專利名稱：產(chǎn)生位置誤差信號(hào)的方法、寫入數(shù)據(jù)軌道的方法及測(cè)試磁頭的方法和設(shè)備的制作方法
產(chǎn)生位置誤差信號(hào)的方法、寫入數(shù)據(jù)軌道的方法及測(cè)試石茲頭的方法和i殳備
本發(fā)明涉及產(chǎn)生位置誤差信號(hào)的方法、寫入數(shù)據(jù)軌道的方法以及用于測(cè)試 》茲頭的方法和設(shè)備。
在各種實(shí)施例中，本發(fā)明一4殳涉及磁頭介質(zhì)測(cè)試設(shè)備，例如本領(lǐng)域中一般
已知作為"自旋支架(spin-stands )"。
在本領(lǐng)域中自旋支架(spin stands)被首先開(kāi)發(fā)作為在研究和開(kāi)發(fā)過(guò)程中 使用的工具，以允許磁盤驅(qū)動(dòng)的各種部件的性能被評(píng)價(jià)和優(yōu)化，上述各種部件 例如是^茲頭、磁盤和通道(channel )。現(xiàn)在也通常在磁盤驅(qū)動(dòng)制造領(lǐng)域使用自 旋支架(spin stand)來(lái)在被裝配為磁盤驅(qū)動(dòng)部件之前測(cè)試每一個(gè)生產(chǎn)的讀/寫 /磁頭或/f茲盤。
在本領(lǐng)域中公知的典型的測(cè)試設(shè)備包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸和支持組件，在該馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)軸上安裝能夠由受到測(cè)試的磁頭寫入和讀出的磁盤，該支持組件用于支持 受測(cè)試的磁頭并且當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)在磁盤之上"飛行(flying)"磁頭。該測(cè)試設(shè)備還 包括允許磁頭被設(shè)置在磁盤上的布置。該布置通常包括用于將磁頭定位在磁盤 的表面上的任意位置的粗定位裝置，例如X-Y定位階段(stage )。
粗定位裝置用于通常在磁盤上的測(cè)試軌道的區(qū)域中對(duì)磁頭定位。通常也設(shè) 置細(xì)定位裝置(例如壓電元件制動(dòng)器或類似的微型制動(dòng)器)以進(jìn)行磁頭的細(xì)定 位。細(xì)定位裝置用于在軌道的中央尋找并定位磁頭，然后以小的增量從軌道中 央"輕微推動(dòng)(microjog)"磁頭。
當(dāng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先將磁頭定位在軌道的中央，然后使用細(xì)定位裝置在軌 道上或跨越軌道在各種徑向位置上定位磁頭。將測(cè)試數(shù)據(jù)寫入軌道，隨后以磁 頭的各種徑向偏移量由磁頭讀取測(cè)試數(shù)據(jù)。通常，必須在每一個(gè)偏移量上經(jīng)過(guò) 磁盤的多次旋轉(zhuǎn)進(jìn)行該讀取以抵制噪聲。這樣，可以進(jìn)行一系列測(cè)試，包括例 如所謂的比特誤差率(BER)測(cè)試(bathbub)、軌道擠壓、軌道中線、讀/寫偏 移等。
通常，細(xì)定位裝置具有高精確的內(nèi)部傳感器以確定在輸入到細(xì)定位裝置的
所希望的位置(所謂的"指示的位置")和由細(xì)定位裝置達(dá)到的實(shí)際位置之間 的誤差。該誤差項(xiàng)可以被反饋到用于細(xì)定位裝置的控制環(huán)以減少或消除任何誤 差并獲取更精確的定位。然而，盡管細(xì)定位裝置具有該反饋控制，但是還存在 系統(tǒng)無(wú)法直接地確定上述在所希望的或指示的^f茲頭偏移量和實(shí)際磁頭偏移量 之間引入的一些誤差。這表示在與軌道中央相關(guān)的各種偏移量上的磁頭的定位 實(shí)際是開(kāi)環(huán)。在實(shí)踐中，這是不希望的，因?yàn)閬?lái)自各種源特別是來(lái)自熱漂移的 噪聲能夠影響系統(tǒng)，使細(xì)位置傳感器的內(nèi)部傳感器無(wú)法"看到"該誤差并且因 此該系統(tǒng)無(wú)法補(bǔ)償該誤差，從而導(dǎo)致在荻取希望的偏移量和保持希望的偏移量 兩者中都有誤差。
為了解決該問(wèn)題，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了使用磁盤上的伺服軌道以允許 要確定的磁盤上的磁頭的完全定位。在該方案中，測(cè)試軌道包括兩種類型的數(shù)
據(jù)。第一套數(shù)據(jù)是伺服脈沖(servo burst)的形式，其通常以被分成扇區(qū)的伺 月l軌道的形式被布置。如在現(xiàn)有技術(shù)中公知的，這些有效的伺服脈沖限定了在 磁盤上測(cè)試軌道的位置，并且這些有效的伺服脈沖被磁頭使用以根據(jù)位置誤差 信號(hào)(PES)來(lái)建立它相對(duì)于軌道的磁頭的位置。在將^t盤安裝到測(cè)試設(shè)備中 之前，可以將伺服脈沖預(yù)寫入磁盤。更普遍地，當(dāng)磁盤首次被安裝到測(cè)試設(shè)備 中時(shí)，作為磁盤初始化處理的一部分，可以由磁頭寫入伺服脈沖。無(wú)論怎樣寫 入伺服軌道，很可能相同的伺服軌道隨后將用于測(cè)試多個(gè)磁頭(通常好幾百或 好幾千個(gè)^f茲頭)。
第二套數(shù)據(jù)是測(cè)試數(shù)據(jù)，其與被分成扇區(qū)的伺服軌道的伺服脈沖一起被交 叉寫入。由設(shè)備中被測(cè)試的每一個(gè)磁頭重新寫入并讀取該數(shù)據(jù)以允許各個(gè)^茲頭 的讀/寫性能被測(cè)量。
最后將從伺服脈沖獲取的PES反饋到伺服控制器，并使用該P(yáng)ES以減少 在磁頭的指示位置中的任何誤差(例如歸因于熱漂移的誤差)。
例如，US-B-6023145和US-B-6538838 二者都一般的公開(kāi)了在磁頭介質(zhì)測(cè) 試設(shè)備中使用該形式的伺服方案的配置。
在這些方案中，伺服軌道的布置和來(lái)自伺服軌道的位置誤差信號(hào)的產(chǎn)生本 質(zhì)上類似于在最終用途中在磁頭磁盤裝配中磁頭定位系統(tǒng)通常的工作方式。然 而，如將要說(shuō)明的，由于多個(gè)原因，該系統(tǒng)不適合用在磁頭測(cè)試設(shè)備中。單，這里示出線性的軌道1，軌道1通常與磁盤同徑向并同中心。)伺服脈沖
結(jié)構(gòu)2具有公知作為伺服脈沖的四個(gè)系列的周期性磁躍遷A-脈沖、B-脈沖、 C-脈沖和D-脈沖(3a、 b、 c、 d)。在伺服結(jié)構(gòu)2內(nèi)寫入每一個(gè)伺服脈沖3a、 b、 c、 d以在半個(gè)軌道徑向間隔重復(fù)，并且該每一個(gè)伺服脈沖具有相互不同的徑 向偏移量。通常，軌道1周圍存在大約250個(gè)伺服結(jié)構(gòu)2。通常，軌道l周圍 的每一個(gè)伺服結(jié)構(gòu)2還包括唯一的軌道地址(未示出)，可以將軌道地址數(shù)字 地解碼以給出伺服結(jié)構(gòu)2的粗位置。
當(dāng)讀/寫磁頭4 (

圖1A中所示越過(guò)軌道軸線5 )穿過(guò)軌道1并越過(guò)祠服脈 沖結(jié)構(gòu)2沿圓周流動(dòng)時(shí)，由磁頭依此檢測(cè)每一個(gè)伺服脈沖3a、 b、 c、 d,并產(chǎn) 生信號(hào)，該信號(hào)具有與磁頭4徑向地與各個(gè)脈沖3a、 b、 c、 d重疊的程度成比 例的強(qiáng)度。圖1B示出怎樣從這四個(gè)信號(hào)中獲取正交幅度調(diào)制(QAM)位置誤 差信號(hào)(PES)。兩種跡線(trace)被獲取從A和B脈沖3a、 b獲取的第一信 號(hào)6等于(A-B) / (A+B );從C和D脈沖3c 、 d獲取的第二信號(hào)7等于(C-D) / ( C+D )。
如圖1B所示，信號(hào)6、 7提供電壓參考，該電壓參考給出相對(duì)于軌道l、 磁頭4的徑向位置的測(cè)量，其在軌道1的每一個(gè)象限Q1、 Q2、 Q3、 Q4都是 準(zhǔn)線性的。作為解調(diào)處理的一部分，被選擇的脈沖對(duì)3a、 b; 3c、 d是對(duì)于磁 頭所處的象限給出最線性信號(hào)6; 7的脈沖對(duì)(即，對(duì)于Q1是C和D,對(duì)于 Q2是A和B，等等)。從而，無(wú)論磁頭4處于Q1、 Q2、 Q3、 Q4中哪一個(gè)象 限，都對(duì)磁頭4產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)線性PES。然而，即使在每一個(gè)象限Q1、 Q2、 Q3、 Q4中，也將存在某種程度的線性誤差，如果沒(méi)有^f交正這些誤差則這些誤 差會(huì)將一些誤差引入系統(tǒng)中。
