CN101471084A - 盘驱动器装置以及头定位控制方法 - Google Patents

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CN101471084A CNA2008101697116A CN200810169711A CN101471084A CN 101471084 A CN101471084 A CN 101471084A CN A2008101697116 A CNA2008101697116 A CN A2008101697116A CN 200810169711 A CN200810169711 A CN 200810169711A CN 101471084 A CN101471084 A CN 101471084A
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Abstract

本发明涉及一种盘驱动器装置以及头定位控制方法。一种盘驱动器包括检测信号产生模块(301)，该检测信号产生模块(301)被配置为通过读取螺旋伺服图形中的每一个来产生检测信号，所述螺旋伺服图形是在头(5)扫描盘介质上的圆周方向区域的同时通过所述头(5)读出的。位置误差计算模块(302)被配置为使用通过以等时间间隔划分所述检测信号而获得的多个帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D，使用所述帧中的至少两个帧来产生所述伺服脉冲信号中的至少一个脉冲信号，并且所述位置误差计算模块(302)被配置为基于所产生的脉冲信号的振幅值来计算所述头的位置误差。

Description

盘驱动器装置以及头定位控制方法
技术领域
本发明的一个实施例涉及具有盘介质的盘驱动器装置和应用于该盘驱动器装置的头(head)定位控制方法。
背景技术
一般地，在以硬盘驱动器(有时简称为盘驱动器)为代表的盘驱动器装置中，在盘介质上写入伺服图形(伺服数据)，该盘介质是一种记录介质。伺服图形用于执行头定位控制。在盘驱动器中，使用由头读取的伺服图形，在盘介质上的目标位置(目标磁道)处定位头。
通常，在盘介质上写入的伺服图形包括多个辐射状伺服图形(有时也称为伺服楔形区(servo wedge))。所述多个辐射状伺服图形用于在盘介质上限定多个同心磁道。通过包括在盘驱动器制造过程中的伺服写入工序，在盘介质上写入该辐射状伺服图形。
近来，提出了这样的方法，在伺服写入工序中，在盘介质上写入将成为基本图形(种子图形)的多个螺旋伺服图形(有时称为螺旋磁道)，并且基于所述多个螺旋伺服图形写入辐射状伺服图形(例如，参见美国专利No.7,248,426 B1)。
在这些情况下，辐射状伺服图形是在作为产品出货(ship)的盘驱动器中在实际操作期间使用的伺服图形(产品伺服图形)。相应地，最终通过重写从盘介质中删除每一个螺旋伺服图形。
在伺服写入工序中，在其中记录所述多个螺旋伺服图形的盘介质通常被安装在盘驱动器中。通过由盘驱动器执行的自伺服写入工序，在盘介质上写入所述多个辐射状伺服图形(产品伺服图形)。
在写入辐射状伺服图形时，读头读取所述多个螺旋伺服图形，以获得检测信号。盘驱动器基于检测信号来计算位置误差以执行头定位控制。盘驱动器通常包括被称为集成头的头。在集成头上安装有读取伺服图形和数据的读头以及写入伺服图形和数据且与读头彼此分开的写头。与写头的宽度相比，读头的宽度相对较窄。这导致在通过读头读取的螺旋伺服图形的检测信号中产生具有特定形状，具体地为六角形的信号。
在为执行头定位控制而采用的位置误差计算方法中，公知用于辐射状伺服图形的位置误差计算算法。在该位置误差计算算法中使用伺服脉冲(burst)信号A、B、C和D。该位置误差计算方法是能够以充分的精度计算头位置误差的算法。然而，通过读取所述多个螺旋伺服图形而获得的检测信号不同于伺服脉冲信号A、B、C和D。因此，很难将检测信号直接用于该位置误差计算算法中。
因此，有必要实现使用通过读取所述多个螺旋伺服图形而获得的检测信号来以充分的精度定位头的新功能。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种盘驱动器装置，其中可以使用通过读取多个螺旋伺服图形而获得的检测信号，充分精确地定位头。
根据本发明的一个实施例，提供一种盘驱动器装置，其包括：盘介质，在其中写入多个螺旋伺服图形；检测信号产生模块，其被配置为通过读取所述螺旋伺服图形中的每一个来产生检测信号，所述螺旋伺服图形是在头扫描所述盘介质上的圆周方向区域的同时通过所述头读出的；以及位置误差计算模块，其被配置为使用通过以等时间间隔划分所述检测信号而获得的多个帧(frame)来产生伺服脉冲信号A、B、C和D，使用所述帧中的至少两个帧来产生所述伺服脉冲信号中的至少一个脉冲信号，并且所述位置误差计算模块被配置为基于所述所产生的脉冲信号的振幅值(amplitudevalue)来计算所述头的位置误差。
本发明的其它目的和优点将在下面的说明中阐述，并且通过该说明而部分显而易见，或者可以通过本发明的实施而获知。通过下文中特别地指出的媒介和组合，可以实现和获得本发明的目的和优点。
附图说明
被并入且构成说明书一部分的附图示例出本发明的实施例，并且与上面给出的概括描述和下面给出的对实施例的详细描述一起，用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的一个实施例的盘驱动器装置的构成的示范性框图；
