CN1184632C - 供磁盘驱动系统使用的带有温度补偿的可变增益放大器 - Google Patents

供磁盘驱动系统使用的带有温度补偿的可变增益放大器 Download PDF

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Abstract

一种用于估计从数据存储介质获得的、输入到增益修改放大器的读回信号之振幅的装置和方法，包括响应加在放大器的读回信号，测出放大器的输出信号。生成表示放大器输出信号和参考信号之间的差值的差分信号。生成与放大器增益的温度系数有关的补偿信号，然后使用补偿信号生成表示读回信号之振幅的估计信号。生成补偿信号还可以包括生成其大小与绝对温度成比例的第一补偿信号，以及生成其大小与温度无关的第二补偿信号。可以选择使用第一补偿信号和第二补偿信号，消除放大器控制信号中与温度有关的增益和极性误差。用于估计读回信号之振幅的电路包括一个可变增益放大器、一个温度补偿电路和一个比较器，可变增益放大器、温度补偿电路和比较器具有相同的温度分布图，并在一个公用IC基底上提供。该电路还包括一个N位DAC和一个逻辑电路，可以在磁盘驱动系统中实现。

Description

供磁盘驱动系统使用的带有温度补偿的 可变增益放大器
本发明主要涉及从数据存储介质中读取的信号，更确切地说，涉及用于估计从磁盘驱动系统中的数据存储介质中读取的信号之振幅的系统和方法。
目前，在磁盘驱动系统制造业中，用作部分读/写头一部分的变换器的性能和可靠性正引起人们更多的关注。例如，读变换器操作特性的改变，可能表示读/写头性能下降或读/写头即将发生故障。例如，从特定读/写头获得的读回信号的振幅的改变，可能表示读/写头的读部件可能有问题。
例如，人们发现，随着时间的变化监控使用特定读/写头获得的读回信号的振幅特性，可以深入了解该读/写头上提供的读变换器的完整性和操作状态。作为例子，以特殊方式运行的巨型MR(GMR)变换器，可能产生随着时间的推移其振幅逐渐降低的读回信号。然而，大部分读通道设计的特性和复杂性使得一般不可能在原处确定读回信号的特性，例如，随着时间的变化以较高精度确定特定读/写头的读回信号振幅。
在典型的读通道设计中，通常使用可变增益放大器(VGA)作为自动增益控制(AGC)环的增益部件，其中自动增益控制环用于调整在VGA之输出端提供的读回信号的振幅。通过将适当的控制信号加在VGA，AGC环修改VGA的增益。尽管尝试使用VGA控制信号来估计输入到VGA的读回信号的振幅，但以上尝试的实现方式完全忽略了对读回信号之振幅估计精度产生不利影响的、与温度有关的因素。
已经出版的发明人为Moritsugu等的美国专利5,631,891(1997年5月20日)公开了一种用于光盘驱动装置的AGC环电路，其中在连接到VGA输出端之比较器的参考电压电路中使用的肖特基二极管，与在连接到VGA输出端的箝位电路中使用的一对肖特基二极管物理相邻，从而确保肖特基二极管在近似热电环境下运行。
磁盘驱动系统制造领域迫切需要一种以较高精度确定从数据存储介质中获得的读回信号之振幅的装置和方法。特别需要这种装置和方法能在原处实现一个读通道。本发明满足了上述需要以及其他需要。
本发明的目的在于提供一种估计从数据存储介质获得的、输入到增益修改放大器的读回信号之振幅的装置和方法。
根据本发明之第一个实施例的方法包括：响应加在放大器输入端的读回信号，测出放大器之输出端的输出信号。生成表示放大器输出信号和参考信号之间的差值的差分信号。生成与放大器增益的温度系数有关的补偿信号，然后使用补偿信号生成一个表示读回信号之振幅的估计信号。该估计信号表示读回信号振幅，其中该估计信号与差分信号之数值相等但极性相反。通过将估计信号添加到差分信号中，或从差分信号中减去估计信号，生成估计信号。
