專利名稱：頭位置控制方法、盤裝置以及伺服磁道寫入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頭位置控制方法、一種盤裝置以及一種伺服磁道寫入方法，用于在盤的目標(biāo)磁道上記錄/再現(xiàn)數(shù)據(jù)，并且更加具體地涉及一種用于解調(diào)記錄在偏心盤上的伺服信號(hào)并獲得位置的頭位置控制方法、盤裝置以及伺服磁道寫入方法。
背景技術(shù)：
向/從一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤介質(zhì)中記錄或再現(xiàn)數(shù)據(jù)的盤存儲(chǔ)裝置被廣泛地用作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置。如圖18所示，盤裝置由用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤94、用于對(duì)盤94進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)96、用于記錄/再現(xiàn)盤94上的信息的頭90以及用于將頭90移動(dòng)到目標(biāo)位置的致動(dòng)器92構(gòu)成。典型的這種裝置是盤(HDD硬盤驅(qū)動(dòng)器)和光盤裝置(DVD-ROM，MO)。
在盤裝置中，用于測(cè)定磁頭90的位置的位置信號(hào)100被記錄在盤94上。位置信號(hào)100由伺服標(biāo)志、磁道號(hào)和偏移信息構(gòu)成。利用磁道號(hào)和偏移信息可以獲得磁頭90的當(dāng)前位置。
確定這一位置信息和目標(biāo)位置之間的差異，并根據(jù)位置誤差量進(jìn)行計(jì)算，以提供用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器92的驅(qū)動(dòng)量，比如在VCM(音圈電機(jī))情況下的電流，和在壓電致動(dòng)器情況下的電壓。
為了在盤94上記錄伺服信號(hào)(位置信號(hào))100，已經(jīng)提出了一種通過(guò)外部STW(Servo Track Write伺服磁道寫入)裝置記錄伺服信號(hào)的方法來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的STW方法，在該傳統(tǒng)的STW方法中盤裝置自己記錄伺服信號(hào)。例如，這種方法已經(jīng)在日本專利特開平第03-073406號(hào)《盤裝置的伺服信息寫入方法(Servo information writing method for a magnetic diskdevice)》(1991年3月28日公開)中提出了。
如果安裝在一個(gè)HDD裝置上的已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了外部STW的盤94發(fā)生了偏心，如圖19所示，那么隨著盤94的旋轉(zhuǎn)，跟隨位置信號(hào)100的磁頭90的位置以正弦波方式振蕩。換句話說(shuō)，當(dāng)位置信號(hào)100寫在盤94的外周上時(shí)，很難在旋轉(zhuǎn)中心94-1與主軸電機(jī)96的軸心98精確配合的條件下將盤94安置在主軸電機(jī)96上。因此，在旋轉(zhuǎn)中心94-1和軸心98之間產(chǎn)生了位移。
如果磁頭跟隨這一位移運(yùn)動(dòng)，也就是跟隨這一偏心運(yùn)動(dòng)，磁頭將持續(xù)振蕩(驅(qū)動(dòng)電流流動(dòng))，這將增加能量的消耗并且易于造成切換磁頭的操作不穩(wěn)定。為了解決這一問(wèn)題，已經(jīng)提出了不跟隨偏心的致動(dòng)器控制方法。例如，在日本專利特開平第9-128915號(hào)(1997年5月16日公開)以及日本專利特開平第9-330571號(hào)(1997年12月22日公開)中所提出的方法。
在這樣的方案中，規(guī)定提供一個(gè)位置軌道(虛擬的圓形軌道)以忽略偏心，如圖20所示，從磁頭的解調(diào)信號(hào)中消去這一軌道，以得到解調(diào)位置，并且根據(jù)解調(diào)位置對(duì)致動(dòng)器進(jìn)行控制。通過(guò)這種方法，如圖19所示，利用針對(duì)偏心位置信號(hào)100的圓形軌道的位置信號(hào)，磁頭90被定位在以主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸98為中心的圓形軌道110上，從盤94中讀出/向盤94中寫入數(shù)據(jù)。磁頭90的運(yùn)行軌道110表現(xiàn)為一條直線，如圖21中所示，那么軌道110橫穿過(guò)由正弦波表示的位置信號(hào)的軌道102。
已經(jīng)使用了一種面積解調(diào)方法，其中2相信號(hào)PosN和PosQ被用于位置信號(hào)。圖22是表示2相伺服位置信號(hào)的示意圖，圖23是表示其位置解調(diào)電路的框圖，而圖24到26是位置解調(diào)信號(hào)的波形圖。
如圖22所示，位置信號(hào)(伺服信號(hào))由伺服標(biāo)志、格雷碼(磁道號(hào))、索引以及偏移信號(hào)(PosA-PosD)構(gòu)成。如圖23所示，在模塊120中，磁道號(hào)和偏移信號(hào)(PosA-PosD)被從得自磁頭90的位置信號(hào)中分離出來(lái)，并且以如下方式計(jì)算2相伺服信號(hào)PosN和PosQ。
PosN＝PosA-PosBPosQ＝PosC-PosD進(jìn)行位置解調(diào)以使PosN或PosQ中較小的一個(gè)在模塊122中被用作Pos1。這就是說(shuō)，如圖22所示，選擇PosN和PosQ中較小的那個(gè)。
這意味著，來(lái)自磁頭90的每個(gè)偏移信號(hào)(PosA-PosD)的讀取輸出的振幅與磁頭90的位置處的偏移信號(hào)(PosA-PosD)的面積成比例。換句話說(shuō)，通過(guò)解調(diào)由振幅表示的面積，這個(gè)伺服信號(hào)可以解調(diào)出磁頭的位置。
位置敏感度增益124根據(jù)磁道位置改變?cè)鲆?。這樣的解調(diào)方法在，例如，日本專利特開平第8-195044號(hào)(1996年7月30日公開)中進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。
在這種面積解調(diào)方法的2相伺服信號(hào)的情況下，在解調(diào)期間，產(chǎn)生了PosN和PosQ的跨越(切換)，如圖24所示。如果磁頭90沿對(duì)角線穿過(guò)位置信號(hào)區(qū)，如圖22所示，也就是當(dāng)磁頭90具有速率時(shí)，PosN和PosQ造成解調(diào)位置產(chǎn)生了誤差。換句話說(shuō)，如圖24所示，僅當(dāng)致動(dòng)器的速度為零時(shí)，在磁道方向上，可以觀察到2相伺服信號(hào)PosN和PosQ之間有1/4相移。
例如，圖25示出了在該裝置中，當(dāng)磁頭以20磁道/采樣的速度移動(dòng)時(shí)PosN和PosQ的狀態(tài)的模擬結(jié)果。如圖25所示，PosN和PosQ之間的相位關(guān)系改變了。圖26表示此時(shí)的解調(diào)位置的計(jì)算結(jié)果，并且PosN和PosQ的切換導(dǎo)致不可能得出正確的位置解調(diào)結(jié)果。