图2是示出伺服磁道写入器(writer)的构成的示范性框图；
图3示出了用于实施例的盘驱动器装置中的其中写入有多螺旋伺服图形的盘介质；
图4示出了在图3的盘介质上在多螺旋伺服图形与辐射状伺服图形之间的位置关系；
图5是用于解释包括在辐射状伺服图形中的伺服脉冲信号的示范性图示；
图6是用于解释螺旋伺服图形的检测信号的一个实例的示范性图示；
图7是用于解释在实施例的盘驱动器装置中使用的螺旋伺服图形的六角形检测信号的示范性图示；
图8是用于解释通过以等间隔划分图7的检测信号而获得的多个帧的示范性图示；
图9是示出图7的检测信号如何随着头的径向位置的变化而变化的示范性图；
图10是示出对于头的径向位置的变化，每一个帧的振幅值的变化的状态的示范性图示；
图11示出所选择的四个帧信号中的每一个的振幅值的变化、通过所选择的第一至第六帧信号的组合而产生的四个信号中的每一个的振幅值的变化、以及伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的振幅值的变化；
图12示出由实施例的盘驱动器装置执行的位置误差计算结果；
图13是用于解释所选择的帧与伺服脉冲信号A、B、C和D之间的关系的一个实例的示范性图示；
图14是用于解释在实施例的盘驱动器装置中每个帧与伺服脉冲信号A、B、C和D之间的关系的一个实例的示范性图示；
图15是示出在实施例的盘驱动器装置中设置的位置误差计算模块的一个构成实例的示范性框图；以及
图16是示出由实施例的盘驱动器装置执行的头定位控制处理的步骤的示范性流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图说明根据本发明的不同实施例。概括地说，根据本发明的一个实施例，盘驱动器装置包括在其中写入有多个螺旋伺服图形的盘介质。该盘驱动器装置还包括检测信号产生模块和位置误差计算模块。检测信号产生模块被配置为通过读取螺旋伺服图形中的每一个来产生检测信号，这些螺旋伺服图形是通过在头扫描盘介质上的圆周方向区域的同时通过该头读出的。位置误差计算模块被配置为使用通过以等时间间隔划分检测信号而获得的多个帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D。在该情况下，使用这些帧中的至少两个帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的至少一个脉冲信号。位置误差计算模块基于所产生的脉冲信号A、B、C和D的振幅值来计算头的位置误差。
图1是示意性示出根据本发明的一个实施例的盘驱动器装置的框图。
该实施例的盘驱动器装置100包括磁盘的盘介质1、头5、主轴电动机110、致动器臂130、头放大器(HIC：头IC)140、以及印刷电路板(PCB)190。
通过主轴电动机110使盘介质1高速旋转。在该实施例中，如图3中所示，在盘介质1上，记录包括多个螺旋伺服图形的多螺旋伺服图形，作为用于头定位的基本图形。通过伺服磁道写入器(STW)在盘介质1上记录多螺旋伺服图形。
头5从盘介质1读取数据且在盘介质1中写入数据。集成头的头包括读头和写头。读头从盘介质1读取多螺旋伺服图形、辐射状伺服图形以及用户数据。写头在盘介质1上的除了伺服扇区以外的数据区域中写入用户数据。写头还在下述自伺服写入操作期间写入辐射状伺服图形。
致动器臂130用作头移动机构131的部分。头移动机构131使得头5在盘介质1的径向方向上移动。头5被安装在致动器臂130的前端上。致动器130受到枢轴6的支撑以便围绕枢轴6转动。致动器臂130由音圈电动机(未示出)驱动。音圈电动机驱动致动器臂130以将头5定位在盘介质1上的任何径向位置处。头移动装置131包括音圈电动机和致动器臂130。
通过电动机驱动器180来驱动和控制音圈电动机。头放大器140放大来自头5中的读头的读出信号，以将该读出信号提供给读取/写入器信道IC150。电动机驱动器180和读取/写入器信道IC 150被安装在PCB 190上。
读取/写入器信道IC 150、微处理器(CPU)170、电动机驱动器180以及硬盘控制器(HDC)200被安装在PCB 190上。读取/写入器信道IC 150是一种处理读出和写入信号的信号处理单元。读取/写入器信道IC150包括伺服处理模块160，该伺服处理模块160执行再现多螺旋伺服图形的伺服信号和辐射状伺服图形的伺服信号的处理。
伺服处理模块160包括地址码检测单元、伺服脉冲信号解调单元以及伺服数据再现单元。地址码检测单元从读出信号检测扇区地址码以及磁道(柱面(cylinder))地址码。扇区地址码和磁道(柱面)地址码被包括在辐射状伺服图形中。伺服脉冲信号解调单元执行对多螺旋伺服图形的检测信号的解调处理以及对包括在辐射状伺服图形中的伺服脉冲信号的解调处理。伺服数据再现单元将通过地址码检测单元检测的地址码和解调后的伺服脉冲信号A、B、C和D的振幅值提供给CPU 170。
电动机驱动器180包括VCM驱动器和SPM驱动器。在CPU 170的控制下，VCM驱动器将驱动电流提供给驱动致动器130的音圈电动机(VCM)。SPM驱动器将驱动电流提供给主轴电动机(SPM)110以使盘介质1旋转。
HDC 200是执行在盘驱动器100与外部主机系统之间的数据传输的接口。基于CPU 170的控制，HDC 200执行将从读取/写入器IC 150提供的用户数据传输到主机系统的处理以及接收来自主机系统的数据以将所接收到的数据传输给读取/写入器信道IC 150的处理。
来自主机系统的数据包括用于辐射状伺服图形的数据(伺服数据)。用于辐射状伺服图形的数据(伺服数据)是应通过自伺服写入操作在盘介质1上写入的数据。
