CN1115475A - 异步数字pes解调磁盘驱动伺服控制系统 - Google Patents

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Abstract

磁盘驱动器的数字伺服控制系统提供异步伺服信息信号解调。系统包括具有数字平方器的数字解调器和猝发脉冲串信号累加器，累加器根据各个猝发脉冲串的时间间隔累加平方项，产生数字正交位置误差信号(PES)。解调器包括最好作为HilbertTransform滤波器实现的谐波陷波滤波器。另一种方案是解调器不包括滤波器和平方器，而平方器包括求和与平方器，它对奇数和偶数的数字取样的平方求和。

Description

异步数字PES解调磁盘驱动伺服控制系统
本发明涉及伺服控制系统，更具体地说涉及磁盘驱动伺服控制系统，该系统用来控制旋转的磁盘表面上的盘臂组件的运动。
本申请的相关文件是题为“磁盘驱动伺服控制系统的异步磁道代码解码和检测”的美国专利申请，该申请由Wayne Cheung、Chenhuei Chiang和Thinh Nguyen递交，并转让给IBM公司。
在传统的具有旋转存储媒体的计算机数据存储系统中，如旋转磁盘或磁光盘，数据被存储在盘表面的一系列同心的或螺旋的磁道上。数据包括磁道中一系列变化的盘表面的磁取向。磁取向中的变化一般包括磁通反向，代表二进制的数字1和0，1和0又代表数据。二进制数字必须通过磁读/写头从盘表面读出，磁读/写头悬在盘表面上，当盘以每分钟几千转的速度相对于读/写头旋转时，读/写头能够检测磁取向中的变化。
从盘表面的所需的一个磁道中读数据需要了解当磁盘旋转和头在磁盘上运动时读/写头相对于磁道的位置，并需要使在盘磁道上的头对准中心。通常读/写头安装在一个由伺服机构移动的盘臂上。盘驱动伺服控制系统控制盘表面上臂的运动，使读/写头在磁道之间运动，一旦读/写头处于所选择的磁道上，则读/写头保持在该磁道中心线的路径中。保持读/写头在磁道上对准中心，从而能够精确地在磁道中读出和记录数据。
通过从盘表面读伺服信息，伺服控制系统使读/写头在磁道上对准中心。伺服信息包括一般是磁通反向的高频磁通变化的伺服模式，磁通的变化被预先记录在磁道中。伺服读出头可以是用于读二进制数据的相同的磁头，或者可以是专用伺服模式头，它检测伺服模式并产生一个模拟信号。伺服模式模拟信号由伺服控制系统电路解调，以便提供从中读出伺服模式的磁道信息，以及相对于磁道的读/写头位置的信息，并且还产生用于控制盘臂伺服机构的位置误差信号。这样，伺服控制系统检测读/写头定位的磁道，并控制磁头相对于磁道的运动。
有各种方法向磁盘伺服控制系统提供伺服信息。在一种称为专用伺服法的方法中，一个盘的整个表面都提供有伺服信息。一个伺服磁头定位于专用伺服盘表面上，与位于数据盘表面上的一个或多个数据读/写头成固定的关系。用伺服头的位置指示数据读/写头的位置。专用伺服法更经常地用于多盘系统，因为单盘应用的专用伺服系统将可用盘表面的一半于伺服信息，因此不是特别有效。
另一种提供伺服信息的方法称为扇区伺服法。在扇区伺服法中，每个盘表面包括伺服信息和二进制数据。盘表面的磁道被分成径向扇区，这些径向扇区具有短的伺服信息区，后面跟着数据区。伺服信息区包括扇区标志符(它向读/写头指明在磁道中紧跟有伺服信息)、磁道识别数据和高频伺服猝发脉冲串模式。对于磁盘配置较少的低档磁盘驱动器而言，扇区伺服法比专用伺服法更有效，因为可以用单个读/写头得到伺服信息，并从盘中读出和记录数据，还因为较少的盘表面区域用于伺服信息。由于用户要求从低档的磁盘系统中得到较大的存储量，所以制造者通过减小扇区长度和磁道宽度来为伺服信息提供越来越少的磁盘区。为了在较小的磁盘区中得到相同量的伺服信息，必须以越来越高的频率记录伺服信息。较高的频率增加了写和读伺服信息的难度。
在专用伺服法和扇区伺服法中，当从盘中读伺服模式时产生模拟位置误差信号(PES)，用它产生输入至读/写头定位伺服机构的校正输入信号。以下描述假定在扇区伺服系统中进行，但对本领域的一般技术人员来说，如何将这一描述应用于专用伺服系统是很清楚的。伺服模式磁通反向围绕每一磁道中心线分布，当从磁盘读信号并解调时，提供PES，其幅度取决于读/写头下面磁道中的磁通反向的位置和取向。PES提供需要将读/写头保持对准磁道中心的读/写头的运动方向和程度的指示。
更具体地说，通过确定从磁道中心线的每一侧读出的信息的幅度差，从磁通变化产生或解调出PES。所得的PES表示读/写头与磁道中心线的偏移情况。如果从中心线的两侧得到的信息的幅度差为零，则假定读/写头准确地位于磁道中心线上。信息的正的幅度差表示读/写头以一个方向偏离中心，信息的负的幅度差表示读/写头以相反方向偏离中心。
大部分传统的磁盘驱动系统用模拟方法解调PES。当读/写磁头经过磁道中心线的任一侧伺服模式磁通变化时，磁头产生幅度变化的模拟信号，该信号被送至前置放大器。自动增益控制电路通常接收经前置放大的信号，并产生动态范围减小的信号，它使信号易于处理，从而可以减小误差。模拟解调技术提供位置误差信号(PES)，它表示读/写头相对于磁道中心线的位置。可以向伺服控制器提供PES来控制盘臂伺服机构使读/写头对准磁道中心。也可以向模/数转换器提供PES，以便产生数字位置误差信号，然后用它来控制盘臂伺服机构。
还知道有一种利用数字信号处理技术对PES进行解调的方法。例如参见Wilson的题为“位置误差信号的同步数字检测”的第5,089,757号美国专利。数字技术允许在PES处理系统和二进制数据处理系统之间共享部件，如前置放大、自动增益控制和模/数转换部件，从而简化伺服控制电路的整体结构。此外，数字解调允许使用相对复杂的信号处理技术，而这些技术不能简单地由模拟解调器实现。例如，利用这些技术可以去除其它系统部件或模/数转换处理本身引起的杂散信号。
许多数字PES解调器系统是同步式的，其中从磁盘对伺服信息的取样和信号的模/数转换与存储设备系统时钟是同步的。这种同步解调系统需要磁盘伺服信息区中的同步段，并采用锁相环(PLL)控制伺服信息的取样和模/数转换。可惜同步段减小了可用于数据记录的磁盘区。此外，PLL会引入处理误差，它需要额外的补偿电路，于是使得数字PES解调器的设计和结构复杂化了。
为了要增加存储量(导致一般所称的高密度盘驱动系统)，还产生了新的读/写头技术。例如，磁致电阻(MR)读/写头变得越来越普遍，因为即使盘的转速较低，它们也能够以较高的频率读数据。较高的频率使得伺服信息和二进制数据占用较少的磁盘空间，从而提高了盘密度。可惜，MR读/写头的非线性特性导致在读信号中存在较强的二次谐波，这会在得到的PES中引起额外的误差，使读/写头出现误跟踪。
传统的伺服模式一般在盘表面以交错方式在数据磁道的整个宽度上延伸，并由仅在一部分磁道上延伸的磁头记录。因此，伺服模式磁通变化一般由磁头相对于伺服信息区做多次运动后记录。每次记录伺服模式的一个不同的部分，直到整个模式完成。例如参见W.A.Herrington和F.E.Mueller发表在IBM技术公报第21卷第2号(1978年7月)第804—805页的题为“磁盘文件伺服机构的Quad—Burst PES系统”。
