專利名稱：提供伺服環(huán)路增益校準(zhǔn)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)，尤其涉及提供用在伺服系統(tǒng)中的伺服環(huán)路增益校準(zhǔn)(servo loop gain calibration)，以便定位硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭(readhead)的方法和裝置。
磁盤(pán)是用于存儲(chǔ)信息的磁記錄裝置。信息記錄在一個(gè)或多個(gè)磁記錄盤(pán)的任意一個(gè)表面上的同心軌道上。磁盤(pán)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到旋轉(zhuǎn)電機(jī)上，并且信息通過(guò)安裝到致動(dòng)器臂的讀/寫(xiě)磁頭存取，該致動(dòng)器臂由音圈(voice coil)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。該音圈電機(jī)由一電流勵(lì)磁，以轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器并移動(dòng)磁頭。讀/寫(xiě)磁頭必須與磁盤(pán)上的存儲(chǔ)軌道正確對(duì)準(zhǔn)，以確保正確讀寫(xiě)信息。
為準(zhǔn)確寫(xiě)入和讀取數(shù)據(jù)，需要將磁頭保持在軌道的中心。為幫助控制磁頭的定位，磁盤(pán)的每一個(gè)扇區(qū)通常包括相對(duì)于軌道中心線準(zhǔn)確定位的多個(gè)伺服位。伺服位產(chǎn)生的原始信號(hào)通常解調(diào)為一位置信號(hào)，該位置信號(hào)由一伺服系統(tǒng)利用以確定磁頭相對(duì)于軌道的位置，并且如果磁頭沒(méi)有位于軌道中心線上則移動(dòng)致動(dòng)器臂。
伺服系統(tǒng)的增益通常相對(duì)于磁盤(pán)表面上的磁頭位置而變化。這種變化的主要原因包括位置反饋增益中的變化和致動(dòng)器轉(zhuǎn)矩常數(shù)的變化。伺服系統(tǒng)的增益變化影響交叉頻率的增益、相位和增益裕度，以及磁頭的穩(wěn)定時(shí)間，這種情況又造成了磁頭在試圖到達(dá)和跟蹤特定軌道位置時(shí)的上沖(overshoot)和/下沖(undershoot)。此外，高于最優(yōu)伺服環(huán)路增益可造成不想要的高頻分量出現(xiàn)在環(huán)路誤差函數(shù)中，從而造成讀/寫(xiě)錯(cuò)誤率的增加。類似地，低于最優(yōu)伺服環(huán)路增益可造成伺服環(huán)路移動(dòng)(shiffness)的下降，增加誤差函數(shù)中的低頻分量，并使拒絕沖擊和振動(dòng)輸入的能力惡化，也造成了讀/寫(xiě)錯(cuò)誤率的增加。結(jié)果，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的生產(chǎn)時(shí)間增加，從而降低了產(chǎn)品收益。


圖1A是說(shuō)明在接近理想條件下的伺服突發(fā)信號(hào)(servo burst signal)(A-B)和(C-D)之間的差值相對(duì)于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭的位置而變化的圖。伺服突發(fā)信號(hào)(A-B)和(C-D)之間的差值相對(duì)于讀取磁頭的位置的變化，是一種用于提供位置差錯(cuò)信號(hào)幅度，和磁頭和軌道中心之間的距離，這兩者之間的相關(guān)信息的通用技術(shù)。圖1B是說(shuō)明在接近理想條件下的流過(guò)讀取磁頭的磁通密度相對(duì)于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭位置而變化的圖。從伺服突發(fā)脈沖(servoburst)所讀取的信號(hào)與流過(guò)讀取磁頭的磁通量成比例。如圖1B所示，在不存在邊緣效應(yīng)時(shí)，由伺服突發(fā)脈沖所建立的磁場(chǎng)在突發(fā)脈沖邊緣突然變?yōu)榱?，并且磁?chǎng)密度分布類似于方波。在接近理想的條件下，伺服突發(fā)信號(hào)與讀取磁頭的軌道位置成線性變化關(guān)系。這種線性變化允許伺服系統(tǒng)校正讀取磁頭的脫軌(off-track)位置。
然而，在多數(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，伺服突發(fā)信號(hào)相對(duì)于MR磁頭的軌道位置的實(shí)際變化是非線性特性，并在不同的磁頭之間變化很大。圖2A是說(shuō)明在實(shí)際情況中伺服突發(fā)信號(hào)(A-B)和(C-D)之間的差值相對(duì)于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭的位置而變化的圖。軌道分布的非線性變化是流過(guò)讀取磁頭的磁通的邊緣效應(yīng)的結(jié)果。圖2B是說(shuō)明在實(shí)際情況中流過(guò)讀取磁頭的磁通密度相對(duì)于軌道寬度而變化的圖。流過(guò)讀取磁頭的磁通密度的變化由下列表達(dá)式表示
