CN102800327B

CN102800327B - 用于热辅助记录的通道‑激光源‑脉冲系统架构

Info

Publication number: CN102800327B
Application number: CN201210169428.XA
Authority: CN
Inventors: J.康特雷拉斯; W.汉森; B.C.斯蒂普; R.扎凯
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2032-05-28
Also published as: JP2012248266A; US20120300599A1; US8503125B2; CN102800327A; JP6206938B2

Abstract

本发明涉及生成驱动用在热辅助记录中的激光器的激光器信号的方法和装置。硬盘驱动器的通道生成激光器信号的高频分量，例如，周期波或一系列脉冲，并且使激光器信号的相位与控制硬盘驱动器的磁盘内的数据位的磁化的相应写入数据信号同步。该通道可以经由通道互连线与读/写集成电路连接。该读/写电路可以包括补偿任何相移的第二相位控制器、和将发送高频信号与DC偏置组合的加法电路。并且，该读/写电路可以包括根据像温度那样的硬盘驱动器的环境参数调整DC偏置的反馈环路。

Description

用于热辅助记录的通道-激光源-脉冲系统架构

技术领域

本发明的实施例一般涉及硬盘驱动器中的集成电路。尤其，本发明涉及驱动加热元件帮助将数据写入高矫顽性（coercivity）介质中的电路。

背景技术

在诸如硬盘驱动器那样的磁记录系统中，沿着大致垂直或异面取向（而不是与记录层的表面平行）将记录位存储在平面记录层中的垂直磁记录是朝着超高记录密度的一条途径。像在传统磁记录盘驱动器中那样，垂直磁记录层通常是盘基板上的连续层。但是，具有模式化（patterned）垂直磁记录层的磁记录盘驱动器通过沿着垂直取向记录位来增加数据密度。在模式化介质中，将盘上的垂直磁记录层组织成沿着同心数据轨道排列的小隔离数据岛。为了产生模式化数据岛的磁隔离，数据岛之间的空间或区域的磁矩已不存在或显著减小，使这些区域基本上无磁性。可替代地，可以将介质制造成在数据岛之间的区域中不存在磁性材料。

与连续垂直磁记录介质有关的问题是记录磁化模式的热不稳定性。在连续垂直磁记录层中，盘上的记录层的磁性材料（或介质）被选成具有足够的矫顽性，以便磁化数据位被正确写入并保持它们的磁化状态，直到被新数据位改写。随着面数据密度（可以记录在盘的单位表面积上的位数）增加，构成数据位的磁粒可以小到磁化位内的热不稳定性或扰动就可以简单地将它们去磁（所谓的“超顺磁”效应）。为了避免存储磁化的热不稳定性，可能需要具有高磁晶各向异性（K_U）的介质。但是，在记录介质中增加K_U也使与比率K_U/M_S成正比的翻转场H₀增强，其中M_S是饱和磁化强度（单位体积磁矩）。翻转场H₀是当磁性介质受到短时间间隔影响时使磁化方向反向所需的磁场。对于现代的硬盘驱动器，这个时间间隔是大约1ns。

解决为高矮顽性介质提供足够强翻转场H₀的问题的一种方法是使用像在转让给与本申请相同的受让人的美国专利第6,834,026 B2号中描述的那种那样的磁记录盘的热辅助记录（TRA）。这种盘含有作为存储或记录层的、像FePt那样的高矮顽性、高各向异性铁磁材料、和作为“过渡”层的、像FeRh或Fe(RhX)（其中X是Ir、Pt、Ru、Re或Os）那样材料的双层介质，该“过渡”层在比记录层的高矮顽性、高各向异性铁磁材料的居里（Curie）温度低的过渡温度上呈现从反铁磁性到铁磁性（AF-F）的过渡或翻转。当过渡层处在其铁磁状态下时，记录层和过渡层铁磁交换耦合。为了写入数据，利用诸如激光器或电阻加热器的分立热源将双层介质加热到过渡层的过渡温度之上。当过渡层变成铁磁性时，双层的总磁化强度增加，因此可以减弱使磁化位反向所需的翻转场而无需降低记录层的各向异性。将磁性位模式记录在记录层和过渡层两者中。当介质冷却到过渡层的过渡温度以下时，过渡层变成反铁磁性，而位模式保留在高各向异性记录层中。

