專利名稱：帶有基于磁阻磁頭的熱阻信號(hào)的沖擊檢測(cè)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用磁阻(MR)讀傳感器或磁頭讀數(shù)據(jù)的磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器，更詳細(xì)地說，涉及用沖擊或震動(dòng)檢測(cè)來改善某些驅(qū)動(dòng)器操作，如禁止數(shù)據(jù)的讀或?qū)懙哪切┐疟P驅(qū)動(dòng)器。
磁盤驅(qū)動(dòng)器，也叫作磁盤文件，是使用一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤、一個(gè)磁頭或傳感器和一個(gè)啟動(dòng)器的信息存儲(chǔ)設(shè)備?？赊D(zhuǎn)動(dòng)磁盤帶有容納信息的同心數(shù)據(jù)磁道，磁頭或傳感器用來在不同的磁道上讀和/或?qū)憯?shù)據(jù)，而啟動(dòng)器連接到一個(gè)用于磁頭的托架上，以便在讀和寫操作期間，把磁頭移到希望的磁道上并保持在磁道中心線上方。最普通形式的啟動(dòng)器是一種旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)(VCM)啟動(dòng)器，它使磁頭托架非線性地、一般以弧形路徑移過磁盤。一般有多個(gè)磁盤安裝在由磁盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)軸上，并且有多個(gè)磁頭托架連接到啟動(dòng)器上以便訪問磁盤表面。一個(gè)外殼支撐著驅(qū)動(dòng)電機(jī)和磁頭啟動(dòng)器，并罩住磁頭和磁盤以提供一個(gè)基本上密封的環(huán)境。在常規(guī)的磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器中，磁頭托架是一個(gè)空氣軸承滑塊，當(dāng)磁盤以其操作速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該滑塊依靠空氣軸承懸在磁盤上方。該滑塊由來自一個(gè)懸架的偏置力保持在磁盤表面附近，該懸架把滑塊連接到啟動(dòng)器上。已經(jīng)提出了接觸式和靠近接觸式或“接近式”磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，在讀和寫操作期間，磁頭托架可以僅由空氣軸承部分地支承著，并且可以經(jīng)?；蚺紶柵c磁盤或磁盤上的潤滑膜相接觸。這些類型的磁盤驅(qū)動(dòng)器例子在IBM的美國專利5,200,867、授予Conner、Peripheralis的美國專利5,097,368、和授予Censtor Corporation的美國專利5,041,932中進(jìn)行了描述。
用來讀和寫數(shù)據(jù)的最普通類型的磁盤驅(qū)動(dòng)器磁頭是雙功能感應(yīng)讀/寫磁頭。最近，可以采用磁阻(MR)磁盤驅(qū)動(dòng)器，這種磁盤驅(qū)動(dòng)器使用與感應(yīng)只寫磁頭相組合的MR讀傳感器或磁頭。MR磁頭由于記錄在磁盤上的磁場(chǎng)導(dǎo)致的電阻變化而產(chǎn)生一個(gè)讀信號(hào)。作為例子，IBM的美國專利3,908,194描述了一種“組合式”(“piggyback”)薄膜磁頭，這種磁頭把MR讀磁頭與感應(yīng)寫磁頭相組合。第一種帶有MR讀磁頭和感應(yīng)寫磁頭的商業(yè)空氣軸承硬磁盤驅(qū)動(dòng)器是由IBM在1991年提出的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于在低懸浮或接近接觸的MR磁盤驅(qū)動(dòng)器中非?？拷拇蓬^一磁盤間隔，磁盤基片的波動(dòng)和滑塊懸浮高度的變化會(huì)在MR磁頭讀回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的基線信號(hào)上引起變化。在MR磁頭中的檢測(cè)元件需要由一個(gè)檢測(cè)電流或偏置電流偏置，以便能夠在電阻變化時(shí)檢測(cè)磁場(chǎng)。這一偏置電流把磁頭加熱到環(huán)境溫度以上。因而，MR信號(hào)的基線變化是由磁盤對(duì)溫度升高的MR元件的冷卻所造成的，而溫度變化與磁頭一磁盤間隔變化有直接關(guān)系。IBM的美國專利5,455,730描述了一種MR磁盤驅(qū)動(dòng)器，這種磁盤驅(qū)動(dòng)器包括幾個(gè)用來減小這種基線變化對(duì)MR讀回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的影響的裝置。
