用于磁带张力的张力反馈的制作方法
【专利说明】用于磁带张力的张力反馈
【背景技术】
[0001] 在磁带储存中，数据可以被存储在储存磁带的多个纵向数据磁道上。在运行期间， 储存磁带相对于磁带头被纵向移动。在一些基于盒的磁带系统中，磁带在磁带盒中的盒卷 轴和磁带驱动设备中的驱动卷轴之间移动。磁带驱动设备可以具有盒电动机以驱动磁带盒 卷轴以及具有驱动电动机以驱动驱动卷轴。
【附图说明】
[0002] 在下面的详细描述中并且关于附图描述一些示例，在所述附图中： 图1图解具有张力反馈模块的示例磁带驱动设备； 图2图解具有用于第一磁带卷轴的第一张力反馈模块以及用于第二磁带卷轴的第二 张力反馈模块的示例磁带驱动设备； 图3图解可以在图1或图2的示例磁带驱动设备中采用的张力反馈模块的示例； 图4图解控制被施加到磁带上的张力的示例方法；以及 图5图解具有非暂时性计算机可读介质的磁带驱动控制器，所述非暂时性计算机可读 介质具有能够被处理器执行以生成用于张力控制的张力反馈信号的指令。
【具体实施方式】
[0003] 在磁带驱动头上的读取元件相对于先前被写的磁带磁道未被对准时发生磁道错 误配准。磁道错误配准可能受磁带尺寸稳定性（TDS)、即横向和纵向尺寸稳定性影响。TDS 受环境因素、诸如湿度、温度、以及内部因素、诸如磁带张力影响。
[0004] 由于泊松效应，磁带在张力增大时横向收缩并且在张力减小时横向扩张。这些收 缩和扩张横向地移动数据磁道，引起磁道错误配准。这种形式的磁道错误配准可能相对于 最外面的读取元件是特别显著的。
[0005] 时变或"AC"张力可能由磁带组的偏心或卷轴半径的变化引起。该AC张力可以具 有在磁带驱动卷轴和磁带盒卷轴频率处的大频域分量。典型地以比磁带驱动设备更高的容 差制造的磁带盒卷轴可能对AC张力有比磁带驱动卷轴更大的影响。
[0006] 本公开内容提供可以帮助减小AC磁带张力的卷轴频率分量。减小AC张力的卷轴 频率分量可以增加TDS并且减少磁道错误配准。这可以使得能够增加磁带储存系统中的储 存面密度。
[0007] 图1图解具有用于减小AC磁带张力的卷轴频率分量的张力反馈模块106的示例 磁带驱动设备100。磁带驱动设备100接收具有盒卷轴103的磁带盒101。在运行期间，磁 带104在盒卷轴103和磁带驱动卷轴102之间被运送。
[0008] 该示例磁带驱动设备100包括张力传感器105。该张力传感器105获得磁带张力 变化信息。例如，张力传感器105可以从磁带上的伺服带获得磁带张力变化信息。磁带张 力变化信息可以通过将来自第一伺服带的第一伺服信号与来自第二伺服带的第二伺服信 号相比较来获得。第一和第二伺服信号之间的差异可以被用于计算横向磁带尺寸、即宽度 的改变。重复地采样该测量生成张力变化信息作为磁带扩张信号。
[0009] 该磁带扩张信号与张力成比例，其中比例常数1^_表示张力与宽度改变的比 率。该常数可以针对磁带104的特殊组成以及磁带驱动设备100的参数来确定。例如，常 数可以基于以下关系：张力除以宽度的改变等于磁带厚度乘以磁带的杨氏模量除以磁带的 泊松比。
[0010] 作为另外的示例，张力传感器105可以包括直接或间接地测量磁带张力或磁带扩 张的机械或光学传感器。
[0011] 磁带驱动设备1〇〇包括张力反馈模块106。张力反馈模块106从张力传感器105 接收张力变化信息。张力反馈模块106使用张力变化信息来生成张力反馈信号以减小在卷 轴频率处发生的张力变化。例如，张力反馈信号可以被用于减小AC张力的驱动卷轴频率分 量或盒卷轴频率分量。
[0012] 磁带驱动设备100也包括组合器107。该组合器107例如通过求和组合张力反馈 信号和恒定张力预设信号108。恒定张力预设信号108可以被提供以在磁带104上保持恒 定或"DC"张力。在一些实现方案中，恒定张力预设信号108是时变信号。例如磁带104上 的张力可以通过调制卷轴102、103的旋转速度来控制。保持恒定张力所需要的速度可以在 运行期间变化。例如，围绕卷轴102、103缠绕的磁带("磁带组"）的半径可以在运行期间变 化。相应地，保持磁带104的线性运行速度所要求的旋转速度可以随着磁带组半径改变而 改变。时变的恒定张力预设信号108可以适应改变的旋转速度。
[0013] 磁带驱动设备100此外包括驱动器109。该驱动器109从组合器107接收组合信 号并且控制卷轴电动机以控制卷轴103的旋转速度("卷轴速度")。在所图解的实现方案 中，驱动器109驱动盒卷轴103。在另外的实现方案中，驱动卷轴102的驱动器可以接收组 合信号。驱动器109根据组合信号来调整卷轴速度。这控制被施加到磁带104上的张力以 减小AC张力的卷轴频率分量。驱动器109可以。
