DE2627002A1

DE2627002A1 - Schaltungsanordnung zur servoregelung der spurlage eines ueber einer aufzeichnungsspur eines bewegten magnetischen aufzeichnungstraegers gefuehrten magnetoresistiven lesekopfes

Info

Publication number: DE2627002A1
Application number: DE19762627002
Authority: DE
Inventors: David Hugh Martin
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-01-20
Also published as: JPS5429363B2; JPS522510A; GB1470735A; FR2315145A1; IT1064218B; FR2315145B1

Description

ka/se

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: UK 974 004

Schaltungsanordnung zur Servorege^ung der Spurlage eines über einer Aufzeichnungsspur eines bewegten magnetischen Aufzeichnungsträgers geführten magnetoresistiven Lesekopfes

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Servoregelung der Spurlage eines über einer Aufzeichnungsspur eines bewegten magnetischen Aufzeichnungsträgers geführten magnetoresistiven Lesekopfes, dessen Widerstandselement zwei End- und einen Mittelabgriff aufweist.

Es ist bekannt (US-PS 3 246 307), die Servoregelung der Spurlage eines auf die Aufzeichnungsspuren eines Magnetplattenspeichers einstellbaren Magnetkopfes dadurch zu regeln, daß die Fehlersignale, welche Abweichungen des Magnetkopfes von der Mitte der Aufzeichnungsspur anzeigen, direkt aus den an der Aufzeichnungsspur abgefühlten Datensignalen abgeleitet werden. Zu diesem Zweck wird eine Schaltungsanordnung verwendet, in welcher die Abfühlwicklung des Magnetkopfes zwei Endabgriffe und einen Mittelabgriff aufweist. Die beiden Wicklungsteile des Magnetkopfes bilden Zweige einer Brückenschaltung, an welcher einerseits über einen Datenkanal die an der Aufzeichnungsspur abgefühlten Datensignale und andererseits über einen Servokanal die aus der Aufzeichnungsspur abgefühlten Fehlersignale abgeleitet werden.

609883/1108

Die bekannte Schaltungsanordnung ermöglicht die Ableitung von Daten- und Fehlersignalen aus den Markierungen der Datenbits einer einzigen Aufzeichnungsspur. Es besteht jedoch der Nachteil, daß die Amplituden der Fehlersignale des Servosignals abhängig sind von der jeweiligen Abstandshöhe des über der Aufzeichnungsspur schwebenden Magnetkopfes, so daß die Fehlersignale, welche die Abweichungen des Magnetkopfes aus der Spurlage darstellen, nicht analog der Signalamplitude darstellbar sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Servoregelung der Spurlage eines über einer Aufzeichnungsspur eines bewegten magnetischen Aufzeichnungsträgers geführten magnetoresistiven Magnetkopfes so auszubilden, daß aus den Signalamplituden der Fehlersignale genaue Analogwerte für die Korrektur der Spurlage des Lesekopfes ableitbar sind.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Endabgriffe des Widerstandselementes des magnetoresistiven Lesekopfes mit zwei Eingängen eines ersten Differenzverstärkers und alle Abgriffe des Widerstandselementes mit drei Eingängen eines ein Summiernetzwerk enthaltenden zweiten Differenzverstärkers verbunden sind, deren Verstärkerausgänge jeweils über einen Verstärker variabler Verstärkung mit einer ersten und einer zweiten Multiplikationsschaltung verbunden sind, und daß der Ausgang der ersten MuItiplikationsschaltung über ein Tiefpaßfilter mit Steuereingängen der Verstärker variabler Verstärkung verbunden sind, und daß am Ausgang der zweiten Multiplikationsschaltung über ein Tiefpaßfilter eine Fehlersignal ableitbar ist.

Durch die beschriebene Schaltungsanordnung ist es möglich, die an einer Aufzeichnungsspur des Aufzeichnungsträgers abgefühlten Signalkomponenten als Signale konstanter Amplitudenhöhe sowohl über einen Datenkanal als auch über einen Servokanal für die Korrektor der Spurlage des Lesekopfes abzuleiten.

609883/110 8 UK 974 004

Die Erfindung wird anhand von Abbildungen näher erläutert.