一般说来，可以将激光聚焦为磁盘的一个光斑（即，单个位）上，以加热该光斑和降低磁性材料的矫顽性。然后写头通过加热光斑投射所需磁场。然后光斑的磁性材料与磁场一致。随着光斑冷却，矫顽性增加，使高各向异性层的磁场达到稳定。因此，读杆（readpole）能够从光斑上面经过，检测磁场，并解释位模式。

在理想情况下，激光只聚焦在写头改变磁取向的位上。加热周围位降低了它们的矫顽性，并且增加了写头改变它们的取向的风险。不幸的是，光衍射极限一般阻止透镜把束斑聚焦成小于光波长的一半。给定光学激光器的波长，透镜可以将光聚集到大约200nm。如果要达到1Tb密度，则激光的光斑大小应该非常接近位的宽度—即，数十纳米。最近，不同的反射镜和波导可能被用于将光聚焦成其波长的四分之一。但是，这仍然产生不了唯独聚焦在磁盘的单个位上的束斑。

所需要的是使激光束斑对周围位模式的影响最小化的装置。

发明内容

本发明一般涉及硬盘驱动器中的集成电路。尤其，本发明涉及驱动加热元件帮助将数据写入高矫顽性介质中的电路。

附图说明

为了可以详细地了解本发明的上面所列特征，可以参考其中一些例示在附图中的实施例给出上面扼要概括的发明的更具体描述。但是，应该注意到，附图只例示了本发明的典型例子，因此不应该认为限制本发明的范围，因为本发明可以允许其它等效实施例。

图1例示了按照本发明实施例的硬盘驱动器；

图2示出了按照本发明实施例驱动加热元件的低频信号；

图3是按照本发明实施例调制加热元件的低频和高频信号的组合；

图4A-B例示了按照本发明实施例的写入信号和相应加热元件信号；

图5是按照本发明实施例的硬盘驱动器的图；

图6是按照本发明实施例的硬盘驱动器的框图；以及

图7是按照本发明实施例的硬盘驱动器的框图。

具体实施方式

在下文中，介绍本发明实施例。但是，应该明白，本发明不局限于特定所描述的实施例。而是，无论是否与不同实施例有关，如下特征和元件的任何组合都预期实现和实施本发明。而且，尽管本发明的实施例可能获得超过其它可能解决方案和/或超过现有技术的好处，但是否通过给定实施例获得特定好处不对本发明构成限制。因此，如下方面、特征、实施例和好处仅仅是例示性的，而不应该被认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确指出。同样，提到“本发明”不应该理解为本文公开的任何发明主题的推广，也不应该认为是所附权利要求书的要素或限制，除非在权利要求书中明确指出。

本发明一般涉及提供驱动允许热辅助记录（TAR）或热辅助磁记录（HAMR）盘存储系统中的加热元件的信号的电路。该电路生成包含使加热元件对磁性介质的相邻位和轨道的影响最小的高频分量的信号。该电路也可以为了加热元件的附加控制而将DC-偏移加入信号中。

图1例示了体现本发明的盘驱动器100。如图所示，至少一个可旋转磁盘112被支承在转轴114上，并通过盘驱动电机118旋转起来。每个盘上的磁记录以磁盘112上的同心数据轨道（未示出）的环形模式的形式进行。

至少一个滑块113处在磁盘112的附近，每个滑块113支承着可以包括加热盘表面122的辐射源（例如，激光器和电阻加热器）的一个或多个磁头组件121。随着磁盘旋转，滑块113在盘表面122上向内和向外径向移动，以便磁头组件121可以访问写入所希望数据的磁盘的不同轨道。每个滑块113通过悬杆115附在致动臂119上。悬杆115提供偏置滑块113靠在盘表面122上的轻微弹簧力。每条致动臂119附在致动部件127上。如图1所示的致动部件127可以是音圈电机（VCM）。VCM包含可在固定磁场内移动的线圈，线圈移动的方向和速度受控制单元129供应的电机电流信号控制。

在允许TAR或HAMR盘存储系统操作期间，磁盘112的旋转在滑块113与盘表面122之间生成对滑块113施加向上力或举力的气垫。气垫因此抗衡悬杆115的轻微弹簧力，在正常工作期间，脱离盘112的表面和比盘112的表面稍高很小、基本恒定间距地支承着滑块113。辐射源加热高矫顽性数据位，以便磁头组件121的元件可以正确地磁化数据位。

