JPH05307846A - サーボ装置 - Google Patents

サーボ装置

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JPH05307846A
JPH05307846A JP13794592A JP13794592A JPH05307846A JP H05307846 A JPH05307846 A JP H05307846A JP 13794592 A JP13794592 A JP 13794592A JP 13794592 A JP13794592 A JP 13794592A JP H05307846 A JPH05307846 A JP H05307846A
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JP13794592A
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Inventor
Takehiko Saito
武比古 齋藤
Norio Nishida
紀夫 西田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、サーボ装置において、複数のサーボ
ループについて高速に演算処理を実行して精度の高いサ
ーボ制御を実現する。 【構成】複数の被制御手段からの制御応答信号をアナロ
グデイジタル変換手段で制御応答データに変換し、デイ
ジタル信号処理手段でこの制御応答データを時分割で取
り込むと共に、この制御応答データに基づいて時分割で
制御命令データを作成し、これをデイジタルアナログ変
換手段で制御命令信号に変換し、複数の被制御手段を時
分割で制御して各被制御手段毎にサーボループを形成す
るようにしたことにより、簡易な構成で複数の被制御手
段についてのサーボ制御し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図8及び図9) 発明が解決しようとする課題(図8及び図9) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図1) 実施例(図1〜図8) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明はサーボ装置に関し、例え
ば磁気デイスク装置において磁気デイスクの回転制御及
び磁気ヘツドの位置決め制御を行うものに適用して好適
なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、磁気デイスク装置に用いられるサ
ーボ装置としては、磁気デイスクを回転させるスピンド
ルモータを制御するスピンドルサーボと、磁気ヘツドが
取り付けられたヘツドアームを駆動するボイスコイルモ
ータ(VCM(Voice coil motor))を制御するVCM
サーボの2通りがある。
【0004】この磁気デイスク装置におけるスピンドル
サーボは、周波数発電機(FG)パルスを用いたFGサ
ーボ方式で、サンプリング毎に基準時間とサンプリング
時間間隔の差を駆動増幅回路にフイードバツクする。
【0005】またヘツドアームのVCMサーボは、シー
クモードとトラツク追従モードの2つのモードがある。
シークモードはヘツドアームを現在位置しているトラツ
クから所定のトラツクへ移動するモードである。
【0006】実際上図8(A)に示すように、磁気デイ
スクの記録トラツクTRは、サーボ信号が記録されたサ
ーボパターン領域SPTと、データが記録されたデータ
領域DATA領域からなり、サーボパターン領域SPT
及び続くデータ領域DATAによつて1セクタ分の記録
領域が形成されている。
【0007】サーボパターン領域SPTに記録されるサ
ーボ信号は、図8(B)に示すように、各記録トラツク
TRに共通に記録されサーボパターン領域SPTの先頭
を表すサーボヘツダSHと、各記録トラツク毎のアドレ
スNが記録されたコースCSと、フアイン情報FNから
構成されている。
【0008】このフアイン情報FNは隣接する記録トラ
ツクTRのトラツク中心TP間にオフセツトして、2種
類のバースト信号A及びBが交互に記録されている。サ
ーボ装置は期間T1 の間このサーボパターン領域SPT
に記録されたコースCS及びフアイン情報FNを読み取
り、次の期間T2 の間まず目標トラツクTRとコースC
