DE19703374A1 - Verfahren und Anordnung zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für plattenförmige Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für plattenförmige Aufzeichnungsträger.

Aufnahme-/Wiedergabegeräte für plattenförmige Aufzeichnungsträger enthalten Laufwerke mit Schreib- und/oder Leseköpfen, die aus einem mechanischen Antrieb und einer elektronischen Steuerung bestehen. Abhängig von den mechanischen Eigenschaften des Antriebs, wie Leistung, Getriebeübersetzung, Reibung sowie Massenträgheitskräfte entstehen unterschiedliche Reaktionen des Schreib- und/oder Lesekopfes auf Steuersignale, die eine Positionierung veranlassen sollen. Selbst bei konstruktiv identischen Mechaniken führen Toleranzen aufgrund von Exemplarstreuungen zu unterschiedlichen Parametern. Die Folge ist ein unbefriedigendes Zusammenspiel des mechanischen Antriebs mit der elektronischen Steuerung, was sich als ungenaues Erreichen der gewünschten Zielposition und lange Zugriffszeit auf die Spur des plattenförmigen Aufzeichnungsträgers auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für plattenförmige Aufzeichnungsträger anzugeben, die ohne Änderung eines Steuerprogramms für eine den Antrieb steuernde elektronische Steuerung auf unterschiedliche mechanische Antriebe anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird mit in den Hauptansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus: Schnelle Zugriffszeiten lassen sich nur erreichen, wenn die Geschwindigkeit, mit der von einer Ausgangsspur zur Zielspur gewechselt wird, maximal ist. Da die Antriebe und die Schreib- und/oder Leseköpfe für plattenförmige Aufzeichnungsträger eine spezifische Masse aufweisen, ist jedoch eine beliebige Geschwindigkeit nicht möglich. Vielmehr muß der Schreib- und/oder Lesekopf samt Antrieb aus dem Stillstand beschleunigt und anschließend wieder zum Stillstand abgebremst werden. Unter der Annahme gleicher Beschleunigungs- und Bremsverzögerungswerte wird die kürzeste Zeit erreicht, wenn der Antrieb zunächst aus dem Stillstand maximal beschleunigt und nach Überbrückung der halben Entfernung zum Ziel mit maximaler Verzögerung abgebremst wird. Nur wenn die Werte für Beschleunigung und Verzögerung bekannt sind, gelingt es, genau das Ziel anzusteuern. Bei abweichenden Beschleunigungs- und Verzögerungswerten oder abweichenden Zeiten wird das Ziel hingegen verfehlt, so daß der Schreib-Lesekopf ein oder mehrere Spuren vor oder hinter der Zielspur zum Stillstand kommt. In dem Falle wäre noch eine Korrektur erforderlich, die aber Zeit kostet.

Bei der anderen denkbaren Möglichkeit, die einzelnen Spuren auf ihren Inhalt zu testen, geht ebenfalls Zeit verloren, da nicht mit maximaler Beschleunigung und Verzögerung gearbeitet werden kann, wenn ein Überprüfen des Inhalts der Spuren erforderlich ist.

Gemäß einer Weiterbildung wird die Beschleunigung gleich der Bremsverzögerung gesetzt. Diese Näherung ist unter der Voraussetzung zulässig, daß der Antrieb zur Einleitung der Verzögerung umgesteuert wird. In diesem Fall würde sich dann der zusätzliche Aufwand zur Ermittlung der Verzögerung einsparen lassen.

Gemäß einer Weiterbildung werden nur die Werte für die Beschleunigung und/oder Verzögerung ermittelt. Diese Vereinfachung gilt unter der Bedingung, daß bei den begrenzten Verfahrwegen nie die Höchstgeschwindigkeit erreicht wird, sondern der Schreib- und/oder Lesekopf beim Verfahren stets entweder in der Beschleunigungs- oder der Verzögerungsphase betrieben wird.

Bei einer einfachen Realisierung der Erfindung wird die Beschleunigung dadurch ermittelt, daß von einem Startzeitpunkt an zunächst die Zeit bis zum Eintreffen eines Spur-Kreuzungs- Signals gemessen wird, das auf ein erstes Spur-Kreuzungs- Signal folgt, und anschließend die Dauer des Spur-Kreuzungs- Signals ermittelt wird. Aus der bekannten Spurbreite, die mit der Dauer des Spur-Kreuzungs-Signals in Zusammenhang gebracht wird und der Zeitspanne zwischen dem Startzeitpunkt und dem Eintreffen des Spur-Kreuzungs-Signals wird dann die Beschleunigung nach der Formel a = Spurbreite / (tx.ty) berechnet werden. Der für das spezielle Gerät derart ermittelte Beschleunigungsparameter wird dann zum Bestimmen einer Zeitdauer verwendet, für die zum Verfahren des Schreib- und/oder Lesekopfes ein positives Ansteuersignal zum Beschleunigen oder ein negatives Ansteuersignal für eine Bremsverzögerung erzeugt wird, um die gewünschte Zielposition in kürzester Zeit mit hoher Genauigkeit zu erreichen.