磁盤驅(qū)動(dòng)器，特別是用于便攜式或膝上型計(jì)算機(jī)的那些磁盤驅(qū)動(dòng)器，對(duì)外部沖擊或震動(dòng)很敏感，沖擊和震動(dòng)能在磁道訪問或“檢索”期間使磁頭移到錯(cuò)誤的磁道上，或者在讀或?qū)懖僮髌陂g使磁頭脫離磁道。數(shù)據(jù)在錯(cuò)誤磁道上的寫是不容許的，因?yàn)檫@通常會(huì)導(dǎo)致在被重寫磁道上的數(shù)據(jù)損失。隨著磁盤驅(qū)動(dòng)器變得越來越小并且其磁道密度(即，每徑向英寸的數(shù)據(jù)磁道數(shù)目)升高，外部沖擊和震動(dòng)的影響變得更加明顯。已經(jīng)提出了各種技術(shù)，通過檢測(cè)外部力并且或者補(bǔ)償該力或者停止磁盤驅(qū)動(dòng)器的某些操作直到去除該力，來解決這一問題。這些技術(shù)一般包括使用獨(dú)立的機(jī)電沖擊檢測(cè)設(shè)備，如常規(guī)的加速度儀，安裝在磁盤驅(qū)動(dòng)器外殼上或在包含磁盤驅(qū)動(dòng)器電子器件的印刷電路板上。例如，授予Hewlett-Packard的美國專利5,299,075描述了一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，這種磁盤驅(qū)動(dòng)器把轉(zhuǎn)動(dòng)式加速度儀的輸出用作輸入啟動(dòng)器跟蹤控制或伺服系統(tǒng)的反饋，以補(bǔ)償沖擊或震動(dòng)引起的跟蹤誤差。IBM的美國專利5,227,929描述了一種帶有一個(gè)三軸加速度儀的膝上型計(jì)算機(jī)，該加速度儀的輸出用來把磁頭移到停放區(qū)域，并停止磁盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。授予MagneticPeripherals的美國專利4,862,298和授予Ministor Peripherals的美國專利5,333,138描述了帶有機(jī)電沖擊傳感器的磁盤驅(qū)動(dòng)器，用來在有過大的外部沖擊力時(shí)禁止數(shù)據(jù)的寫。
在磁盤驅(qū)動(dòng)器中使用沖擊傳感器有幾個(gè)缺點(diǎn)。傳感器及其有關(guān)的電子器件值好幾個(gè)美元。如果把傳感器及其電子器件安裝在印刷電路板上，就必須有附加板的永久空間。大多數(shù)沖擊傳感器是振桿式壓電陶瓷設(shè)備，安裝在位于磁盤驅(qū)動(dòng)器外殼后側(cè)的驅(qū)動(dòng)器印刷電路板上。這樣安裝布置的局限性在于，磁盤驅(qū)動(dòng)器的沖擊或震動(dòng)對(duì)傳感器的影響，將不同于對(duì)所關(guān)心的磁頭托架的影響，即，不同于對(duì)支撐沖擊時(shí)正在進(jìn)行寫的磁頭的托架的影響。由于寫磁頭對(duì)沖擊的響應(yīng)由磁頭懸架和磁盤的振動(dòng)模式來支配，而沖擊傳感器的響應(yīng)由磁盤驅(qū)動(dòng)器底座的振動(dòng)模式來支配，所以有可能在沖擊期間出現(xiàn)寫時(shí)會(huì)產(chǎn)生軟或硬數(shù)據(jù)誤差的一些沖擊，沒有被傳感器檢測(cè)到。這些常規(guī)沖擊傳感器的另外的局限性在于，因?yàn)檎駝?dòng)桿的極限共振頻率約為30kHz，所以它們僅能準(zhǔn)確測(cè)量在遠(yuǎn)低于這一共振頻率的，即在約5kHz范圍內(nèi)的沖擊。
所需要的是一種具有沖擊檢測(cè)能力的磁盤驅(qū)動(dòng)器，這種驅(qū)動(dòng)器沒有使用常規(guī)沖擊傳感器的磁盤驅(qū)動(dòng)器的任何缺點(diǎn)。
本發(fā)明是一種帶有一個(gè)磁阻(MR)讀磁頭的磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器利用MR磁頭信號(hào)中的熱阻效應(yīng)來檢測(cè)外都沖擊和禁止寫操作。MR磁頭由偏置電流加熱，并支撐在靠近磁盤表面的磁頭托架上。對(duì)于磁盤驅(qū)動(dòng)器的外部沖擊或震動(dòng)改變托架與磁盤之間的間隔，這會(huì)由于磁盤對(duì)加熱磁頭的冷卻而使磁頭溫度波動(dòng)。這些溫度波動(dòng)作為包括基線電壓電平變化的熱阻信號(hào)反映到來自MR磁頭的信號(hào)中。磁盤驅(qū)動(dòng)器包括沖擊檢測(cè)電路，該電路把這個(gè)熱阻信號(hào)的正負(fù)偏移與預(yù)定閾值電壓電平相比較。當(dāng)超過該閾值時(shí)，表示外部沖擊或震動(dòng)超過了允許極限，就禁止數(shù)據(jù)的寫。
為了更充分地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該參閱與附圖一起進(jìn)行的如下詳細(xì)描述。


圖1是一種包括本發(fā)明基線變化沖擊檢測(cè)電路的磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器的方塊圖。
圖2是磁頭托架端部和磁盤的放大剖視圖表明MR傳感器與磁盤之間的間隔變化。
圖3是組成基線變化沖擊檢測(cè)電路的各元件的方塊圖。
圖4是在垂直于磁盤方向施加外部沖擊的情況下，基線變化沖擊探測(cè)器的響應(yīng)與加速度儀的響應(yīng)相比較的曲線圖。
圖5是在磁盤平面內(nèi)在側(cè)向施加外部沖擊的情況下，基線變化沖擊探測(cè)器的響應(yīng)與加速度儀的響應(yīng)相比較的曲線圖。
圖6是在磁盤平面內(nèi)僅僅在轉(zhuǎn)動(dòng)方向施加外部沖擊的情況下，基線變化沖擊探測(cè)器的響應(yīng)與加速度儀的響應(yīng)相比較的曲線圖。
一種包括本發(fā)明的磁盤驅(qū)動(dòng)器示意地表示在圖1中。
