Brevet FR2653260A1 — publié le 19910419

La présente invention concerne un procédé de positionnement d'une tête magnétique sur une piste de données portée par un support magnétique. La tendance actuelle dans le domaine de l'enregistrement magnétique est à l'emmagasinage de données en quantités de plus en plus grandes sur des supports tels que des disques, des bandes ou des cartes magnétiques. Cette tendance implique la nécessité d'avoir des pistes de plus en plus étroites et de plus en plus proches les unes des autres. Ainsi, certaines cartes magnétiques dont la densité d'information peut atteindre 70 kbits/cm2 comportent un nombre de pistes de l'ordre de 150 pour une largeur de 54 mm, soit une largeur de pistes de l'ordre de 100 pm. Cette largeur minime des pistes entraîne des difficultés pour positionner correctement une tête magnétique sur de telles pistes dans la zône de la piste où le rapport signal/bruit obtenu est le meilleur. Dans la technique, il est connu d'enregistrer des signaux de contrôle pour le positionnement et le suivi de pistes sur un support d'enregistrement magnétique afin de positionner correctement la tête en début de piste et d'éviter les écarts de la tête magnétique par rapport à une piste pendant la lecture d'informations enregistrées sur le support. On trouve de tels enseignements dans le brevet US 3 474 432, par exemple, qui suggère l'utilisation de diverses fréquences préenregistrées dans des pistes respectives, les signaux étant combinés de telle sorte que des signaux d'erreur de positionnement de la tête soient générés en réponse à un écart de la tête par rapport à la piste. De la même façon, le brevet US 4 258 398 décrit l'utilisation de deux pistes préenregistrées porteuses de signaux pour le positionnement et l'orientation de la tête dans une configuration multi-pistes. De même, le brevet US 4 611 249 décrit l'utilisation d'une piste de contrôle très étroite. Une telle piste de contrôle est enregistrée dans le sens de la largeur par rapport aux données qui, elles, sont enregistrées dans une piste d'informations adjacente. Une tête sensible au flux peut être utilisée pour lire la piste de contrôle, de manière à détecter, avec une grande sensibilité, les directions de flux polarisées de chaque côté du centre de la piste de contrôle. Ces directions de flux sont transformées en signaux de correction correspondants pour corriger le positionnement relatif entre la tête et le support, permettant ainsi à la tête sensible au flux, de suivre le centre de la piste de contrôle. Ces techniques sont relatives au suivi des pistes dans le sens de leur longueur mais la position transversale de l'entrefer de la tête de lecture des données par rapport à la piste dépend des tolérances mécaniques du montage des têtes de lecture des données et des têtes de suivi de piste. Dans ces techniques, la précision obtenue est relativement bonne ; cependant, pour obtenir une telle précision, il est nécessaire d'utiliser des systèmes de détection et des circuits logiques très complexes qui augmentent d'une façon sensible le coût et la complexité de ces systèmes. De plus, ces techniques qui nécessitent l'utilisation d'une ou plusieurs pistes de contrôle impliquent une perte de place sur le support. Enfin, en raison du fait que, dans ces techniques, la tête générant les signaux de contrôle est solidaire de la tête de lecture des signaux de données, on observe quelques déficiences dans le positionnement lorsque le pas entre les pistes de données n'est pas exactement le même sur toute la largeur du support. Selon d'autres techniques connues, on sait également positionner une tête magnétique à l'endroit de la piste où le signal est maximum. Pour cela, on effectue un grand nombre d'aller-retour sur la piste jusqu'à ce que l'on ait obtenu le signal d'amplitude maximale. Des algorithmes très complexes d'optimisation linéaire, tels que l'algorithme de FIBONACCI, ont été utilisés mais ils présentent l'inconvénient, d'une part, d'être "gourmands" en taille mémoire (calcul matriciel) et, d'autre part, de ne pas converger rapidement et donc de ne pas permettre un positionnement rapide de la tête à l'endroit voulu de la piste. Aussi, est-ce un objet de la présente invention que de pouvoir détecter le centre d'une piste magnétique afin de pouvoir positionner rapidement une tête magnétique sur la partie de la piste où le niveau de signal est le meilleur. D'autres objets de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aussi l'invention concerne-t-elle un procédé de positionnement d'une tête magnétique sur la partie d'une piste où le signal enregistré est maximum, ledit procédé étant caractérisé en ce que la position de niveau de signal maximum est obtenue en assimilant la courbe représentant le niveau de signal moyen relevé en fonction de la position de la tête magnétique sur