CN100437755C - 硬盘驱动器中读/写磁头的浮动高度控制 - Google Patents

硬盘驱动器中读/写磁头的浮动高度控制 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于控制磁盘驱动器(20)内的读/写磁头组件(15)的浮动高度的浮动高度控制器(10FHC，10FHC’)。加热单元电阻器(30)设置在读/写磁头组件(15)内。浮动高度控制器(10FHC，10FHC’)包括寄存器(32R、32W)，用于存储对应于在读/写操作过程中要施加到加热单元电阻器(30)的要求驱动电平的数字数据字。根据是否发生了读/写操作，寄存器(32R、32W)选择性地连接到稳态数模变换器(DAC)(36)，稳态DAC(36)的输出施加到电压驱动器(40)，电压驱动器(40)又将电流驱动到加热单元电阻器(30)。设置过激励晶体管和欠激励晶体管(44P，44N)，以在读操作与写操作的转换过程中，过激励和欠激励送到电压驱动器(40)的输入。

Description

硬盘驱动器中读/写磁头的浮动高度控制
技术领域
本发明涉及磁盘驱动器控制电路技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于硬盘驱动器中的读/写磁头的前置放大器。
背景技术
包括台式工作站和便携计算机的个人计算机的性能的不断提高以及较低的成本主要得益于非易失性数据存储技术的进步。在本技术领域内众所周知，在最近几年，传统磁盘驱动器的容量得到显著提高，而每兆位的成本不断降低。这种容量的提高与在磁盘驱动器内存储数据的密度的提高直接有关，特别是在“硬”盘驱动器中(即，不能从读/写磁头的位置取下磁盘的磁盘驱动器)。磁盘驱动器技术的进步降低了沿磁盘表面上的“磁道”可靠并可恢复地存储1位所需的表面积，而且还降低了相邻磁道之间的间隔。主要是通过相应降低磁换能器的大小和精度，降低每存储单元的有效磁盘表面积，通常将磁换能器称为“磁头”，它在磁盘驱动器中进行读/写操作。
在传统的磁盘驱动器中，利用近场磁处理过程，读、写存储的数据。为了写数据，通过非常接近磁盘表面施加磁场，选择性定向磁盘表面上的铁磁性磁畴。一种传统写磁头是众所周知的电感性记录器，它包括电磁铁，该电磁铁具有可定位于磁盘表面附近的间隙。选择性地激励该电磁铁，以在该间隙建立磁场，该磁场足够强，以致可以在磁盘表面上的寻址位置，确定要求极性的磁性“转换图形”。通过检测由这些磁性转换图形建立的磁场的极性，可以从磁盘读取数据。传统的读磁头包括电感性磁头，它包括电磁铁(可以是与用于写数据的电磁铁相同的电磁铁)，在该电磁铁中，在磁盘表面上，磁场感应电流，最近，利用其电阻随磁场的极性变化的磁阻(MR)磁头实现读磁头。
在现代的磁盘驱动器中，读/写磁头设置在位于磁头万向组件(HGA)悬挂件的末端的“浮动块”上。柔性HGA悬挂件安装在致动器上，该致动器包括所谓“音圈”电机，该音圈电机使磁头定位在磁盘表面上的要求位置上。旋转磁盘表面与浮动块之间的相对运动在浮动块上产生提升力，产生空气承载面(ABS)，借助该空气承载面，浮动块在磁盘表面上运动。通常，磁头位于浮动块的后沿，浮动块的后沿通常比浮动块的前沿更靠近磁盘表面。
关于该近场机制，磁场强度随磁换能器(读/写磁头)与磁化磁盘表面收缩之间的距离按指数变化。已经观察到，对于给定的误码率(BER)，磁盘表面上数据存储的面密度主要取决于磁头与磁盘表面之间的距离。在本技术领域内，将读/写磁头与磁盘表面之间的空气承载面(ABS)保持的间距称为磁头的“浮动高度”。在现代的传统磁盘驱动器上，平均浮动高度在几纳米数量级。低浮动高度使得在现代磁盘驱动器上获得非常高的面密度。
然而，低浮动高度会增加磨损磁盘表面和读/写磁头的机会。如果浮动高度极低，则磁盘表面上的较小凹凸不平可能导致浮动块与磁盘表面发生接触，消耗并破坏润滑剂，磨损浮动块和磁盘表面以及因为磨损颗粒而产生污染，而且在某些情况下，导致磁头卡在磁盘表面上发生接触的位置上。
因此，在确定读/写磁头的要求浮动高度的过程中，磁盘驱动器制造商面临在一个方面是磁盘驱动器可靠性而另一个方面是面密度和BER之间做折衷选择。因此，在本技术领域内已经而且仍在进行大量努力，以提供极光滑磁盘表面，因此可以实现非常低的浮动高度，同时仍可以提供合理的磁盘耐久性。此外，作为背景技术，第6,578,816B1号美国专利描述了利用微型机械气阀有效控制浮动高度。
我们还知道，电感性写磁头传导的写电流导致电阻性加热读/写磁头，又导致写磁头热膨胀，在某些情况下，还导致MR读磁头(或者如果存在，电感性读磁头)热膨胀。这种热膨胀通常导致浮动高度降低。但是，如果读/写磁头的额定浮动高度已经极低，则读/写磁头的这种热膨胀可能导致磁盘表面与读/写磁头发生接触，引起磁盘和磁头磨损，并导致上述磁盘系统降质。
此外，作为背景技术，已知在磁盘驱动器读/写磁头的浮动块内包括电阻器用于控制浮动高度。第5,991,113号美国专利描述了该结构的例子。正如该参考文献所述，对该电阻器施加电流加热该读/写磁头，并使该读/写磁头膨胀，从而降低读/写磁头距离磁盘表面的浮动高度。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于控制磁盘驱动器内的读/写磁头的浮动高度的控制电路和方法。
本发明的另一个目的是提供一种通过控制通过磁头上的加热电阻器的电流，控制浮动高度的控制电路和方法。
本发明的又一个目的是提供一种考虑到相对于读周期在写周期中的电阻加热增加的控制电路和方法。
对于参考了下面的说明和附图的本技术领域内的普通技术人员，本发明的其它目的和优点是显而易见的。
可以将本发明实施于前置放大器电路，该前置放大器电路对送到位于磁盘驱动器内的读/写磁头附近的加热单元电阻器的电流进行控制。该电路包括根据读/写操作的单独可编程电平，将该电流送到加热单元电阻器的驱动器。该电路还包括检测电路系统，用于在操作过程中优化浮动高度。
根据本发明的另一个方面，前置放大器电路包括在读与写之间的转换期间用于驱动加热单元电阻器的可编程过激励和欠激励功能。根据本发明的另一个方面，可以采用该电路独立控制多盘片磁盘驱动器内的多个读/写磁头的浮动高度。
根据本发明的一个发明，提供了一种电路，通过控制对磁盘驱动器的读/写磁头组件内的加热单元电阻器施加的电流，来控制该读/写磁头组件的浮动高度，该电路包括：第一电压驱动器，其输出端连接到端子，该端子用于连接所述加热单元电阻器；读电流输入端，用于接收对应于要求的读电流的读电流信号；写电流输入端，用于存储对应于要求的写电流的写电流信号；以及控制电路系统，用于在读/写磁盘操作过程中，分别将读电流信号和写电流信号连接到第一电压驱动器的输入端。根据本发明的一个发明，提供了一种用于控制磁盘驱动器中的读/写磁头组件的浮动高度的方法，该方法包括：使第一端子连接到第一读/写磁头组件内的第一加热单元电阻器；在至少一部分磁盘读操作期间，对第一端子施加第一电压；以及在至少一部分磁盘写操作期间，对第一端子施加第二电压；存储读电流值；存储写电流值；其中施加第一电压的步骤包括：响应收到磁盘读启动信号，将对应于读电流值的信号施加到第一电压驱动器，第一电压驱动器具有连接到第一端子的输出端；而且其中施加第二电压的步骤包括：响应收到磁盘写启动信号，将对应于写电流值的信号施加到第一电压驱动器。
附图说明
图1是包括根据本发明优选实施例构造的硬盘驱动器子系统和控制电路系统的计算机系统的方框图形式的电路图。
图2是示出图1所示系统中的硬盘驱动器一部分的结构的平面图。
图3是示出图1所示系统中的读/写磁头组件的结构的剖视图。
图4是示出根据本发明第一优选实施例用于控制读/写磁头组件中的加热单元电阻器的控制电路系统的结构的原理图形式的电路图。
图5是示出根据本发明第二优选实施例用于控制磁盘驱动器子系统中的多个读/写磁头组件中的加热单元电阻器的控制电路系统的结构的原理图形式的电路图。
图6是示出根据本发明第二优选实施例的图5所示控制电路系统的操作过程的时序图。
具体实施方式
将结合本发明的优选实施例说明本发明，即，利用设置在具有加热单元电阻器的浮动块中的电感性写磁头和磁阻(MR)读磁头，将本发明实现于磁盘驱动器。可以相信，在这种应用中，本发明尤其有利。然而，显然，还可以在其它类型和结构的磁盘驱动器，包括采用不同读/写磁头技术和机制的磁盘驱动器中实现本发明，而且本发明非常有利。因此，显然，仅作为例子提供下面的描述，而且下面的描述并不限制权利要求所述的本发明的实际范围。