一個(gè)帶有“上”11和“下”12磁記錄表面的磁記錄磁盤10支撐在一個(gè)主軸6上；并由驅(qū)動(dòng)或主軸電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)。在每個(gè)磁盤表面11、12上的磁記錄媒體具有同心數(shù)據(jù)磁道的環(huán)形圖案形式(未表示)。
一個(gè)磁頭托架13位于磁盤10的上表面11上。托架13是一個(gè)空氣軸承滑塊，該滑塊帶有一個(gè)面向磁盤的空氣軸承表面(或磁盤側(cè)20)，和一個(gè)尾端22。磁頭托架13把一個(gè)讀/寫傳感器21支撐在其尾端22上，以便對(duì)磁盤表面11上的磁媒體讀寫數(shù)據(jù)。傳感器21是一個(gè)帶有一個(gè)感應(yīng)寫元件70和一個(gè)MR讀元件或傳感器60的雙元件磁頭。托架13是一個(gè)空氣軸承滑塊，傳感器21位于滑塊的尾端22上。托架13通過一個(gè)懸架15連接到一個(gè)啟動(dòng)器臂14上。懸架15提供了一個(gè)很小的彈簧力，使托架13偏向磁盤表面11。一個(gè)也支撐有一個(gè)讀/寫傳感器的第二托架17，位于磁盤10的下表面12上，并通過一個(gè)懸架19連接到啟動(dòng)器臂14上。
啟動(dòng)器臂14連接到一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)式啟動(dòng)器27上。啟動(dòng)器一般是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)式音圈電機(jī)(VCM)該音圈電機(jī)包括一個(gè)可在固定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的線圈，線圈運(yùn)動(dòng)的方向和速度受一個(gè)控制器29供給的電機(jī)電流信號(hào)控制。當(dāng)磁盤10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)式啟動(dòng)器27通常以弧形路徑在托架13、17的各自磁盤表面11、12上徑向來回移動(dòng)托架13、17，從而使讀/寫傳感器可以訪問需要讀或記錄數(shù)據(jù)的磁盤表面不同部分。啟動(dòng)器27和主軸電機(jī)8都安裝到磁盤驅(qū)動(dòng)器外殼9的一部分上。
磁盤10的轉(zhuǎn)動(dòng)在托架13與其有關(guān)的磁盤表面11之間產(chǎn)生一個(gè)空氣軸承。在磁盤驅(qū)動(dòng)器的操作期間，該空氣軸承平衡懸架15的很小彈簧力，并支承托架13離開和稍微遠(yuǎn)離磁盤表面11一段很小的、基本上不變的間隔。本發(fā)明適用于磁頭-磁盤間隔足夠小以致于發(fā)生MR信號(hào)基線變化的空氣軸承磁盤驅(qū)動(dòng)器，而且適用于在讀寫操作期間磁頭托架與磁盤接觸或臨時(shí)接觸的接觸和接近接觸的記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器。
磁盤驅(qū)動(dòng)器的各個(gè)元件在操作中受微控制器29產(chǎn)生的控制信號(hào)控制。例如，控制器29包括邏輯控制電路、存儲(chǔ)器、和一個(gè)微處理器?？刂破?9產(chǎn)生用于各種驅(qū)動(dòng)操作的控制信號(hào)，如在線23上的主軸電機(jī)控制信號(hào)、和在線28上用于啟動(dòng)器27的磁道跟隨和查找控制信號(hào)。
在線23上的主軸電機(jī)控制信號(hào)被送到一個(gè)控制至主軸電機(jī)8的電樞電流的主軸控制器30，以便在驅(qū)動(dòng)操作期間以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)。主軸控制器30還向微控制器29提供狀態(tài)信號(hào)，例如，指示主軸電機(jī)8已達(dá)到操作速度的速度信號(hào)。
MR傳感器60讀來自磁盤表面11的數(shù)據(jù)。MR信號(hào)由高通濾波器36濾波，并由放大器37放大。濾波器36、放大器37和其他的讀信號(hào)處理電路、以及用來產(chǎn)生至MR傳感器60的檢測(cè)或偏置電流的電路，一般是位于臂14上的一個(gè)集成電路模塊18的一部分。這個(gè)模塊靠近讀/寫傳感器21放置以保持連線盡可能短，并因而被稱作臂電子(AE)模塊。AE模塊18被連接到多個(gè)讀/寫傳感器上，例如，在圖1中僅有兩個(gè)，并且因而包括一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，以選擇把哪個(gè)MR傳感器信號(hào)送到其包括濾波器36和放大器37的處理電路。來自MR放大器37的輸出被送到讀/寫數(shù)據(jù)通道25，在這里來自MR傳感器60的模擬信號(hào)被處理成代表記錄在磁盤上的數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)。通道25一般包括用于自動(dòng)增益控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)檢測(cè)的電路。通過使寫信號(hào)經(jīng)讀/寫數(shù)據(jù)通道25和寫放大器39送給感應(yīng)寫磁頭70，把數(shù)據(jù)寫到磁盤表面11上。寫放大器39一般位于AE模塊18中。