另夕卜，該伺服方案很可能受到增益誤差的影響。這是由被測(cè)試的磁頭的讀 取元件的寬度的變化造成的。由于制造公差，讀取元件的寬度可以有20%的 變化。當(dāng)使用不同的磁頭檢測(cè)給定的伺服脈沖時(shí)，寬度的這些變化會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生 輕微不同的信號(hào)并從而導(dǎo)致增益誤差。圖1B中所示的第一信號(hào)的兩個(gè)跡線6a、 6b相應(yīng)于圖1A中所示的不同寬度4a、 4b的磁頭讀取元件，并示出增益誤差 的影響(用實(shí)線和斷線分別繪制)。
應(yīng)當(dāng)理解，存在一些與軌道相關(guān)的磁頭位置使得該處A-B或C-D,即在 該位置，從A脈沖和B脈沖或C脈沖和D脈沖檢測(cè)的信號(hào)是相同的。在該位 置，磁頭的增益和線性不影響從伺服脈沖獲取的信號(hào)的精確性。A-B或C-D 的位置被稱為"伺服空位(servo null )，， 8。如從圖1B可以看出的，對(duì)于每一 個(gè)象限Q1、 Q2、 Q3、 Q4,在伺服空位8和在接近伺服空位8的位置，通常 信號(hào)是最線性的，并且在離伺服空位8最遠(yuǎn)的位置，信號(hào)是最不線性的。
應(yīng)該注意，其它伺服脈沖布置也是可能的，包括例如寬度調(diào)制的伺服脈沖 和相位調(diào)制的伺服脈沖。所有的這些都遇到由非線性誤差和增益誤差引起的相 同的基本問(wèn)題。
由于通常僅需要磁頭跟隨軌道中心線(通常使軌道中心線與空位位置一 致)，因此在終端用戶磁盤系統(tǒng)中線性和增益誤差是小問(wèn)題。然而，如上所述， 對(duì)于磁頭測(cè)試希望在越過(guò)軌道的許多位置上獲取磁頭偏移量并在磁盤的多次 旋轉(zhuǎn)中維持這些偏移量。從而，在磁頭測(cè)試過(guò)程中在穿過(guò)軌道的全部徑向位置 上希望高的線性、精確性及可重復(fù)性。而且，反饋到閉環(huán)伺服控制器的PES 中的線性和增益誤差不利地影響控制器的性能和穩(wěn)定性。并且，由于最終使用 的磁盤系統(tǒng)中磁頭的歪斜，因此無(wú)法跟隨最佳空位。從而在使用之前甚至花費(fèi) 較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)特征化磁頭對(duì)于伺服軌道的線性和增益。在需要測(cè)試高吞吐量的元 件的磁頭/磁盤測(cè)試系統(tǒng)，這是不令人接受的。
為了通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的伺服軌道布置來(lái)在某種程度上減輕上述固有問(wèn)題，現(xiàn) 有技術(shù)提出在測(cè)試之前應(yīng)該對(duì)伺服軌道特征化每一個(gè)^茲頭。通常這是通過(guò)尋找 軌道中心，然后輕微推動(dòng)^f茲頭穿過(guò)軌道的區(qū)域，并且校準(zhǔn)磁頭的線性和增益來(lái) 進(jìn)行，以消除引入系統(tǒng)中的誤差。然而，由于在測(cè)試^h質(zhì)上相對(duì)于伺服軌道特 征化每個(gè)被測(cè)試的磁頭要花費(fèi)的時(shí)間問(wèn)題，在產(chǎn)品測(cè)試環(huán)境中這樣的特征化處 理是不實(shí)際的。
US-B-6023145教示了 一種稍微不同的伺服方案。在該方法中，首先使用 微型定位器的內(nèi)部傳感器將磁頭移動(dòng)到指示的位置作為參考。在該指示的位 置，由磁頭讀取伺服脈沖，并且根據(jù)經(jīng)過(guò)多次磁盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行讀取來(lái)確定位置誤 差項(xiàng)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。然后，為了允許磁頭即使在存在熱漂移時(shí)都在希望的 位置被鎖定，使用位置誤差項(xiàng)作為控制器的參考值。然而，該方法具有一個(gè)缺點(diǎn).-需要磁盤的許多次旋轉(zhuǎn)來(lái)足夠精確地計(jì)算位置誤差項(xiàng)以提供恰當(dāng)?shù)膮⒖?值。這使得該方法僅最多適合在研究和開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室中使用，在那里更能夠接受 在磁盤的大量旋轉(zhuǎn)中將》茲頭保持在相同的徑向位置，從而給出足夠時(shí)間精確確 定位置誤差項(xiàng)。相反，在生產(chǎn)環(huán)境中，完整的一套測(cè)試更有可能在磁頭上被執(zhí) 行。這要求將要被重復(fù)地輕微推動(dòng)磁頭跨越軌道來(lái)建立微型軌道簡(jiǎn)檔
(profile)、比特誤差率測(cè)試失效(BER bathtub)等。因此，在每一個(gè)被輕微 推動(dòng)的位置上的冗長(zhǎng)的校準(zhǔn)處理是非常的慢。由于測(cè)試速度直接影響被測(cè)試元 件的吞吐量并且因此影響生產(chǎn)成本，所以在生產(chǎn)環(huán)境中測(cè)試速度是特別重要 的。由于這些原因，US-B-6023145中的方法不適于執(zhí)行生產(chǎn)測(cè)試中的這些測(cè) 試。
除了現(xiàn)有技術(shù)中的上迷問(wèn)題，在磁盤驅(qū)動(dòng)技術(shù)中的一般趨勢(shì)是減小磁頭和 軌道的寬度。如果該趨勢(shì)繼續(xù)下去，則會(huì)加劇上述問(wèn)題。
由于這些原因，當(dāng)測(cè)試磁頭時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)不能穿過(guò)所需要的軌道的徑向區(qū) 域提供非常精確的位置控制，并且/或需要消耗時(shí)間對(duì)被寫入磁盤的伺服脈沖 特征化受到測(cè)試的每一個(gè)磁頭，因此磁盤伺服設(shè)計(jì)領(lǐng)域的已知的伺服技術(shù)在自 旋支架(spin stand)中幫助有限。
#4居本發(fā)明的第一方面，提供一種方法，該方法對(duì)讀/寫^t頭相對(duì)于;茲盤 數(shù)據(jù)軌道所希望的徑向位置產(chǎn)生位置誤差信號(hào)，其中，該軌道具有多個(gè)伺服脈 沖，多個(gè)伺服脈沖用于限定該軌道的多個(gè)伺服空位，該伺服空位被定位使得在 相對(duì)于軌道的超過(guò)四個(gè)不同的徑向位置上都存在伺服空位，伺服空位限定預(yù)定 軌跡，該預(yù)定軌跡與該軌道具有已知的位置關(guān)系，該軌跡穿過(guò)該軌道的徑向區(qū) 域延伸，該方法包括(a)根據(jù)所述已知的位置關(guān)系，確定對(duì)應(yīng)與所述磁頭相 對(duì)于軌道的所希望的徑向位置的、空位軌跡上的目標(biāo)空位位置；(b)使用磁頭 檢測(cè)至少一個(gè)伺服空位的位置；(c)從所述至少一個(gè)被檢測(cè)到的伺服空位位置 來(lái)確定磁頭相對(duì)于目標(biāo)空位位置的位置誤差；(d )根據(jù)所述位置誤差產(chǎn)生位置 誤差信號(hào)。
上面的配置提供位置誤差信號(hào)，無(wú)論磁頭處于哪個(gè)位置，也不考慮磁頭是 否正在進(jìn)行軌道到軌道的移動(dòng)或穿過(guò)用于BER測(cè)量的軌道或穿過(guò)軌道側(cè)面 (profile)的微型掃描，該信號(hào)都可用于絕對(duì)位置的連續(xù)反饋系統(tǒng)中。這是通
過(guò)在磁頭被移動(dòng)到其預(yù)定目的地之前目標(biāo)空位將出現(xiàn)的地方進(jìn)行預(yù)先計(jì)算來(lái) 獲得的。該目標(biāo)空位是相對(duì)于軌道的磁盤上的絕對(duì)位置，并且該目標(biāo)空位被用 作產(chǎn)生位置誤差信號(hào)的參考點(diǎn)。由于使用絕對(duì)位置，反饋環(huán)內(nèi)的目標(biāo)保持相同，
從而帶來(lái)優(yōu)點(diǎn)即使在為了計(jì)算平均值而獲取樣本的過(guò)程中當(dāng)磁頭穿過(guò)軌道輕 微推動(dòng)時(shí)，也可以通過(guò)磁盤的多個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算PES的平均值。相反地，在 US-B-6023145的系統(tǒng)中，對(duì)于磁盤被移動(dòng)到的每一個(gè)新的位置必須重新設(shè)置 該環(huán)內(nèi)的目標(biāo)，這需要延長(zhǎng)的采集時(shí)間以產(chǎn)生滿意的參考值。
