專利名稱：在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中頻率特定的位置錯(cuò)誤的自監(jiān)視和自恢復(fù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等等。更加特別地，它涉及檢測、糾正和報(bào)告在該設(shè)備中的缺陷。
背景技術(shù)：
例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等等這樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備通常利用可旋轉(zhuǎn)的存儲(chǔ)介質(zhì)，從該存儲(chǔ)介質(zhì)讀出數(shù)據(jù)和/或?qū)υ摯鎯?chǔ)介質(zhì)寫入數(shù)據(jù)。例如，一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器可以使用由一個(gè)或多個(gè)軸承支承的可旋轉(zhuǎn)主軸相連接的一個(gè)或多個(gè)磁性存儲(chǔ)介質(zhì)的盤所構(gòu)成。一個(gè)電機(jī)的電樞耦合到用于旋轉(zhuǎn)該盤的主軸，并且一個(gè)或多個(gè)具有置于其端部的讀取/寫入頭的激勵(lì)器在該盤的半徑上來回?cái)[動(dòng)，以對(duì)該盤讀取和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)。類似地，例如CD-ROM或DVD驅(qū)動(dòng)器這樣的光盤驅(qū)動(dòng)器依靠一個(gè)旋轉(zhuǎn)的光盤和可徑向運(yùn)動(dòng)的讀/寫頭。
無論使用的存儲(chǔ)介質(zhì)如何，數(shù)據(jù)一般被設(shè)置到該介質(zhì)上的同心記錄道上，并且一般需要由一個(gè)伺服系統(tǒng)對(duì)激勵(lì)器以及讀/寫頭的精確定位，以保證該讀/寫頭被置于該存儲(chǔ)介質(zhì)的正確記錄道的上方。
目前存在對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和存取速度不斷增加的需求。這些需求由越來越快地運(yùn)行，每秒執(zhí)行越來越多的指令的新處理器的發(fā)展來滿足。包含這些指令的程序隨著由這些程序所存取的數(shù)據(jù)一同變得更加龐大。從而，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備還必須提供減小的存取速度以及附加的存儲(chǔ)容量。
增加存儲(chǔ)容量和存取速度的一個(gè)主要方式是通過增加記錄道密度，其一般由每英寸的記錄道數(shù)(TPI)來表示。增加的記錄道密度一般允許更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)給定的磁盤尺寸上。另外，由于讀/寫頭不需要遠(yuǎn)距離地在記錄道之間移動(dòng)以讀或?qū)憯?shù)據(jù)，因此還減小存取時(shí)間。
但是，隨著記錄道密度的增加，需要激勵(lì)器具有更大的定位精度。另外，由于在一個(gè)盤上的相鄰記錄道之間的間隔減小，因此例如機(jī)械振動(dòng)等等這樣的振動(dòng)影響對(duì)讀/寫的對(duì)齊具有相對(duì)較大影響。結(jié)果，大量的開發(fā)工作針對(duì)于改進(jìn)控制讀/寫頭記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備伺服系統(tǒng)。
一個(gè)相關(guān)的特別領(lǐng)域涉及在一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器中的激勵(lì)器的窄帶機(jī)械激擾(narrowband mechanical excitations)，這通常導(dǎo)致不可重復(fù)的記錄道誤讀(TMR)，并且導(dǎo)致降低磁盤驅(qū)動(dòng)器的性能。一種這樣的窄帶機(jī)械激擾的根源涉及用于可旋轉(zhuǎn)地支承一個(gè)驅(qū)動(dòng)主軸的軸承中的缺陷所導(dǎo)致的不可重復(fù)偏差(NRRO)效應(yīng)，例如，該軸承由于在軸承的座圈中的凹陷而被剝蝕。這種缺陷容易產(chǎn)生頻率固定的主軸激擾，但是由于其具有不可重復(fù)的相位，所以仍然是不可重復(fù)的。
由于在該盤驅(qū)動(dòng)器中的機(jī)械耦合，NRRO激擾最終由驅(qū)動(dòng)器的激勵(lì)器伺服控制器所檢測，其對(duì)該控制器的控制環(huán)路添加虛假的頻率成份，并且妨礙該控制器精確定位該激勵(lì)器以用于正確的記錄道登記。結(jié)果，一般以位置誤差信號(hào)(PES)的形式對(duì)控制器的反饋被夸大，其可能導(dǎo)致誤讀和不能寫入，并且最終降低驅(qū)動(dòng)器的性能。
另外，在一些驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中，來自NRRO機(jī)械激擾的干擾頻率接近于伺服控制器的開環(huán)零分隔頻率(open loop zero crossoverfrequency)。結(jié)果，由該伺服控制器實(shí)際放大該激擾，其進(jìn)一步夸大該P(yáng)ES和減小驅(qū)動(dòng)性能。