盘存储系统的各种构件在工作时通过控制单元129生成的诸如访问控制信号和内部时钟信号的控制信号来控制。通常，控制单元129包含逻辑控制电路、存储部件和微处理器。控制单元129生成像线123上的驱动电机控制信号和线128上的磁头定位和寻找控制信号那样的，控制各种系统操作的控制信号。线128上的控制信号提供最佳地将滑块113移动和定位到盘112上的所希望数据轨道上的所需电流分布（profle）。写入和读取信号通过记录通道125传入读/写头121中和从读/写头121传出。

上面对典型磁盘存储系统的描述和图1的伴随例示只是为了展示的目的。应该懂得，盘存储系统可以包含大量的盘和致动器，以及每个致动器可以支持大量滑块。

激光器调制

在TAR或HAMR中使用的激光器可以通过DC信号、AC信号、或两者的某种组合供电。只使用DC信号（或低频模式）驱动激光器将恒热提供给磁盘112。只使用AC信号驱动激光器提供诸如改变信号的占空比（在一系列高频脉冲的情况下）或相对于写入信号的相位改变驱动激光器的信号的相位那样的更大灵活性。

尽管这些图形和伴随的描述将激光器用作加热元件来具体讨论，但本发明不局限于此。这里讨论的原理可以同样应用于用于加热盘存储系统中的磁性介质的一部分的任何设备。

图2是按照本发明实施例加热磁性介质的低频手段。如图所示，在时间0上，激光器是关闭的。当盘驱动器100从磁盘112中读取数据时，或当写头到达盘112不需要改变下面位的磁取向的部分时可能就是这种情况。在任一种情况下，当不将数据写入盘中时，激光器信号最好是零。这样就可以防止激光器可能使位的磁取向不稳定地加热磁盘112。

在时间1上，电路（例如，控制单元129）开始将电流供应给激光器。如本文所使用，术语“激光器电流”可与“激光器信号”交换使用，不同之处在于激光器信号可能是预放大电压，然后将预放大电压传送给驱动激光器的电流源。在一个实施例中，时间1与发送给写头的写入信号一致。在另一个实施例中，可能相对于激光器信号延迟写入信号（未示出），以便激光器在试图将数据写入磁盘的一部分中之前首先加热那个部分。一旦激光器被打开，DC信号在指数减小之前可能变成尖峰脉冲。这种快速上升迅速加热磁盘的一部分，以便在时间1可以同时发生写入。此外，激光器可能需要时间“热身”，并且因此需要尖峰脉冲提供的额外电流，以便在写入数据的初始阶段充分加热磁盘112。

在时间1与时间2之间，使激光器信号减小，以便来自激光器的热量不会影响同心数据轨道上的相邻位。例如，在实际应用中，激光光斑的强度分布为正态分布（即，钟形曲线），而不是均匀分布。优选的是，激光光斑只影响要改变磁取向的位（即，均匀分布）。但是，对于正态分布，激光光斑的一部分将与单独位接触，并且加热相关磁性材料。减小供应给激光器的电流减少了散发到相邻数据轨道的热量。

在时间2上，激光器信号再次开始增加。在一个实施例中，盘驱动器100包括温度传感器或激光器功率检测器，以便测量从激光器传递到磁盘112的能量。这样，传感器或检测器可以指示激光器信号已经过度补偿了在时间1上使信号变成尖峰脉冲的影响。于是，在时间2与时间3之间，激光器信号逐渐增大—即，驱动电流的DC信号增大。传感器或检测器提供使激光器能够将最佳热量提供给位的反馈环路。在时间3上，得出稳态解，例如，当盘驱动器100中的温度已经稳定时。注意，硬盘驱动器100可能响应变化的环境状况继续调整DC信号。

图3例示了按照本发明实施例，将低频信号与高频信号组合来调制激光器的激光器信号。在图3中重复了在图2中生成的低频信号。但是，将高频信号或AC信号加入低频信号中。也就是说，图3例示了具有DC偏移的AC信号。加入AC信号通过不允许如果只通过高功率DC偏置驱动激光器则可能出现的激光器加热扩展，有利地使激光器加热如沿着磁盘112的径向定义的宽度较窄的数据轨道。