la largeur de la piste, à une forme géométrique symétrique simple dont on détermine une équation des portions de droites la définissant. Il est bien connu dans la technique que la dimension transversale de l'entrefer d'une tête magnétique d'enregistrement détermine la largeur de la piste enregistrée. Il est aussi connu qu'une tête magnétique peut être utilisée soit pour enregistrer des informations sur une piste magnétique soit pour lire ces informations. L'invention a été réalisée avec un dispositif utilisant une tête magnétique unique pour enregistrer ou lire les informations ; le support magnétique étant une carte recouverte d'une couche magnétique. Dans un premier temps on a utilisé le dispositif avec une tête magnétique à entrefer unique ; d'autres essais ont été réalisés avec des têtes à double entrefer, l'un servant à l'enregistrement, l'autre à la lecture. Lors de ces derniers essais on a utilisé des entrefers de lecture ayant une largeur inférieure à la largeur de l'entrefer ayant servi à l'enregistrement. Pour la suite de la description lorsqu'on utilise les termes "têtes à entrefer unique", il faut comprendre que l'enregistrement des données sur les pistes aura été réalisé avec une tête magnétique dont la largeur de l'entrefer, transversalement à la piste, est égale à la largeur de l'entrefer de la tête magnétique servant à la lecture. Lorsqu'on utilise les termes "tête ayant deux entrefers", ou toute expression analogue, il faut comprendre que les pistes de données sont enregistrées avec une tête magnétique dont l'entrefer présente une première dimension transversale et sont lues avec une tête de lecture dont l'entrefer présente une seconde dimension transversale plus petite. Toutefois, on remarquera que si la tête d'écriture est plus étroite que la tête de lecture la courbe représentative du niveau de signal en fonction de la position transversale de la tête par rapport à la piste présente une forme analogue à celle de l'autre cas mais le centrage de la tête par rapport à la piste devient crucial pour la tête de lecture. Dans la description qui suit, il sera fait référence aux dessins dans lesquels - la Fig. 1 représente de façon schématique le niveau de signal obtenu en fonction de la position de la tête magnétique sur la largeur de la piste, dans le cas d'une tête à entrefer unique - la Fig. 2 représente de façon schématique le niveau de signal obtenu en fonction de la position de la tête magnétique sur la largeur de la piste, dans le cas d'une tête ayant deux entrefers ; - la Fig. 3 représente un exemple possible d'algorithme pour le calcul du positionnement d'une tête magnétique à entrefer unique - la Fig. 4 représente un exemple possible d'algorithme pour le calcul du positionnement d'une tête magnétique ayant deux entrefers. - la Fig. 5 représente un second exemple d'algorithme pour le calcul du positionnement d'une tête magnétique ayant deux entrefers. Le procédé qui va être décrit plus en détail dans la description qui suit peut s'appliquer aussi bien pour le positionnement d'une tête magnétique à un seul entrefer que pour une tête magnétique à deux entrefers. Dans le premier cas, on a un entrefer unique pour la lecture et l'écriture des informations. Dans le second cas la tête magnétique comporte un entrefer pour la lecture et un second pour l'écriture des informations. La Fig. 1 à laquelle on fait maintenant référence, illustre la forme du signal obtenu en utilisant une tête magnétique à entrefer unique, l'axe des abscisses représentant la position de la tête magnétique sur la largeur de la piste, l'axe des ordonnées représentant le niveau du signal obtenu. La courbe obtenue montre que le niveau de signal passe par un maximum, correspondant à la position (C1) sur la piste et peut être assimilée à une dent de scie. De part et d'autre de ce point maximal, le signal décroit progressivement vers zéro. Ce niveau de signal décroit d'une manière régulière de sorte que les portions de courbe, de part et d'autre du point (Cl) peuvent être globalement assimilées à deux portions de droites.Il en résulte que la position du point (CI) correspondant à l'amplitude maximale du niveau de signal pourra être déterminée en calculant le point d'intersection des deux portions de droite dont on aura préalablement déterminé les équations. Dans un mode de réalisation possible, la largeur de l'entrefer est de l'ordre de 100 pm. La Fig. 2 à laquelle, il est maintenant fait référence, illustre la forme du signal obtenu en utilisant une tête magnétique comprenant deux entrefers, l'axe des abscisses représentant la position de la tête magnétique sur la largeur de la piste, l'axe des ordonnées représentant le niveau de signal obtenu. Dans le mode de réalisation mettant en oeuvre une tête magnétique à deux entrefers, la largeur de l'entrefer de lecture est inférieure à celle