專利名稱：磁盤驅(qū)動(dòng)器中利用螺旋伺服圖形進(jìn)行磁頭定位的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種磁盤驅(qū)動(dòng)器。更具體地說，本發(fā)明涉及到一種使用 螺旋伺服圖形來控制磁頭定位的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)磁盤驅(qū)動(dòng)器中(一個(gè)有代表性的例子是硬盤驅(qū)動(dòng)器)，用來 控制磁頭定位的伺服圖形(伺服數(shù)據(jù))被記錄在作為數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的磁盤 上。利用伺服圖形可以將磁頭移動(dòng)到磁盤上的目標(biāo)位置(即，目標(biāo)磁道) 處。記錄在磁盤上的伺服圖形包括多個(gè)伺服扇區(qū)。在大多數(shù)情形中，伺服 扇區(qū)按規(guī)則的間隔在磁盤的圓周方向上排列。伺服扇區(qū)沿著磁盤的徑向延 伸，構(gòu)成同心伺服磁道。由徑向伺服扇區(qū)(或同心伺月艮磁道)構(gòu)成的伺服 圖形在磁盤驅(qū)動(dòng)器的制造期間由伺服寫入操作記錄在磁盤上。近年來，提出了一種建議，將多個(gè)螺旋伺服圖形記錄在磁盤上作為基 圖形(籽圖形)，并且基于所述螺旋祠服圖形(即，多螺旋祠服圖形)將多個(gè)徑向伺服圖形也記錄在磁盤中(參見，例如，USP 7，068，459 Bl)。在這種情形中，所述徑向伺服圖形就是當(dāng)使用從制造商那里作為產(chǎn)品 而接收到的所述》茲盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)要使用的伺服圖形(下文中，需要的時(shí)候稱 作產(chǎn)品祠服圖形)。因此，所述多螺旋伺服圖形最終通過覆寫數(shù)據(jù)從磁盤上除去了。在大多數(shù)情形中，記錄有多螺旋伺服圖形的磁盤被^7v磁盤驅(qū)動(dòng)器中， 然后，磁盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行自伺服寫入操作，將徑向伺服圖形(即，產(chǎn)品伺服 圖形)寫入磁盤中。當(dāng)磁頭中所包含的讀磁頭讀取多螺旋伺服圖形時(shí)會(huì)產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)。基 于所述探測(cè)信號(hào)，磁盤驅(qū)動(dòng)器計(jì)算位置誤差以便控制磁頭定位從而準(zhǔn)備進(jìn) 行徑向伺服圖形的記錄。在大多數(shù)磁盤驅(qū)動(dòng)器中，磁頭中包括彼此分開的 用于讀取祠服圖形的讀磁頭和用于寫入伺服圖形的寫磁頭。讀磁頭比寫磁 頭稍窄一些。所以，讀磁頭在讀多螺旋伺服圖形時(shí)所輸出的探測(cè)信號(hào)是六 邊形的。計(jì)算位置誤差的方法是一種基于徑向伺服圖形的運(yùn)算(算法)，是用 來控制磁頭定位的。希望所述六邊形探測(cè)信號(hào)能夠被用在計(jì)算位置誤差的 這種方法中。當(dāng)位置誤差正在計(jì)算時(shí)，磁頭在磁盤上的位置可能會(huì)由于擾動(dòng)而發(fā)生 很大的變化。在這種情形中，如果使用讀磁頭在讀多螺旋祠服圖形時(shí)已經(jīng) 輸出的探測(cè)信號(hào)，那么所計(jì)算出的位置誤差會(huì)不夠精確。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是，提供一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，根據(jù)利用磁頭讀^u茲盤上所記錄的多螺旋伺服圖形時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)而計(jì)算出的位置誤差來控制磁頭定位，并且能夠精確地控制磁頭定位，即使磁頭位置發(fā)生了 很大的變化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的磁盤驅(qū)動(dòng)器包括磁盤，其上記錄有多螺旋 伺服圖形；磁頭，包括配置為從磁盤上讀取數(shù)據(jù)的讀磁頭和將數(shù)據(jù)寫入磁 盤的寫磁頭；致動(dòng)器，用于使磁頭在磁盤徑向上移動(dòng)；再現(xiàn)單元，用于在 磁頭正在掃描與所ii^盤中設(shè)置的同心磁道等價(jià)的圓形區(qū)域時(shí)從讀磁頭所 讀的多螺旋伺服圖形中再現(xiàn)具有特殊形狀的探測(cè)信號(hào)；位置誤差計(jì)算單元， 用于使用構(gòu)成同心磁道的徑向伺服圖形中所包含的伺服脈沖信號(hào)以及所述 探測(cè)信號(hào)的幅值來進(jìn)行位置誤差的計(jì)算，從而進(jìn)行讀磁頭定位中所要求進(jìn) 行的位置誤差的計(jì)算；探測(cè)單元，用于從所述探測(cè)信號(hào)的幅值來探測(cè)磁頭 的位置變化；校正單元，用于基于由所述探測(cè)單元所探測(cè)出的位置變化， 對(duì)所述位置誤差計(jì)算單元所計(jì)算出的位置誤差進(jìn)行校正；以及控制器，用于利用位置誤差計(jì)算單元所計(jì)算出的結(jié)果或者利用所迷校正竿元所校正后 的位置誤差來控制所述致動(dòng)器從而控制磁頭的定位。