CPU 170是控制盘驱动器100的操作的主控制器。CPU 170具有执行该实施例的自伺服写入操作的功能。在作为产品出货的盘驱动器100中，CPU 170基于在盘介质1上写入的辐射状伺服图形(产品伺服图形)来执行对头5的头定位控制。
伺服磁道写入器的构成
图2是示出该实施例的伺服磁道写入器(STW)的主要部件的框图。伺服磁道写入器(STW)被安装在洁净室内。伺服磁道写入器(STW)是伺服写入专用设备，其在自伺服写入处理之前在盘介质1上写入用作基本图形的多螺旋伺服图形。
如图2所示，伺服磁道写入器包括控制器30、头驱动机构31、伺服头32、写入控制电路33、主轴电动机34、时钟头16和主时钟电路36。
主轴电动机34使盘介质1旋转。在该盘介质1中没有任何数据片被写入。伺服头32被安装在滑块上，而读头和写头分离。读头读取多螺旋伺服图形。写头写入多螺旋伺服图形。
控制器30主要包括微处理器和存储器。控制器30控制头驱动机构31、写入控制电路33、主轴电动机34和主时钟电路36的操作。控制器30控制头驱动机构31以执行对伺服头32的头定位控制。
头驱动机构31是使伺服头32移动到盘介质1上的指定位置的致动器。通过音圈电动机驱动头驱动机构31。写入控制电路33向伺服头32输送用于写入螺旋伺服图形的伺服数据。伺服头32基于来自写入控制电路33的伺服数据而在盘介质1上写入多螺旋伺服图形。图3示出在盘介质1上写入的多螺旋伺服图形。
在控制器30的控制下，主时钟电路36向时钟头35输送时钟信号。时钟头在盘介质1上的最外圆周区域中写入时钟信号。当在使伺服头32在盘介质1上从最内圆周侧朝向最外圆周侧移动的同时定位伺服头32时，控制器30将该时钟信号作为基准位置信息信号进行参照。
多螺旋伺服图形
下面将参考图3、4、6和7来描述该实施例的多螺旋伺服图形以及多螺旋伺服图形的检测信号。
图3概念性示出了在盘介质1的整个表面中写入的多螺旋伺服图形。通过图2的伺服磁道写入器写入该多螺旋伺服图形。
多螺旋伺服图形是用于执行寻道(tracking)以在盘介质1上的目标位置处定位头5的伺服脉冲图形。多螺旋伺服图形包括n个螺旋伺服图形21至2n。螺旋伺服图形21至2n中的每一个都是通过例如脉冲信号实现的。
螺旋伺服图形21至2n中的每一个都具有约10至约20圈(rotation)的长度。构成多螺旋伺服图形的螺旋伺服图形的数量n的范围在约300至约400。
其中写入了螺旋伺服图形21至2n的盘介质1被并入在盘驱动器100中。于是，在盘驱动器100中，使用头5，通过自伺服写入功能而在盘介质1上写入P个辐射状伺服图形41至4p。
在自伺服写入时，CPU 170在盘介质1上写入用于限定每个同心磁道的辐射状伺服图形41至4p，同时在由虚线示出的同心磁道的中心线31至3m中的每一条上执行头5的寻道。在寻道中使用多螺旋伺服图形21至2n。
在图3中，由实线示出的箭头表示其中头5(具体地，读头)扫描同心磁道33的状态。盘介质1沿着虚线的箭头所示的方向旋转。
例如，在这样的周期中头5经过螺旋伺服图形21至2n，在该周期期间，头5(具体地，读头)在盘介质1的与特定的同心磁道(例如，同心磁道的中心线33)相对应的圆周区域。当头5经过螺旋伺服图形21至2n中的每一个时，从头5输出读出信号。该读出信号是通过读取螺旋伺服图形21至2n中的每一个而获得的检测信号。该检测信号被用于产生位置误差信号(PES)。位置误差信号(PES)被用于执行寻道以使头5(具体地，读头)保持在同心磁道的中心线33上。
图4示出多螺旋伺服图形21至25与辐射状伺服图形41至43之间的位置关系。在图4中，垂直轴表示径向方向，而水平轴表示时间。如图4中所示，辐射状伺服图形41至43相对于头5(读头)的扫描方向(盘介质1的圆周方向)垂直地延伸。另一方面，螺旋伺服图形21至25相对于扫描方向(盘介质1的圆周方向)倾斜地延伸。因此，头5(读头)读取每个螺旋伺服图形的时间(timing)通过头5(读头)的径向位置而改变。
在盘驱动器100中，在盘介质1上写入辐射状伺服图形41至43之后，读头受到控制，以基于辐射状伺服图形41至43而被定位在同心磁道的中心线31至35处。
图5示出了包括在辐射状伺服图形41至4p的每一个中的伺服脉冲信号(伺服脉冲信号A、B、C和D)区域6以及通过读取其伺服脉冲信号A、B、C和D而获得的检测信号。
当读头经过伺服脉冲信号区域6时，通过由读头提供的读出信号而获得与伺服脉冲信号A、B、C和D相对应的检测信号7A至7D。在用于辐射状伺服图形的位置误差计算算法中，使用读出的伺服脉冲信号A、B、C和D的振幅值，即，检测信号7A至7D中的每一个的振幅值，计算头5(读头)的位置误差。检测信号7A至7D中的每一个的振幅值通过读取/写入器信道IC 150的伺服处理模块160而获得。
基于读出的伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的振幅值的变化，即，检测信号7A至7D中的每一个的振幅值的变化，CPU 170确定读头的径向位置。当读头位于同心磁道的中心线31至3m中的一条上时，读出的伺服脉冲信号A的振幅值(检测信号7A的振幅值)变为等于读出的伺服脉冲信号B的振幅值(检测信号7B的振幅值)。下文中，将头5从同心磁道的中心线偏离的量称为位置误差。