該配置還允許磁頭的運(yùn)動(dòng)從一種步進(jìn)(step )、調(diào)整(settle )及讀取(read) 的方法(這是進(jìn)行^茲頭介質(zhì)測(cè)試的當(dāng)前的方法)改變?yōu)橐环N以恒定的速度穿越 寫入軌道移動(dòng)磁頭的方法，從而消除了尋找和調(diào)整時(shí)間并進(jìn)一步減少了測(cè)試時(shí) 間。
上面的配置還具有優(yōu)點(diǎn)由于軌跡和軌道互相并不對(duì)準(zhǔn)，因此跨越軌道的 徑向區(qū)域內(nèi)伺服空位的徑向位置會(huì)發(fā)生改變。如前所述，伺服脈沖提供在伺服 空位的區(qū)域(這里稱為伺服脈沖的"線性區(qū)域")中的測(cè)量到的磁頭偏移量和 實(shí)際的磁頭偏移量之間的最精確、可重復(fù)并線性的關(guān)系。因此，通過(guò)相對(duì)于軌 道的不同的徑向位置具有伺服空位，可以使圍繞多個(gè)伺^^空位的線性區(qū)域^爭(zhēng)越 比現(xiàn)有技術(shù)伺服配置更大的軌道徑向區(qū)域延伸，現(xiàn)有技術(shù)伺服配置中，伺服空 位和線性區(qū)域是徑向?qū)?zhǔn)的。
通常，該配置具有優(yōu)點(diǎn)能夠獲得高質(zhì)量的PES數(shù)值，而不像現(xiàn)有技術(shù) 那樣必須對(duì)磁盤的伺服軌道特征化受測(cè)試的每一個(gè)單個(gè)磁頭。當(dāng)測(cè)試時(shí)，這節(jié) 省了大量的時(shí)間，因此，在生產(chǎn)環(huán)境中，減少了生產(chǎn)磁盤驅(qū)動(dòng)部件的成本。
在優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(b)包括檢測(cè)至少在徑向上最接近磁頭的伺服空 位的位置。該配置具有優(yōu)點(diǎn)基于徑向上最接近磁頭并提供最精確的PES的 伺服空位，在磁頭相對(duì)于軌道的任意徑向位置上，磁頭能夠獲取高質(zhì)量、可重 復(fù)的PES。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(b)包括檢測(cè)多個(gè)伺服空位的位置，步驟(c) 包括在所述多個(gè)空位位置之間進(jìn)行插值以尋找所述位置誤差。這允許通過(guò)在離 散的伺服區(qū)域結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行需要的插值獲取更高的精確性，以確定目標(biāo)空位位 置，該位置不必須與伺服空位一致。還可以通過(guò)在大量的伺服樣本之間進(jìn)行插
值來(lái)獲得更大的準(zhǔn)確性，來(lái)為了抵制樣本中噪聲的存在而尋找磁頭的位置誤 差。
通過(guò)磁盤的連續(xù)旋轉(zhuǎn)計(jì)算位置誤差的平均值以產(chǎn)生位置誤差信號(hào)。由于在 磁頭移動(dòng)到新的位置之間預(yù)先計(jì)算目標(biāo)空位位置，并產(chǎn)生與該目標(biāo)空位相關(guān)的
PES,因此對(duì)于磁頭的所有位置PES實(shí)際上具有相同的參考值。因此，在被輸
入伺服控制器之前，可以通過(guò)磁盤的連續(xù)旋轉(zhuǎn)計(jì)算PES的平均值，而在移動(dòng)
之間不必須進(jìn)行校準(zhǔn)。這提供PES信號(hào)中的更高的精確性并進(jìn)一步抵制噪聲。
在一個(gè)實(shí)施例中，選擇磁頭的所希望的徑向位置以與伺服空位相符合。
在一個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施例中，軌道與> 茲盤同中心，多個(gè)伺服空位沿圓周間隔
并且在每一個(gè)圓周位置上具有不同的徑向位置。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，伺服空位的位置延伸穿過(guò)至少軌道的大多數(shù)徑向區(qū)
域。這具有優(yōu)點(diǎn)無(wú)論磁頭的徑向位置是什么，都有可能接近伺服空位并從而
能夠從至少該伺服空位獲取線性PES。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，伺服空位具有均
勻排開(kāi)的徑向位置。伺服空位的圓周位置可以被均勻排開(kāi)。這允許從伺服脈沖
產(chǎn)生高質(zhì)量的線性PES。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，伺服空位的位置在沿圍繞軌道 的單一徑向方向上連續(xù)延伸。
在優(yōu)選實(shí)施例中，伺服空位的徑向位置隨著圓周位置而線性改變。這具有 優(yōu)點(diǎn)使得空位之間的插值更容易執(zhí)行。
優(yōu)選的，伺服脈沖形成于扇區(qū)化的伺服軌道的各個(gè)伺服扇區(qū)中。這允許例 如通過(guò)提供伺服扇區(qū)識(shí)別器(該識(shí)別器可以由磁頭讀取)，或通過(guò)保持磁頭穿 過(guò)的伺服扇區(qū)的數(shù)量的計(jì)算來(lái)獲得伺服脈沖的圓周的位置。
伺服空位的位置限定磁盤上的伺服空位的至少一個(gè)螺旋形的至少一部分。 這允許將單個(gè)螺旋形伺服軌道寫入磁盤，該伺服軌道可被用于在磁盤的任意徑
向位置上提供PES。這還提供優(yōu)點(diǎn)可以連續(xù)的寫入螺旋形，從而可以穿越磁
盤以因熱漂移的影響帶來(lái)的最小的誤差寫入伺服軌道。優(yōu)選的，螺旋形的螺距
(pitch)是軌道的寬度。這提供了每一軌道最大數(shù)量的伺服空位以及更大的精確性。
在另一實(shí)施例中，伺服空位軌跡與磁盤同中心。軌道可以限定正弦波。正 弦波具有等于軌道周長(zhǎng)的波長(zhǎng)。多個(gè)伺服空位軌跡可以;陂寫入磁盤。軌道可以
被寫入^f吏得它包括多于一個(gè)伺服空位軌跡。
在一個(gè)實(shí)施例中，磁盤初始是空的伺服脈沖，所述方法包括，在步驟(a) 之前，執(zhí)行對(duì)^茲盤寫入所述伺服脈沖的步驟。
伺服脈沖優(yōu)選是正交幅度調(diào)制的伺服脈沖?？蛇x擇地，伺服脈沖可以是幅 度調(diào)制的伺服脈沖或相位調(diào)制的伺服脈沖，或具有空位的任意其它伺服脈沖。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種測(cè)試讀/寫磁頭的方法，該方法包括將石茲頭 指示到相對(duì)于磁盤的軌道的所希望的位置；根據(jù)如上所述，對(duì)磁頭的實(shí)際位置 和希望的位置之間的差異產(chǎn)生位置誤差信號(hào)；使用設(shè)置的閉環(huán)控制器來(lái)控制》茲 頭的位置以將位置誤差信號(hào)減少到實(shí)質(zhì)為0;以及測(cè)試/磁頭。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種使用讀/寫磁頭向磁盤寫入數(shù)據(jù)軌道的 方法，作為在》茲頭介質(zhì)測(cè)試設(shè)備中測(cè)試磁頭的方法的一部分，該磁盤具有多個(gè) 伺服脈沖，該伺服脈沖限定了多于四個(gè)的伺服空位，該方法包括寫入所述數(shù) 據(jù)軌道使其與所述多于四個(gè)的伺服空位一致，從而伺服空位限定具有與軌道相 關(guān)的已知位置關(guān)系的預(yù)定軌跡，該軌跡跨越軌道的徑向區(qū)域延伸。
在優(yōu)選實(shí)施例中，軌道與磁盤同中心，多個(gè)伺服空位沿圓周間隔并且在每 一個(gè)圓周位置上具有不同的徑向位置。伺服空位的位置可以在沿圍繞軌道的單 一徑向方向上連續(xù)延伸。伺服空位的徑向位置隨著圓周位置而線性改變。伺服 空位的位置限定磁盤上的伺服空位的至少一個(gè)螺旋形的至少一部分。
在其它實(shí)施例中，伺服空位軌跡與磁盤同中心。軌道可以限定正弦波。 在一個(gè)實(shí)施例中，磁盤初始是空的伺服脈沖，所述方法包括，在寫入數(shù)據(jù) 軌道的步驟之前，執(zhí)行對(duì)磁盤寫入所述伺服脈沖的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于測(cè)試讀/寫磁頭的設(shè)備，該設(shè)備包 括磁盤，其具有數(shù)據(jù)軌道，其中，該軌道具有多個(gè)伺服脈沖，該多個(gè)伺服脈 沖限定該軌道的多個(gè)伺服空位，該伺服空位被定位使得在相對(duì)于該軌道的多于 四個(gè)不同的徑向位置上存在伺服空位，伺服空位限定預(yù)定空位軌跡，該預(yù)定空 位軌跡與該軌道具有已知的位置關(guān)系，該軌跡穿越該軌道的徑向區(qū)域延伸；定 位器，用于在磁盤上的徑向位置上定位所述磁頭；處理器，設(shè)置用于(a)接 收相對(duì)于軌道的所希望的徑向磁頭位置；(b)根據(jù)所述已知的位置關(guān)系，確定 對(duì)應(yīng)于所述^f茲頭相對(duì)于軌道的所希望的徑向位置的、空位軌跡上的目標(biāo)空位位