結(jié)合進(jìn)來并構(gòu)成說明書的一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與 上面給出的總的描述以及在下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述一起，用來解釋 本發(fā)明的原理。圖l是一個(gè)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器的主要部件；圖2是一個(gè)方框圖，顯示了根據(jù)本實(shí)施例的伺月良磁道寫磁頭的主要部件；圖3顯示了才艮據(jù)本實(shí)施例的磁盤，其中記錄有多螺旋伺服圖形；圖4表示多螺旋伺服圖形和徑向伺服圖形之間的位置關(guān)系，這些圖形均與所述實(shí)施例相關(guān)；圖5A和5B解釋了定義根據(jù)本實(shí)施例的徑向伺服圖形的脈沖信號(hào)； 圖6A和6B解釋了當(dāng)M盤上讀所述多螺旋祠服圖形時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)；圖7A和7B解釋了當(dāng)M盤上讀所述多螺旋伺服圖形時(shí)所產(chǎn)生的其它探測(cè)信號(hào)；圖8解釋了形狀像六邊形的探測(cè)信號(hào)；圖9解釋了與所述實(shí)施例相關(guān)的六邊形探測(cè)信號(hào)；圖10A到10C說明了在所述實(shí)施例中六邊形探測(cè)信號(hào)如何發(fā)生變化；圖11說明了在所述實(shí)施例中六邊形探測(cè)信號(hào)對(duì)于各個(gè)幀在幅值上是 如何變化的；圖12說明了在所述實(shí)施例中相對(duì)于磁盤的徑向而言六邊形探測(cè)信號(hào) 對(duì)于 一些所選的幀在幅值上是如何變化的；圖13說明了相對(duì)于與所述實(shí)施例有關(guān)的伺服脈沖信號(hào)而言六邊形探 測(cè)信號(hào)在幅值上是如何變化的；圖14顯示了在所述實(shí)施例中所進(jìn)行的位置誤差計(jì)算的線性特性； 圖15A和15B解釋了在所述實(shí)施例中探測(cè)信號(hào)和幀所具有的關(guān)系； 圖16A和16B解釋了在所述實(shí)施例中探測(cè)信號(hào)和幅值所具有的關(guān)系； 圖17A和17B解釋了在本實(shí)施例中當(dāng)磁頭位置發(fā)生了變化時(shí)探測(cè)信號(hào)和幅值所具有的關(guān)系；圖18A和18B解釋了在本實(shí)施例中當(dāng)磁頭位置發(fā)生了變化時(shí)如何探測(cè)位置誤差；圖19解釋了在所述實(shí)施例中所進(jìn)行的位置誤差計(jì)算的結(jié)果；以及 圖20解釋了在所述實(shí)施例中如何對(duì)位置誤差計(jì)算進(jìn)行校正。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。 (磁盤驅(qū)動(dòng)器的配置)圖1是一個(gè)方框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器100 的主要部件。如圖1所示，磁盤驅(qū)動(dòng)器100具有磁盤1、主軸電動(dòng)機(jī)110、磁頭120、 致動(dòng)器130、磁頭放大器(磁頭IC) 140和印刷電路板(PCB) 190。主軸電動(dòng)機(jī)110使磁盤1高速轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3所示，多螺旋祠服圖形由 伺月艮磁道寫磁頭(servo track writer, STW，后面描述)記錄在磁盤1上。 所述多螺旋祠服圖形由用作基圖形(base pattern)的若干螺旋祠服圖形構(gòu) 成。磁頭120包括讀磁頭120R和寫磁頭120W。讀磁頭120R讀取磁盤1 上的多螺旋伺服圖形、徑向伺服圖形和用戶數(shù)據(jù)。寫磁頭120W將用戶數(shù) 據(jù)寫入磁盤1上的數(shù)據(jù)區(qū)而不是磁盤1上設(shè)置的伺服扇區(qū)。當(dāng)進(jìn)行自伺服 寫入操作時(shí)(將在下文說明)，寫磁頭120W也將徑向伺服圖形寫入伺服 扇區(qū)中。致動(dòng)器130栽著磁頭120，并由音圏馬達(dá)(VCM)驅(qū)動(dòng)，從而4吏磁頭 120沿著磁盤1的徑向移動(dòng)。音圏馬達(dá)由安裝在PCB 190上的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器180驅(qū)動(dòng)和控制。磁頭放大器140對(duì)讀磁頭120R所讀取的讀信號(hào)進(jìn)行放大。 