Sに基づいて得られる現在のトラツクアドレスNの差に
よつてシーク残り距離を求める。
【0009】続いて速度プロフアイルから目標速度を求
めると共に、1サンプル前のトラツクアドレスNと現在
のトラツクアドレスNの差分から現在のシーク速度を求
め、このシーク速度と速度プロフアイルから得られた目
標速度との差を誤差信号として出力する。
【0010】一方図9に示すように、トラツク追従モー
ドを実現するサーボ装置1においては、磁気デイスク2
を磁気ヘツド3で再生して得られる再生信号S1が位置
検出回路4に入力され、ここで期間T1 の間再生信号S
1に含まれるコースCS中のトラツクアドレスN及びフ
アイン情報FNを読み取り、現在のトラツクアドレスN
を減算回路5に送出する。
【0011】この減算回路5は続く期間T2 の間、目標
のトラツクアドレスNXと現在のトラツクアドレスNの
差分を演算し、この誤差信号S2を位相補償回路6、増
幅回路7を通じて磁気ヘツド3が搭載されたヘツドアー
ム8を駆動するVCM9に供給し、これにより記録トラ
ツクTRを追従し得るようになされている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
磁気デイスク装置として、セクタサーボ方式のハードデ
イスク装置で例えば回転数を3600〔rpm 〕としセクタ数
を66とした場合には、サーボ周期Tが250 〔μs 〕で、
サンプリング周波数は約4〔KHz〕になり、実際上この
期間の間にデータを取り込むと共に、所定の演算や処理
を実行する必要がある。
【0013】ところがかかる構成の磁気デイスク装置の
サーボ装置1を、例えば16ビツトの中央処理ユニツト
(CPU)を用いて構成しようとすると、T1 及びT2
の期間に200 〔μs 〕の処理時間が必要とされ、結果を
出力するために要する時間が長く、このため誤差が残る
問題があり精度の高いサーボ制御が実用上困難であつ
た。
【0014】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、複数のサーボループについて高速に演算処理を実行
して精度の高いサーボ制御を実現し得るサーボ装置を提
案しようとするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第1の発明においては、第1及び第2の被制御手段か
ら入力される第1及び第2の制御応答データCS及びF
Nを時分割で取り込み、その第1及び第2の制御応答デ
ータCS及びFNに基づいて、時分割で第1及び第2の
制御命令データSDT2及びSDT1を作成し送出する
デイジタル信号処理手段25と、第1及び第2の制御命
令データSDT2及びSDT1をアナログ信号でなる第
1及び第2の制御命令信号SB2及びSB1に変換し、
第1及び第2の被制御手段28及び9に送出する第1及
び第2のデイジタルアナログ変換手段30及び29と、
第1及び第2の被制御手段28及び9から第1及び第2
の制御命令信号SB2及びSB1による制御結果として
得られる第1及び第2の制御応答信号S1をデイジタル
データでなる第1及び第2の制御応答データCS及びF
Nに変換する第1及び第2アナログデイジタル変換手段
16及び24とを設け、第1及び第2の被制御手段28
及び9を各々時分割で制御するサーボループを形成する
ようにした。
【0016】また第2の発明においては、デイジタル信
号処理手段25、第1及び第2のデイジタルアナログ変
換手段29及び30、第1及び第2のアナログデイジタ
ル変換手段16及び24並びにデイジタル信号処理手段
25を動作させる周辺回路20、26、27を、同一集
積回路上に配置するようにした。
【0017】さらに第3の発明においては、第1の被制
御手段28をデイスク状記録媒体2を回転駆動する回転
駆動手段とし、第2の制御手段9をデイスク状記録媒体
2の記録トラツクTRに記録及び又は再生ヘツド3を位
置決めするヘツド駆動手段とした。
【0018】さらにまた第4の発明においては、デイス
ク状記録媒体2の記録トラツクTRに、円周上の複数の
位置を表す位置情報CS及び記録トラツクずれを検出す
るためのトラツクずれ情報FNを記録し、その記録トラ
ツクTRを記録及び又は再生ヘツド3で再生して得られ
る再生信号S1を、第1及び第2の制御応答信号として
取り込み、再生信号S1中の位置情報CSのタイミング
SYNCに基づいて、回転駆動手段28を制御する第1