图1示出在其内实现了本发明优选实施例的计算机系统的典型例子。在该例子中，以传统方式实现个人计算机或工作站2，包括适当的中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)，显卡和声卡或显示功能和声音功能、网络接口能力等。此外，计算机2内还含有主机适配器3，主机适配器3的一端连接到计算机2的系统总线，而其另一端连接到总线B，磁盘驱动器控制器5连接到总线B。优选根据传统标准实现总线B，其例子包括增强集成驱动电子设备(EIDE)标准或小型计算机系统接口(SCSI)标准。根据要求并以传统方式，也可以将其它磁盘存储装置(硬盘控制器、软盘控制器等)以及其它外围设备连接到总线B。
控制器5是在本技术领域内已知的传统磁盘驱动器控制器。现代磁盘驱动器是在磁盘驱动器中实现驱动电子设备，而不是在计算机2本身上将驱动电子设备实施于控制器，在现代磁盘驱动器中，在位于磁盘驱动器本身内的印刷电路板上实现控制器5。当然，在大规模系统中，可以在计算机2内实现控制器5。为了清楚起见，在图1所示的通用方框图中，根据其功能，示出控制器5的各部件，而未示出其物理集成电路。用于实现诸如控制器5的磁盘驱动器控制器的典型集成电路包括：数字信号处理器(DSP)、只读存储器(ROM)以及随机存取存储器(RAM)、诸如闪速RAM的其它非易失性存储器、连接到总线B的接口电路系统以及其它定制逻辑电路系统。从功能上说，控制器5包括数据通道4，该数据通道与总线B相连，用于与位于磁头磁盘组件20的前置放大器10通信数据。数据通道4还与伺服控件6通信，伺服控件6也包括解调功能块。伺服控件6又与运动与功率控制器8通信，运动与功率控制器8驱动磁头磁盘组件20内的音圈电机12和主轴电机14。
磁头磁盘组件20包括用于读/写磁性存储数据的电子部件和机械部件。在该例子中，磁头磁盘组件20包括一个或者多个具有铁磁性表面(优选位于其两侧)、在主轴电机14的控制下绕其轴线转动的磁盘18。致动器17可以使多个读/写磁头组件15a、15b运动。因此，控制器5内的运动与功率控制功能块8输出的信号控制主轴电机14和音圈电机12，以便致动器17使读/写磁头组件15a、15b位于磁盘表面18上的要求位置，以读或者写要求的数据。
图2进一步详细示出磁盘表面18相对于其有关读/写磁头组件15的物理布置。在该例子中示出磁盘表面18，它绕其轴线以主方向(在该例子中是逆时针方向)旋转，在本技术领域内已知，在控制器5的控制下，主轴电机14实现这种转动。如图2所示，读/写磁头组件15设置在致动器悬臂22的端部，在音圈电机12的作用下，致动器17可使致动器悬臂22旋转(绕其轴线，未示出)。旋转致动器悬臂22使读/写磁头组件15定位在磁盘表面18上的适当径向距离位置上，以访问所需磁通。
图3示出根据本发明优选实施例的读/写磁头组件15的结构。读/写磁头组件15包括浮动块12，浮动块12通常是在其内可形成读磁头25R和写磁头25W的陶瓷、硅或其它电绝缘体。设计浮动块21的尺寸和形状，以在它与旋转的磁盘表面18之间形成空气承载面(ABS)。浮动块21以传统方式安装在致动器悬臂22上。
读磁头25R和写磁头25W设置在旋转磁盘表面18确定的、浮动块21的后沿附近(参考图2)。可以根据要求的磁盘驱动器性能，改变读磁头25R和写磁头25W的具体结构和配置。在本发明的该实施例中，优选利用电感性写磁头实现写磁头25W，该电感性写磁头包括利用位于铁芯上的线圈形成的电磁铁，该铁芯具有向浮动块21的底部取向的间隙，以使通过线圈的电流产生的磁场指向附近的磁盘表面18。优选利用磁阻(MR)或巨型磁阻(GMR)材料，构造读磁头25R。例如，在本技术领域内已知，GMR单元是诸如铁铬合金(FeCr)的软磁性材料的“带”，其电阻值随对单元施加的磁场极性发生变化。作为一种选择，还可以利用电感性读磁头实现读磁头25R，在电感性读磁头中，在附近运动的磁盘表面18的一部分的磁场感应电流流入电磁铁。
根据本发明的该实施例，读/写磁头组件15还包括加热单元电阻器30，图3的原理图示出加热单元电阻器30。加热单元电阻器30可以是各种结构的传统电阻器(例如，碳体电阻器)，或者以本技术领域内已知的方式，利用电阻加热器实现加热单元电阻器30。可以将加热单元电阻器30设置在浮动块21内的适当位置，以便容易地加热写磁头25W(和读磁铁25R，如果利用电感性磁头构造)。在本技术领域内已知，通常由电感性磁头与磁盘表面之间的距离确定磁盘驱动器磁头的浮动高度，例如由通过线圈的电流实现电阻加热而导致磁头的电感性铁芯的热膨胀最终确定该距离。根据本发明的优选实施例，前置放大器与浮动高度控制器10控制通过加热单元电阻器30的电流，并因此控制读/写磁头组件15的浮动高度，现在，将参考图4进行描述。
图4示出作为图1所示系统内的前置放大器与浮动高度控制器10的一部分的浮动高度控制器10FHC的构造。为了简洁起见，图4中未示出控制器2与读/写磁头15之间的数据通路内的、图1所示前置放大器与浮动高度控制器10的一部分，可以以传统方式，实现前置放大器与浮动高度控制器10的数据通路部分。如图4所示，浮动高度控制器10FHC通过衰减器PAD驱动电阻器30。这样，可以设想，利用集成电路实现前置放大器与浮动高度控制器10，利用引线接合或者其它方法，衰减器PAD连接到加热单元电阻器30相连的、集成电路的外部端子。当然，参考了本说明书的本技术领域内的熟练技术人员明白，可以利用不止一种集成电路或分立部件实现前置放大器与浮动高度控制器10的各部分，或者将前置放大器与浮动高度控制器10的各部分集成到更大规模集成电路。更具体地说，可以设想，在与前置放大器与浮动高度控制器10的数据通路部分分离的集成电路，实现浮动高度控制器10FHC。
从下面的描述中可以看出，在磁盘写操作期间和在磁盘读操作期间，浮动高度控制器10FHC进行不同的浮动高度控制。这种单独读和写浮动高度控制过程考虑到与利用MR磁头实现时送到读磁头35R的较低读电流相比，或者与感应到电感性读磁头35R内的较低读电流相比，送到写磁头35W的电流较高。已经发现，这种较高写电流电阻性加热写磁头35W，导致它热膨胀，并降低写操作期间的浮动高度；相反，读操作期间施加的或者感应的较低电流降低电阻加热，并导致写磁头35W热收缩，从而提高读操作期间的浮动高度。因此，根据本发明的优选实施例，读操作期间对加热单元电阻器30施加的电流优选高于写操作期间对加热单元电阻器30施加的电流，以使通过有效磁头35W、35R的相对电流电平平衡。
如图4所示，浮动高度控制器10FHC包括读电流寄存器32R和写电流寄存器32W，它们分别接收并存储优选由控制器5输出的数字控制信号，该控制信号指出分别在读/写操作期间要对加热单元电阻器30施加的要求电流电平。根据本发明的优选实施例，如下所述，浮动高度控制器10FHC对读操作与写操作之间的转换施加不同电流电平，这样，寄存器32R、32W接收的要求电流电平信号对应分别在稳态读操作和写操作期间要求的加热单元电阻器30的电流。
寄存器32R、32W将其输出送到复用器34输入端，将复用器34的输出送到稳态数模变换器(DAC)36。复用器34从浮动高度控制(FHC)逻辑35接收控制信号，响应该控制信号，复用器34选择适当的寄存器32R、32W内容，以在读、写操作过程中分别送到稳态DAC 36。FHC逻辑35例如从控制器5接收各种控制信号，包括：控制信号RXW，用于指出读操作是有效的，还是写操作是有效的；控制信号HDSEL，用于指出选择与加热单元电阻器30相关的读/写磁头组件15由浮动高度控制器10FHC控制；以及控制信号FHC_EN，使浮动高度控制器10FHC本身的操作有效。将FHC逻辑35的输出作为控制信号送到复用器34，以在读操作过程中选择读电流寄存器32R的输出，并在写操作过程中选择写电流寄存器32W的输出(假定控制信号HDSEL、FHC_EN指出选择该读/写磁头组件15，并启动浮动高度控制)。
将稳态DAC 36的模拟输出送到电压驱动器40的输入端。电压驱动器40是响应稳态DAC 36输出的位于其输入端的电压，驱动其输出端的电压的放大器。电压驱动器40的增益优选大于例如2的量级的单位增益，从而便于设计放大器并保持头上空间。电压驱动器40的输出通过开关41连接到衰减器PAD，从而连接到与衰减器PAD相连的加热单元电阻器30。因此，在正常操作过程中(利用闭合的开关40使电压驱动器40连接到衰减器PAD)，电压驱动器40响应稳态DAC36的模拟输出驱动加热单元电阻器30，稳态DAC 36的输出又相应对应于当前读操作或写操作的、读电流寄存器32R和写电流寄存器32W存储的适当稳态数字信号。