放大了的讀信號(hào)被輸出到也是安裝在PCB 190上的讀/寫通道(信號(hào)處理單 元)150。PCB 190上包含微處理器(CPU) 170和^更盤控制器(HDC ) 200，以 及讀/寫通道150和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器180。讀/寫通道150是一個(gè)信號(hào)處理單元， 配置為用來對(duì)讀信號(hào)和寫信號(hào)進(jìn)行處理。讀/寫通道150包括從多螺旋伺服 圖形以及從徑向祠服圖形中再現(xiàn)祠服信號(hào)的伺服控制器160 。伺月良控制器160包括地址碼探測(cè)單元、伺服脈沖信號(hào)解調(diào)單元、和伺 服數(shù)據(jù)再現(xiàn)單元。地址碼探測(cè)單元從讀信號(hào)中探測(cè)每個(gè)徑向伺服圖形中所 包含的扇區(qū)和磁道(柱面)的地址碼。伺服脈沖信號(hào)解調(diào)單元對(duì)從多螺旋 伺服圖形中所探測(cè)到的信號(hào)和在徑向伺服圖形中所包含的伺服脈沖信號(hào)進(jìn) 行解調(diào)。伺服數(shù)據(jù)再現(xiàn)單元從地址碼探測(cè)單元所探測(cè)到的地址碼以及從伺 服脈沖信號(hào)(A到D)中產(chǎn)生位置誤差數(shù)據(jù)。這樣產(chǎn)生的位置誤差數(shù)據(jù)被 輸出到CPU 170。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器180包括VCM驅(qū)動(dòng)器和SPM驅(qū)動(dòng)器。在CPU 170的控 制下，VCM驅(qū)動(dòng)器為致動(dòng)器130的音圏馬達(dá)提供驅(qū)動(dòng)電流。也是在CPU 170的控制下，SPM驅(qū)動(dòng)器為主軸電動(dòng)機(jī)110提供驅(qū)動(dòng)電流。HDC 200是一個(gè)在磁盤驅(qū)動(dòng)器100和外部主機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 的接口。在CPU 170的控制下，HDC 200將讀/寫通道150所輸出的用戶 數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)中。此外，HDC200也從主機(jī)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并將其傳 輸?shù)阶x/寫通道150。來自主機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包含表示徑向伺服圖形的數(shù)據(jù)， 這些數(shù)據(jù)將通過自伺服寫入操作寫在磁盤1上。CPU 170為》茲盤驅(qū)動(dòng)器100中的主控制器。CPU 170具有進(jìn)行本實(shí)施 例所述的自伺服寫入操作的功能。在磁盤驅(qū)動(dòng)器100作為產(chǎn)品被送到之后， CPU 170根據(jù)寫在磁盤1上的徑向伺服圖形(即，產(chǎn)品伺服圖形)來控制 磁頭120的定位。(伺服磁道寫磁頭的配置)圖2是一個(gè)方框圖，顯示了根據(jù)本實(shí)施例的伺服磁道寫磁頭(STW)的主要部件。伺服磁道寫磁頭(STW)被置于干凈間中。它是一種在進(jìn)行 自伺服寫入操作之前專用于在磁盤1上寫入用作基圖形的多螺旋祠服圖形 的裝置。如圖2所示，伺服磁道寫磁頭具有控制器30、磁頭驅(qū)動(dòng)單元(驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu))31、伺服磁頭32、寫控制器33、主軸電動(dòng)機(jī)34、時(shí)鐘磁頭(clock head ) 35和主時(shí)鐘單元36。主軸電動(dòng)機(jī)34使沒有寫入任何數(shù)據(jù)的磁盤1轉(zhuǎn)動(dòng)。伺服磁頭32被安 裝在一個(gè)滑塊上，包含彼此隔開的讀磁頭和寫磁頭。伺服磁頭32中的讀磁 頭從某個(gè)磁盤上讀取多螺旋伺服圖形。伺服磁頭32中的寫磁頭將所述多螺 旋伺服圖形寫入磁盤l中?？刂破?0具有微處理器和存儲(chǔ)器作為它的主要部件?？刂破?0對(duì)磁 頭驅(qū)動(dòng)單元31、寫控制器33、主軸電動(dòng)機(jī)34和主時(shí)鐘單元36進(jìn)行控制。 控制器30對(duì)磁頭驅(qū)動(dòng)單元31進(jìn)行控制，后者再控制伺服磁頭32的定位。磁頭驅(qū)動(dòng)單元31是一個(gè)致動(dòng)器，它載有伺服磁頭32并由音圏馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)，從而將伺服磁頭32移動(dòng)到磁盤1上方的任何指定位置上。寫控制器 33將伺服數(shù)據(jù)提供^f司月Mt頭32。伺月良磁頭32基于寫控制器33所提供的 伺服數(shù)據(jù)將多螺旋伺服圖形寫入磁盤1中，如圖3所示。在控制器30的控制下，主時(shí)鐘單元36為時(shí)鐘磁頭35提供時(shí)鐘信號(hào)。 