具体地说，图1表示记录在磁盘磁道中的传统的伺服模式10。为简单起见，只画了四个磁道12、14、16、18。伺服模式包括由竖道20代表的偶数个顺序磁通变化的猝发脉冲串，它们被以预定的变化频率交错地记录在磁盘每个扇区的一组四个猝发脉冲串中。为了得到本领域的一般技术人员所知道的线性度，记录磁道中磁通变化的磁头记录一次不大于半个磁道的磁通取向。每个磁通变化20在一个磁道的整个宽度上延伸，因此需要磁头多次经过。于是，两个磁通变化20a和20b以磁盘径向对准，形成单个磁通变化。磁头多次经过将导致相邻两次经过的磁通变化偏离。当后来读记录的伺服信息时，即使很小的偏离也会产生相位误差。如果能用可以减小磁通变化经过之间偏离的可能性的简化的伺服模式，那将是非常有利的。此外，如果伺服模式能够更方便地记录在变得更普通的减小了宽度的磁道中，也将是非常有利的。
从上述讨论可以清楚地看到，需要减小整体电路复杂性的数字PES解调器，它采用有效的数字信号处理技术提供高频伺服模式并减小磁头误跟踪。还可以看到需要简化的伺服模式，它可以容纳在窄的数据磁道中，并可以用数字PES解调器，以及减小偏离误差的可能性。本发明满足了这些需要。
本发明提供了一种带有包括数字平方器的异步数字PES解调器的磁盘驱动伺服控制系统，该解调器去除数字化的伺服信息信号的任何相位分量，并包括一个猝发脉冲串累加器，它根据各个伺服猝发脉冲串模式的时间间隔累加平方项。根据本发明的一个方面，解调器包括数字不对称陷波滤波器，该滤波器在数字化的伺服信息信号提供给平方器之前先对它进行滤波，并利用平方器对经滤波的信号进行逐项平方。在这种配置中，滤波器最好是谐波陷波有限脉冲响应(FIR)滤波器。根据本发明的另一方面，解调器不包括陷波滤波器，而平方器包括正交求和与平方器，它对奇数和偶数的数字化取样之和进行平方运算。这样根据本发明的磁盘驱动伺服控制系统消除了经解调的PES中相位引起的误差，能与二进制数据处理部件分享信号处理部件，在伺服信息中不需要锁相环或时钟同步段，并且可以从经解调的伺服信息信号中去除杂散分量。
根据本发明的第三方面，用于PES解调器的伺服模式包括分开的猝发脉冲串模式，它不在磁道的整个宽度延伸，因此不包括必须径向对准其它变化并由写磁头相邻两次经过而记录的任何磁通变化。这就是说分开的猝发脉冲串模式是这样记录的，即包括该模式的每个磁通变化由磁头经过一次形成。这消除了可能由偏离的猝发脉冲串模式引起的从磁盘读出的伺服信息中的相位误差。分开的猝发脉冲串伺服模式特别适用于本发明的解调器，但是也可用于传统的解调技术以便改进性能。根据本发明的解调器将径向连续的猝发脉冲串模式组结合起来产生PES。
本发明的其它特征和优点从以下对最佳实施例的描述中可以看得很清楚，这些最佳实施例以举例的方式体现了本发明的原理。
图1表示记录在存储媒体的磁道中的传统的伺服猝发脉冲串模式的磁通变化。
图2是根据本发明构成的磁盘驱动器伺服控制系统的框图。
图3是图2所示的PES解调器的示意框图。
图4是图3所示的滤波器的框图。
图5是图2所示的控制系统完成的处理步骤的流程图。
图6是用于图2所示的磁盘驱动伺服控制系统的根据本发明构成的第二PES解调器的示意框图。
图7是图6所示的控制系统完成的处理步骤的流程图。
图8表示根据本发明记录的第一分开的猝发脉冲串伺服模式。
图9表示图8的另一种组合方案的分开的猝发脉冲串伺服模式。
图10是表示对图8和图9的分开的猝发脉冲串伺服模式解调的PES猝发脉冲串累加器的框图。
图11表示根据本发明记录的第二分开的猝发脉冲串伺服模式。
参照图2，图中画出了根据本发明构成的磁盘驱动器伺服控制系统110。磁盘驱动器包括安装在盘臂114上的读/写磁头112，盘臂114通过伺服组件120在包括磁盘118的存储媒体的表面116上运动。读/写头读出记录在磁盘的磁道中的盘磁通取向的变化。为清楚起见，图2中只画出了一个磁道122。图2示意地将磁道分成具有伺服信息段126、后面跟着数据段128的扇区124。伺服控制系统控制盘臂114在磁盘上移动，以便使读/写头112在磁道间移动，并使之在所要求的磁道上对准中心。当读/写头在磁盘表面116上运动时，读/写头读出磁盘制造时就记录在磁盘表面上的伺服信息，并将它提供给解调器130，解调器130对伺服信息进行异步解调，并将所得的结果平方，产生控制盘臂移动的位置误差信号(PES)。这样伺服控制系统110消除了经解调的PES中相位引起的误差，能与从数据段128读数据的盘驱动部件分享信号处理部件，在伺服信息中不需要锁相环或时钟同步段，并且可以利用数字技术从经解调的伺服信息信号中有效地去除杂散分量。
当读/写头112从磁道122读伺服信息时产生伺服信息信号，该信号经磁头输出线132送至前置放大器134。前置放大器134将伺服信息信号放大，并将经放大的信号提供给自动增益控制器(AGC)136，用它来调整信号的增益，以便将信号幅度保持在一个范围内，该范围是预定的，以便简化信息处理、减小噪声和改进系统线性度。来自AGC 136的经放大的信号提供给模/数转换器138，它根据经取样时钟线140得到的取样时钟信号CK对该信号进行异步转换。取样时钟信号CK由时序译码器142产生，时序译码器142经系统时钟信号线144接收系统时钟信号。如果对每个模拟伺服信号周期来说取样个数为m，那么取样时钟信号CK的频率应为伺服信号频率的m倍。于是，构造控制系统110必须知道记录在磁盘上的伺服信息信号的频率。数字化的伺服信息信号经转换器输出线146提供给解调器130，它产生表示伺服运动方向和程度的位置误差信号(PES)，这是使读/写头112在磁道122保持对准中心所需要的。最后，经解调器输出线148向传统的斜坡接合块150然后再向伺服控制器152提供PES，伺服控制器152产生提供给伺服机构120的控制信号，以便使盘臂114和读/写头112运动。
控制系统110的自动增益控制器(AGC)136和模/数转换器138最好分享数字检测通道。也就是说，AGC和转换器既用于检测来自磁道伺服信息段126的伺服信息，又用于检测来自磁道数据段128的数字数据。这减少了从磁盘读数据所需的部件数量，简化了磁盘驱动器伺服控制系统的整体结构。
图3是根据本发明构成的PES解调器130的第一最佳实施例的框图。在解调器中，数字滤波器154经转换器输出线146接收数字化的伺服信息信号。滤波器最好是提供带有奇数对称系数的谐波陷波均衡滤波器的有限脉冲响应(FIR)滤波器电路，比如本领域的一般技术人员所知道的Hilbert Transform滤波器。这种滤波器消除了信号的不对称性、肩形突出部分、基线失真和其它不希望的噪声。这种滤波器的输出非常接近所希望的来自正弦输入信号的数字输出。
为了讨论，滤波器154的输入信号可以表示为一系列m个数字值X0、X1、……Xm-1，它们是经滤波器分接头得到的模/数转换器138的每个取样间隔。Hilbert Transform滤波器具有对于每个取样间隔m个取样的由集合(H0、H1、……Hm-1)表示的系数。FIR的一组Hilbert Transform系数可以排成序列，为随机相位应用，如本发明的异步数字取样控制器，进行Hilbert Transform滤波，其中取样输入信号的相位与取样时钟信号的相位是不一致的。本发明人发现，在磁盘驱动器伺服信息信号段中通过下述取值就可得到很好的结果：对每个伺服信息周期四个取样(m＝4)的数字取样间隔来说，通过处理一个取样间隔的输入数据值Xn，n＝0，1，2，3，……以产生每个取样值Xn的经滤波的数据Yn，它由乘积的和确定：
Yn＝∑(Hi)(Xn-1)，一直加到i，
其中i＝0，1，2，滤波器系数由下式确定：