其中，K是流過(guò)讀取磁頭的磁通密度的幅度；h是軌道寬度，而d是距離。
流過(guò)讀取磁頭的磁通密度的非線性變化也可以造成非線性位置信號(hào)。由于該位置信號(hào)與位置反饋增益成比例，因此該位置信號(hào)的變化造成了位置反饋增益的變化。為補(bǔ)償位置信號(hào)p中的這種變化，采用由下列表達(dá)式表示的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)p=(A-B)/(A+B)其中A和B是伺服突發(fā)脈沖值。然而，已經(jīng)看到這種標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)不能提供固定的位置反饋增益。尤其是，已發(fā)現(xiàn)讀取磁頭的軌道分布與磁通密度分布成比例，并且通過(guò)讀取的突發(fā)脈沖A和突發(fā)脈沖B而得到的軌道分布相同，用下列表達(dá)式表示A(x)=f(x-h/2)B(x)=f(x+h/2)考慮到讀取磁頭的操作僅在軌道分布的線性部分，可得到下列表達(dá)式
(A-B)/(A+B)=2x/(h+d)可以看到，位置反饋增益受值d的影響。由于d相對(duì)于磁頭的位置不統(tǒng)一，故標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)(A-B)/(A+B)目對(duì)于磁頭位置也不統(tǒng)一。
致動(dòng)器轉(zhuǎn)矩常數(shù)的變化也造成非恒定伺服系統(tǒng)增益的出現(xiàn)。為在整個(gè)致動(dòng)器位置范圍內(nèi)提供統(tǒng)一的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，相對(duì)于致動(dòng)器位置的磁通密度分布必須等同于方波分布。實(shí)際上，在突發(fā)脈沖邊緣的磁通密度的陡然變化是不可能實(shí)現(xiàn)的。結(jié)果，就不可能在整個(gè)致動(dòng)器位置范圍內(nèi)提供統(tǒng)一的轉(zhuǎn)矩常數(shù)。
因此，需要一種提供具有恒定增益的伺服系統(tǒng)從而提供統(tǒng)一的伺服系統(tǒng)性能的方法和裝置的技術(shù)。這種恒定的伺服增益的提供能允許磁頭在所有磁盤(pán)位置上的正確對(duì)準(zhǔn)，從而提高了產(chǎn)品收益。
本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生用在定位硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭的過(guò)程中的伺服信息的方法和裝置。所述裝置包含一殼體、安裝到所述殼體的一致動(dòng)器臂、安裝到所述致動(dòng)器臂的一磁頭、安裝到所述殼體的一旋轉(zhuǎn)電機(jī)、和連接到所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁盤(pán)。所述磁盤(pán)具有多個(gè)軌道，其中一個(gè)軌道具有有著多個(gè)伺服位的伺服區(qū)。一伺服控制器耦接到所述磁頭，用于控制所述伺服位的讀取。所述伺服控制器具有根據(jù)所述伺服位檢測(cè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在預(yù)定頻率的系統(tǒng)響應(yīng)的補(bǔ)償電路。所述補(bǔ)償電路根據(jù)所述系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生一預(yù)定頻率的伺服信號(hào)，用以定位所述磁頭。
圖1A是說(shuō)明用在現(xiàn)有技術(shù)中的，在接近理想條件下，伺服突發(fā)信號(hào)(A-B)和(C-D)之間的差值相對(duì)于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭的位置而變化的圖。
圖1B是說(shuō)明用在現(xiàn)有技術(shù)中的，在接近理想條件下，流過(guò)讀取磁頭的磁通密度相對(duì)于讀取磁頭位置而變化的圖。
圖2A是說(shuō)明用在現(xiàn)有技術(shù)中的，在非理想條件下，伺服突發(fā)信號(hào)(A-B)和(C-D)之間的差值相對(duì)于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭的位置而變化的圖。
圖2B是說(shuō)明用在現(xiàn)有技術(shù)中的，在非理想條件下，流過(guò)讀取磁頭的磁通密度相對(duì)于讀取磁頭位置而變化的圖。
圖3說(shuō)明采用本發(fā)明的方法的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