如圖25和圖26所示，PosN和PosQ的解調(diào)塊的偏移是不同的。為了校正速度造成的偏移，例如，日本專利特開平第2001-256741號(hào)(2001年9月21日公開)，公開了將致動(dòng)器的速度V輸入到模塊122中，以校正PosN和PosQ的方法。
然而，在上面所提到的速度偏移校正方法中，通過(guò)由圖20中的解調(diào)位置得到的磁頭速度V對(duì)PosN和PosQ進(jìn)行校正。另一方面，如圖19和圖21所示，偏心在虛擬圓形控制中被忽略了，所以根據(jù)偏心的位置信號(hào)PosN和PosQ的速度校正值與由解調(diào)位置所得到的不同。
因此，在虛擬圓形控制的情況下，精確的速度偏移校正是困難的。特別是，由于記錄密度的增加，目前的磁道間距非常窄，其中偏心的磁道數(shù)量增加并且要求較高的定位精度，所以校正速度的差異不能再被忽略了。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)前面所述的內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于即使執(zhí)行了虛擬圓形控制，也能精確地進(jìn)行位置信號(hào)的速度偏移校正的一種頭位置控制方法、一種盤裝置以及一種伺服磁道寫入方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種頭位置控制方法、一種盤裝置以及一種伺服磁道寫入方法，以從面積解調(diào)方法的位置信號(hào)中獲得精確的解調(diào)位置，即使對(duì)在偏心盤上的磁頭執(zhí)行了虛擬圓形控制。
本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供一種頭位置控制方法、一種盤裝置以及伺服磁道寫入方法，以利用面積解調(diào)型方法的位置信號(hào)進(jìn)行高精度的位置控制。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明是一種用于控制盤上的虛擬圓形軌道上的頭位置的頭位置控制方法，包括以下步驟對(duì)由磁頭讀取的盤的位置信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、根據(jù)解調(diào)結(jié)果計(jì)算解調(diào)位置、從解調(diào)位置中減去由盤的偏心所引起的位置波動(dòng)以及根據(jù)減去之后的解調(diào)位置與目標(biāo)位置之間的位置誤差計(jì)算控制量，以控制致動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)磁頭。并且計(jì)算步驟包括以下步驟用根據(jù)磁頭的虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及虛擬圓形軌道與盤的位置信號(hào)之間的相對(duì)速度的校正值對(duì)解調(diào)結(jié)果進(jìn)行校正、并計(jì)算解調(diào)位置。
本發(fā)明的盤裝置是一種用于控制磁頭在盤的虛擬圓形軌道上的位置的盤裝置，包括用于讀取盤的位置信號(hào)的磁頭，用于驅(qū)動(dòng)磁頭的致動(dòng)器，以及對(duì)得自磁頭的位置信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并且控制致動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)磁頭的控制部件。并且控制部件使用根據(jù)磁頭的虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及虛擬圓形軌道與盤的位置信號(hào)之間的相對(duì)速度的校正值對(duì)解調(diào)結(jié)果進(jìn)行校正、計(jì)算解調(diào)位置、從解調(diào)位置中減去由盤的偏心所導(dǎo)致的位置振動(dòng)、并根據(jù)減去之后的解調(diào)位置和目標(biāo)位置之間的位置誤差來(lái)計(jì)算致動(dòng)器的控制量。
在本發(fā)明中，在執(zhí)行面積解調(diào)方法的虛擬圓形控制時(shí)，使用虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的磁頭速度以及虛擬圓形軌道與位置信號(hào)之間的相對(duì)速度進(jìn)行2相伺服信號(hào)的速度偏移校正，所以，即使執(zhí)行了虛擬圓形軌道控制也可以在較高精度條件下實(shí)現(xiàn)磁頭位置控制。因此，即使盤的磁道間距變窄和偏心磁道的數(shù)量增加了，也可以實(shí)現(xiàn)較高精度的虛擬圓形軌道控制，并且讀/寫性能可以得到提高。
在本發(fā)明中，解調(diào)步驟最好包括以下步驟利用面積解調(diào)從上述位置信號(hào)中解調(diào)相位相互不同的第一位置信息和第二位置信息。由于使用了利用第一和第二位置信息的面積解調(diào)方法，所以可以容易地進(jìn)行虛擬圓形軌道控制。
在本發(fā)明中，還有，計(jì)算步驟最好包括以下步驟以預(yù)定的加權(quán)值對(duì)第一位置信息和第二位置信息進(jìn)行合并，并計(jì)算解調(diào)位置。由于包括了對(duì)第一和第二位置信息進(jìn)行合并而進(jìn)行的解調(diào)，所以不用切換階躍差(step difference)就可以獲得解調(diào)位置。
在本發(fā)明中，還有，計(jì)算步驟最好包括以下步驟用根據(jù)磁頭的虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及虛擬圓形軌道與盤的位置信號(hào)之間的相對(duì)速度的第一校正值來(lái)校正第一位置信息，并且用根據(jù)磁頭的虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及虛擬圓形軌道與盤的位置信號(hào)之間的相對(duì)速度的第二校正值對(duì)第二位置信息進(jìn)行校正。由于根據(jù)第一和第二位置信息的記錄位置對(duì)速度偏移進(jìn)行了校正，所以可以更加精確地進(jìn)行速度偏移校正。
在本發(fā)明中，還有，計(jì)算步驟最好進(jìn)一步包括以下步驟通過(guò)將第一位置信息乘以預(yù)定加權(quán)值M、將第二位置信息乘以另一個(gè)預(yù)定加權(quán)值(1-M)、并將這些相乘結(jié)果合并來(lái)計(jì)算解調(diào)位置。
還有，本發(fā)明最好進(jìn)一步包括以下步驟通過(guò)對(duì)用于減去位置振蕩的虛擬圓形位置軌道進(jìn)行微分，來(lái)計(jì)算相對(duì)速度。由于是通過(guò)利用虛擬圓形位置軌道得到相對(duì)速度，不需要單獨(dú)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而可以得到與虛擬圓形位置軌道同步的相對(duì)位置。