在線28上的磁道跟隨和查找控制信號(hào)，由微控制器29產(chǎn)生，微控制器29響應(yīng)輸入的磁頭位置誤差信號(hào)(PES)運(yùn)行一種伺服控制算法。MR傳感器60讀記錄在磁盤上、一般處于嵌在數(shù)據(jù)扇區(qū)之間以等角度隔開的伺服扇區(qū)的磁頭位置伺服信息。來自MR放大器36的這一模擬伺服輸出由解調(diào)器38解調(diào)，并由模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器40轉(zhuǎn)換成數(shù)字PES。在線28上的磁道跟隨和查找控制信號(hào)被送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)32，數(shù)模轉(zhuǎn)換器32把他們轉(zhuǎn)換成輸出給VCM驅(qū)動(dòng)器34的模擬電壓信號(hào)。然后，VCM驅(qū)動(dòng)器34把對(duì)應(yīng)的電流脈沖送給VCM啟動(dòng)器27的線圈，以便徑向向內(nèi)和向外轉(zhuǎn)動(dòng)臂14，從而最佳地把托架13、17移動(dòng)和定位到各自磁盤表面11，12上的希望數(shù)據(jù)磁道。
以上描述了圖1的元件及其常規(guī)先有技術(shù)的MR磁盤驅(qū)動(dòng)器的操作形式部分的模式。本發(fā)明體現(xiàn)在基線變化(BLM)沖擊檢測(cè)電路55及其以后要描述的有關(guān)控制邏輯線路的一種常規(guī)MR磁盤驅(qū)動(dòng)器中。然而，參照?qǐng)D2首先解釋由磁頭-磁盤間隔變化引起的MR信號(hào)基線的變化。
圖2表明磁盤10的一部分和托架13的放大部分，托架13帶有形成尾端22上一個(gè)薄膜磁頭的MR讀/感應(yīng)寫磁頭21。MR讀傳感器60和感應(yīng)寫磁頭70都是作為托架13的后端或尾端22上的薄膜而形成的，托架13用作薄膜沉積的基片。MR讀傳感器60帶有一個(gè)端部61，并且MR讀傳感器60位于隔開的屏蔽板6、63之間。MR傳感器60通常稱作具有一定厚度(在平行于托架13的磁盤側(cè)20的平面內(nèi)測(cè)量)和高度(在垂直于磁盤側(cè)20的方向上測(cè)量)的磁阻材料“條”。感應(yīng)寫磁頭70帶有一個(gè)線圈73(以剖面表示)和一個(gè)記錄間隙75。記錄間隙75由兩個(gè)極尖確定，其中一個(gè)是極尖76，而另一個(gè)還用作MR屏蔽板63。MR讀傳感器60的端部61和感應(yīng)寫磁頭70的間隙75都指向磁盤10的表面11以便讀寫數(shù)據(jù)，并且從托架13的磁盤側(cè)20凹入。MR傳感器60的端部61具有離磁盤表面11的一個(gè)名義間隔Xo。然而，這一間隔隨托架13懸浮高度及磁盤表面11中的固有起伏程度和表面凹凸程度的變化而變化。
如圖2中所示，MR傳感器60處于名義溫度Ts，因?yàn)楣┙oMR傳感器60的偏置電流引起焦耳加熱，所以溫度Ts大于磁盤10的溫度Tα。溫度Ts由MR傳感器60中消耗的功率I2R(I是偏置電流，而R是MR傳感器60的電阻)和由從MR傳感器60至其周圍的熱傳導(dǎo)確定。大部分熱量從MR傳感器60內(nèi)部地傳導(dǎo)到托架13的本體。然而，如果MR傳感器60與磁盤10的間隔小，則熱量還將經(jīng)磁頭-磁盤間隔，即，分開MR傳感器60和磁盤10的間隔Xo傳導(dǎo)到磁盤10上。磁頭-磁盤間隔的變化改變了MR傳感器60與磁盤10之間的熱傳導(dǎo)。這又改變了磁盤對(duì)MR傳感器的冷卻程度，因此改變了MR傳感器的溫度。MR傳感器的溫度波動(dòng)導(dǎo)致電阻的對(duì)應(yīng)波動(dòng)，這就引起來自處于恒定偏置電流的MR傳感器的基線信號(hào)變化。與來自MR傳感器的讀回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)(該信號(hào)是由磁阻效應(yīng)產(chǎn)生的)不同，這一基線信號(hào)變化是由熱阻效應(yīng)產(chǎn)生的。因而，來自MR傳感器的信號(hào)既包括磁阻信號(hào)又包括熱阻信號(hào)。
在本發(fā)明中，由于磁頭-磁盤間隔響應(yīng)外部沖擊的迅速變化，而使MR傳感器的基線信號(hào)發(fā)生變化，把該變化用作一個(gè)外部沖擊傳感器。如在圖1中所示，把來自MR傳感器60的DC耦合信號(hào)供給一個(gè)基線變化(BLM)檢測(cè)電路55。對(duì)磁盤驅(qū)動(dòng)器的沖擊或震動(dòng)將使用于讀/寫磁頭21(寫磁頭70和MR讀傳感器60)的托架13改變其離開磁盤10的間隔。這種磁頭-磁盤間隔變化可能造成影響一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器元件；例如，懸架15、磁盤10或主軸6，的沖擊或震動(dòng)。間隔變化的結(jié)果是當(dāng)MR傳感器60接近和離開磁盤10時(shí)，其溫度發(fā)生變化(圖2)。這就導(dǎo)致MR傳感器60的電阻變化并由此引起電壓變化，電壓變化由BLM沖擊檢測(cè)電路55來檢測(cè)。
