DE2457196A1

DE2457196A1 - Vorrichtung zum auffinden der trennflaeche zwischen flexiblen platten eines plattenspeichers

Info

Publication number: DE2457196A1
Application number: DE19742457196
Authority: DE
Inventors: Walter Robert Chrysler
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-12-26
Filing date: 1974-12-04
Publication date: 1975-07-10
Also published as: JPS528689B2; IT1027873B; JPS5099108A; FR2256481A1; GB1464648A; FR2256481B1; US3936878A; CA1042547A

Description

Vorrichtung zum Auffinden der Trennfläche zwischen flexiblen Platten eines Plattenspeichers

Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Vorrichtung zum Auffinden der Trennfläche, insbesondere zum Zählen der Spalte zwischen auf Abstand stehenden Magnetplatten eines aus mehreren biegsamen Magnetplatten bestehenden, rotierenden Plattenspeichers, welche insbesondere dann wirksam ist, wenn die Kanten der einzelnen Platten parallel zur Rotationsachse vorübergehend Flatterbewegungen ausführen.

In der Deutschen Patentanmeldung P 24 42 536.3 vom 5. September 1974 ist ein mit hoher Geschwindigkeit rotierender Magnetplattenspeicher mit einer großen Anzahl biegsamer Magnetplatten offenbart, bei welchem die aufeinanderfolgenden Platten durch dünne Abstandsscheiben mit relativ kleinem Durchmesser voneinander getrennt sind. Die flexiblen Magnetplatten haben gewöhnlich eine Stärke von 0,076 mm. Von Außen durch die mit einer Längsbohrung versehene, die Platten tragende Spindel zugeführte Druckluft bewirkt, daß die Platten bei einer typischen Rotationsgeschwindigkeit von 1800 Umdrehungen pro Minute einen gleichförmigen Abstand voneinander in der Größenordnung von etwa 0,076 mm aufweisen.

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Plattenstapel mit auf Abstand stehenden flexiblen Platten stellen von der Konstruktion und von der Betriebsstabilität und der Zugriff szeit her gesehen eine Verbesserung gegenüber Plattenspei*- chern mit flexiblen Platten, der in den US-Patentschriften 3 509 533 und 3 618 055 offenbarten Art dar. Diese Plattenspeicher stellen gegenüber den früheren Arten nichtflexibler oder halbflexibler Platten für Plattenspeicher, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 130 393 gezeigt sind, eine beachtliche Verbesserung dar. In der zuletzt genannten Patentschrift rotieren relativ dicke, gleitend befestigte Magnetplatten dicht aneinanderliegend in einem geschlossenen luftdichten Raum und werden für einen Zugriff durch das Anlegen eines nach innen gerichteten Preßluftstrahls voneinander getrennt, der auf den ausgewählten Zwischenraum zwischen zwei Platten gerichtet ist. Dadurch wird eine Gruppe von Platten etwa nach Art eines Kolbens zur Bildung eines Zwischenraumes so weit verschoben, daß ein Magnetkopf eingeführt werden kann.

Bei Plattenspeichern mit Stapeln biegsamer Magnetplatten ist es normalerweise erwünscht, die Zugriffsposition durch einen Abfühl- und Zählvorgang zu ermitteln. Bei einem solchen Abfühl- und Zählvorgang darf es jedoch zu keinem Fehler kommen, wenn die Ränder der Platten Flatterbewegungen ausführen oder wenn die Dicke der Platten in der Auslaufzone schwankt, was zu einem doppelten Abfühlvorgang eines Spaltes (und damit zu falschem Zählergebnis) führen könnte.

Die US-Patentschrift 3 130 393 schlägt daher einen kumulativen elektronischen Zählvorgang der abgefühlten Kanten der Platten durch elektromechanxsche (piezoelektrische) Mittel vor und erwähnt auch optische oder magnetische Abtastung der Plattenkanten.

Die obengenannte Deutsche Patentanmeldung P 24 31 372.2 vom 29. Juni 1974 befaßt sich mit Problemen, die der Festeilung der Axialkomponenten der Bewegung der flexiblen Platten bei paralleler optische Abtastung auftreten. Zu diesem Zweck ist eine feststehen-

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de Anordnung in integrierter Schaltungstechnik ausgeführter Photodetektoren vorgesehen, die mit allen Platten lichtstrahlmäßig parallel gekoppelt ist. Die einzelnen Photodetektoren der Anordnung weisen Breitenabmessungen in einer Größenordnung auf, die kleiner ist als die Nennstärke der Platten, so daß mehrere Detektorelemente für jede Platte vorgesehen sind. Fühlt man die Lichtverteilung über die Detektorelemente ab, so erhält man sofort die Position der Zugriffsvorrichtung relativ zu den Platten für eine Parallelabtastung und einen elektronischen Zählvorgang. Verwendung man eine große Anzahl solcher Platten, dann kann eine solche Anordnung beim augenblicklichen Entwicklungsstand der Technik integrierter Schaltungen recht kostspielig sein und verbraucht wesentlich mehr Leistung als die Serienabtastanordnung gemäß der US-Patentschrift 3 130 353, die nur ein einzelnes Abfühlelement benutzt, das zu jedem Zeitpunkt nur mit einem Zwischenraum oder einer Trennfläche zwischen zwei Platten gekoppelt ist.

