Преобразователь сигнала скорости в запоминающем устройстве на магнитных дисках

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 472 А 1 11 В 2108 Сьр;л243ГЕИл,ПИСАН И РЕ ии институт вы В.В,Нехороше отин36,к 1 Р 3/46 ОНА % 451053 1985. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США М 42461981П 2 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА СКОРОСТИ В ЗАПОМИНАЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ НА МАГНИТНЫХ ДИСКАХ (57) Изобретение относится к технике магнитной записи, а именно к автоматическим механизмам установки магнитных головок на заданный адрес. В преобразователь, содержащий две шины А и В входного сигнала, каждая из которых подключена к дифференциатору 1 или 2 и фазосдвигающей цепи 3выходы диффе1793472 10 15 20 25 30 35 45 ренциэторов 1 и 2 соединены с входами схемы селекций 5, к управляющим входам которой через блок компараторов 6 подключены выходы фазосдвигающих цепей 3 и 4, выход схемы селекции 5 соединен с входом фильтра 8 низкой частоты, введены шина управления, отражающая местоположение в защитной зоне С, шина управления, режи- мом удержания на заданном цилиндре, шина управления исполнительным двигателем Е, схема ИЛИ-НЕ 7, схема 9 выборки и храИзобретение относится к технике магнитной записи, а именно к автоматическим механизмам установки магнитных головок на заданный адрес,Известен электронный тахометр, Он содержит позиционный оптический датчик, выходы которого соединены через усилители и инверторы с группой дифференциаторов, выходы дифференциаторов через аналоговые ключи подсоединены к суммирующему усилителю, управляющие входы аналоговых ключей соединены с выходом логической схемы, входы которой подключены к выходам компараторов, чьи входы соединены с прямыми и инверсными выходами усилителей датчика позиции,Устройство работает следующим образом. Поступающие с позиционного датчика сигналы имеют треугольную форму, крутизна которой пропорциональна скорости движения. Сигналы с датчика, кроме того, имеют между собой сдвиг по фазе в 90 О, Усилители усиливают сигнал до величины Р, Рз, достаточной для работы дифференциаторов. Кроме того, сигналы Р 2, Р 4 с инверторов также поступают на дифференциаторы. Компараторы сравнивают сигналы Р 1, Р 2, Рз между собой для формирования управляющих серий логической схемы, Управляющие серии поочередно подключают к суммирующему усилителю выходы дифференциаторов, в результате чего на выходе суммирующего усилителя формируется сигнал скорости,Недостатком данного устройства является имеющаяся погрешность в формировании сигнала скорости. Погрешность образуется за счет того, что оптический датчик, являющийся первоисточником сигнала скорости, конструктивно не может быть совмещен с магнитной головкой; скорость движения которой требуется измерять в процессе работы НМД.Известно устройство, которое формирует сигнал скорости из сигналов считываемых магнитной головкой, т,е. исключающее нения и аналоговый ключ 10, Шина защитной зоны С соединена с первым входом схемы ИЛИ - НЕ 7, шина управления режимом удержания соединена со вторым входом схемы ИЛИ - НЕ 7, выход которой соединен с управляющими входами схемы 9 выборки и хранения и аналогового ключа 10, включенного в разрыв шины управления исполнительным двигателем Е, Схема 9 выборкии хранения включена в разрыв выходнойшины с фильтра 8 низкой частоты, 3 ил,недостаток указанной конструкции. Устройство состоит из позиционного датчика, представляющего собой магнитный диск, с которого сигналы считываются магнитной головкой, выходы датчика через усилители и переключатели соединены с группой дифференциаторов, выходы дифференциаторов подключены к суммирующему усилителю, управляющие входы переключателей соединены с выходом логической схемы, на вход которой подключены сигналы с выхода позиционного датчика.Устройство работает аналогично предыдущему лишь с тем отличием, что сигналы с позиционного датчика поступают непосредственно с магнитной головки, в результате чего исключается погрешность, присущая предыдущему устройству, Однако и данное устройство и ранее рассматриваемое имеют общий недостаток, состоящий в том, что при высоких скоростях движения в сигнале, отображающем скорость, появляются пульсации, обусловленные наличием ограниченной полосы пропускания канала сигнала скорости,Известно устройство, исключающее недостатки обоих ранее рассмотренных технических решений, которое состоит из шин входного сигнала от позиционного датчика, подключенных к группе дифференциаторов и фэзосдвигающих цепей, выходы дифференциаторов в прямом и инверсном виде подключены к схеме селекции, управляющие входы которой через компараторы напряжения подключены к выходам фазосдвигающих цепей, а выходом устройства является выход схемы селекции, последовательно соединенный с низкочастотными фильтрами. Устройство работает следующим обра 40 зом,Поступающие с позиционного датчика сигналы