使用读出的伺服脉冲信号A、B、C和D的振幅值，即，检测信号7A至7D中的每一个的振幅值，CPU 170执行用于计算头5(具体地，读头)的位置误差的位置误差计算。基于计算结果，CPU 170执行用于在盘介质1上的目标位置(特定磁道上的中心线)上定位头5(具体地，读头)的头定位控制处理(寻道处理)。通过该头定位控制处理，头5(具体地，读头)被保持在盘介质1上的目标位置(特定磁道上的中心线)处。
例如，CPU 170根据由下式(1)至(3)所示的位置误差计算算法来计算头5的位置误差：
pos1＝(A-B)/(A+B)       (1)
pos2＝(C-D)/(C+D)       (2)
POS＝(pos1+pos2)/2      (3)
其中POS是位置误差，并且字母A至D分别是伺服脉冲信号A至D的振幅值。
图6示出当头5(读头)经过螺旋伺服图形的区域8时获得的检测信号9。在写入螺旋伺服图形的写头具有与并入在盘驱动器100中的头5(读头)相同的宽度的情况下，获得菱形的检测信号9，如图6中所示。这是因为螺旋伺服图形相对于头5的扫描方向即盘介质1的圆周方向倾斜地延伸。
图7示出当头5(读头)经过螺旋伺服图形的区域10时获得的检测信号11。通常，并入在盘驱动器100中的头5(读头)的宽度比写入螺旋伺服图形的写头的宽度窄。因此，当头5(读头)经过螺旋伺服图形中的特定区域10时获得的检测信号11实际上变为与菱形不同的特定形状，即六角形信号(六角形脉冲信号)。
头定位控制
下面，将参考图8至15描述如何基于六角形检测信号(脉冲信号波形)11来执行对头5的头定位控制。
在盘驱动器100中，如上所述，通过在头5扫描盘介质1上的圆周方向区域的同时由头5读出的螺旋伺服图形，产生六角形检测信号(脉冲信号)11。
在该实施例中，以等时间间隔划分六角形检测信号(脉冲信号)11。在对头5的头定位控制中使用通过该划分而获得的多个帧中的每一个的振幅值。
图8示出了以等间隔被划分成多个帧的六角形检测信号(脉冲信号)11以及每个帧的振幅值。
在图8中，标号12表示通过以等间隔划分六角形检测信号11而获得的帧(信号)中的每一个。添加到标号12的下标表示帧的序号(帧1至帧q)。标号13表示每个帧的振幅值(平均振幅值)。添加到标号13的下标表示帧的序号(帧1至帧q)。
标号132表示帧122的振幅值，类似地，标号133、134、135、136、137、138、139、1310、1311、1312、1313和1314分别表示帧123、124、125、126、127、128、129、1210、1211、1212、1213和1214的振幅值。下文中，将由标号13n表示的振幅值称为帧信号13n的振幅值。
图9是示出由读出的螺旋伺服图形获得的检测信号如何随着头5(读头)的径向位置的变化而变化的图示。
即，在头5(读头)位于由图9的标号51表示的径向位置处的情况下，通过读取螺旋伺服图形区域10而获得在图9的中部中示出的检测信号111。另一方面，在头5(读头)位于由图9的标号52表示的径向位置处的情况下，通过读取螺旋伺服图形区域10而获得在图9的下部中示出的检测信号112。
虽然检测信号111和检测信号112具有相同的六角形形状，在时间轴方向上，检测信号112偏离检测信号111。
图10示出对于头5(读头)的径向位置的变化，每个帧的振幅值的变化的状态。字母N表示由径向伺服图形定义的同心磁道n的磁道中心位置。字母N+1表示与同心磁道n的内圆周侧相邻的同心磁道n+1的磁道中心位置。字母N-1表示与同心磁道n的外圆周侧相邻的同心磁道n-1的磁道中心位置。字母N+1/2表示同心磁道n与同心磁道n+1之间的边界位置。字母N-1/2表示同心磁道n与同心磁道n-1之间的边界位置。
在该实施例中，使用通过划分螺旋伺服图形的检测信号11而获得的多个帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D。具体地，使用多个帧中的至少两个预定帧的组合来产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的至少一个。例如，使用多个帧中的一个预定帧来分别产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的其它伺服脉冲信号。CPU 170使用所产生的至少一个脉冲信号的振幅值和所产生的其它脉冲信号中的每一个的振幅值来计算头5的位置误差。根据用于辐射状伺服图形的位置误差计算算法，计算头5的位置误差。即，基于所产生的脉冲信号A、B、C和D，计算位置误差。由于伺服脉冲信号A、B、C和D中的至少一个是使用多个帧中的至少两个预定帧的组合而产生的，因此与使用一个预定帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的情况相比，可以以高的精度计算位置误差。
更具体地，例如，CPU 170从多个帧中选择与伺服脉冲信号A、B、C和D相对应的第一帧、第二帧、第三帧和第四帧。第一帧是具有与伺服脉冲信号A的振幅特性类似的振幅特性的一个帧。第二帧是具有与伺服脉冲信号B的振幅特性类似的振幅特性的一个帧。第三帧是具有与伺服脉冲信号C的振幅特性类似的振幅特性的一个帧。第四帧是具有与伺服脉冲信号D的振幅特性类似的振幅特性的一个帧。
CPU 170还选择与伺服脉冲信号C和D相对应的第五帧和第六帧。(1)CPU 170使用所选择的第一和第二帧作为伺服脉冲信号A和B，(2)CPU170使用通过所选择的第三帧和所选择的第五帧的组合而获得的信号作为伺服脉冲信号C，以及(3)CPU 170使用通过所选择的第四帧和所选择的第六帧的组合而获得的信号作为伺服脉冲信号D，从而根据用于辐射状伺服图形的位置误差计算算法，CPU 170计算头5的位置误差。