の制御命令データSDT2を発生すると共に、再生信号
S1中の位置情報CS及びトラツクずれ情報FNに応じ
て、ヘツド駆動手段9を制御する第2の制御命令データ
SDT1を発生するようにした。
【0019】
【作用】複数の被制御手段28及び9からの制御応答信
号S1を第1及び第2アナログデイジタル変換手段16
及び24でデイジタルデータでなる制御応答データCS
及びFNに変換し、デイジタル信号処理手段25でこの
制御応答データCS及びFNを時分割で取り込むと共
に、この制御応答データCS及びFNに基づいて時分割
で制御命令データSDT2及びSDT1を作成し、これ
をデイジタルアナログ変換手段30及び29でアナログ
信号でなる制御命令信号SB2及びSB1に変換し、複
数の被制御手段28及び9を時分割で制御して各被制御
手段28及び9毎にサーボループを形成するようにした
ことにより、簡易な構成で複数の被制御手段28及び9
についてサーボ制御し得る。
【0020】さらにデイジタル信号処理手段25、デイ
ジタルアナログ変換手段30及び29、アナログデイジ
タル手段16及び24並びにデイジタル信号処理手段を
動作させる周辺回路20、26、27を、同一集積回路
上に配置するようにしたことにより、従来に比して格段
的に高速で複数の被制御手段28及び9についてサーボ
制御し得、かくするにつきデイスク状記録媒体2を回転
駆動する回転駆動手段28及びデイスク状記録媒体2に
形成された記録トラツクTRに記録及び又は再生ヘツド
3を位置決めするヘツド駆動手段9を制御する際に最適
な、サーボ装置15を実現できる。
【0021】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0022】図9との対応部分に同一符号を付して示す
図1において、10は全体として本発明による磁気デイ
スク装置を示し、磁気デイスク2を再生して得られる再
生信号S1が読出し書込み(R/W)増幅回路11で増
幅され、イコライザ12で波形整形された後、パルス検
出回路13及びエンベロープ検波回路14に入力され
る。
【0023】パルス検出回路13に入力された再生信号
S10は2値化され、再生2値化信号S11として1チ
ツプ集積回路構成のサーボ信号処理装置15のコース情
報検出回路16に入力される。このコース情報検出回路
16は図2に示すように構成されており、再生2値化信
号S11が同期化回路17で内部のマスタークロツクC
Kに同期化され、次のサーボヘツダ検出回路18に送出
される。
【0024】サーボヘツダ検出回路18は再生2値化信
号S11(図3(B))中で、図8について上述したサ
ーボヘツダSHのパターンを検出し、サーボヘツダSH
を検出したタイミングで立上がると共に立下がるシンク
信号SYNC(図3(C))を発生し、これをカウンタ
回路19に送出すると共にサーボヘツダSHの検出を表
すフラグF1をバス20に送出する。
【0025】このシンク信号SYNCはサーボパターン
SPTを検出する基準タイミングとなるもので、カウン
タ回路19はこのシンク信号SYNCからマスタクロツ
クCKをカウントし、例えば16ビットでなるカウント値
CNT1を順次タイミング発生回路21に送出すると共
に、1つ前のシンク信号SYNCから現在のシンク信号
SYNCまでのカウント値CNT2をバス20に送出す
る。
【0026】タイミング発生回路21は順次入力される
カウント値CNT1を参照し、このカウント値CNT1
が所定の値になつたとき、例えばサーボパターンSPT
中でコースCSを検出するための第1のタイミングパル
スTP1(図3(D))や、フアイン情報FNをサンプ
リングするための第2のタイミングパルスTP2(図3
(E))、さらに次のサーボヘツダを検出するためのウ
インドウWD(図3(A))を発生する。
【0027】このうち第1のタイミングパルスTP1は
アドレスデコーダ22に供給され、また第2のタイミン
グパルスTP2は外部に出力され、ウインドウWDはサ
ーボヘツダ検出回路18に供給されている。アドレスデ
コーダ22は第1のタイミングパルスTP1の立ち上が
りのタイミングに基づいて、同期化された再生2値化信
号S11中のコースCSをデコードし、この結果得られ
る記録トラツクTRのアドレスNをバス20に送出す
る。
【0028】また第2のタイミングパルスTP2は、イ
コライザ回路12から出力される再生信号S10のエン
ベロープ検波結果が入力されるサンプルホールド回路2