本發(fā)明的伺服磁道寫入方法是一種用于向所裝配的盤寫入位置信號(hào)的伺服磁道寫入方法，包括以下步驟對(duì)由磁頭讀取的盤的位置信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；通過(guò)由根據(jù)磁頭的虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及虛擬圓形軌道與盤的位置信號(hào)之間的相對(duì)速度的校正值校正解調(diào)結(jié)果，來(lái)計(jì)算解調(diào)位置；從解調(diào)位置中減去由盤的偏心所引起的位置振蕩；根據(jù)減去之后的解調(diào)位置和目標(biāo)位置之間的位置誤差計(jì)算控制量，以控制致動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)磁頭；以及沿著磁頭的虛擬圓形軌道重寫位置信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的這一特征，當(dāng)執(zhí)行面積解調(diào)方法的虛擬圓形控制時(shí)，利用虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的磁頭速度以及虛擬圓形軌道與位置信號(hào)的相對(duì)速度二者進(jìn)行2相伺服信號(hào)的速度偏移校正，所以可以通過(guò)虛擬圓形軌道控制以較高精確度重寫位置信號(hào)。因此，即使盤的磁道間距變窄并且偏心磁道的數(shù)量增加，也可以實(shí)現(xiàn)較高精度的虛擬圓形軌道控制，并且讀/寫性能可以得到提高。
在本發(fā)明中解調(diào)步驟最好包括以下步驟對(duì)盤的位置信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中位置信號(hào)已經(jīng)在安裝著該盤的設(shè)備之外被寫入。因此，不跟隨偏心的虛擬圓形控制可以高精確度執(zhí)行，即使使用了位置信號(hào)已經(jīng)在外部寫入的盤。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的盤存儲(chǔ)裝置的框圖；圖2是表示圖1中的盤上的位置信號(hào)的示意圖；圖3是詳細(xì)表示圖2中的位置信號(hào)的示意圖；圖4是表示讀取圖2中的位置信號(hào)的波形的波形圖；圖5是表示圖1中的磁頭的搜索操作過(guò)程的示意圖；圖6是表示根據(jù)第一實(shí)施例的圖1中磁頭位置控制部件的位置解調(diào)部件的功能的框圖；圖7是表示圖6中的虛擬圓形控制的速度偏移校正的示意圖；圖8是表示圖6中的虛擬圓形軌道表的結(jié)構(gòu)的圖表；圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的位置解調(diào)部件的框圖；圖10是表示圖9中的PosN和PosQ的波形圖；圖11是表示圖9中的加權(quán)增益函數(shù)的波形圖；圖12是表示將圖9中的PosN和PosQ合并的解調(diào)方法的波形圖；圖13是表示沒(méi)有在比較例中執(zhí)行虛擬圓形控制時(shí)的試驗(yàn)實(shí)例的波形圖；
圖14是表示在比較例中執(zhí)行了虛擬圓形控制而沒(méi)有執(zhí)行速度偏移校正時(shí)的試驗(yàn)實(shí)例的波形圖；圖15是表示執(zhí)行了根據(jù)本發(fā)明的虛擬圓形控制中的速度偏移校正時(shí)的試驗(yàn)實(shí)例的波形圖；圖16是表示執(zhí)行了根據(jù)本發(fā)明的虛擬圓形控制中的速度偏移校正時(shí)的臨界速度的試驗(yàn)實(shí)例的波形圖；圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的伺服磁道寫入方法的實(shí)施例的示意圖；圖18是表示傳統(tǒng)的磁盤裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖19是表示一種傳統(tǒng)的虛擬圓形控制的示意圖；圖20是表示一種對(duì)于虛擬圓形控制的傳統(tǒng)的位置解調(diào)方法的示意圖；圖21是表示虛擬圓形控制中的伺服信號(hào)軌道和虛擬圓形軌道之間的關(guān)系的示意圖；圖22是表示面積解調(diào)型位置信號(hào)的位置信號(hào)的示意圖；圖23是表示執(zhí)行速度偏移校正的傳統(tǒng)的位置解調(diào)部件的示意圖；圖24是表示圖22中的2相伺服信號(hào)的波形圖；圖25是表示速度比較快時(shí)的2相伺服信號(hào)的波形圖；和圖26是表示通過(guò)圖25中的2相伺服信號(hào)得到的解調(diào)位置的波形圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將按照如下順序?qū)Ρ景l(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明盤存儲(chǔ)裝置、位置解調(diào)系統(tǒng)的第一實(shí)施例、位置解調(diào)系統(tǒng)的第二實(shí)施例、實(shí)例、伺服磁道寫入方法以及其它實(shí)施例，不過(guò)本發(fā)明并不僅限于下面的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的盤存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖、圖2是表示圖1中的磁盤的位置信號(hào)的分布的示意圖、圖3是圖1和圖2中的磁盤的位置信號(hào)的結(jié)構(gòu)的示意圖、圖4是表示圖3中的位置信號(hào)的讀取波形的波形圖以及圖5是圖1中的磁頭位置控制的示意圖。
圖1示出了用作盤存儲(chǔ)裝置的磁盤裝置。如圖1所示，磁盤10被設(shè)置在主軸電機(jī)18的旋轉(zhuǎn)軸19上，該磁盤10是磁性存儲(chǔ)介質(zhì)。主軸電機(jī)18使磁盤10旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器(VCM)14在末端有一個(gè)磁頭12，并在磁盤10的徑向上移動(dòng)磁頭12。
致動(dòng)器14由音圈電機(jī)(VCM)構(gòu)成，它以旋轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在圖1中，兩個(gè)磁盤10被安裝在磁盤裝置上，并且四個(gè)磁頭12由同一致動(dòng)器14同時(shí)驅(qū)動(dòng)。
磁頭12由讀元件和寫元件構(gòu)成。通過(guò)在滑塊上層疊包括磁阻元件的讀元件，并且在其上層疊包括寫線圈的寫元件而構(gòu)成磁頭12。
位置檢測(cè)電路20將由磁頭12讀取的位置信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。讀/寫(R/W)電路22對(duì)磁頭12的讀/寫進(jìn)行控制。主軸電機(jī)(SPM)驅(qū)動(dòng)電路24對(duì)主軸電機(jī)18進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。音圈電機(jī)(VCM)驅(qū)動(dòng)電路26為音圈電機(jī)(VCM)14提供電流，并驅(qū)動(dòng)VCM 14。
微控制器(MCU)28從得自位置檢測(cè)電路20的數(shù)字位置信號(hào)中檢測(cè)(解調(diào))出當(dāng)前位置，并根據(jù)所檢測(cè)到的當(dāng)前位置和目標(biāo)位置之間的誤差計(jì)算VCM驅(qū)動(dòng)指令值。換句話說(shuō)，微控制器28執(zhí)行位置解調(diào)和伺服控制。只讀存儲(chǔ)器(ROM)30存儲(chǔ)著MCU 28的控制程序。硬盤控制器(HDC)32根據(jù)伺服信號(hào)的扇區(qū)號(hào)在磁道中判斷一個(gè)位置并記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)34臨時(shí)存儲(chǔ)所讀取的數(shù)據(jù)和寫入的數(shù)據(jù)。HDC 32通過(guò)接口IF與主機(jī)進(jìn)行通信，例如通過(guò)ATA和SCSI?？偩€36將這些組件連接起來(lái)。
