-02
Also published as: US3426337A; FR1468978A; GB1070680A

Description

Priorität: USA; 21. Dezember 1964 US Ser. No. 420 009

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zur relativen Einstellung zweier Körper, von denen der erste einstellbar ist und der zweite ein Po&itlonierungsmuster trägt. Die Steuerungsvorrichtung eignet sich insbesondere für die schnelle und präzise Bewegung und Einstellung eines Übertragungselemente, beispielsweise eines Magnetkopf es, in eine Position, die durch eine ziffernmäßig ausgedrückte Adresse festgelegt ist. Solche Positionierungssysteme können vorzugsweise bei Speichern mit wahlfreiem Zugriff verwendet werden.

Um das Verhältnis zwischen Zugriffszeit und Gerätegröße bei Speichereinheiten mit wahlfreiem Zugriff zu verbessern,

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ist man bestrebt, die Packungsdichte der gespeicherten Daten soweit zu erhöhen, wie es mit einer zuverlässigen und einwandfreien Betriebsweise noch vereinbar ist. In den bisher bekanntgewordenen Systemen zur relativen Einstellung zweier Körper werden typieoherweise Steuerungs/vouichtungen mit offener Schleife verwendet, wobei zunächst eine Grobeinstellung des Übertragungselements relativ zum Speichermedium der Speiohereinheit mit wahlfreiem Zugriff erfolgt. Anschließend bedient man sich eines Einrast- oder anderen feinpositionierungsmechanismus, um sicherzustellen, daß das Übertragungselement in eine präzise Lage in bezug auf die Speicherspur eingestallt wird. In einigen Systemen sieht man zur Erleichterung der Feinpositionierung ein Referenzmuster von optischen oder magnetischen Zeichen vor.

Obwohl bei den zuletztgenanten Systemen Referenzmuster und Übertragungselemente zum Einsatz kommen, so sind die Steuerungs— schleifen dennoch ihrem Wesen nach offen, soweit es das Datenübertragungselement und das Speichermediumaetrifft. Bei solchen Positionierungssystemen mit einer off/enen Steuerungsschleife erreicht man jetzt in technischer Hinsicht die obere Grenze einer maximalen Packungsdichte der Spuren» um noch genaue Positionierungen vornehmen zu können. Es ist deshalb, in höchstem Maße wünschenswert, ein Positionierungssystem mit einer geschlossenen Steuerungsschlaife, das heißt mit einer gewissen R ückkopplungswirkung, anwenden zu können, bei

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dem die Kontrolle der Einstellung direkt mit Bezug auf das Speichermedium selbst erfolgt. Die erzielbare Packungsdichte des Speichers, d.h. die erzielbare Spurdichte wird_K unmittelbar beeinflußt durch das Ausmaß der «Heuerungsmöglichkeiten, die sich für die Positionierung des Datenübertragungselements für eine bestimmte Adresse ergeben. Darüberhinaus ist jedoch auch die Zugriffszeit einem direkten Einfluß durch die Betriebsweise des Positionierungsaystems unterworfen, so daß die Servosteuerung für das positionierungssystem irgendwelche miteinander nicht ganz zu vereinbarende Bedürfnisse hinsichtlich Gesch/ indigkeit und Genauigkeit befriedigen muß. Die Feteteuerung erzielt man durch Anwendung eines Servosystems mit schmaler Bandbreite und verhältnismäßig langsamen Ansprechzeiten, während die Schnellverstellung von einer Position in eine andere einen Servo mit breiter Band- " breite und geringerer inhärenter Stabilität erfordert. Die meisten EBitionierungssysteme wenden deshalb sowohl Grobais auch Feineinstellsteuerungen an, wobei die Grobeinstellsteuarung für die schnelle Lokalisierung der Spur und die Feineinstellsteuerung anschließend zum stabilen und präzisen Folgen der Spur dient.

Die gewünschte Adresse zur Positionierung des Übertragungselements kann in Form eines digitalen Befehle von einem Datenverarbeitungssystem bereitgestellt werden. Jedoch let die Erzeugung eines digitalen Signale, das die tatsächlich vom

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Übertragungselement eingenommene Position darstellt, bedeutend schwieriger. Es ist beispielsweise möglich, ein Übertragungselement oder einen veränderl ichen Signalgenerator z. B. ein Präzisionspotentiometer, zusammen mit einem Analog-Digital-Konverter zu verwenden. Solche Systeme sind jedoch im allgemeinen nicht sehr genau, wenn sie nicht extrem präzis gefertigt sind, und in ihrem Systemaufbau verhältnismäßig komplex; dadurch werden entweder der Packungsdichte der Daten erhebliche Einschränkungen auferlegt, oder die Geräte sind in unangemessener Weise teuer. Es ist auch möglich, auf einer Scheibe optische und magnetische Referenzmuster zu verwenden, den Übertrager mit einem Abtastelement auszustatten und an diesen einen Zähler anzuschließen, der die in radialer Richtung abzählbaren Datenspuren digital repräsentiert. Anordnungen der zuletztgenannten M sind jedoch häufig einer ganzen Reihe von Fehlermöglichkeiten ausgesetzt, da einmal eine positive Referenz fehlt und andererseits ein hoher Störpegel vorliegt und andere .bei der Verstellung des Übertragers auftretende Störeffekte wirksam sind, die ein unrichtiges Zählergebnis herbeiführen können.

Außerdem ist es bei allen derartigen Systemen höchst erwünscht, eine Vereinfachung der Steuerschaltungen herbeizuführen, durch welche die gewünschten und die tatsächlichen Adressen miteinander verglichen werden, um ein entsprechendes Steuersignal zu erzeugen. Bei binär verschlüsselten Adressen

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besteht beispielsweise ein bekanntes Verfahren darin, die eine Adresse von der anderen abzuziehen und den zahlenmäßigen Wert der Differenz und sein Vorzeichen in eine analoge Steuergröße mit Hilfe eines Digital-Analog-Konverters zu übersetzen. Solche Systeme sind nicht nur ihrem Wesen nach sehr teuer, sondern außerdem auoh noch ungenau, weil die Notweüigkeit der Übersetzung besteht und weil es schwierig ist, ein· präzise Analogwerte über einen größeren Wertebereich IU erzielen.

Der Erfindung liegt die Atfgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung mit einer geschlossenen Schleife, die sich im Sinne einer Rückkopplung auswirkt, zur relativen Einstellung zweier Körper zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Steuerungsvorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist^ durch auf das Positionierungsmuster ansprechende Referenzsignalerzeugungsmittel, die eine Referenzsignalwellenfora mit einem ersten Signalanteil von fester Phasenlage in der form von Ti tgebersignalen und einem zweiten Signalanteil von veränderlicher Phasenlage in der Form von Positionierungssignalen, die die tatsächliche Relativeinstellung des ersten Körpers in bezug auf den zweiten Körper angeben, erzeugen, durch eine auf die Taktgebersignale ansprechende ZähleinrioHung, durch

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mit der Zähleinrichtung zusammenarbeitende Adreesiermittel, die durch Adressiersignale einer bestimmten Phasenlage die gewünschte Relativeinstellung des ersten Körpers in bezug auf den zweiten Körper anzugeben in der Lage sind, und durch einen Phasendiskriminator, dem einerseits die Positionierungssignale und andererseits die Adressiersignale zugeführt werden und die der relativen Phasenlage der zugeführten lage entsprechende Steuersignale erzeugen, die einem die gewünschte Einstellung des ersten Kapers vornehmenden Servomechanismus zugeleitet werden.