Tastet man jedoch die einzelnen Platten einzeln nacheinander optisch ab, dann muß das Licht entweder auf die Kante einer Platte allein beschränkt sein und nach Reflexion abgefühlt werden oder aber auf einen Zwischenraum beschränkt sein und nach der Übertragung abgefühlt werden. Dies ist bei Plattenspeichern mit sehr kleiner Zugriffszeit mit dem erforderlichen hohen Grad an Zuverlässigkeit keinesfalls einfach zu erzielen. Die Reflexionsabfühlung läßt optimale Ergebnisse nur dann erwarten, wenn die Kanten der Platten so bearbeitet sind, daß sie eine glatte, reflektierende Fläche bilden, wodurch sich natürlich die Kosten sowohl für die Herstellung als auch für die Wartung erhöhen. Die Übertragungskopplung durch die Zwischenräume zwischen den Platten macht insofern Schwierigkeiten als dieser Zwischenraum nur etwa 0,076 mm beträgt und wegen der Länge der Bahn des Lichtes (d.h. mehrere cm bei einem Plattendurchmesser von 30,5 cm). Die Dämpfung des Lichts durch Dispersion und Streuung (z. B. durch Staub und Abrieb auf den Plattenoberflächen und/oder andere Unregelmäßigkeiten an den Kanten) beeinträchtigt die

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Kopplung und erhöht damit die Möglichkeit fehlerhafter Ablesung. Nach einem Fehler muß die Zugriffseinrichtung erneut eingestellt werden, wodurch die gesamte Zugriffszeit verschlechtert wird.

Bei beiden Verfahren (mit Reflexion oder übertragung) können vorübergehende übergänge von hell nach dunkel, die auf Störkomponenten der Bewegung der Plattenkante, wegen des Flatterns und/ oder einer unregelmäßigen Form oder Dicke der Platte) schwierig festzustellen und noch schwieriger genau zu zählen sind.

Die Übertragungsverluste können natürlich durch die Verwendung von kohärentem Licht (z.B. mit einem Laserstrahl) verringert werden, aber dies kann durch die erhöhten Kosten mehr als ausgeglichen werden. Eine andere Möglichkeit besteht offensichtlich darin, die Intensität des von einer Quelle kommenden, nicht kohärenten Lichtes zu erhöhen, doch birgt dies die Gefahr in sich, daß die Aufzeichnungsoberflächen der Platten wegen der damit verbundenen Erwärmung beschädigt werden oder sich verwerfen.

Aufgabe der Erfindung ist somit, eine wirtschaftliche, sichere, rasch ansprechende und zuverlässige Abfühleinrichtung zum genauen Zählen und Abfühlen der Spalte zwischen den Platten in Plattenspeichern mit auf Abstand stehenden flexiblen Magnetplatten zu schaffen, wie sie beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldung P 24 42 536.3 vom 5. September 1974 beschrieben sind. Zu diesem Zweck soll eine Zähl- und Nachführeinheit zur Steuerung eines raschen Zugriffs an dicht gepackten, mit hoher Geschwindigkeit nach Art eines Zylinders rotierenden flexiblen Magnetplatten geschaffen werden unter Verwendung einer Abfühlung eines Lichtstrahls aus nicht kohärentem Licht mit einer mit Sicherheit zulässigen Intensität, das durch die Zwischenräume zwischen den Platten eingekoppelt wird.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird unter Verwendung von zwei besonders angeordneten, gegeineinander versetzten, einen Lichstrahl führenden und formenden Elementen erreicht, die das Licht wirksam von den schmalen Zwischenräumen zwischen ro-

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tierenden, flexiblen Magnetplatten nach einer relativ breiten Oberfläche einer Photozelle führen.

Insbesondere verwendet man dabei ein Paar geringfügig gegeneinander versetzter Abfühleinheiten, wobei jede Einheit eine den Lichtstrahl begrenzende Umhüllung und für die Formgebung eine faseroptische Anordnung in kongruentem Zusammenwirken mit den jeweiligen Photozellen und logischen Schaltungen vorsieht, die eine genaue Zählung und Verfolgung der Zwischenräume zwischen Magnetplatten in einem rotierenden Plattenstapel aus auf Abstand stehenden flexiblen Magnetplatten ermöglicht. Eine notwendige Bedingung dafür ist, daß der Abstand der gegenseitig Versetzen Abfühleinheiten kleiner ist als die Nennspaltbreite, wobei eine hinreichende Bedingung darin besteht, daß der Abstand kleiner als die halbe Nennspaltbreite ist.