時(shí)鐘磁頭35將時(shí)鐘信號(hào)寫入磁盤1的最外周區(qū)域中。在伺服磁頭32正在 從磁盤1的最內(nèi)周區(qū)域移動(dòng)到最外周區(qū)域時(shí)，控制器30將這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作 為參考位置數(shù)據(jù)信號(hào)。 (多螺旋伺月良圖形)下面將參考圖4以及圖6A和6B來描述均與本發(fā)明有關(guān)的多螺旋伺服 圖形和探測(cè)信號(hào)。圖3是被寫到磁盤1的整個(gè)表面上的多螺旋伺服圖形的概念化表示。 該多螺4t伺服圖形包括n個(gè)螺旋祠服圖形2-1到2-n。該多螺旋伺服圖形已 經(jīng)由例如具有圖2所示類型的伺服磁道寫磁頭寫入。在磁盤驅(qū)動(dòng)器100中，在記錄有多螺旋伺服圖形的磁盤1凈iU文入磁盤驅(qū)動(dòng)器100中之后進(jìn)行自伺服寫入操作。由此在磁盤1上寫入徑向祠服圖 形4-1到4-p。 CPU 170在使磁頭120沿著圖3中的虛線所示的同心磁道 3-1到3-m (更確切地說是磁道的中心線)移動(dòng)時(shí)，利用螺旋祠服圖形2-1 到2-n寫入徑向伺Ji良圖形4-1到4-n。在圖3中，箭頭顯示了讀磁頭120R 如何掃描同心磁道3-3。圖4表示螺旋伺服圖形2-1到2-5和徑向伺服圖形4-1到4-3之間的位 置關(guān)系。從圖4可以看到，徑向伺服圖形4-1到4-3垂直于讀磁頭120R掃 描同心磁道3-3的方向(即，用箭頭表示的磁盤的圓周方向)。與此對(duì)照， 多螺旋伺服圖形2-1到2-5傾斜于讀磁頭120R掃描同心磁道3-3的方向延 伸。讀磁頭120R讀一個(gè)螺旋伺服圖形的時(shí)刻不同于讀磁頭120R讀另一個(gè) 螺旋祠服圖形的時(shí)刻，因?yàn)樽x磁頭120R是沿著磁盤1的徑向移動(dòng)的。在磁盤1上寫入了徑向伺服圖形4-1到4-3之后，根據(jù)該徑向伺服圖 形4-1到4-3來控制讀磁頭120R的定位，使其能夠定位在同心磁道的中心 線3-l到3-5上的位置。圖5A顯示了一個(gè)區(qū)域6，其中伺服脈沖信號(hào)(A到D)包含在徑向伺 服圖形4-1到4-p中。圖5B顯示了在讀磁頭120通過伺服脈沖信號(hào)區(qū)6時(shí) 所再現(xiàn)出來的伺服脈沖信號(hào)(A到D)的幅值7-A到7-D。所述幅值7-A 到7-D由讀/寫通道150的伺服控制器160輸出。CPU 170根據(jù)伺服脈沖信號(hào)(A到D)的幅值7-A到7-D的變化來確 定讀磁頭120R在磁盤1的徑向上所處的位置。就是說，當(dāng)伺服脈沖信號(hào)A 和B的幅值7-A和7-B彼此相同時(shí)，就判斷讀磁頭120R位于同心磁道的 中心線3-l到3-m上。在下文中，讀磁頭120對(duì)任何同心磁道的中心線的 位置偏差被稱作位置誤差。CPU 170利用伺服脈沖信號(hào)(A到D)的幅值7-A到7-D計(jì)算讀磁頭 120R的位置誤差。根據(jù)所計(jì)算出的位置誤差，CPU 170控制讀磁頭120R 的定位(尋跡)。更具體地說，CPU 170進(jìn)行下面的算法運(yùn)算來求出讀磁頭120R的位 置誤差posl=(A-B)/(|A-B|+|C-D|) (1 )pos2=((A-B)*|A-B|)/(|A-B|A2+|C-D|A2) ( 2 )POS=((posl*k)+((1024-k)*pos2))/1024 (3 )其中，POS為通過平均運(yùn)算所獲得的位置誤差，在該平均運(yùn)算中，權(quán) 重系數(shù)(k: 0到1024) #械予方程(1)和(2 )的解。在方程(1)和(2 ) 中，A到D為伺服脈沖信號(hào)的幅值，IXI為X的絕對(duì)值，Y"表示Y的平 方，*表示乘法。圖6B顯示了讀磁頭120R在讀圖6A所示的螺旋伺服圖形8時(shí)應(yīng)該產(chǎn) 生的探測(cè)信號(hào)9，其中假設(shè)讀磁頭120R與寫入了螺旋伺服圖形8的寫磁頭 120W具有同樣的寬度。如圖6B所示，信號(hào)9的形狀類似于菱形。然而， 如在大多數(shù)情形中那樣，讀磁頭120R比寫入了螺旋伺服圖形8的寫磁頭 120W要窄一些。于是，信號(hào)11的形狀類似于六邊形，如圖7B所示。圖 7A顯示了讀磁頭120R所讀的螺旋祠服圖形10。 (磁頭定位控制)下面將參考圖8和圖9、圖10A到IOC、圖11到14以及圖15A和15B 來解釋根據(jù)六邊形探測(cè)信號(hào)11 (即，脈沖信號(hào)波形)來控制磁頭120定位的方法。磁盤驅(qū)動(dòng)器100從多螺旋伺服圖形中再現(xiàn)六邊形探測(cè)信號(hào)11 (脈沖信 號(hào))。更確切地i兌，如圖8所示，磁盤驅(qū)動(dòng)器100對(duì)在讀磁頭120R的掃 描方向上按時(shí)間劃分多螺旋伺服圖形而獲得的各個(gè)部分(幀12-1到12-q) 進(jìn)行再現(xiàn)。如圖9所示，伺服控制器160按幀12-1到12-q的時(shí)序產(chǎn)生探 測(cè)信號(hào)11的幅值13-1到13-q。