置；(c)使用磁頭檢測(cè)至少一個(gè)伺服空位的位置；(d)從至少一個(gè)檢測(cè)到的伺 服空位位置來(lái)確定相對(duì)于目標(biāo)空位位置的磁頭的位置誤差；以及(e)根據(jù)位 置誤差產(chǎn)生位置誤差信號(hào)；以及反饋控制器，設(shè)置用于接收所述位置誤差信號(hào) 作為反饋輸入，并且使所述定位器定位所述磁頭，從而將所述位置誤差信號(hào)減 少到實(shí)質(zhì)為0。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種磁盤，其具有至少一個(gè)圓形同心軌道， 該軌道具有多個(gè)伺服脈沖，該多個(gè)伺服脈沖限定軌道的多個(gè)伺服空位，該伺月良
伺服空位限定磁盤上的螺旋形的至少一部分，該螺旋形的至少一部分與該軌道 具有已知的位置關(guān)系，該軌跡穿過(guò)該軌道的徑向區(qū)域延伸
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種適于在磁盤驅(qū)動(dòng)中使用的測(cè)試讀/寫磁 頭的方法，該方法包括相應(yīng)于磁盤上的軌道，在旋轉(zhuǎn)磁盤介質(zhì)的徑向位置上 定位磁頭；使用周期性移動(dòng)信號(hào)指示磁頭的位置，從而磁頭的徑向位置沿著周 期性的路徑移動(dòng)，如果磁盤旋轉(zhuǎn)m轉(zhuǎn)則該磁頭穿過(guò)n波長(zhǎng)的周期性路徑，其 中，n和m是整數(shù)；沿著周期性路徑，在多個(gè)點(diǎn)上使用磁頭從磁盤進(jìn)行讀?。?以及使用所數(shù)讀取特征化磁頭。
周期性的移動(dòng)信號(hào)具有優(yōu)點(diǎn)磁頭能夠在各種徑向位置上以單通道(該通 道定義為通過(guò)讀/寫磁頭連續(xù)的獲取測(cè)試數(shù)據(jù)的操作，而不停止來(lái)以不同的偏 移量重新定位磁頭)從軌道讀取數(shù)據(jù)。相比較，在現(xiàn)有技術(shù)配置中，需要多個(gè) 通道，磁頭的每一個(gè)個(gè)徑向偏移位置需要一個(gè)通道。該實(shí)施例的配置具有優(yōu)點(diǎn) 以希望的磁盤的偏移量定位,茲頭花費(fèi)更少的時(shí)間，并且實(shí)際上花費(fèi)更多的時(shí)間 獲取測(cè)試數(shù)據(jù)。
如果磁盤旋轉(zhuǎn)m轉(zhuǎn)則該磁頭穿過(guò)n波長(zhǎng)的周期性路徑。這具有優(yōu)點(diǎn)在 磁盤的m轉(zhuǎn)之后，在磁頭返回到相對(duì)于磁盤表面的相同位置并遵從相對(duì)于磁 盤表面的相同的路徑，此時(shí)周期性路徑"封閉(close )"。這表示在相對(duì)于磁盤 表面實(shí)質(zhì)上相同的點(diǎn)上由讀/寫磁頭能夠獲得更多套的測(cè)試讀取。此外，不必 需停止進(jìn)行測(cè)試讀取以重新定位f茲頭。這又在測(cè)試處理中引起時(shí)間上的節(jié)省。
在一個(gè)實(shí)施例中，11=1且111=1。這便利地允許周期性路徑的波長(zhǎng)符合磁盤 的單個(gè)完整旋轉(zhuǎn)。
在該方法的優(yōu)選實(shí)施例中，在與磁盤相關(guān)的每一個(gè)周期性路徑內(nèi)的相同位 置上進(jìn)行所述讀取，并且該方法包括經(jīng)過(guò)磁盤的不同的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)磁盤上的各個(gè)點(diǎn) 的所述讀取計(jì)算平均值。對(duì)來(lái)自讀/寫磁頭的讀取計(jì)算平均值允許產(chǎn)生更精確 的測(cè)試讀取，其中減輕了噪聲和/或造成假的讀取的其它因素。這允許更精確
的特征化(characterise)受測(cè)試的讀/寫磁頭。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，指示的周期性路徑實(shí)質(zhì)上是正弦路徑。
在一個(gè)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，磁頭的指示位置在軌道的全部徑向區(qū)域上 移動(dòng)》茲頭。例如，這允許在單一通道中執(zhí)行完全的失效(bathtub) BER測(cè)試。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括使用光學(xué)讀取器來(lái)讀取與》茲盤一起旋 轉(zhuǎn)的光學(xué)可讀標(biāo)記，并從而確定磁盤的旋轉(zhuǎn)位置；參考所述磁盤的確定的旋轉(zhuǎn) 位置來(lái)計(jì)算指示的周期性路徑。這允許在指示的周期性路徑的周期和^f茲盤的旋 轉(zhuǎn)之間精確協(xié)調(diào)。這允許指示的周期性路徑精確的"結(jié)束(close )"。
在一個(gè)優(yōu)選的進(jìn)一步實(shí)施例中，該方法包括對(duì)伺服控制器提供^t頭的位置 中的至少一個(gè)誤差信號(hào)，伺服控制器被設(shè)置以根據(jù)所述至少一個(gè)誤差信號(hào)和所 述指示的周期移動(dòng)信號(hào)來(lái)控制磁頭的位置。軌道具有與其相關(guān)的伺服脈沖，該 方法包括使用磁頭檢測(cè)伺服脈沖；解調(diào)所檢測(cè)到的伺服脈沖以確定磁頭的位 置誤差信號(hào)；在與希望的軌道中心點(diǎn)相應(yīng)的所述周期性移動(dòng)信號(hào)的位置上采樣 位置誤差信號(hào)；以及通過(guò)多個(gè)樣本確定樣本中的趨勢(shì)以提供所述至少一個(gè)誤差 信號(hào)。這允許控制磁頭的位置以補(bǔ)償噪聲或漂移，其已經(jīng)影響定位器并引起磁 頭的實(shí)際的偏移量與磁頭的指示偏移量不同。這具有優(yōu)點(diǎn)樣本的帶寬相對(duì)低， 允許更容易地執(zhí)行控制器功能。另外，從相對(duì)于軌道徑向位置的相同的位置， 即定位伺服空位的軌道的中心，來(lái)進(jìn)行采樣。這表示大量地消除了軌道上的相 對(duì)于磁頭徑向位置的PES的任意非線性的不利影響。這提供優(yōu)點(diǎn)在測(cè)試之 前，不必需對(duì)于各個(gè)軌道特征化各個(gè)磁頭。從而，該方法可以包括不對(duì)伺服軌 道特征化f茲頭而測(cè)試i茲頭。此外，該實(shí)施例提供優(yōu)點(diǎn)測(cè)試過(guò)程中，在指示磁 頭到每一個(gè)位置之前，不必需連續(xù)的重新尋找軌道中心線?？梢詫?shí)時(shí)消除漂移， 使更大比例的測(cè)試時(shí)間花費(fèi)在獲取測(cè)試數(shù)據(jù)上而不是在軌道中心線上頻繁地 尋找并重新定位磁頭。因此減少了測(cè)試磁頭花費(fèi)的時(shí)間，帶來(lái)更有效率、低成 本的測(cè)試。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，提供一種用于測(cè)試讀/寫磁頭的設(shè)備，該設(shè)備
包括用于安裝磁盤介質(zhì)并旋轉(zhuǎn)磁盤介質(zhì)的軸；定位器，用于在所述磁盤介質(zhì) 的徑向位置上定位讀/寫磁頭；控制器，構(gòu)造并配置以使用周期性的移動(dòng)信號(hào) 指示定位器定位磁頭，使得磁頭的徑向位置理論上沿著周期性路徑移動(dòng)，其中， 如果磁盤旋轉(zhuǎn)m轉(zhuǎn)則磁頭穿過(guò)n波長(zhǎng)的周期性路徑，其中n和m是整數(shù)；以 及數(shù)據(jù)獲取器，用于沿著周期性路徑在多個(gè)點(diǎn)上使用^F茲頭從》茲盤進(jìn)行讀取。 現(xiàn)在將參考附圖通過(guò)示例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中 圖1A示出現(xiàn)有技術(shù)QAM (正交幅度調(diào)制)伺服脈沖的示例，圖1B示出 從圖1A中的伺服脈沖獲取的PES (位置誤差信號(hào))的示例；
圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的讀/寫磁頭測(cè)試設(shè)備的示例； 圖3示出才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的伺服軌道的伺服空位的設(shè)計(jì)的示例； 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的螺旋形伺服軌道的示例； 圖5示出在讀取圖3的伺服軌道中的RRO和NRRO誤差的示例； 圖6A示出適于通過(guò)圖2的測(cè)試設(shè)備使用的理想的正弦曲線指示磁頭軌 跡，圖6B示出存在噪聲的圖6A中的軌跡的示例，圖6C示出了存在熱漂移的 圖6A中的軌跡的示例。