Die logische Schaltung für den Nachlauf und den Zählvorgang ist dabei in der Lage, die Feststellung falscher Zählwerte, die sich aus vorübergehenden Axialbewegungen der Kanten der Platten ergeben könnten, zu unterdrücken.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen im einzelnen zu entnehmen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 scheraatisch eine Draufsicht eines dynamisch

rotierenden zylindrischen Magentplattenstapels aus biegsamen Platten mit einer Abfühleinrichtung zum Abfühlen der Zwischenräume oder Spalte zwischen den einzelnen Platten,

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Fig. 2 schematisch perspektivische Ansichten der Lichtleiteinrichtung, der Anordnung der Faseroptik und der Photodetektorelemente der Abtasteinrichtung in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Doppelabfühleinrichtung

gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linien 4-4 in

Fig. 3,

Fig. 5-7 Blockschaltbilder der mit den Photozellen verbundenen logischen Schaltkreise für Zählen und Nachführen,

Fig. 8 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der logischen Schaltkreise in Fig. 5 bis 7.

In Fig. 1 ist ein Magnetplattenspeicher gezeigt, wie er beispielsweise in der bereits erwähnten Deutschen Patentanmeldung P 24 42 536.3 vom 5. September 1974 beschrieben ist, der aus einer Anzahl zu einem Stapel zusammengefaßter, auf Abstand stehender biegsamer Platten 1 und zwischen den einzelnen Platten liegenden biegsamen Abstandsscheiben 2 besteht, die ständig um eine Achse 3 rotieren. Die Abfühleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Lichtquelle, eine Sammellinse 7, eine Lichtleitanordnung 9, eine zur Formung des Lichtstrahls dienende Faseroptik 11 und ein Lichtabfühlelement 13. Die Abfühleinrichtung ist auf einem nicht dargestellten Schlitten für eine Bewegung parallel zur Rotationsachse des Plattenstapels angeordnet, so daß die Lichtquelle 5, 7 und die Abfühlanordnung 9-13 nacheinander mit den verschiedenen Zwischenräumen oder Spalten zwischen den Platten gekoppelt und entkoppelt werden können, wenn die Abfühleinrichtung sich relativ zu den Platten bewegt. Die durch das Abfühlelement 13 erzeugten Spannungs- oder Stromimpulse können dann kumulativ gezählt werden.

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Die Zugriffsvorrichtung (einschließlich eines Magnetkopfes), die nicht dargestellt ist und unterhalb und ausgerichtet mit der Lichtleitvorrichtung 9 zu denken ist, wird zusammen mit der Abfühleinheit 9-13 bewegt. Die Zugriffsvorrichtung kann in willkürlich vorausgewählten Spalten zwischen den Platten eindringen und diese verdrängen, wenn die kumulative Zählung der ausgewählten Adresse entspricht und der Magnetkopf erhält damit Zugriff zu den Plattenoberflächen für Aufzeichnung und Wiedergabe.

Die normale Stärke der Platten liegt dabei etwa bei 0,043 mm und der Nennabstand zwischen den Platten beträgt etwa 0,076 mm. In diesem Fall stellt die Lichtleitvorrichtung 9 einen rechteckigen Koppelschlitz dar, der etwa 6,35 mm lang und 0,076 mm weit ist. Das aufnahmeseitige Ende der Lichtleitvorrichtung ist so geformt, daß es sich eng an die Kanten der Platten längs ihrer Umlaufbahn anschmiegt.

Die den Lichtstrahl formende Faseroptik 11 besteht vorzugsweise aus einer Anordnung von lichtleitenden Fasern (mit einem Nenndurchmesser von 0,076 mm), die eine Lichtlinie in einen Lichtpunkt überführen. Das Linienförmige, der Aufnahme des Lichtes dienende Ende der Faseroptik ist mit dem lichtabgebenden Ende der LichtIeitanordnung 9 ausgerichtet und hat praktisch dieselben Abmessungen. Das punktförmige lichtabgebende Ende der Faseroptik ist praktisch mit der lichtempfindlichen Oberfläche des Lichtabfühlelements 13 ausgerichtet und hat die gleiche Größe. Die lichtempfindliche Oberfläche des Lichtabfühlelements 13 hat einen Durchmesser von ungefähr 0,76 mm (etwa 10 mal so groß wie der Abstand zwischen den Platten). Die Fläche der Abfühloberflache (etwa 0,452 mm ) entspricht etwa der Fläche der öffnung der Lichtleitvorrichtung an der Trennfläche zur Faseroptik.

Geformte Anordnungen von Lichtleitern dieser Art werden aus ebenen Folien von optischen Lichtleitern hergestellt, die mit einem Bindemittel oder Klebstoff miteinander'verbunden sind. Gemäß