由于NRRO和其他機(jī)械激擾所導(dǎo)致的另一個(gè)考慮是在常規(guī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中不能夠在這種激擾對(duì)該驅(qū)動(dòng)器性能具有不良影響之前檢測到這種激擾。例如，許多硬盤驅(qū)動(dòng)器包括預(yù)測故障分析(PFA)功能，其嘗試在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障檢測在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的潛在缺陷，從而用戶可以被及時(shí)地通知該缺陷，以把任何關(guān)鍵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，并且更換故障的驅(qū)動(dòng)器。實(shí)際上，多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器制造商支持被稱為自監(jiān)視、分析和報(bào)告技術(shù)(S.M.A.R.T)的公共報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)。并且，這種功能通常能夠檢測多個(gè)潛在的缺陷，這種功能不能夠檢測造成NRRP和相關(guān)機(jī)械激擾的缺陷。結(jié)果，發(fā)展的NRRO和其他相關(guān)機(jī)械激擾可能最終導(dǎo)致不可預(yù)測的驅(qū)動(dòng)器故障，并且導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)的丟失。
因此，本領(lǐng)域中需要一種檢測和/或糾正由于NRRO和其他機(jī)械激擾所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的缺陷的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的激勵(lì)器的裝置和方法，而解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的這些和其他問題，其中通過檢測和/或抑制與在由一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器所產(chǎn)生的激勵(lì)器控制信號(hào)中這種窄帶機(jī)械激擾相關(guān)干擾頻率而檢測和/或糾正由于主軸軸承缺陷所導(dǎo)致的NRRO干擾這樣的窄帶機(jī)械激擾。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，例如，一個(gè)濾波器可以用于從由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器所產(chǎn)生的激勵(lì)器控制信號(hào)抑制與在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷相關(guān)的干擾頻率。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，置于一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器的控制環(huán)路中的一個(gè)窄帶濾波器可以被構(gòu)造為抑制來自該控制環(huán)路中的控制信號(hào)的接近于與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的零分隔頻率的干擾頻率。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，置于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器的控制環(huán)路中的一個(gè)峰值濾波器可以被配置為通過檢測在與主軸軸承缺陷相關(guān)的干擾頻率附近的控制環(huán)路中的控制信號(hào)的幅度而檢測在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷。
作為本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征在附加的權(quán)利要求中給出，并且進(jìn)一步形成本發(fā)明的一部分。但是，為了更好地理解本發(fā)明，以及通過本發(fā)明的使用所獲得的優(yōu)點(diǎn)和目的，下面參照描述本發(fā)明的示意實(shí)施例的附圖進(jìn)行說明。


圖1為示出與在一個(gè)示意數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的伺服控制器交互作用的主軸NRRO的方框圖。
圖2A為在圖1中的點(diǎn)A處獲取的力隨著時(shí)間變化的曲線圖。
圖2B為在圖1中的點(diǎn)B處用于主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)力與頻率之間的關(guān)系的曲線圖。
圖2C為在圖1中的點(diǎn)C處運(yùn)動(dòng)輸入隨著時(shí)間變化的曲線圖。
圖2D為在點(diǎn)D處所取的在圖1的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的伺服控制器的頻率響應(yīng)的曲線圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明在添加窄帶濾波器以抑制機(jī)械激擾之前和之后用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的伺服控制器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的曲線圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明包括一個(gè)自監(jiān)視和自恢復(fù)控制器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的頂視圖。
圖5為圖4的控制器的方框圖。、圖6為使用圖5的控制器的一個(gè)示意實(shí)現(xiàn)方式中的位置誤差與檢測級(jí)別之間的關(guān)系的曲線圖具體實(shí)施方式