Es Eigen:

Fig. 1 die Anordnung eines magnetoresistiven Lese

kopfes über einer Aufzeichnungsspur,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Ableitung von

Daten- und Servosignalen, aus den durch den magnetoresistiven Lesekopf abgefühlten Signalkomponenten j

Fig. 3 eine genauere Darstellung der in Fig. 2 dar

gestellten Schaltungsanordnung.

Der in Fig. 1 dargestellte magnetoresistive Lesekopf 10 ist in genauer Spurlage über der Mitte einer magnetischen Aufzeichnungsspur 12 eingestellt, die in einem Abstand S parallel zu einer magnetischen Aufzeichnungsspur 14 verläuft. Jede der Aufzeichnungsspuren 12 und 14 hat die Spurbreite t und der magnetoresistive Lesekopf hat die Spurbreite W. Die geometrischen Verhältnisse zwischen den Größen W, t und S zeigen ein optimales Nutz/Stör-Verhältnis der Leseamplituden, abhängig von den Toleranzen der Spurbreite und der Spurlage des durch Servoregelung positionierten Lesekopfes. Der magnetoresistive Lesekopf 10 besteht aus einem Widerstandselement mit den beiden Endabgriffen a und c und einem Mittelabgriff b. Der Lesekopf bewirkt die Abfühlung von binärcodierten Datensignalen, die in jeder Aufzeichnungsspur als aufeinanderfolgende Polaritätsumkehrungen der Magnetisierung dargestellt sind.

Zur Darstellung von FehlerSignalen, welche Abweichungen des Lesekopfes aus einer' bestimmten Spurlage der Aufzeichnungsspuren kennzeichnen, wäre es wünschenswert, ein Fehlersignal zu erhalten, dessen Signalamplitude vom jeweiligen Abstand

609883/1 108 UK 974 004

zwischen Aufzeichnungsspur und Lesekopf unabhängig ist. Dies könnte dadurch erreicht werden, daß die an den beiden Hälften des Widerstandselementes des Lesekopfes 10 abgeleiteten Signalkomponenten geteilt werden durch eine abgeleitete Signalkomponente. Dies würde eine Teilung bei einer Datenfrequenz von 10 bis 20 MHz erfordern, was beim vorliegenden Stand der Technik Schwierigkeiten bereitet. Die Schwierigkeit wird nach einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 dadurch überwunden, daß Datensignale hoher Frequenz multipliziert und anschließend durch Teilung mit der zweiten Potenz des Datensignals auf eine Teilung mit Signalkomponenten kleinerer Datenfrequenz zurückgeführt werden. Diese kleinere Signalfrequenz liegt über der Bandbreite der Servosignale, die für die Servoregelung der Spurlage des Lesekopfes benützt werden, indem die zweite Potenz des Datensignals für die Verstärkungsregelung eines Verstärkers benützt wird, der im Servoregelkreis angeordnet ist.

Die drei Ausgangsleitungen a, b und c des Lesekopfes 10 sind mit Eingängen von zwei Differenzverstärkern 16 und 18 verbunden, deren Ausgänge über Tiefpaßfilter 20 und 22 mit Eingängen von Verstärkern 24 und 26 veränderlicher Verstärkung verbunden sind.

Am Ausgang des Differenzverstärkers 16 wird ein den Eingangssignalen a¹ - c' der entsprechenden Eingangsleitungen a, c entsprechendes Datensignal D abgeleitet. Der Differenzverstärker 18 enthält zusätzlich ein Summiernetzwerk, dessen Ausgangssignal der Summierungsvorschrift a¹ - b' + c^f der Eingangssignalkomponenten entspricht, die an den Leitungen a, b und c zugeführt werden. Die Summierung der genannten Signalkomponenten ergibt das Servosignal DxF. Die beiden Verstärker 24 und 26 veränderlicher Verstärkung haben den gleichen Verstärkungsfaktor G, so daß sich am Ausgang des Verstärkers 24 der Wert GxD und am Ausgang des Verstärkers 26 der Wert GxDxF ergibt.

Das dem Wert GxD entsprechende Signal am Ausgang des Verstärkers 24 wird einerseits dem Datenausgangskanal 32 und den Eingängen

609883/ 1 108
UK 974 004

einer Multiplizierschaltung 28 zugeführt, an deren Ausgangs-

2 2

leitung der Ausdruck K=G χ D abgeleitet wird. Die Multiplizierschaltung 28 ist dazu bestimmt den Ausdruck K konstant zu halten. Das entsprechende Ausgangssignal wird über ein Tiefpaßfilter 30 an Steuereingänge der Verstärker 24 und 26 zurückgekoppelt.