图4A-B例示了按照本发明实施例的写入信号和相应激光器信号。如图所示，写入信号包括在与调制激光器信号相同的曲线图上。写入信号被调制成与从特定轨道中的数据位上面经过的写头相对应。具有正电压的写入信号生成在写头中具有第一极性的磁场和相应数据位，而负电压生成在数据位中具有第二极性的磁场。这样，沿着数据轨道将数据写入每个数据位中。

激光器信号对应于写入信号，并且包括低频和高频信号分量二者。低频信号分量—即，DC偏置—在较短时段（即，小于一微秒）内只改变一点点，而高频分量（或脉冲）在数据时钟速率上具有限定振幅、频率、相位、和占空比。此外，高频分量的频率可以从硬盘驱动器系统中的时钟发生电路生成的时钟信号中导出，或与其相同。在一些实施例中，激光器信号的高频信号分量的频率独立于写入数据信号的频率，但并不要求这样。高频信号可能不是方波或一系列脉冲，而可能是正弦、三角形或锯齿波。如图3所示，可以不干扰脉冲的振幅或占空比地改变DC偏移。类似地，振幅、频率、相位和占空比可以不影响DC偏移地变化。例如，在一个实施例中，可以将激光器信号的频率和相位调整成与写入信号的频率和相位匹配，而不是与时钟信号的频率和相位匹配。

高频信号的范围可以从几百Hz到几十GHz。在一个实施例中，高频信号对应于硬盘驱动器的数据速率—即，1-2GHz。随着硬盘驱动器的数据速率增大，高频分量可能以相同增量增大。此外，高频信号可能在大于数据速率（例如，2-6GHz）的速度上起作用。

图4B例示了图4A从时间0到时间1的放大版本。

激光器调制电路

图5是按照本发明实施例的硬盘驱动器的图。硬盘驱动器500包括在图1的硬盘驱动器100中找到的许多相同特征，如具有磁盘表面112的磁盘、磁写头组件121、和将写头121定位在特定数据轨道上的滑块113。硬盘驱动器500还包括通过通道互连线504与读/写电路耦合的通道506。在一个实施例中，通道506是具有分立输入端和输出端的独立集成电路。在另一个实施例中，通道506是像盘电子卡片或片上系统（SOC）那样的较大集成电路的一部分。也就是说，通道506可能只是控制硬盘驱动器500的其它功能的SOC的一部分。

通道互连线504是由一条或多条电线组成的，在通道506与读/写电路502之间传送数据的电缆。读/写电路502是将写入信号和激光器信号发送给写头组件121的集成电路。此外，读/写电路502可以从磁盘表面112读取已存储数据，并将数据发送给通道506。

图6是按照本发明实施例的硬盘驱动器500的框图。图6包括通道部分506通过通道互连线504与读/写电路502连接的SOC 602。具体地说，通道互连线504被显示成具有实线所例示的三条指定数据路径。通道互连线504可以具有传送脉冲数据—例如，激光器信号的高频或低频分量的可选数据路径。如本文所使用，脉冲数据可以只包括激光器信号的高频或低频分量之一或两者。数据路径可以包括串行或并行地发送数据的多条导线或电线。读/写电路502使用通道506接收的写入数据生成在图4A-4B中所示的写入信号。读/写电路502将从磁盘112中读取的读取数据发送到SOC 602。串行数据路径将在下面作更详细讨论。

在一个实施例中，读取数据和脉冲数据共享同一条数据路径。这样就可以使通道506与以前的SOC 602设计和通道互连线504兼容。在这个实施例中，当被访问时，硬盘驱动器500将数据写入磁盘112中或从磁盘112中读取数据，但两者决不会同时进行。磁头组件121包含检测数据位的磁场的读杆以及变更数据位的磁场的写杆两者。如果两者同时有效，则读杆可能检测写杆发出的磁场，而不是下面数据位的磁场。串扰和电涌也可能干扰两种分立功能。于是，当通道506将写入数据发送给读/写电路502时，读/写电路502不向通道506发送读取数据（假设没有数据缓冲）。也就是说，当将数据写入磁盘113中时，不使用读取数据路径。