如圖2所示，伺服信號(hào)(位置信號(hào))從外環(huán)到內(nèi)環(huán)以等間距分布在圓周方向上。每條磁道由多個(gè)扇區(qū)構(gòu)成，并且圖2中的實(shí)線表示伺服信號(hào)的記錄位置。如圖3所示，位置信號(hào)由伺服標(biāo)記Servo Mark、磁道號(hào)GrayCode、索引Index以及偏移信息PosA、PosB、PosC、PosD組成。
圖4是表示由磁頭12對(duì)圖3中的位置信號(hào)進(jìn)行讀取時(shí)的信號(hào)波形圖。利用圖4中所示的信號(hào)波形的磁道號(hào)Gray Code和偏移信息PosA、PosB、PosC以及PosD，可以檢測(cè)到磁頭在徑向上的位置。而且，根據(jù)索引信號(hào)Index，可以得到磁頭在圓周方向上的位置。例如，當(dāng)檢測(cè)到索引信號(hào)時(shí)，扇區(qū)號(hào)被設(shè)為零，它在每次檢測(cè)到伺服信號(hào)時(shí)將被遞增，以得到磁道的每個(gè)扇區(qū)的扇區(qū)號(hào)。
這一伺服信號(hào)的扇區(qū)號(hào)成為進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄或再現(xiàn)時(shí)的基準(zhǔn)。每磁道有一個(gè)索引信號(hào)?？梢援a(chǎn)生扇區(qū)號(hào)以代替索引信號(hào)。
圖5表示致動(dòng)器的搜索控制的一個(gè)例子，這是由圖1中的MCU 28執(zhí)行的。通過(guò)圖1中的位置檢測(cè)電路20，MCU 28確定致動(dòng)器的位置，進(jìn)行伺服計(jì)算，并向VCM 14提供適當(dāng)?shù)碾娏?。圖5表示從搜索開始的，用于將磁頭12從某一個(gè)磁道位置移動(dòng)到目標(biāo)磁道位置的控制中的致動(dòng)器14的電流、致動(dòng)器(磁頭)的速度以及致動(dòng)器(磁頭)的位置的變化。
換句話說(shuō)，對(duì)于搜索控制，磁頭12可以經(jīng)過(guò)粗控制、穩(wěn)定控制以及跟隨控制(following control)的轉(zhuǎn)換被移動(dòng)到目標(biāo)位置上。粗控制主要是速度控制，而穩(wěn)定控制和跟隨控制主要是位置控制。并且對(duì)于這兩種情況，都必須檢測(cè)磁頭的當(dāng)前位置。
為了確定這樣的位置，將伺服信號(hào)預(yù)先記錄在磁盤上，如圖2所示。換句話說(shuō)，如圖3所示，記錄表示伺服信號(hào)的起始位置的伺服標(biāo)記、表示磁道號(hào)的格雷碼、索引信號(hào)以及同樣表示偏移的PosA-PosD。這些信號(hào)由磁頭進(jìn)行讀取，位置檢測(cè)電路20將這些伺服信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，而MCU 28對(duì)位置進(jìn)行解調(diào)并控制致動(dòng)器14，如圖6所示及后面的說(shuō)明。
圖6是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的位置解調(diào)系統(tǒng)的框圖、圖7是說(shuō)明其操作過(guò)程的波形圖、圖8是表示它的虛擬圓形軌道表62的圖表。圖6中的位置解調(diào)系統(tǒng)由圖1中的MCU 28執(zhí)行。MCU 28利用圖6中的解調(diào)位置作為當(dāng)前位置執(zhí)行公知的伺服計(jì)算(例如觀察器控制(observer control))，并計(jì)算VCM 14的控制量。
在圖6中，信號(hào)解調(diào)部件40從來(lái)自磁頭12的位置信號(hào)中分離出磁道號(hào)和偏移信號(hào)(PosA-PosD)(見(jiàn)圖22)。運(yùn)算單元42和44通過(guò)下面的運(yùn)算分別計(jì)算2相伺服信號(hào)PosN和PosQ。
PosN＝PosA-PosB (1)
PosQ＝PosC-PosD (2)乘法器48和50將PosN和PosQ乘以來(lái)自位置敏感度增益表46的位置敏感度增益。位置敏感度增益是用于利用PosN和PosQ確定位置的轉(zhuǎn)換因子，并根據(jù)磁道位置而變化。表46存儲(chǔ)著每一個(gè)區(qū)域的位置敏感度增益，以致可以根據(jù)所解調(diào)的磁道位置讀出一個(gè)區(qū)域的位置敏感度增益。這個(gè)位置敏感度增益校正已經(jīng)在，例如，日本專利特開平第8-195044(1996年7月30日公開)中有詳細(xì)的說(shuō)明。
然后對(duì)速度偏移進(jìn)行校正。速度偏移校正將在下面說(shuō)明。對(duì)于PosN和PosQ，對(duì)其已經(jīng)進(jìn)行了速度偏移校正，由選擇部件52選取其中一個(gè)，從而得到Pos1。
位置解調(diào)部件68將偏移(讀和寫元件的位置之間的差)和位置Pos1添加到所解調(diào)的磁道號(hào)中。在虛擬圓形控制中，產(chǎn)生虛擬圓形軌道表62。虛擬圓形軌道隨盤10上的扇區(qū)同步產(chǎn)生，而其相位和振幅依裝置和磁頭而不同。這一位置軌道是根據(jù)下面的公式產(chǎn)生的位置軌道＝S[磁頭]×sin(ωt)+C[磁頭]×cos(ωt) (3)這里，ω是盤的旋轉(zhuǎn)角頻率。用于每個(gè)磁頭的因子S和C的值存儲(chǔ)在表62中。圖8是表示虛擬圓形軌道表62的圖表，其中存儲(chǔ)著每個(gè)磁頭0、1、…、n的正弦波因子S和余弦波因子C。
這個(gè)表62是以磁頭號(hào)Head進(jìn)行索引的，可以導(dǎo)出相應(yīng)的正弦波因子和余弦波因子C，并且可以通過(guò)使用上面給出的位置軌道公式產(chǎn)生位置軌道。位置解調(diào)部件68從上面所提到的磁道號(hào)、偏移和位置Pos1的相加值中減去位置軌道，并輸出解調(diào)位置。
現(xiàn)在將對(duì)上面所提到的速度偏移校正進(jìn)行說(shuō)明。在上面所提到的現(xiàn)有技術(shù)中，致動(dòng)器的速度V是磁頭跟隨的圓形軌道基準(zhǔn)的速度。因此，在磁頭不跟隨伺服信號(hào)的圓形軌道并且位于虛擬圓形軌道上時(shí)的情況下，如本發(fā)明中的情況一樣，產(chǎn)生了用于定位的虛擬圓形軌道和盤上的伺服信號(hào)之間的相對(duì)速度量的誤差ΔV。
如圖7所示，用于將磁頭定位在虛擬圓形軌道上的已校正軌道呈現(xiàn)為正弦波，所以相對(duì)速度為余弦波，這可以容易地計(jì)算出來(lái)。實(shí)際上，如上面所提到的，虛擬圓形軌道是與盤10上的扇區(qū)同步產(chǎn)生的，并且其相位和振幅依裝置和磁頭而不同。這樣一個(gè)位置軌道是由公式位置軌道＝S[磁頭]×sin(ωt)+C[磁頭]×cos(ωt)產(chǎn)生的，其中ω是盤的旋轉(zhuǎn)角頻率。并且對(duì)于每個(gè)磁頭都已經(jīng)存儲(chǔ)了正弦波因子S和余弦波因子C的值。依靠這種情況，對(duì)于在盤徑向上的每個(gè)位置，可以給出因子S和C的值的表。