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bekannten Verfahren wird eine solche Folie auf die erforderlichen Dimensionen zurechtgeschnitten und der Klebstoff wird von dem Ende entfernt, der die Form eines Punktes erhalten soll und die so voneinander getrennten Lichtleiter werden dann entsprechend verformt und wieder mit Klebstoff oder Bindemittel verfestigt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die nunmehr im Zusammenhang mit den Fign. 3 bis 8 beschrieben werden soll, werden zwei gegeneinander versetzte Anordnungen der oben beschriebenen Abfühleinrichtung benutzt. Die Lichtleitanordnung besteht aus zwei getrennten 6,35 mm langen und 0,076 mm weiten Lichtschlitzen 9a und 9b, die vorzugsweise mit lichtreflektierendem Material ausgekleidet sind und können vorzugsweise aus einzelnen Segmenten hergestellt werden, wobei die Schlitze als Vertiefungen in den Segmenten, beispielsweise durch Fräsen hergestellt werden. Diese Durchlässe sind zueinander parallel, jedoch gegeneinander um eine Strecke d versetzt, die kleiner ist als die Weite des Spaltes zwischen den Platten (man wählt d normalerweise zu 0,0254 mm bei einer Nennstärke der Platten von 0,043 mm). An den Trennflächen der Ausgangsöffnungen der Lichtleitanordnungen sind die relativ gegeneinander versetzten linearen Enden der entsprechenden Faseroptiken 11a und 11b (jeweils 6,35 χ 0,076 mm) vorgesehen. Die Faseroptiken 11a und 11b weisen punktförmige Ausgangsenden auf, die bei etwa gleicher Fläche den entsprechenden Photodetektoren 13a bzw. 13b gegenüberliegen.

Diese gesamte Vorrichtung ist an einem Gehäuse oder Rahmen 15 befestigt. Die Lichtquelle 5 (Fig. 3) ist ebenfalls an dem Gehäuse befestigt. Diese Gehäuse ist auf einem nicht dargestellten Schlitten angebracht und kann sich parallel zur Rotationsachse der Platten bewegen.

Die Photodetektoren 13 können beispielsweise die von der Firma Texas Instruments hergestellte Type LS 654 sein. Die Lichtquelle kann eine Glühlampe (5 Volt, 4 Watt) der Type Nr. 999079-48 der Firma Welch Allyn sein, während die Sammellinse eine einfache plankonvexe Linse sein kann.

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In den Fign. 5 bis 8 durchlaufen die Ausgangssignale der Photodetektoren 13a bzw. 13b die entsprechenden Verstärker 15a bzw. 15b und kommen an Diffentialvergleicherschaltungen 17-1, 17-2, 17-3 und 17-4 in Fig. 5. Die Verstärker 15 sind nicht invertierende Operationsverstärker mit einer Verstärkung von 30 db mit vor-und nachgeschalteten Spannungsfolgerstufen. Jede Verstärkerstufe und Folgestufe kann beispielsweise der als integrierte Schaltung aufgebaute Verstärker der RCA-Type CA3O3OA sein. Jede Vergleicherschaltung 17 ist z.B. eine handelsübliche diffentielle Spannungsvergleicherschaltung, die beispielsweise unter der Nr. SN 72810 von der Firma Texas Instruments geliefert wird.

Die Ausgangssignale der Vergleichsstufen 17 werden durch Inverter stuf en 19-1 , 19-2, 19-3 und 19-4 invertiert. Die Ausgangssignale der Vergleicherschaltungen sind mit den entsprechenden Bezugszeichen der zugehörigen Vergleicherschaltungen bezeichnet bzw. mit den entsprechenden gestrichenen Bezeichnungen (17-1, 17-2, 17-3, 17,4 bzw. TFT, TT¹I, Th^, TFI). Die Vergleicherschaltung 17-1 vergleicht die Ausgangssignale des Verstärkers 15b mit dem etwas versetzten Ausgangssignal des Verstärkers 15a, veringert durch den kleinen Spannungsabfall in Durchlaßrichtung über der Diode 21-1. In gleicher Weise vergleicht die Vergleicherschaltung 17-2 das Ausgangssignal des Verstärkers 15a mit dem etwas versetzten Ausgangssignal des Verstärkers 15b, vermindert um den Spannungsabfall über der Diode 21-2. Die Kenndaten der Dioden 21-1 und 21-2 sind so gewählt, daß sie bei übergängen Ausgangssignale der Vergleicherschaltungen liefern, wenn die Ausgangssignale der Verstärker 15a und 15b geringfügig gegeneinander versetzt sind und lassen ein Signal entsprechend der Phase eines Überganges entsprechend einer zentrierten Anordnung der Schlitze 9a unß 9b (Fig. 4) durch, die um einen geringen Betrag links bzw. rechts von der Mittellinie des Spaltes zwischen den Platten liegen. Die Schaltungsparameter sind so gewählt, daß das Ausgangssignal von 17-1 auf einem niedrigen oder negativen Potential liegt, wenn die Mittellinie der Schlitze 9a und 9b rechts von einer linken Feingrenzposition liegt, die eben links der Mittel-

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linie des Spaltes zwischen den Platten liegt und mit dem Impulsanstieg oder Signalanstieg an 17-1 nach der Spaltmittellinie bei 22-1, Fig. 8 zusammenfällt. Diese Schwellwertposition liegt um einen Bruchteil eines mm (d.h, ein Bruchteil der Spaltbreite) (links von der Mittelline des Spalts wegen des relativ kleinen Spannungsabfalls über der Diode. In gleicher Weise sind die Schaltungsparameter der Vergleichsschaltung 17-2 und der Diode 21-2 so gewählt, daß das Ausgangssignal von 17-2 negativ oder niedrig ist, wenn die Mittellinie der Schlitze 9a, 9b links von einem Feingrenzbereich oder einer Feingrenzposition unmittelbar rechts von der Mittellinie des Schlitzes liegt (um einen Bruchteil der Spaltbreite) , die mit dem Potentialanstieg von 17-2 bei 22-2 (Fig. 8) zusammenfällt.