圖IOA到IOC說明了如果讀磁頭120R在磁盤l的徑向上改變位置的 話探測(cè)信號(hào)是如何從螺旋伺服圖形10中再現(xiàn)出來的。當(dāng)讀磁頭120R位于 位置120R-1處時(shí)，它產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)11-1具有圖10B所示的那樣的波形。 當(dāng)讀磁頭120R移動(dòng)到位置120R-2處時(shí)，它產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)11-2具有圖 IOC所示的那樣的波形，該波形為六邊形，但在時(shí)間軸上向前發(fā)生了移動(dòng)。圖ll示出了當(dāng)讀磁頭120R在磁盤l的徑向上移動(dòng)時(shí)，各個(gè)幀的六邊形探測(cè)信號(hào)的幅值是如何變化的。在圖11中，水平軸上畫的是由徑向伺服圖形所定義的同心磁道的位置。換言之，圖ll顯示了當(dāng)讀磁頭120R在跟 蹤同心磁道中心線的同時(shí)對(duì)螺旋伺服圖形10進(jìn)行讀取的時(shí)候由讀磁頭 120R所讀出的所述探測(cè)信號(hào)的幅值是如何變化的?，F(xiàn)在觀察一下在磁道N附近彼此成直角相交的兩個(gè)幀的幅值13-5和 13-11，以及在磁道N-1/2附近彼此成直角相交的另兩個(gè)幀的幅值13-7和13- 13。圖12示出了分別與四個(gè)所選幀的四個(gè)探測(cè)信號(hào)相關(guān)的幅值14-A到14- D是如何變化的。圖13示出了當(dāng)讀磁頭120R在磁盤1的徑向上移動(dòng)時(shí) 伺服脈沖信號(hào)A到D的幅值15-A到15-D是如何變化的。圖12和圖13 的比較揭示了，就交點(diǎn)和幅值的變化而言，探測(cè)信號(hào)與伺服脈沖信號(hào)是類 似的。圖14中，實(shí)線16表示從4個(gè)所選幀各自的探測(cè)信號(hào)的幅值14-A到 14-D計(jì)算出來的位置誤差。在圖14中，虛線17表示位置誤差計(jì)算的理想 線性。利用從多螺旋伺服圖形分別為各個(gè)幀再現(xiàn)出來的探測(cè)信號(hào)的幅值， CPU 170基于伺服脈沖信號(hào)A到D進(jìn)行位置誤差計(jì)算。根據(jù)這個(gè)計(jì)算的結(jié) 果，CPU170控制讀磁頭120R的定位(尋跡)。更具體地說，CPU170進(jìn)行下列方程(4)到(6)的算法運(yùn)算來求出 讀磁頭120R的位置誤差posl=(A-B)/(|A-B|+|C-D|) ( 4 )pos2=((A-B)*|A-B|)/(|A-B|A2+|C-D|A2) ( 5 )POS=((posl*k)+((1024-k)*pos2))/1024 ( 6 )其中，POS為通過平均運(yùn)算所獲得的位置誤差，在該平均運(yùn)算中，權(quán) 重系數(shù)(k: 0到1024)凈她予方程(4)和(5)的各個(gè)解。在方程(4) 和(5)中，A到D為伺服脈沖信號(hào)的幅值，IXI為X的絕對(duì)值，Y"表示 Y的平方，*表示乘法。從圖14中可以看到，位置誤差計(jì)算的結(jié)果(線16)與理想的線性結(jié)果(線17)在磁道N-1/2到N之間是重疊的。這意味著，在讀磁頭120R ^Ma茲道N-1/2移動(dòng)到磁道N時(shí)，讀磁頭120R的位置誤差能被精確計(jì)算出 來以及各個(gè)幀能夠與伺服脈沖信號(hào)的幅值A(chǔ)到D 4艮好地關(guān)聯(lián)起來。圖15A顯示了形狀如六邊形的伺服脈沖信號(hào)11。圖15B說明了將所 選幀與信號(hào)11的不同幅值聯(lián)系起來的方法。從圖15A和15B中可以看到，只要多螺旋祠服圖形保持不變(在寬度 和斜率上保持不變)，那么所選幀就可以與伺服脈沖信號(hào)11的幅值A(chǔ)到D 聯(lián)系起來，即使讀磁頭120R從一個(gè)磁道移動(dòng)到另一個(gè)磁道。利用具有幅 值13-1到13-q中最大幅值的幀的編號(hào)(FMAX)，將伺服脈沖信號(hào)11的幅 值A(chǔ)到D (下文中稱作脈沖A到D)與所選幀聯(lián)系起來。設(shè)8號(hào)幀在磁道N附近具有最大幅值。那么，11號(hào)幀(=8+3)就與 脈沖A相關(guān)聯(lián)，5號(hào)幀(=8-3 )就與脈沖B相關(guān)聯(lián)，7號(hào)幀(=8-1)就與 脈沖C相關(guān)聯(lián)，而13號(hào)幀(=8+5)就與脈沖D相關(guān)聯(lián)。因此，如圖15B所示，F(xiàn)A=FMAX+3, FB=FMAX-3， FC=FMAX-1 ， FD=FMAX+5，其中，F(xiàn)MAx為脈沖信號(hào)具有最大幅值的幀，而Fa、 Fb、 Fc、 Fu分別為與脈沖A、 B、 C和D相關(guān)聯(lián)的幀。