Brevet FR2296905A1 — publié le 19760730

La présente invention concerne un servomécanisme de lecture de circuit d'acheminement et plus particulièrement les éléments spéciaux dans ledit servomécanisme pour compenser les erreurs introduites dans l'exactitude de la lecture du circuit d'acheminement par les conditions du mécanisme lui-m#me. De nombreux systèmes d'ordinateur pour le traitement des données utilisent des dispositifs auxiliaires de mémoire pour augmenter la quantité de mise en mémoire disponible dans la mémoire principale de l'ordinateur. Les données mises en mémoire dans la mémoire auxiliaire sont lues dans la mémoire principale quand cela est nécessaire, sont traitées par l'ordinateur et enregistrées dans le dispositif de mémoire auxiliaire quand l'opération est terminée. Le type le plus commun de dispositif de mémoire auxiliaire est l'enregistreur magnétique qui comprend le dispositif à disques magnétiques où les données sont mises en mémoire sur des pistes concentriques continues localisées sur les surfaces du disque. Un exemple d'un tel dispositif d'usage courant est le dispositif à disques d'accès direct IBM 3330 qui utilise un chargeur comprenant 10 disques, soit 20 faces de disques avec 411 pistes concentriques continues sur chacune des faces du disque. Les mécanismes et les circuits qui sont utilisés dans ce dispositif peuvent être examinés dans le document IBM Maintenance Library ID 3330301. Les données (l'information) implantées sur une piste particulière sur une face du disque sont lues en positionnant convenablement un transducteur (tête de lecture/écriture) directement sur la piste. Pour maintenir la tête dans la position convenable au-dessus de la piste de données, des servosystèmes de lecture de piste sont incorporés dans les dispositifs à disques. Ces systè- mes reçoivent leur information de positionnement de servosignaux incorporés au disque le long de la piste de données avec laquelle l'enregistrement doit être maintenu.Les systèmes ont utilisé normalement deux types de servodonnées, un signal produit d'un c#té de la piste de données avec un second signal produit de l'autre cté ; ces signaux étant combinés et/ou comparés dans des circuits appropriés pour déterminer toute erreur qui pourrait se présenter dans l'enregistrement de la ligne d'axe tête à piste. Les types de servosignaux diversement utilisés ont compris par exemple des transmissions de flux telles que les décrit les brevets de Santana et Mueller, une discrimination de phase telle que la décrit le brevet de Black et Sordello et des systèmes à double fréquence comme les décrit le brevet de Sordello. Les servosignaux ont été disposés d'une manière continue à travers toute l'étendue d'une servopiste continue et ils ont été disposés à des intervalles le long de cette piste. Les servosignaux ont été intercalés avec les données sur la piste de données ellemême et ils ont été placés sur des disques à deux couches directement en dessous de la piste de données. Quel que soit le type de servosystèmes utilisés et quelle que soit la configuration des servosignaux sur le disque se pose le problème que pendant une période de temps déterminée, le servomécanisme peut trouver une erreur dans l'enregistrement de la tête à la piste alors qu'il n'en existe effectivement pas par suite des différences complémentaires de tolérances dans les composants électroniques qui traitent les servosignaux, par suite de la dérive de température dans les composants électriques, dans le vieillissement des composants et dans toute condition similaire capable de causer une différence dans le traitement d'un signal par rapport au traitement d'un autre signal. C'est l'objet général de la présente invention de fournir un réseau de compensation tel que ces erreurs soient éliminées pratiquement. La présente invention comprend l'incorporation de données spéciales de compensation dans le support d'enregistrement ma gnétique le long des pistes à des intervalles périodiques de telle sorte que un servosystème de lecture de la piste détecte les états d'erreur à 1008 pour déplacer la tête vers l'axe (du tourne-disque) et détecter les états d'erreur à 100% pour déplacer la tête de nouveau en l'éloignant de l'axe et si ces deux valeurs étaient différentes, des dispositifs ont été prévus pour compenser les signaux et éliminer la différence. Tout ce qui précède ainsi que d'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront grâce à la description détaillée ci-après d'une forme de réalisation#préfé- rée de l'invention,à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en perspective d'une partie d'un disque magnétique à deux couches représenté en coupe - la Fig. 2 représente un mode