DE2832719C2

DE2832719C2 -

Info

Publication number: DE2832719C2
Application number: DE2832719A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 6700 Ludwigshafen De Hack
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1988-12-15
Also published as: US4303951A; DE2832719A1; GB2030342A; GB2030342B; JPS5517900A; FR2435887A7

Description

Die Erfindung betrifft eine Kompensationsschaltung zum Ausgleich von herstellungsbedingten Ungleichheiten in einer Schreibkopfanordnung sowie in diese eingestreuten Störfeldern, insbesondere in einem Laufwerk für flexible Magnetplatten, wobei der Schreibkopfanordnung Kompensationssignale mittels eines Kompensations-Widerstandes-Netzwerkes zugeführt werden.

Ungleiche Schreibfelder oder Einflüsse von Störfeldern bewirken bei Datenspeichersystemen beim Lesen Signalspitzen-Versatz (peak shift) und somit digitalisierte Signale mit unterschiedlichen Zeitabständen (Daten-Jitter).

Diese Fehler werden verursacht durch

a) unsymmetrischen Aufbau oder eine unsymmetrische Wicklung des Schreibkopf-/Lesekopfes
b) magnetische Einstreuung des Löschkopfes (Tunnel-Erase-Head) in den Schreibkopf, insbesondere bei Magnetscheibenspeichern mit Tunnel-Löscheinrichtungen
c) Gleichstrom-Vormagnetisierung des Kopfes.

Physikalisch gesehen wird dem nicht ideal rechteckförmigen Schreibstrom durch die Ursachen a-c eine kleine Stör-Gleich-Magnetfeldkomponente überlagert. Hierdurch wird der wirksame Flußwechsel auf dem Speichermedium je nach Richtung des Gleichfeldes im Vergleich zum Schreibstromfeld örtlich verschoben. Dies verursacht im Lesesignal Impulsabstände, deren Breite von der Richtung des geschriebenen Magnetfeldes abhängig ist. Dieser Effekt ist unerwünscht und besonders störend bei MFM-Aufzeichnung (Zwei-Frequenz-Aufzeichnung) bei erhöhter Informationsdichte.

Aus der DE-AS 15 49 063 ist es bekannt, die herstellungsbedingte Streuung der Kopfwicklungs-Widerstände durch hochohmige Vorwiderstände von etwa 10fachem Widerstandswert zu kompensieren.

Aus der US-PS 36 53 062 ist außerdem für einen Magnetplattenspeicher eine Steuerschaltung bekannt, mittels der der Schreibstrom abhängig von der Lage des Schreibkopfes auf der Magnetplatte in der Amplitude erhöht oder erniedrigt wird, um die jeweilige radiale Entfernung des Kopfes von der Drehachse zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Signalspitzenversatz und Daten-Gitter in bewegten magnetischen Speichereinrichtungen durch einfache Schaltungsausgestaltungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Die Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Es wird somit ein voreingestelltes und den jeweiligen Kopfwicklungen fest zugeordnetes Magnetfeld zur Ungleichheits- und/oder Störfeld-Kompensation verwendet, wobei der in die Wicklungen eingespeiste Kompensationsgleichstrom im allgemeinen klein gegenüber der Amplitude des wechselnden Schreibstroms ist.

In weiterer Ausbildung der Schaltung, wenn die Störfelder durch Löschköpfe verursacht werden, werden die der Störfeldkompensation zugeordneten Widerstände beim Einschalten des Löschstroms zugeschaltet, so daß die Kompensation mit dem Auftreten der Störung zeitrichtig erfolgt.

In praktischer Ausgestaltung der Schaltung kann das Kompensations-Widerstands-Netzwerk zwischen Klemmen, denen Steuersignale zum Schreiben und Löschen zugeführt werden, und dem Ausgang von Schreibverstärkern geschaltet sein.

In weiterer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltung können den Widerständen zur Kopfwicklungs-Ungleichheits-Kompensation in Abhängigkeit von der Amplitude des Schreibstroms weitere Widerstände zugeschaltet werden, wodurch die Größe des Kompensationsstroms an die Schreibstromhöhe angepaßt wird.

Da das durch die Löscheinrichtung verursachte Störfeld nicht mit dem vom Schreibkopf verursachten unsymmetrischen Schreibfeld zeitlich übereinstimmt, ist es mit den beschriebenen Ausbildungen der Erfindung zweckmäßig möglich, entsprechende Kompensationsströme mit in einer solchen Datenspeichereinrichtung üblichen Steuerbefehlen Schreiben - Löschen, hoher Schreibstrom - niederiger Schreibstrom zu steuern.

Zweckmäßig kann die der erfindungsgemäßen Kompensationsschaltung zugeordnete Schreibkopfanordnung aus mindestens einem Magnetkopf mit mindestens zwei Kopfwicklungen mit Mittelanzapfung bestehen.