仅仅当将数据写入磁盘113中时可以发送驱动激光器电流的脉冲数据，以防止磁性介质被不必要加热。于是，可以在读取数据路径上将脉冲数据与读取数据多路复用。换言之，脉冲数据（或激光器信号）与读取数据共享相同指定数据路径。这种设计允许现有技术的通道互连线的使用，以及避免了将与通道互连线504耦合的通道506和读/写电路502的接口重新设计成接纳分立脉冲数据路径。由于这个原因，用虚线画出通道互连线504中的脉冲数据路径，以表示指定数据路径是可选的。

通道集成电路

图7是按照本发明实施例的硬盘驱动器500的框图。图7详细地示出了构成SOC602、通道506和/或读/写电路502的不同电路构件。

通道506包括写入数据预补偿模块702、时钟信号模块704、通道相位控制器706、脉冲发生器708、脉冲宽度和相位控制寄存器710、DC偏置/成形寄存器712。写入数据预补偿模块702从包括在SOC 602中的其它构件，或从与硬盘驱动器500相关联的计算系统接收写入数据。具体地说，写入数据预补偿模块702生成写入信号，然后经由通道互连线504的写入数据路径将写入信号发送给读/写电路502。例如，写入数据预补偿模块702允许使用更强磁场将数据写入可能比外扇区更紧密地堆放数据、与磁盘的中心较接近的扇区中。此外，写入数据预补偿模块702可以相移某些接收的位模式。写入数据预补偿模块702将位模式转换成像在图4A中所示的那种那样的写入信号。也就是说，写入数据预补偿模块702的输出包括从正值转变到负值的信号。按照该值，在磁头组件113的写杆上形成具有某种极性的磁场。

时钟信号模块704为硬盘驱动器500生成时钟信号或从硬盘驱动器中的时钟发生电路接收主时钟信号。例如，时钟信号模块704可以包括生成适当时钟信号的振荡器。然后，时钟信号模块704将时钟信号发送给写入数据预补偿模块702和脉冲发生器708两者。时钟信号可以被各自构件用于生成激光器信号和写入数据信号之一或两者。时钟信号的范围可以是与1-2Gb/s（吉位每秒）的数据速率相对应的1-2GHz，但频率可以与数据速率一起增大。也就是说，时钟信号可以超过2GHz。

在一个实施例中，用于生成激光器信号的高频分量的时钟信号不是根据写入数据信号生成。也就是说，时钟信号模块704不接受写入数据信号作为输入，而是独立于写入数据信号地生成用于生成激光器信号的时钟信号。这样，时钟信号可以用于生成激光器信号和写入数据信号两者。

脉冲发生器708生成驱动激光器的激光器信号。在一个实施例中，脉冲发生器708只生成具有一种信号分量的激光器信号。也就是说，以后可以在不同集成电路中将低频或高频分量加入激光器信号中。不过，然后可以使用用于低频分量的直接连接，和用于高频分量的AC耦合（电容器）把激光器信号的低频和高频分量耦合在一起。在一个实施例中，通道506上的脉冲发生器708只生成激光器信号的高频分量。脉冲发生器708接收来自脉冲宽度/脉冲控制（PW/PC）寄存器710的输入。PW/PC寄存器710可以通过诸如ROM、闪速存储器、MRAM、DRAM或SRAM那样的任何形式易失性或非易失性存储器实现。并且，PW/PC寄存器710可以处在SOC的不同部分中或存放在与硬盘驱动器500分开的设备中。

一般来说，存储在PW/PC寄存器710中的设置决定脉冲的宽度（即，占空比），以及高频信号相对于写入数据信号的初始相位。如图4A-B所示，激光器信号—即，脉冲发生器708生成的信号的占空比大约是50%。也就是说，PW/PC寄存器710的设置当被发送给脉冲发生器708时，产生具有半个周期接通和半个周期断开的高频脉冲的信号。PW/PC寄存器710中的设置可以在制造时装载（即，预定）或使用下面讨论的反馈环路动态改变。有利的是，可以将PW/PC寄存器710中的设置改变成达到降低激光对相邻数据轨道的影响（即，相比只通过DC信号供电的激光器缩小激光的光斑大小的扩展）的任何占空比。此外，PW/PC寄存器710可以控制脉冲发生器708生成的高频信号的振幅。