Hi＝(-0.5 0 0.5)或(-0.1 0 1.0)
另外，对每个伺服信息信号周期八个取样(m＝8)的模/数转换器来说，最佳实施例包括系数由下式确定的数字滤波器：
Hi＝(-0.25 -0.35 -0.25 0 0.25 0.35 0.25)
以产生一系列值Yn，它包括一直加到i的乘积的和，其中i＝0，1，……，6。每个伺服信息信号周期八个取样的Hilbert Transform系数通常可以由下式确定：
Hi＝k(-1.0 -1.41 -1.0 0 1.0 1.41 1.0)
其中k为定标常数。
图4是滤波器154的框图，表示经转换器输出线146接收并由滤波器分接头156提供给滤波器的伺服信息信号值，它们由滤波器系数块158相乘，由滤波器求和器160求和，以便产生经滤波器输出线162提供的滤波器输出信号。滤波器响应抑制信号取样的直流分量和其它奇次和偶次谐波分量，并消除由随机相位取样处理引起的PES解调误差。此外，滤波器响应可以消除不希望的噪声，从而改善信号动态范围。
再看图3，数字滤波器154的输出包括每个伺服信息信号周期的m个取样序列，该输出经滤波器输出线162提供给平方器164。平方器接收来自数字滤波器的一系列经滤波的值Yn，并将每个值平方。这样，平方器的功能由下式确定：
Zn＝(Yn)(Yn)，n＝0，1，2，……
其中Zn代表平方器的输出。对最佳实施例来说，每个伺服信息信号周期八个取样，同样，每个伺服信息信号周期由平方器164产生八个Z值。平方器可以由逻辑电路实现，也可以由查寻表实现，并提供变化的正交数据串。平方器的输出经信号线166提供给PES猝发脉冲串累加器168，它最好由一个运行的求和逻辑电路实现。如同下面将要更详细地说明的那样，根据具有猝发脉冲串间隔P1、P2、P3和P4的四个间隔的伺服猝发脉冲串模式，PES猝发脉冲串累加器将所有的经平方的取样值Zn相加，并将和进行转换，产生PES信号PESA、PESB、PESC和PESD。PES信号由以下关系式确定：
对猝发脉冲串间隔P1和P2 PESA＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P3和P4 PESB＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P2和P3 PESC＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P1和P4 PESD＝∑Zn
累加器168的输出信号经输出线170提供给正交解调块172，它如下所示对PES信号作减法，以便确定初始的PES信号PESP和正交的PES信号PESQ：
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
其中P和Q信号是当磁头在磁道上移动时超出相位九十度的信号。正交解调块172可以在解调器130(图2)中或由解调器中的逻辑电路实现，或由微处理器固件实现。数字滤波器154、平方器164、猝发脉冲串累加器168和正交解调块172全体与经时序线140从时序译码器142接收的取样时钟信号CK一起运行。如图2所示，正交解调块的输出经解调器130的输出线148提供给传统的斜坡接合块150。
如同本领域的一般技术人员所了解的那样，斜坡接合块150舍弃PESP的绝对值等于PESQ的绝对值以外的PESP和PESQ的值，并“接合”PESP和PESQ值的有用部分，为每个磁道形成线性PES斜坡。如果需要，可以用固件实现的平方根近似法或适当的查寻表进一步对PES斜坡信号进行线性处理。斜坡接合块可以在控制器110中或作为逻辑电路或作为微处理器固件实现。
最后，来自斜坡接合块150的PES输出信号提供给控制伺服机构120的伺服控制器152，由此控制磁盘118上读/写头112的运动。伺服控制器一般在盘控制器110的微处理器固件中实现。如同本领域的一般技术人员所了解的那样，伺服控制器利用PES斜坡信号和伺服Grey代码伺服信息数据来计算磁道跟踪和磁道寻找伺服控制信号，这些信号提供给数/模转换器(未示出)控制用于磁头定位的音圈马达(VCM)。
这样，控制器110基本消除了由异步取样相位误差引起的伺服信息信号转换误差，由磁致电阻(MR)或感性磁头引起的信号失真，和由宽频带分量引起的相位不稳定。根据本发明构成的控制器特别适用于高密度盘驱动系统，该系统必须从频率提高、宽度减小的伺服信息段中解调PES。
图2、3和4所示的盘驱动控制器110的运行过程由图5所示的流程图步骤表示。流程图的步骤由硬件电路和控制器中的微处理器固件实现。由第一流程图框202表示的初始步骤是从磁盘的磁道检测伺服模式变化。接下来，在流程图框204，控制器对从磁盘检测到的模拟伺服信息信号进行前置放大。在流程图框206，控制器向自动增益控制块提供模拟信号，在框208，该信号提供给模/数转换器。在框210，数字化的值Xn提供给具有Hilbert Transform系数的数字滤波器，以便产生经滤波的数字信号值Yn。在流程图框212，将来自数字滤波器的值Yn提供给平方器，以便产生经平方的值Zn。在流程图框214，经平方的值Zn提供给猝发脉冲串累加器，以便去除相位误差。逐个周期地将Zn值加在一起。于是，如果每个伺服信息信号周期取四个取样，并且每个猝发脉冲串有四个周期，那么就有十六项加在一起，产生PESA、PESB、PESC和PESD项。在流程图框216，将PESA、PESB、PESC和PESD项提供给正交解调块，根据记录在磁盘上的原来的猝发脉冲串模式产生正交PES值PESP和PESQ。最后，在流程图框218，将正交PESP和PESQ值提供给斜坡接合块，产生PES斜坡信号，然后在流程图框220将斜坡接合块的输出提供给伺服控制器，按照PES的指示移动盘臂和读/写头。
图6表示根据本发明构成的PES解调器130的第二最佳实施例的框图。在图6的实施例中，平方器是作为正交求和与平方器182提供的，它经转换器输出线146接收模/数转换器138(图2)的输出，每个伺服信息信号周期m个取样。选择每个伺服模式周期四个取样的取样频率，使得相邻的取样点就伺服信号相位而言相隔90°。于是可以说取样构成了奇、偶交替的项。求和与平方器182将同类取样值相加，再作平方运算，并对一个猝发脉冲串间隔求各项之和。不象结合图4所示第一实施例的平方器描述的对取样值简单地求平方那样，图6实施例包括一个求和与平方器，它产生由下式确定的输出项Zn：
Zn＝∑(Xn)o(Xn)o－(Xn)e(Xn)e
n＝0，1，2，……
其中(Xn)o是每个伺服信息信号猝发脉冲串间隔奇数取样值的和，(Xn)e是偶数取样值的和。如前所述，PES猝发脉冲串累加器168经信号线166接收被平方的项，然后经信号线170将累加的信号项提供给正交解调块172，并经解调器输出线148提供给斜坡接合块150。如同累加器和解调器块，求和与平方器182与经时序线140从时序译码器142接收的取样时钟信号CK一起运行。