de l'entrefer d'écriture. Ainsi, dans un mode de réalisation possible, on écrit sur une largeur de 200 pm et on lit sur une largeur de 100 pm. La courbe obtenue, montre cette fois que le niveau de signal passe par un palier de niveau de signal maximal délimité par les points bl et b2, ladite courbe pouvant être assimilée à un trapèze. La largeur du palier correspond à la différence de largeur entre l'entrefer de lecture et l'entrefer d'écriture, soit dans le cas représenté, 100 pria. De part et d'autre de ce palier, le niveau de signal décroit d'une manière régulière, de sorte que les portions de courbe de part et d'autre de l'intervalle [ b1, b2 J peuvent être globalement assimilées à deux portions de droite, la portion entre bl et b2 pouvant être assimilée à une droite parallèle à l'axe des abscisses. Le point à rechercher pour le positionnement correct de la tête sur la piste correspond au centre (C2) du palier. Pour cela on est amené à calculer la position des points b et b2 qui délimitent les extrémités du palier.Ces points seront calculés en déterminant les intersections des portions de droites situées de part et d'autre du palier [ bl, b21 avec la portion de droite définie par [ bl, b2 ] . La Fig. 3 à laquelle on fait maintenant référence représente un exemple possible d'algorithme pouvant être utilisé pour la détermination du point C1 dans le cas d'une tête magnétique à entrefer unique. Partant d'une position (XO) supposée être au centre de la piste, on définit un premier niveau de signal moyen (VO) que l'on calcule d'une manière décrite plus en détail par la suite. A partir de cette position on mesure l'amplitude moyenne du signal correspondant à deux autres points (X1, V1 ; X2, V2) situés de part et d'autre de ce premier point. pans un mode de réalisation, les distances #Xv, X I et [ XO' XPI sont de l'ordre de 1/5 de la largeur de l'entrefer. On compare alors les trois niveaux de signaux obtenus.Dans le cas où V o est l'amplitude la plus grande et dans la mesure où l'écart entre V et V2 ne dépasse pas une valeur de dispersion donnée (correspondant à la précision souhaitée et qui peut être de l'ordre de 2 à 5 pm) on considère que XO correspond à (C1) et que la tête magnétique est correctement positionnée. Dans les autres cas, c'est-à-dire lorsque X correspond à un point o positionné d'un côté ou de l'autre de (C1), on détermine l'équation de la portion de droite correspondante, puis on déplace la tête magnétique de façon à se situer sur l'autre partie de la courbe pour laquelle on détermine une équation de la droite correspondante.Pour cela, on détermine le niveau de signal de deux positions transversales supplémentaires dont l'une au moins correspond, dans un mode de réalisation particulier, à un décalage de la tête d'une quantité supérieure à la moitié de la largeur de la piste. On calcule alors le point d'intersection des deux portions de droite obtenues, permettant ainsi d'obtenir la position idéale pour la tête magnétique. La Fig. 4 à laquelle on fait maintenant référence représente un exemple possible d'algorithme pouvant être utilisé pour la détermination du point (C2) dans le cas d'une tête magnétique comportant deux entrefers. Partant d'une position (XO) supposée être au centre de la piste, on définit un premier niveau de signal moyen (VO) que l'on calcule d'une manière décrite plus en détail par la suite. A partir de cette position moyenne, on mesure l'amplitude moyenne du signal correspondant à deux autres points (X1, V1 ; X2, V2) situés de part et d'autre de ce premier point.Dans un mode de réalisation possible ces deux autres points sont choisis de sorte que la distance les séparant soit égale à la différence de largeur entre l'entrefer de lecture et l'entrefer d'écriture. (Dans notre exemple, EX X1 = 50 pin Ex x 1 = 50 pin). Ainsi, dans le cas où l'écart entre les valeurs V01 V1 et V ne dépasse pas une valeur de 2 dispersion donnée (correspondant à la précision souhaitée), on considère que XO correspond à (C2) et que la tête magnétique est correctement positionnée (puisque les trois valeurs sont situées sur le palier). Dans les autres cas, suivant que l'on se trouve dans la partie (I) ou dans la partie (II) de la courbe, on détermine la position du point bl ou du point b2. Pour cela on décale la tête dans un sens ou dans l'autre de façon à avoir au plus un point supplémentaire, permettant ainsi de déterminer l'équation de la portion de droite correspondant à la partie (1) ou à la partie (2) de la courbe. Après avoir déterminé (bl) ou (b2), il suffit respectivement d'ajouter ou de soustraire une grandeur égale à la demi largeur du palier pour obtenir la position du point (C2). La Fig. 5 à laquelle il est maintenant fait référence représente un second exemple d'algorithme pour le calcul du positionnement d'une tête magnétique à deux entrefers. Le