de réalisation du circuit de lecture de la piste de la présente invention - la Fig. 3 représente le secteur de compensation enregistré sur le disque - la Fig. 4 comprenant les figures de 4A à 4F, représente d'une façon graphique les types de tensions obtenues grâce à l'emploi de la présente invention. Ladite invention peut être utilisée dans l'un quelconque des servosystèmes mentionnés précédemment :c'est-à-dire, fréquence multiple, discrimination de phase ou transmissions de flux magnétique. Etant donné que le type de système utilisé n'exige pas une forme de réalisation préférée de l'invention plutôt qu'une autre, pour illustrer cette invention le mode particulier de réalisation décrit ci-après est envisagé relativement à un système à double fréquence. La Fig. lrepresenteun segment d'un disque magnétique 17 dont la surface comprend des pistes de données 9 à 15 et dans une couche inférieure des servopistes 1 à 8. Une tête à transducteur pour capter les deux types de données et les servosignaux est représentée en 16 directement positionnée sur la piste de données 11 et à cheval sur les servopistes 3 et 4. Dans un tel dispositif, la tête 16 peut être maintenue dans une position d'enregistrement exact sur la piste de données 11 en équilibrant les signaux reçus des servopistes 3 et 4. Il faut comprendre que le disque représenté Fig. 1 sert simplement de cadre pour représenter l'environnement de l'invention et ne saurait en aucune façon en représenter une limitation.Par exemple, les servopistes pourraient être localisées sur un disque entièrement séparé et lus par une tête à transducteur également entièrement séparée ou bien la servopiste pourrait être implantée sur une portion différente du même disque. L'exigence fondamentale c'est que la tête de données soit maintenue en position d'enregistrement avec la piste de données grâce à l'action de deux servosignaux qui sont équilibrés dans un ensemble de circuits qui va être décrit maintenant. Dans la Fig. 2, la tête 16 qui capte les signaux de données et les deux servosignaux est représentée à l'aide de symboles électriques. Les signaux de la tête 16 entrent dans un pré-amplificateur 20 qui peut#, par exemple amplifier les signaux de valeur de l'ordre du millivolt à des valeurs entre 5 et 10 volts. Un amplificateur à gain variable 21 avec un circuit de réglage automatique d'amplification 22 assure la constance de l'enveloppante commune à tous les signaux pour l'entrée dans les circuits passe-bandes 23 et 24. Les-signaux traversent des filtres qui séparent les signaux de données et séparent également le premier servosignal du second servosignal. Le filtre 23 laissepasserseulement le servosignal S1 et le filtre 24 laisse passer seulement le servosignal S2.Des détecteurs de crête en 25 et 26 transforment l'amplitude maximale des signaux S1 et S2 en des valeurs correspondantes en courant continu qui sont alors comparées dans un comparateur 27 de façon à émettre un signal d'erreur de position en courant continu. Ce signal est amplifié et envoyé à un servomoteur de mise en action pour déplacer la servotête dans une direction ou dans l'autre suivant la polarité et la valeur du signal d'erreur de position. Si par contre l'on a prévu un réseau de discrimination de phase, le circuit resterait le même à l'exception du fait que les filtres passe-bandes seraient remplacés par des réseaux de discrimination de phase, de telle sorte que par exemple, un servosignal S1 qui est déphasé par rapport à un servosignal S2 pourrait en être séparé et analysé à part pour la comparaison. Si l'on avait choisi au contraire un circuit à transmission de flux magnétique pour l'illustration de l'invention, les filtres passe-bandes auraient été remplacés par des portes comme l'indique le brevet U.S.A. NO 3.691.543 de Mueller, mentionné ci-dessus. Le circuit resterait substantiellement le même avec la séparation du signal S1 du signal S2, la détection de crête, la comparaison et l'envoi dans un servomoteur de mise en action pour déplacer la tête en réponse à un signal d'erreur. Il est clair à l'examen de la Fig. 2 que de nombreux composants électroniques différents sont insérés dans le traitement des servosignaux provenant de la tête 16. Des erreurs complémentaires de tolérances ou des erreurs résultant de la dérive de température dans les composants, spécialement dans les filtres passe-bandes et dans les détecteurs de crêtes, peuvent provoquer la présence d'une sortie de signal d'erreur là où on en n'a pas besoin pour maintenir l'enregistrement tête/piste. Par conséquent, en équilibrant les servosignaux, la tête peut être déplacée en dehors de l'enregistrement exact de la piste.C'est pour remédier à cet état de