因此，即使讀磁頭120R從一個(gè)磁道移動(dòng)到另一個(gè)磁道，脈沖信號(hào)的 脈沖A到D也能很容易地與幀的編號(hào)相關(guān)聯(lián)，只要改變具有最大幅值的幀 即可。(所計(jì)算出的位置誤差的校正)下面將參考圖16A和16B、圖17A和17B、圖18A和18B以及圖19 和20來描述當(dāng)磁頭120的位置由于擾動(dòng)而有#>大的變化時(shí)按上述方法計(jì)算 出來的位置誤差的校正過程。圖16A顯示了當(dāng)磁頭120與某個(gè)磁道的中心線對(duì)齊時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信 號(hào)ll-l。圖16B顯示了探測(cè)信號(hào)ll-1所具有的不同的幅值。如圖16所示， 探測(cè)信號(hào)11-1對(duì)于幀F(xiàn)max具有最大幅植19-1。為了說明方侵爽見，幀F(xiàn)MAX 的幅值被稱作Mag(FMAX)。如果幀F(xiàn)MAX的幅值Mag(FMAx)比預(yù)定的閾值M (用圖16B中的虛線指示)大，那么，CPU170就判斷為磁頭120的位置沒有很大的變化。就 是說，讀磁頭120R被判斷為處于如圖IOA所示的位置120R-1處，在讀多螺旋祠服圖形。假設(shè)在磁盤驅(qū)動(dòng)器100中出現(xiàn)了擾動(dòng)，使得讀磁頭120R從位置120R-1 移動(dòng)到位置120R-2 (圖10A)，偏離了磁道中心線。在這種情形中，如圖 17A所示，讀磁頭120R從多螺旋伺服圖形中讀取的探測(cè)信號(hào)11-2在時(shí)間 軸上相對(duì)于圖16A所示的探測(cè)信號(hào)ll-l發(fā)生了偏移。此時(shí)，CPU 170探 測(cè)出讀磁頭120R的位置發(fā)生了很大的變化，因?yàn)樗鰩姆?9-1 (Mag(FMAX))變得小于所述預(yù)定的閾值M (虛線18)，如圖17B所示。圖18A顯示了當(dāng)讀磁頭120R沒有發(fā)生位置變化時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào) 11-1。在這種情形中，CPU 170利用使探測(cè)信號(hào)11-1具有最大幅值的幀 (FMAX1)作為參考(參見圖15A和15B)，選擇與從徑向伺服圖形中讀 出的J3^沖4言號(hào)(A到D )相對(duì)應(yīng)的幀14-A1到14-D1 ( FA1到FD1)。利 用這些幀14-A1到14-D1 (FA1到FD1)的幅值，CPU 170能夠求出讀磁 頭120R相對(duì)于所述磁道中心線所具有的位置誤差。圖18B顯示了當(dāng)磁頭120在位置發(fā)生了很大變化時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào) 11-2。如果磁頭120的位置發(fā)生了很大的變化，那么，使用所述幀(FMAx) 作為參考(如上所述)在幀12-A1到12-D1 (FA1到FD1)處就不能正確 地計(jì)算出讀磁頭120R的位置。所以，CPU 170就搜尋使探測(cè)信號(hào)11-2獲得最大幅值的幀(FMAX2)。 利用所述幀(FMAX2) , CPU170選擇與從徑向伺服圖形中讀出的伺服脈沖 信號(hào)(脈沖A到D )相對(duì)應(yīng)的幀14-A1到14-D2 (FA2到FD2 )。換言之， CPU 170根據(jù)磁頭位置發(fā)生變化時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)11-2的幅值新選出與 脈沖A到D相對(duì)應(yīng)的幀。CPU 170利用與新選出的幀相對(duì)應(yīng)的探測(cè)信號(hào)的幅值(FA2到FD2 ) 進(jìn)行位置誤差的計(jì)算。圖19說明了這樣進(jìn)行的位置誤差計(jì)算的結(jié)果20。 就是說，圖19中的實(shí)線20表示通過改變要與從徑向伺服圖形中讀出的脈 沖A到D相關(guān)聯(lián)的幀而獲得的位置誤差計(jì)算的結(jié)果。實(shí)線16表示在磁頭120沒有發(fā)生位置變化時(shí)所進(jìn)行的位置誤差計(jì)算的結(jié)果。虛線17表示位置 誤差計(jì)算的理想結(jié)果，即，隨著磁頭120的實(shí)際位置誤差而線性變化的位 置誤差。從圖19中可以看到，位置誤差計(jì)算結(jié)果20大大地偏離了實(shí)際的 位置誤差17。所以，CPU170對(duì)位置誤差計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行校正，基于磁頭的位置變 化在所述結(jié)果中加入一個(gè)偏移量。更確切地說，CPU 170進(jìn)行 (N/NT)*PEST+PES的運(yùn)算，其中，N為幀(FMAX1)和幀(FMAX2)之間 的差(FMAX1-FMAX2) , NT為每一磁道的幀的數(shù)目，它對(duì)應(yīng)著多螺旋伺服 圖形的斜率，PEST為每一磁道的位置誤差，PES為位置誤差計(jì)算的結(jié)果 20。