BLM沖擊檢測(cè)電路55處理來自MR傳感器60的輸入信號(hào)，并且當(dāng)處理信號(hào)超過預(yù)定的閾值時(shí)，在線57上提供一個(gè)輸出。因而，電路55的敏感度由這一閾值確定。如圖1中所示，電路55對(duì)沖擊的敏感度受來自控制器29的一個(gè)閾值控制信號(hào)的控制。DAC90把這一信號(hào)轉(zhuǎn)換成供給BLM電路55的閾值控制輸入端的一個(gè)模擬BLM閾值控制電壓信號(hào)56。來自DAC90的閾值控制信號(hào)56，控制BLM沖擊檢測(cè)電路55將反應(yīng)的沖擊大小。來自控制器29的閾值控制信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于一定的加速度值，在組裝磁盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，對(duì)該加速度值進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)BLM沖擊檢測(cè)電路55檢測(cè)到?jīng)_擊時(shí)，就通過把其輸出線57的狀態(tài)，由低變高而產(chǎn)生一個(gè)沖擊信號(hào)?？刂破?9監(jiān)視BLM沖擊檢測(cè)電路55的輸出線57，并且一檢測(cè)到?jīng)_擊信號(hào)，就向通道25發(fā)送一個(gè)寫禁止信號(hào)58，以便停止寫磁頭70在磁盤11上寫數(shù)據(jù)。結(jié)果是在線57上的來自BLM檢測(cè)電路55的沖擊信號(hào)為高時(shí)，或者在某個(gè)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，控制器29就使讀/寫通道25禁止經(jīng)寫磁頭70記錄數(shù)據(jù)?？梢哉雇渌姆椒ǎ渲?，保持寫禁止在一個(gè)預(yù)定時(shí)間長度內(nèi)有效，接著查詢沖擊傳感器輸出的狀態(tài)，以便延長或者結(jié)束寫禁止。
一個(gè)單一的閾值能用于所有的磁頭托架。然而，在標(biāo)定期間，可以計(jì)算出磁盤驅(qū)動(dòng)器中不同的磁頭托架和MR傳感器在沖擊敏感度方面的差別，并且對(duì)于每一個(gè)MR傳感器可以使用一個(gè)獨(dú)立的閾值控制信號(hào)值，這些獨(dú)立的值存儲(chǔ)在可由控制器29訪問的存儲(chǔ)器中。根據(jù)AE模塊18中的多路轉(zhuǎn)換器選擇了哪個(gè)MR傳感器，把適當(dāng)?shù)拈撝悼刂菩盘?hào)值送給檢測(cè)電路55。
在磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器中，與外部沖擊和震動(dòng)有主要關(guān)系的是脫離磁道的寫，即，沖擊或震動(dòng)能把寫磁頭移離磁道，以致于把數(shù)據(jù)置于數(shù)據(jù)磁道上的錯(cuò)誤位置或者置于錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)磁道上。本發(fā)明能以兩種方式檢測(cè)沖擊。在最佳實(shí)施例中，沖擊由在相同托架上的MR傳感器來檢測(cè)，該托架支撐著正在進(jìn)行寫的寫磁頭。例如，MR傳感器60充當(dāng)用于寫磁頭70的沖擊傳感器。在帶有多個(gè)讀/寫磁頭和磁頭托架的常規(guī)MR磁盤的操作中，當(dāng)寫磁頭正在進(jìn)行寫時(shí)，對(duì)于位于支撐著正在進(jìn)行寫的寫磁頭托架上的對(duì)應(yīng)MR傳感器，把偏置電流保持在讀電平。因而，在本發(fā)明的這個(gè)最佳實(shí)施例中，來自AE模塊的MR傳感器信號(hào)可直接用于BLM檢測(cè)電路55的輸入端。本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例是用一個(gè)在不同于支撐正在寫的寫磁頭的托架上的MR傳感器來檢測(cè)沖擊。例如，當(dāng)托架13上的寫磁頭70正在寫時(shí)，托架17上的MR傳感器可以起沖擊傳感器的作用。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在連接到托架17的MR傳感器與托架13上的寫磁頭70之間沒有串音。在這個(gè)另外的實(shí)施例中，需要改進(jìn)AE模塊中的多路轉(zhuǎn)換器，以便提供一根第二引出線，從而能把來自用作沖擊傳感器的MR傳感器的信號(hào)送給BLM檢測(cè)電路55。