имеют треугольную форму, крутизна которой пропорциональна скорости движения, Сигналы с датчика, кроме того,имеют относительный сдвиг по фазе в 90,Дифференциаторы преобразуют крутизну входами схемы селекции, к управляющим позиционных сигналов в уровень напряже- входам которой через блок компараторов ния, который в прямом и инверсном виде подключены выходы фазосдвигающих цепоступает на схему селекции. пей, выход схемы селекции соединен с вхофазосдвигающие цепи обеспечивают 5 дом фильтра низкой частоты, введены шина, сдвиг входных сигналов до определенного отображающая местоположение головок в значения, при котором на высокой скорости защитной зоне, шина режима удержания на движения временный сдвиг дифференциа- заданной дорожке, шина управления испол- торов и инверторов (в силу ограниченной нительным двигателем, схема выборки и полосы пропускания) не станет равным друг 10 хранения и аналоговый ключ, причем шина другу, В этом случае пульсации сигнала в отображения местонахождения магнитных увеличенноммасштабеотсутствуют, Компа- головок в защитной зоне соединена с перрэторынапряженияформируютсериивход- вым входом схемы ИЛИ - НЕ, шина режима ных импульсов селектора для выделения удержания на заданной дорожке соединена соответствующей крутизнывходногосигна со вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход ла, которой подключен к управляющему входуСформированный селектором сигнал аналогового ключа, включенного в разрыв очищается низкочастотным фильтром, шины управления исполнительным двигатеРассмотренное устройство формирует лем и к уп равляющему входу схемывыборки выходной сигнал, свободный от ранее упо и хранения, включенной в разрыв выходной минавшихся недостатков, однако в опреде- шины устройства, соединенной с выходом ленных случаях формируемый сигнал не фильтра низкой частоты,отражает действительную скорость движе- На фиг.1 представлен формат располония. Для выяснения причин этого явления, жения сигналов на магнитном диске известрассмотрим форму сигналов, имеющих мес ных устройств; на фиг,2 - функциональная то в современных накопителях на магнит- схема предлагаемого устройства; на фиг,3 - ных дисках типа ВМ 3380-1;:1 ВМ 3380-И, временные диаграммы сигналов предлагаеМемогех 3650, 3652, ЕС 5063,01, ЕС 5065.01 мого устройства и устройства-прототипа. (фиг.1). На фиг.1,а изображены расположе- Устройство, представленное на фиг,2, ние дорожек различных типов вблизи до содержит входные шины позиционного сигрожки 000, а также позиционные сигналы, нала А и В, шину, отображающую местопосоответствующие чередованию различных ложение МГ в защитной зоне С, шину типов дорожек. Как видно из фиг.1, треу- режима удержания на заданной дорожке, гольный позиционный сигнал обеспечива- шину управления исполнительным двигатеется при чередовании типов дорожек АВ, 35 лем Е, дифференциэторы 1 и 2. фазосдвига- ВС,СО,ОА,АВ и т,д,; Чередование АВ; АВ; ющие цепи 3 и 4, схему селекции 5, блок АВ и т,д, несет информацию о том, что сле- компараторов 6, схему ИЛИ - НЕ 7, фильтр 8 дующая за дорожкой АВ дорожка ВС, обра- низкой частоты, схему 9 выборки и хранения зующая треугольный позиционный сигнал, и аналоговый ключ 1 О. Шины входного сиг-. является дорожкой 000, Однако наряду с 40 нала А и В подключены к дифференциатополезным признаком (ожидание дорожки рам 1 и 2 и фазосдвигэющим цепям 3 и 4;000) чередование АВ; АВ; АВ искажает прямые и инверсные выходыдифференциа.треугольный позиционный сигнал и приво- торов 1 и 2 соединены с входами схемы дит его к трапецеидальному виду, При диф- селекции 5, к управляющим входам которой ференцировании устройством-прототипом 45 через блок компараторов 6 подключены выверхнего основания трапеции, т.е, участка ходы фазосдвигающих цепей 3 и 4. Выход дискасчередованиемдорожекАВ,АВ ит.дсхемы селекции 5 через фильтр 8 низкой результатом будет являться нулевое значе- частоты подключен к входу схемы 9 выборки ние выходного напряжения при любой ско- и хранения, выход которой является выхорости движения, 50 дом устройства.Целью изобретения является повыше- Шина, отображающая местонахождение точности формирования сигнала скоро- ние МГ на защитной зоне С, соединена с сти и повышение надежности в работе всей первым входом схемы ИЛИ - НЕ 7, на второй следящей системы позиционирования в це- вход. которой подключена шина режима55 удержания на заданной дорожке. ВыходДля этого вустройство, содержащеедве схемы ИЛИ - НЕ 7 подключен к управляю- шины входного сигнала, каждая из которых щим входам схемы 9 выборки и хранения и подключена к дифференциатору и фазосд- аналогового ключа 10. который включен в вигающей цепи, прямые и инверсные выхо- разрыв цепи управления исполнительным ды дифференциаторов соединены с двигателем - шина Е,1793472 50 На фиг.З изображены временные диаграммы, характеризующие работу предлагаемого устройства, причем показаны для наглядности сигналы, имеющие место в демонстрационном режиме работы, т,к. в ре альном режиме работы движения после установки МГ на цилиндр 000 не существует. На фиг.