參考圖2，示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)試設(shè)備10的示例。磁盤ll被安 裝到軸12。磁盤11具有至少一個(gè)圓形同中心布置的測(cè)試軌道101,測(cè)試軌道 101具有以扇區(qū)化的伺服軌道109的形式布置的伺服脈沖(servo burst)102(在 圖3中被最清楚的示出)。
將要由設(shè)備10測(cè)試的讀/寫磁頭14安裝到磁頭懸架組件15。磁頭懸架組 件15被安裝到微型制動(dòng)器16。微型制動(dòng)器16優(yōu)選是單軸微型制動(dòng)器6。然 而，在其它實(shí)施例中，微型制動(dòng)器16可以是具有任意數(shù)量的線性或旋轉(zhuǎn)軸的、 任意適當(dāng)形式的微型定位器。微型制動(dòng)器16可操作來(lái)相對(duì)于磁盤11對(duì)磁頭 14進(jìn)行細(xì)致的位置調(diào)整。
由反饋控制環(huán)控制微型制動(dòng)器16對(duì)磁頭14的定位。優(yōu)選使用低頻伺服控 制器，該控制器具有在1Hz到10Hz之間的帶寬。對(duì)于測(cè)試設(shè)備10優(yōu)選以相 對(duì)高的rmp來(lái)操作以減少測(cè)試時(shí)間，例如大約12000rpm (大約200轉(zhuǎn)每秒)。 如將要說(shuō)明的，測(cè)試設(shè)備10每轉(zhuǎn)獲取一個(gè)位置誤差信號(hào)采樣。這提供足夠的
采樣速度以支持所需要的帶寬。
預(yù)放大器17將磁頭14檢測(cè)到的數(shù)據(jù)放大。經(jīng)由通道18，將被檢測(cè)到的 相應(yīng)于私服脈沖102的數(shù)據(jù)傳送到解調(diào)器19。如下面將詳細(xì)說(shuō)明的，解調(diào)器 19通?？杀徊僮饕援a(chǎn)生來(lái)自伺服脈沖102的PES 20。將PES 20反饋到伺服控 制器21。解調(diào)器19接收與磁頭的所希望的徑向偏移量相應(yīng)的指令輸入19a。 例如，該偏移量可以是相對(duì)于軌道101的中心線的。伺"1控制器21可被操作 來(lái)對(duì)微型制動(dòng)器16產(chǎn)生信號(hào)輸出21a,以使制動(dòng)器16定位磁頭14。通常布置 伺服控制器21來(lái)定位不茲頭14以將PES 20減少為0。可以通過(guò)任意適當(dāng)?shù)牟胖?術(shù)完成伺服控制器21的該種操作，例如本領(lǐng)域中公知的技術(shù)，這里不再具體 說(shuō)明。
圖3示出(不按比例)具有扇區(qū)化的伺服軌道109的形式的優(yōu)選伺服脈沖 102 (示意性示出)設(shè)計(jì)的測(cè)試軌道/數(shù)據(jù)軌道101。在全部的測(cè)試軌道101的 部分上從扇區(qū)n-3到扇區(qū)n+3示出伺服脈沖102。軌道101是圓形的并與磁盤 11同中心。(應(yīng)該注意圓形軌道在圖3中已經(jīng)^皮表現(xiàn)為線性軸以更清楚地說(shuō)明 伺服軌道的特性。)
在使用中，在^茲盤11上從軌道101寫入和讀出數(shù)據(jù)，軌道101與扇區(qū)化 的伺服軌道109相交插(interleaved每一個(gè)伺服扇區(qū)的伺服脈沖102提供伺 服空位108。對(duì)于圖1所示的示例，優(yōu)選的伺服脈沖102是QAM (正交幅度 調(diào)制)祠服脈沖，從而通過(guò)一對(duì)相關(guān)的伺服脈沖102來(lái)提供每一個(gè)伺服空位 108。然而，也可以使用本領(lǐng)域已知的其它適當(dāng)類型的伺服脈沖102來(lái)提供伺 服空位。為了清楚，圖3沒(méi)有示出伺服脈沖102本身的形式。代替地，圖3 示出由與軌道101相關(guān)的各種伺服脈沖102提供的伺服空位108的位置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，伺服空位108的徑向位置23與伺服脈沖102的圓周位 置線性地改變。圖3示出伺服空位108的線性關(guān)系或軌跡24。如將容易理解 的，在使用扇區(qū)伺服方案的地方，伺服空位108的徑向位置23存在并限定軌 跡24，但是將會(huì)由此具有離散位置。因此圖3示出離散的伺服空位位置23的 軌跡24。優(yōu)選將伺服空位108均勻地徑向排開(kāi)。也優(yōu)選將伺服空位108均勻 地圓周分隔。在示例中，如果假設(shè)伺服扇區(qū)的典型數(shù)量是250并且伺服扇區(qū)占 用一半的軌道IOI，則每一個(gè)扇區(qū)相當(dāng)于軌道IOI的圓周的0.2%
可以預(yù)期除了線性外的伺服空位108的其他徑向位置和圓周位置之間的
關(guān)系。在任意情況下，優(yōu)選，連續(xù)的伺服空位108的徑向位置與圓周位置單調(diào) 的改變。優(yōu)選預(yù)先確定4九跡24的形式，并且系統(tǒng)預(yù)先知道該形式。
圖3示出對(duì)于磁頭14的當(dāng)前位置，對(duì)于同中心讀取位置25，空位26出 現(xiàn)在扇區(qū)N上。當(dāng)磁頭14越過(guò)軌道101圓周飛行時(shí)，磁頭14依此檢測(cè)每一 個(gè)伺服脈沖102。將來(lái)自伺服脈沖102的檢測(cè)到的信號(hào)解調(diào)以提供每一個(gè)伺服 脈沖102的伺服樣品，測(cè)量相對(duì)與磁頭14的、伺服脈沖102的伺服空位108 的徑向位置。
使用來(lái)自伺服脈沖102的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生誤差信號(hào)以對(duì)任意熱漂移進(jìn)行校正。 為了減少該信號(hào)中的噪聲，可以讀取目標(biāo)的任一側(cè)的脈沖，并且如果必要，則 使用軌跡24的已知的關(guān)系進(jìn)行插值或平均以確定更精確的空位位置。如前面 提到的，在空位位置附近非線性誤差和增益誤差減少。
再次參考圖3,如果現(xiàn)在希望將磁頭14輕微推動(dòng)軌道寬度的0.5%到新的 徑向位置27a，則采用下面的步驟。首先，通過(guò)使用軌跡24的已知的關(guān)系對(duì) 磁頭14的所希望的徑向位置27a計(jì)算新的目標(biāo)空位位置28。在該示例中，目 標(biāo)空位位置28位于扇區(qū)N+2和N+3之間。然后使用孩i型制動(dòng)器16及其內(nèi)部 的傳感器命令磁頭14接近目標(biāo)位置27a。由》茲頭14讀取伺服空位108?？梢?讀取所有祠服空位108中，或僅讀取目標(biāo)徑向位置27a附近的這些伺服空位 108。根據(jù)軌跡24的已知的關(guān)系在檢測(cè)到的空位信號(hào)中使用插值法，以尋找磁 頭穿過(guò)軌跡24的實(shí)際的空位位置28。目標(biāo)空位位置28和檢測(cè)到的空位位置 的差異被用于產(chǎn)生位置誤差信號(hào)20。
如將要理解的，在移動(dòng)磁頭14之前計(jì)算對(duì)于磁頭14的希望的徑向偏移量 的目標(biāo)空位位置28并然后產(chǎn)生與該目標(biāo)空位位置28有關(guān)的位置誤差信號(hào)20 的該方法形成位置誤差信號(hào)20，且當(dāng)磁頭處于目標(biāo)位置27a時(shí)，該位置誤差 信號(hào)20將總是0。無(wú)論相對(duì)于軌道101選擇哪個(gè)目標(biāo)位置27a,這總是正確的。 該技術(shù)可以用于穿過(guò)軌道101的小的輕微推動(dòng)或者多個(gè)軌道101的移動(dòng)。只要 軌跡24徑向延伸到與軌道101的相同的程度，就可以使用該技術(shù)來(lái)對(duì)相對(duì)于 軌道101的磁頭14的任意希望的徑向位置產(chǎn)生PES。只要軌跡24延伸到這種 程度，就可以類似地使用超過(guò)軌道101的徑向位置。在其它實(shí)施例中，可以選擇目標(biāo)位置27a使其與徑向位置上的與伺服空位 108最接近的任意一個(gè)相符合。在該情況，通過(guò)軌跡24上的伺服空位108的 數(shù)量來(lái)限制磁頭14的定位中的分辨力。