圖4說(shuō)明一軌道的伺服區(qū)范圍的總體布置。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的集成電路讀取通道部分的方框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的伺服控制器部分的方框圖。
圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的伺服環(huán)路增益確定過(guò)程的流程圖。
圖8A是執(zhí)行本發(fā)明的處理過(guò)程的通用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的增益交叉頻率的圖。
圖8B是不執(zhí)行本發(fā)明的處理過(guò)程的通用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的增益交叉頻率的圖。
本發(fā)明提供了一種識(shí)別伺服環(huán)路增益的裝置和方法。根據(jù)這種識(shí)別方法，可提供對(duì)伺服環(huán)路增益的補(bǔ)償，從而有助于提供統(tǒng)一的伺服性能。伺服環(huán)路增益首先是通過(guò)測(cè)量伺服系統(tǒng)在特定頻率的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)而識(shí)別的。為進(jìn)行此測(cè)量，在軌道跟蹤操作中首先將預(yù)定頻率的正弦勵(lì)磁信號(hào)加到位置信號(hào)。在到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，測(cè)量伺服系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)幅度。對(duì)所述輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，以消除噪聲。根據(jù)濾波后的輸入和輸出信號(hào)，便可獲得伺服系統(tǒng)在預(yù)定頻率的頻率響應(yīng)幅度。然后調(diào)節(jié)伺服環(huán)路增益，以便在所有的磁頭位置上在預(yù)定頻率處的頻率響應(yīng)幅度都統(tǒng)一。
A．實(shí)現(xiàn)方式下面參照附圖尤其是附圖標(biāo)記，圖3示出了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100包括由旋轉(zhuǎn)電機(jī)104轉(zhuǎn)動(dòng)的磁盤(pán)102。旋轉(zhuǎn)電機(jī)104安裝到基板106上。安裝到基板106上的還有致動(dòng)器臂組件108。致動(dòng)器臂組件108包括安裝到相應(yīng)活動(dòng)臂112的多個(gè)磁頭110。活動(dòng)臂112裝接到可以繞軸承組件116轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器臂104。組件108也包含耦接到磁體119的音圈118，磁體119安裝到基板106上。對(duì)音圈118的勵(lì)磁使得磁頭110相對(duì)于磁盤(pán)102移動(dòng)。通常對(duì)每一個(gè)磁盤(pán)的表面有一個(gè)單獨(dú)的磁頭。旋轉(zhuǎn)電機(jī)104、音圈118和磁頭110耦接到多個(gè)安裝于印刷電路板122上的電子電路120。在下面的討論中，僅參照磁頭110。電子電路120通常包括一讀取通道電路、一基于微處理器的控制器和一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)器件。
如圖4所示，數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在位于磁盤(pán)102上的放射狀同心軌道的扇區(qū)內(nèi)。通常的扇區(qū)具有自動(dòng)增益控制(AGC)區(qū)150、同步區(qū)(sync)152、識(shí)別軌道的灰度碼區(qū)154、確定扇區(qū)的識(shí)別(ID)區(qū)156、包括多個(gè)伺服位A、B、C、D的伺服區(qū)158、包含數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)160和糾錯(cuò)碼區(qū)162。在操作中，磁頭110移動(dòng)到一軌道，而提供于伺服區(qū)158中的伺服信息被讀出并提供到電子電路120。電子電路120利用伺服位(A-B)或(C-D)中的變化產(chǎn)生用于對(duì)準(zhǔn)磁頭110的定位信號(hào)Q。
圖5是驅(qū)動(dòng)器的電子電路120的方框圖。電子電路120包括耦接到讀/寫(xiě)(R/W)通道電路154的前置放大器152。R/W通道電路154包括R/W自動(dòng)增益控制和濾波電路156、全波整流器158和峰值檢測(cè)器160。電子電路120還包括基于微處理器的伺服控制器162，該控制器162包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)164、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)166，突發(fā)脈沖定序和定時(shí)電路168以及存儲(chǔ)器170，比如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)器件。DSP166包括邏輯電路172、校準(zhǔn)電路174、求和電路176和控制邏輯電路178。