З обозначены: а) входные сигналы А и В; Ь) сигналы с прямых выходов дифференциаторов; с) выход фильтра 8 низкой ча стоты; б) сигнал местоположения МГ в защитной зоне; е) сигнал режима удержания на заданной дорожке; т) выходной сигнал схемы ИЛИ - НЕ 7; д) выходной сигнал схемы 9 выборки и хранения, 15 Работа устройства заключается в следующем,Треугольный сигнал (фиг,З,а) поступает на вход дифференциаторов.1 и 2 и фазосд вигающих цепей 3 и 4 (фиг.2), Дифференциаторы 1 и 2 формируют прямой и инверсный сигнал (фиг.З,в), амплитуда которого пропорциональна крутизне треугольного входного сигнала, а следовательно, и скорости 25 перемещения магнитных головок. Селекция четырех типов сигналов с дифференциаторов 1 и 2 осуществляется схемой селекции 5 по сигналам с блока компараторов 6, на которые треугольный сигнал поступает с фа зосдвигающих цепей 3 и 4. Применение фазосдвигающих цепей 3 и 4 необходимо для компенсации фазового сдвига в дифференциаторах 1 и 2. Отфильтрованный фильтром 8 низкой частоты сигнал скорости через схе му 9 выборки и хранения поступает на выходную шину устройства. Одновременно аналоговый ключ 10 осуществляет беспрепятственный пропуск сигнала управления исполнительным двигателем. 40В режиме первоначальной установки на цилиндр 000 по шине С "Вход сигнала защитной зоны" поступает сигнал, соответствующий местонахождению магнитных головок в защитной зоне. 45Способы записи сигнала защитной зоны и, следовательно, декодирования могут быть различны. При выходе МГ из защитной Формула изобретения 55 Преобразователь сигнала скорости в запоминающем устройстве на магнитных дисках, содержащий две шины входного сигнала, каждая из которых подключена к зоны, т,е. при приближении к цилиндру 000, на выходе схемы ИЛИ - НЕ 7 устанавливается состояние "1", которое прерывает прохождение сигналов скорости в схеме 9 выборки и хранения, сохраняя предыдущее значение скорости. Аналоговый ключ 10 в этом случае прерывает управление исполнительным двигателем, разрешая движение МГ по инерции. Поскольку сопротивление движению на данном участке рабочего хода незначительно, то сохранение на схеме 9 выборки и хранения предыдущего значения скорости движения будет соответствовать истинному значению скорости, При подходе позиционирующего механизма к цилиндру 000 вырабатывается сигнал режима удержания на заданной дорожке, по которому на выходе схемы ИЛИ - НЕ 7 устанавливается состояние "0". Схема выборки и хранения 9 переходит в режим выборки, а аналоговый ключ 10 подключает управление к исполнительному двигателю,Конструктивное исполнение всех элементов устройства может быть следующее: дифференциатор может быть таким, как указано в книге В,Л,Шило "Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре" М; Советское радио, 1979, с.188-195,Фазосдвигающие цепи могут быть такими, как в устройстве-прототипе, Компараторы могут быть выполнены так, как указано в патенте-аналоге США М 3,811,091, Схема селекции может быть выполнена так, как выполнена отечественная интегральная схема КР 590 КНЗ, Фильтр низкой частоты может быть таким, как в устройстве-прототипе, Схему выборки и хранения можно выполнить на основе отечественной ИС типа КР 1100 СК 2, а аналоговый ключ любой из серий 284 КН 1, 590 КН 2 и т,д. Вновь введенные входные шины являются новыми только по отношению к предлагаемому устройству. В составе НМД зти шины известны и используются для других целей, Поэтому никаких дополнительных формирователей в составе НМД для выработки указанных сигналов не требуется,дифференциатору и фазосдвигающей цепи, прямые и инверсные выходы дифференциэторов соединены с входами схемы селекции, к управляющим входам которой через блок компарэторов подключены выходы фа1793472 10 Код зоны ОСО сд зон ором зосдвигэющих цепей, выход схемы селекции соединен с входом фильтра низкой частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности формирования, введены шина, отображающая местоположение магнитных головок в защитной зоне, шина режима удержания на заданной дорожке, шина управления исполнительным двигателем, схема выборки и хранения и аналоговый ключ, причем шина отображения местоположения магнитных головок в защитной зоне соединена с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, шина режима удержания на заданной дорожке соединена с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ, выход которой под ключен к управляющему входу аналоговогоключа, включенного в разрыв шины управления исполнительным двигателем, и к управляющему входу схемы выборки и хранения включенной в разрыв выходной 10 шины устройства, соединенной с выходомфильтра низкой частоты,,С)1 ва кпа тавитель А.Столярред М.Моргентал Редактор оаРектоР З,Салко Заказ 507 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5