圖3表示BLM沖擊檢測(cè)電路55的諸元件。來自MR傳感器60的DC耦合輸入首先由一個(gè)一般具有10kHz截?cái)囝l率的低通濾波器濾波。這就去除了高頻磁數(shù)據(jù)信號(hào)(在名義MR傳感器基線電壓電平附近的頻率約為20MHz的一系列正負(fù)模擬電壓脈沖)和由磁盤外形的小范圍變化產(chǎn)生的任何高頻分量。低通濾波器50還防止了由從寫磁頭70至MR傳感器60的串音所產(chǎn)生的放大器52的飽和。然后，該信號(hào)由一個(gè)一般具有100Hz左右的截?cái)囝l率的高通濾波器51濾波。這就去除了DC分量和由大范圍磁盤表面波動(dòng)或電機(jī)噪聲產(chǎn)生的任何分量。高通濾波器51的輸出發(fā)送給一個(gè)放大器52。放大器52的輸出僅包含MR傳感器基線信號(hào)的變化，這就是MR傳感器對(duì)外部沖擊和震動(dòng)的響應(yīng)。來自放大器52的放大信號(hào)發(fā)送給比較器53。比較器53測(cè)試輸入信號(hào)，以便審查信號(hào)的正負(fù)偏移是否都超過了由控制器29設(shè)置的閾值。如果超過了該閾值，那么比較器53的輸出就改變狀態(tài)，并且把線57上的沖擊信號(hào)送給控制器29的寫禁止輸入端。當(dāng)線57為高時(shí)，控制器29就發(fā)送信號(hào)58，以便禁止讀/寫通道25把數(shù)據(jù)記錄在磁盤表面11上。一旦線57變高，信號(hào)58就禁止讀/寫通道25一段預(yù)定的禁止時(shí)間，此后控制器29將結(jié)束信號(hào)58。這段禁止時(shí)間是根據(jù)磁頭托架震動(dòng)停止或恢復(fù)到能安全進(jìn)行寫的程度所用的時(shí)間，用試驗(yàn)方法確定的。一旦禁止了寫，在能恢復(fù)寫之前，讀/寫通道25必須等磁盤至少轉(zhuǎn)一圈。比較器53由控制器29或一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘來復(fù)位，如在本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的那樣。作為另外的安全因素，控制器29可以在結(jié)束信號(hào)58之前，檢查確定線57上的沖擊信號(hào)是否為低。
圖1和3表示由控制器29經(jīng)DAC90設(shè)置比較器53的閾值。然而，可以直接把來自電壓源，如磁盤驅(qū)動(dòng)器電源，的一個(gè)預(yù)定的固定閾值電壓供給比較器53。這就消除了對(duì)DAC90的需要，并且使所有磁頭托架具有由這個(gè)固定閾值電壓值確定的沖擊敏感度。
圖3所示的電路可以包含在臂14上或在包含控制器29的磁盤驅(qū)動(dòng)器電路板上的AE模塊18中。
圖4表示，在放大器52的輸出端取出的基線MR信號(hào)對(duì)于在垂直于磁盤10的平面的方向上施加的外部沖擊的響應(yīng)，把它與安裝在磁盤驅(qū)動(dòng)器外殼(圖1中的底座9)上的常規(guī)加速度儀的對(duì)應(yīng)信號(hào)的比較。在這個(gè)例子中，以及在圖5和6的以后例子中，至MR傳感器60的偏置電流恒定在11.25毫安。加速度儀的刻度是每個(gè)豎直刻度為1/2G(1G等于重力加加速度或9.8m/sec2)。因而，正負(fù)峰間沖擊大約為1G。圖4表示，BLM沖擊探測(cè)器對(duì)外部沖擊的響應(yīng)是非常敏感的，并且甚至在加速度儀的輸出已經(jīng)停止之后也繼續(xù)振蕩。這表示了BLM沖擊探測(cè)器的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)，即，甚至在常規(guī)的加速度儀停止提供響應(yīng)之后，仍繼續(xù)監(jiān)視磁頭托架的運(yùn)動(dòng)。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)橄ＭO(jiān)視的是寫磁頭的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，以防止脫離磁道的寫操作。
圖5表示對(duì)磁盤10的平面內(nèi)的側(cè)向沖擊的響應(yīng)。在垂直于磁盤的方向測(cè)得的正負(fù)峰間沖擊接近1.75G。至于在垂直于磁盤10的方向的沖擊情形，在加速度儀指示沖擊已經(jīng)衰減很久之后，磁頭托架仍繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。
圖6表示對(duì)單純的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊的響應(yīng)。在這個(gè)例子中，把磁盤驅(qū)動(dòng)器安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)式支架中，從而僅在磁盤10的平面內(nèi)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，把外部沖擊施加到驅(qū)動(dòng)器上，形成圖6中所示的響應(yīng)。在平面內(nèi)測(cè)得的正負(fù)峰間的沖擊是2G，并且BLM沖擊探測(cè)器的響應(yīng)是一個(gè)很強(qiáng)的信號(hào)，與對(duì)于垂直沖擊(圖4)和側(cè)向沖擊(圖5)的響應(yīng)非常相似。即使沖擊僅僅是轉(zhuǎn)動(dòng)方向的，也仍然引起B(yǎng)LM沖擊探測(cè)器的響應(yīng)。理論上，如果轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊僅導(dǎo)致MR傳感器側(cè)至側(cè)的運(yùn)動(dòng)，則BLM沖擊探測(cè)器不應(yīng)該產(chǎn)生輸出，因?yàn)樾盘?hào)變化僅是由高頻的磁頭-磁盤間隔波動(dòng)產(chǎn)生的。然而，圖6表明，單純的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊與MR傳感器的上下磁頭-磁盤間隔變化耦合得很好。這歸因于如下事實(shí)磁盤驅(qū)動(dòng)器具有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其中，外部轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊將激發(fā)把轉(zhuǎn)動(dòng)能量耦合到磁頭托架的垂直運(yùn)動(dòng)中的振動(dòng)模式。