除了控制高频脉冲的振幅、频率、和脉冲宽度（即，占空比）之外，通道相位控制器706使写入数据预补偿模块702和脉冲发生器708生成的写入信号的各自相位同步。通道相位控制器706接收脉冲发生器706的高频信号以及写入信号作为输入，并通过将高频信号的相位与写入信号的相位相比较调整高频信号的相位。例如，相位控制器706可以是锁相环（PLL）。一般说来，写入数据信号和激光器信号的高频分量的相位检测器是PLL的输入端，然后PLL用于控制两个信号之间的相位。在一个实施例中，将来自写入数据预补偿模块702的写入信号用作将写入信号与脉冲发生器708的高频分量相比较的参考信号。PLL调整反馈环路中的振荡器的频率以便使两个信号的相位同步。然后使相位调整激光器信号返回到脉冲发生器708。图4A-B示出了使写入信号和激光器信号两者通过使它们的相位得到锁定的相位控制器706的效果。

在一个实施例中，通道相位控制器706从PW/PC寄存器710接收预定相移。例如，该相移可以是零，在这种情况下写入信号和激光器信号的相位彼此相同，即，匹配。可替代的是，相移可以使一个信号相对于另一个信号延迟。

在一个实施例中，相位控制器706可以具有将激光器信号和写入数据信号的相位调整成对应于数据信号的转变的预定设置。例如，当写入数据信号正在转变时（即，当写入数据信号正在改变下面磁性介质的取向时），相位控制器106可以使信号的相位同步，以便激光器信号的脉冲或高频分量也同时上升或处在峰位上。更强的激光器信号加热磁性介质并降低矫顽性。

在图7中，可以将脉冲发生器708产生的脉冲数据（即，高频信号）馈入放大器中并发送给读/写电路502。可替代的是，如虚线所表示，可以将脉冲数据多路复用到通道互连线504的读取数据路径中。类似地，通过通道互连线504中的数据路径将写入数据，即，写入信号发送到读/写电路502。

在一个实施例中，通道506可以只生成激光器信号的高频分量，但仍然可以将低频信号的设置存储在DC偏置/成形寄存器712中，DC偏置/成形寄存器712可以通过诸如ROM、闪速存储器、MRAM、DRAM或SRAM那样的任何形式易失性或非易失性存储器实现。如下面更详细讨论，DC偏置/成形寄存器712包括根据在硬盘驱动器500中测量的环境参数调整激光器信号的DC偏置或低频信号的必要信息。这样的参数包括硬盘驱动器中的温度或磁盘的温度。此外，DC偏置/成形寄存器712可以包括在发生特定事件期间，诸如，当激光器第一次通电时预定激光器的DC偏置的设置。例如，如图2所示，在时间1与时间2之间，DC偏置可能变成尖峰脉冲，但随指数减小，以便迅速加热磁性材料。于是，存储在DC偏置/成形寄存器712中的设置可以支配低频信号。相反，测量环境数据可以在启动结束—例如，图2的时间2到时间3之后控制低频信号。在这样情况下，DC偏置/成形寄存器712可以包含按照磁盘112的测量温度确定DC偏置的查找表。再次参照图7，通道互连线504经由串行数据路径将DC偏置/成形寄存器712与读/写电路502耦合。

读/写集成电路

图7例示了经由通道互连线传递给读/写电路502的写入数据、脉冲数据、和串行数据。然后可以将写入数据（即，写入信号）放大，并发送给处在，例如，磁头组件121上的写头杆。读/写电路502包括脉冲缓冲器716、读/写（R/W）相位控制器714、脉冲成形寄存器718和DC偏置寄存器720。脉冲缓冲器716从通道互连线504接收激光器信号的高频分量-即，激光器信号是一系列脉冲或方波时的脉冲数据。

在一个实施例中，脉冲缓冲器716将接收的激光器信号发送给R/W相位控制器714。R/W相位控制器714可以通过类似于通道相位控制器706的PLL实现。R/W相位控制器714可以用于校正因诸如温度那样的环境参数而出现的写入信号与激光器信号之间的相移。也就是说，R/W相位控制器714按照上面讨论过的实施例使写入信号和激光器信号的相位重新同步。