图6所示的盘驱动控制器110的运行过程由图7所示的流程图步骤表示。流程图的步骤由硬件电路和控制器中的微处理器固件实现。由第一流程图框302表示的初始步骤是从磁盘的磁道检测伺服模式变化。接下来，在流程图框304，控制器对从磁盘检测到的模拟伺服信息信号进行前置放大。在流程图框306，控制器向自动增益控制块提供模拟信号，在框308，该信号提供给模/数转换器。在框310，数字化的值Xn提供给解调器的求和与平方器，以便产生输出信号值Zn。在流程图框312，经求和与平方的值Zn提供给猝发脉冲串累加器，以便产生PESA、PESB、PESC和PESD项。在流程图框314，将PESA、PESB、PESC和PESD项提供给正交解调块，产生正交PES值PESP和PESQ。最后，在流程图框316，将正交PE-SP和PESQ值提供给斜坡接合块，产生PES斜坡信号，然后在流程图框318将斜坡接合块的输出提供给伺服控制器，按照PES的指示移动盘臂和读/写头。
如图1所示，传统的伺服模式具有磁通取向的变化，它们在磁盘表面上以交错的方式在盘数据磁道的整个宽度延伸，因此每次变化包括两种变化，每种变化是通过记录头经过一次而记录的，并在磁盘径向对准。如上所述，这种模式易于出现在所得的PES中产生噪声的对准误差。为了减小读这种模式引起的噪声量，根据本发明的伺服模式最好包括“分开的猝发脉冲串”模式，它的变化不在磁道的整个宽度上延伸。这样，记录头相邻两次经过的变化不需要对准以产生模式。相反，记录分开的猝发脉冲串模式，因此由磁头一次经过产生每个磁通变化。图8表示根据本发明构成的记录在磁盘上的第一分开猝发脉冲串伺服模式。
图8表示磁盘10和磁盘表面上的四个磁道312、314、316和318。所示的伺服猝发脉冲串模式包括每个猝发脉冲串的八个宽度为一半的变化320。该变化确定一种模式，每个扇区具有四个重复组P1、P2、P3和P4，记录头经过一次可以记录一组。由于变化只有一半磁道宽，所以不需要对准相邻的变化，于是它们看起来可以由在整个磁道上延伸的磁头记录，而对于图1所示的传统的伺服模式而言上述对准是必需的。因此图8所示的模式不存在对准问题。如同本领域的一般技术人员所了解的那样，为了准确地读伺服信息，在整个磁道宽度伺服模式必需是线性的。因此，单独测量图8的分开猝发脉冲串伺服信息模式的变化320，并将它们进行算术组合，以便确定磁道上猝发脉冲串的等效幅度。
更具体地说，采用上述伺服控制器110必须将变化的径向连续组组合在一起产生PES分量信号，最终是PES。可以确定一种组合方案，从而变化的A猝发脉冲串组包括一组四个变化P12，它包括在磁道312第二半部分延伸的P1组的最后四个变化，A猝发脉冲串组还包括一组四个变化P21，它包括在下一个磁道第一半部分延伸的P2组的前四个变化。应清楚的是，当磁盘10旋转时，在磁盘的径向，变化的P12组后面是变化的P21组。P12和P21提供A猝发脉冲串PES分量信号并在磁道的整个宽度提供线性度，即使P1或P2变化都不在一个磁道的整体上延伸。接下来，变化的B猝发脉冲串组包括一组四个变化P32，它包括在磁道314第二半部分延伸的P3组的最后四个变化，B猝发脉冲串组还包括一组四个变化P41，它包括在下一个磁道第一半部分延伸的P4组的前四个变化。B猝发脉冲串信号由P32和P41组的和提供。同样，C猝发脉冲串信号由包括P2组的最后四个变化的P22和包括P3组的前四个变化的P31之和确定。最后，D猝发脉冲串信号由包括P4组的最后四个变化的P42和包括来自同一磁道316的P1组的前四个变化的P11乏和确定。一般A猝发脉中串、B猝发脉冲串、C猝发脉冲串和D猝发脉冲串信号确定PES分量信号，公式如下：
PESA＝∑(P1i＋P2i)
PESB＝∑(P3i＋P4i)
PESC＝∑(P2i＋P3i)
PESD＝∑(P4i＋P1i)
其中P1i、P2i、P3i和P4i表示如上定义的猝发脉冲串取样(即已经进行了平方运算的P1、P2、P3和P4变化的数字取样)。然后如下所示由PES解调块产生PES的初始和正交分量：
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并如上所述提供给斜坡接合块和伺服控制器。
用其它方案可以将分开的猝发脉冲串伺服信息模式的变化320进行算术组合，以便确定磁道上的猝发脉冲串的等效幅度。例如，图9表示将分开的猝发脉冲串伺服模式组合以便提供线性度和正交PES的第二方案。图9表示磁盘10和磁盘表面上的四个磁道312、314、316和318。如上所述，所示模式包括每个猝发脉冲串的八个宽度为一半的变化320，每个猝发脉冲串包括每个周期四组P1、P2、P3和P4。同样，由于变化只有一半磁道宽，所以不需要对准相邻的变化，于是它们看起来可以由在整个磁道上延伸的磁头记录，并且消除了对准噪声问题。
在图9的实施例中，包括P1组的第一磁道312中的第一组宽度为一半的八个变化和包括另一P1组的第三磁道316中的第二组宽度为一半的八个变化确定P1猝发脉冲串PES分量信号。包括紧接第一P1组的P2组的第二磁道314中的一组宽度为一半的八个变化和包括紧接第二P1组的第二P2组的第四磁道318中的第二组宽度为一半的八个变化确定P2猝发脉冲串PES分量信号。类似地，来自第二和第四磁道314、318的P3组宽度为一半的八个变化确定P3猝发脉冲串PES分量信号，来自第一和第三磁道的P4组宽度为一半的八个变化确定P4猝发脉冲串PES分量信号，如图9所示。同样，分量信号表示如下：
PESA＝∑(P1i＋P2i)
PESB＝∑(P3i＋P4i)
PESC＝∑(P2i＋P3i)
PESD＝∑(P4i＋P1i)
如同上面的定义，其中P1i、P2i、P3i和P4i是从各个磁道读出然后进行了平方运算的P1、P2、P3和P4变化的数字取样。和前面一样，然后如下所示由PES解调块产生PES的初始和正交分量：
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并如上所述提供给斜坡接合块和伺服控制器。
图8和9所示的分开猝发脉冲串伺服模式和组合方案可用于传统的PES解调器，如上所述，它将PES分量信号组合在一起，也可用于本发明的数字磁盘驱动控制器。在任何一种应用中，分开的猝发脉冲串伺服模式都消除了与传统的伺服猝发脉冲串模式的与对准问题有关的PES误差。
图10表示用于上述伺服模式解调的磁盘控制器110的PES猝发脉冲串累加器168和正交解调块172的框图。猝发脉冲串累加器接收经预处理的信号，并将它们提供给分别对应于P1、P2、P3和P4分量信号的四个寄存器402、404、406和408中的一个。一组四个加法器410、412、414和416将适当信号的和分别提供给如上定义的PESA、PESB、PESC和PESD猝发脉冲串分量。最后，两个减法器418和420接收相应的猝发脉冲串分量，并将减得的差分别提供给如上定义的PESP和PESQ。虽然图10中信号PESP和PESQ在分开的输出线上，但是应理解，在最佳实施例中PESP和PESQ信号交替地出现在PES猝发脉冲串累加器输出线170上。
本领域的一般技术人员将懂得，也可将上述分开的猝发脉冲串模式以外的交替分开的猝发脉冲串模式用于本发明的伺服控制器。可以将这些交替分开的猝发脉冲串模式的重复组组合，产生PE-SA、PBSB、PESC和PESD分量信号，然后作减法运算，产生如上所述的用于产生PES的PESP和PESQ正交信号。本领域的一般技术人员将懂得，只要组合径向连续猝发脉冲串，就可以类似于参照图8和9所说明的组合猝发脉冲串那样，用各种方式组合重复组，以产生分量信号。例如，图11表示磁盘10和四个磁道312、314、316和318，这四个磁道中每个扇区具有四个重复组T1、T2、T3和T4的分开猝发脉冲串模式。每个重复组包括由垂直线320代表的宽度为一半的八个磁通变化，每个变化可以由记录头经过一次记录。