通過(guò)對(duì)位置軌道進(jìn)行微分，得到此時(shí)虛擬圓形軌道的速度(相對(duì)速度)。換句話說(shuō)，軌道的速度＝{S[磁頭]×cos(ωt)-C[磁頭]×sin(ωt)}/ω(4)因此，使用微分器64由位置軌道計(jì)算軌道的速度，微分器對(duì)位置軌道進(jìn)行微分。由于位置軌道隨采樣變化，所以這一速度也隨采樣變化。因此，PosN和PosQ的速度偏移也隨采樣變化。即使磁頭被定位在虛擬圓形軌道上而沒(méi)有“0”誤差，對(duì)于每次采樣也必須對(duì)速度偏移進(jìn)行計(jì)算并連續(xù)地添加。
當(dāng)進(jìn)行搜索控制時(shí)，致動(dòng)器的速度增加得甚至更多。在搜索控制過(guò)程中，不斷地對(duì)速度V進(jìn)行計(jì)算，以致當(dāng)前的速度和下一次采樣時(shí)的速度總是已知的。所以，通過(guò)加法器66，將由于搜索控制所造成的速度V和上面所提到的由于軌道所造成的速度ΔV相加，并被用于PosN和PosQ的速度偏移校正。
為了進(jìn)行PosN和PosQ的速度偏移校正，通過(guò)加法器54和56，把速度偏移的值與PosN和PosQ相加。這個(gè)速度偏移值是由下面的公式確定的。速度所乘的因子可以根據(jù)圖3中所示的伺服信號(hào)的說(shuō)明被唯一地確定(從Gray Code的0比特位到PosA與PosB的邊界和PosC與PosD的邊界)，并且被分別看作放大器58和60的增益。
PosN偏移＝速度×(格雷碼GrayCode的0比特位與PosA和PosB的邊界之間的時(shí)間)/抽樣周期(5)PosQ偏移＝速度×(格雷碼GrayCode的0比特位與PosC和PosD的邊界之間的時(shí)間)/抽樣周期(6)
換句話說(shuō)，因子是根據(jù)Gray Code(磁道號(hào))的0比特位與PosA和PosB的邊界，或與PosC和PosD的邊界之間的時(shí)間確定的。
通過(guò)這種方法，在虛擬圓形控制中，相對(duì)速度可以根據(jù)已知的正弦波位置軌道(位置是正弦→速度是余弦)被計(jì)算出來(lái)，所以在跟蹤期間的PosN和PosQ的偏移可以唯一地確定。
如圖6所示，位置軌道和速度軌道都可以根據(jù)虛擬圓形軌道的表62的輸出而得到。把速度ΔV與致動(dòng)器14相對(duì)于虛擬圓形軌道的相對(duì)速度V相加，并且把結(jié)果輸入給PosN和PosQ的解調(diào)部件。這里，速度ΔV和相對(duì)速度V被合并和計(jì)算為一個(gè)位置。
圖9是表示本發(fā)明的位置解調(diào)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的框圖、圖10是表示其NQ合并解調(diào)操作過(guò)程的波形圖、圖11是表示其NQ合并解調(diào)操作的加權(quán)函數(shù)的波形圖、圖12是表示基于加權(quán)函數(shù)的NQ合并解調(diào)操作的示意圖。
圖9中的位置解調(diào)系統(tǒng)也由圖1中的MCU 28執(zhí)行。MCU 28使用圖9中的解調(diào)位置作為當(dāng)前位置進(jìn)行公知的伺服運(yùn)算(例如觀察器控制)，并且計(jì)算VCM 14的控制量。
在圖9中，與圖6中所介紹的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且信號(hào)解調(diào)部件40從來(lái)自磁頭12的位置信號(hào)中將磁道號(hào)和偏移信號(hào)(PosA-PosD)分離出來(lái)(見(jiàn)圖22)。計(jì)算單元42和44分別計(jì)算2相伺服信號(hào)PosN和PosQ。
并且乘法器48和50將PosN和PosQ與得自位置敏感度增益表46的位置敏感度增益相乘。然后對(duì)速度偏移進(jìn)行校正。速度偏移校正與圖6中的第一實(shí)施例相同。換句話說(shuō)，在虛擬圓形控制中，設(shè)置了虛擬圓形軌道表62。虛擬圓形軌道與盤10上的扇區(qū)同步產(chǎn)生，并且其相位和振幅依裝置和磁頭變化。為了產(chǎn)生這樣的位置軌道，位置軌道由位置軌道＝S[磁頭]×sin(ωt)+C[磁頭]×cos(ωt)
給出，并且對(duì)于每個(gè)磁頭，因子S和C的值被存儲(chǔ)在表62中。該表62由磁頭號(hào)Head索引，可以導(dǎo)出相應(yīng)的正弦波因子S和余弦波因子C，并且利用上述位置軌道的公式產(chǎn)生位置軌道。
通過(guò)對(duì)位置軌道的微分得到了此時(shí)的虛擬圓形軌道的速度。換句話說(shuō)，軌道的速度(相對(duì)速度)＝{S[磁頭]×cos(ωt)-C[磁頭]×sin(ωt)}/ω因此使用微分器64由位置軌道計(jì)算軌道的速度ΔV，其中微分器對(duì)位置軌道進(jìn)行微分，并且通過(guò)加法器66把由搜索控制引起的速度V與上面所提到的由軌道引起的速度ΔV相加，并用于PosN和PosQ的速度偏移校正。
將由加法器54和56進(jìn)行相加的速度偏移值通過(guò)下述公式進(jìn)行確定。速度所乘的因子可以根據(jù)圖3中所示的伺服信號(hào)的說(shuō)明被唯一地確定，并被分別設(shè)置為放大器58和60的增益。
PosN偏移＝速度×(格雷碼0比特位和PosA與PosB的邊界之間的時(shí)間)/抽樣周期PosQ偏移＝速度×(格雷碼0比特位和PosC與PosD的邊界之間的時(shí)間)/抽樣周期如圖9所示，位置軌道和速度軌道都可以由虛擬圓形軌道的表62的輸出來(lái)獲得。把速度ΔV與致動(dòng)器14對(duì)于虛擬圓形軌道的相對(duì)速度V相加。并且把上面所提到的從速度(V+ΔV)而得到的PosN偏移值和PosQ偏移值通過(guò)加法器54和56與PosN和PosQ相加，并且該結(jié)果被輸入到解調(diào)部件52。
對(duì)于解調(diào)部件52，使用了利用PosN和PosQ合并解調(diào)方法的位置解調(diào)方法，該方法是本發(fā)明人在日本專利申請(qǐng)第2001-269871號(hào)(2001年9月6日申請(qǐng))《盤裝置的位置解調(diào)方法及電路》中提出的。
當(dāng)選擇了PosN和PosQ其中之一時(shí)，由于PosN和PosQ之間的切換，產(chǎn)生了階躍差，所以NQ合并解調(diào)方法通過(guò)合并PosN和PosQ對(duì)PosN和PosQ進(jìn)行解調(diào)的方式解決了由于橫跨PosN和PosQ的邊界所造成的階躍差的影響。
將參照?qǐng)D10到12對(duì)NQ合并解調(diào)方法進(jìn)行說(shuō)明。圖10表示由圖9中的加法器42和44計(jì)算所得的位置信息PosN和PosQ。在NQ合并解調(diào)中，位置解調(diào)不是通過(guò)選擇其一而是通過(guò)使用全部?jī)烧叨M(jìn)行的。
如圖10所示，在傳統(tǒng)的解調(diào)方法中，PosN和PosQ中絕對(duì)值較小的任一個(gè)，被選作解調(diào)位置。在NQ合并解調(diào)方法中，使用在同一塊中的用于PosQ的黑體線84和用于PosN黑體線86和88對(duì)位置進(jìn)行解調(diào)。
圖12是當(dāng)分別使用圖10中的PosN和PosQ對(duì)位置進(jìn)行解調(diào)時(shí)的特征曲線圖，其中縱坐標(biāo)是所解調(diào)的檢測(cè)位置，而橫坐標(biāo)是實(shí)際位置。這里，在縱軸上，包含誤差的位置敏感度增益以k表示，而檢測(cè)(解調(diào))位置以kx表示。如果位置敏感度增益是正確值，可以得到直線90中的線性特征檢測(cè)位置，且沒(méi)有如現(xiàn)有技術(shù)中所見(jiàn)的由切換PosN和PosQ所引起的階躍差。