3(図1)へサンプリングパルスとして入力される。こ
れによりサンプルホールド回路23は再生信号S10の
エンベロープ検波結果を第2のタイミングパルスTP2
の立ち上がりのタイミングでサンプリングする。
【0029】この結果サーボパターンSPTにおけるフ
アイン情報FN中の2種類のバースト信号A及びBのエ
ンベロープが順次サンプリングされ、これがサーボ信号
処理装置15の内部に設けられたアナログデイジタル
(A/D)コンバータ24で8ビツトのデイジタルデー
タでなるフアインデータDFに変換されバス20に送出
される。
【0030】このバス20にはCPU(Central proces
sor unit)やALU(Arithmetic and logical unit )
を含むデイジタルシグナルプロセツサ(DSP)25が
接続されると共に、このDSP25が実行するプログラ
ムやサーボの規定値データ等が格納されたROM(Read
only memory)26、ワークメモリとしてのRAM(Ra
ndom access memory)27が接続されている。
【0031】またこの実施例の場合、DSP25は、バ
ス20を通じて、サーボヘツダSHの検出を表すフラグ
F1、1つ前のシンク信号SYNCから現在のシンク信
号SYNCまでのカウント値CNT2及び記録トラツク
TRのアドレスN1及びフアインデータDFを取り込ん
でサーボ信号処理を実行し、この処理結果でVCM9や
スピンドルモータ28を制御する。
【0032】このとき、DSP25はそれぞれVCM9
及びスピンドルモータ28に対するサーボ制御データS
DT1及びSDT2を時分割的に発生し、これをそれぞ
れデイジタルアナログコンバータ29及び30でアナロ
グ信号でなるサーボ制御信号SB1及びSB2に変換
し、駆動増幅回路31及び32を通じてVCM9やスピ
ンドルモータ28に供給する。
【0033】実際上DSP25のCPUは、通常の記録
再生動作においてVCMサーボ及びスピンドルサーボ処
理として、図4及び図5に示すトラツク追従モード処理
プログラムSP0及びシークモード処理プログラムSP
10を時分割的に実行する。
【0034】すなわちまずトラツク追従モード処理プロ
グラムSP0でCPUは、ステツプSP1においてサー
ボヘツダSHの検出を待つ。これはバス20を通じてコ
ース情報検出回路16から送出されるフラグF1を検出
し、このフラグF1に応じてサーボヘツダSHを検出し
たか否か判断するものである。CPUはこのステツプS
P1でやがてサーボヘツダSHを検出したと判断する
と、次のステツプSP2に移つてデータ入力処理を実行
する。
【0035】このデータ入力処理は、図6に示すような
サブルーチンで構成されており、CPUはステツプSP
21〜ステツプSP24を実行して、バス20より順次
カウンタ値CNT2、アドレスデータN、フアインパタ
ーンAのレベル、フアインパターンBのレベルを取り込
む。この後CPUは次のステツプSP25で当該データ
入力処理のサブルーチンを終了する。
【0036】これによりCPUは次のステツプSP3に
移つて、スピンドルモータ制御を実行する。このスピン
ドルモータ制御も図7に示すようなサブルーチンで構成
されており、CPUはステツプSP31において、所定
の基準値と上述のデータ入力処理によるカウント値CN
T2との差を求めて回転誤差とし、ステツプSP32で
この回転誤差にサーボ補償計算として例えばPI制御を
行なう。
【0037】続いてCPUは次のステツプSP33にお
いて、誤差をゼロにするようにスピンドルモータ28を
駆動する駆動データSDT2をバス20を通じてD/A
コンバータ29に出力する。これによりスピンドルモー
タ28の回転を制御した後、続くステツプSP34に移
つてスピンドルモータ制御処理のサブルーチンを終了す
る。
【0038】続いてCPUは次のステツプSP4に移つ
て、上述のデータ入力処理によるアドレスNが偶数か否
かを判断し、肯定結果を得るとすなわちアドレスNが偶
数の場合、次のステツプSP5に移つて、フアインパタ
ーンAのレベルからフアインパターンBのレベルを減算
し、この減算結果を磁気ヘツド3の位置誤差とする。
【0039】またこのステツプSP4で否定結果を得る
とすなわちアドレスNが奇数の場合、ステツプSP6に
移つて、フアインパターンBのレベルからフアインパタ
ーンAのレベルを減算し、この減算結果を磁気ヘツド3