参考图10，注意力集中在同心磁道n的磁道中心位置N的附近。在磁道中心位置N，表示帧信号135的振幅值的变化的曲线与表示帧信号1311的振幅值的变化的曲线相交。在磁道边界位置N-1/2和磁道边界位置N+1/2的附近，可以理解，帧信号135的振幅值和帧信号1311的振幅值具有彼此补偿的关系(两个振幅值中的一个变为最大值，而另一个振幅值变为最小值)。即，与帧125相对应的帧信号135的振幅值的增大和减小特性与伺服脉冲信号A的振幅值的增大和减小特性相似。与帧1211相对应的帧信号1311的振幅值的增大和减小特性与伺服脉冲信号B的振幅值的增大和减小特性相似。
因此，在该实施例中考虑振幅值的增大和减小特性的相似性以及相交点的相似性。相应地，将帧信号135选择作为与伺服脉冲信号A相对应的第一帧，并且将帧信号1311选择作为与伺服脉冲信号B相对应的第二帧。即，由帧信号135产生伺服脉冲信号A，而由帧信号1311产生伺服脉冲信号B。
当注意力集中在与图10的N-1/2相邻的磁道边界位置时，可以理解，表示帧信号137的振幅值的变化的曲线与表示帧信号1313的振幅值的变化的曲线相交。即，与帧127相对应的帧信号137的振幅值的增大和减小特性与伺服脉冲信号C的振幅值的增大和减小特性相似。与帧1213相对应的帧信号1313的振幅值的增大和减小特性与伺服脉冲信号D的振幅值的增大和减小特性相似。
因此，在该实施例中考虑振幅值的增大和减小特性的相似性以及相交点的相似性。相应地，将帧信号137选择作为与伺服脉冲信号C相对应的第三帧，并且将帧信号1313选择作为与伺服脉冲信号D相对应的第四帧。
另外，在该实施例中，将帧信号139选择作为与伺服脉冲信号C相对应的第五帧，并且将帧信号133选择作为与伺服脉冲信号D相对应的第六帧。
可以通过选择作为第三帧的帧信号137和选择作为第五帧的帧信号139的组合，产生伺服脉冲信号C。具体地，CPU 170比较帧信号137的振幅值和帧信号139的振幅值，以获得较小的振幅值，并且，CPU 170使用帧信号137和帧信号139中的较小的振幅值来作为伺服脉冲信号C的振幅值。换句话说，CPU 170通过帧信号137和帧信号139的组合来产生新的帧信号。当头5(读头)的径向位置在N到N-1的范围时，该帧信号具有与帧信号137的振幅值变化相同的振幅值变化。另外，当头5(读头)的径向位置在N到N+1的范围时，该帧信号具有与帧信号139的振幅值变化相同的振幅值变化。
可以通过选择作为第四帧的帧信号1313和选择作为第六帧的帧信号133的组合，产生伺服脉冲信号D。具体地，CPU 170比较帧信号133的振幅值和帧信号1313的振幅值，以获得较大的振幅值，并且，CPU 170使用帧信号133和帧信号1313中的较大的振幅值来作为伺服脉冲信号D的振幅值。换句话说，CPU 170通过帧信号133和帧信号1313的组合来产生新的帧信号。当头5(读头)的径向位置在N到N-1的范围时，该帧信号具有与帧信号1313的振幅值变化相同的振幅值变化。另外，当头5(读头)的径向位置在N到N+1的范围时，该帧信号具有与帧信号133的振幅值变化相同的振幅值变化。
图11示出所选择的四个帧信号中的每一个的振幅值的变化(图11的上部中所示的曲线图)、通过所选择的第一至第六帧信号的组合而产生的四个信号中的每一个的振幅值的变化(图11的中部中所示的曲线图)、以及在伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的振幅值的变化(图11的下部中所示的曲线图)。
在图11中，标号14表示被选择作为与伺服脉冲信号A、B、C和D相对应的第一至第四帧的四个帧信号(帧信号135、1311、137和1313)的振幅值。添加到标号14的下标A至D中的每一个表示对应的脉冲信号中的一种。即，标号14A表示被选择作为与伺服脉冲信号A相对应的第一帧的帧信号135的振幅变化。类似地，标号14B表示被选择作为与伺服脉冲信号B相对应的第二帧的帧信号1311的振幅变化，标号14C表示被选择作为与伺服脉冲信号C相对应的第三帧的帧信号137的振幅变化，以及标号14D表示被选择作为与伺服脉冲信号D相对应的第四帧的帧信号1313的振幅变化。
标号15表示伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的振幅值。添加到标号15的下标A至D中的每一个表示对应的脉冲信号中的一种。即，标号15A表示伺服脉冲信号A的振幅变化。类似地，标号15B表示伺服脉冲信号B的振幅变化，标号15C表示伺服脉冲信号C的振幅变化，以及标号15D表示伺服脉冲信号D的振幅变化。
标号16表示与伺服脉冲信号A、B、C和D相对应的四个信号中的每一个的振幅值。使用第一至第六帧(帧信号135、1311、137、1313、139和133)产生伺服脉冲信号A、B、C和D。添加到标号16的下标A至D中的每一个表示对应的脉冲信号中的一种。即，标号16A表示被选择作为与伺服脉冲信号A相对应的第一帧的帧信号135的振幅变化。类似地，标号16B表示被选择作为与伺服脉冲信号B相对应的第二帧的帧信号1311的振幅变化，标号16C表示通过被选择作为与伺服脉冲信号C相对应的两个帧(第三帧和第五帧)的帧信号137和帧信号139的组合而产生的信号的振幅变化，以及标号16D表示通过被选择作为与伺服脉冲信号D相对应的两个帧(第四帧和第六帧)的帧信号1313和帧信号133的组合而产生的信号的振幅变化。