根据本发明的优选实施例，在浮动高度控制器30内还对送到加热单元电阻器30的功率进行实时监测。还将电压驱动器40的输出送到电流镜42，电流镜42以传统方式由电流镜电路构成。电流镜42和串联电阻器49A确定Vcc电源与地之间的通路。这样，电流镜42通过电阻器49A传导对应于(即“镜像”)通过加热单元电阻器30的电流的电流。将电阻器49A两端的电压施加到比较器47的一个输入端。比较器47的另一个输入端接收电阻器49B两端的电压，电阻器49B连接在BHV DAC 46的模拟输出与地之间。比较器47的输出相当于故障信号，并将它转发到FHC逻辑35和例如控制器5内的故障逻辑。在测量模式下，例如可以利用控制器5编程BHV DAC 46的输出电压，以匹配镜像电流(当比较器47置故障信号时)，这时，编程电压提供加热单元电阻器30的电阻测量值和电压驱动器40送到其的功率测量值。相反，在正常读操作和写操作期间，BHV DAC 46优选例如从控制器5接收对应于通过加热单元电阻器30的电流的“安全”电平的控制信号。在该正常模式下，如果对应于电压驱动器40的输出的镜像电流超过该安全电平，则比较器47发出故障信号，响应于此故障信号，FHC逻辑35优选禁用电压驱动器40以保护读磁头35R和写磁头35W。在确保过激励加热单元电阻器30(写操作与读操作之间，如下所述)不损害读磁头和写磁头35R、35W的过程中，该操作特别有用。
根据本发明的该实施例，浮动高度控制器10FHC还包括用于对读磁盘操作与写磁盘操作之间的转换期间通过加热单元电阻器30的电流进行调节的电路系统。以较短暂的过激励(送到加热单元电阻器30的高电流)脉冲和欠激励(送到加热单元电阻器30的低电流)脉冲方式，进行这些调节，每一种脉冲有助于为确保操作安排磁头35R、35W的稳态温度。更具体地说，在从读操作向写操作转换期间，优选短暂欠激励加热单元电阻器30，在所施加的高电流通过写磁头35W之前，消除加热单元电阻器30的有效驱动电流，从而在写操作期间，加热写磁头35W。相反，在从写操作向读操作转换期间，优选短暂过激励加热单元电阻器30，以使读磁头35R更迅速达到读操作的温度。可以利用定时器编程过激励和欠激励脉冲的时长，或者利用到浮动高度控制器10FHC的串形接口，进行手动控制。
在本发明的该实施例中，电流源38将固定电流施加到其相连的电容器38C，电容器38C具有与比较器43的输入端相连的上板和接地的下板。过激励时间寄存器(ODTM)39例如从控制器5接收对应于过激励脉冲和欠激励脉冲的要求时长的可编程值，并将输出信号送到相连的电阻器39R，以确定送到比较器43的另一个输入端的控制电压。电流源38送到电容器38C的固定电流在电容器38C的两端产生斜坡电压，比较器43将该斜坡电压与过激励时间寄存器39输出的电压进行比较。因此，比较器43在其输出端产生脉冲送给FHC逻辑35，该脉冲的时长对应于电容器38C两端的斜坡电压低于过激励时间寄存器39输出的编程电压的时间。在FHC逻辑35的控制下，比较器43的该脉冲时长用于设置过激励脉冲和欠激励脉冲的时长。
响应读操作与写操作之间的转换，并响应禁用和启动选择的磁头(控制信号HDSEL指出的)，FHC逻辑35通过控制线OD_L将控制信号发送到p沟道金属氧化物半导体(MOS)晶体管44P的栅极，通过控制线UD发送到n沟道MOS晶体管44N的栅极。晶体管44P、44N具有串联在Vcc电源与地之间的源极通路和漏极通路。位于晶体管44P、44N的漏极的节点连接到下拉电阻36R、电压驱动器40的输入端。优选确定晶体管44P、44N的容量，以便可以超过稳态DAC 36的输出信号。
在稳态操作过程中，FHC逻辑35通过控制线OD_L和UD发出无效电平(无效电平分别是高逻辑电平和低逻辑电平)，以使晶体管44P、44N保持断开状态。响应控制信号RXW的状态变化指出的、从写操作到读操作的转换，通过控制线OD_L，FHC逻辑35将有效(低逻辑电平)脉冲发送到晶体管44P的栅极，通过控制线UD保持无效(低电平)信号。如上所述，根据在过激励时间寄存器39内编程的时长，比较器43确定通过控制线OD_L的有效脉冲的时长。控制线OD_L上的有效脉冲使晶体管44P导通(晶体管44N保持断开)，这样将电压驱动器40的输入驱动到接近或者等于Vcc电源的高压。如果监测比较器47没有因为在该时间之前过激励发出故障信号，则这样使电压驱动器40对加热单元电阻器30施加高压达该脉冲的时长，如上所述。
相反，响应从读操作到写操作的转换，FHC逻辑通过控制线UD发送有效(高电平)脉冲，而在控制线OD_L上保持无效(高电平)。该脉冲的时长也由比较器43根据过激励时间寄存器39内的编程时长确定。在该脉冲期间，接通晶体管44N，而晶体管44P保持断开，这样使电压驱动器40的输入下拉到地。在欠激励脉冲的时长，这样将降低电压驱动器40对加热单元电阻器30施加的电压，并因此降低通过加热单元电阻器30的电流。
此外，根据本发明的优选实施例，浮动高度控制器10FHC还包括用于建立通过加热单元电阻器30的电流的初始状态的任选电路系统。在未选择其相连的读/写磁头组件15期间，该初始状态与要施加到加热单元电阻器30的电流对应。优选选择对加热单元电阻器30施加的初始状态电流，以便在选择其读/写磁头组件15时，将切换时间降低到最短，而且还可以将未选择的读/写磁头的功率耗散降低到最小，这在便携式计算设备中尤其重要。
在浮动高度控制器10FHC中，初始状态寄存器50例如从控制器5接收指出在初始状态时间间隔期间，例如，当未选择与加热单元电阻器30有关的读/写磁头组件15时，要对加热单元电阻器30施加的要求电流电平的数字值。将存储在寄存器50内的该数字值以及控制信号IC_EN送到初始状态DAC 52的输入端，控制信号IC_EN指出将启动浮动高度控制器10FHC的初始状态电流电平特性。当被控制信号IC_EN启动时，初始状态DAC 52产生对应于初始状态寄存器50输出的数字值的模拟信号，并将该模拟信号送到初始状态电压驱动器54，初始状态电压驱动器54是用于产生相应输出信号的传统放大器电路，该输出信号产生通过加热单元电阻器30的要求的初始状态电流。如果需要，可以将初始状态电压驱动器54从用于偏置稳态电压驱动器40的电压偏置到不同的电源电压(例如，VCC_FHC)。例如，对初始状态电压驱动器54施加的偏置电压VCC_FHC可以是低功率电源电压，以节省功率。初始状态电压驱动器54的输出连接到控制开关41的一个接线柱，在本发明的优选实施例中，控制开关41的另一个接线柱连接到主电压驱动器40的输出端，如上所述。控制开关41的曲柄连接到衰减器PAD，并因此连接到加热单元电阻器。诸如在利用MOS技术实现浮动高度控制器10FHC的情况下利用MOS通过晶体管(pass transistor)，可以以传统方式，利用集成电路实现控制开关41。
在该初始状态特性的操作过程中，根据是否选择了含有加热单元电阻器30的读/写磁头组件15，FHC逻辑35控制控制开关41的状态。如上所述，控制信号HDSEL指出该选择，在该例子中，控制器5施加该控制信号HDSEL。如果未选择读/写磁头组件15，则FHC逻辑35将适当信号发送到控制开关41，以将初始状态电压驱动器54的输出连接到衰减器PAD。如果启动初始状态功能(利用控制信号IC_EN)，则将对应于初始状态寄存器50内的数字值的电压施加到加热单元电阻器30。相反，如果选择读/写磁头组件15，FHC逻辑35将控制开关设置在可以将主电压驱动器40的输出连接到衰减器PAD的位置，以便将稳态DAC 36指出的电压施加到衰减器PAD，并因此施加到加热单元电阻器30。
如上所述，许多现代磁盘驱动器包括多个磁盘表面以及相应的多个读/写磁头组件。可以要求，而且有利的是，在这种磁盘驱动器中，保持未选择的读/写磁头组件处于便于从其转换到读操作的初始状态。这样，可以对每个磁盘驱动器内的每个读/写磁头组件设置单独浮动高度控制器10FHC。
然而，可以设想，在许多情况下，特别是对于诸如膝上型个人计算机的便携式计算设备中的大容量硬盘驱动器，对每个读/写磁头组件设置单独浮动高度控制器会产生过多功率耗散。已经发现，结合本发明的另一个方面，与现代数字逻辑电路系统的切换时间相比，进行浮动高度控制的速率较低。因此，根据本发明的第二优选实施例，多磁头浮动高度控制器以复用方式对多个读/写磁头组件的浮动高度进行控制。