Die Vergleichsschaltungen 17-3, 17-4 liegen an einer Bezugsspannung V, so daß die entsprechenden Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen niedrig oder negativ sind, solang sich die Mitte der Schlitze 9a, 9b rechts bzw. links der jeweiligen rechten bzw. linken Grobgrenzpositionen, Fig. 8, in bezug auf die Mittellinie des Spaltes befinden. Die Vergleichsschaltungen 17-1, 17-2 liefern Ausgangssignale, die anzeigen, daß die Mitten des Schlitzes mit der Mittellinie eines gegenüberliegenden Schlitzes oder Spaltes zwischen den Platten innerhalb der Grenzen einer Feineinstellung oder eines Feinbereichs ausgerichtet ist, während die Vergleichsschaltungen 17-3 und 17-4 Ausgangssignale liefern, die anzeigen, daß die Mittellinie des Schlitzes mit der Mittellinie eines gegenüberliegenden Schlitzes oder Spaltes zwischen den Magnetplatten innerhalb der Grenzen eines Grobbereiches oder eines weiteren Bereiches ausgerichtet ist. Da die beiden Schlitze geringfügig gegeneinander versetzt sind, liefern die Vergleichsschaltungen aufeinanderfolgende übergänge von hell nach dunkel, die die Bewegungsrichtung der Schlitze in bezug auf die obengenannten Grenzen anzeigen, wodurch eine falsche Zählung der Schlitze zwischen den Magnetplatten verhindert wird, wenn die Kanten der Platten in unkontrollierter Weise Flatterbewegungen ausführen.

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Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 17-1 bis 17-4 werden einer Anzahl UND-Glieder in Fig. 6 zugeführt, die die Verriegelungsschaltungen 23-1, 23-2, 23-3, 23-4, 23-5 und 23-6 bereitstellen, unter Bedingungen, die durch die gerade vorherrschenden Ausgangssignale dieser Vergleichsschaltungen und Verriegelungsschaltungen bestimmt sind. Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 17-1 bis 17-4 werden außerdem in Kombination mit den AusgangsSignalen der Verriegelungsschaltungen 23-1 bis 23-6 der Zentrierlogik (Fig. 7) zugeführt. Die Zentrierlogik erzeugt Steuersignale für Antrieb nach rechts oder Antrieb nach links, um über eine Servosteuerung die Abfühleinrichtung 9-11 in den schmalen Zentrierbereich eines ausgewählten Schlitzes zwischen zwei Platten unter den nachfolgend beschriebenen Bedingungen hinzuführen.

Die Ausgangssignale der Zähler-Verriegelungsschaltungen 23-2 bis 23-5 dienen zum Weiterschalten bzw. Zurückschalten eines Vor-Rückwärtszählers 25. Die Ausgangssignale des Vor-Rückwärtszählers 25 werden durch eine Vektor-Vergleichsstufe 27 mit dem Inhalt eines Adressenregisters 29 verglichen. Die Ausgangssignale der Vergleichstufe 27 zeigen an, ob eine Übereinstimmung vorliegt oder nicht. Bei Ungleichheit liefert die Vergleichstufe 27 ein Ausgangssignal, das entweder hoch oder niedrig sein kann und damit anzeigt, daß das Adressenargument größer oder kleiner ist als der Zählerstand des Vor-Rückwärtszählers 25. Diese Hoch-Niedrigsignale werden dazu benutzt, über die Servorsteuerung die Abfühleinrichtung 9-11 in Richtung auf den Spalt oder Schlitz zu führen, der der im Register 29 eingespeicherten Adresse entspricht»

Die Vergleichsstufe 27 ist beispielsweise so aufgebaut, wie dies in dem Buch "The Logic Design of Transistor Digital Computers" von G. A. Maling und J. Earle, das bei Prentiss Hall 1963 erschienen ist, auf den Seiten.262 bis 264 dargestellt ist.

Die Arbeitsweise der soeben beschriebenen Schaltung ist wie folgt: Wenn die Vektor-Vergleichsstufe 27 eine Nichtüber-

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einstimmung zwischen der zu vergleichenden Adresse und dem Zählerstand feststellt, liefert sie ein entsprechendes Ausgangssignal hoch oder niedrig an das entsprechende UND-Glied 31-1 oder 31-3 (Fig. 7) und liefert damit einen Anreiz für den nicht gezeigten Servomotor für einen Antrieb nach rechts oder nach links zur Einstellung der Abfühleinrichtung 9-11. Dadurch wird die Abfühleinrichtung 9-11 in eine Richtung angetrieben, durch die die Differenz zwischen der zu vergleichenden Adresse und dem Zählerstand so lange verändert wird, bis Gleichheit durch die Vektor-Vergleichsstufe 27 festgestellt wird. Bei Übereinstimmung, d.h. Adressengleichheit werden die UND-Glieder 31-2 und 31-4 entsperrt und lassen die Anreize für Antrieb nach recht und Antrieb nach links nach dem Servomotor durch, der die Abfühleinheit in einer Richtung antreibt, die die Zentrierung der Abfühleinrichtung innerhalb der engen Grenzen des engeren Bereichs zu beiden Seiten der Mittellinie des ausgewählten Spaltes zwischen den Platten aufrecht zu halten versucht.