電子電路120耦接到檢測(cè)磁盤(pán)102的磁場(chǎng)的磁頭110中的一個(gè)磁頭。當(dāng)讀取磁盤(pán)102上的伺服區(qū)范圍10中的伺服信息時(shí)，磁頭110產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于磁盤(pán)102的磁場(chǎng)的讀取信號(hào)。該讀取信號(hào)首先由前置放大器152放大，然后提供到R/W通道電路154。包括在該讀取信號(hào)中的AGC數(shù)據(jù)提供到R/W AGC和濾波電路156。電路156中的R/W AGC電路監(jiān)視由該讀取信號(hào)所提供的AGC數(shù)據(jù)，然后由位于R/W AGC和濾波電路156中的濾波電路對(duì)該讀取信號(hào)進(jìn)行濾波。全波整流器158對(duì)該讀取信號(hào)進(jìn)行整流并將整流后的讀取信號(hào)提供到峰值檢測(cè)器160。峰值檢測(cè)器160檢測(cè)該讀取信號(hào)的幅度。然后，該讀取信號(hào)提供到ADC164，ADC164提供模擬讀取信號(hào)的數(shù)字化樣值。然后，該數(shù)字化樣值提供到位于DSP166內(nèi)的邏輯電路172。邏輯電路172根據(jù)由磁頭110所讀取的伺服位A、B、C和D產(chǎn)生一位置信號(hào)XO。該位置信號(hào)XO提供給校準(zhǔn)電路174和求和電路176。校準(zhǔn)電路174校準(zhǔn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100的伺服環(huán)路增益。通過(guò)在多個(gè)磁頭位置上測(cè)量伺服系統(tǒng)在預(yù)定頻率處的開(kāi)環(huán)頻率中響應(yīng)得到伺服環(huán)路增益。
具體地講，預(yù)定頻率的正弦勵(lì)磁信號(hào)X首先加到位置信號(hào)XO。在到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，由校準(zhǔn)電路174檢測(cè)并計(jì)算輸入和輸出信號(hào)XI和XO的幅度，以獲得在預(yù)定頻率處的頻率響應(yīng)XI、XO的幅度。根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)，控制邏輯電路178計(jì)算和繪出環(huán)路增益變化?？刂七壿嬰娐?78也計(jì)算包括對(duì)環(huán)路增益變化補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償位置信號(hào)Q。補(bǔ)償位置信號(hào)Q對(duì)所有的磁頭位置都一致。所得的環(huán)路增益變化和補(bǔ)償位置信號(hào)Q存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器170中。補(bǔ)償位置信號(hào)Q隨后提供到致動(dòng)器臂組件108以移動(dòng)磁頭110。或者，補(bǔ)償位置信號(hào)Q可直接提供到致動(dòng)器臂組件108，以移動(dòng)磁頭110。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的圖5的校準(zhǔn)電路174的詳細(xì)略圖。校準(zhǔn)電路174包括第一濾波器180、第二濾波器190和波形發(fā)生器200。每一個(gè)濾波器180和190都包括一離散付立葉(Fourier)變換(DFT)電路210、212，一逆離散變換(IDFT)電路216和214，和一峰值檢測(cè)器218、220。波形發(fā)生器200產(chǎn)生單波信號(hào)X，單波信號(hào)X通過(guò)求和電路176附加到由邏輯電路172產(chǎn)生的位置信號(hào)XO。求和電路176的輸出XI提供到校準(zhǔn)電路174和控制邏輯電路178這兩個(gè)電路。校準(zhǔn)電路174然后根據(jù)信號(hào)Xo和XI檢測(cè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)。
更具體地講，利用求和電路176將特定頻率(ω0)的正弦勵(lì)磁信號(hào)X加到位置信號(hào)Xo。求和電路的Xo提供到校準(zhǔn)電路174和控制邏輯電路178這兩個(gè)電路。為產(chǎn)生特定頻率(ω0)的正弦波，采用下列的三角恒等式cos(ω0(n+1)T)=cos(ω0)cos(ω0nT)-sin(ω0nT)-sin(ω0nT)sin(ω0(n+1)T)=sin(ω0)cos(ω0nT)+cos(ω0nT)-sin(ω0nT)其中n為整數(shù)而T為時(shí)間。可以從下列狀態(tài)方程和初始值中產(chǎn)生幅度為M和頻率為ω0的遞歸正弦波XXC(n+1)XS(n+1)=cos(ω0T)-sin(ω0T)sin(ω0T)-cos(ω0T)XC(n)XS(n),XC(0)XS(0)=M0,]]>其中，Xc是余弦狀態(tài)，而Xs是正弦狀態(tài)。