现在，参考图5，说明根据本发明第二优选实施例的多通道浮动高度控制器10FHC’的结构。根据本发明的该实施例，上述浮动高度控制器10FHC的许多部件的一个实例可以支持多读/写磁头组件15的浮动高度控制，同时分别对多读/写磁头组件内的加热单元电阻器300至30n设置单独电压驱动电路500至50n。
如图5所示，电压驱动电路500包括稳态电压驱动器40、初始状态电压驱动器54以及控制开关41，以与上述参考图4描述的同样方式构造它们并使它们工作。优选以同样的方式构造其它电压驱动电路501至50n。因此，每个电压驱动电路50分别接收3个控制输入，一个是送到稳态电压驱动器40的稳态电压驱动控制信号，一个是送到初始状态电压驱动器54的初始状态控制信号，一个是送到控制开关41用于选择将哪个电压驱动器输出转发到其相应衰减器PAD和加热单元电阻器30的控制信号。
根据本发明的该实施例，浮动高度控制器10FHC’内的许多部件的共享实例产生分别送到每个电压驱动电路50的这些控制信号。在这些部件实际上与浮动高度控制器10FHC内的部件相同的情况下，利用与图4内使用的同样参考编号表示图5内的这些部件。在该实现中，稳态DAC 36及其读和写电流寄存器32R、32W的输入源和复用器34对所有电压驱动电路50提供稳态读和写控制电压。同样，初始状态DAC 52和初始状态寄存器50对所有电压驱动电路50提供初始状态控制电压。在本发明的该实施例中，过激励晶体管44P和欠激励晶体管44N对所有电压驱动电路50提供过激励电压和欠激励电压，而比较器43对所有电压驱动电路50提供过激励和欠激励脉宽定时。
去复用器60和修改的FHC逻辑35’实现根据本发明的该实施例控制多个加热单元电阻器300至30n的能力。在该实施例中，除了上述输入外，FHC逻辑35’还通过线路HEAD_SEL接收多位数字信号，该多位数字信号指出激活哪个读/写磁头组件15(如果存在)进行读操作或写操作。FHC逻辑35’将控制信号分别发送到电压驱动电路500至50n内的开关410至41n，以根据线路HEAD_SEL上的信号，分别选择电压驱动电路500至50n中的稳态电压驱动器40或初始状态电压驱动器54适当之一。此外，根据本发明的该实施例，FHC逻辑35’包括定时逻辑，该定时逻辑产生送到去复用器60的选择控制信号。去复用器60从稳态DAC 36的输出端和初始状态DAC 52的输出端接收电压控制信号，然后，在FHC逻辑35’的定时控制下，以时分复用的方式，将这些电压控制信号送到电压驱动电路500至50n。可以设想，电压驱动电路500至50n的和加热单元电阻器300至30n的响应相对于去复用器60的转换能力足够低，以致该施加的电压控制信号的该时分复用控制足以分别对多个读/写磁头组件15进行浮动高度控制器。
此外，根据本发明的该实施例，监测逻辑51还优选以时分复用方式监测分别位于衰减器PAD0至PADn的电压。在该典型实现中，分别在电压驱动电路500至50n的输出端设置专用电流镜420至42n，以对监测逻辑51提供镜像电流。优选以上述方式构造监测逻辑51，例如包括：BHV DAC，用于产生一个或者多个基准电平；比较器，用于将由镜像电流获得的电压与基准电平进行比较；以及适当复用电路系统，用于选择要监测的镜像电流。如上所述，监测逻辑51优选产生输出信号，将该输出信号送到FHC逻辑35’和控制器5内的故障逻辑。
根据本发明的第二优选实施例还有其它好处，即，分别在多个读/写磁头组件内提供单独浮动高度控制，同时通过在多个磁头之间共享控制逻辑和数模变换器，将进行这种控制所需的功率耗散和电路复杂性降低到最小。这样，可以以高效、成本效益好的方式，对多个磁头提供可编程读/写操作的浮动高度控制电流、自动可编程读操作与写操作之间的转换中的过激励电平和欠激励电平以及包括未选择的读/写磁头中的加热单元电阻器的初始状态驱动电平的上述优点。
现在，参考图6，说明多通道浮动高度控制器10FHC’对典型操作周期的序列进行的操作的例子。当然，实践中遇到的特定操作序列与图6所示的操作序列不同，而且对加热单元电阻器300、301施加的特定电流电平可以与图6所示的相对电平不同。可以设想，参考了本说明书的本技术领域内的熟练技术人员容易根据该典型描述，明白本发明的优选实施例是如何工作的以及特定应用的各种变换实现。图6所示的特定例子示出，在一个磁盘驱动器20内具有两个硬盘驱动磁头(HD0和HD1)的情况下的浮动高度控制操作过程，利用有关加热单元电阻器300、301控制浮动高度。可以设想，根据对两个通道的多通道浮动高度控制器10FHC’的操作所做的描述，参考了本说明书的本技术领域内的熟练技术人员容易明白，图4所示的单通道浮动高度控制器10FHC的操作以及两个以上通道的多通道浮动高度控制器10FHC’的操作。
在图6的时序图中的时间t0所示的该典型时序的开始，利用磁头HD0进行读操作。这样，控制信号RXW处于高逻辑电平，表示请求进行读，而控制信号HEAD_SEL处于适当状态，以选择磁头HD0(例如，对磁头HD0施加的高电平，而对同一个硬盘驱动器20内的磁头HD1和任何其它磁头施加低逻辑电平，或者利用可以分别被每个磁头HD0、HD1解码的编码数字字)。结果，参考图4，作为例子，通过复用器34，浮动高度控制器10FHC’将存储在读电流寄存器32R内的数字字送到稳态DAC 36，然后，将稳态DAC 36输出的模拟信号送到电压驱动器40。因为选择了磁头HD0，所以浮动高度控制器10FHC’内的FHC逻辑35’控制去复用器60，以将稳态DAC 36的输出送到电压驱动电路500，在该电压驱动电路500内，控制开关410选择电压驱动器400的输出，以送到衰减器PAD0，并因此将它送到与磁头HD0有关的加热单元电阻器300。根据读电流寄存器32R的内容，利用电压电平RSS(读稳态)表示此时磁头HD0的该电压输出。在需要时，可以利用电流镜420和监测逻辑51监测通过加热单元电阻器300的电流。
此外，在该时间期间，利用有效初始状态启动控制信号IC_EN，浮动高度控制器10FHC’内的FHC逻辑35控制去复用器60，以以时分复用方式，将对应于初始状态寄存器50的内容的初始状态DAC 52的输出送到与未选择的磁头HD1有关的电压驱动电路501的初始状态电压驱动器541。电压驱动电路501使其控制开关411设置在将初始状态电压驱动器541的输出连接到衰减器PAD1的位置。因此，要求的电压电平IC通过控制开关411施加到衰减器PAD1，然后，施加到加热单元电阻器301，如图6中磁头HD1的电压V1所示。该状态持续，直到选择了磁头HD1(图6中的时间t4)。在该初始状态下，根据要求，可以利用电流镜421和监测逻辑51监测通过加热单元电阻器301的初始状态电流。
回头参考用于选择的磁头HD0的序列，控制信号RXW使得在时间t1进行转换，以启动磁头HD0的写操作。响应该转换，FHC逻辑35’工作以改变复用器34的状态，从而根据输出电压转换到电压电平WSS，从写电流寄存器32W中选择数字值，以送到稳态DAC 36。同时，还响应时间t1时的控制信号RXW的转换，根据电容器38C和过激励时间寄存器39的电压，通过线路UD，FHC逻辑35’将有效(高)电平送到晶体管44N的栅极达比较器43表示的时长，过激励时间寄存器39通过去复用器60将低压施加到电压驱动器400的输入端，超过稳态DAC 36的输出。对于如图6所示从时间t1开始的时长，对衰减器PAD0施加欠激励电压UD，从而对选择的磁头HD0的加热单元电阻器300施加该欠激励电压UD。在欠激励脉冲终止后，晶体管44N再次断开，而稳态DAC 36的输出将写稳态电压WSS作为输出电压V0施加在衰减器PAD0。在本发明的该实施例中，写稳态电压WSS比读稳态电压RSS低，以平衡对写磁头25W施加的较高电流(以及导致的电阻加热并使磁头HD0热膨胀的较高水平)。欠激励电压电平UD支持在转换到写操作之后设置磁头HD0的温度。
在时间t2，控制信号RXW使得进行另一个转换，此时回到表示读操作的高电平。根据本发明的优选实施例，浮动高度控制器10FHC’内的FHC逻辑35’包括延迟级，在启动其写操作功能块之前，该延迟级使其对写到读转换的响应延迟选择的时间延迟RXW2ODTM。该延迟周期防止过激励和过加热其读/写磁头组件15，响应极短读操作，可能发生过激励和过加热其读/写磁头组件15。在该时间延迟RXW2ODTM终止之后，在时间t3，由于在该例子中，控制信号RXW保持高，所以FHC逻辑35’通过控制线OD_L发送有效(低)电平达比较器43指出的脉冲时长，从而接通晶体管44P，然后，通过去复用器60，将高压施加到电压驱动器400的输入端，超过稳态DAC 36的输出，并导致过激励电压驱动器输出400驱动的、通过控制开关410送到加热单元电阻器300的电压电平OD。同时，FHC逻辑35’(在时间延迟RXW2ODTM终止后)控制复用器34，以选择读电流寄存器32R的内容，送到稳态DAC 36。作为响应，电压驱动器400将读稳态电压RSS输出到加热单元电阻器300，如图6所示。