這樣校正后的位置誤差計(jì)算結(jié)果，即結(jié)果21 (包括所述偏移量)，就 近似于實(shí)際的位置誤差17 (如圖20所示)。就是說，實(shí)線21表示了這樣 的位置誤差計(jì)算結(jié)果，其中，基于磁頭位置改變的偏移量被加到了實(shí)線20 所示的位置誤差計(jì)算結(jié)果中。利用從多螺旋伺服圖形中為各個(gè)幀所再現(xiàn)的探測(cè)信號(hào)的幅值，CPU 170基于伺月良脈沖信號(hào)A到D來進(jìn)行位置誤差計(jì)算。然后，CPU 170根據(jù) 這個(gè)位置誤差計(jì)算的結(jié)果來控制讀磁頭120R的定位。此時(shí)，磁頭位置由 于擾動(dòng)可能發(fā)生變化。如果發(fā)生了這種情形，根據(jù)從多螺旋伺服圖形中再 現(xiàn)出來的探測(cè)信號(hào)選擇其它的幀。利用所選擇的這些幀的幅值，CPU 170 進(jìn)行位置誤差計(jì)算，該計(jì)算類似于基于從徑向伺服圖形中讀出的伺服脈沖 信號(hào)A到D而進(jìn)行的計(jì)算。此外，CPU 170將基于磁頭位置改變的偏移量 加到基于新選幀的幅值而獲得的位置誤差計(jì)算結(jié)果中。在根據(jù)上述實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器100中，從多螺旋祠服圖形中能夠再 現(xiàn)六邊形探測(cè)信號(hào)，以便在自伺服寫入操作期間控制磁頭定位，并且所述 六邊形探測(cè)信號(hào)能夠運(yùn)用到利用從徑向伺服圖形中讀出的伺服脈沖信號(hào)A 到D而進(jìn)行的位置誤差計(jì)算中。因此，可以實(shí)現(xiàn)自伺服寫入操作，其中， 能夠構(gòu)成同心磁道的徑向伺服圖形被寫入具有多螺旋伺服圖形(即，基圖 形)的磁盤1中，而不需要在磁盤驅(qū)動(dòng)器100中加入特殊功能。此外，如果磁頭正在被定位以寫入徑向伺服圖形時(shí)由于擾動(dòng)的出現(xiàn)而改變了磁頭位置，那么，選擇使用其它的幀進(jìn)行位置誤差計(jì)算，并且根據(jù) 磁頭位置的變化來校正所述位置誤差計(jì)算的結(jié)果。因此，即使磁頭位置發(fā) 生了很大的變化，也可以精確地控制磁頭的定位。因此，本實(shí)施例可以提供一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，使用磁頭在讀磁盤 上所記錄的多螺旋伺服圖形時(shí)所產(chǎn)生的探測(cè)信號(hào)來計(jì)算位置誤差，根據(jù)所 計(jì)算出的位置誤差來控制磁頭定位，并且其中即使磁頭位置發(fā)生了很大變 化也可以精確地控制磁頭定位。對(duì)那些熟悉本技術(shù)的人員來說，可以很容易發(fā)現(xiàn)其它的優(yōu)點(diǎn)和修正方 法。所以，本發(fā)明就其更廣泛的方面而言不限于這里所顯示和描述的具體 細(xì)節(jié)和有代表性的實(shí)施例。因此，可以進(jìn)行各種4奮正而不偏離由附屬權(quán)利 要求書及其等價(jià)說法所定義的總的發(fā)明性概念的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于包括探測(cè)單元，其配置為根據(jù)從磁盤上所記錄的多螺旋伺服圖形所再現(xiàn)的具有特殊形狀的探測(cè)信號(hào)的幅值來探測(cè)讀磁頭的位置變化；校正單元，配置為基于由所述探測(cè)單元所探測(cè)出的所述位置變化來進(jìn)行所述讀磁頭定位中所要求進(jìn)行的位置誤差校正；以及控制器，配置為利用由所述校正單元所校正的位置誤差來控制所述讀磁頭的定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括位置誤差 計(jì)算單元，該位置誤差計(jì)算單元配置為根據(jù)幅值變化的相似性選擇以規(guī)則那些幀，并利用所選擇的幀的幅值進(jìn)行位置誤差計(jì)算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述校正單元根據(jù)由所述探測(cè)單元所探測(cè)到的所述位置變化用其它幀來替換所述所選擇的 并根據(jù)所述讀磁頭的所述位置變化校正所述位置誤差計(jì)算的結(jié)果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述校正單元將 從所述讀磁頭的所述位置變化所確定的偏移量加到所述位置誤差計(jì)算的結(jié) 果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括再現(xiàn)單元， 該再現(xiàn)單元配置為在所述讀磁頭正在掃描與所^^磁盤中設(shè)置的同心磁道等 價(jià)的圓形區(qū)域時(shí)，利用所述讀磁頭從所述多螺旋伺服圖形中再現(xiàn)六邊形探 測(cè)信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述校正單元在 根據(jù)所述讀磁頭的位置變化和所述多螺旋伺服圖形的斜率新選幀時(shí)從偏移 了的幀的數(shù)目來確定所述偏移量，并將所述偏移量加到利用所述新選的幀 的幅值的位置誤差計(jì)算的結(jié)果中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述位置誤差計(jì) 算單元在以規(guī)則的間隔劃分所述探測(cè)信號(hào)而獲得的各個(gè)幀中搜尋具有最大 幅值的第一參考幀，根據(jù)幅值變化的相似性選擇與所述伺服脈沖信號(hào)相關(guān) 聯(lián)的幀，并利用這樣選擇的幀的幅值來進(jìn)行所述位置誤差計(jì)算。