優(yōu)選伺服空位108延伸至少穿過(guò)測(cè)試軌道101的整個(gè)徑向區(qū)域。伺服空位 108可以延伸超過(guò)軌道101的徑向區(qū)域。實(shí)際上，通過(guò)伺服空位108延伸其軌 跡24，伺服軌道109可以延伸超出圖3所示的測(cè)試軌道101直到其他的徑向 相鄰的軌道IOI。這^=羊，如圖4示意性示出的，以螺旋的形式可以將單一連續(xù) 的伺服軌道109寫入磁盤11。該螺旋形伺服軌道109的部分對(duì)磁盤11上的多 個(gè)鄰近的同中心的圓形凄t據(jù)軌道101a、 101b、 101c、 101d(如圖4所示通過(guò) 軌道邊緣22a、 22b、 22c、 22d)有效提供各個(gè)伺服軌道109a、 109b、 109c、 109d。
優(yōu)選使用相同的微型制動(dòng)器16寫入伺服脈沖102,當(dāng)在磁頭14的測(cè)試過(guò) 程中通過(guò)輕微推動(dòng)來(lái)定位磁頭14時(shí)使用該微型制動(dòng)器16。這允許伺服脈沖102 的寫入和讀出對(duì)等，從而有效地抵償微型制動(dòng)器16中的任何不精確。這通常 是根據(jù)在生產(chǎn)測(cè)試環(huán)境中讀取伺服軌道109的標(biāo)準(zhǔn)方法，其中在重復(fù)處理之前 寫入一系列軌道109作為初始化程序的一部分并且其對(duì)幾百個(gè)或幾千個(gè)萬(wàn)茲頭 14保持不變。
為了在定位磁頭14并由此測(cè)試磁頭14中獲取更高的精確性，優(yōu)選動(dòng)態(tài)地 補(bǔ)償可重復(fù)的誤差(寫入RRO (可重復(fù)運(yùn)行)或機(jī)械引入的NRRO (不可重 復(fù)運(yùn)行))。根據(jù)本領(lǐng)域已知的技術(shù)，在測(cè)試設(shè)備10的初始化時(shí)可以特征化 RRO。優(yōu)選動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償機(jī)械誤差。優(yōu)選地，基于讀取獨(dú)立于徑向位置的PES 20, 算法在扇區(qū)到扇區(qū)基礎(chǔ)上插入每一個(gè)測(cè)量。優(yōu)選地，在使伺服控制器21用于 PES 20來(lái)補(bǔ)償熱漂移之前，布置該系統(tǒng)從而磁盤的至少20轉(zhuǎn)被用于積累足夠 的RRO數(shù)據(jù)以準(zhǔn)備好該系統(tǒng)。預(yù)計(jì)這將花費(fèi)不超過(guò)100毫秒(ms)。這可以 與測(cè)試操作平行進(jìn)行，或者如果可以接受該應(yīng)用的費(fèi)用則可選擇地作為獨(dú)立的 操作來(lái)運(yùn)行。
參考圖5，示出理想空位31的軌跡24和檢測(cè)到的伺服空位30的實(shí)際軌 跡。對(duì)于檢測(cè)到的伺服空位30，這些點(diǎn)示出誤差的RRO成分(例如由軸中的 離心率引起的)，誤差條示出誤差的NRRO成分(例如由機(jī)械震動(dòng)引起的)。
為了確定RRO成分，檢測(cè)到的樣本30需要通過(guò)磁盤的多個(gè)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行平均以抵 制NRRO成分。特征化每一個(gè)樣本30和理想空位31之間的誤差并將誤差保 存在動(dòng)態(tài)RRO表格中，動(dòng)態(tài)RRO表格用于確定伺服空位108的位置。對(duì)于 每一個(gè)伺服脈沖3可重復(fù)的成分是不變的，因此當(dāng)穿過(guò)軌道101輕微推動(dòng)時(shí)可 以使用可重復(fù)的成分而不需要更新表格。
可以預(yù)想到伺^J永沖102和軌道101的其它布置作為具有圓形同中心數(shù)據(jù) 軌道101和線性/伺服空位108的螺旋形軌跡24的上述特定實(shí)施例的替代。例 如，寫入圓形的、同中心數(shù)據(jù)軌道IOI不是必須的?？梢砸月菪蛘也ǖ男?式寫入數(shù)據(jù)軌道IOI,伺服空位108的軌跡可以是同中心的。其它形式是可能 的。在每一個(gè)情況下，伺服空位108的軌跡延伸穿過(guò)軌道101的徑向范圍。這 里，軌道101的徑向范圍表示相對(duì)于軌道101的而不是相對(duì)于磁盤11的。這 允許在軌跡24上尋找點(diǎn)，在該點(diǎn)上，當(dāng)在軌道101上的全部徑向位置上的該 位置上跟隨軌道101時(shí)，磁頭將穿過(guò)軌跡24并檢測(cè)伺服空位108。
并且，根據(jù)目標(biāo)磁盤ll的區(qū)域，按照?qǐng)?zhí)行的特定測(cè)試，預(yù)想軌跡24可以 延伸越過(guò)多個(gè)相鄰的教:據(jù)4九道101,或Y又越過(guò)軌道101的一部分。
在一個(gè)示例中，指示磁頭14的位置以越過(guò)磁盤11的表面描述周期的路徑。 雖然在理論上可以使用任意合理的周期路徑，但是為了簡(jiǎn)單優(yōu)選正弦軌跡 27b。圖6A示出理想的正弦磁頭軌跡。圖6B示出具有當(dāng)前的某些噪聲的正弦 磁頭軌跡。磁盤11具有至少一個(gè)軌道101,軌道101是圓形的并且與磁盤11 同中心。正弦路徑27b的中心線優(yōu)選與軌道101的中心線一致。優(yōu)選正弦曲線 的幅度從而橫/茲頭14穿過(guò)軌道101的整個(gè)徑向長(zhǎng)度來(lái)回移動(dòng)。
優(yōu)選正弦路徑27b的波長(zhǎng)從而全部波長(zhǎng)的整體(integral)數(shù)量與磁盤11 的全部轉(zhuǎn)數(shù)精確的一致?？蛇x擇地，可以使用波長(zhǎng)的整數(shù)n與^茲盤11的全部 轉(zhuǎn)數(shù)的整數(shù)m—致的波長(zhǎng)。將理解，這里關(guān)鍵在磁盤11的某些數(shù)量的轉(zhuǎn)數(shù)之 后(優(yōu)選僅一轉(zhuǎn))，磁頭14返回跟隨相對(duì)與磁盤11表面相同的路徑，從而能 夠重復(fù)讀取;茲頭14下面的數(shù)據(jù)。
可以預(yù)期到，除了正弦路徑之外的其它周期性路徑，只要這些路徑被周期 性地應(yīng)用到》茲頭14并連續(xù)移動(dòng)磁頭14越過(guò)至少軌道101的徑向長(zhǎng)度的一部 分，而且在開(kāi)始下一個(gè)周期之前將磁頭14定位到回到徑向開(kāi)始的位置。
通過(guò)高級(jí)精度達(dá)到指示磁頭位置27b和磁盤11的全部轉(zhuǎn)數(shù)之間的特定的
一致性是必要的。為了獲取正弦波長(zhǎng)和磁盤11的旋轉(zhuǎn)的精確一致，可以使用
光學(xué)計(jì)時(shí)技術(shù)。該技術(shù)的示例公開(kāi)在分別于2005年7月5日和2006年7月5 日提交的共同受讓(commonly assigned)美國(guó)專利申請(qǐng)Nos. 60/695845和 11/480582中，其標(biāo)題為"用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)、用于寫入伺服軌道及用于描述 伺月M九道記錄器中的時(shí)序誤差的方法和設(shè)備"，其全部?jī)?nèi)容并入本文作為參考。 簡(jiǎn)要地，通過(guò)光學(xué)檢測(cè)器檢測(cè)與磁盤11同步移動(dòng)的至少一個(gè)標(biāo)記的移動(dòng)以提 供輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)可以被處理以提供時(shí)鐘信號(hào)。通過(guò)固定到磁盤11的 光柵，或者與磁盤11同步旋轉(zhuǎn)的某些部分(例如馬達(dá)軸12或馬達(dá)本身的其它 部分)可以提供一個(gè)標(biāo)記或多個(gè)標(biāo)記。
使用優(yōu)選的正弦磁頭軌跡，使磁頭14穿過(guò)軌道101的全部區(qū)域測(cè)量測(cè)試 數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，這是通過(guò)對(duì)磁頭14指示與軌道101有關(guān)的希望的徑向 偏移量，并在該偏移量上經(jīng)過(guò)磁盤11的多次旋轉(zhuǎn)進(jìn)^f亍測(cè)量來(lái)進(jìn)行的，然后將 改變?cè)撈屏坎⑶抑貜?fù)進(jìn)行處理，直到穿過(guò)軌道101的徑向區(qū)域建立了希望的 簡(jiǎn)檔。原則上，通過(guò)使用本示例的正弦指示曲線磁頭位置，僅需要磁盤11的 一次旋轉(zhuǎn)以穿過(guò)軌道101的寬度獲取必需數(shù)據(jù)。然而，在實(shí)踐中，優(yōu)選使用^茲 盤101的多次旋轉(zhuǎn)，從而可以進(jìn)行較大數(shù)量的讀取以抵制噪聲。