如果位置敏感度增益帶有誤差，PosN呈現(xiàn)直線90的特征，而PosQ呈現(xiàn)直線92和95的特征，以上面所提到的黑體線塊為中心。因此，如果如現(xiàn)有技術(shù)中那樣切換PosN和PosQ，當(dāng)PosN跨越PosQ(-0.25)時(shí)以及當(dāng)PosQ跨越PosN(+0.25)時(shí)，將產(chǎn)生切換階躍差。
為了消除這一切換階躍差，NQ合并解調(diào)方法通過(guò)合并PosN和PosQ對(duì)位置進(jìn)行解調(diào)，下面將對(duì)其原理進(jìn)行說(shuō)明。直線90和直線92的特征由下列公式y(tǒng)a和yb表示，其中y為縱坐標(biāo)。
ya＝kx(7)yb＝k(x-0.5)+0.5 (8)關(guān)于實(shí)際位置x的解調(diào)(檢測(cè))位置y具有y＝x的關(guān)系是理想的，即使位置敏感度增益k的值具有誤差。所以通過(guò)將兩條直線90和92合并，得到了一條由虛線94所表示的沒(méi)有階躍差的直線。
據(jù)此，利用加權(quán)增益M，解調(diào)位置ya與加權(quán)增益M相乘，解調(diào)位置yb與解調(diào)增益(1-M)相乘，并且兩個(gè)結(jié)果被合并。換句話說(shuō)，計(jì)算下面的公式(9)。
y＝Mkx+(1-M)(k(x-0.5)+0.5)＝0.5(k-1)M+kx-0.5(k-1)(9)
這里為了防止位置敏感度增益k對(duì)公式(9)的影響，解調(diào)位置kx必須與實(shí)際位置x相匹配，所以利用公式(9)如下計(jì)算增益M。
x＝0.5(k-1)M+kx-0.5(k-1)0.5(k-1)M＝-(k-1)x+0.5(k-1)∴M＝-2x+1 (10)換句話說(shuō)，加權(quán)增益M必須是實(shí)際位置x的線性函數(shù)。
這里在圖12中所討論的直線92對(duì)于直線90來(lái)說(shuō)位于正側(cè)，不過(guò)，同樣地，對(duì)于與直線95的關(guān)系是位于負(fù)側(cè)的加權(quán)增益M由下述公式給出。
M＝2x+1(11)并且通過(guò)確定實(shí)際位置x的絕對(duì)值，公式(10)和(11)可以綜合為公式(12)。
M＝-2|x|+1 (12)圖11是表示這一加權(quán)函數(shù)的波形圖。這里加權(quán)函數(shù)M是實(shí)際位置x的函數(shù)，所以位置敏感度增益k的影響沒(méi)有包含在公式(12)中。然而，實(shí)際可以檢測(cè)到的位置只是檢測(cè)位置kx。位置敏感度增益k所造成的影響包括非常明確地出現(xiàn)在PosN和PosQ的切換邊界周圍的區(qū)域內(nèi)的誤差，那就是圖12中的±0.25。在這個(gè)切換邊界內(nèi)，必須使用接近于M＝0.5的值以得到?jīng)]有階躍差的直線94，如圖12所示。
然而，在該邊界，由于是y＝kx而不是y＝x被用于加權(quán)增益的計(jì)算，因此M不等于0.5。所以條件M＜0.5被當(dāng)做M＝0.5加入到公式(12)中。圖11表示加權(quán)函數(shù)M，其中當(dāng)使用y＝kx時(shí)，加權(quán)函數(shù)的下限值被認(rèn)為是0.5。
再次參考圖9，圖11中的加權(quán)函數(shù)被存儲(chǔ)在加權(quán)函數(shù)表70中。解調(diào)部件52對(duì)PosN和PosQ的絕對(duì)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果計(jì)算Pos1和Pos2。這由下面的公式給出。
當(dāng)abs(PosN)≤abs(PosQ)時(shí)，Pos1＝-sgn(PosQ)*PosN+Vel*T1/Ts (13)Pos2＝sgn(PosN)*(PosQ-sgn(PosQ)*0.5)+Vel*T2/Ts(14)當(dāng)abs(PosN)不≤abs(PosQ)時(shí)，
Pos1＝sgn(PosN)*PosQ+Vel*T2/Ts (15)Pos2＝-sgn(PosQ)*(PosN-sgn(PosN)*0.5)+Vel*T1/Ts (16)Vel*T2/Ts和Vel*T1/Ts是上面所提到的速度偏移值。然后利用Pos1(＝kx)參考加權(quán)函數(shù)表70，得到加權(quán)函數(shù)M和1-M。乘法器72將Pos1乘以M。而乘法器74將Pos2乘以(1-M)。
位置解調(diào)部件68將偏移(讀元件和寫元件之間的位置差)和所校正的位置Pos1及Pos2添加到所解調(diào)的磁道號(hào)中，減去得自虛擬圓形軌道表62的位置軌道，并輸出解調(diào)位置。
現(xiàn)在將對(duì)一種通過(guò)C語(yǔ)言程序進(jìn)行計(jì)算的方法進(jìn)行說(shuō)明。假設(shè)對(duì)于PosN的調(diào)制加入了速度偏移的增益T1/Ts，對(duì)于PosQ的調(diào)制加入了T2/Ts。如果此時(shí)的速度是Vel而PosN和PosQ的相位關(guān)系沒(méi)有發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)的最大速度是VEL_MAX，那么以下述方式計(jì)算位置。
<pre listing-type="program-listing">PosN＝Gsns*(PosA-PosB)； PosQ＝Gsns*(PosC-PosD)； Track＝Gray； Position＝Track； If(abs(Vel)＜＝MAX_VEL){ if(abs(PosN)＜＝abs(PosQ)){ Pos0fs＝-sgn(PosQ)*PosN+Vel*T1/Ts； if(sgn(PosQ)*even(Track)＞0.0) Position+＝sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0； Pos0fs2＝sgn(PosN)*PosQ-sgn(PosQ)*0.5+Vel*T2/Ts； }else{ Pos0fs＝sgn(PosN)*PosQ PosN+Vel*T2/Ts； Position＝sgn(PosN)*even(Track)*0.5+Track；Pos0fs2＝-sgn(PosQ)*(PosN-sgn(PosN)*0.5)+Vel*T1/Ts； } G1＝M(Pos0fs)；<!-- SIPO <DP n="16"> --><dp n="d16"/> G2＝1-G1； Position+＝G1*Pos0fs+G2*Pos0fs2； }</pre>這樣，通過(guò)使用NQ合并解調(diào)方法，解決了由跨越PosN和PosQ的解調(diào)邊界的解調(diào)所產(chǎn)生的階躍差，該方法通過(guò)將PosN和PosQ乘上加權(quán)增益并將結(jié)果不斷地相加以進(jìn)行解調(diào)。還通過(guò)包含NQ的速度偏移校正，避免了面積解調(diào)方法的虛擬圓形控制中的位置誤差惡化。
為了檢驗(yàn)本發(fā)明的效果，現(xiàn)在將介紹對(duì)2.5英寸HDD所進(jìn)行的一個(gè)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)的例子。這個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)是這樣一個(gè)裝置，其中盤的旋轉(zhuǎn)頻率是4200rpm，而盤的磁道間距是61500 TPI。圖13到圖16表示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