下面討論的實(shí)施例利用在一個(gè)激勵(lì)器伺服控制器的控制環(huán)路中的窄帶濾波來檢測和/或糾正與不可重復(fù)的偏差(NRRO)以及在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的其他窄帶機(jī)械激擾相關(guān)的檢測和/或糾正缺陷。盡管在下文的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)檢測和糾正，但是應(yīng)當(dāng)知道這種缺陷的檢測和抑制可以可能在一些實(shí)現(xiàn)方式中相互獨(dú)立，例如檢測可能僅僅用于把一個(gè)缺陷通知給一個(gè)系統(tǒng)或用戶，而不嘗試糾正這種缺陷，或者可能實(shí)現(xiàn)糾正而沒有任何實(shí)時(shí)監(jiān)視。另外，盡管在下文描述的實(shí)施例被用作為硬盤驅(qū)動(dòng)器，但是應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于利用例如光盤驅(qū)動(dòng)器這樣的可旋轉(zhuǎn)存儲(chǔ)介質(zhì)的其他數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。因此，本發(fā)明不限于在此所討論的具體實(shí)施例。
在討論本發(fā)明的具體實(shí)施例之前，在此提供對(duì)NRRO缺陷的簡要說明。例如，轉(zhuǎn)到附圖，其中在幾幅圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的部件。圖1示出機(jī)械激擾通過一個(gè)示意的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備10而傳播。
具體來說，圖1示出一個(gè)示意的主軸軸承12，其中包括位于座圈16中的多個(gè)滾珠14。例如軸承12這樣的機(jī)械軸承容易受到例如由于滾珠的剝蝕所導(dǎo)致在座圈中的缺陷或形變的影響。一種這樣的缺陷在圖1的18處示出。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)剝蝕的軸承以相對(duì)穩(wěn)定的干擾頻率產(chǎn)生機(jī)械激擾，即，該激擾是一個(gè)相對(duì)完整的正弦信號(hào)，盡管該激擾的幅度和相位可能變化并且可能隨著時(shí)間而增加。圖1的箭頭A例如表示由于激擾所造成的在一個(gè)軸承和軸套之間的作用力的施加，并且圖2A示出在圖1的點(diǎn)A處獲得的軸承力隨著時(shí)間變化的曲線圖的激擾周期特性。
例如，在一個(gè)市場上可以獲得的3.5英寸形狀的10000RPM(轉(zhuǎn)/分)的服務(wù)器級(jí)別的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，發(fā)現(xiàn)軸承導(dǎo)致的NRRO誤差的干擾頻率大約為2978Hz。而其他驅(qū)動(dòng)器以及其他軸承設(shè)計(jì)通常具有不同的干擾頻率，通常該軸承的設(shè)計(jì)(例如，滾珠半徑和軸承直徑)以及該驅(qū)動(dòng)器的速度或角速度決定該干擾頻率，而與在該軸承中的缺陷的大小、位置、和/或類型無關(guān)。
回到圖1，在安裝多個(gè)磁盤24之后，一個(gè)或多個(gè)軸承12安裝在一個(gè)軸桿20和軸套22上。一個(gè)主軸電機(jī)(未示出)被用于旋轉(zhuǎn)主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括繞著軸桿20的軸套22，軸桿被固定到用于該磁盤驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)框架或外殼26上。這樣，由一個(gè)有缺陷的軸承12所產(chǎn)生的激擾最終被傳送到軸套22和盤24。圖2B例如為跟蹤運(yùn)動(dòng)的軸承力與用于在圖1中的點(diǎn)B處所示的主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)的頻率之間的關(guān)系的示意圖。在該圖中，示出2.9kHz的干擾頻率疊加在該主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)的正常頻率響應(yīng)上。
把該激擾傳送到該主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)果是由該激勵(lì)器的伺服系統(tǒng)位置誤差信號(hào)(PES)所檢測的一個(gè)周期性的(即，固定頻率)干擾，如示出由于在圖1的點(diǎn)C處由于軸承力所造成的跟蹤運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間的變化的示意圖的圖2C中所示。該干擾在28處與在該伺服系統(tǒng)的控制環(huán)路中的PBS反饋信號(hào)有效地求和，并且作為輸入饋送到一個(gè)磁道跟蹤控制器30，其被用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)設(shè)置有用于該驅(qū)動(dòng)器的讀/寫頭的一個(gè)激勵(lì)器32的一個(gè)控制信號(hào)。
這樣，從NRRO機(jī)械激擾所產(chǎn)生的干擾變?yōu)楸仨氂煽刂破?0所糾正的一個(gè)附加誤差成份。否則，可能導(dǎo)致降低驅(qū)動(dòng)性能的誤讀和/或?qū)懭虢骨闆r。
但是，還發(fā)現(xiàn)由于剝蝕的軸承所導(dǎo)致的NRRO機(jī)械激擾通常具有用于該激勵(lì)器伺服系統(tǒng)的磁道跟蹤控制器的零分隔頻率附近的干擾頻率。在上述磁盤驅(qū)動(dòng)器中，例如該零分隔頻率一般低于2kHz，例如大約1.5kHz，從而2.9kHz的干擾頻率剛好在該零分隔頻率之上，因此在用于該控制器轉(zhuǎn)移函數(shù)(TF)的抑制‘凸起’之內(nèi)。結(jié)果，通過機(jī)械激擾添加到PES的頻率成份被該控制器實(shí)際放大，因此增強(qiáng)該激擾的影響。人們發(fā)現(xiàn)例如上述磁盤驅(qū)動(dòng)器可以把NRRO誤差的影響放大2.5倍或更多。結(jié)果，PES被夸大，其可能導(dǎo)致進(jìn)一步的誤讀和/或?qū)懭虢?，這大大地減小驅(qū)動(dòng)性能。