[0014] 图2图解具有用于两个磁带卷轴202、218的张力反馈模块206、207的示例磁带驱 动设备200。在该示例中，每个反馈模块206、207生成张力反馈信号以减小相应的卷轴频率 AC张力分量。
[0015] 磁带驱动设备200接收具有磁带盒卷轴202的磁带盒201。在运行期间，磁带204 在盒卷轴202和磁带驱动卷轴218之间被运送以使磁带204移动穿过磁带头205。该磁带 头205具有多个读取/写入元件以及伺服元件。伺服元件从磁带204读取伺服带以生成伺 服信号。该头205将伺服信号输出到张力传感器206。
[0016] 在该示例中，张力传感器206使用伺服信号来生成磁带扩张信号作为张力变化信 息。张力传感器206将磁带扩张信号输出到第一张力反馈模块207以及第二张力反馈模块 213〇
[0017] 在该示例中，张力反馈模块207从张力传感器206接收磁带扩张信号并且从盒卷 轴电动机212接收卷轴速度信号。例如，卷轴速度信号可以从被耦合到电动机212以读取 例如以rad/s为单位的速度的传感器获得，电动机212以所述速度转动盒卷轴202。张力反 馈模块207使用卷轴速度信号以及磁带扩张信号来生成张力反馈信号以减小在盒卷轴202 的频率处发生的磁带张力变化。张力反馈信号的频率可以追踪盒卷轴速度。张力反馈模块 207将张力反馈信号输出到组合器209。
[0018] 组合器209将张力反馈信号与恒定张力预设信号208组合以生成组合信号。与图 1的信号108类似，恒定张力预设信号208可以是被提供以在磁带204上保持预设DC张力 的信号。组合器209可以将张力反馈信号和恒定张力预设信号208求和以生成组合信号。 组合器209将组合信号输出到盒卷轴驱动器210。
[0019] 盒卷轴驱动器210使用组合信号和速度信号211生成用于盒电动机212的控制信 号。速度信号211是根据磁带驱动设备200的运行参数、诸如读取或写入速度所配置的磁 带速度控制信号。在该示例中，盒卷轴驱动器210利用组合张力信号来调制速度信号211。 例如，盒卷轴驱动器210可以将组合张力信号从速度信号211中减去。作为另一示例，盒卷 轴驱动器210可以将组合张力信号添加到速度信号211上。盒卷轴驱动器210使用所调制 的速度信号来生成转矩控制信号以控制电动机212来实现所指示的磁带速度。在一些情况 下，盒卷轴驱动器210可以使用另外的参数来生成转矩控制信号。例如，盒卷轴驱动器210 可以具有盒磁带组半径的估计，该盒卷轴驱动器使用所述估计来根据所调制的速度信号生 成转矩控制信号。
[0020] 电动机212使用由转矩控制信号指示的转矩来旋转盒卷轴202。附加地，如上面所 论述的，电动机212将盒卷轴速度信号输出到张力反馈模块207。因为将张力反馈信号合并 到控制信号中，电动机212可以运行卷轴202以减小盒卷轴频率处的AC张力。
[0021] 磁带驱动设备200此外包括用于驱动卷轴218的张力反馈模块213。张力反馈模 块213和另外的驱动卷轴构件可以与张力反馈模块207类似并且与盒卷轴构件相对应。然 而，在运行期间，围绕驱动卷轴218的磁带组的半径一般将与围绕盒卷轴202的磁带组的半 径不同。相应地，驱动卷轴218将以与盒卷轴202不同的旋转频率来运行。因而，由驱动卷 轴218引起的AC张力一般将具有与由盒卷轴202引起的AC张力不同的频率。张力反馈模 块213生成用于减小在驱动卷轴218的频率处发生的张力变化的张力反馈信号。
[0022] 张力反馈模块213从张力传感器206接收磁带扩张信号并且从驱动卷轴电动机 217接收驱动卷轴速度信号。驱动卷轴速度信号可以从被耦合到驱动卷轴电动机217的传 感器获得。张力反馈模块213使用卷轴速度信号和磁带扩张信号来生成反馈信号以减小在 驱动卷轴218的频率处发生的磁带张力变化。张力反馈信号的频率可以追踪驱动卷轴速 度，该驱动卷轴速度可以根据读取/写入速度和磁带组半径而变化。张力反馈模块213将 张力反馈信号输出到组合器214。
[0023] 组合器214将张力反馈信号与恒定张力预设信号215组合并且将组合信号输出到 驱动卷轴驱动器216。例如，组合器214可以将张力反馈信号与恒定张力预设信号215求 和。
[0024] 驱动卷轴驱动器2