在該裝置中，伺服信號(hào)由一個(gè)外部STW裝置預(yù)先記錄在盤上，并且該盤隨后被組裝成HDD。因此從一開始就存在著偏心。在磁頭跟隨盤上的磁道的狀態(tài)下，產(chǎn)生了跟隨偏心所需的校正電流，并且該電流以正弦曲線方式振蕩。
這里引入正弦曲線位置軌道以檢查虛擬圓形控制的問(wèn)題。如上面的對(duì)于原理的示意圖所示，進(jìn)行了正常的位置解調(diào)，并且隨后正弦曲線位置軌道被減去。對(duì)狀態(tài)的變化進(jìn)行觀察，同時(shí)改變此時(shí)位置軌道的振幅。最終的目的是減小致動(dòng)器的電流直至為“0”。不過(guò)在這種情況中，有意地使致動(dòng)器振蕩以觀察對(duì)位置解調(diào)的影響。因此電流不會(huì)變?yōu)椤?”。
圖13是一個(gè)比較例，其中，此時(shí)正弦曲線位置軌道具有±0磁道振幅，也就是此時(shí)沒(méi)有進(jìn)行虛擬圓形控制，在時(shí)軸上顯示了索引信號(hào)、觀測(cè)位置(位置誤差信號(hào))以及VCM電流。由于觀測(cè)位置是均衡的，所以可以看到RPE(可重復(fù)性位置誤差)。
圖14表示除圖13之外的另一個(gè)比較例，其中，此時(shí)提供一個(gè)±64磁道位置軌道作為正弦波軌道(執(zhí)行了虛擬圓形控制)，在時(shí)軸上顯示了索引信號(hào)、觀測(cè)位置(位置誤差信號(hào))以及VCM電流。定位精確度明顯地降低了。這主要是因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行速度偏移校正，并且也是因?yàn)榭缭絇osN和PosQ之間的解調(diào)邊界進(jìn)行了解調(diào)。
圖15是在圖14中的虛擬圓形控制中進(jìn)行了NQ速度偏移校正和NQ合并解調(diào)時(shí)的一個(gè)例子，其中在時(shí)軸上顯示了索引信號(hào)、觀測(cè)位置和VCM電流。即使提供了一個(gè)±64磁道位置軌道并且進(jìn)行了虛擬圓形控制，與圖14中所示的上述例子相比，位置誤差也明顯地降低了。通過(guò)這種方法，通過(guò)與NQ合并解調(diào)一起引入NQ速度偏移校正，可以避免面積解調(diào)方法的虛擬圓形控制中的位置誤差的惡化。
圖16是在圖15中虛擬圓形控制中的位置軌道振幅增加到±128磁道時(shí)的實(shí)例的結(jié)果。位置誤差不是0，并且是振蕩的。這一問(wèn)題的出現(xiàn)是因?yàn)橛捎谖恢密壍浪鶎?dǎo)致的速度太高了，并且產(chǎn)生了PosN與PosQ之間的相位關(guān)系反轉(zhuǎn)的部分，如在上面所提到的申請(qǐng)(日本專利特開平第2001-256741號(hào))中所介紹的那樣。在這樣的狀態(tài)中，不管如何進(jìn)行NQ速度偏移校正，問(wèn)題都不能得到解決。
這樣，在使用了面積解調(diào)型方法的虛擬圓形控制的使用中，PosN和PosQ間的相位關(guān)系沒(méi)有發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)的臨界速度決定了虛擬圓形控制的位置軌道振幅的上限。
現(xiàn)在將對(duì)如何使用一種可以避免PosN和PosQ的解調(diào)邊界的階躍差的影響以及PosN和PosQ的速度偏移的影響的盤裝置進(jìn)行說(shuō)明。
第一種方法與使用常規(guī)HDD裝置的方法相同。當(dāng)伺服信號(hào)已經(jīng)單獨(dú)通過(guò)一個(gè)外部STW裝置被記錄在盤上時(shí)，一個(gè)或多個(gè)這樣的盤被安裝在HDD裝置上。在這種情況下，問(wèn)題在于這些盤的偏心的差異。
為解決這一差異，使用了本專利申請(qǐng)中所介紹的虛擬圓形控制技術(shù)，那么就可以避免磁頭之間和盤之間的偏心差異的影響了。如果沒(méi)有使用虛擬圓形控制，當(dāng)磁頭進(jìn)行切換時(shí)致動(dòng)器的移動(dòng)距離依磁頭在圓周方向上的位置而不同。通過(guò)使用本專利申請(qǐng)的虛擬圓形控制，可以解決這一問(wèn)題。
第二種方法是使用STW本身。圖17是表示本發(fā)明的伺服磁道寫入方法的示意圖。在一個(gè)外部STW裝置中，伺服信號(hào)被記錄在盤上。并且一個(gè)這樣的盤10-1被安裝在盤裝置1上。然后多個(gè)沒(méi)有記錄伺服信號(hào)的盤10-1被安裝在盤裝置1上。
然后使用虛擬圓形控制對(duì)已經(jīng)記錄了伺服信號(hào)的盤面10-1進(jìn)行磁頭12-1的定位控制，以便不跟隨偏心。并且對(duì)于所有的磁頭12-1和12-2，新的伺服信號(hào)被記錄在所有的盤10-1和10-2上的盤10-1的原始伺服信號(hào)之間的區(qū)域內(nèi)。最后，當(dāng)使用最新記錄的伺服信號(hào)進(jìn)行定位時(shí)，初始盤10-1的原始伺服信號(hào)就被擦除了。
這樣，使用已經(jīng)在外部進(jìn)行了伺服信號(hào)記錄的盤，可以根據(jù)這些伺服信號(hào)在所有的盤上無(wú)偏心地記錄伺服信號(hào)。在此情況下，虛擬圓形控制僅用于伺服磁道寫入，并且在伺服磁道寫入之后，利用普通的伺服信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，而不用虛擬圓形控制，并且通過(guò)這種方法，磁頭的位置得到了控制。
已經(jīng)使用一種磁盤裝置對(duì)盤存儲(chǔ)裝置進(jìn)行了說(shuō)明，不過(guò)本發(fā)明可以被應(yīng)用于其它盤存儲(chǔ)裝置，例如光盤裝置和磁光盤裝置。在切換期間磁頭的校正方法不僅限于對(duì)兩個(gè)或多個(gè)盤，而是可以被應(yīng)用于對(duì)一個(gè)盤的正面和反面使用的磁頭之間。盤的形狀也不僅限于盤狀，而是可以是卡片狀。
本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，不過(guò)可以在本發(fā)明的基本特征的范圍內(nèi)做出多種變型，這不應(yīng)當(dāng)被排除在本發(fā)明的技術(shù)范圍之外。
如上面所介紹的，利用虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的磁頭速度以及虛擬圓形軌道與位置信號(hào)的相對(duì)速度二者進(jìn)行對(duì)2相信號(hào)的速度偏移校正，所以即使進(jìn)行了虛擬圓形軌道控制，也可以實(shí)現(xiàn)較高精度的磁頭位置控制。因此，即使盤的磁道間距變窄和偏心磁道的數(shù)量增加了，也可以進(jìn)行較高精度的虛擬圓形軌道控制，并且可以提高讀/寫性能。
由于通過(guò)引入一種合并解調(diào)方法解決了PosN和PosQ之間的解調(diào)邊界階躍差，因此可以實(shí)現(xiàn)較高精度的定位控制。
權(quán)利要求