圖2D例如為在圖1的點(diǎn)D處獲取的上述磁道跟蹤控制器的頻率響應(yīng)的曲線圖，并且示出在用于該控制器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的抑制凸起內(nèi)存在2.9kHz的干擾頻率的情況。
根據(jù)本發(fā)明，例如由于剝蝕的主軸軸承所造成的NRRO機(jī)械激擾的影響可能被從一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備伺服控制器使用一個(gè)窄帶拒波濾波器來抑制。具體來說，發(fā)現(xiàn)與磁道跟蹤控制器串聯(lián)的一個(gè)窄帶拒波濾波器的插入，例如配置為抑制與NRRO機(jī)械激擾相關(guān)的干擾頻率的陷波濾波器，可以有利地除去該抑制凸起，從而有效地消除NRRO機(jī)械激擾的影響。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一般由于使用窄帶濾波器僅僅導(dǎo)致最小的相位損耗(例如，在零分隔頻率處小于大約2度)。
圖3例如示出上述磁盤驅(qū)動(dòng)器，這是在添加以根據(jù)本發(fā)明的方式抑制機(jī)械激擾的3dB的窄帶濾波器之前(線B)和之后(線A)，用于一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器的示意轉(zhuǎn)移函數(shù)。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過添加這種濾波器，在一些實(shí)施例中可能導(dǎo)致把寫入禁止錯(cuò)誤的次數(shù)減小4-5倍。
應(yīng)當(dāng)知道本發(fā)明的原理可以用于其他環(huán)境中以克服在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的其他機(jī)械激擾來源的影響，并且特別是產(chǎn)生在用于一個(gè)激勵(lì)器控制器的零分隔點(diǎn)附近的一個(gè)分布頻率的其他機(jī)械激擾，其通常難以通過使用常規(guī)的磁道跟蹤算法來抑制。其他機(jī)械激擾的例子包括懸臂和/或一個(gè)或多個(gè)盤的空氣動(dòng)力擺動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)器感應(yīng)的諧振等等。
并且根據(jù)本發(fā)明，還可以使用例如一個(gè)峰值濾波器這樣的互補(bǔ)帶通濾波器來隔離和監(jiān)視在PES中的這種成份的幅度而檢測由于NRRO機(jī)械激擾所造成的干擾頻率成份。這樣，可以提供一種電子機(jī)械結(jié)構(gòu)，以檢測NRRO機(jī)械激擾的不良影響。
如在下文中變得更加清楚，可以按照根據(jù)本發(fā)明的多種方式檢測由于剝蝕的主軸軸承所造成的NRRO機(jī)械激擾的干擾頻率成份。例如，這種檢測可以用于預(yù)測故障分析(PFA)算法中，以預(yù)測潛在的驅(qū)動(dòng)器故障，和/或可以用作為與系統(tǒng)監(jiān)視和報(bào)告技術(shù)(S.M.A.R.T.)相關(guān)的一個(gè)報(bào)告機(jī)制。另外，或者作為對(duì)這種故障分析和報(bào)告的變型，這種檢測還可以被用于通過對(duì)把窄帶濾波插入到一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的伺服控制環(huán)路的操作進(jìn)行選擇性控制而動(dòng)態(tài)地抑制這種成份。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，其中示出根據(jù)本發(fā)明的自監(jiān)視和自恢復(fù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備50的一個(gè)具體實(shí)施例。所示的設(shè)備50包括一個(gè)框架或殼體52，其中安裝有數(shù)據(jù)傳送機(jī)構(gòu)54，例如包括一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)器臂62的激勵(lì)器組件60一同安裝在旋轉(zhuǎn)的軸套或主軸58上的一個(gè)或多個(gè)磁盤56的旋轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)器類型的機(jī)構(gòu)，該激勵(lì)器臂62繞著一個(gè)支點(diǎn)64旋轉(zhuǎn)并且包括一個(gè)或多個(gè)置于該臂62的端部的讀/寫頭66。但是，可以使用其他類型的可旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)傳送機(jī)構(gòu)而不脫離本發(fā)明的精神，例如，光盤、磁光盤等等。
如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，激勵(lì)器組件60被構(gòu)造為繞著支點(diǎn)64擺動(dòng)激勵(lì)器臂62并且橫過每個(gè)磁盤56的表面，以使得每個(gè)讀/寫頭66與在該磁盤上的所需記錄道68相對(duì)齊(為了說明的目的，圖4中的尺寸被大大地夸大)。包括一個(gè)伺服控制環(huán)路的(未在圖4中示出)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制器或驅(qū)動(dòng)控制器70被用于控制該激勵(lì)器組件，以使得每個(gè)讀/寫頭對(duì)齊在每個(gè)磁盤的所需記錄道上。
圖5更加詳細(xì)地示出驅(qū)動(dòng)控制器70。為了簡單起見，僅僅與激勵(lì)器控制和NRRO缺陷的監(jiān)視/報(bào)告相關(guān)的部件在該圖中示出。應(yīng)當(dāng)知道，與一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的電子控制相關(guān)的其他功能可以被包含到控制器70中，和/或包含到與控制器70耦合的一個(gè)或多個(gè)附加電子控制器中。