在图6所示的例子中，在时间t4选择磁头HD1，在该时间t4不选择磁头HD0，正如控制信号HEAD_SEL表示的那样。作为该事件的响应，浮动高度控制器10FHC’内的FHC逻辑35’控制去复用器60，以将初始状态DAC 52的输出施加到电压驱动电路500，然后，并控制电压驱动电路500，从而使其控制开关410选择初始状态电压驱动器540而非其主电压驱动器400的输出，送到衰减器PAD。因此，该输出电压V0对应于初始状态DAC 52的模拟输出，而且出现在衰减器PAD0和加热单元电阻器300上作为初始状态电压IC，如图6对磁头HD0所示。
相反，对于磁头HD1，因为控制信号RXW指出读操作，所以通过首先通过去复用器60和电压驱动电路501发送过激励电压OD达要求的时长，然后将其输出V1设置为读稳态电压RSS，如图所示，浮动高度控制器10FHC启动对读操作进行控制。浮动高度控制器10FHC’的操作继续以上述对上述选择磁头HD0情况描述的同样方式进行读操作和写操作，如图6所示。在该时间期间，如图所示，浮动高度控制器10FHC’控制去复用器60和电压驱动电路500，以将初始状态电压IC施加到加热单元电阻器300。
因此，根据本发明的该优选实施例，在控制硬盘驱动器内读/写磁头组件的浮动高度方面具有显著优点。如上对该典型实施例所做的说明，可以对读操作和写操作单独控制通过磁头组件内的加热单元电阻器的电流，而且可以以可编程方式进行这种控制。激活读操作与写操作之间的转换中的加热单元电阻器电流的过激励电平和欠激励电平，而且通过实现本发明的优选实施例，基本上可以以自动方式，出现过激励电平和欠激励电平。此外，如果要求，还可以提供未选择的硬盘驱动器的和未选择的读/写磁头的加热单元电阻器的初始状态驱动电平。利用可以与其它功能块一起实现的较简单逻辑电路系统，例如在前置放大器和浮动高度控制器组合的集成电路中，可以以有效方式获得这些优点。
上述多通道实现还具有其它好处，即，分别在多个读/写磁头组件内提供单独浮动高度控制、同时通过在多个磁头之间共享控制逻辑和数模变换器，将进行这种控制所需的功率耗散和电路复杂性降低到最小。这样，可以以高效、成本效益好的方式，对多个磁头提供可编程读/写操作的浮动高度控制电流、用于读操作与写操作之间的转换中的自动可编程过激励电平和欠激励电平以及包括未选择的读/写磁头中的加热单元电阻器的初始状态驱动电平。
尽管根据本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是可以设想，对于参考了本说明书及其附图的本技术领域内的普通技术人员，这些实施例的修改和变更是显而易见的，而且这些修改和变更可以获得本发明的优点和好处。可以设想，这些修改和变更在在此所附权利要求所述的本发明范围内。

Claims (14)

1、一种电路，通过控制对磁盘驱动器的读/写磁头组件内的加热单元电阻器施加的电流，来控制该读/写磁头组件的浮动高度，该电路包括：
第一电压驱动器，其输出端连接到端子，该端子用于连接所述加热单元电阻器；
读电流输入端，用于接收对应于要求的读电流的读电流信号；
写电流输入端，用于存储对应于要求的写电流的写电流信号；以及
控制电路系统，用于在读/写磁盘操作过程中，分别将读电流信号和写电流信号连接到第一电压驱动器的输入端。
2、根据权利要求1所述的电路，其中该控制电路系统包括：
读电流寄存器，连接到读电流输入端，用于存储对应于读电流信号的数字读电流数据值；
写电流寄存器，连接到写电流输入端，用于存储对应于写电流信号的数字写电流数据值；
稳态数模变换器，具有用于接收数字值的输入端和连接到第一电压驱动器的输出端；以及
选择电路系统，用于在读/写磁盘操作过程中，选择性地将读电流数据值和写电流数据值分别送到稳态数模变换器的输入端。
3、根据权利要求2所述的电路，其中该选择电路系统包括：
复用器，具有连接到读电流寄存器的输入端和连接到写电流寄存器的输入端；
过激励晶体管，具有连接在第一电压驱动器的输入端与第一电压之间的导电通路，而且具有控制端；
欠激励晶体管，具有连接在第一电压驱动器的输入端与第二电压之间的导电通路，而且具有控制端；以及
控制逻辑，具有用于接收读/写控制信号的输入端；具有连接到复用器的控制输入端的输出端，用于根据读/写控制信号，控制复用器；而且还具有连接到过激励晶体管和欠激励晶体管的控制端的输出端，用于根据读/写控制信号的转换，控制过激励晶体管和欠激励晶体管导通。
4、根据权利要求3所述的电路，进一步包括：
定时电路系统，连接到控制逻辑，用于将选择时长的脉冲施加到控制逻辑；
而且其中，根据定时电路系统输出的脉冲，控制逻辑控制过激励晶体管和欠激励晶体管导通选择的时长。
5、根据权利要求1所述的电路，进一步包括：
第二电压驱动器，具有输入端和输出端；
初始状态电流输入端，连接到第二电压驱动器的输入端，用于接收对应于要求的初始状态电流的初始状态电流信号；以及
控制开关，用于选择性地将第一和第二电压驱动器的输出端连接到所述端子；
而且其中，所述控制电路系统包括：
控制逻辑，还用于控制该控制开关，以便响应于控制逻辑接收无效磁盘驱动器启动信号，将第二电压驱动器的输出端连接到所述端子，以及响应于控制逻辑接收有效磁盘驱动器启动信号，将第一电压驱动器的输出端连接到所述端子。
6、根据权利要求5所述的电路，进一步包括：
初始状态寄存器，存储对应于在初始状态电流输入端接收的初始状态电流信号的数字初始状态电流数据值；以及
初始状态数模变换器，具有连接到初始状态寄存器的输出端的输入端和连接到第二电压驱动器的输出端。
7、根据权利要求1所述的电路，进一步包括用于监测从所述端子激励的电流的电路系统，其中该监测电路系统包括：
电流镜，具有连接到该端子的控制输入端，用于产生对应于从该端子激励的电流的镜像电流；以及
比较器，用于接收对应于该镜像电流的镜像输入信号，根据该镜像电流产生送到所述控制电路系统的信号。
8、根据权利要求7所述的电路，该监测电路系统进一步包括：
极限电路系统，连接到比较器，用于提供极限值；
而且其中，根据所述镜像输入信号与极限值的比较，比较器发出故障信号。
9、根据权利要求7所述的电路，进一步包括：
电路系统，用于对比较器提供变动的目标电压；
而且其中，响应于匹配目标电压的镜像输入信号，比较器发出信号，以便根据比较器响应该目标电压而发出信号的该目标电压计算所述加热单元电阻器的电阻。
10、一种用于控制磁盘驱动器中的读/写磁头组件的浮动高度的方法，该方法包括：
使第一端子连接到第一读/写磁头组件内的第一加热单元电阻器；
在至少一部分磁盘读操作期间，对第一端子施加第一电压；以及
在至少一部分磁盘写操作期间，对第一端子施加第二电压；
存储读电流值；
存储写电流值；
其中施加第一电压的步骤包括：
响应收到磁盘读启动信号，将对应于读电流值的信号施加到第一电压驱动器，第一电压驱动器具有连接到第一端子的输出端；
而且其中施加第二电压的步骤包括：
响应收到磁盘写启动信号，将对应于写电流值的信号施加到第一电压驱动器。
11、根据权利要求10所述的方法，其中磁盘读启动信号和磁盘写启动信号对应于读/写启动端的逻辑电平；
而且该方法进一步包括：
响应在读/写启动端检测到第一逻辑电平转换，将欠激励电压连接到第一电压驱动器；以及
响应在读/写启动端检测到第二逻辑电平转换，将过激励电压连接到第一电压驱动器。
12、根据权利要求11所述的方法，其中第一逻辑电平转换对应于从磁盘读操作到磁盘写操作的转换；
而且其中第二逻辑电平转换对应于从磁盘写操作到磁盘读操作的转换。
13、根据权利要求10所述的方法，该方法进一步包括：
监测对应于在第一端子激励的电流的镜像电流。
14、根据权利要求13所述的方法，其中所述监测包括：
将该镜像电流与极限值进行比较；以及
响应该镜像电流超过极限值，发出故障信号。
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Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7589936B1 (en) * 2003-12-04 2009-09-15 Seagate Technology Llc Center-tapped write coil