の位置誤差とする。
【0040】CPUはこの後ステツプSP7を実行し
て、ステツプSP5又はステツプSP6で求めた位置誤
差についてサーボ補償計算を行い、次のステツプSP8
で誤差をゼロにするように磁気ヘツド3を移動させるV
CM制御データをバス20を通じてD/Aコンバータ2
9に出力することにより、VCM9を制御した後上述の
ステツプSP1に戻る。
【0041】一方CPUは上述のトラツク追従モード処
理プログラムSP0と時分割的にシークモード処理プロ
グラムSP10を実行する。すなわちCPUはステツプ
SP11、ステツプSP2及びステツプSP3を実行し
てサーボヘツダSHの検出を表すフラグF1を監視し、
このフラグF1が立つたら上述と同様にデータ入力処理
を実行すると共に、スピンドルモータ制御を実行する。
【0042】続いてCPUはステツプSP12におい
て、シークの目標アドレスと現在入力されたアドレスN
とを減算して差を求めこれを残りの距離とし、次のステ
ツプSP13において速度プロフアイル計算処理を実行
する。この場合、速度プロフアイル計算処理として、ス
テツプSP12で求めた残り距離について例えば平方根
の計算するもので、これを基準速度とする。
【0043】またCPUはステツプSP14において、
現アドレスNと1つ前のセクタのアドレスとの差に応じ
てVCM9の移動速度を計算し、次のステツプSP15
において、このVCM速度とステツプSP13で算出し
た基準速度との差を速度誤差とする。
【0044】さらにCPUは続くステツプSP16でそ
の差がゼロになるような制御データSDT1を発生し
て、これをD/Aコンバータ29に出力してVCM9を
駆動制御し、上述のステツプSP11に戻る。
【0045】以上の構成によれば、DSP25、コース
情報検出回路16、A/Dコンバータ24、D/Aコン
バータ29、30及びDSP25の周辺回路としてのR
OM26やRAM27を1集積回路上に配置し、このD
SP25でスピンドルモータを制御するサーボ系とアー
ムVCMを制御するサーボ系とを時分割的に処理するよ
うにしたことにより、離散サーボにおける時間遅れを通
常のCPUによる処理に比較して1/10程度と減少さ
せることができ、これによりサーボ系として耐振動特性
を格段的に向上し得るサーボ装置を実現できる。
【0046】また上述の構成によれば、PESの計算自
体を高速に実行し得ることにより、データ記録時のゲー
ト用PESについてハードウエアを別途用意する必要が
なく、全体として一段と構成を簡略化し得ると共に、高
速演算によりシーク時間等のサーボ制御時間を格段的に
短縮し得るサーボ装置を実現できる。
【0047】なお上述の実施例においては、本発明を磁
気デイスク装置のサーボ装置に適用した場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、光デイスク装置等にも
適用し得、要は複数のサーボ系について時分割的に処理
するものであれば、種々のサーボ装置に広く適用して好
適なものである。
【0048】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、複数の被
制御手段からの制御応答信号をアナログデイジタル変換
手段で制御応答データに変換し、デイジタル信号処理手
段でこの制御応答データを時分割で取り込むと共に、こ
の制御応答データに基づいて時分割で制御命令データを
作成し、これをデイジタルアナログ変換手段で制御命令
信号に変換し、複数の被制御手段を時分割で制御して各
被制御手段毎にサーボループを形成するようにしたこと
により、簡易な構成で複数の被制御手段についてのサー
ボ制御し得るサーボ装置を実現できる。
【0049】さらにデイジタル信号処理手段、デイジタ
ルアナログ変換手段、アナログデイジタル手段並びにデ
イジタル信号処理手段を動作させる周辺回路を、同一集
積回路上に配置するようにしたことにより、従来に比し
て格段的に高速で複数の被制御手段についてのサーボ制
御し得るサーボ装置を実現できる。
【0050】かくするにつき、デイスク状記録媒体を回
転駆動する回転駆動手段及びデイスク状記録媒体に形成
された記録トラツク上に記録及び又は再生ヘツドを位置
決めするヘツド駆動手段を制御する際に最適な、サーボ
装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるサーボ装置を適用した磁気デイス