chose, que l'amplificateur à gain variable 31 a été introduit dans le réseau du signal 82 de façon que si le signal S2 quand il est détecté à 100% en dehors de la valeur de piste, et qu'il est différent du signal S1, lui-même détecté à 100% en dehors de la valeur de piste, l'amplificateur à gain variable (VGA) 31 peut augmenter ou diminuer le signal S2 pour le ramener à une correspondance exacte avec le signal S1. L'amplificateur 31 est commandé par un circuit 30 de reglage automatique d'amplification (AGC) qui reçoit comme valeur de référence un signal provenant du circuit d'échantillon et de maintien 28 qui correspond à un signal S1 100% hors piste. Le circuit AGC 30 reçoit à titre de valeur asservie du circuit 29 d'échantillon et de maintien un signal qui correspond à la valeur S2 100% hors piste. Les deux signaux 100% hors piste sont comparés et s'ils sont différents, le signal S2 est réduit ou augmenté par le VGA 31 pour amener les valeurs à un réglage correcte. La Fig.3 représente le système grace auquel les valeurs 100% hors piste sont obtenues afin de commander le réseau de compensation dont nous venons de parler en nous reportant à la Fig. 2. Dans la Fig. 3, la tête à transducteur l6 est montrée en position pour lire les données sur la piste de données 11 qui est située sur la face du disque 17. Pour des raisons de clarté, la piste 11 de données est présentée comme s'arrêtant au rayon 41, mais elle peut effectivement continuer au-delà du secteur de compensation 40 dans un disque à deux couches commereprésentéà1aFi#iQue la piste de données soit terminée au rayon 41 ou non, dans la forme de réalisation represente les servopistes se terminent à ce rayon 41 ; l'intervalle 45 entre les rayons 41 et 42 ainsi que le secteur de compensation 40 entre les rayons 42 et 44 sont intercalés dans les servopistes, au moins un secteur par tour de disque. L'intervalle 45 peut être prévu ou non mais s'il l'est, il sert comme mécanisme de repérage pour alerter le système qu'un secteur de compensation s'approche et par ailleurs pour fournir l'information afin de situer la position de la piste relativement à la tête au point de vue angulaire de telle sorte que la position de rotation du disque puisse être vérifiée par le système. Quand la première moitié du secteur de compensation 40 tourne sous la tête 16, l'information enregistrée en provenance du secteur de compensation ne fournit qu'un seul signal S1. On y parvient facilement dans un système à double fréquence en enregistrant le signal S1 de telle façon que la transition (+ à - A+) se situe le long du même rayon dans les deux servopistes adjacentes qui fournissent des signaux par l'intermédiaire de la tête 16. Si nous nous reportons à la Fig. 1, dans la première moitié du secteur de compensation, la fréquence S1 est enregistrée à la fois dans les servopistes 3 et 4 (et toutes les servopistes).Dans la seconde moitié du secteur de compensation c'est seulement le servosignal S2 qui est enregistré avec des transmissions le long des mêmes rayons dans les servopistes 3 et 4 (et toutes les autres servopistes) de telle sorte que la tête capte seulement un signal S2. De cette fa çon, un signal correspondant à une situation 100% hors piste est noté sur le côté S1 dans la première moitié du secteur de compensation et sur le côté S2 dans la seconde moitié du secteur de compensation. Toujours en suivant la Fig. 1, le signal capté dans la pre mière moitié du secteur de compensation est le même que si la tête 16 avait dérivé hors de la ligne de centre de la piste de données 11 vers une position qui est directement au-dessus de la servopiste 3.D'une façon analogue, pendant la seconde moitié du secteur de compensation, le signal apparat comme si la tête 16 avait dérivé hors de la ligne de centre de la piste de données 11 jusqu'à être positionnée directement au-dessus de la servopiste 4. En revenant maintenant à la Fig. 2, on notera qu'un circuit de maintien 32 a été placé à la sortie du comparateur, de telle sorte que pendant la période de temps où la tête passe au-dessus du secteur de compensation la sortie du comparateur est mise hors service pour empêcher que les signaux 100% hors piste détectés dans le passage au-dessus du secteur de compensation ne fassent sauter la tête dans un type de lecture à errance. Noter également le circuit 33 qui a été prévu pour coopérer avec l'intervalle 45. Le circuit 33 laisse passer un signal seulement lorsque les deux signaux S1 et S2 sont absents comme par exemple lorsqu'ils sont dans l'intervalle 45.C'est ainsi qu'un signal d'horloge ou d'indexation est dérivé de l'intervalle 45 pour des calculs de position angulaire et aussi par. exemple pour alerter le circuit