控制器70部分包括一個(gè)伺服控制環(huán)路72，其包括驅(qū)動(dòng)激勵(lì)器60的磁道跟蹤控制器74。如76中所示的來自激勵(lì)器60的PES信號(hào)被反饋到控制器74，其相應(yīng)地產(chǎn)生一個(gè)激勵(lì)器控制信號(hào)78。
通過一對(duì)開關(guān)82、84，一個(gè)拒波濾波器80被有選擇地插入到控制環(huán)路72，因此允許有選擇地對(duì)由控制器74輸出到激勵(lì)器60的激勵(lì)器控制信號(hào)進(jìn)行濾波。盡管在一些應(yīng)用中，模擬或混合濾波器可以被用于拒波濾波器80，以及離散開關(guān)設(shè)備用于開關(guān)82、84，但是在所示的實(shí)施例中，濾波器80被用作為一個(gè)數(shù)字濾波器，從而開關(guān)82、84僅僅示意地表示對(duì)數(shù)字表示的激勵(lì)器控制信號(hào)有選擇地應(yīng)用數(shù)字濾波。
對(duì)開關(guān)82、84進(jìn)行控制，因此由接收一個(gè)峰值濾波器88的輸出作為輸入的缺陷監(jiān)視器86提供把濾波器80插入到控制環(huán)路的處理，其中該峰值濾波器88接收入90所示的PES信號(hào)，但是在所示的實(shí)施例中，數(shù)字濾波被用于峰值濾波器88。
拒波濾波器80和峰值濾波器88一般被應(yīng)用為抑制(對(duì)于濾波器80)或隔離(對(duì)于濾波器88)與特定NRRO機(jī)械激擾相關(guān)的特定干擾頻率的窄帶濾波器。例如，當(dāng)與上述磁盤驅(qū)動(dòng)器相結(jié)合使用時(shí)，其中來自剝蝕的主軸軸承的NRRO機(jī)械激擾在大約2978Hz處具有干擾頻率，希望使得濾波器80、88以大約2978Hz為中心，并且具有大約50至大約100Hz的帶寬。但是，如上文所述，對(duì)于其他NRRO機(jī)械激擾可能不同的中央頻率和/或不同的帶寬。
在一些實(shí)施例中，可能需要僅僅在用于控制器70的磁道跟蹤模式過程中把峰值濾波器88配置為有效。這樣，在尋道操作中，峰值濾波器88將被無效或禁止。
缺陷監(jiān)視器86接收來自峰值濾波器88的峰值濾波信號(hào)，其可以被分析以確定所需干擾頻率的相對(duì)幅度。響應(yīng)該幅度，缺陷監(jiān)視器86能夠執(zhí)行多個(gè)操作。
例如，它可能需要有選擇地和動(dòng)態(tài)地把陷波濾波器80插入到控制環(huán)路72中，以衰減或抑制該干擾頻率成份。并且可能需要?jiǎng)討B(tài)地控制濾波器80的衰減程度。另外，可能需要執(zhí)行預(yù)測分析和/或產(chǎn)生例如通過在92中所示的S.M.A.R.T.警告產(chǎn)生一個(gè)潛在故障警告。
作為一個(gè)例子，可能需要缺陷監(jiān)視器86根據(jù)PES的干擾頻率成份的幅度確定5級(jí)響應(yīng)動(dòng)作，如表I中所示表I缺陷監(jiān)視器響應(yīng)動(dòng)作

通過適當(dāng)?shù)剌喸僑.M.A.R.T.警告，一個(gè)系統(tǒng)可以具有充分機(jī)會(huì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募m正動(dòng)作，例如在任何驅(qū)動(dòng)器故障之前更換驅(qū)動(dòng)器。
盡管本發(fā)明已經(jīng)通過實(shí)施例的描述而說明，并且該實(shí)施例已經(jīng)被相當(dāng)詳細(xì)地描述，但是申請(qǐng)人不是要在任何方式把所附權(quán)利要求的范圍限制為這樣的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易看出其他優(yōu)點(diǎn)和更改。因此，本發(fā)明在其廣義方面不限于該具體細(xì)節(jié)、代表性的裝置和方法，以及所示和描述的示意性的例子。相應(yīng)地，可以脫離這樣細(xì)節(jié)，而不脫離本發(fā)明的總體發(fā)明思想的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其中包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器，其被配置為控制在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的激勵(lì)器，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器包括一個(gè)濾波器，其被配置為在由該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器所產(chǎn)生的一個(gè)激勵(lì)器控制信號(hào)中抑制與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷相關(guān)的干擾頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該干擾頻率在置于與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的一個(gè)零分隔頻率之上的一個(gè)抑制凸起中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該濾波器是選自數(shù)字陷波濾波器、模擬濾波器和混合濾波器的一個(gè)窄帶濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器進(jìn)一步包括置于該控制環(huán)路中的第二窄帶濾波器，其被配置為抑制與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的軸承罩相關(guān)的第二干擾頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器進(jìn)一步被配置為檢測在干擾頻率附近的激勵(lì)器控制信號(hào)的幅度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器被進(jìn)一步配置為有選擇地使得該濾波器響應(yīng)該激勵(lì)器控制信號(hào)的所檢測幅度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器被進(jìn)一步配置為響應(yīng)該激勵(lì)器控制信號(hào)的所檢測幅度從多個(gè)衰減中選擇用于該濾波器的衰減。