根据本发明之第二实施例的方法包括：响应加在放大器输入端的读回信号，测出放大器之输出端的输出信号。生成表示放大器输出信号和参考信号之间的差值的差分信号。生成与放大器增益的温度系数有关的补偿信号，其中补偿信号为电流信号。使用补偿信号生成表示读回信号之振幅的估计信号。估计信号表示读回信号振幅，其中该估计信号与差分信号之数值相等但极性相反。
在两种实施例中，补偿信号的大小均可以与温度有关，最好与绝对温度成比例。生成补偿信号还可以包括，生成其大小与绝对温度成比例的第一补偿信号，和生成其大小与温度无关的第二补偿信号。可以选择使用第一和第二补偿信号，以消除差分信号中与温度有关的增益和极性变化。估计信号可以为二进制估计信号。可以将差分信号加在放大器的控制输入端，以利用参考信号平衡放大器的输出信号，从而将增益修改放大器输出的信号保持在预先设定的振幅。参考信号可以表示在增益修改放大器之输出端保持的、预先设定的读回信号振幅。
用于估计从数据存储介质中获得的读回信号之振幅的电路包括一个增益修改放大器，后者具有一个接收读回信号的信号输入端，一个信号输出端，和接收放大器控制信号的控制输入端。将放大器的控制输入端连接到一个电容，在该电容中存储放大器控制信号。
该电路还包括一个比较器，比较器具有的输入端经由各自的电阻元件连接到放大器的控制输入端。数模电路(DAC)具有的输出端连接到比较器输入端。将温度补偿电路连接到比较器的输入端，温度补偿电路生成一个与放大器增益的温度系数有关的补偿信号。该温度补偿信号使得通过电阻元件的电压发生改变。逻辑电路包括一个连接到比较器之输出端的输入端，和一个连接到DAC之输入端的输出端。逻辑电路响应比较器的各自输入端的相等电压，在其输出端生成表示读回信号之振幅的估计信号。估计信号可以为二进制信号。
放大器、温度补偿电路和比较器最好具有相同的温度分布图，并且最好在一个公用IC基底上提供。温度补偿电路包括一个电流发生器和一个数值控制。温度补偿电路可以为放大器的一部分。增益修改放大器可以包括一个可变增益放大器(VGA)。
温度补偿电路可生成其大小与绝对温度成比例的第一补偿信号，和生成其大小与温度无关的第二补偿信号。第一补偿信号的极性可与第二补偿信号的极性相反。可以选择使用第一和第二补偿信号，以消除放大器控制信号中与温度有关的增益和极性变化。可以在磁盘驱动系统或各种其他类型的数据存储系统中，实现本发明的读回信号振幅估计电路。
本发明的上述概要的目的并不是说明本发明的各种实施例或全部实现。结合附图参考以下详细说明和权利要求书，本发明的优点将更加显而易见，并将更好地理解本发明。
附图说明
图1是移去顶盖的磁盘驱动系统的顶部透视图；
图2是包含许多数据存储磁盘的磁盘驱动系统的侧平面图；
图3是一个流程图，该图表示当根据本发明的原理估计从数据存储介质中获得的读回信号的振幅时，在数据存储系统内执行的几个过程；
图4为读通道电路的框图，其中读通道电路包含根据本发明之某一实施例估计读回信号之振幅的电路；
图5为根据某种公知技术估计读回信号之振幅的方法的框图；
图6为根据本发明之某一实施例估计读回信号之振幅的装置的框图；以及
图7为根据本发明之另一实施例估计读回信号之振幅的装置的电路图。
尽管本发明能进行各种修改并可采用各种其他形式，但是作为例子，附图仅显示其特定形式，并在下文中详细说明。然而，应该理解，本发明并不限于说明的特定实施例。相反，本发明意在覆盖附属权利要求书定义的本发明范围内的所有修改、其等价物和可选实施例。
具体实施方式
在所示实施例的以下说明中，参考构成说明一部分的附图，以图解的方式，说明了可在其中实施本发明的各种实施例。应该理解，也可以利用其他实施例，在不背离本发明的范围的条件下进行结构和功能更改。