de maintien 32 et le circuit d'échantillon et de maintien 28 et 29 de l'approche du secteur de compensation. La largeur de la première moitié du secteur de compensation doit être suffisante pour permettrededévelopper la tension à une valeur stationnaire représentant une situation 100% hors piste et, bien entendu, la seconde moitié du secteur de compensation doit aussi être au moins de la même largeur suffisante et peut être plus large, si on le désire pouradapter la période de correction de 1' AGC. La Fig.4 représente un diagramme des divers signaux pendant le passage de la tête au-dessus du secteur de compensation. Sur la Fig. 4A la servotête 16 est montrée comme étant positionnée légèrement décalée par rapport au centre de telle sorte qu'elle est un petit peu plus sur la servopiste 3 que sur la servopiste 4. Les lignes de transition (+à-à+), que l'on montre sur les pistes 3 et 4 font apparaître que la servopiste 3 est enregistrée à une moitié de la fréquence de la servopiste 4. Effectivement les deux signaux peuvent être de valeurs différentes suffisamment distinctes pour faire fonctionner convenablement le système et ne devraient pas être totalement en relation entre eux.Pour la clarté de l'explication, cependant la direction du mouvement des pistes sous la tête transporte la tête 16 de l'aire des servodonnées 50 dans le secteur de compensation, dont la première moitié est indiquée comme une bande F1 51 et la seconde moitié est indiquée comme une bande F2 52. Par la suite la rotation du disque porte la tête hors du secteur de compensation dans la zone de servodonnées 53. L'intervalle 45 que l'on a montré Fig. 3 n'est pas represenS dans la Fig. 4. Noter que pendant la bande F1 51, la fréquence sur la servopiste 3 est également enregistrée sur la servopiste 4 comme l'indiquent les lignes de transition qui se présentent à une fréquence moitié de la fréquence normale sur la piste 4.Noter aussi que pendant la bande F2 52, la seconde moitié du secteur de compensation 50, la fréquence enregistrée sur la servopiste 4 est également enregistrée-sur la servopiste 3, comme l'indique le nombre doublé de lignes de transition sur la piste 3. La Fig. 4B montre la sinusoide S1 enregistrée sur la piste 3 et illustrant qu'elle est d'une amplitude 60. Quand la bande F1 51 est introduite, noter que le signal fait un saut de valeur un peu inférieur à deux fois le niveau de 60 comme indiqué sous l'indication 61. Cela est dt, bien sûr, au fait que le signal S1 est maintenant capté par deux servopistes. Un léger temps de retard est indiqué en arrivant à la valeur de l'état final stationnaire 61. Pendant la seconde moitié du secteur de compensation, bande F2 52 la sinusoïde S1 tombe à zéro. La Fig. 4F montre un graphique du signal sinusoidal S2 qui est enregistré sur la servopiste 4. Noter qu'il tombe à zéro pendant la première moitié du secteur de compensation et qu'il fait un saut jusqu'd une amplitude 63 plus grande que deux fois sa valeur normale 62 pendant la première partie de la seconde moitié du secteur de compensation. L'amplitude 60 serait évidemment détectée comme plus grande que l'amplitude 62 à la tête 16 à cause de son taux de statisme ; cependant, par suite d'une certaine différence dans la manipulation des deux signaux dans leur circuit de filtrage séparé, les amplitudes 60 et 62, -qui représentent la sortiedes circuits de filtrage sont égales.Par conséquent la représentation graphique de la Fig. 4 est pour une erreur d'un composant soit dans le filtre 23 soit dans le filtre 24 ou dans les deux. La Fig. 4C montre la valeur détectée de crête pour le signal S1 et la Fig. 4E montre la valeur détectée de crête pour le signal S2. La Fig. 4D donne la sortie du comparateur et illustre pendant la période de servodonnées 50, que la sortie du comparateur est zéro même si la servotête 16 n'est pas sur la piste ; cela veut dire qu'aucun signal d'erreur n'est produit, le signal S1 et le signal S2 étant en équilibre, même si la tête est décalée par rapport au centre. Cela veut dire aussi que même si le signal S1 détecté est plus grand que le signal S2 détecté, le comparateur présente une sortie à zéro.Ainsi pendant le traitement des signaux de compensation, la valeur détectée de crête 64 du signal S1 à 100% est détectée comme étant légèrement plus basse que la valeur détectée de crête 65 du signal S2. Le circuit de réglage automatique d'amplification fournit alors une correction en diminuant le niveau du signal S2 à 100% à une amplitude 66 de façon à l'apporter dans une correspondance exacte avec l'amplitude du signal S1 à 100%. 