Ausführungsbeispiele von Schaltungsanordnungen sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.

In den Zeichnungen ist dargestellt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Magnetplattenlaufwerks mit einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau der Schaltungsanordnung aus Fig. 1

Fig. 3 mit der Schaltungsanordnung aus Fig. 1 aufgenommene Meßkurven.

An den Eingangsklemmen E 1-E 5 stehen die Steuersignale der Steuereinheit (Controller) für mehrere Magnetplattenlaufwerke (Drives) an. Dabei sind die einzelnen Signale an

E 1 die Schreibdaten (write data)
E 2 Schreibkopf eingeschaltet (write enable)
E 3 Löschen eingeschaltet (erase)
E 4 Laufwerks-Auswahl (drive select)
E 5 Schreibstrom (write current) (z. B. Normalstrom groß, sonst umgeschaltet)

Von der Klemme E 1 werden die Schreibdaten, wenn ein Laufwerk ausgewählt ist (Signal an E 4 vorhanden) über eine Flip-Flop-Stufe FF an die Schreibverstärker V₁ und V₂ gelegt, wenn außerdem der Schreibkopf 20 eingeschaltet ist (E₂ positiv). Die Stufe FF erzeugt Impulssignale die bewirken, daß V₁ und V₂ abwechselnd die Wicklungen W₁ oder W₂ des Kopfes 20 stromführend werden lassen. Damit wird während des Schreibvorgangs einer der Wicklungen ein Kompensationsstrom überlagert. Der Befehl "Löschen" (E 3 positiv) hat über den Löschverstärker V₃ einen Stromfluß durch die Löschwicklung W₃ zur Folge, der auf dem Magnetmedium beidseitig der gerade geschriebenen Spur Restaufzeichnungen aus früheren Schreibvorgängen löscht. Über den Eingang E 5 lassen sich die Schreibverstärker V₁ und V₂ steuern. Der Schreibstrom ist damit in zwei diskreten Amplitudenstufen je nach der gerade zu schreibenden Informationsdichte einstellbar, da bei flexiblen Magnetplatten die Informationsdichte mit abnehmender Spurlänge zunimmt.

An Punkten X, Y hinter den UND-Gattern bei den Klemmen E 2 und E 3 und dem Punkt Z ist ein Widerstandsnetzwerk R angeschlossen, dessen Ausgänge mit den Ausgängen der Schreibverstärker V₁ und V₂ (Klemmen U und V) und damit mit den Wicklungen W₁ und W₂ des Kopfes 20 verbunden sind. Das Netzwerk R erzeugt erfindungsgemäß eine von der Zeitfolge der Signalansteuerungen an E 1 bis E 5 abhängigen Stromfluß durch Wicklung W₁ oder W₂ des Kopfes 20.

Die Störfeldkompensation mittels des Netzwerkes R, das in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist, hat folgende Funktion.

Im Schaltzustand "Schreiben" liegt am Eingang E 2, und bei vorhandenem Signal an E 4 auch an X, ein positives Signal (z. B. 5 V). In der Größe bestimmt durch R 1 fließt der gewünschte Kompensationsstrom, je nach der für einen Kopf vorgegebenen Stellung der Schalter S₁ und S₂, durch eine der beiden Kopfwicklungen W₁ oder W₂ und wirkt dem im Schreibkopf 20 hervorgerufenen Strom unsymmetrisch entgegen. Wird der Schreibstrom durch ein an E 5 anstehendes Signal und ein an E 4 anstehendes Signal an Klemme Z erhöht, fließt ein zusätzlicher Strom durch D₁ und R₂ und setzt auch den bisher durch R₁ bestimmten Kompensationsstrom herauf.

Die erforderlichen Werte der Widerstände R₁ und R₂ werden für jeden Kopf gemäß der diesem eignen Schreibunsymmetrie entsprechend durch Ausmessen des Kopfes, z. B. durch Abgleichen in einer Brückenschaltung, bestimmt. Der Wert des Widerstands R₁ wird zweckmäßig für minimalen Signalspitzen-Versatz (peak shift) oder minimalen Daten-Jitter ohne eingeschaltete Löschung (Tunnel Erase) ermittelt. Bei flexiblen Magnetplatten wird infolge der räumlichen Trennung zwischen Schreibspalt und Randlöschspalt der Löschbefehl nicht synchron mit dem Schreibbefehl gegeben. Dadurch ist eine zusätzliche Kompensation des Lösch-Störfeldes mittels eines weiteren, durch einen Widerstand R₃ bestimmten Strom während der Löschdauer (E 3 positiv) erforderlich. R₃ ist zusätzlich zu R₁ - ebenfalls für minimalen Signalspitzenversatz und Datenjitter - wie oben angedeutet, bestimmbar. Die Grundstellung der Schalter S₁, S₂, durch die der Kompensationsstrom jeweils einer der Wicklungen zeitrichtig zugeführt wird, ist abhängig von der Polarität der Unsymmetrie und muß im Einzelfall durch Ausmessen bestimmt werden. Für ein und denselben Schreibkopf bleibt die Grundstellung der Schalter unverändert, sie muß erst bei einem Kopfwechsel verändert werden.