Das am Ausgang des Verstärkers 26 erscheinenden Signal GxDxP wird über eine zweite Multiplizierschaltung 34 und ein Tiefpaßfilter 36 einem Fehlersignal-Ausgangskanal 38 zugeführt, an dem das Pehlersignal KxP ableitbar ist. Da der Ausdruck K konstant bleibt, ist das Pehlersignal F unabhängig von der Signalamplitude des abgefühlten Datensignals.

Es ist von erheblicher Bedeutung, daß die Multiplizierschaltungen

2 ?
28 und 30 den Ausdruck GxD konstanthalten. Dies bedeutet, daß das Verstärkungssignal dem Datensignal umgekehrt proportional ist. Diy Bandbreite der Servosignalfrequenz des Servoregelkreises sollte größer sein als die Bandbreite des Fehlersignals und sie sollte geringer sein als die Bandbreite des Datensignals von üblicherweise 300 kHz.Bei einem Magnetplattenspeicher soll die Bandbreite der Servosignalfrequenz 10 kHz und die Bandbreite der Datenfrequenz 10 MHz betragen.

Aus der in Pig. 3 gezeigten genaueren Darstellung der Schaltungsanordnung geht hervor, daß der Mittelabgriff der Leitung b des Lesekopfes 10 mit Erde und mit einem Eingang des Differenzverstärkers 18 verbunden ist. Ein Summiernetzwerk 11 liefert an den zweiten Eingang des Differenzverstärkers 18 ein Signal mit den Signalkomponenten a' + c¹ - b¹, das den Wert DP des Fehlersignals darstellt. Der Differenzverstärker 16 erzeugt ein Signal mit den Komponenten a' - c'_s welches den Wert D des Datensignal darstellt. Die Signale der beiden Verstärkerkanäle werden von den Ausgängen der Differenzverstärker 16 und 18 durch die Tiefpaßfilter 20 und 22 zu den Eingängen der Verstärker veränderlicher Verstärkung 24 und 26 übertragen, die gleiche

609883/1 108

UK 974 004

"Verstarkungscharakteristika aufweisen. Die Multiplizierschaltung 28 und das einen Verstärker enthaltende Tiefpaßfilter 30 sind genauer dargestellt. Die Multiplizierschaltung empfängt über zwei Eingangsleitungen jeweils einen Wert GxD des Datensignals vom Ausgang des Verstärkers veränderlicher Verstärkung 24 ₃ und

2 2
sie liefert den Wert G χ D eines Signals an den Eingang des Tiefpaßfilters 30, das annähernd eine Bandbreite von 300 kHz aufweist. Das Tiefpaßfilter enthält eine Schaltung 31 für Nullwert-Justierung. Die Multiplizierschaltung 3^ und das einen Verstärker enthalten de Tiefpaßfilter 36 sind ähnlich aufgebaut wie die Multiplizierschaltung 28 und das Tiefpaßfilter 30. Die Bandbreite des Tiefpaßfilters 36 beträgt jedoch 10 kHz.

608883/1 108
UK 974 004

Claims

PATENTANSPRUCH

Schaltungsanordnung zur Servoregelung der Spurlage eines über einer Aufzeichnungsspur eines bewegten magnetischen Aufzeichnungsträgers geführten magnetoresistiven Lesekopfes, dessen Widerstandselement zwei Endabgriffe und einen Mittelabgriff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endabgriffe (a, c) des Widerstandselementes des magnetischen Lesekopfes (10) mit zwei Eingängen eines ersten Differenzverstärkers (16) und alle Abgriffe des Widerstandselementes mit drei Eingängen eines ein Summiernetzwerk (11) enthaltenden zweiten Differenzverstärkers (18) verbunden sind, deren Verstärkerausgänge jeweils über einen Verstärker (24, 26) variabler Verstärkung mit einer ersten und einer zweiten Multiplikationsschaltung (28, 3¹O verbunden sind, und daß der Ausgang der ersten Multiplikationsschaltung über ein Tiefpaßfilter (30) mit Steuereingängen der Verstärker variabler Verstärkung verbunden sind, und daß am Ausgang der zweiten Multiplikationsschaltung (34) über ein Tiefpaßfilter (36) ein Fehlersignal ableitbar ist.

609883/1108
UK 974 004