Erfindug bezweckt die Schaffung eines einfaohen, jedoch genauen Steuerungssystems für die genaue Einstellung #Ü3?-di* jBe e g» eines ersten einstellbaren Körpers in bezug auf einen zweiten, ein Positionierungsmuster tragenden Körper. Insbesondere ist daran gedacht, einen verbesserten Poätionierungsmechanismus für einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff zu schaffen. Dabei soll die Einstellung des beweglichen Körpers mit Hilfe digitaler Signale erzielbar sein, die die gewünschte Adresse für den Körper repräsentieren. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Referenzmusters zur Ermöglichung einer genauen Positionierung des Übertragungselements in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff. Dabei ist es möglich geworden, einen verbesserten Speicher mit wahlfreiem Zugriff zu schaffen, der ein einfaches, aber zuverlässiges Positionierungssystem alt einer ge-

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schlosseneri ^!o^^i^iH.-eiHmgsschleife mit den Vorzügen einer Rückkopplungswirkung aufweist.

Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung eaeugt zwei zeitveränderliche Impulsserien in Übereinstimmung mit der Bewegung eines zyklischen Aufzeichnungsmediums, wie beispielsweise einer magnetischen Scheibe. Wenn ein Übertragungselement in radialer Richtung relativ zu der Scheibe positioniert wird, so ändert sich beispielsweise der zeitliche Abstand zwischen paarweise einander zugeordneten Impulsen in den beiden Impulsserien entsprechend der veränderlichen Einstellung des Übertragungselements in radialer Richtung. Die Zeitverschiebung zwischen den Impulsserien kommt durch das eigentümliche, auf dem Aufzeichnungsträger befindliche Refirenzmuster zustande, das in radialer Richtung bestimmte Veränderungen aufweist und das durch sich in radialer Richtung erstreckende Zonen unterschiedlicher Abtasteigenschaften gekennzeichnet ist. He beiden Impulsserien werden zur Kontrolle einer Vergleichsanordnung benutzt, die ein in seiner Amplitude veränderliches Signal erzeugen, um die Einstellung des Übertragungselements entsprechend zu steuern in Reaktion a£ den bestehenden Unterschied zwischen dsr gewünschten und tatsächlich gegebenen Position des Übertragungselemente.

In ei&em bestimmten Äusführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung bedient man sich eines zyklischen

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Aufzeichnungsmediums, beispielsweise einer Scheibe, die "ein bestimmtes Referenzmuster trägt. Dieses Muster besteht im wesentlichen aus sich radial erstreckenden und symmetrisch über die Scheibe verteilten Speichen unterschiedlicher Breite. Die eine Seitenkante jeder Speiche ist eine sich genau radial erstreckende Grenzlinie, während die andere Seitenkante relativ zur Scheibe eine Spiralenform aufweist, so daß die Umfangsdistanz zwischen zwei Kanten in Abhängigkeit vom gegebenen Radius, entlang dem der einzustellende Körper positioniert ist, d. h. in Abhängig/keit der radialen Positionierung des Übertragungselements, variiert. Geeignete Mittel auf dem Übertragungselemei t erzeugen Signalvariationen, welche die radialen und spiralenförmigen Grenzlinien kennzeichnen, wobei diese Signalvariationen sich in Synchronismus befinden mit der Drehung der Scheibe^, und awei ineinander geschachtelte Impulsserien umfassen. Die erste Impulsserie, welche die von den radialen Grenzlinien stammenden Impulse enthält, stellt Referenzsignale bezüglich der Zeit und der Geschwindigkeit für das System dar, während die zweite Impulsserie, welche die von den spiralenförmigen Grenzlinien abgeleiteten Impulse enthält, Veränderungen mit der radialen Position des Übertragungselements unterworfen ist. Damit ist die radiale Positionierung des Übertragungselements durch das zeitliche Auseinanderliegen zwischen einem beetimmtn^e, von der spiralenförmigen Grenzlinie herrührenden Impuls und dem diesem unmittelbar vorangehenden oder nachfolgenden, von

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einer radialen Grenzlinie herrührenden Impuls bestimmt. Für diese Anordnung kann die für die Einstellung des Übertragungselement/gewünschte Adresse in typischer Weise in der Form . eines binär dargestellten Zahlenwertes angegeben werden. Die von der radialen Grenzlinie herrührenden Impulse benutzt ΠΒ.η zur Überwachung der Frequenz eines Hochfrequenzoszillafcors, der für jedes Umfangssegment des Referenzmusters auf der Scheibe eine feste Anzahl von Impulsen erzeugt. Für die festgelegte Impulsanzahl wählt man zweckmäßigerweise ein Vielfaches der Zahl 2, damit ein binärer Umlaufzähler die Umfangssegmente einheitlich und in einfacher Weise in Zeitinkremente unterteilen kann. Für jedes Zeitinkrement gibt es eine entsprechende Position des Übertragungselements relativ zu der spiralenförmigen Grenzlinie des Referenzmusters, d. h., auoh relativ zu den verschiedenen radialen Datenepuren auf der Scheibe. Die vom Referenzmuster der Scheibe erzeugten zeitverschobenen Impulse und die für die Positionierung des Übertragungselements gewünschte binäre Adresse dienen der Steuerung einer Vergleichsanordnung für die Korrektur der Position dee Übertrgpngselements. Die vom Umlaufzähler durchgeführte Zählung wird in einem «u· Komparator beständig mit der gwünsohten Adresse verglichen; dabei kommt es zu irgendeinem Zeitpunkt innerhalb eines jeden Umfangssegments zur Anzeige eines Koinzidenzsignals. In Abhängigkeit von der tatsächlichen Positionierung des Übertragungselements

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entsteht ein von der spiralenförmigen Grenzlinie herrührender Impuls zu einem anderen Zeitpunkt innerhalb jedes Umfangasegments, so daß das Zeitintervall zwischen diesen beiden Impulsen die Amplitude und die Richtung der Korrektur bestimmt, die durchgeführt werden muß, um das Übertragungselement in die gewünschte Lage einzustellen. Diese beiden Impulse werden deshalb benutzt zum Auslösen und Beendigen des Aktivierungszustandes eines Schaltkreises, der ein ansteigendes elektrisches Signal erzeugte und den schließlich erzielten Wert beibehält. Die Amplitude dieses Signals ist proportional dem Zeitunterschied zwischen den aus den zwei Impulsserien paarweise einander zugeordneten Impulsen, \in<\ die Signalamplitude verringert sich auf den Wert Null, sobald das Übertragungselement in die gewünschte Position gebracht worden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematieche Übersicht eines bestimmten Aus— führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung in der Kombination eines die Schaltung repräsentierenden Blookdiagramaa und einer vereinfachten perspektivischen Darstellung der beiden relativ zueinander einstellbaren Körper;

Fig. 2 eia weitere Schaltungseinzelheiten dee in der Steuerung·vorrichtung nach Pig. 1 verwendeten Phasendiskriainators;

Fig. 3 die graphisohe Darstellung mehrerer Signalwellen formen, auf die bei der Erläuterung der Betriebs weise der erfindungsgemäßen ßteuerungevorri chtung Bezug genommen wird.