2uand la tête passe dans la zone servodonnées 53 et revient à à sa servo-opération normale, la sortie du comparateur 67 est admise à passer dans le servomoteur de commande après qu'elle ait atteint une valeur stationnaire. Comme le montre la Fig. 4D, cette valeur stationnaire 67 sera un signal d'erreur grossièrement correspondant à la quantité de corrections de AGC. Le signal d'erreur provoque le déplacement de la servotête qui revient dans une position d'enregistrement exacte de la piste de données, et à ce point le signal d'erreur est éliminé, puisque lorsque la tête se déplace, le signal S1 détecté diminue en valeur comme le montre la fig. 4C et se déplace pour atteindre exactement la valeur que prend le signal S2 sur la Fig. 4E. Ainsi la sortie du comparateur sur la Fig. 4D tombe à zéro dès que la tête se déplace pour reprendre une position correcte. La présente invention a été spécialement représentée 6 décrite par référence à une forme de réalisation préférée, mais il est clair pour tout homme de l'art que tout ce qui précède et d'autres changements dans la forme et les détails peuvent être apportés sans pour cela sortir de l'esprit et du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Système pour suivre une piste prédéterminée, ledit système obtenant un premier signal de lecture d'une première servcepiste se trouvant d'un coté de ladite piste prédéterminée et un second signal de lecture ponant d'une seconde servo-piste de l'autre coté de ladite piste, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour prpduire une situation à 100% hors piste, lesdits rroyens comprenant:: une première portion contenant ledit premier signal sur les deux dites serropistes, ladite portion étant irrplantée sur lesdites servir pistes de telle sorte que ledit premier signal se trouve dérivé de chacune desdites servo-pistes pendant une première période de temps commune pour engendrer une situation de 100% hors piste, une seconde portion qui contient ledit second signal sur lesdites servo-pistes, ladite seconde portion étant implantée sur lesdites servopistes de telle sorte que ledit second signal est dérivé de chacune desdites servo-pistes pendant une seconde période de temps commune pour engendrer une seconde situation à 100% hors piste différente. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour owarer lesdits deux signaux à 100% hors piste et des moyens pour ajuster lesdits signaux hors piste à 100% de telle façon qu'ils s'équilibrent réciproquement. 3.- Dispositif à disques d'enregistrement magnétique contenant des pistes concentriques d'informations enregistrées sur la faoe des disques et des têtes à transducteur pour lire et écrire ladite information, un système pour maintenir l'exactitude de la lecture de la piste d'une tête à transducteur, dans lequel servez un secteur spécial d'informations enregistrées est placé au moins dans une desdites pistes desdits disques, caractérisé en ce que ledit secteur spécial comprend deux parties dans lesquelles:: une première portion contient un premier seero-signal sur des pistes adjacentes, ladite première portion oa~nençant sur un premier rayon de chaque piste adjacente et se serinant sur un second racoon de chaque piste adjacente, une seconde portion contenant un second servo-signal sur lesdites pistes adjacentes, ledit second servo-signal étant différent dudit premier servo-signal, ladite seconde portion camrrslçant à un troisième rayon sur chacune desdites pistes adjacentes et se terminant sur un quatrième rayon sur chacune desdites pistes adjacentes, de telle sorte que ledit servo-système peut être testé pour vérifier des situations de 100% hors piste, et lesdites conditions peuvent être rendues égales pour compenser des erreurs étrangères à l'opération proprement dite. 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il awrend en outre des moyens pour catparer lesdits deux signaux hors piste à 100% et des moyens pour ajuster lesdits deux signaux hors piste à 100% de façon qu'ils s 'équilibrent réciproquement. 5.- Système pour suivre une piste, caractérisé en ce qu'il oiworte: des moyens pour la production d'un premier signal pour se déplacer vers ladite piste en partant d'une première direction, des moyens pour produire un second signal pour se déplacer vers ladite piste en partant d'une seconde direction, des moyens de comparaison pour comparer le premier et le second signal afin de produire un signal d'erreur de position si les deux signaux carrares ne sont pas en équilibre, des moyens pour suspendre l'opération dudit carparateur et pour engendrer un premier signal hors piste à 100% et un second signal hors piste à 100%, des moyens pour comparer lesdits signaux hors piste à 100% et des moyens pour ajuster l'un desdits signaux hors piste a 100% de façon à les remettre en équilibre.