脉冲缓冲器716还从耦合低频信号分量（即，DC激光器信号）和高频信号分量（即，激光器脉冲信号）的脉冲成形缓冲器718接收脉冲成形设置。通常，传送高频信号分量的高速信号路径需要差分配置，以便可以良好控制来自AMP缓冲器的传输线影响。脉冲缓冲器716可以用于抵消传输线影响和保护信号保真度。如图所示，通道互连线504的串行数据路径将脉冲成形设置从处在通道506上的DC偏置/成形寄存器712发送到处在R/W电路502上的脉冲成形寄存器718。脉冲成形寄存器718可以通过诸如ROM、闪速存储器、MRAM、DRAM或SRAM那样的任何形式易失性或非易失性存储器实现。在一个实施例中，脉冲成形偏置可以不使用脉冲成形寄存器718地直接发送给脉冲缓冲器。在另一个实施例中，脉冲成形偏置可以发送给通道506上的脉冲发生器708，而不是发送给读/写电路502。然后，脉冲成形偏置被脉冲缓冲器716用于过滤和成形脉冲发生器708产生的信号（例如，一系列高频脉冲）。这样就可以使信号能够在带宽受限通信信道中发送激光器信号时与指定频带匹配。

在R/W相位控制器714使写入信号和激光器信号重新同步以及将脉冲成形设置应用于激光器信号之后，脉冲缓冲器716将激光器信号发送给加法器722，加法器722将DC偏移或偏置加入高频脉冲中。DC偏置寄存器720为离开脉冲缓冲器716的激光器信号提供DC偏移（即，低频分量），它可以通过诸如ROM、闪速存储器、MRAM、DRAM或SRAM那样的任何形式易失性或非易失性存储器实现。如前所述，DC偏置寄存器720可以提供在发生特定事件期间，诸如，当激光器第一次通电时预定激光器的DC偏置的设置。在离开加法器722之后，激光器信号可能看起来基本上与在图4A-4B中所示的激光器信号相同。然后，经由激光器驱动器（LD）端口将激光器信号发送给激光器驱动器以便转换成调制电流。

在一个实施例中，硬盘驱动器500包括测量诸如磁盘112或硬盘驱动器500本身的温度那样的环境参数的传感器或检测器。如图7所示，来自传感器或检测器的输出形成调整激光器信号的DC偏置的反馈。来自传感器的输出被读/写电路502的热传感器（TS）端口接收，放大，并发送给电路元件724。电路元件724取出传感器的输出和DC偏置寄存器720的输出，并且确定调制DC偏移。然后，电路元件724将调整DC偏移发送给加法器722，以便加入激光器信号的高频分量中。参照图2，在时间2与时间3之间，传感器可以检测到磁盘的温度太低，难以显著降低数据位的磁性介质的矫顽性。于是，电路元件724接收传感器的输出，增加DC偏移，将更大的电流提供给激光器，以便提高磁性介质上的束斑的强度。

在一个实施例中，电路元件724、DC偏置寄存器720、加法器722、和TS端口可以处在通道506上。这样，通过将电路元件724、加法器722、和TS端口放置在通道506中，可以组合激光器信号的高频和低频分量两者。有利的是，这防止了必须将DC偏置设置从处在通道506上的DC偏置/成形寄存器712发送到处在读/写电路502上的DC偏置寄存器720。取而代之，DC偏置/成形寄存器712直接与电路元件724耦合。

在一个实施例中，硬盘驱动器500可以不包括监测环境参数的传感器或检测器。把DC偏移反馈环路（即，DC偏置寄存器720、电路元件724、和TS端口）放置在读/写电路506上可以将这些环路元件移动成与可以处在磁盘112附近的传感器较接近。

在一个实施例中，可以将通道502和读/写电路506组合成单个集成电路。这样就可以省略两者之间通道互连线504。另外，由于在通道506与读/写电路502之间发送写入信号和激光器信号时，温度不再显著地改变它们的同步相位，所以读/写相位控制器714可能是不必要的。此外，脉冲形成寄存器718和DC偏置寄存器720的功能可以由DC偏置/成形寄存器712完成。

通过提供产生调制激光器的高频信号的电路，使束斑对未写入的周围数据轨道的影响达到最小。此外，该电路可以将高频信号与DC偏置组合，以便进一步控制激光器和传递给高矫顽性介质的热量。附加相位控制器使电路可以将高频信号和写入信号的各自相位同步。