US7474510B1 (en) 2004-01-08 2009-01-06 Seagate Technology Llc Disk drive head reset for parked head using closely spaced magnet
US7042674B1 (en) * 2004-02-05 2006-05-09 Maxtor Corporation Disk drive head resetting system using slider heater
US7061706B2 (en) * 2004-03-15 2006-06-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Circuitry for linear control of head flying height using thermal means
US7126777B2 (en) * 2004-07-30 2006-10-24 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Disk drive with selectable power source for heater in a slider
US7046473B2 (en) * 2004-09-14 2006-05-16 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Method and apparatus for active fly height control with heating and electrical charge
US7746590B2 (en) * 2004-10-06 2010-06-29 Agere Systems Inc. Current mirrors having fast turn-on time
JP2006164388A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッドスライダの浮上量制御方法および磁気ディスク装置
KR100712510B1 (ko) * 2005-05-09 2007-04-27 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 기록강도 제어 방법 및 이에 적합한프로그램을 기록한 기록 매체
US7375912B2 (en) 2005-05-31 2008-05-20 Texas Instruments Incorporated Disk drive fly height control based on constant power dissipation in read/write head heaters
US7522369B1 (en) 2005-07-15 2009-04-21 Marvell International Ltd. Circuits, architectures, apparatus, systems, and methods for maintaining constant spacing in a read/write apparatus for data storage
US7382562B2 (en) * 2005-09-06 2008-06-03 Seagate Technology Llc Preamplifier for use in data storage devices
US7551384B1 (en) * 2005-10-07 2009-06-23 Seagate Technology Llc Systems and methods for calibrating a read/write channel of a hard disk drive
US7256957B1 (en) 2006-01-04 2007-08-14 Marvell International Ltd. Circuits, systems, and methods for capacitive fly height measurement
US7423829B2 (en) 2006-03-22 2008-09-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit for flying height on demand
US20070230021A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Maxtor Corporation Flying height control for read-to-write and write-to-read transitions
WO2007121189A2 (en) 2006-04-10 2007-10-25 Texas Instruments Incorporated On-chip compensation for a fully differential voice coil motor control
JP2007293948A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Fujitsu Ltd 情報記録再生装置、ヘッド浮上量制御方法、ヘッド浮上制御回路
JP2007294007A (ja) * 2006-04-25 2007-11-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ装置及びその制御方法
US7330336B2 (en) * 2006-05-22 2008-02-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B. V. Dual polarity bias for prolonging the life of a heating element in magnetic data storage devices
US20080030888A1 (en) * 2006-05-22 2008-02-07 Maxtor Corporate Transducer fly height distribution range reduction
US7649330B2 (en) * 2006-06-07 2010-01-19 Texas Instruments Incorporated Low-power pulse-width-modulated retract of disk drive actuator
US7902778B2 (en) * 2006-06-07 2011-03-08 Texas Instruments Incorporated Programmable constant voltage retract of disk drive actuator
TWI388832B (zh) * 2006-08-24 2013-03-11 Univ Kaohsiung Medical Clinical method of multi - standard cancer cell cold light detection
US7656600B2 (en) * 2006-08-25 2010-02-02 Seagate Technology Llc Monitoring transducer potential to detect an operating condition
JP2008090970A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Tdk Corp 発熱制御手段を備えたヘッドアンプ
US8386704B2 (en) * 2006-10-25 2013-02-26 HGST Netherlands B.V. Techniques for improving hard disk drive efficiency