在施加正弦勵(lì)磁后到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)N個(gè)樣值記錄XO和XI的值，以助于計(jì)算選定頻率ω0處的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)。因?yàn)橄辔豁憫?yīng)不再是環(huán)路的函數(shù)，所以只考慮幅度響應(yīng)。
首先，信號(hào)XO和XI分別提供到離散付立葉變換(DFT)電路210和212。然后，變換后的輸入和輸出信號(hào)XOT和XIT各自分別提供到逆付立葉變換(IDFT)電路216和214。執(zhí)行上述操作是為了消除由于偏轉(zhuǎn)力(bias force)和避開(kāi)干擾(runout disturbance)而出現(xiàn)的任何噪聲分量。
具體地講，離散付立葉變換(DFT)電路210和212各自分別變換信號(hào)XO和XI到頻域。這是利用最小平方技術(shù)通過(guò)計(jì)算正弦波信號(hào)X的最佳形式到信號(hào)XO和XI的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)完成的，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的。如果給定數(shù)據(jù)的最佳形式由ACcos(ω0nT)+ASsin(ω0nT)來(lái)確定，則付立葉系數(shù)為AC=1NΣn=1n=NX(n)XC(n),AS=1NΣn=1n=NX(n)XS(n)]]>
其中，AC是余弦狀態(tài)的付立葉系數(shù)，而AS是正弦狀態(tài)的付立葉系數(shù)。從AC和AS中，可以得到計(jì)算系統(tǒng)幅度響應(yīng)所需的信號(hào)Xo和XI的幅度，即，AC2+AS2]]>。
為獲得所選頻率ω0處的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)，將轉(zhuǎn)換的信號(hào)XOT和XIT各自分別提供到逆付立葉變換(IDFT)電路216和214。結(jié)果便可得到以X(n)=ACXC(n)+ASXS(n)形式表達(dá)的所得信號(hào)XOT和XIT的幅度。然后，所得信號(hào)XOT’和XIT’各自分別提供到峰值檢測(cè)器218和220，峰值檢測(cè)器218和220將信號(hào)XOT’和XTT’與對(duì)應(yīng)于所選頻率ω0的參考值進(jìn)行進(jìn)行比較。在此參考值之下的值不輸出，而在此參考值之上的值提供為輸出。這個(gè)過(guò)程濾除了所有的噪聲分量，并有助于在頻率ω0處的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)MO/MI。
在測(cè)量多個(gè)磁頭位置上的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)后，可以看到環(huán)路增益變化。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率響應(yīng)的幅度是在初始化過(guò)程中在數(shù)個(gè)磁頭位置上測(cè)量的。然后，利用線性插補(bǔ)根據(jù)這些測(cè)量值計(jì)算出其它磁頭位置的頻率響應(yīng)幅度。所得結(jié)果存入存儲(chǔ)器中。根據(jù)環(huán)路增益變化，產(chǎn)生補(bǔ)償位置信號(hào)Q(根據(jù)開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng))并將其用于使磁頭110保持在軌道的中心線CL上。如果磁頭偏離中心線，則電子電路120產(chǎn)生位置信號(hào)Q，其電壓幅度隨著磁頭110離開(kāi)軌道中心線的距離而變化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，位置信號(hào)Q以一個(gè)頻率處的頻率響應(yīng)幅度在每一個(gè)磁頭位置都統(tǒng)一的方式補(bǔ)償環(huán)路增益變化。
圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的伺服環(huán)路增益確定和補(bǔ)償處理過(guò)程S100的流程圖。從開(kāi)始狀態(tài)起，處理過(guò)程S100進(jìn)到處理步驟S102，在此步驟中根據(jù)伺服位A、B、C和D產(chǎn)生原始位置信號(hào)Xo。然后，處理過(guò)程S100進(jìn)到處理步驟S104，在此步驟中產(chǎn)生具有預(yù)定頻率ω0的勵(lì)磁信號(hào)X。然后，處理過(guò)程S100將XO和X相加，以提供信號(hào)XI(步驟S106)。接下來(lái)，處理過(guò)程S100進(jìn)到處理步驟S108，在此步驟中對(duì)信號(hào)XO和XI進(jìn)行濾波以提供信號(hào)MO和MI，信號(hào)MO和MI是信號(hào)MO和MI在預(yù)定頻率ω0處的分量。然后，處理過(guò)程S100開(kāi)始計(jì)算開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)MO/MI(處理步驟S110)。接下來(lái)，該處理過(guò)程計(jì)算補(bǔ)償位置信號(hào)KK/(MO/MI)，如處理步驟S112所示。然后，該補(bǔ)償位置信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器170中，如處理步驟S114所示?；蛘?，該補(bǔ)償位置信號(hào)也可以直接提供到致動(dòng)器臂組件108，以移動(dòng)磁頭110。然后處理過(guò)程S100結(jié)束。
B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果在一個(gè)實(shí)施例中，250Hz的正弦勵(lì)磁信號(hào)X作為輸入提供給伺服系統(tǒng)。對(duì)于正確產(chǎn)生的正弦波，極點(diǎn)(poles)必須位于單元周期中。但由于固定點(diǎn)計(jì)算的量化效應(yīng)，極點(diǎn)位置可能偏離單元周期，并使產(chǎn)生的正弦波不穩(wěn)定。如果要穩(wěn)定產(chǎn)生，XC和XS的狀態(tài)必須在任何新周期開(kāi)始都設(shè)定為它們的初始值。用在該實(shí)施中的狀態(tài)議程由下式表示XC(n+1)XS(n+1)=0.9709-0.23930.2393-0.9709XC(n)XS(n),XC(0)XS(0)=1280,]]>在DFT操作中數(shù)據(jù)間隔的選擇對(duì)于提供準(zhǔn)確的操作非常重要。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇3周期數(shù)據(jù)間隔以助于獲得準(zhǔn)確結(jié)果。根據(jù)上面指定的參數(shù)，測(cè)量多個(gè)磁頭位置上的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)。
然后，調(diào)節(jié)伺服環(huán)路增益，以使在磁盤(pán)表面上所有磁頭位置上的250Hz的開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)都為6dB。這是通過(guò)提供具有補(bǔ)償值為KK/(MO/MI)的位置信號(hào)來(lái)完成的，其中KK是常數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，KK是1.9953或6dB。選擇1.9953或6dB的值來(lái)提供500Hz的增益交叉頻率。舉例來(lái)說(shuō)，如果正弦勵(lì)磁信號(hào)的頻率為f，則所得的增益交叉頻率為f/2n，其中n=0,1,2,3...。總的來(lái)講，可以選擇任何想要的勵(lì)磁和增益比率的組合，以獲得想要的增益校準(zhǔn)。
根據(jù)上述描述的參數(shù)，測(cè)量幾個(gè)磁頭位置的增益交叉頻率。圖8A是執(zhí)行本發(fā)明的補(bǔ)償過(guò)程的通用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的增益交叉頻率的圖。圖8B是不執(zhí)行本發(fā)明的補(bǔ)償過(guò)程的通用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的增益交叉頻率的圖。從圖8A可以看到，當(dāng)采用本發(fā)明的補(bǔ)償過(guò)程時(shí)，增益交叉頻率的變化是30Hz，而當(dāng)不采用本發(fā)明的補(bǔ)償過(guò)程時(shí)，增益交叉頻率的變化是100Hz，如圖8B所示。這說(shuō)明當(dāng)采用本發(fā)明的補(bǔ)償過(guò)程時(shí)，大大減少了所有磁頭位置上的伺服性能的變化。
通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，可提供具有固定增益的伺服系統(tǒng)。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的伺服系統(tǒng)性能。這種固定伺服增益的提供允許磁頭在磁盤(pán)所有位置的對(duì)準(zhǔn)，從而提高了產(chǎn)品收益。
雖然已描述并在附圖中示出了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明范圍的說(shuō)明而并不是限制，并且本發(fā)明并不限于所示出和描述的具有結(jié)構(gòu)和安排，因?yàn)閷?duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種其它修改。