基線MR信號(hào)對(duì)各種方向外部沖擊的三種響應(yīng)，通過來自BLM檢測(cè)電路55的放大器52的信號(hào)輸出表示在圖4-6中，清楚地證實(shí)所有類型的外部沖擊都耦合到磁頭-磁盤間隔波動(dòng)中。BLM探測(cè)器可以利用加速度儀的輸出用試驗(yàn)方法標(biāo)定，如圖4-6所示。因而，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道，對(duì)于具體的磁盤驅(qū)動(dòng)器，多大G值的沖擊可能會(huì)導(dǎo)致脫離磁道的寫。利用圖4-6，能把對(duì)應(yīng)于這個(gè)G值的放大器52的輸出(以0.1mV的單位表示)，用來選擇要加到至比較器53的線56上的閾值信號(hào)電平。另一方面，能通過由試驗(yàn)直接標(biāo)定BLM沖擊探測(cè)器，來選擇閾值電平，在這些試驗(yàn)中，施加已知的外部沖擊，并且測(cè)量和比較來自伺服控制系統(tǒng)的位置誤差信號(hào)(PES)和放大器52的輸出。此外，如以前描述的那樣還可以對(duì)應(yīng)于磁盤驅(qū)動(dòng)器中的每個(gè)磁頭而存儲(chǔ)獨(dú)立的諸閾值。
雖然已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但應(yīng)該明白，對(duì)本發(fā)明可以進(jìn)行各種變更和改進(jìn)，而不脫離如下列權(quán)利要求書中所描述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器，包括一個(gè)磁記錄磁盤，用來存儲(chǔ)磁記錄的數(shù)據(jù)；一個(gè)與磁盤連接的電機(jī)，用來轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤；一個(gè)在靠近磁盤表面中的一個(gè)表面處保持的磁阻傳感器用來根據(jù)在磁盤上磁記錄的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，并由電偏置電流加熱，該傳感器的溫度及與此有關(guān)的電阻都隨著傳感器與磁盤之間的間隔變化而變化；耦合到傳感器上的數(shù)據(jù)通道電路，用來把來自傳感器的信號(hào)處理成代表在磁盤上磁記錄的數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)；及耦合到傳感器上的沖擊檢測(cè)電路，用來根據(jù)對(duì)磁盤驅(qū)動(dòng)器的外部沖擊，把來自傳感器的信號(hào)處理成代表傳感器與磁盤之間間隔變化的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于包括一個(gè)連接到數(shù)據(jù)通道上的寫磁頭，用來把數(shù)據(jù)記錄在磁盤上；并且沖擊檢測(cè)電路包括這樣的電路，當(dāng)代表傳感器與磁盤之間間隔變化的檢測(cè)信號(hào)超過一個(gè)預(yù)定沖擊閾值時(shí)，用來產(chǎn)生一個(gè)沖擊信號(hào)，以便禁止寫磁頭把數(shù)據(jù)記錄在磁盤上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于還包括一個(gè)耦合到?jīng)_擊檢測(cè)電路和數(shù)據(jù)通道上的控制器，該控制器根據(jù)從沖擊檢測(cè)電路接收的一個(gè)沖擊信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)到數(shù)據(jù)通道的寫禁止信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于還包括耦合到控制器上的存儲(chǔ)存儲(chǔ)器，用來存儲(chǔ)代表預(yù)定沖擊閾值的一個(gè)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于磁盤驅(qū)動(dòng)器至少包括兩個(gè)磁阻傳感器，并且存儲(chǔ)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)兩個(gè)閾值，每一個(gè)存儲(chǔ)值都與兩個(gè)傳感器中的一個(gè)有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤存儲(chǔ)器，其特征在于還包括一個(gè)第一托架，用來支撐靠近磁盤的一個(gè)表面的磁阻傳感器；一個(gè)第二托架，用來支撐靠近磁盤另一個(gè)表的寫磁頭；及一個(gè)連接到第一和第二托架上的啟動(dòng)器，用來把托架移過其各自磁盤表面。