在图11的猝发脉冲串模式中，第一磁道312的T1组由第二磁道的T3组径向接续。即当磁盘10旋转时，在磁盘的径向，T1组后面是变化的T3组。第一磁道的T3组由下一相邻的第二磁道314的T2组径向接续。类似地，T2组由下一磁道的T4组径向接续。最后，下一磁道316的T1组径向地跟在同一磁道的T4组后面。本领域的一般技术人员将懂得，为了正确地产生PESA、PESB、PESC和PESD分量，必须组合径向连续组，组合公式如下：
PESA＝∑(T1i＋T3i)
PESB＝∑(T2i＋T4i)
PESC＝∑(T2i＋T3i)
PESD＝∑(T4i＋T1i)
其中T1i、T2i、T3i和T4i是T1、T2、T3和T4变化的经预处理的数字取样，如上所述，这些变化已经作了平方运算。和前面一样，然后如下所示由PES解调块172(图3和6)产生PES的初始和正交分量：
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并提供给斜坡接合块和伺服控制器。本领域的一般技术人员将懂得，按照本发明，可以提供其它重复组和组合等式。
上述本发明提供了磁盘驱动伺服控制系统，它消除了经解调的PES中的相位误差，与磁盘驱动器的数字数据处理部件分享部件，取得了较高的效率，不需要锁相环并且电路设计较简单，不需要伺服信息中的时钟同步段，从而提高了磁盘的数据存储量，并且有效地利用了进行精确的PES解调的数字信号处理技术。此外，分开的猝发脉冲串伺服信息模式消除了由于磁道宽度上的变化猝发脉冲串的偏移引起的误差，并使得能够更精确地对读/写头定位。
以上参照最佳实施例对本发明进行了描述，因此本领域的一般技术人员可以理解本发明。然而虽然这里对磁盘驱动伺服控制系统的许多配置都没有进行具体的描述，但是本发明仍是适用的。本发明不限于上述具体的实施例，相反，本发明对磁盘驱动伺服控制系统具有广泛的适应性。因此，在权利要求书范围内的所有的改进、变化和等效配置都将被认为是在本发明的范围内。

Claims (42)

1.一种用于高密度磁盘驱动器的磁盘驱动伺服控制系统，磁盘驱动器具有安装在盘臂上、并通过伺服机构在旋转盘存储媒体的表面上运动的磁头，以便读出记录在盘存储媒体表面的磁道中的伺服控制信息并产生伺服信息信号，该伺服控制系统的特征在于包括：
模/数转换器，它从磁头异步接收伺服信息信号，并将它转换成数字信号；
解调器，它接收来自模/数转换器的经转换的伺服信息信号，并对数字化的伺服信息信号进行平方运算，以便产生指示磁头相对于磁道中心线的位置误差的数字正交位置误差信号(PES)；以及
伺服控制器，它接收位置误差信号，并产生提供给磁头伺服机构的控制信号，以便将磁头保持在相对于磁道的正确位置上。
2.根据权利要求1的伺服控制系统，其特征在于包括：
前置放大器，它接收来自读/写头的伺服信息信号；以及
自动增益控制电路，它将来自前置放大器的伺服信息信号的幅度控制在预定的范围内，并将限幅信号提供给模/数转换器。
3.根据权利要求1的伺服控制系统，其特征在于解调器包括数字滤波器，它接收数字化的伺服信息，将其滤波，并向平方器提供一个经滤波的信号。
4.根据权利要求3的伺服控制系统，其特征在于滤波器是具有奇数对称滤波系数的谐波陷波滤波器。
5.根据权利要求4的伺服控制系统，其特征在于解调器数字滤波器是Hilbert Transform滤波器。
6.根据权利要求1的伺服控制系统，其特征在于平方器包括一个逻辑电路。
7.根据权利要求1的伺服控制系统，其特征在于平方器包括正交求和与平方器，它将奇数与偶数的数字化的取样的平方相加。
8.根据权利要求1的伺服控制系统，其特征在于解调器猝发脉冲串累加器接收经平方运算的信号，将所有的平方项相加，并将每个伺服猝发脉冲串时间间隔的伺服信号的峰值之和转换成经累加的数据项。
9.根据权利要求8的伺服控制系统，其特征在于累加数据项包括一系列Z1、Z2……Zn；伺服猝发脉冲串时间间隔包括四个径向连续的间隔P1、P2、P3和P4；并且经累加的正交猝发脉冲串模式数据包括各项PESA、PESB、PESC和PESD，于是
对猝发脉冲串间隔P1和P2 PESA＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P3和P4 PESB＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P2和P3 PESC＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P1和P4 PESD＝∑Zn
10.根据权利要求9的伺服控制系统，其特征在于PES猝发脉冲串累加器包括运行的求和逻辑电路。
11.根据权利要求9的伺服控制系统，其特征在于解调器对累加的正交猝发脉冲串模式数据进行解调，并产生初始的位置误差信号PESP和正交的位置误差信号PESQ，它们是当磁头在磁道上移动时相位差九十度的信号，其中
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并且指示读/写头相对于数据磁道中心的位置误差。
12.一种高密度磁盘驱动器，其特征在于包括：
具有记录表面的盘存储媒体；
安装在记录表面之上的盘臂上的磁头；
伺服机构，用于使磁头在盘存储媒体的记录表面上运动，读取记录在盘存储媒体表面的磁道中的伺服控制信息，并产生伺服信息信号；
模/数转换器，它从磁头异步接收伺服信息信号，并将它转换成数字信号；
解调器，它接收来自模/数转换器的经转换的伺服信息信号，并对数字化的伺服信息信号进行平方运算，以便产生指示磁头相对于磁道中心线的位置误差的数字正交位置误差信号(PES)；以及
伺服控制器，它接收位置误差信号，并产生提供给磁头伺服机构的控制信号，以便将磁头保持在相对于磁道的正确位置上。
13.根据权利要求12的伺服控制系统，其特征在于包括：
前置放大器，它接收来自读/写头的伺服信息信号；以及
自动增益控制电路，它将来自前置放大器的伺服信息信号的幅度控制在预定的范围内，并将限幅信号提供给模/数转换器。
14.根据权利要求12的伺服控制系统，其特征在于解调器包括数字滤波器，它接收数字化的伺服信息，将其滤波，并向平方器提供一个经滤波的信号。
15.根据权利要求14的伺服控制系统，其特征在于滤波器是具有奇数对称滤波系数的谐波陷波滤波器。
16.根据权利要求15的伺服控制系统，其特征在于解调器数字滤波器是Hilbert Transform滤波器。
17.根据权利要求12的伺服控制系统，其特征在于平方器包括一个逻辑电路。
18.根据权利要求12的伺服控制系统，其特征在于平方器包括正交求和与平方器，它将奇数与偶数的数字化的取样的平方相加。
19.根据权利要求12的伺服控制系统，其特征在于解调器猝发脉冲串累加器接收经平方运算的信号，将所有的平方项相加，并将每个伺服猝发脉冲串时间间隔的伺服信号的峰值之和转换成经累加的数据项。
20.根据权利要求19的伺服控制系统，其特征在于累加数据项包括一系列Z1、Z2……Zn；伺服猝发脉冲串时间间隔包括四个径向连续的间隔P1、P2、P3和P4；并且经累加的正交猝发脉冲串模式数据包括各项PESA、PESB、PESC和PESD，于是