權(quán)利要求
1．一種硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包括一殼體；安裝到所述殼體的一致動(dòng)器臂；安裝到所述致動(dòng)器臂的一磁頭；安裝到所述殼體的一旋轉(zhuǎn)電機(jī)；和連接到所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一磁盤(pán)，所述磁盤(pán)具有多個(gè)軌道，其中一個(gè)所述軌道具有有著多個(gè)伺服位的伺服區(qū)；以及耦接到所述磁頭的一伺服控制器，用于控制所述伺服位的讀取，所述伺服控制器具有根據(jù)所述伺服位檢測(cè)所述硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在一預(yù)定頻率的系統(tǒng)響應(yīng)的補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路根據(jù)所述系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生一伺服信號(hào)，用以定位所述磁頭。
2．如權(quán)利要求1所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述補(bǔ)償電路包括一波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生提供到一初始位置信號(hào)的一輸入信號(hào)，所述初始位置信號(hào)是由所述伺服控制器根據(jù)對(duì)所述伺服位的讀取產(chǎn)生的，所述伺服控制器根據(jù)所述輸入信號(hào)和所述初始位置信號(hào)提供一輸出信號(hào)，其中所述系統(tǒng)響應(yīng)依據(jù)所述初始位置信號(hào)和所述輸出信號(hào)。
3．如權(quán)利要求2所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，還提供第一和第二濾波器，其中所述初始位置信號(hào)提供到所述第一濾波器，而所述輸出信號(hào)提供到所述第二濾波器。
4．如權(quán)利要求3所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述第一濾波器和所述第二濾波器各自都包含一離散付立葉變換(DFT)電路、耦接到所述離散付立葉變換(DFT)電路的一逆離散付立葉變換(IDFT)電路以及耦接到所述逆離散付立葉變換(IDFT)電路的一峰值檢測(cè)器。
5．如權(quán)利要求3所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述第一濾波器對(duì)所述初始位置信號(hào)進(jìn)行濾波，以提供所述初始位置信號(hào)在所述預(yù)定頻率處的分量，而所述第二濾波器對(duì)所述輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，以提供所述輸出信號(hào)在所述預(yù)定頻率處的分量。
6．如權(quán)利要求5所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中位置信號(hào)是基于所述初始位置信號(hào)的分量與所述輸出信號(hào)的分量的比率的倒數(shù)而產(chǎn)生的。
7．如權(quán)利要求6所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述位置信號(hào)是所述倒數(shù)的倍數(shù)。
8．如權(quán)利要求1所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述伺服信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。
9．如權(quán)利要求1所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述伺服信號(hào)提供給所述致動(dòng)器臂，用于控制所述磁頭的位置。
10．如權(quán)利要求2所述的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述波形發(fā)生器是正弦波發(fā)生器。
11．一種用于控制安裝于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器臂上的磁頭的方法，包括下列步驟提供連接到一硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器組件的一盤(pán)，所述盤(pán)具有多個(gè)軌道，其中一個(gè)所述軌道具有一伺服區(qū)，該伺服區(qū)上有多個(gè)伺服位；讀取所述多個(gè)伺服位；根據(jù)所述伺服位產(chǎn)生一初始位置信號(hào)；根據(jù)所述伺服位檢測(cè)所述硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在一預(yù)定頻率處的系統(tǒng)響應(yīng)；根據(jù)所述系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生一伺服信號(hào)；和根據(jù)所述伺服信號(hào)定位所述硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器臂。