US7457072B2 (en) * 2006-12-04 2008-11-25 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Disk drive with head fly-height compensation for disk surface variations
US7375914B1 (en) 2007-02-27 2008-05-20 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Disk drive with improved method for operating a thermal head fly-height actuator
US20080204914A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Texas Instruments Incorporated Low Power Write Driver for a Magnetic Disk Drive
US7830765B2 (en) * 2007-03-22 2010-11-09 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus to monitor and control hard-disk head position
US7440220B1 (en) 2007-05-29 2008-10-21 Western Digital (Fremont), Llc Method for defining a touch-down power for head having a flying height actuator
US7436620B1 (en) 2007-05-29 2008-10-14 Western Digital (Fremont), Llc Method for selecting an electrical power to be applied to a head-based flying height actuator
US8159771B2 (en) * 2007-06-01 2012-04-17 Seagate Technology Llc Controlling a heat resistive element with a pulse modulated signal
JP4840780B2 (ja) * 2007-06-19 2011-12-21 東芝ストレージデバイス株式会社 記憶装置のヘッドｉｃ及びそれを用いた記憶装置
US20090154002A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Toru Takeuchi Methods and apparatus to control head expansion in multi-head hard-disk drives
US7839595B1 (en) 2008-01-25 2010-11-23 Western Digital Technologies, Inc. Feed forward compensation for fly height control in a disk drive
US7630162B2 (en) * 2008-02-04 2009-12-08 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive servoing off of first head while determining fly height for second head
US8482873B1 (en) 2008-02-18 2013-07-09 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing pulse width modulation of head control signal
US7990647B2 (en) * 2008-07-03 2011-08-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Thermally assisted recording head control means for protrusion management
US7675707B1 (en) 2008-11-21 2010-03-09 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing repeatable disturbance compensation for fly height control
US7787201B2 (en) * 2008-12-05 2010-08-31 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for controlling fly-height of a perpendicular-magnetic-recording head in a hard disk drive
US8320069B1 (en) 2010-03-18 2012-11-27 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive detecting positive correlation in fly height measurements
US8059357B1 (en) 2010-03-18 2011-11-15 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive adjusting fly height when calibrating head/disk contact
US7916420B1 (en) 2010-05-14 2011-03-29 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing comb filter for repeatable fly height compensation
US8300338B1 (en) 2010-09-30 2012-10-30 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive correlating different fly height measurements to verify disk warpage
US8576509B1 (en) 2011-08-24 2013-11-05 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive configuring dual fly height actuators during write operation
US8724249B2 (en) 2011-12-20 2014-05-13 HGST Netherlands B.V. Disk drive with multiplexed read signal and fly-height signal for fly-height monitoring during writing
US8441909B1 (en) 2012-03-13 2013-05-14 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive increasing laser power at beginning of write in heat assisted magnetic recording
US8456980B1 (en) 2012-03-13 2013-06-04 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive compensating for laser induced head protrusion in heat assisted magnetic recording
US20140036388A1 (en) * 2012-03-16 2014-02-06 University College London System and method for manipulating domain pinning and reversal in ferromagnetic materials