ク装置の一実施例を示すブロツク図である。
【図2】図1の磁気デイスク装置のサーボ装置中でコー
ス情報検出回路の構成を示すブロツク図である。
【図3】図2のコース情報検出回路の動作を示すタイミ
ングチヤートである。
【図4】図1のサーボ装置中でDSPが実行するトラツ
ク追従モード処理プログラムを示すフローチヤートであ
る。
【図5】図1のサーボ装置中でDSPが実行するシーク
モード処理プログラムを示すフローチヤートである。
【図6】図4及び図5の処理プログラム中で実行するサ
ブルーチンとしてデータ入力処理プログラムを示すフロ
ーチヤートである。
【図7】図4及び図5の処理プログラム中で実行するサ
ブルーチンとしてスピンドルモータ制御プログラムを示
すフローチヤートである。
【図8】磁気デイスク上のサーボパターンの説明に供す
る略線図である。
【図9】従来のトラツク追従モードのサーボ装置を示す
ブロツク図である。
【符号の説明】
1、15……サーボ装置、2……磁気デイスク、3……
磁気ヘツド、8……ヘツドアーム、9……ボイスコイル
モータ、10……磁気デイスク装置、11……R/W増
幅回路、121……イコライザ、13……パルス検出回
路、14……エンベロープ検波回路、16……コース情
報検出回路、20……バス、23……サンプルホールド
回路、24……ADコンバータ、25……DSP、26
……ROM、27……RAM、28……スピンドルモー
タ、29、30……D/Aコンバータ、31、32……
駆動増幅回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2の被制御手段から入力される
    第1及び第2の制御応答データを時分割で取り込み、当
    該第1及び第2の制御応答データに基づいて、時分割で
    第1及び第2の制御命令データを作成し送出するデイジ
    タル信号処理手段と、 上記第1及び第2の制御命令データをアナログ信号でな
    る第1及び第2の制御命令信号に変換し、上記第1及び
    第2の被制御手段に送出する第1及び第2のデイジタル
    アナログ変換手段と、 上記第1及び第2の被制御手段から上記第1及び第2の
    制御命令信号による制御結果として得られる第1及び第
    2の制御応答信号をデイジタルデータでなる上記第1及
    び第2の制御応答データに変換する第1及び第2アナロ
    グデイジタル変換手段とを具え、上記第1及び第2の被
    制御手段を各々時分割で制御するサーボループを形成す
    るようにしたことを特徴とするサーボ装置。
  2. 【請求項2】上記デイジタル信号処理手段、上記第1及
    び第2のデイジタルアナログ変換手段、上記第1及び第
    2のアナログデイジタル変換手段並びに上記デイジタル
    信号処理手段を動作させる周辺回路を、同一集積回路上
    に配置するようにしたことを特徴とする請求項1に記載
    のサーボ装置。
  3. 【請求項3】上記第1の被制御手段をデイスク状記録媒
    体を回転駆動する回転駆動手段とし、上記第2の制御手
    段を上記デイスク状記録媒体の記録トラツクに記録及び
    又は再生ヘツドを位置決めするヘツド駆動手段とするこ
    とを特徴とする請求項1及び又は請求項2に記載のサー
    ボ装置。
  4. 【請求項4】上記デイスク状記録媒体の上記記録トラツ
    クに、円周上の複数の位置を表す位置情報及びトラツク
    ずれを検出するためのトラツクずれ情報を記録し、 当該記録トラツクを上記記録及び又は再生ヘツドで再生
    して得られる再生信号を、上記第1及び第2の制御応答
    信号として取り込み、 上記再生信号中の上記位置情報のタイミングに基づい
    て、上記回転駆動手段を制御する上記第1の制御命令デ
    ータを発生すると共に、上記再生信号中の上記位置情報
    及び上記トラツクずれ情報に応じて、上記ヘツド駆動手
    段を制御する第2の制御命令データを発生するようにし
    たことを特徴とする請求項3に記載のサーボ装置。
JP13794592A 1992-04-30 1992-04-30 サーボ装置 Pending JPH05307846A (ja)

Priority Applications (1)

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