虽然上文针对本发明的实施例，但可以不偏离本发明的基本范围地设想出本发明的其它和进一步实施例，本发明的范围由如下权利要求书限定。

Claims

1.一种硬盘驱动器中的集成电路，其包含：

配置成生成驱动加热元件的高频信号的第一信号发生器，所述加热元件加热磁盘中的磁性介质；

配置成按照预定设置使高频信号的相位与写入数据信号的相位同步的相位控制器，所述写入数据信号控制磁盘的数据写入；以及

配置成将所述第一信号发生器产生的高频信号与DC偏置组合来用于驱动所述加热元件的加法器电路，其中DC偏置的值基于所述硬盘驱动器的运行阶段而改变。

2.如权利要求1所述的集成电路，进一步包含配置成生成写入数据信号的第二信号发生器，所述写入数据信号基于要写入磁盘中的接收数据。

3.如权利要求2所述的集成电路，进一步包含配置成生成时钟信号的时钟信号发生器，其中所述时钟信号发生器独立于写入数据信号地生成时钟信号。

4.如权利要求1所述的集成电路，其中预定设置指示相位控制器(i)使高频信号的相位与写入数据信号的相位相同，或(ii)相对于高频信号和写入数据信号之一改变另一个的相位，以便当数据信号使磁性介质的磁取向反向时，高频信号正在上升和处在最大值上的至少一个。

5.如权利要求1所述的集成电路，其中高频信号是方波或一系列脉冲。

6.如权利要求5所述的集成电路，其中所述第一信号发生器被进一步配置成按照预定设置改变方波或一系列脉冲的占空比，以便影响加热元件加热磁性介质的能力。

7.如权利要求6所述的集成电路，进一步包含配置成存储预定设置的存储器。

8.一种包含如下的系统：

第一集成电路，其包含：

生成驱动加热元件的高频信号的部件，所述加热元件加热磁盘中的磁性介质；以及

按照预定设置使高频信号的相位与写入数据信号的相位同步的第一部件，所述写入数据信号控制磁盘的数据写入；

第二集成电路，其包含：

配置成接收高频信号和将高频信号与DC偏置组合的加法器电路，其中DC偏置的值基于硬盘驱动器的运行阶段而改变；以及

按照预定设置使高频信号的相位与写入数据信号的相位同步的第二部件；以及

互连线，其包含耦合第一和第二集成电路的多种数据路径。

9.如权利要求8所述的系统，进一步包含配置成存储预定DC偏置设置、在所述第二集成电路上的第一存储器，其中DC偏置通过预定DC偏置设置确定。

10.如权利要求8所述的系统，进一步包含配置成存储预定DC偏置设置、在所述第一集成电路上的第二存储器，所述第二存储器被配置成经由互连线将预定DC偏置设置发送给第一存储器。

11.如权利要求8所述的系统，进一步包含配置成接收基于系统的环境参数的信息、在所述第二集成电路上的反馈控制器，所述反馈控制器进一步被配置成将所述信息用于调整DC偏置。

12.如权利要求8所述的系统，其中所述互连线进一步包括指定给写入数据信号和读取数据信号每一个的至少一条数据路径，所述读取数据信号代表从磁盘中读取的数据位。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一集成电路被配置成只使用指定给读取数据信号的互连线的至少一条数据路径将高频信号发送给所述第二集成电路。

14.一种生成驱动加热元件的信号的方法，所述加热元件加热硬盘驱动器中的磁盘中的磁性介质，所述方法包含：

接收写入数据信号，所述写入数据信号控制磁盘的数据写入；

根据硬盘驱动器内的时钟信号生成驱动加热元件的高频信号；

按照预定设置使高频信号的相位与写入数据信号的相位同步；以及

将高频信号与DC偏置组合，其中所述DC偏置的值基于硬盘驱动器的运行阶段而改变。

15.如权利要求14所述的方法，其中高频信号和写入数据信号两者都基于时钟信号。

16.如权利要求14所述的方法，其中预定设置指示相位控制器(i)使高频信号的相位与写入数据信号的相位相同，或(ii)相对于高频信号和写入数据信号之一改变另一个的相位，以便当数据信号使磁性介质的磁取向反向时，高频信号是正在上升和处在最大值上的至少一个。

17.如权利要求14所述的方法，其中高频信号是方波或一系列脉冲。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包含按照预定设置改变方波或一系列脉冲的占空比，以便影响加热元件加热磁性介质的能力。