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Fig. 1 zeigt die Gesamtübersicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung wobei in erster Linie an die Verwendung in einem Speichersystem mit wahlfreiem Zugriff gedacht ist. Für diesen Zweck ist eine auf einer drehbaren Achse 11 befestigte magnetische Speicherscheibe 10 vorgesehen, von der angenommen wird, daß sie sich im Uhrzeigersinn mit einer bestimmten konstanten Winkelgeschwindigkeit dreht. Es kommt hierbei ein Steuerungssystem mit in sich geschlossener Schleife zur Anwendung, d. h. , das System kann von gewissen Rückkopplungseffekten profitieren. Die Antriebsmittel für die magnetische Speicherscheibe können durchaus von konventioneller Ausführungsform sein, und sind - um die zeichnerische Darstellung nicht zu überladen - in Fig. 1 nicht dargestellt. Der einstellbare Körper wird durch das Übertragungselement 12 gebildet, bei dem es sich beispielsweise um einen mehrspurigen magnetischen Schreib/Lesekopf handeln kann. Die Magnetkopfe 13 befinden sich auf der Unterseite des Übertragungselements 12 und stehen in magnetischer Wirkungsverbindung mit dem für die Datenspeicherung bestimmten Abschnitt der Magnetscheibe 10. Die Befestigung des Übertragungselements ist derart, daß unter der steuernden Einwirkung des linearen Verschiebemechanismus 14 eine Verstellung des Übertrggmgselements in radialer Richtung möglich ist. Das Übertragungselement

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ist mit dem linearen Verschiebemechanismus auf irgendeine geeignete Weise mechanisch verbunden. Der lineare Verschiebemechanismu8 14 wird seinerseits durch einen Servomechanismus 100 gesteuert. J)ie auf der Magnetscheibe gespeicherten digitalen Werte, werden in der Form elektrischer Signale zwischen den Magnetköpfen 13 und einem Datenverarbeitungssystem 16 übertragen, nachdem das übertragungselement 12 irjdie gewünschte Lage eingestellt worden ist. lins Datenverarbeitungssystem 16 umfaßt auch Adressierschaltkreise und Taktgeberschaltungen, die mit entsprechenden in der Steuerungsvorrichtung untergebrachten Schaltkreisen und Elementen, die weiter unten noch beschrieben werden, zusammenarbeiten, um die Datenübertragungsoperationen in der üblichen bekannten Weise zu steuern. In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Praxis befindet sich auf der magnetischen Speicherscheibe 10 eine Vielzahl von k onzentrischen Speicherspuren, die der Datenspeicherung dienen. Mit Hilfe der Magnetkopfanordnung 13 werden entweder zu speichernde Daten au f die Spuicherspuren aufgeschrieben, oder es werden gespeicherte Daten von äsi Spuren abgelesen. Jede Speicherspur befindet sich in einem bestimmten radialen Abstand von einem auf der Scheibe 10 festgelegten Referenzpunkt.

Es ist ein Adressenregister 18 vorgesehen, in das die von dem Datenverarbeitungssystem 16 ermittelten Adressen ainge-

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schrieben werden, kyä Ausgang dieses Adressenregisters erscheinen digital verschlüsselte elektrische Signale, welche die gewünschte Spuradresse definieren, d.h., diejenige Speicherepur festlegen, auf die das Übertragungselement 12 eingestellt werden soll, so daß ein Datenaustausch zwischen der Magnetkopfanordnung 13 und dem Speichermedium stattfinden kann. Zur Erzeugung von Signalen, welche die augenblickliche tatsächliche Lage des Übertragungselemente 12 in radialer Richtung darzustellen vermögen, ist die Speicherscheibe 10 mit einem Positionierungsmuster 30 ausgestattet, das in diesem Ausführungsbeispiel praktisch mit dem Bereich für die Datenspeicherung auf/1 er Scheibe 10 zusammenfällt. Somit wird eine gäSere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Scheibenoberfläche erzielt, obwohl natürlich die grundsätzlichen Merkmale dieser Erfindung direkt auch auf solche Systeme angewendet werden können, in denei das Positionierungsmuster und die Datenspeicherzonen voneinander räumlich getrennt sind. Es hat sich als möglich herausgestellt, dünne Schichten zu verwenden, die beträchtliche optische Kontraste liefern, beispielsweise Veränderungen im ftflexionsvermögen von 4:1 bis 9:1» ohne daß eine störende Beeinflussung der magnetischen Datenspeicherungeoperationen eintritt.

Das optische Referenz- oder Positionierungsmuster kann durch irgendeine geeignete optische Schicht aufgebracht

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werden, wenn nur sichergestellt ist, daß diese optische Schicht keine die magnetische Datenübertragung beeinträchtigende magnetische Abschirmwirkung hervorbringt. Üine für den genannten Zweck geeignete optische Schicht läßt sich beispielsweise durch Aufbringen einer dünnen Photowiderstandsschicht auf die gesamte magnetische eberfläche erzeugen, wobei durch entsprechende Lichtbehänd1/ung der Phooowiderstandsschicht in selektiver V/eise die das gewünschte Muster hervorbringenden Zonen der Widerstandest icht entfernt werden, so daß schließlich die Zonen 31 und 32 von veränderlichem Reflexionsvermögen entstehen. Das aufgebrachte Huster kann in gewisser Weise als ein speichenf örmiges Muster mit an sich identischen .'-{υ ic hen angesehen werden, wobei sich die Speichenbreite in radialer Richtung verändert. Es ist an sich gleichgültig ,"ob die Speichen des Musters ein hohes oder niedriges Reiexionsvermögen aufweisen, es kommt lediglich darauf an, daß an den Grenzlinien der Bereiche scharfe Seflexionekontraste auftreten.

Das Positionierungsmuster 30 weist also in Umfangerichtung abwechselnde Zonen 31, 32 von unterschiedlichen Reflexionsvermögen auf. Sie Zonen niedrigen Reflexionsvermögen 31 sind symmetrisch über den Umfang der Scheibe 10 verteilt und ergeben radiale Speichen mit je einer radialen und einer

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spiralenförmigen Grenzlinie. Eine radiale Grenzlinie oder Kante 31a entspricht in ihrer Länge der gewünscht/en radialen Verschiebestrecke für das Übertragungselement 12, während die spiralenförmige Grenzlinie oder Kante 31b die radioIe Kante ^1a der benachbarten Speiche an dem innersten und die radiale Kante derselben Speiche am äußersten Punkt des Radius schneidet. Auf diese Weise wird die J)ateri3peicherzone der Scheibe 10 in gleiche Umfangssegmente oder Abtastsektoren unterteilt, wobei als Begrenzung für diese Abtastsektoren die radialen Grenzlinien 31a der Zonen 31 niedrigen Heflexionsvermögens anzusehen sind.