1.一種用于在盤的虛擬圓形軌道上控制一個(gè)頭的位置的頭位置控制方法，包括如下步驟對(duì)由所述頭讀出的所述盤的位置信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；根據(jù)所述解調(diào)結(jié)果計(jì)算解調(diào)位置；從所述解調(diào)位置中減去由所述盤的偏心所導(dǎo)致的位置振蕩；根據(jù)所述減去之后的解調(diào)位置與目標(biāo)位置之間的位置誤差計(jì)算控制量；和通過(guò)所述控制量對(duì)用于驅(qū)動(dòng)所述頭的致動(dòng)器進(jìn)行控制，其中所述計(jì)算步驟包括以下步驟使用一個(gè)根據(jù)所述頭的所述虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的校正值，對(duì)所述解調(diào)結(jié)果進(jìn)行校正并且計(jì)算所述解調(diào)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的頭位置控制方法，其中所述的解調(diào)步驟包括以下步驟通過(guò)面積解調(diào)從所述位置信號(hào)中解調(diào)相位彼此不同的第一位置信息和第二位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的頭位置控制方法，其中所述的計(jì)算步驟包括以下步驟通過(guò)以預(yù)定的加權(quán)值合并所述第一位置信息和所述第二位置信息來(lái)計(jì)算所述解調(diào)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的頭位置控制方法，其中所述計(jì)算步驟包括以下步驟利用根據(jù)所述頭的所述虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的第一校正值來(lái)校正所述第一位置信息，并且利用根據(jù)所述頭的所述虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的第二校正值來(lái)校正所述第二位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的頭位置控制方法，其中所述計(jì)算步驟包括以下步驟通過(guò)將所述第一位置信息與預(yù)定加權(quán)值M相乘、將所述第二位置信息與另一個(gè)預(yù)定加權(quán)值(1-M)相乘、并合并這些相乘結(jié)果，來(lái)計(jì)算所述解調(diào)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的頭位置控制方法，還包括以下步驟通過(guò)對(duì)用于減去所述位置振蕩的虛擬圓形位置軌道進(jìn)行微分，來(lái)計(jì)算所述相對(duì)速度。
7.一種用于在盤的虛擬圓形軌道上控制一個(gè)頭的位置的盤裝置，包括用于讀取盤的位置信號(hào)的頭；用于驅(qū)動(dòng)所述頭的致動(dòng)器；和控制單元，用于解調(diào)來(lái)自所述頭的位置信號(hào)并控制所述致動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)所述頭，其中所述控制單元利用根據(jù)所述頭的所述虛擬圓形軌道的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的校正值來(lái)校正所述解調(diào)結(jié)果，計(jì)算解調(diào)位置，從所述解調(diào)位置中減去由所述盤的偏心引起的位置振蕩，并且根據(jù)所述減去之后的解調(diào)位置和目標(biāo)位置之間的位置誤差來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器的控制量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的盤裝置，其中所述控制單元通過(guò)面積解調(diào)從所述位置信號(hào)中解調(diào)相位彼此不同的第一位置信息和第二位置信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的盤裝置，其中所述控制單元通過(guò)以預(yù)定的加權(quán)值合并所述第一位置信息和所述第二位置信息來(lái)計(jì)算所述解調(diào)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的盤裝置，其中所述控制單元利用根據(jù)所述頭的所述虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的第一校正值來(lái)校正所述第一位置信息，并利用根據(jù)所述頭的所述虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的第二校正值來(lái)校正所述第二位置信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的盤裝置，其中所述控制單元通過(guò)將所述第一位置信息與預(yù)定加權(quán)值M相乘、將所述第二位置信息與另一個(gè)預(yù)定加權(quán)值(1-M)相乘、并合并這些相乘結(jié)果來(lái)計(jì)算所述解調(diào)位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的盤裝置，其中所述控制單元具有一個(gè)用于存儲(chǔ)要被減去的所述位置振蕩的表，并通過(guò)對(duì)所述表的位置振蕩進(jìn)行微分來(lái)計(jì)算所述相對(duì)速度。
13.一種用于向所安裝的盤寫入位置信號(hào)的伺服磁道寫入方法，包括以下步驟解調(diào)由一個(gè)頭讀出的所述盤的位置信號(hào)；根據(jù)所述解調(diào)結(jié)果計(jì)算解調(diào)位置；從所述解調(diào)位置中減去由所述盤的偏心引起的位置振蕩；根據(jù)所述減去之后的解調(diào)位置和目標(biāo)位置之間的位置誤差來(lái)計(jì)算控制量；和控制一個(gè)致動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)所述頭，其中所述計(jì)算步驟包括以下步驟通過(guò)利用根據(jù)所述頭的虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的速度以及所述虛擬圓形軌道與所述盤的位置信號(hào)的相對(duì)速度的校正值校正所述解調(diào)結(jié)果來(lái)計(jì)算所述解調(diào)位置，并且其中所述伺服磁道寫入方法還包括沿著所述頭的虛擬圓形軌道重寫所述位置信號(hào)的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的伺服磁道寫入方法，其中所述解調(diào)步驟包括以下步驟解調(diào)所述盤的位置信號(hào)，其中所述位置信號(hào)已經(jīng)在安裝所述盤的裝置的外部被寫入。
全文摘要
一種頭位置控制方法、盤裝置以及伺服磁道寫入方法，執(zhí)行不跟隨盤的偏心的虛擬圓形控制，并且即使使用了面積解調(diào)方法的伺服信號(hào)，也能實(shí)現(xiàn)高精度的虛擬圓形控制。該方法通過(guò)在面積解調(diào)方法中對(duì)位置信號(hào)解調(diào)進(jìn)行虛擬圓形控制，并通過(guò)使用虛擬圓形軌道基準(zhǔn)的頭速度V以及虛擬圓形軌道與位置信號(hào)的相對(duì)速度ΔV進(jìn)行2相伺服信號(hào)的速度偏移校正來(lái)計(jì)算解調(diào)位置。
文檔編號(hào)G11B5/596GK1471084SQ0314574
公開日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月3日
發(fā)明者高石和彥, 原武生 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社