在優(yōu)選方案中，磁頭14的指示位置是正弦曲線，當(dāng)磁頭14的位置與軌道 中心線一致時(shí)(即，當(dāng)正弦曲線或其它周期性信號(hào)處于丌弧度的倍數(shù)的脈沖 時(shí))，對(duì)PES20進(jìn)行采樣。經(jīng)過(guò)磁盤11的多次旋轉(zhuǎn)搜集這些樣本，并且對(duì)這 些樣本進(jìn)行計(jì)算平均值或低通過(guò)濾。所獲取的數(shù)值給出由熱漂移(或主要由熱 漂移)引起的誤差的非常^^的帶寬測(cè)量。圖6C示出由于熱漂移影響，^f茲頭14 的指示正弦曲線位置怎樣離開(kāi)軌道進(jìn)行漂移的示例(以夸張的形式示出)。在 無(wú)漂移情況下，這些數(shù)值應(yīng)該為0。
該技術(shù)具有容易實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。并且，與伺服軌道109的伺服空位108的位 置一致，在軌道中心線上獲取PES樣本20，從而在^f艮大程度上避免了可能的 非線性的影響和PES信號(hào)20的增益的改變。因此不必需對(duì)軌道101特征化磁 頭14以獲取磁頭14的熱漂移的精確測(cè)量?？梢詫?shí)時(shí)^r測(cè)并消除漂移，使花費(fèi) 更大比例的測(cè)試時(shí)間來(lái)獲取測(cè)試數(shù)據(jù)而不是來(lái)對(duì)軌道101校準(zhǔn)磁頭14。從而
減少測(cè)試^茲頭14花費(fèi)的時(shí)間，并帶來(lái)更有效、更節(jié)約成本的測(cè)試。
通過(guò)具體參考所說(shuō)明的示例已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解， 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以對(duì)所描述的示例進(jìn)行改變和修改。
例如，參考在磁盤的讀/寫磁頭上執(zhí)行BER失效(bathtub)測(cè)試已經(jīng)描述 了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，根據(jù)本發(fā) 明的原理可以執(zhí)行其它類型的磁頭測(cè)試。同樣地，根據(jù)本發(fā)明的原理，可以測(cè) 試用于讀取其它類型的介質(zhì)的其它類型的磁頭。
權(quán)利要求
1. 一種方法，該方法對(duì)讀/寫磁頭相對(duì)于磁盤數(shù)據(jù)軌道希望的徑向位置產(chǎn)生位置誤差信號(hào)，其中，該軌道具有多個(gè)伺服脈沖，多個(gè)伺服脈沖用于限定該軌道的多個(gè)伺服空位，該多個(gè)伺服空位被定位使得在相對(duì)于軌道的超過(guò)四個(gè)不同的徑向位置上都存在伺服空位，伺服空位限定預(yù)定軌跡，該預(yù)定軌跡與該軌道具有已知的位置關(guān)系，該軌跡穿過(guò)該軌道的徑向區(qū)域延伸，該方法包括:(a)根據(jù)所述已知的位置關(guān)系，確定對(duì)應(yīng)與所述磁頭相對(duì)于軌道的所希望的徑向位置的、空位軌跡上的目標(biāo)空位位置；(b)使用磁頭檢測(cè)至少一個(gè)伺服空位的位置；(c)從所述至少一個(gè)被檢測(cè)到的伺服空位位置來(lái)確定磁頭相對(duì)于目標(biāo)空位位置的位置誤差；(d)根據(jù)所述位置誤差產(chǎn)生位置誤差信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(b)包括檢測(cè)至少在徑向上 最接近vf茲頭的伺服空位的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，步驟(b)包括檢測(cè)多個(gè)伺服 空位的位置，步驟(c)包括在所述多個(gè)空位位置之間進(jìn)行插值以尋找所述位 置誤差，根據(jù)所述已知的位置關(guān)系計(jì)算所述插值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)磁盤的連續(xù)旋轉(zhuǎn) 計(jì)算位置誤差的平均值以產(chǎn)生位置誤差信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)所述的方法，其中，選擇磁頭的希望的徑 向位置以與伺服空位相符合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)所述的方法，其中，軌道與磁盤同中心， 多個(gè)伺服空位沿圓周間隔并且在每一個(gè)圓周位置上具有不同的徑向位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位在磁盤上均 勻間隔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位的位置在沿 圍繞軌道的單一徑向方向上連續(xù)延伸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位的徑向位置 隨著圓周位置而線性改變。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位的位置限定磁盤上的伺服空位的至少 一個(gè)螺旋形的至少 一部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，螺旋形的螺距是軌道的寬度。
12. 才艮據(jù)權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位軌跡與》茲盤 同中心。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，軌道限定了正弦波。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，正弦波具有等于軌道周長(zhǎng)的波長(zhǎng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1到14任一項(xiàng)所述的方法，其中，磁盤初始是空的伺 服脈沖，所述方法包括，在步驟(a)之前，執(zhí)行對(duì)》茲盤寫入所述伺服脈沖的 步驟。
16. —種測(cè)試讀/寫磁頭的方法，該方法包括 將磁頭指示到相對(duì)于磁盤的軌道所希望的位置；根據(jù)權(quán)利要求l到15任一項(xiàng)所述的方法，對(duì)磁頭的實(shí)際位置和所希望的 位置之間的差異產(chǎn)生位置誤差信號(hào)；使用設(shè)置的閉環(huán)控制器來(lái)控制磁頭的位置以將位置誤差信號(hào)實(shí)際減少到 實(shí)質(zhì)上為0;以及測(cè)試》茲頭。
17. —種在磁頭介質(zhì)測(cè)試設(shè)備中使用讀/寫磁頭對(duì)磁盤寫入數(shù)據(jù)軌道的方 法，該i"茲盤具有多個(gè)伺服脈沖，該伺服脈沖限定了多于四個(gè)伺服空位，該方法 包括寫入所述數(shù)據(jù)軌道^f吏其與所述多于四個(gè)的伺服空位一致，從而伺服空位限 定具有與軌道相關(guān)的已知位置關(guān)系的預(yù)定軌跡，該軌跡越過(guò)軌道的徑向區(qū)域延伸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，軌道與磁盤同中心，多個(gè)伺服 空位沿圓周間隔并且在每一個(gè)圓周位置上具有不同的徑向位置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，伺服空位的位置在沿圍繞 軌道的單一徑向方向上連續(xù)延伸。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17到19任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位的徑向位 置隨著圓周位置而線性改變。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17到20任一項(xiàng)所述的方法，其中，伺服空位的位置限 定磁盤上的伺服空位的至少一個(gè)螺旋形的至少一部分。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，伺服空位軌跡與磁盤同中心。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，軌道限定了正弦波。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17到23任一項(xiàng)所述的方法，其中，磁盤初始是空的伺 服脈沖，所述方法包括，在寫入數(shù)據(jù)軌道的步驟之前，執(zhí)行對(duì),茲盤寫入所述祠 服脈沖的步驟。