Weitere Einzelheiten der Arbeitsweise der bis jetzt beschriebenen Schaltungen werden nun im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 8 näher erläutert. Es sei angenommen, daß die Schlitze oder Spalte zwischen den einzelnen Platten in absteigender Reihenfolge durchnumeriert sind in Richtung in die Seite hinein in Fig. 3, so daß der unterste Schlitz oder Spalt die Adresse Nr. 1, der nächste die Adresse Nr. 2 usw. habe. Es sei ferner angenommen, daß der Zählerstand des Vor-Rückwärtszählers normalerweise schrittweise für eine Bewegung der Abfühleinrichtung nach links relativ zu den Spalten zwischen den Platten (nach oben in Fig. 3) und fortschreitend schrittweise für eine Bewegung nach rechts in bezug auf die Spalte zwischen den Platten (in Fig. 3 nach unten) weitergeschaltet wird.

Vernachlässigt man vorübergehende Bewegungen der Plattenkanten, dann bewirkt eine Relativbewegung der Schlitze 9a und 9b nach links, daß die Sperrverriegelungsschaltungen 23-6 bzw. 23-3 für Aufwärtsbzw. Abwärtszählung in einer bestimmten Phasenfolge eingestellt

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und zurückgestellt werden, so daß ihre Einstellung nicht mit der Einstellung der Addierverriegelungsschaltung 23-4 bei gleichzeitigem Sperren der Einstellung der Subtrahier-Verriegelungsschaltung 23-1 zusammentrifft (Positionen 37, 39, 41 in Fig. 8). Dies wiederum macht es möglich, daß die Verriegelungsschaltung 23-5 für die Aufwärtszählung in Koinzidenz mit der Wirkung 22-4 (Fig. 8) gerade dann eingestellt werden kann, wenn die rechte Grenze des Grobzentrierbereichs durchlaufen wird, während gleichzeitig eine frühere Einstellung der Zählerverriegelungsschaltung 23-2 zur Rückwärtszählung blockiert wird. Die Einstellung der Verriegelungsschaltung 23-5 für Vorwärtszählung ergibt ein Weiterschalten des Zählers 25 in Fig. 7 um einen Schritt. Die Addierverriegelungsschaltung und die Addierzähl-Verriegelungsschaltung werden genau dann zusammen zurückgestellt, wenn, die Mitte des Schlitzes gleichzeitig mit dem Ansteigen des Zentrierpositionsignals 43 in Fig. 8 in den Feinzentrierbereich einläuft. Ohne Relativbewegung der Plattenkanten würde der Zählerstand monoton erhöht, bis er gleich der vorgegebenen ausgewählten Adresse ist.

Vernachlässigt man vorübergehende Bewegungen der Platte, dann ■ bewirkt eine Bewegung der Mitte des Schlitzes relativ zu den ] Spalten zwischen den Platten, daß der Zählerstand des Zählers 25 schrittweise verringert wird. Die Subtrahier-Zähler-Verriegelungs-i schaltung 23-3 wird eingestellt, bevor die Mitte des Schlitzes die linke Grenze des Grobzentrierbereiches erreicht und genau dann zurückgestellt, wenn diese Grenze durchlaufen wird. Der Rückstellzustand der Subtrahier-Zähler-Verriegelungsschaltung ermöglicht, daß die Subtrahier-Verriegelungsschaltung 23-1 eingestellt wird, bevor die linke Grenze des Grobzentrierbereichs erreicht ist, so daß die Subtrahier-Zähler-Verriegelungsschaltung 23-2 genau dann eingestellt werden kann, wenn die linke Grenze des Grobzentrierbereichs erreicht ist. Die Einstellung der Subtrahier-Zählverriegelungsschaltung schaltet den Zähler 25 um einen Schritt zurück. Die Subtrahier-Verriegelungsschaltung und die Subtrahier-Zähler-Verriegelungsschaltung werden gleichzeitig mit

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dem Anstieg des Signals "zentriert" an der linken Grenze des Feinzentrierbereichs zurückgestellt. Somit wird der Zähler fortschreitend schrittweise zurückgeschaltet, wenn der Schlitz sich relativ zu den Spalten oder Schlitzen zwischen den Platten nach rechts bewegt.