对猝发脉冲串间隔P1和P2 PESA＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P3和P4 PESB＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P2和P3 PESC＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P1和P4 PESD＝∑Zn
21.根据权利要求20的伺服控制系统，其特征在于PES猝发脉冲串累加器包括运行的求和逻辑电路。
22.根据权利要求20的伺服控制系统，其特征在于解调器对累加的正交猝发脉冲串模式数据进行解调，并产生初始的位置误差信号PESP和正交的位置误差信号PESQ，它们是相位差九十度的信号，其中
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并且指示读/写头相对于数据磁道中心的位置误差。
23.一种位置误差信号解调器系统，其特征在于：
读/写头，它读取记录在存储媒体的磁道中的包括正交猝发脉冲串模式数据的伺服信息，产生伺服信息信号；
自动增益控制装置，用于自动控制伺服信息信号的增益，并产生有限范围的伺服信息信号；
转换装置，用于将有限范围的伺服信息信号转换成数字伺服信号；
平方装置，用于接收数字伺服信号，并产生经平方运算的伺服信息信号；
猝发脉冲串累加装置，用于对每个正交猝发脉冲串模式的经平方运算的伺服信息信号数据进行累加；
正交解调装置，用于对来自猝发脉冲串累加装置的正交猝发脉冲串模式数据进行解调，并产生初始的和正交的位置误差信号，该信号指示读/写头相对于数据磁道中心的位置误差；以及
线性斜坡装置，用于接收初始的位置误差信号和正交的位置误差信号，并将这两个信号组合，从而产生磁道的基本线性的PES斜坡信号，伺服控制器可以用它来控制磁道上读/写头的位置。
24.根据权利要求23的位置误差信号解调器，其特征在于转换装置包括模/数转换器，它根据系统时钟信号将伺服信息信号异步地转换成数字信号。
25.根据权利要求23的位置误差信号解调器，其特征在于读/写头根据扇区伺服模式时间间隔从存储媒体中读伺服信息。
26.根据权利要求23的位置误差信号解调器，其特征在于平方装置包括滤波装置，用于通过陷波滤波器对转换的伺服信息信号进行数字滤波，并产生数字正交位置误差信号PES，该信号指示读/写头相对于磁道中心线的位置误差。
27.根据权利要求23的位置误差信号解调器，其特征在于猝发脉冲串累加装置包括PES猝发脉冲串累加器，它接收经平方运算的伺服信息信号，将所有的信号平方项相加，并将每个伺服猝发脉冲串时间间隔的伺服信号的平方项之和进行转换，产生每个伺服猝发脉冲串时间间隔的经累加的PES数据信号，PES数据信号包括一系列Z1、Z2……Zn。
28.根据权利要求27的位置误差信号解调器，其特征在于正交猝发脉冲串模式数据以四个重复的径向连续组P1、P2、P3和P4的间隔记录，其中猝发脉冲串累加装置产生四个累加的PES数据信号PESA、PESB、PESC和PESD，其定义如下：
对猝发脉冲串组P1和P2 PESA＝∑Zn
对猝发脉冲串组P3和P4 PESB＝∑Zn
对猝发脉冲串组P2和P3 PESC＝∑Zn
对猝发脉冲串组P1和P4 PESD＝∑Zn
29.根据权利要求28的位置误差信号解调器，其特征在于正交解调装置对来自猝发脉冲串累加装置的正交猝发脉冲串模式数据进行解调，并产生初始的位置误差信号PESP和正交的位置误差信号PESQ，它们是相位差九十度的信号，其中
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并且指示读/写头相对于数据磁道中心的位置误差。
30.一种检测伺服信息和对来自伺服信息的位置误差信号进行解调的方法，该方法的特征在于包括以下步骤：
读取记录在存储媒体的磁道中的包括正交猝发脉冲串模式数据的伺服信息，产生伺服信息信号；
自动控制伺服信息信号的增益，并产生有限范围的伺服信息信号；
将有限范围的伺服信息信号转换成数字伺服信号；
对数字伺服信号进行平方运算，并产生经平方运算的伺服信息信号；
对每个正交猝发脉冲串模式的经平方运算的伺服信息信号数据进行累加；
对正交猝发脉冲串模式数据进行解调，并产生初始的和正交的位置误差信号，该信号指示读/写头相对于数据磁道中心的位置误差；以及
将初始的位置误差信号和正交的位置误差信号组合，从而产生磁道的基本线性的PES斜坡信号，伺服控制器可以用它来控制磁道上读/写头的位置。
31.根据权利要求30的方法，其特征在于对数字伺服信息信号进行平方的步骤包括通过陷波滤波器对转换的伺服信息信号进行数字滤波，并产生数字正交位置误差信号PES，该信号指示读/写头相对于磁道中心线的位置误差。
32.根据权利要求30的方法，其特征在于累加的步骤包括将所有的信号平方项相加，并将每个伺服猝发脉冲串时间间隔的伺服信号的平方项之和进行转换，产生每个伺服猝发脉冲串时间间隔的经累加的PES数据信号，PES数据信号包括一系列项Z1、Z2……Zn。
33.根据权利要求32的方法，其特征在于正交猝发脉冲串模式数据以四个重复的径向连续模式P1、P2、P3和P4的间隔记录，并且转换平方项的和产生四个累加的PES数据信号PESA、PESB、PESC和PESD，其定义如下：
对猝发脉冲串间隔P1和P2 PESA＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P3和P4 PESB＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P2和P3 PESC＝∑Zn
对猝发脉冲串间隔P1和P4 PESD＝∑Zn
34.根据权利要求33的方法，其特征在于对正交猝发脉冲串模式数据进行解调的步骤包括产生初始的位置误差信号PESP和正交的位置误差信号PESQ，它们是当磁头在磁道上移动时相位差九十度的信号，其中
PESP＝PESD－PESC
PESQ＝PESB－PESA
并且指示读/写头相对于数据磁道中心的位置误差。
35.一种正交伺服模式，其特征在于包括以预定时间间隔记录在存储媒体表面的磁道中的一系列磁通变化，磁通变化的程度不大于记录头变化的程度，因此在磁盘的径向没有两个相邻的磁通变化是对准的。
36.根据权利要求35的正交伺服模式，其特征在于正交伺服模式包括重复序列的四个交错的磁通变化间隔。
37.根据权利要求35的正交伺服模式，其特征在于磁通变化在不大于磁  道的一半宽度上延伸。
38.包括记录在存储媒体表面的磁道中的一系列磁通变化的一种正交伺服模式，磁通变化以预定频率出现在以交错间隔记录在磁盘表面的猝发脉冲串组中，磁通变化的宽度不大于磁道宽度的一半。
39.根据权利要求38的正交伺服模式，其特征在于正交伺服模式包括重复的四个猝发脉冲串组的模式。
40.根据权利要求39的正交伺服模式，其特征在于每个猝发脉冲串组包括一系列偶数个磁通变化。
41.根据权利要求40的正交伺服模式，其特征在于每个猝发脉冲串组包括一系列八个磁通变化。
42.根据权利要求39的正交伺服模式，其特征在于记录磁通变化使得在磁盘表面没有平行的变化对准。