25. —種用于測(cè)試讀/寫磁頭的設(shè)備，該設(shè)備包括磁盤，其具有軌道，其中，該軌道具有多個(gè)伺服脈沖，該多個(gè)伺服脈沖限 定該軌道的多個(gè)伺服空位，該伺服空位被定位使得在相對(duì)于該軌道的多于四個(gè) 不同的徑向位置上存在伺服空位，伺服空位限定預(yù)定軌跡，該預(yù)定軌跡與該軌 道具有已知的位置關(guān)系，該軌跡越過(guò)該軌道的徑向區(qū)域延伸；定位器，用于在》茲盤上的徑向位置上定位所述》茲頭；處理器，設(shè)置用于(a) 接收與軌道相對(duì)的所希望的徑向磁頭位置；(b) 根據(jù)所述已知的位置關(guān)系，對(duì)應(yīng)于所述磁頭相對(duì)于軌道的所希 望的徑向位置，確定空位軌跡上的目標(biāo)空位位置；(c) 使用磁頭檢測(cè)至少一個(gè)伺服空位的位置；(d) 從至少一個(gè)檢測(cè)到的伺服空位位置來(lái)確定相對(duì)于目標(biāo)空位位置 的磁頭的位置誤差；以及(e) 根據(jù)位置誤差產(chǎn)生位置誤差信號(hào)；以及反饋控制器，設(shè)置用于接收所述位置誤差信號(hào)作為反饋輸入，并且使所述 定位器定位所述磁頭，從而將所述位置誤差信號(hào)減少到0。
26. —種適于在^f茲盤驅(qū)動(dòng)中使用的測(cè)試讀/寫;f茲頭的方法，該方法包括 對(duì)應(yīng)于磁盤上的軌道，在旋轉(zhuǎn)磁盤介質(zhì)上的徑向位置上定位磁頭； 使用周期性移動(dòng)信號(hào)指示磁頭的位置，使得磁頭的徑向位置沿著周期性的路徑移動(dòng)，如果磁盤旋轉(zhuǎn)m轉(zhuǎn)則該磁頭穿過(guò)n波長(zhǎng)的周期性路徑，其中，n和m是整數(shù)；沿著周期性路徑，在多個(gè)點(diǎn)上使用磁頭從磁盤進(jìn)行讀?。灰约?使用所數(shù)讀取特征化石茲頭。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，11=1且111=1。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的方法，其中，在與磁盤相關(guān)的每一個(gè)周 期性路徑內(nèi)的相同位置上進(jìn)行所述讀取，并且該方法包括經(jīng)過(guò)磁盤的不同的旋 轉(zhuǎn)對(duì)磁盤上的各個(gè)點(diǎn)的所述讀取進(jìn)行平均化。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26到28任一項(xiàng)所述的方法，其中，指示的周期性路徑 實(shí)質(zhì)上是正弦路徑。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26到29任一項(xiàng)所述的方法，其中，磁頭的指示位置在 軌道的全部徑向區(qū)域上移動(dòng)磁頭。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26到30任一項(xiàng)所述的方法，其中，該方法包括 使用光學(xué)讀取器來(lái)讀取與磁盤一起旋轉(zhuǎn)的光學(xué)可讀標(biāo)記，并從而確定》茲盤的旋轉(zhuǎn)位置；參考所述磁盤的確定的旋轉(zhuǎn)位置來(lái)計(jì)算指示的周期性路徑。
32. 根據(jù)權(quán)利要求26到31任一項(xiàng)所述的方法，其中，該方法包括對(duì)伺服控制器提供磁頭的位置中的至少一個(gè)誤差信號(hào)，伺服控制器被設(shè)置以根據(jù)所述 至少一個(gè)誤差信號(hào)和所述指示的周期移動(dòng)信號(hào)來(lái)控制^ 茲頭的位置。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，軌道具有與其相關(guān)的伺服脈沖， 該方法包括使用磁頭4企測(cè)伺月良脈沖；解調(diào)所檢測(cè)到的伺服脈沖以確定磁頭的位置誤差信號(hào)； 在與希望的軌道中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述周期性移動(dòng)信號(hào)的位置上采樣位置 誤差信號(hào)；以及通過(guò)多個(gè)樣本確定樣本中的趨勢(shì)以提供所述至少一個(gè)誤差信號(hào)。
34. —種用于測(cè)試讀/寫磁頭的設(shè)備，該設(shè)備包括 軸，用于安裝磁盤介質(zhì)并旋轉(zhuǎn)磁盤介質(zhì)；定位器，用于在所述磁盤介質(zhì)上的徑向位置上定位讀/寫磁頭；控制器，構(gòu)造并配置以使用周期性的移動(dòng)信號(hào)指示定位器定位磁頭，使得 磁頭的徑向位置沿著周期性路徑移動(dòng)，其中，如果磁盤旋轉(zhuǎn)m轉(zhuǎn)則磁頭穿過(guò)n 波長(zhǎng)的周期性路徑，其中n和m是整數(shù)；以及數(shù)據(jù)獲取器，用于沿著周期性路徑在多個(gè)點(diǎn)上使用磁頭從磁盤進(jìn)行讀取。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，n-l且m-l。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的設(shè)備，其中，構(gòu)造并配置數(shù)據(jù)獲取器以 在與磁盤相關(guān)的每一個(gè)周期性路徑內(nèi)的相同的位置上進(jìn)行讀取。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34到36任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，指示的周期性路徑 實(shí)質(zhì)上是正弦路徑。
38. 根據(jù)權(quán)利要求34到37任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該設(shè)備包括光學(xué)讀 取器，光學(xué)讀取器用于讀取與磁盤一起旋轉(zhuǎn)的光學(xué)可讀標(biāo)記，設(shè)置該標(biāo)記以允 許確定磁盤介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)位置。
39. 根據(jù)權(quán)利要求34到38任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述控制器是伺服 控制器，伺服控制器被設(shè)置用于根據(jù)至少 一個(gè)誤差信號(hào)和所述指示的周期性移 動(dòng)信號(hào)來(lái)控制磁頭的位置，其中，對(duì)所述伺服控制器提供磁頭的位置中的至少 一個(gè)誤差信號(hào)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中，軌道具有與其相關(guān)的伺服脈沖， 該設(shè)備包括解調(diào)器，用于解調(diào)由磁頭檢測(cè)到的伺服脈沖以確定磁頭的位置誤差信號(hào)；以及取樣器，用于在與希望的軌道中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述周期性移動(dòng)信號(hào)的位置 上采集位置誤差信號(hào)，并通過(guò)多個(gè)樣本確定樣本中的趨勢(shì)以提供所述至少一個(gè) 誤差信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種產(chǎn)生位置誤差信號(hào)的方法，該方法對(duì)與磁盤(1)的數(shù)據(jù)軌道有關(guān)的讀/寫磁頭的所希望的徑向位置產(chǎn)生位置誤差信號(hào)。在該方法中，軌道具有限定用于該軌道(101)的多個(gè)伺服空位(108)的多個(gè)伺服脈沖，該伺服空位被定位從而在與該軌道有關(guān)的多于四個(gè)不同的徑向位置上存在伺服空位，伺服空位限定預(yù)定軌跡，例如螺旋形，該預(yù)定軌跡與該軌道(101)具有已知的位置關(guān)系，該軌跡穿過(guò)該軌道(101)的徑向區(qū)域延伸。以及用于測(cè)試讀/寫磁頭的方法。
文檔編號(hào)G11B5/55GK101379558SQ200780004887
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
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