US8611036B2 (en) * 2012-05-06 2013-12-17 HGST Netherlands B.V. Disk drive with head thermal fly-height actuator and controller for compensation of write head expansion
US8619508B1 (en) 2012-07-23 2013-12-31 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive adjusting fly height actuator to compensate for laser induced head protrusion in heat assisted magnetic recording
US8681438B1 (en) * 2012-09-26 2014-03-25 Seagate Technology Llc Storage media asperity detection
US8724244B1 (en) 2012-12-23 2014-05-13 HGST Netherlands B.V. Efficient rotational parameter control for hard disk drive
US8830618B2 (en) 2012-12-31 2014-09-09 Lsi Corporation Fly height control for hard disk drives
US8743667B1 (en) 2013-02-26 2014-06-03 HGST Netherlands B.V. Method for controlling writing in a thermally-assisted recording (TAR) disk drive with thermal fly-height control
US8787125B1 (en) 2013-03-13 2014-07-22 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive calibrating fly height actuator to enable laser biasing during non-write mode
US9355668B2 (en) 2013-05-21 2016-05-31 HGST Netherlands B.V. Hard disk drive with contact detection using a spin torque oscillator
US8902718B1 (en) 2013-05-21 2014-12-02 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive calibrating dynamic fly height write profile for fly height actuator
US8922929B1 (en) 2013-06-13 2014-12-30 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive calibrating fly height actuator and laser power for heat assisted magnetic recording
US9218822B1 (en) * 2015-05-13 2015-12-22 HGST Netherlands B.V. Disk drive with preamplifier with isolation for multiple readers in a slider with a common return signal
US9595277B2 (en) * 2015-07-13 2017-03-14 Seagate Technology Llc Thermally assisted writer protrusion determination and control
JP6496274B2 (ja) * 2016-05-27 2019-04-03 ファナック株式会社 寿命故障条件を学習する機械学習装置，故障予知装置，機械システムおよび機械学習方法
US10410662B1 (en) 2018-10-16 2019-09-10 Seagate Technology Llc Preventing data storage device failure due to changes in head fly height
CN111785305B (zh) * 2020-06-23 2021-06-22 厦门市美亚柏科信息股份有限公司 一种希捷硬盘外边缘划伤数据恢复方法
US11756582B1 (en) 2022-05-11 2023-09-12 Stmicroelectronics, Inc. System and method for disk drive fly height measurement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5991113A (en) * 1997-04-07 1999-11-23 Seagate Technology, Inc. Slider with temperature responsive transducer positioning
US20030099054A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Akifumi Kamijima Thin-film magnetic head, head gimbal assembly with thin-film magnetic head and magnetic disk apparatus with head gimbal assembly
CN1447971A (zh) * 2000-08-29 2003-10-08 国际商业机器公司 动态控制存储器中读/写磁头的浮动状态和高度的方法和设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6578816B1 (en) * 2000-04-14 2003-06-17 International Business Machines Corporation Active micromechanical air valve for pressure control and method for making same
US7119990B2 (en) * 2002-05-30 2006-10-10 Komag, Inc. Storage device including a center tapped write transducer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5991113A (en) * 1997-04-07 1999-11-23 Seagate Technology, Inc. Slider with temperature responsive transducer positioning
CN1447971A (zh) * 2000-08-29 2003-10-08 国际商业机器公司 动态控制存储器中读/写磁头的浮动状态和高度的方法和设备
US20030099054A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Akifumi Kamijima Thin-film magnetic head, head gimbal assembly with thin-film magnetic head and magnetic disk apparatus with head gimbal assembly

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