In Übereinstimmung mit der üblichen Definition einer Spirale verändert sich die spiralenförmige Grenzlinie 31b in ihrer Umfangsrichtung in Abhängigkeit vom Radius. Die angewendete Spiralenform entspricht durchaus der Form einer archimedischen Spirale, die definiert ist,,, als eine Kurve, die entsteht, wenn sich ein Punkt gleichmäßig entlang einer Ga*aden bewegt, während die Gerade selbst sich mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit um einen auf ihr selbst befindlichen Pixpunkt aeht. Die Umfangsgeschwindigkeit variiert direkt wie der Radius auf einem scheibenförmigen Körper, und das spiralenförmige Muster kompensiert diese Geschwindigkeitsvariationen. Der Weg der spiralenförmigen Kante verändert sich also mit

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dem Quadrat des Abstandes, aber die benötigte Zeit zum Durchlaufendes A'bstandes zwischen einer spiralenförmiyen ■ und einer radialen Kante einer gegebenen Speiche verändert sich linear mit der radialen Lage innerhalb der inneren und äußeren radialen Grenzen des Musters. Von dieser iiigenschaft wird in der Steuerungsvorrichtung ausgiebig Gebrauch gemacht.

Das Positionierungsmuster 30 wird durch optische Abtastmittel abgelesen. Diese optischen Abtastmittel bilden für das einstellbare Übertragungselement nur eine äußerst kleine zusätzliche Massenträgheit. Getrennt vom Übertragungselement 12 ist eine Lichtquelle 40 aufgestellt, deren Lichtstrahl in ein nur schematisch angedeutetes Kollimatorlinsensystem 43 fe-ÄlilSieÄi=iffisi·. £s wird ein sehr ' feines, paralleles Lichtstrahlenbündel erzeugt, das durch einen halbversilberten Spiegel 46 hindurchtritt und in gerader Richtung auf einen im 'Übertragungselement 12 untergebrachten Umlenkspiegel 47 auftrifft. Lieser Umlenkspiegel 47 tewirkt eine Umlenkung des Lichtstrahlenbündels um 90°, das nun auf eineFokusaLerungslinse 48 gerichtet wird, die den Lichtstrahl zu einem Punkt auf der Scheibe 10 fokussiert, wobei dieser Lichtpunkt relativ zur Position der im Übertragungselement 12 untergebrachten Magnetköpfe 13 eine feste Lage einnimmt. Die Intensität des von der Scheibe reflektierten Lichtstrahles iet entsprechend dem Reflexionsr

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vermögen der vom Lichtpunkt getroffenen Reflexionszone verschieden. Der auf diese Weise modulierte reflektierte Lichtstrahl tritt durch die Linse 48 hindurch, wobei ein paralles LieHßtrahlenbündel entsteht, das vom Umlenkspiegel 47 um 90 abgelenkt wird, dann auf den halbversilberten Spiegel 46 auftrifft, an dessen Oberfläche ein Teil des Lichtstrahlenbündels unter 90° nach oben abgelenkt wird und auf ein lichtempfindliches Element 50, beispielsweise einei Photovervielfacher, eine lichtempfindliche Zelle oder eine Photodiode auftrifft. Das optische Referenzsignal wird in diesem lichtempfindlichen Element in ein entsprechendes elektrisches Referenzsignal umgewandelt, das in eiie m Verstärker 52 eine entsprechende Verstärkung erfährt und anschließend der eigentlichen Steuerungsvorrichtung zugeführt wird.

Zusammen mit dem Übertragungselement 12 wird der Umlenkspiegel 47 in eine radiale Position gebracht, in der eine fixe Relation zu den Datenspuren der Speicherscheibe 10 besteht. Wenn sich die Scheibe 10 dreht,entstehen am Ausgang des lichtempfindlichen Elementes 50 elektrische Referenzsignale (in diesem falle ein rechteckförmiger Wellenzug) mit Änderungen in der Signalamplitude, die jeweils den abgetasteten Änderungen des ReflexionsVermögens im Positionierungsmueter 30 entsprechen. Bei Verwendung einer magnetischen Mehrfachkopfanoatoung 13 tastet jeder Kopf eine

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Datenspur ab. Man braucht dann für jede einzelne Lage oder Adresse des Übertragungselements 12 eine Anzahl paralleler Datenspuren. Es gibt bereits zahlreiche bewährte Methoden, um die einzelnen Magnetköpfe in der Vielfachkopfanordnung voneinander getrennt und doch eng gepackt. anzuordnen und gleichzeitig eine möglichst nahe Führung der Magnetköpfe an der Speicherscheibe zu erzielen. Da es sich hierbei um nicht erfindungswesentliche Maßnahmen handelt, kann auf deren Erörterung hier vazichtet werden. Wenn fortan von einer gewünschten Position oder Adresse die Rede ist, so soll darunter eine Einst/ellage verstanden werden, die für das Übertragungselement 12 ala ganzen gilt.

Das vom Verstärker 52 abgegebene Referenzsignal wird zwei Detektoren 60 und 62 zugeführt. Diese Detektoren erzeugen aufgrund der im zugeführten Referenzsigal vorkommenden Amplitudenänderungen Impulszüge, wobei der Detektor 60 einen Impulszug von Positionierungsägnalen (B) und der Detektor 62 einen Impulszug von Taktgebersignalen (A) erzeugt. Bei Drehung der Scheibe 10 ii Uhrzeigersinn (vgl. fig. 1) kennzeichnet beispielsweise die spiralenfömige Grenzlinie 31b eine Änderung im Heflexionsvermögen des Positionierungsmusters von einer Zone hohen Reflexionsversjgens zu einer Zone niedrigen Reflexions Vermögens, mit

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anderen V/orten einen Übergang von Hell nach Dunkel, wobei wir auch von einem negativ gerichteten Übergang sprechen können. Der auf aie spiralunförmigen Grenzlinien an sprechende Detektor 60 kann also einen Differenzierkreis enthalten und entsprechende Imnulserzeugung3mittel,wie beispielsweise einen monostabilen Multivibrator, zur Erzeugung eines Impulses von vorgegebener Amplitude und -"änge als Antwort auf jeden negativ gerichteten Übergang. Der auf die radialen Grenzlinien ansprechende Detektor 62 kann in ähnlicher Weise ausgestattet sein, jedoch liefert er Impulse als Antwort auf jeden positiv gerichteten Übergang, wodurch jeweils eine radiale Grenzlinie 51a angezeigt wird. Die Beschreibung von weiteren Schaltungsdetails dieser Detektoren 60 und 62 können wir uns ersparen, da es sich um elektronische Standard-Schaltkreise handelt, die einem. Fachmann durchaus geläufig sind.