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GB (1) GB2284688B (zh)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0684608B1 (en) * 1994-05-23 1999-10-06 STMicroelectronics S.r.l. Device for processing servo signals in a parallel architecture PRML reading apparatus for hard disks
DE69421071T2 (de) * 1994-05-23 2000-04-20 St Microelectronics Srl In Parallelarchitektur ausgeführte PRML Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen während eines Leseschrittes durch einen Magnetkopf
US5668678B1 (en) * 1994-11-14 2000-11-28 Cirrus Logic Inc Detecting servo data and servo bursts from discrete time samples of an analog read signal in a sampled amplitude read channel
US6324030B1 (en) * 1995-05-02 2001-11-27 International Business Machines Corporation Digital pes demodulation for a disk drive servo control system using synchronous digital sampling
SG55370A1 (en) * 1996-09-09 1998-12-21 Texas Instruments Inc Servo demodulator and method for synchronous servo demodulation
JPH10241307A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Hitachi Ltd デジタルサーボ信号処理装置、ディスク媒体再生装置およびディスク媒体
US6025970A (en) * 1997-08-07 2000-02-15 International Business Machines Corporation Digital demodulation of a complementary two-frequency servo PES pattern
KR100543657B1 (ko) * 1998-02-20 2006-05-22 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 헤드 하이플라이 기록 방지 장치 및방법
US6426845B1 (en) 1998-05-21 2002-07-30 Seagate Technology Llc Asynchronous analog demodulator and method for a null-type servo pattern
US6195220B1 (en) 1998-05-21 2001-02-27 Seagate Technology Llc Method and apparatus utilizing field ratioing demodulation techniques for a null-type servo pattern
US6243224B1 (en) * 1998-05-21 2001-06-05 Seagate Technology Llc Asynchronous digital demodulator and method for a null-type servo pattern
US6604223B1 (en) 1998-08-17 2003-08-05 Seagate Technology Llc System and method for correcting interference errors in data encoded on storage media
US6456450B1 (en) * 1998-12-04 2002-09-24 International Business Machines Corporation Method and apparatus for reducing track misregistration due to digital-to-analog converter quantization noise
US6421198B1 (en) 1999-04-27 2002-07-16 International Business Machines Corporation Linearity compensation for a position error signal based on repeatable and non-repeatable run out in a disk drive
US6522493B1 (en) 1999-04-27 2003-02-18 International Business Machines Corporation Position error signal linearization using an auxiliary discontinuity removal routine
US6785080B1 (en) 2000-10-10 2004-08-31 Maxtor Corporation Method and apparatus for providing a variable rate oversampling digital filter for resonance compensation in disk drive servo control systems
US6687080B2 (en) * 2001-05-29 2004-02-03 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for improved PES demodulation in the presence of thermal asperities
US7023631B2 (en) * 2002-11-07 2006-04-04 Seagate Technology Llc Bi-frequency servo pattern
US7158333B1 (en) 2003-04-03 2007-01-02 Marvell International Ltd. Up-sampled filtering for servo demodulation
US7751144B1 (en) 2004-07-15 2010-07-06 Marvell International Ltd. Self-servo-write using ramp-tracks
US7209312B1 (en) 2004-07-15 2007-04-24 Marvell International Ltd. Self-servo-write using ramp-tracks