7.一種磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器，包括一個(gè)磁記錄磁盤，用來存儲(chǔ)磁記錄的數(shù)據(jù)；一個(gè)與磁盤連接的電機(jī)，用來轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤；一個(gè)在靠近磁盤的一個(gè)表面處保持的磁阻傳感器，用來產(chǎn)生一個(gè)包括一個(gè)基線電壓電平的信號(hào)，該信號(hào)具有在所述基線周圍的通常固定幅值的模擬正負(fù)電壓脈沖的信號(hào)，所述脈沖代表在磁盤上磁記錄的數(shù)據(jù)，所述基線電壓電平隨傳感器與磁盤之間的間隔變化而變化。一個(gè)在靠近磁盤的一個(gè)表面處保持的寫磁頭，用來把數(shù)據(jù)記錄在磁盤上；讀/寫數(shù)據(jù)通道電路，耦合到傳感器上，用來把來自該傳感器的信號(hào)中的所述模擬脈沖，處理成代表在磁盤上磁記錄的數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)，并且耦合到寫磁頭上，用來把要在磁盤上記錄的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)引到寫磁頭；耦合到傳感器上的沖擊檢測(cè)電路，用來檢測(cè)由于磁盤驅(qū)動(dòng)器的外部沖擊在傳感器與磁盤之間產(chǎn)生間隔變化而引起所述信號(hào)基線電壓的變化，當(dāng)該基線電壓變化超過一個(gè)預(yù)定沖擊閾值時(shí)，該沖擊檢測(cè)電路產(chǎn)生一個(gè)沖擊信號(hào)；及一個(gè)控制器，耦合到?jīng)_擊檢測(cè)電路和讀/寫數(shù)據(jù)通道上，該控制器根據(jù)從沖擊檢測(cè)電路接收的一個(gè)沖擊信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)到數(shù)據(jù)通道的寫禁止信號(hào)，借此在有磁盤驅(qū)動(dòng)器的外部沖擊存在時(shí)，防止把數(shù)據(jù)寫在磁盤上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于包括一個(gè)耦合到控制器上的存儲(chǔ)存儲(chǔ)器，用來存儲(chǔ)代表預(yù)定沖擊閾值的一個(gè)值，并且該控制器把代表所述存儲(chǔ)的沖擊閾值的一個(gè)沖擊閾值控制信號(hào)提供給沖擊檢測(cè)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于沖擊檢測(cè)電路包括一個(gè)帶有一個(gè)閾值控制輸入端的比較器，該輸入端用來接收來自控制器的沖擊閾值控制信號(hào)，該比較器把所述基線變化信號(hào)的正負(fù)偏移與所述沖擊閾值相比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于磁盤驅(qū)動(dòng)器至少包括兩個(gè)磁阻傳感器，并且存儲(chǔ)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)兩個(gè)閾值，每一個(gè)存儲(chǔ)值都與兩個(gè)傳感器中的一個(gè)有關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于沖擊檢測(cè)電路包括一個(gè)濾波器，用來濾波代表磁記錄數(shù)據(jù)的所述模擬脈沖；及一個(gè)放大器，用來放大來自所述濾波器的信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于還包括一個(gè)第一托架，用來支撐靠近磁盤的一個(gè)表面的磁阻傳感器；一個(gè)第二托架，用來支撐靠近磁盤的另一個(gè)表面的寫磁頭；及一個(gè)連接到第一和第二托架上的啟動(dòng)器，用來把托架移過其各自的磁盤表面。
全文摘要
一種帶有磁阻(MR)讀傳感器或磁頭的磁記錄磁盤驅(qū)動(dòng)器,具有響應(yīng)來自磁頭信號(hào)中所包含的熱阻信號(hào)的沖擊和震動(dòng)檢測(cè)電路。MR磁頭由電偏置電流加熱,并且支撐在靠近磁盤表面的磁頭托架上。磁盤驅(qū)動(dòng)器的外部沖擊或震動(dòng),改變托架與磁盤之間的間隔,這就導(dǎo)致磁頭溫度波動(dòng)。沖擊檢測(cè)電路把反映波動(dòng)的磁阻信號(hào)的正負(fù)偏移與一個(gè)預(yù)定閾值電壓電平相比較。當(dāng)超過該閾值時(shí),表示外部沖擊或震動(dòng)超過了允許極限,就禁止數(shù)據(jù)的寫。
文檔編號(hào)G11B5/55GK1173691SQ9711035
公開日1998年2月18日 申請(qǐng)日期1997年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月13日
發(fā)明者普拉卡什·卡西拉, 史蒂文·米克斯·韋恩, 蒂莫西·賴?yán)住た死?申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司