Der vom Detektor 62 abgegebene Impulszug enthält Taktgebersignale^. (A)_; während die vom Detektor 60 abgegebenen Impulse als Positionierungssignale (B) zu betrachten sind, die tatsächlich ein Analogon in zeitlicher Darstellung für die augenblickliche radiale Lage des Übertragungselements 12 darstellen. Der Taktgeberdetektor 62 gibt die Taktgebersignale an eine Zähleinrichtung 70 weiter, die einen Umlaufzähler 72 und einen öpanntingsgesteuerten Oszillator 73 umfaßt. Es ist zweckmäßig, den Oszillator 73 so einzustellen,

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daß er eine Nominalfrequenz liefert, die ein Vielfaches der Frequenz der Taktgebersignale (A) darstellt und beispielsweise gleich ist der Anzahl der separaten Einstellpositionen des Übertragungselements 12 auf die einzelnen Datenspuren. Wenn alBO^eeeee das übertragungselement 12 auf jede einzelne von beispielsweise 512 Datenspuren einstellbar sein soll, so wird der Oszillator 73 so betrieben, daß seine Ausgangsfrequenz um den Faktor 512 größer ist als die Frequenz der Taktgebereignale. Der spannungsgesteuerte Oszillator 73 ist mit der Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 10 synchronisiert, indem der Umlaufzähler 72 jeweils nach Erreichen der Zahl 512 auf Null zurückgestellt wird und durch Vergleich des Zeitpunkte des Auftretens dieser Rückstellung mit der Zeit des Auftretens des diesem Zeitpunkt am nächsten kommenden TaktgebersignalsT Im vorliegenden Ausführungsbeispiel lann der Umlaufzähler 72 eine konventionelle JJinärstufenkette umfassen, da die Zahl 512 die neunte Potenz der Zahl 2 darstellt. Die überlaufimpulse des Umlaufzählers 72 und die Taktgebereignale werden den getrennten Eingängen eines Phasendiskriminatore 76 zugeführt, der irgendeine konventionelle Anordnung zur Erzeugung eines in der Amplitude veränderlichen Kontrollsignals umfaßt, das in einem proportionalen Verhältnis steht zu dem zeiü ichen Unterschied der an den Eingägen des Phasendiskriminators 76 auftretenden Impulse. Dieses Kontrollsignal wird über einen Rückkopplungeverstärker 79

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dem Steuereingang des epannungsgeeteuerten Oszillators 73 zugeführt. Da der Oszillator 73 synchron mit der Umlauf gesdnrindigkeit der Soheibe 10 läuft, so startet der Umlaufzähler für jede radiale Grenzlinie 30a des Positionierungsmusters 30 bei Null und erreicht in praktisch gleichen ZeitIntervallen den Zählerstand 512, wobei dieser Zählerstand mit dem nächsten Taktimpuls oder der nächsten radialen Grenzlinie zusammenfällt. Während der Rotation d.er Scheibe 10 wird jedes Umfange segment in 512 gleiche Zeitintervalle unterteilt, wobei diese Zeitintervalle gleichzeitig auch diejenigen Zeitpunkte angeben, an denen aufeinanderfolgende veränderte radiale Positionen einer spiralenförmigen Grenzlinie einen bestimmten Punkt passieren, beispielsweise den vom fokussierten Lichtstrahl erleuchteten Referenzpunkt.

Während der Umlaufzähler 72 mit der durch den Oszillator 73 bestimmten Geschwindigkeit fortschreitet, liefert er eine digitale Zahlendarstellung voi/aufeinanderfolgenden gleichen Inkrementell für jedes einzelne Umfangesegment oder Abtastsektor der Soheibe 10. Dieser zyklische digitale Zählwert wird einer Gruppe von 'Eingangsleitungen eines Vergleiohssohaltkreists 80 zugeführt, der auch mit dem Adreseenregister 18 verbunden ist. Beim Durchlaufen jedes Abtasteektors kommt es irgendwann zu einer Koinzidenz zwischen dem vom Umlaufzähler 72 und vom Adressen-

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register 18 dem Vergleichsschaltkreis 80 zugeführten Zahlen. Im Augenblick dieser Koinzidenz gibt der Vergleicheschaltkreis 80 auf seiner Ausgangsleitung einen Impuls ab. Der Zeitpunkt des Auftretens dieses Koinzidenziapulses liegt innerhalb eines durch zwei benachbarte radiale Grenzlinien 31a definierten Zeitzyklus. Diese Koinzidenzimpulse kennzeichnen die gewünschte Einstellage, während die Positionierungseignale (B) die tatsächlich bestehende Einstellage des Übertragungselements 12 definieren. Es gibt also zwei Impulsserien von gleicher ImpulaÜgefrequenz aber unterschiedlicher Phasenlage zwischen individuellen Impulspaaren aus den beiden Impulszügen. Diese beiden Impulszüge werden einem Positioniernge-fhaeendiskriminatorf90 zugeführt, der in seiner Schaltung ähnlich aufgebaut ist wie der bereite weiter oben erwähnte Phasendiskriminator 76.

Der Positlonierungs-Phaaendiskriminator 90 erzeugt ein in der Amplitude veränderliches Steuersignal, dessen Amplitude proportional ist der Phasendifferenz zwischen den vom Positionierungsdetektor 60 gelieferten Positionierungssignalen und den vom Vergleichsschaltkreis 80 gelieferten Adressensignalen. Das _Ausgangseig&l des Positionierungs-Phasendiskriminators 90 dient schließlich der Steuerung des linearen Yerschiebemechanismu« 14» wobei in dies· Verbindungsleitung noch ein Servomechanismus

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dazwischen geschaltet ist, der beispielsweise vom Geschwindigkeit srückkopplungstyρ sein kann. Dieser Servomechanismus 100 eorgt für die Berücksichtigung der erforderlichen Voriiii, tMeüi^l und Dämpfungscharakteristi

Die in Fig. 1 dargestellte Steuerungsvorrichtung ermöglicht die Positionierung des Übertragungselements 12 aufgrund in digitaler Form vorliegender Befehle bzw. Adressen. Während die Scheibe 10 rotiert, wird die vom lichtempfindlichen Element 50 erzeugte, zeitlich sich verändernde Referenzsignalwellenform mit Hilfe des Positionierungsdetektors 60 und des Taktgeberdetektors 62 in zwei Impulszüge zerlegt, wobei der Detektor 62 die Taktgebersignale A und der Detektor 60 die Positionierungssignale B liefert (vgl.Pig. 3). Während die Taktgebersignale der Zähleinrichting 70 zugeführt werden, arbeitet der spannungsgesteuerte Oszillator 73 synchron bei einer vorgegebenen harmonischen Frequenz. Jeder Zyklus dieses harmonischen Frequenzsignals stellt den Umlaufzähler 72 weiter, so daß er fortlaufend ansteigende binäre Zahlenwerte repräsentiert, bis der Endzählwert erreicht ist. Wenn die den Überlauf bildende letzte Binärstufe, die die |{9· Binärstelle repräsentiert, umschaltet^ im folgenden bezeichnet als "Zählerstand 512^M).so wird da» Erreichen dieses Zählerstandes beispielsweise durch d nen positiven Impulsanstieg (vgl. Signalwellenform C in Pig. 3) gekennzeichnet; diese positive ImpulsechwelIe kennzeichnet gleich-

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zeitig den Nullzustand für jeden Unterzyklus, d.h. für jeden Abtastsektor bzw. Umfangesegment. Der Phasendiskriminator 76 erzeugt ein in der Amplitude sich änderndes Signal, um den Oszillator 73 zu steuern. Dieses vom Phasendiskriminator 76 erzeugte Steuerungssignal für den Oszillator 73 ist in Fig. 3 als V&lenzug E dargestellt. Dieses Steuerungssignal kann zunächst als ein in dar Impulslänge moduliertes Signal (Wellenzug D) erzeugt werden, wobei dieser Impuls mit dem Taktgebersignal A beginnt und mit dem positiven Impulsanstieg bei m Zählerstand 512 (vgl. Wellenzug C) endet. Dieses den Phasenfehler anzeigende Signal wird zum Anstoßen einet* einen ansteigenden Impuls erzeugenden Generators und eines Haltekreises benutzt, die im Zusammenwirken das durch den Wellenzug Έ dargestellte Ausgangssteuersignal ergeben.