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器進(jìn)一步被配置為響應(yīng)該激勵(lì)器控制信號(hào)的所檢測幅度而報(bào)告一個(gè)潛在錯(cuò)誤。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器被進(jìn)一步配置為動(dòng)態(tài)地確定該干擾頻率。
10.一種控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的方法，該方法包括(a)產(chǎn)生控制在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的一個(gè)激勵(lì)器的激勵(lì)器控制信號(hào)；以及(b)在該激勵(lì)器控制信號(hào)中抑制與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷相關(guān)的一個(gè)干擾頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該干擾頻率在置于與產(chǎn)生該激勵(lì)器控制信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的一個(gè)零分隔頻率之上的一個(gè)抑制凸起中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中由選自數(shù)字陷波濾波器、模擬濾波器和混合濾波器的一個(gè)窄帶濾波器執(zhí)行干擾頻率的抑制。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中進(jìn)一步包括在該激勵(lì)器控制信號(hào)中抑制與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的軸承罩相關(guān)的第二干擾頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中進(jìn)一步包括檢測在干擾頻率附近的激勵(lì)器控制信號(hào)的幅度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該激勵(lì)器控制信號(hào)的所檢測幅度有選擇地啟動(dòng)該干擾頻率的抑制。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過一個(gè)濾波器執(zhí)行干擾頻率的抑制，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)該激勵(lì)器控制信號(hào)的所檢測幅度從多個(gè)衰減中選擇用于該濾波器的衰減。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該激勵(lì)器控制信號(hào)的所檢測幅度而報(bào)告一個(gè)潛在錯(cuò)誤。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)地確定該干擾頻率。
19.一種裝置，其中包括(a)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器，其包括被配置為控制在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的激勵(lì)器的控制環(huán)路；以及(b)窄帶濾波器，其置于該控制環(huán)路中，并且被配置為抑制來自該控制環(huán)路中的控制信號(hào)在與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的零分隔頻率附近的干擾頻率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該干擾頻率與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承中的缺陷相關(guān)的干擾頻率。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該干擾頻率位于與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的零分隔頻率之上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中該干擾頻率在與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的一個(gè)抑制凸起中。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該窄帶濾波器包括一個(gè)數(shù)字陷波濾波器。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該窄帶濾波器包括一個(gè)模擬濾波器。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該窄帶濾波器包括一個(gè)混合濾波器。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該窄帶濾波器可在多個(gè)衰減之間選擇。