Anwendbar ist die beschriebene Schaltungsanordnung grundsätzlich für alle Köpfe oder Kopfkombinationen mit mehr als einer Wicklung, also mindestens zwei Wicklungen, wobei hier bei W₁ und W₂ die zwei Wicklungen durch Vorsehen einer Mittelanzapfung gebildet werden (Fig. 1 und 2).

Oben ist der Fall beschrieben, daß eine zusätzliche Kompensation für niedrige Schreibstromamplitude vorgesehen ist. Die Kopplung mit der Schreibstromumschaltung E 5 ist natürlich nur notwendig, wenn die Kompensationswiderstände wesentlich von der Stromamplitude abhängen.

In Fig. 3a ist der bei einer Magnetplatte gemessene Daten-Jitter jeweils für die Innenspur (linker Bereich, I) und die Außenspur (rechter Bereich, A) und jeweils für die Signalzustände 0 und 1 einmal die Kompensation stark ausgezogen und einmal ohne Kompensation (gestrichelt) dargestellt. Als Ergebnis läßt sich eine Jitterreduzierung für die Spurbereiche ablesen:

Innenspur (I) Reduzierung von900 nsec gegenüber
50 nsec entsprechend einer 18fachen Verbesserung Außenspur (A) Reduzierung von200 nsec gegenüber
20 nsec entsprechend einer 10fachen Verbesserung

Fig. 3b zeigt die unter denselben Meßbedingungen erhaltenen Ergebnisse für den Signalspitzen-Versatz (peak-shift) bei einem 0110110110-Flußwechsel-Muster und einem Soll-Abstand zwischen den"1"-Flußwechseln von 2 µsec. Bei T _B wurde die Strompolarität durch den Schreibkopf gegenüber T _A invertiert.

Innenspur (I) Reduzierung von0,12 auf 0,05 µsec, Außenspur (A) Reduzierung von0,5 µsec auf
0,0 µsec.

Die Kompensation wurde mit einem Widerstand R₁ von 5KΩ und einem Kompensationsstrom von etwa 0,8 mA vorgenommen.

Die Kompensation von durch Löscheinflüsse hervorgerufenen Störfeldern konnte mit Widerständen in der Größenordnung von 1 bis 20 K Ω erfolgen. Dabei wurde festgestellt, daß die Vorgeschichte des Kopfes und dabei die Art der Löscheinrichtung eine wesentliche Rolle spielt und bestimmt ob der Kompensationswiderstand R₃ am oberen oder unter Bereich des angegebenen Widerstandsbereichs liegt.

Claims

1. Kompensationsschaltung zum Ausgleich von herstellungsbedingten Ungleichheiten in einer Schreibkopfanordnung sowie in diese eingestreuten Störfeldern, insbesondere in einem Laufwerk für flexible Magnetplatten, wobei der Schreibkopfanordnung Kompensationssignale mittels eines Kompensations-Widerstands-Netzwerkes (R) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R 1-R 3) des Kompensations-Widerstands-Netzwerkes (R) entsprechend der herstellungsbedingten Ungleichheit von Kopfwicklungen (W₁, W₂) der Schreibkopfanordnung und/oder entsprechend der in die Kopfwicklungen (W₁, W₂) eingestreuten Störfelder voreingestellt und den jeweiligen Kopfwicklungen fest zugeordnet sind.

2. Kompensationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingestreuten Störfelder durch Löschköpfe (Löschwicklung W₃) verursacht werden und die der Störfeldkompensation zugeordneten Widerstände (R 3) beim Einschalten des Löschstroms zugeschaltet werden.

3. Kompensationsschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensations-Widerstands-Netzwerk (12) zwischen Klemmen (E 1-E 5), denen Steuersignale zum Schreiben und Löschen zugeführt werden, und dem Ausgang von Schreibverstärkern (V₁, V₂) geschaltet ist.

4. Kompensationsschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Widerständen (R 1) zur Kopfwicklungs-Ungleichheits-Kompensation in Abhängigkeit von der jeweiligen Amplitude des Schreibstroms weitere Widerstände (R 2) zugeschaltet werden.

5. Kompensationsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibkopfanordnung aus mindestens einem Magnetkopf (20) mit mindestens zwei Kopfwicklungen (W₁, W₂) mit Mittelanzapfung besteht.