Innerhalb eines jeden Unterzyklus, mit anderen Worten, innerhalb jedes Abtastsektors bzw. Umfangesegments ist der im Adressenregister 18 stehende Zahlenwert einmal mit dem vom Umlaufzähler 72 gelieferten Zahlenwert identisch. Wegen des fortlaufend weiterlaufenden Zählere 72 besteht diese Übereinstimmung nur für einen kurzen Augenblick. Beim Vorliegen dieser Koinzidenz wird ein Ale Adressensignal F bezeichneter Koinzidenzimpule vom Vergleichsschaltkreis 80 an den Positionierungaphaetndiskriminator 90 abgegeben. Es ist zweckmäßig, jedoch nicht not-

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wendig, die lktgebersignale A zur Zurückstellung des Phaaendiskriminators 90 heranzuziehen, wovon allariings in der nachfolgendtfbeschriebenen Fig. 2 Gebrauch gemacht wird. Die Phasendifferenz zwischen den Adressensigalen P und den Positionierungssignalen B definiert hinsichtlich Amplitude und Polarität die Vorder- und Hinterkante} «ines in der länge modulierten Impulses (vgl. Wellenzug Q in fig. 3). Dieses Phasenfehlersignal G des Phasendiekriminators 90 kann einen eine ansteigende Spannung liefernden Generator und einen Haltekreis steuern, die im Zusammenwirken schließlich das Steuersignal H für den linearen Verschiebemechanismus 14 liefern. Vie bereits erwähnt, ia.t in der Steuerleitung vom Positionierungs-Phaeendiskriminator 90 zum linearen Verschiebemechanismus 14 ein Position!emngs-Servomechanismus eingeschaltet, der gewisse vorausschauende Steuerungsfunktionen Übernimmt und für eine gewisse Dämpfung sorgt. Unter Berücksichtigung dieser ServosteuerungsCharakteristiken wird das übertragungselement 12 mit Hilfe des linearen Verachiebemechanismus 14 in die durch die Adresse bestimmte Position eingestellt. Hach Erreichen der gewünschten lage kann mit der Datenübertragung zwischen der betreffenden Speicherepur und des Datenverarbeitungssystem 16 begonnen werden.

In der beschriebenen Anordnung bezieht sioh das Positionie-

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rungssign.al für die Steuerung dea übertragungselement» 12 auf die Scheibe 10 selbst. Man benötigt kein externe β

Positionierungeelement, und der Mechanismus für die optische Abtastung bedeutet für das übertragungselement 12 nur einen minimalen Zuwachs an Masse und Trägheitsmoment. Die Werte der tatsächlich gegebenen und der gewünschten Positionierung sind in bezug auf einen Zeitmafistab definiert, und zwar in einer Artuid Weise, daß höchste Genauigkeit bei der vorhandenen Systemkomplexität gewährleistest. Die beschriebene Steuerungsvorrichtung arbeitet durchgehend im Binärsystem, obwohl man eine Äquivalenz zu der Arbeit sweise einer Analog-Digital-Umsetzung erzielt. Zur Erzeugung eines analogen Steuerungssignals überwachen die Taktgebersignale einen um Inkremente sich verändernden Zählwert, der mit dem zyklisch umlaufenden Speichermedium synchronisiert ist. Die gewünschte Adresse oder Einstellage des Übertragungselements wird in ein zeitlich sich veränderndes Signal übersetzt, wobei sich eine vorbeetimmte Phasenbeziehung zum Zyklus der Umfangesegmentabtastung ergibt. Die vom Positionierungsmuster hergeleitete tatsächliche Sinstellage des Übertragungselements iftt auf ähnliche Weise in bezug auf einen Zeitmaßstab definiert. Das ansonsten bestehende Problem der Digital- Analog-Umsetzung wird auf ein grundsätzlich einfaches Umsetzungsproblem zurückgeführt, nämHch auf die Umsetzung irgendwelcher Zeitbeziehungca in analoge Größen. Das Steue-

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rungssyetem ist so entworfen, daß bei Übereinstimmung von gewünschter und tatsächlicher Einstellung der Zeitunterschied zu Null wird, so daß also das eine geschlossene Regelungsschleife bildende Steuerungssystem nach dem Erreichen der NuIIbedingung strebt. Bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung treten deshalb keine Drift- und Linearitätsprobleme auf. Da das Signalschalten sich extrem rasch vollziehen kann, beispielsweise in Bruchtilen von Mikrosekunden, relativ zu den längeren Intervallen, die man für die Bewejjing mechanischer Komponenten benötigt, so erzielt man durch die Anwendung des Zeitmaßstabes als Grundlage Hr die Erzeugung der Stellsignale für den Servomechanismus ein hohes Maß an Genauigkeit. Der Servomechanismus kann auoh nicht^Linear ausgeführt werden, um seine Nachlauffähigkeit su verbessern. Obwohl die elektrischen Schaltkreis· extrem schnell reagieren, so ist die Fähigkeit der Steuerungsvorrichtung zur Erreichung einer hohen Spurendichte dennoch in gewissem Sinne beschränkt, hauptsächlich durch die Genauigkeit, mit der das Positionierungsmuster 30 auf die Scheibe aufgebracht und abgetastet werden kann. Bei Anwendung eines typischen Vielfachmagnetkopfsystems, bei dem ein wohldefinierter Abstand zwischen benachbarten Einetellspuren vorgegeben ist und eingehalten werden muß» let die Spurengenauigkeit jedoch mehr als auereichend.

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Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung kann selbstverständlich auch mit anderen zyklischen Medien und mit anderen Formen von Positionierungsmustern verwendet werden. Die Anwendung eines Paares in veränderlicher Phasenbeziehung zueinander stehender Impuleserien ist auch für ein Magnettrommelsystem denkbar, bei dem eine genaue Positionierung einer Magnetkopfanordnung an bestimmten Punkten entlang der Länge der Magnettrommel gewünscht wird. Da jedoch alle Punkte auf der Trommeloberfläche die gleiche Geschwindigkeit haben, wird man jedoch linear anstatt spiralenförmig veränderliche Grenzlinien benutzen. Man braucht kein optisches Poeitionierungsmuster zu nehmen, sondern man kann irgendwelche geeigneten Kontrastvariationen vorsehen, wobei auch an KontrastVariationen magnetischer und strahlungsändernder Art gedacht, ist.