比较示于图11的上部的曲线图与示于图11的下部的曲线图之间的关系和示于图11的中部的曲线图与示于图11的下部的曲线图之间的关系。作为比较的结果，可以理解，示于图11的中部的曲线图的特性更类似于示于图11的下部的曲线图的特性，而不是更类似于示于图11的上部的曲线图的特性。
因此，在该实施例中，通过两个帧的组合，产生伺服脉冲信号C和D中的每一个。这使得能够由检测信号11产生振幅特性更类似于伺服脉冲信号A、B、C和D的振幅特性的信号组。
图12中的标号17示出了通过使用作为伺服脉冲信号A至D的示于图11的上部的帧信号14A至14D计算的位置误差的结果。图12中的标号18示出了通过使用作为伺服脉冲信号A至D的示于图11的中部的帧信号16A至16D计算的位置误差的结果。图12中的点线19示出了位置误差的理想计算结果。如下计算位置误差。
即，使用构成螺旋伺服图形的检测信号的多个帧，CPU 170产生作为伺服脉冲信号A至D的示于图11的中部的帧信号16A至16D。在这一点，通过多个帧中的至少两个预定帧的组合，产生伺服脉冲信号C和D中的每一个。使用在多个帧中的一个预定帧，产生伺服脉冲信号A和B中的每一个。
使用由螺旋伺服图形的检测信号产生的伺服脉冲信号A至D的每一个的振幅值，CPU 170计算头5(读头)的位置误差。伺服脉冲信号A至D的振幅值分别是示于图11的中部的帧信号16A至16D的振幅值。基于位置误差的计算结果，CPU 170执行对头5(读头)的头定位控制(寻道)。
例如，CPU 170执行由下式(4)至(6)所示的位置误差计算：
pos1＝(A-B)/(A+B)    (4)
pos2＝(C-D)/(C+D)    (5)
POS＝(pos1+pos2)/2   (6)
其中POS是位置误差，并且字母A至D分别是由螺旋伺服图形的检测信号产生的伺服脉冲信号A至D的振幅值。
由图12可以看出，在磁道N与磁道N+1/2之间的区域中，由标号17示出的位置误差计算结果偏离由点线19示出的理想特性，没有充分获得位置误差检测的精度。另一方面，在标号18中，产生小的从由点线19示出的理想特性偏离的量，充分获得了位置误差检测的精度。因此，在由标号18示出的位置误差计算结果中，与由标号17示出的位置误差计算结果相比，充分改善了线性度，并且由标号18所示的位置误差计算结果接近由点线19示出的理想特性。
下面将参考图13和14描述如何确定用于计算位置误差的帧组。在该实施例中，通过读取螺旋伺服图形而获得的检测信号11被以等时间间隔划分成多个帧，并且将其振幅值成为多个帧中的最大值的帧FMAX设定作为参照。基于与帧FMAX的位置关系，确定与伺服脉冲信号A、B、C和D相对应的帧FA、FB、FC和FD。当多螺旋伺服图形的倾度和宽度以及帧宽度保持恒定时，帧FMAX与帧组FA、FB、FC和FD中的每一个之间的位置关系保持为与头5的在盘介质1上的径向位置无关。
图13示出了当将示于图11的上部的帧信号14A至14D用作伺服脉冲信号A至D时在对应的帧FMAX与帧FA、FB、FC和FD之间的关系。
帧(FMAX)与对应于伺服脉冲信号A、B、C和D的帧FA、FB、FC和FD具有如下的关系：
其中在磁道中心中振幅值成为最大值的帧：FMAX
对应于伺服脉冲信号A的帧：FA＝FMAX+3
对应于伺服脉冲信号B的帧：FB＝FMAX-3
对应于伺服脉冲信号C的帧：FC＝FMAX-1
对应于伺服脉冲信号D的帧：FD＝FMAX+5
例如，当帧8是其中振幅值成为在多个帧中的最大值的帧序数时，对应于伺服脉冲信号A的第一帧FA的帧序数成为帧11(＝8+3)。对应于伺服脉冲信号B的第二帧FB的帧序数成为帧5(＝8-3)。对应于伺服脉冲信号C的第三帧FC的帧序数成为帧7(＝8-1)。对应于伺服脉冲信号D的第四帧FD的帧序数成为帧13(＝8+5)。
因此，通过上述关系，即使头5的径向位置改变，也可以仅仅通过检测在多个帧中具有最大振幅的帧FMAX，由与帧FMAX的位置关系来确定用作伺服脉冲信号A至D中的每一个的帧。
图14示出当将示于图11的中部的帧信号16A至16D用作伺服脉冲信号A至D时在帧FMAX与帧FA、FB、FC和FD之间的关系。
帧(FMAX)和对应于伺服脉冲信号A、B、C和D的帧FA、FB、FC和FD具有如下的关系：
其中在磁道中心中振幅值成为最大值的帧：FMAX
对应于伺服脉冲信号A的帧：FA＝FMAX+3
对应于伺服脉冲信号B的帧：FB＝FMAX-3
对应于伺服脉冲信号C的帧：FC
＝FC1：FMAX-1，如果mag(FMAX-1)≤mag(FMAX+1)
＝FC2：FMAX+1，如果mag(FMAX-1)>mag(FMAX+1)
对应于伺服脉冲信号D的帧：FD
＝FD1：FMAX+5，如果mag(FMAX-5)≤mag(FMAX+5)
＝FD2：FMAX-5，如果mag(FMAX-5)>mag(FMAX+5)
其中mag(F)是帧F的振幅值。
例如，当帧8是其中振幅值成为在多个帧中的最大值的帧序数时，对应于伺服脉冲信号A的第一帧FA的帧序数成为帧11(＝8+3)。对应于伺服脉冲信号B的第二帧FB的帧序数成为帧5(＝8-3)。对应于伺服脉冲信号C的第三帧FC1的帧序数成为帧7(＝8-1)，并且对应于伺服脉冲信号C的第五帧FC2的帧序数成为帧9(＝8+1)。帧FC1和帧FC2中的具有较小振幅值的一个帧被用作伺服脉冲信号C。对应于伺服脉冲信号D的第四帧FD1的帧序数成为帧13(＝8+5)，并且对应于伺服脉冲信号D的第六帧FD2的帧序数成为帧3(＝8-5)。帧FD1和FD2中的具有较大振幅值的一个帧被用作伺服脉冲信号D。