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述校正單元基 于由所述探測(cè)單元所探測(cè)到的所述位置變化搜尋具有最大幅值的第二參考 幀，并改變所述幀，由此利用所述第二參考幀作為參考根據(jù)幅值變化的相 似性再次選擇與所述伺服脈沖信號(hào)相關(guān)聯(lián)的幀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述校正單元基 于由所述探測(cè)單元所探測(cè)到的所述位置變化搜尋具有最大幅值的第二參考 幀，從所述第一和第二參考幀之間的差和所述多螺旋祠服圖形的斜率來確 定偏移量，并將所述偏移量加到利用所述新選幀的幅值的所述位置誤差計(jì) 算的結(jié)果。
10. —種用于》茲盤驅(qū)動(dòng)器的伺服寫入方法，所述方法的特征在于包括 根據(jù)M盤上所記錄的多螺旋伺服圖形所再現(xiàn)的具有特定形狀的探測(cè)信號(hào)的幅值來探測(cè)讀磁頭的位置變化；基于所探測(cè)出的所述位置變化來進(jìn)行定位所述讀磁頭時(shí)所要求的位置 誤差校正；以及利用所校正的位置誤差的結(jié)果來控制所述讀磁頭的定位。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括位置誤差的計(jì) 算，該計(jì)算過程設(shè)置為使用伺服脈沖信號(hào)來計(jì)算所述位置誤差，并根據(jù)幅信號(hào)而獲得的與所述磁盤中的伺服脈沖信號(hào)相關(guān)聯(lián)的那些幀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，根據(jù)所探測(cè)到的所述 位置變化用其它幀來替換所述所選擇的幀，利用新選擇的所述幀的幅值獲 取所探測(cè)到的所池磁頭的位置變化，并根據(jù)所池磁頭的所述位置變化校正 所述位置誤差計(jì)算的結(jié)果，由此來校正所述位置誤差。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，將從所述讀磁頭的所述位置變化所確定的偏移量加到所述位置誤差計(jì)算的結(jié)果中，由此對(duì)所述 讀磁頭的定位進(jìn)行校正。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，在才艮據(jù)所述讀磁頭的 所述位置變化和所述多螺旋伺服圖形的斜率在新選幀時(shí)從偏移了的幀的數(shù) 目來確定偏移量，并將所述偏移量加到利用所述新選的幀的幅值所得到的 所述位置誤差計(jì)算的結(jié)果中，由此對(duì)所述位置誤差進(jìn)行校正。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括再現(xiàn)過程，該 再現(xiàn)過程設(shè)置為利用所述讀磁頭從所述磁盤上的所述多螺旋伺服圖形中再 現(xiàn)具有所述特定形狀的所述探測(cè)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁盤驅(qū)動(dòng)器中利用螺旋伺服圖形進(jìn)行磁頭定位的方法和裝置。該磁盤驅(qū)動(dòng)器(100)具有磁盤(1)、讀磁頭(120R)、伺服控制器(160)和CPU(170)。在所述磁盤(1)中記錄有多螺旋伺服圖形。所述讀磁頭(120R)從所述多螺旋伺服圖形中再現(xiàn)六邊形探測(cè)信號(hào)。所述伺服控制器(160)從所述多螺旋伺服圖形中為各個(gè)幀產(chǎn)生幅度值。CPU(170)利用所述幀的幅度值進(jìn)行位置誤差計(jì)算。當(dāng)探測(cè)到所述磁頭的位置變化時(shí)，CPU(170)利用以其它幀替換所述幀時(shí)所產(chǎn)生的幅度值來進(jìn)行位置誤差計(jì)算，并將從所述磁頭的位置變化所確定的偏移加到所述位置誤差計(jì)算結(jié)果中，由此來校正所述位置誤差。
文檔編號(hào)G11B5/596GK101335014SQ20081012727
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者中島彰治, 佐渡秀夫, 松永俊孝, 植田克樹, 水越圣二, 谷津正英, 高原真一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