calcul est basé sur le fait que la dimension pendant laquelle la courbe représentative du niveau de signal décroit est égale à la largeur de l'entrefer de la tête de lecture. Dans cet exemple, seules trois mesures de niveaux sont nécessaires pour obtenir le bon positionnement, V représentant le niveau de signal obtenu sur le palier. Dans cet exemple également, on calcule, selon la valeur relative des trois niveaux de signaux, la position de l'un des deux points délimitant le palier [ b1, b2J, puis on ajoute ou on retranche à cette position une valeur correspondant à la demi-largeur du palier cob , b2 ] . Chaque niveau de signal que l'on prend en compte pour chaque nouvelle position de la piste correspond en réalité au niveau moyen du signal sur toute la longueur de la piste pour une position donnée de la tête magnétique. Pour cela, à chaque nouvelle position de la tête, celle-ci effectue un parcours sur toute la longueur de la piste. On relève alors le niveau de signal enregistré en différents endroits de la piste (par exemple 7 ou 8 mesures). Un microprocesseur calcule la valeur moyenne du niveau obtenu et cette valeur moyenne est ensuite utilisée par le microprocesseur dans les algorithmes de positionnement qui ont été décrits précédemment. Il est évident que les algorithmes représentés en Fig. 3, 4 et 5 ne sont cités qu'à titre d'exemple. D'autres calculs similaires permettraient également d'obtenir le positionnement désiré. REVENDICATIONS 1 - Procédé de positionnement d'une tête magnétique sur la partie d'une piste où le niveau de signal est maximum caractérisé en ce que la position du niveau de signal maximum est obtenue en assimilant la courbe représentant le niveau de signal moyen relevé en fonction de la position de la tête magnétique sur la largeur de la piste, à une forme géométrique simple, symétrique dont on détermine une équation des portions de droites la définissant. 2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel la forme géométrique est un trapèze dont la petite base correspond à la différence de largeur entre l'entrefer de lecture et l'entrefer d'écriture. 3 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel la forme géométrique est une dent de scie. 4 - Procédé de positionnement selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on détermine les niveaux de signaux en trois positions transversales distinctes et, en cas de positionnement initial incorrect de la tête, déterminé par comparaison des trois niveaux respectifs obtenus, on mesure le niveau des signaux en deux positions transversales supplémentaires de façon à déterminer une équation de deux portions de droites formant la dent de scie, la position du niveau de signal maximum correspondant à la position du point d'intersection des deux portions de droites. 5 - Procédé de positionnement selon la revendication 4 caractérisé en ce que la distance entre deux positions adjacentes correspondant aux trois premières positions est de l'ordre de 1/5 de la largeur de l'entrefer d'écriture. 6 - Procédé de positionnement selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'une au moins des deux positions supplémentaires correspond à un déplacement transversal de la tête d'une quantité supérieure à la moitié de la largeur de l'entrefer d'écriture. 7 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on détermine les niveaux de signaux en trois positions transversales distinctes et, en cas de positionnement initial incorrect de la tête, déterminé par comparaison des trois niveaux respectifs obtenus, on mesure le niveau de signal d'au plus une position supplémentaire afin de calculer la position de l'un ou l'autre des deux points définissant les extrémités de la petite base du trapèze, la position recherchée étant obtenue en ajoutant ou en retranchant à la position de l'un ou l'autre de ces deux dits points une valeur égale à la moitié de la différence de largeur entre l'entrefer de lecture et l'entrefer d'écriture. 8 - Procédé de positionnement selon la revendication 7 caractérisé en ce que la distance entre deux positions adjacentes correspondant aux trois premières positions est de l'ordre de la moitié de la différence de largeur entre l'entrefer de lecture et l'entrefer d'écriture. 9 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on détermine les niveaux de signaux en trois positions transversales distinctes et, en cas de positionnement initial incorrect de la tête, déterminé par comparaison des trois niveaux respectifs obtenus, on calcule la position de l'un ou l'autre des deux points définissant les extrémités de la petite base du trapèze, la position recherchée étant obtenue en ajoutant ou en retranchant à la position de l'un ou l'autre de ces deux dits points une valeur égale à la moitié de la différence de largeur entre l'entrefer de lecture et l'entrefer d'écriture.