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述檢測(cè)步驟包括下列步驟產(chǎn)生一輸入信號(hào)，該輸入信號(hào)加到所述初始位置信號(hào)；根據(jù)所述輸入信號(hào)和所述初始位置信號(hào)產(chǎn)生一輸出信號(hào)；和根據(jù)所述初始位置信號(hào)和所述輸出信號(hào)計(jì)算所述系統(tǒng)響應(yīng)。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，還包括步驟對(duì)所述初始位置信號(hào)進(jìn)行濾波和對(duì)所述輸出信號(hào)進(jìn)行濾波。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其中對(duì)所述初始位置信號(hào)進(jìn)行濾波的所述步驟包括步驟對(duì)所述初始位置信號(hào)實(shí)施離散付立葉變換；對(duì)所述變換后的初始位置信號(hào)進(jìn)行逆離散付立葉變換；和將所述逆變換后的初始位置信號(hào)提供到一峰值檢測(cè)器，如果所述初始位置信號(hào)高于一參考值，則所述峰值檢測(cè)器提供一輸出。
15．如權(quán)利要求13所述的方法，其中對(duì)所述輸出信號(hào)進(jìn)行濾波的所述步驟包括步驟對(duì)所述輸出信號(hào)實(shí)施離散付立葉變換；對(duì)所述變換后的輸出信號(hào)進(jìn)行逆離散付立葉變換；和將所述逆變換后的輸出信號(hào)提供到一峰值檢測(cè)器，如果所述輸出信號(hào)高于一參考值，則所述峰值檢測(cè)器提供一輸出。
16．如權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)所述初始位置信號(hào)進(jìn)行濾波，以提供所述初始位置信號(hào)在所述預(yù)定頻率處的分量，并且其中，對(duì)所述輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，以提供所述輸出信號(hào)在所述預(yù)定頻率處的分量。
17．如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述位置信號(hào)是基于所述初始位置信號(hào)的分量與所述輸出信號(hào)的分量的比率的倒數(shù)而產(chǎn)生的。
18．如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述位置信號(hào)是所述倒數(shù)的倍數(shù)。
19．如權(quán)利要求11所述的方法，還包括步驟將所述伺服信號(hào)的值存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)器中。
20．如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述伺服信號(hào)提供到所述致動(dòng)器臂，用于控制所述磁頭的位置。
全文摘要
一種產(chǎn)生定位硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀取磁頭的伺服信號(hào)的方法和裝置，該裝置包含一殼體、裝到殼體的一致動(dòng)器臂、裝到致動(dòng)器臂的磁頭、裝到殼體的一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和連到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁盤(pán)。所述磁盤(pán)具有多個(gè)軌道，其中一個(gè)軌道具有有著多個(gè)伺服位的伺服區(qū)?？刂扑鏊欧坏淖x取的伺服控制器耦接到磁頭，該伺服控制器具有根據(jù)所述伺服位檢測(cè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在預(yù)定頻率的系統(tǒng)響應(yīng)的補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)產(chǎn)生預(yù)定頻率的伺服信號(hào)，以定位磁頭。
文檔編號(hào)G11B21/10GK1237763SQ9910239
公開(kāi)日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1999年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月13日
發(fā)明者馬吉德·阿本德, 姜彰益 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社