Ein erfinderisches Merkmal liegt auch in der Schaffung eines besonders geeigneten Positionierungsmueters für einen zyklisch umlaufenden Körper, insbesondere eine Speicherecheibe für eine Speichervorrichtung mit wahlfeiem Zugriff. Die radialen Einstellagen eines Übertragungselements in bezug auf die Speicherscheibe sind in der beschriebenen Anordnung sowohl in ihrer Grob- als auch in ihrer Peineinstellung gegeben. Der in der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung angewendete Umlaufzähler

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ergibt ein besonders geeignetes Mittel zum Betrieb eines Steuerungemeehanismua in bezug auf in digitaler Darstellung vorliegende^. Adressen, wenn deren Verwendung speziell im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen Positionierungsmuster vorgesehen ist.

Eine beispielsweise Ausführung sform eines Phasendiskriminators, insbesondere geeignet für den Positions!erungs-Phasendiskriminator 90 (vgl. Fig. 1) wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Sie Schaltung nach Fig. 2 liefert hinsichtlich Amplitude und Polarität ein Ausgangesignal, das den Zeitunterschied bzw. die Phasenlage zwischen den Positionierungssignalen B und den Adressensignalen F repräsentiert und außerdem berücksichtigt, welcher Impuls bei einem zusammengehörigen Impulspaar zeitlich vorn liegt. Diese Schaltung ist lediglich als eine möglich· Aueführungsform der Übersetzung von seitlich versetzten Impulsbeziehungen in analoge Signalwerte anzusehen, und der Fachmann dürfte in der Lage sein» zahlreiche Alternativen zu entwerfen.

Die in Fig. 2 dargestellte Phasendiakriminatorschaltung umfaßt einen ersten und einen zweiten Flip-Flop 91 und deren Ausgänge «it je einem UND-Tor 93 bzw. 94 verbunden sind und die eine Aktivierung dieser Eingänge der UND-Tore bewirken_t wenn sie selbst in -den "Sins"-Zustand versetzt

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werden. Jedes UND-Tor 93, 94 steuert «einen eigenen Anstiegssignalgenerator und Haltekreie 96 bsw. 97, von denen der eine positive und der ander· negative Ausgangssignale erzeugt. Die Arbeitsweise kann so sein, daß entweder der Schaltkreis 96 ein positives Sigal oder der Schaltkreis 97 ein negatives Signal liefert, oder auch daß beide Schaltkreise 96 und 97 in Tätigkeit sind, woba sich dann die Ausgangseignale überlagern. Die Anstiegssignalgeneratoren und Haltekreise 96 bsw. 97 bewirken bei ihrer Erregung einen Signalanstieg von eines bestirnten Fotentialniveau zu einem entweder höher oder tiefer liegenden Bndniveau unter Beibehaltung eines konstanten Anstiegs oder Abfalls, wobei das Akt iviejingeint ervall für die Kreise 96 bsv. 97 durch den AktivierungsEuatand der vorgeschalteten UID-Iob§93 bew. 94 bestimmt wird-. Je länger die Aktivierungeperiode dauert, tut so höher bzw. niedriger ist das von Signal erreichte Bndniveau, bezogen auf das Anfangsniveau. Sie Zeitdauer des angelegten AXtivierungssignals wird damit in ein η dazu proportionalen Amplitudenwert umgesetzt. Die Kreise 96 und 97 behalten nach Beendigung der Aktivierung das einmal erreichte Endniveau bei, bis als Folge der Erzeugung eines erneut ansteigenden oder abfallenden Signals ein neues Hiveau geschaffen wird.

Durch die relative Lage einander zugeordneter Impulspaare aus dem AdressensignalwellwMiug F und Positionier! ngsaigrel-

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wellenzug B ist festgelegt, ob die Verstellung des Übertragungselemente in die gewünschte Position durch Vorlauf oder Rücklauf erfolgen soll. Diese Vorlauf/Rücklaufbeziexing wird durch einen dritten Flip-Flop 99 bestimmt. Dieser Flip-Flop 99 wird in seinen "Eins"-Zustand versetzt entweder durch die Adressensignale F oder durch die Fositionie/rungssignale B, die dem Flip-Flop 99 über ein ODER-Ior 102 zugeführt werden. Sobald der Flip-Flop 99 in seinen "Eins"-Zustand versetzt worden ist, erfolgt durch ihn eine Aktivierung der UND-Tore 93 und 94. Wenn sich der Flip-Flopp99 in seinem "NUIl"-Zustand befindet, erfolgt durch ihn eine Aktivierung von zwei UND-Toren 103» 104_t die je dem ersten und zweiten Flip-Flop 91 bzw. 92 vorgeschaltet sind. Der Ausgang.; des UHD-Toree 103 ist mit dem "Eins"-Eingang des ersten Flip-Flops 91, und der Ausgang'· des UND-Tores 104 ist mit dim "Eins"-Eingang des «reiten Flip-Flops 92 verbunden. Den «weiten Singling dee UHD^xToree 103 werden die Adreesensignale F zugeführt, währen ay&en zweiten Eingang des tWD-Tores 104 die Positionierungsiignale B angelegt werden. Gleichseitig mit dem Umschalten des dritten Flip-Flops 99 in seinen "Eins"-Zustand wird die Aktivierung der beiden UND-Tore 1031 104 aufgehoben, wobei vorher noch ein entsprechendes Umschalten des ersten oder zweiten Flip-Pips 91> 92 in den "Eins^w-Zustand erfolgte. Somit erfolgt nun die Aktivierung des entsprechenden Anatiegssignalgenerators und Haltekreises 96 oder 97 in der

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oben beschriebenen V/eise, wobei das gewünschte positive oder negative Ausgangssignal erzeugt wird. Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung bestimmt somit automatisch auf unzweideutige Weise, ob während eines Unterzyklus ein Vorlauf oder Rücklauf des Übertragungselements zu erfolgen hat. Αηάΐβ "Null"-Eingänge des ersten und zweiten Flip-Flops 91, 92 sind ODER-Tore 106 und 107 angeschlossen, wobei dem einen Eingang dieser ODER-Tore/Sie Taktgebersignale A zugeführt werden. Die Schaltung ist also so ausgelegt, daß jeder eintreffende Taktgeberimpuls A eine Zurückstellung aller drei Flip-Flops 91, 92 99 in ihren "Null"-Zustand bewirkt. Diese Zurückstellung der Flip-Flops*erfolgt also jeweils am Ende eines Unterzyklus, wenn das Ende eines Umfangssektors abgetastet wird. Dem zweiten Eingang des OÜER-Tores 106 werden die Positionierungssignale B zügeleitet, während dem zweiten Eingang des ODER-Tores 107 die Adressensignale F zugeführt werden. Eine Zurückstellung des ersten Flip-Flops 91 erfolgt also auch durch die Positionierungssignale, während eine Zurückstellung des zweiten Flip-Flops 92 auch durch die Adeesensignale P erfolgt.