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)第二窄帶濾波器，其置于該控制環(huán)路中，并且被配置為抑制在該零分隔頻率附近的第二干擾頻率。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中該第二干擾頻率與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的軸承罩相關(guān)的第二干擾頻率。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)峰值濾波器，其被置于該控制環(huán)路中，并且被配置為檢測在干擾頻率附近的控制信號(hào)的幅度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)監(jiān)視電路，其被配置為有選擇地使得該窄帶濾波器響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中該監(jiān)視電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度從多個(gè)衰減中選擇用于該濾波器的衰減。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)監(jiān)視電路，其被配置為響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度而報(bào)告一個(gè)潛在錯(cuò)誤。
33.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器被進(jìn)一步配置為動(dòng)態(tài)地確定該干擾頻率，并且響應(yīng)該干擾頻率而配置該窄帶濾波器。
34.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其選自硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器和光盤驅(qū)動(dòng)器。
35.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)積分電路，其中設(shè)置有該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器和窄帶濾波器。
36.一種程序產(chǎn)品，其中包括權(quán)利要求19中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器和窄帶濾波器，以及一個(gè)信號(hào)承載介質(zhì)，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器和窄帶濾波器由駐留在該信號(hào)承載介質(zhì)上的一個(gè)硬件定義程序而確定，并且該信號(hào)承載介質(zhì)至少包括可記錄介質(zhì)和傳送介質(zhì)之一。
37.一種控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的方法，該方法包括(a)在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器的控制環(huán)路中，產(chǎn)生一個(gè)控制在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的激勵(lì)器的控制信號(hào)；以及(b)使用置于該控制環(huán)路中的一個(gè)窄帶濾波器抑制來自該控制信號(hào)中的一個(gè)干擾頻率，其中該干擾頻率在與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的一個(gè)零分隔頻率附近。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中該干擾頻率與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承中的缺陷相關(guān)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中該干擾頻率在置于與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的零分隔頻率之上的一個(gè)抑制凸起內(nèi)。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中進(jìn)一步包括使用置于該控制環(huán)路中的第二窄帶濾波器抑制在該控制信號(hào)中的第二干擾頻率，其中該第二干擾頻率與在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的軸承罩相關(guān)。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中進(jìn)一步包括使用置于該控制環(huán)路中的一個(gè)峰值濾波器檢測在干擾頻率附近的該控制信號(hào)中的幅度。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中進(jìn)一步包括有選擇地響應(yīng)該控制信號(hào)啟動(dòng)該窄帶濾波器。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度從多個(gè)衰減中選擇用于窄帶濾波器的衰減。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度報(bào)告一個(gè)潛在錯(cuò)誤。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)地確定該干擾頻率，并且響應(yīng)該干擾頻率配置該窄帶濾波器。