Bei Umkehr einer scheinbaren Bewegung des Schlitzes aufgrund von vorübergehenden axialen Bewegungen der Plattenkanten (beispielsweise wegen Flattern oder Dicken-Schwankungen an der Kante der Platte) hängt die Wirkung des akkumulierten Zählerstandes im Zähler 25 von der Position des Schlitzes im Augenblick der Umkehr ab. Bewegt sich der Schlitz tatsächlich nach links und kehrt scheinbar seine Bewegungsrichtung wegen einer Verschiebung der Plattenkanten nach links um, dann werden die Fortschaltsteuerungen für den Zähler nicht beeinflußt, wenn diese Richtungsumkehr auf- ; tritt, solange die Addier-Sperr-Verriegelungsschaltung eingestellt ist (d.h. bevor ein Impuls zum Fortschalten des Zählers eintrifft) und die Rückwärts-Zählsteuerlogik wie bei einem normalen Rückwärts-Zählvorgang vorbereitet wird. Tritt die Richtungsumkehr ein, nachdem die Addier-Zähler-Verriegelungsschaltung eingestellt j ist (d.h. nach Eintreffen des Fortschaltzählimpulses), dann wird j die Addier-Zähler-Verriegelungsschaltung entweder bei der Position! 41 oder aber an der rechten Grenze des Feinzentrierbereichs zu- '<

rückgestellt und die Steuerlogik (d.h. die Sperrverriegelungsschaltung) wird in der Weise betätigt, daß ein Rückwärtsζählvor- ! gang ermöglicht wird, während gleichzeitig ein Vorwärtszählvor- j gang gesperrt wird. Ein Rückwärtszählimpuls wird nur dann abgegeben, wenn die Mitte des Schlitzes in den Zentrierbereich des nächsten Spaltes rechts von dem Spalt einläuft, für den ein Vorwärtszählimpuls gerade abgegeben worden ist.Bei einer zweiten Umkehr der scheinbaren Bewegung in die ursprüngliche Bewegungsrichtung nach links nach Abgabe eines Aufwärtszählimpulses, jedoch bevor ein Rückwärtszählimpuls festgestellt ist, bleibt die Sperrlogik eingeschaltet und verhindert das Einstellen der Addier-Zähler-Verriegelungsschaltung und damit die Abgabe eines falschen Zählerfortschaltimpulses, wenn die Mitte des Schlitzes

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die Mitte des zuvor gezählten Spaltes durchläuft. Durch ähnliche Überlegungen läßt sich dann feststellen, daß unter allen Bedingungen nur eine wirkliche Zählung je Spalt feststellbar ist, unabhängig von vorübergehenden Bewegungen der Plattenkanten.

Beim Adressenvergleich liefert die den Verriegelungsschaltungen 51 und 53 (Fig. 7) zugeordnete Zentrierlogik im Zusammenwirken mit den UND-Gliedern 31-2 und 31-4 (Fig. 7) Antriebsanreize für Antrieb nach links und Antrieb nach rechts für eine Servorsteuerung und Bewegung der Mitte des Schlitzes nach der Mitte des ausgewählten Spaltes. Wenn die Mitte des Schlitzes zum ersten Mal den Grobzentrierbereich des ausgewählten Spaltes von rechts oder von links einläuft, dann wird entweder die Subtrahier-Zähler-Verriegelungsschaltung oder die Addier-Zähl-Verriegelungsschaltung eingestellt. Dadurch wird nicht nur das Signal zum Rückwärtsschalten oder Vortwärtsschalten des Zählers bis zu einem gültigen Vergleich mit der Adressenposition erzeugt, sondern dadurch kann auch die jeweilige Verriegelungsschaltung 53 oder 51 eingestellt werden, die dann einen ausreichenden Anreiz liefert, der die Mitte des Schlitzes durch die Mittellinie des ausgewählten Spaltes führt. Wenn dann die Mitte des Schlitzes aus j

i dem Feinzentrierbereich des ausgewählten Spaltes entweder nach j

rechts oder links herausläuft, dann wird die jeweilige Verrie- ' gelungsschaltung 53 oder 51 eingestellt und liefert einen entsprechenden Anreiz für die Bewegungsumkehr nach rechts oder j links an den Servomotor, so daß die Mitte des Schlitzes in ihre ! Zentrierposition (Position 45, Fig. 8) einläuft. Der logische j Schaltkreis 55 (Fig. 7) nimmt die Ausgangssignale der UND-Glieder 31-2 und 31-4 in Fig. 7 auf, die die Zentrierung der Abfülleinrichtung an dem ausgewählten Spalt darstellt und ein Ein- j führsignal erzeugt, das die UND-Glieder 31-1 bis 31-4 sperrt und I die Bewegung einer nicht dargestellten Zugriffsvorrichtung in I den ausgewählten Spalt hinein steuert. Dadurch werden die rotie- j

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renden Platten an diesem Spalt voneinander getrennt, so daß ge- !

nügend Raum für das Arbeiten eines Wandlerkopfes in bezug auf I die dem Spalt zugewandte Plattenoberflache gebildet wird. Das

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Sperren der UND-Glieder 31-1 bis 31-4 sperrt außerdem die Antriebsanreize an den Servomotor für die Abfühleinrichtung und verhindert eine Bewegung der Abfühleinrichtung, bis die Zugriffsvorrichtung aus dem Spalt herausgeführt ist. Nach Herausführen der Zugriffsvorrichtung aus dem Spalt wird das Einführsignal beendet, die UND-Glieder 31-1 bis 31-4 werden wieder entsperrt, so daß wieder Antriebsanreize an den Servomotor der Abfühleinrichtung abgegeben werden können. Eine neue Adresse kann in das Register 29 (Fig. 7) zu jedem Zeitpunkt nach Auftreten des Einführsignals gegeben werden, da die Servo-Antriebssteuerungen 31-1 bis 31-4 zu diesem Zeitpunkt tatsächlich gesperrt sind.