因此，通过上述关系，即使头5的径向位置改变，也可以仅仅通过检测其中在多个帧中在磁道中心的振幅值成为最大值的帧FMAX，由与帧FMAX的位置关系来确定用作伺服脉冲信号A至D中的每一个的帧。
在该实施例中，通过两个帧的组合来产生伺服脉冲信号C和D中的每一个。可替代地，依赖于每个时间段(slot)的时间长度，可以通过至少两个帧(例如，三个帧)的组合来产生伺服脉冲信号C和D中的每一个。可替代地，可以通过两个帧的组合来产生伺服脉冲信号C和D中的仅仅一个，而使用一个帧来产生另一个。
图15示出用于定位头5的电子电路的一个结构实例。
通过检测信号产生模块301、位置误差计算模块302以及头定位控制模块307来执行对头5的头定位控制处理。检测信号产生模块301设置在例如图1的伺服处理模块160中。检测信号产生模块301由在头5扫描盘介质1上的圆周区域的同时通过头5读出的每个螺旋伺服图形来产生六角检测信号。位置误差计算模块302根据用于辐射状伺服图形的位置误差计算算法来计算头5的位置误差。位置误差计算模块302使用通过以等时间间隔划分检测信号而获得的多个帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D。在这一点，使用多个帧中的至少两个预定帧，位置误差计算模块302产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的至少一个脉冲信号(例如，伺服脉冲信号C或D)。位置误差计算模块302使用多个帧中的一个预定帧，产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的其它脉冲信号中的每一个。在用于产生至少一个脉冲信号(例如，伺服脉冲信号C或D)的处理中，位置误差计算模块302比较所述至少两个预定帧中的各帧的振幅值。基于比较结果，位置误差计算模块302从所述至少两个预定帧中选择具有最小振幅值的帧或者具有最大振幅值的帧。所选择的帧的振幅值被用作至少一个脉冲信号(例如，伺服脉冲信号C或D)的振幅值。
然后，位置误差计算模块302根据用于辐射状伺服图形的位置误差计算算法(式(4)至(6))来计算头5的位置误差。在该计算中使用所产生的所述至少一个脉冲信号的振幅值和所产生的其它脉冲信号中的每一个的振幅值。
头定位控制模块307控制图1的头移动机构131，以将头5定位在盘介质1上的目标位置处。基于计算出的位置误差来控制头移动机构131。
位置误差计算模块302包括帧选择模块303、附加帧选择模块304、振幅值比较模块305以及运算模块306。帧选择模块303从多个帧中选择对应于伺服脉冲信号A、B、C和D的第一帧FA、第二帧FB、第三帧FC1和第四帧FD1。附加帧选择模块304选择作为与伺服脉冲信号C相对应的附加帧的第五帧FC2。附加帧选择模块304还选择作为与伺服脉冲信号D相对应的附加帧的第六帧FD2。振幅值比较模块305比较第三帧FC1和第五帧FC2的振幅值，并且振幅值比较模块305把比较结果通知运算模块306。振幅值比较模块305还比较第四帧FD1和第六帧FD2的振幅值，并且振幅值比较模块305把比较结果通知运算模块306。
运算模块306使用伺服脉冲信号A和B的振幅值、伺服脉冲信号C的振幅值以及伺服脉冲信号D的振幅值来计算头5(读头)的位置误差。帧FA和FB的振幅值被用作伺服脉冲信号A和B的振幅值。通过帧FC1和FC2的组合而产生的信号的振幅值被用作伺服脉冲信号C的振幅值。通过帧FD1和FD2的组合而产生的信号的振幅值被用作伺服脉冲信号D的振幅值。在产生伺服脉冲信号C时，基于第三帧FC1和第五帧FC2的振幅值的比较结果，运算模块306选择帧FC1和FC2中具有较小振幅值的帧。运算模块306将所选择的帧的振幅值选择作为伺服脉冲信号C的振幅值。在产生伺服脉冲信号D时，基于第四帧FD1和第六帧FD2的振幅值的比较结果，运算模块306选择帧FD1和FD2中具有较大振幅值的帧。运算模块306将所选择的帧的振幅值选择作为伺服脉冲信号D的振幅值。
分别通过专用的电路实现位置误差计算模块302和头定位控制模块307。然而，可以分别通过由CPU 170执行的软件块(pieces of software)来实现位置误差计算模块302和头定位控制模块307的功能。
下面，将参考图16的流程图来描述用于该实施例的头定位控制处理的步骤。
在下面的描述中，假定CPU 170计算位置误差。检测信号产生模块301由在头5扫描盘介质1上的圆周区域的同时读出的每个螺旋伺服图形来产生六角形检测信号(步骤S101)。
CPU 170使用通过以等时间间隔划分检测信号而获得的多个帧中的至少两个预定帧的组合来产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的至少一个脉冲信号(步骤S102)。在步骤S102中，例如，将两个帧(帧FC1和FC2)选择用于伺服脉冲信号C，并且通过这两个帧的组合来产生伺服脉冲信号C。还将两个帧(帧FD1和FD2)选择用于伺服脉冲信号D，并且通过这两个帧的组合来产生伺服脉冲信号D。
CPU 170使用多个帧中的一个预定帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D中的其它脉冲信号中的每一个(步骤S103)。在步骤S103中，CPU170选择对应于伺服脉冲信号A的帧FA，并且使用帧FA作为伺服脉冲信号A。CPU 170还选择对应于伺服脉冲信号B的帧FB，并且使用帧FB作为伺服脉冲信号B。