Am Ausgang der Anstiegssignalgeneratoren und Haltekreise 96 und 97 können noch weitere Schaltkreise zur Signalmittelwertbildung vorgesehen werden, um gegebenenfalls unerwünschte Übergangserscheinungen bei der Erregeming und Entregung der Signalerzeugungsmittel zu unterbinden. Statt-

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dessen ist es auch möglich, für jede Polarität von Ausgangssignalen ein Paar von Anstiegssignalgeneratoren vorzusehen und sie über ein ODER-Tor an eine gemeinsame Ausgangskiemme anzuschließen. Diese Schaltkreise können dann abwechselnd aktiviert und auf das Ausgangsniveau wieder zurückgestellt werden, so daß sich ein im wesentlichen immer kontinuierliches Ausgangssignal ergibt, das ke±B Uberschwing- oder sonstige Übergangserscheinungen zeigt und für das die Bereitstellung von besonderen Schaltkreisen zur Mittelwertbildung überflüssig ist.

Patm tansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

[ i/ Steuerungsvorrichtung zur relativen Einstellung zweier Körper, von denen der erste einstellbar ist und der zweite ein Positionierungsmuster trägt, gekennzeichnet^ durch auf das Positionierungsmuster (30) ansprechende Referenzsignalerzeugungsmittel (48, 50, 52, 60, 62), die eine Referenzsignalwellenform mit einem ersten Signalanteil von fester Phasenlage in der Form von Taktgebersignalen (A) und einem zweiten Signalanteil von veränderlicher Phasenlage in der Form von Positionierungssignalen (B), wiche die tatsächliche Relativeinstellung des ersten Körpers (12, 13) in bezug auf den zweiten Körper (1O) angeben, erzeugen, durch eine auf die Taktgebersignale (A) ansprechende Zähleinrichtung (70), durch mit der Zähleinrichtung C70) zusammenarbeitende Adressiermittel (18, 80), die durch Adressensignale (F) einer bestimmten Phasenlage die gewünschte Relativeinstellung des ersten Körpers (I2, 13) in bezug auf den zweiten Körper (1O) anzugeben in der Lage sind, una durch einen Positionierungs-Phasendiskriminator (9C), aem einerseits die Positionierungsignale (B) und anaererseits die Adressensignale (P) zugeführt weraen und der cer relativen Phasenlage der zugeführten Signale (B,P) entsprechende Steuersignale (H) erzeugt, die einem die gewünschte Einstellung des ersten Körpers (12, 13) vornehmenden Servo-

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mechariismus (1OO, 14) zugeleitet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den zweiten Körper (1O) aufgebrachte Positionierungsmuster (30) Taktgebermarkierungen (31a) und Positioriierungsmark#ienngen (31b) enthält, daß der erste Körper (12) auf die genannten Markierungen ansprechende Abtastmittel (45,48) umfaßt, die beim Abtasten des Posftionierungsmusters rechteckförmige Referenzsignale abzugeben in der Lage sind, wobei der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Signaländerungen ein Maß für die tatsächlich bestehende Relativeinstellung der beiden Körper (10, 12) darstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da ß der zweite Körper aus einer um eine Achse (11) drehbare Scheibe (10) besteht und daß der erste Körper (12) in bezug auf diese Scheibe in radialer Richtung einstellbar ist, und daß die Taktgebermarkierungen (31a) sich als Gerade in radialer Richtung erstrecken und eine Grenzlinie zwischen unterschiedlichen Abtastbereichen bilden, daß die Postionierungsmarkierungen (31b) sich von innen nach außen spiralenförmig erstrecken und ebenfalls Grenzlinien zwischen unterschiedlichen Abtastbereichen darstellen.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Spirallinien (51b) in bezug auf die Radiallinien (31a) so angeordnet sind, daß die Lunge eines um die Achse (11) als Mittelpunkt geschlagenen Kreisbogens zwischen den Schnittpunkten mit einer Radiallinie und eins¹ Spirallinie proportional ist dem Quadrat des radialen Abstands des im ersten Körper (12) untergebrachten Markierungsabtastmittels (4 7, 48). .

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem dej* folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung des Bsitionierungsmusters (30) auf optischem Wege erfolgt, und daß das Poaitionierungsmuster aus schwach und stark reflektierenden Zonen (31 > 32) besteht, die voneinander durch die Taktgeber- und Positionierungsmarkierungen (31a, 31b) getrennt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper (10) ein Speichermedium zur Speicherung von Daten umfaßt, und daß der erste Körper (12) mit dem Speichermedium zusammenarbeitende Übertragungsmittel (13) umfaßt, die eine Übertragung von Speicherdaten ermöglichen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e -

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kennzeichnet, daß das Speichermedium und das PositionierungBmuster auf dem zweiten Körper (1O) zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium aus einer magnetischen Schicht besteht und die Übertragungsmittel durch magnetische Schreib/Leseköpfe (13) dargestellt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Detektormittel (60, 62) vorgesehen sind, denen die Referenzsignalwellenform zugeführt wird, und von denen der erste Detektor (62) den ersten Signalanteil in der Form von Taktgebarsignalen (A) und der zweite Detektor (60) den zweiten Signalanteil in der Form von Positionierungssignalen (B) selektiv trennt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Zähleinrichtung £70), der die Taktgebersignale (A) zugeführt werden, einen von den Taktgebersignalen (A) gesteuerten Oszillator (73) umfaßt, der während zweier aufeinander folgender Taktgeberimpulse eine bestimmte Anzahl zählbarer Schwingungen er-

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zeugt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (73) mit seinem Ausgang an einen Umlaufzähler (72) angeschlossen ist, der die einzelnen Schwingungen sukzessive zählt und das Zählergebnis zur weiteren Verarbeitung bereitstellt, und der bei Erreichen einer vorbestimmten Zahl sich automatisch zurückstellt und dabei einem Korrekturschaltkreis (76) ein Korrektursignal zuführt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Korrekturschaltkreis als Fhasendiskriminator (76) ausgeführt ist, dem einerseits vom Umlaufzähler (72) die Korrektursignale (C) und andererseits die Taktgebersignale (λ) zugeführt werden, aus deren Phasendifferenz ein Steuerungssignal (£) gebildet wird, das zur Spannungssteuerung des Oszillators (73) dient.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressiermittel ein Adressenregister (18) umfassen, in dem in digitaler Form die Adresse der gewünschten Einstellung des ersten Körpers (12) steht und daß in einem Vergleichskreie die im Adressenregister (18) stehende gewünschte Adresse mit dem

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jeweiligen Zählerstand des UmlaufZählers (72) laufend vei'glichen wird una daß bei Übereinstimmung der Zahlenwerte vom Vergleichskreis (80) ein Adreasensignal (P) abgegeben wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem genannten Phasendiskriminator (90) als Referenzsignale auch die Taktgebersignale (A) zugeführt werden, die eine Zurückstellung des Phasendiskriminators in einen vorbestimmten Zustand bewirken (Fig. 2).

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendiskriminator Schaltmittel (91 - 94, 99, 103, 104) umfaßt, die die. relative Lage der Positionierungssignale (B) und der Adressensignale (F) zu ermitteln in der Lage sind, so daß dia Einstellung des ersten Körpers (12) entweder durch Vorlauf oder Rücklauf erfolgt.

16. Vorrichtung nach Ansprüchen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Speichermedium eine bestimmte Anzahl von Spuren für die Datenspeichern^ umfaßt, auf die das Übertragungsmittel (13) selektiv einstellbar ist, und daß das vom Umlaufzähler (72) maximal erzielbare Zählergebnis der Anzahl der selektiv einstellbaren Spuren entspricht.

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