Die Anordnung zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für plattenförmige Aufzeichnungsträger wird vorzugsweise mit bereits üblicherweise in Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten für plattenförmige Aufzeichnungsträger vorhandenen Zähl- und Rechenmittel gebildet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen in Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm zur Ermittlung der Beschleunigung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur optimierten Steuerung eines Schreib- und/oder Lesekopfes,

Fig. 3 Blockschaltbild zum Steuern eines Schreib- und/oder Lesekopfes.

Fig. 1 zeigt ein Zeitdiagramm zur Ermittlung der Beschleunigung. Während ein Ansteuersignal A für die eine Verfahrrichtung des Antriebs des Schreib- und/oder Lesekopfes anliegt, wird ein Spur-Kreuzungs-Signal TRC ausgewertet. Das Spur-Kreuzungs-Signal TRC nimmt hohen Pegel an, wenn eine Spur lesbar ist, und niedrigen Pegel an, wenn keine Spur lesbar ist, der Schreib- und/oder Lesekopf sich also neben einer Spur oder zwischen zwei Spuren befindet.

Da der Schreib- und/oder Lesekopf aus der Ruhe beschleunigt wird, ist der Abstand zwischen den Signalflanken zuerst groß und wird anschließend kleiner. Nun wird vom Startzeitpunkt bis zum Zeitpunkt, an dem hier das dritte Spur-Kreuzungs-Signal TRC auftritt, die Zeitdauer tx gemessen. Anschließend wird die Zeitdauer ty des dann auftretenden Spur-Kreuzungs-Signals TRC gemessen. Da die Spurbreite durch die Norm des Aufzeichnungsträgers bekannt ist, kann die Beschleunigung nach der Formel a = Spurbreite / (tx.ty) berechnet werden.

Wenn anschließend der Schreib- und/oder Lesekopf von einer Ausgangsspur unter Überspringen mehrerer Spuren auf eine Zielspur geführt werden soll, wird für die Steuerung des Antriebs der ermittelte Wert der Beschleunigung ausgenutzt. Dies kann unter der Annahme, daß nicht die maximale konstante Geschwindigkeit erreicht wird, sondern die Bewegung mit konstanter Beschleunigung und Verzögerung erfolgt, in folgender Weise geschehen: Die Entfernung l zwischen der Ausgangsspur und der Zielspur wird nach der Norm des Aufzeichnungsträgers errechnet und halbiert. Anschließend wird nach der bekannten Formel s = 1/2.a.t² die benötigte Zeit t bzw. ein Steuerwert t ermittelt, während der der Antrieb beschleunigt und anschließend verzögert werden muß, damit der Schreib- und/oder Lesekopf nach dem Stillstand genau über der Zielspur liegt. Für a wird die ermittelte Beschleunigung und für s die halbe Entfernung l eingesetzt. Als Steuerwert t kann auch die Amplitude des Ansteuersignals A verwendet werden, die dann proportional zum ermittelten Wert für die benötigte Zeit t in einem konstanten Zeitintervall verwendet wird.

In Fig. 2 ist die Beschleunigungsphase während der Zeit tb durch ein positives Ansteuersignal A und die Verzögerungsphase während der Zeit tv = tb durch ein negatives Ansteuersignal A dargestellt. Die Erfindung ist aber nicht nur für den Fall vorteilhaft, daß mehrere Spuren übersprungen werden, sondern auch bei der normalen Nachsteuerung im Aufnahme- und/oder Wiedergabebetrieb. Weiterhin kann die Erfindung auch vorteilhaft zum exakten Erreichen einer gewünschten Zielposition nach einem großen Sprung verwendet werden.

Hierzu wird dann zusätzlich zu den ermittelten Beschleunigungs- bzw. Abbremswerten die Maximalgeschwindigkeit des Schreib-/Lesekopfes berücksichtigt.

Eine Anordnung zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für plattenförmige Aufzeichnungsträger wird vorzugsweise mit bereits üblicherweise in Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten für plattenförmige Aufzeichnungsträger vorhandenen Mitteln gebildet.

In Fig. 3 ist das Blockschaltbild einer entsprechenden Anordnung angegeben. Sie besteht im wesentlichen aus einem Zeiterfassungsmittel Z1, Z2 zum Ermitteln einer Zeitdauer tx zwischen einem Startzeitpunkt und einem ersten Spur-Kreuzungs- Signal TRC sowie zum Ermitteln einer Zeitdauer ty dieses Spur- Kreuzungs-Signals TRC und aus einer Recheneinheit M1, D1, D2, R1 zum Ermitteln eines Wertes der Beschleunigung a. Fig. 3 entsprechend sind ein erster Zähler Z1 zum Ermitteln der Zeit tx und ein zweiter Zähler Z2 zum Ermitteln der Zeit ty vorgesehen. Diesen Zählern Z1, Z2 werden Startsignale S1 bzw. S2 und Endsignale E1 bzw. E2 zugeführt. Das erste Startsignal S1 korrespondiert dabei vorzugsweise mit dem positiven Ansteuersignal A, da es den Start einer Verfahrbewegung kennzeichnet.