CPU 170使用由检测信号产生的伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的振幅值来计算在寻道中使用的位置误差(步骤S104)。CPU 170基于计算出的位置误差来控制头移动机构131，并且CPU 170将头5定位在目标位置处，以使头5的位置保持在目标磁道的中心(步骤S105)。
由此，在该实施例中，由多螺旋伺服图形产生六角形检测信号，并且使用通过以等时间间隔划分检测信号而获得的多个帧来产生伺服脉冲信号A至D。在该情况下，伺服脉冲信号A、B、C和D中的至少一个信号是使用至少另个帧的组合而产生的。因此，使用通过读取多个螺旋伺服图形而获得的检测信号，可以以充分的精度定位头5。
可以作为软件应用、硬件和/或软件模块、或者在一个或多个计算机上的组件例如服务器而实现在此描述的系统的各种模块。虽然分离地示例了各种模块，但它们可以共享某些或所有相同的基本逻辑或代码。
本领域技术人员很容易想到其它优点和修改例。因此，本发明就其更宽的方面不限于在此示出和描述的具体细节和示例性实施例。相应地，只要不脱离由所附权利要求及其等同替换所限定的总发明构思的精神或范围，可以进行各种修改。

Claims (10)

1.一种盘驱动器装置，其特征在于包括：
盘介质，在其中写入多个螺旋伺服图形；
检测信号产生模块，其被配置为通过读取所述螺旋伺服图形中的每一个来产生检测信号，所述螺旋伺服图形是在头扫描所述盘介质上的圆周方向区域的同时通过所述头读出的；以及
位置误差计算模块，其被配置为使用通过以等时间间隔划分所述检测信号而获得的多个帧来产生伺服脉冲信号A、B、C和D，使用所述帧中的至少两个帧来产生所述伺服脉冲信号中的至少一个脉冲信号，并且所述位置误差计算模块被配置为基于所述所产生的脉冲信号的振幅值来计算所述头的位置误差。
2.根据权利要求1的盘驱动器装置，其特征在于，还包括定位模块，所述定位模块被配置为基于计算出的位置误差将所述头定位在所述盘介质上的目标位置处。
3.根据权利要求1的盘驱动器装置，其特征在于，所述位置误差计算模块被配置为比较在所述至少两个帧中的各帧的振幅值，以基于比较结果从所述至少两个帧中选择具有最小振幅值的帧或者具有最大振幅值的帧，并且使用所选择的帧的振幅值作为所述至少一个脉冲信号的振幅值。
4.根据权利要求1的盘驱动器装置，其特征在于，所述伺服脉冲信号A、B、C和D中的所述至少一个脉冲信号是所述伺服脉冲信号C和所述伺服脉冲信号D中的一者。
5.根据权利要求1的盘驱动器装置，其特征在于，所述伺服脉冲信号A、B、C和D中的所述至少一个脉冲信号是所述伺服脉冲信号C和所述伺服脉冲信号D二者。
6.一种盘驱动器装置，其特征在于包括：
盘介质，在其中写入多个螺旋伺服图形；
头；
头移动机构，其被配置为使得所述头在所述盘介质上沿着径向方向移动；
检测信号产生模块，其被配置为通过读取所述螺旋伺服图形中的每一个来产生检测信号，所述螺旋伺服图形是在所述头扫描所述盘介质上的圆周方向区域的同时通过所述头读出的；
位置误差计算模块，其被配置为根据位置误差计算算法来计算所述头的位置误差，在所述位置误差计算算法中使用伺服脉冲信号A、B、C和D中的每一个的振幅值，所述位置误差计算模块从通过以等时间间隔划分所述检测信号而获得的多个帧中选择第一帧、第二帧、第三帧和第四帧，所述第一帧、所述第二帧、所述第三帧和所述第四帧分别对应于所述伺服脉冲信号A、B、C和D，所述位置误差计算模块还选择分别对应于所述伺服脉冲信号C和D的第五帧和第六帧，在将所选择的第一帧和所选择的第二帧用作所述伺服脉冲信号A和B的同时，在将通过组合所选择的第三帧和所选择的第五帧而获得的信号用作所述伺服脉冲信号C的同时，并且在将通过组合所选择的第四帧和所选择的第六帧而获得的信号用作所述伺服脉冲信号D的同时，所述位置误差计算模块计算所述头的位置误差；以及
头定位模块，其被配置为基于计算出的位置误差来控制所述头移动机构，以将所述头定位在所述盘介质上的目标位置处。
7.一种在盘驱动器装置中将头定位在盘介质上的目标位置处的方法，多个螺旋伺服图形被写入在所述盘介质中，所述方法的特征在于包括以下步骤：
通过读取所述螺旋伺服图形中的每一个来产生检测信号，所述螺旋伺服图形是在头扫描所述盘介质上的圆周方向区域的同时通过所述头读出的；
使用通过以等时间间隔划分所述检测信号而获得的多个帧，产生伺服脉冲信号A、B、C和D，所述伺服脉冲信号中的至少一个脉冲信号是使用所述帧中的至少两个帧产生的；
基于所述所产生的脉冲信号的振幅值，计算所述头的位置误差；以及
基于计算出的位置误差，将所述头定位在所述盘介质上的目标位置处。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述计算所述位置误差包括比较所述至少两个帧中的各帧的振幅值，基于比较结果从所述至少两个帧中选择具有最小振幅值的帧或者具有最大振幅值的帧，并且使用所选择的帧的振幅值作为所述至少一个脉冲信号的振幅值。
9.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述伺服脉冲信号A、B、C和D中的所述至少一个脉冲信号是所述伺服脉冲信号C和所述伺服脉冲信号D中的一者。
10.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述伺服脉冲信号A、B、C和D中的所述至少一个脉冲信号是所述伺服脉冲信号C和所述伺服脉冲信号D二者。
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