Sind die Plattenkanten ständig im wesentlichen stabil, dann kann die Einführsteuerlogik 55 so ausgelegt werden, daß sie auf eine ODER-Verknüpfung der Ausgangssignale der UND-Glieder 31-2 und 31-4 für die Einstellung einer Verriegelungsschaltung ansprechen, die die Signale "Einfügen" und "Einfügen" abgeben und diese Verriegelungsschaltung kann dann zurückgestellt werden, wenn die Zugriffsoperation durch Herausführen der Zugriffsvorrichtung beendet ist. Wenn andererseits das System eine große Unstabilität aufweist oder wenn die Platten mit einem sehr geringen Abstand angeordnet sind oder wenn die Reaktionszeit der Zugriffsvorrichtung begrenzt ist, dann kann man die einer ODER-Verknüpfung unterzogenen Ausgangssignale der UND-Glieder 31-2 und 31-4 durch ein Filter schicken und damit einen ausreichend stabilen Zustand herstellen, der eine genaue Plazierung der Zugriffsvorrichtung in dem richtigen Spalt zwischen den Platten sicherstellt.

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Claims

PATENTANSP RÜ CHE

Plattenspeicher mit wahlreiem Zugriff mit einem Stapel koaxial angeordneter, durch durch Abstandscheiben voneinander getrennter, flexibler Magnetplatten sowie mit einer außerhalb des Plattenstapels angeordneten Einrichtung zum Aussenden und Abfühlen eines durch die Zwischenräume zwischen den Magnetplatten hindurchtretenden Strahls von Strahlungsenergie zur Lagebestimmung für den Zugriffsmechanismus ,

dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor ein Element (13) mit einer strahlungsempfindlichen Oberfläche aufweist, deren Form sich eindeutig von der Querschnittsfläche der Bahn der Strahlung zwischen den Magentplatten (1) unterscheidet

und daß eine Abfühl-Leiteinrichtung (9, 11) vorgesehen ist, die die aus dem Zwischenraum zwischen den Platten ankommende Strahlung leitet und entsprechend der Form der Fläche des strahlungsempfindlichen Elements (13) verformt.

Plattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Lichtquelle (5, 7) ist, daß der Strahlungsdetektor eine Photozelle, enthält und daß die Leiteinrichtung (9, 11) eine Faseroptik (11) ist, die ein linienförmiges Lichtband in einen Lichtpunkt umformt und einen Leitkörper (9) enthält, der einerseits mit an den Umfang der Magnetplatten angepaßter Formgebung der Aufnahme des Lichtstrahls und andererseits der Abgabe eines Lichtbandes an die Faseroptik (11) dient, die ihrerseits wiederum, einen Lichtpunkt abgebend, mit der Photozelle gekoppelt ist.

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3. Plattenspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (9) eingangsseitig einen sich der Krümmung der Plattenkanten anschmiegenden Schlitz und einen Lichtkanal zur Kopplung des aus einem Spalt zwischen zwei Magnetplatten kommenden Lichtstrahls mit der Faseroptik (11) aufweist.

4. Magnetplattenspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (9) und mindestens das linienförmige vordere Ende der Faseroptik (11) als Baueinheit parallel zur Rotationsachse des Plattenstapeis verschiebbar sind.

5. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Photozellen (13a, 13b) und zwei gegeneinander versetzte Faseroptiken (11a, 11b) und zwei Leitkörper (9a, 9b) einstellbar zwischen den Photozellen (13a, 13b) und den Platten angeordnet sind, die der übertragung des Lichtstrahls aus dem Zwischenraum zwischen den Magnetplatten an die Photozellen in einer mit der Form der Oberfläche der Photozellen kongruenten Form dient, daß die linien- oder bandförmigen Eingangsseiten der Glasfaseroptiken nebeneinander, jedoch in Richtung der Rotationsachse des Plattenstapels, gegeneinander um eine Strecke versetzt angeordnet sind, die kleiner ist, als ein Spalt zwischen zwei Magnetplatten.

6. Magnetplattenspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Schaltung vorgesehen ist, die in Ab-! hängigkeit von den an den beiden Photozellen (13a, 13b) auftretenden Signalen einen in seiner Zählrichtung um- j steuerbaren Zähler (25) für eine korrekte Zählung der ab- \ getasteten Spalte zwischen den Magnetplatten zu steuern vermag. I

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