Als erstes Endsignal E1 wird vorzugsweise die ansteigende Flanke eines Spur-Kreuzungs-Signals TRC verwendet, die auf mindestens ein erstes Spur-Kreuzungs-Signal TRC folgt. Das Zählergebnis des Zählers Z1 entspricht dann der Zeit tx. Zum Ermitteln der Zeit ty werden dann als zweites Startsignal S2 und zweites Endsignal E2 die Flanken des nachfolgenden Spur- Kreuzungs-Signalimpulses TRC verwendet. Die Länge der Spur- Kreuzungs-Signalimpulse entspricht dabei jeweils der Zeit, die zum Überqueren einer Spur benötigt wird.

Die Zähler Z1, Z2 sind mit einem Multiplizierer M1 verbunden, der das Produkt ty.ty ausgibt, welches dann in einem angeschlossenen Dividierer D1 zum Ermitteln der Beschleunigung a verwendet wird. Der Divident des Dividierers D1 ist hierzu auf die Spurbreite SPB des jeweiligen Aufzeichnungsträgers voreingestellt. Der so ermittelte Wert der Beschleunigung a wird dann als Divisor in einem zweiten Dividierer D2 verwendet, dem als Divident ein dem zweifachen Weg s bis zum Ende einer Beschleunigungszeit tb entsprechendes Signal 2S zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Dividierers D2 wird dann in einem angeschlossenen Rechenwerk R1 durch Bilden der Quadratwurzel zu einem Zeitwert t verarbeitet, der der Zeitdauer entspricht, für die der Schreib- und/oder Lesekopf zu beschleunigen bzw. ein positives Ansteuersignal A zu erzeugen ist. Die Zeitdauer für die Bremsverzögerung kann in analoger Weise ermittelt werden.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 3 stellt lediglich eine Ausführungsvariante dar. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt sondern schließt alle Ausführungen ein, die zum Ausführen der erforderlichen Rechenoperationen geeignet sind. So können beispielsweise die Zähler Z1, Z2, die hier als Zeiterfassungsmittel Z1, Z2 verwendet werden, auch durch einen Zähler Z ersetzt und die Ergebnisse für die Zeitdauer tx bzw. ty zwischengespeichert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für einen plattenförmigen Aufzeichnungsträger, wobei ein Spur-Kreuzungs-Signal (TRC) bei Kreuzen jeder Aufzeichnungsspur erzeugt und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vorangehenden Kalibrierphase und/oder im laufenden Betrieb Bewegungsparameter zur Beschreibung der maximalen Beschleunigung und/oder maximalen Geschwindigkeit und/oder maximalen Verzögerung aus den Spur-Kreuzungs-Signalen (TRC) ermittelt werden und anschließend die Beschleunigungs- und/oder Konstantgeschwindigkeits- und/oder Verzögerungsphasen des Antriebs im Sinne kurzer Spurwechsel und hoher Zielgenauigkeit optimiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für Beschleunigung (tb) und Verzögerung (tv) gleichgesetzt und nur einer dieser Werte ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Werte für Beschleunigung (tb) oder Verzögerung (tv) ermittelt und einander gleichgesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung a nach der Formel a = Spurbreite/(tx.ty) berechnet wird, in dem die Zeit (tx) zwischen einem Startzeitpunkt und wenigstens einem auf ein erstes Spur-Kreuzungs-Signal (TRC) folgenden weiteren Spur- Kreuzungs-Signal (TRC) gemessen wird, die Dauer (ty) dieses nachfolgenden Spur-Kreuzungs-Signals (TRC) ebenfalls gemessen wird und anschließend die gemessenen Zeiten mit der aus der Norm bekannten Spurbreite (SPB) in die Gleichung eingesetzt werden.

5. Anordnung zum Steuern radialer Verfahrbewegungen eines Schreib- und/oder Lesekopfes für einen plattenförmigen Aufzeichnungsträger, wobei ein Spur-Kreuzungs-Signal (TRC) bei Kreuzen jeder Aufzeichnungsspur erzeugt und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeiterfassungsmittel (Z1, Z2) zum Ermitteln einer Zeitdauer (tx) zwischen einem Startzeitpunkt und einem ersten Spur-Kreuzungs-Signal (TRC) sowie einer Zeitdauer (ty) dieses Spur-Kreuzungs-Signals (TRC) und eine Recheneinheit (M1, D1, D2, R1) zum Ermitteln eines Wertes der Beschleunigung (a) und davon abgeleiteten Steuerwertes (t) zum Steuern der radialen Verfahrbewegung des Schreib- und/oder Lesekopfes vorgesehen ist.