US7349171B2 (en) 2006-03-06 2008-03-25 Marvell World Trade Ltd. Method for measuring actuator velocity during self-servo-write
US7773334B1 (en) 2006-12-06 2010-08-10 Marvell International Ltd. Single-pass spiral self-servo-write
JP5058059B2 (ja) 2008-04-25 2012-10-24 株式会社東芝 記憶装置、利得調整装置および利得調整プログラム
US9514775B2 (en) * 2008-11-25 2016-12-06 Seagate Technology Llc Reducing effect of frequency acquisition error in a position error signal responsive to split servo burst patterns
US9804200B2 (en) * 2012-02-15 2017-10-31 Keysight Technologies, Inc. Digital oscilloscope comprising multiple data acquisition pathways
US8625231B1 (en) * 2012-11-08 2014-01-07 HGST Netherlands B.V. Adjusting VGA analog gain for misaligned servo sectors in a disk drive
CN106338216A (zh) * 2016-11-02 2017-01-18 无锡市疾病预防控制中心 一种空调冷却塔清洗消毒的操作规程
US11817122B1 (en) * 2022-08-25 2023-11-14 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device with notch filter calibration based on multi-rate excitation and error rejection
US11915731B1 (en) 2022-08-25 2024-02-27 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device with notch filter calibration based on multi-rate excitation and error rejection

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6276072A (ja) * 1985-09-30 1987-04-08 Toshiba Corp インデツクスサ−ボ方式
JP2593437B2 (ja) * 1985-09-24 1997-03-26 株式会社東芝 磁気デイスクのサーボ位置決め装置
US4669004A (en) * 1986-02-27 1987-05-26 Quantum Corporation High capacity disk file with embedded sector servo
US4740736A (en) * 1986-07-10 1988-04-26 Advanced Micro Devices, Inc. Servo data decoder for any amplitude dependent servo data encoding scheme
JP2628155B2 (ja) * 1987-01-13 1997-07-09 キヤノン電子株式会社 ヘッドトラッキング用サーボパターンを備えた記録媒体
JPS63288480A (ja) * 1987-05-20 1988-11-25 Victor Co Of Japan Ltd 磁気ディスク装置
US4764914A (en) * 1987-09-11 1988-08-16 Eastman Kodak Company Least squares method and apparatus for determining track eccentricity of a disk
JPH0237578A (ja) * 1988-07-28 1990-02-07 Olympus Optical Co Ltd 光学式記録および／または再生装置におけるアクセス速度検出装置
US5050016A (en) * 1989-10-12 1991-09-17 Conner Peripherals, Inc. Disk drive servo system using gain limited high-frequency track-following compensator
JPH07105122B2 (ja) * 1990-05-08 1995-11-13 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン ヘッド位置制御方法および装置
US5170299A (en) * 1990-08-17 1992-12-08 Quantum Corporation Edge servo for disk drive head positioner
JPH04120887A (ja) * 1990-09-11 1992-04-21 Sony Corp Ｆｍ復調装置
US5089757A (en) * 1991-03-15 1992-02-18 Maxtor Corporation Synchronous digital detection of position error signal
JPH05145377A (ja) * 1991-11-22 1993-06-11 Nec Corp 周波数帯域分割フイルタ演算方式
US5341249A (en) * 1992-08-27 1994-08-23 Quantum Corporation Disk drive using PRML class IV sampling data detection with digital adaptive equalization

Also Published As

Publication number Publication date
KR950015324A (ko) 1995-06-16
CN1086496C (zh) 2002-06-19
GB2284688A (en) 1995-06-14
US5774298A (en) 1998-06-30
JPH07192238A (ja) 1995-07-28
GB9423247D0 (en) 1995-01-04
GB2284688B (en) 1997-12-10
KR0162260B1 (ko) 1998-12-15

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