46.一種裝置，其中包括(a)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器，其包括被配置為控制在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的激勵(lì)器的控制環(huán)路；以及(b)峰值濾波器，其置于該控制環(huán)路中，并且被配置為通過檢測在該控制環(huán)路中的控制信號(hào)的在與該主軸軸承缺陷相關(guān)的一個(gè)干擾頻率附近的幅度，而檢測在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其中其中該干擾頻率在一個(gè)零分隔頻率之上，并且置于與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的一個(gè)抑制凸起中。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)窄帶濾波器，其置于該控制環(huán)路中，并且被配置為抑制來自該控制環(huán)路中的控制信號(hào)的干擾頻率。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)監(jiān)視電路，其被配置為響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度有選擇地啟動(dòng)該窄帶濾波器。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中該監(jiān)視電路被進(jìn)一步配置為在多個(gè)衰減中選擇用于該窄帶濾波器的衰減。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置，其中進(jìn)一步包括一個(gè)監(jiān)視電路，其被配置為響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度報(bào)告一個(gè)潛在錯(cuò)誤。
52.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置，其中該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器被進(jìn)一步配置為動(dòng)態(tài)地確定該干擾頻率，并且響應(yīng)該干擾頻率配置該峰值濾波器。
53.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置，其中該峰值濾波器在該控制器的磁道跟蹤模式過程中被有選擇地激活，并且在執(zhí)行尋道操作過程中被有選擇地停用。
54.一種控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的方法，該方法包括(a)在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器的控制環(huán)路中，產(chǎn)生控制在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的激勵(lì)器的控制信號(hào)；以及(b)通過使用置于該控制環(huán)路中的一個(gè)峰值濾波器檢測在該控制環(huán)路中的控制信號(hào)在與該主軸軸承缺陷相關(guān)的干擾頻率附近的幅度，而檢測一個(gè)主軸軸承缺陷。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中進(jìn)一步包括使用置于該控制環(huán)路中的一個(gè)窄帶濾波器抑制在該控制信號(hào)中的干擾頻率。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度有選擇地啟動(dòng)該窄帶濾波器。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度在多個(gè)衰減中選擇用于該窄帶濾波器的衰減。
58.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中進(jìn)一步包括響應(yīng)該控制信號(hào)的所檢測幅度報(bào)告一個(gè)潛在錯(cuò)誤。
全文摘要
一種裝置和方法，其通過檢測和/或抑制在由一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器所產(chǎn)生的一個(gè)激勵(lì)器控制信號(hào)中的窄帶機(jī)械激擾相關(guān)的干擾頻率，而控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的激勵(lì)器和/或糾正例如由于主軸軸承缺陷所造成的窄帶機(jī)械激擾。一種窄帶濾波器可以被用于從由一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器所產(chǎn)生的激勵(lì)器控制信號(hào)中抑制與在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷相關(guān)并且在與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器相關(guān)的零分隔頻率附近的干擾頻率。另外，置于該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備控制器的控制環(huán)路中的一個(gè)峰值濾波器可以被配置通過檢測該控制環(huán)路中的控制信號(hào)在與該主軸軸承缺陷相關(guān)的干擾頻率附近的幅度，而檢測在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中的主軸軸承缺陷。
文檔編號(hào)G11B21/10GK1516178SQ20031010459
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者鄧賢甫, 美玲細(xì)野, 直行各務(wù), 謙二岡田, 阿倫·莎曼, 戈登·詹姆士·史密斯, 斯里·M·斯里-加亞塔, M 斯里-加亞塔, 務(wù), 田 , 莎曼, 詹姆士 史密斯, 野 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司