一般而言，根据本发明之原理的系统和方法，提供对自动增益控制(AGC)环的输入信号之振幅的精确估计。根据本发明的输入信号估计方法，提供对输入信号的振幅的精确估计，尽管输入信号的振幅有变化。提供温度补偿，按照温度补偿，利用与AGC环中使用的可变增益放大器之增益有关的温度系数，生成添加到VGA控制信号中的温度补偿信号，从而有效消除AGC环增益上的温度变化影响。
在其磁盘驱动系统使用根据本发明的输入信号估计方法的实施例中，可以精确估计从数据存储介质获得的读回信号的振幅。通过重复估计指定读/写头的读回信号振幅，识别读变换器和/或读通道电路的振幅特性的改变。
举例来讲，导致与GMR读变换器关联的振幅值降低的振幅测量，通常表示变换器即将发生故障。可以将相关读回信号振幅中的衰减或偏差，用作不同类型的读变换器的故障预测分析策略的一部分。可以理解，通过提高读回信号振幅估计的精度，能够有利提高对读变换器/读通道性能中不合需要的改变的检测能力，并提高正确识别性能不佳的读变换器的准确性。
在将读回信号之振幅保持在预先设定的振幅的实施例中，可以在读通道电路的自动增益控制环内，使用本发明的读回信号振幅估计电路，后者包括可变增益放大器和温度补偿电路。可以以较高精度估计读回信号的振幅，即使从存储介质获得并输入到可变增益放大器的信号经常出现振幅变化，如由于读/写头制造误差、飞行高度变化、前置放大器增益变化等引起的振幅变化。通过精确估计读回信号的振幅，检测读变换器性能中的微小变化和显著变化和/或读通道电路性能中不合需要的变化。
参照附图，特别是图1和图2，图1和图2表示可在其中实施本发明之读回信号振幅估计方法的磁盘驱动系统20。正如图2所充分显示的那样，磁盘驱动系统20通常包括一个或多个刚性数据存储磁盘24，数据存储磁盘24是以一前一后间隔关系的方式同轴堆叠的，并以较高转速围绕主轴电机26旋转。正如图1所示那样，通常格式化各磁盘24，以包括许多有间隔的同心磁道50，其中将各磁道划分为一连串的扇区52，并且依次将各扇区进一步划分为单独的信息字段。可以选择格式化一个或多个磁盘24，以包括螺旋磁道配置。
激励器30通常包括许多交错的激励器臂28，各激励器臂具有安装到载重梁25上的一个或多个变换器27和滑动组件35，用于向数据存储介质24传送信息或从其传送信息。通常将滑动组件35设计为空气动力升降结构，当主轴电机的转速增加时，该升降结构使得变换器27离开磁盘24的表面，并使得变换器27悬停在磁盘24高速旋转时在磁盘24上所产生的气动轴承上。作为选择，可以在磁盘表面24上涂覆共形润滑剂，以降低滑动组件35和磁盘表面24之间的动态和静态摩擦。
通常将激励器30安装到固定的激励器轴32上，并在轴32上旋转，以将激励器臂28移动到堆叠数据存储磁盘24中，或从其中移出。安装到激励器30之线圈架34上的线圈组件36，一般在永久磁铁构造38之上下磁铁组件40和42之间的缝隙44内旋转，从而使得激励器臂28掠过数据存储磁盘24的表面。主轴电机26通常包括一个由电源46提供电源并适合转动数据存储磁盘24的多相AC电机，或包括一个DC电机。线圈组件36与永久磁铁构造38的上下磁铁组件40和42协同运行，作为响应伺服处理器56生成的控制信号的激励器音圈电机39。伺服处理器56控制向音圈电机39提供的控制电流的方向和大小。当不同方向和大小的控制电流流入由永久磁铁构造38生成的磁场中的线圈组件36时，激励器音圈电机39在激励器线圈架34上生成扭矩力。传递到激励器线圈架34上的扭矩力，造成激励器臂28沿流入线圈组件36的控制电流之极性决定的方向的相应转动。与读通道电子线路57合作的伺服处理器56，调整激励器音圈电机39，以便从磁盘24读数据或将数据写入磁盘24时，将激励器臂28和变换器27移动到规定的磁道50和扇区52位置。将伺服处理器56松耦合到磁盘驱动控制器58。磁盘驱动控制器58通常包括控制电路和软件，软件协调到达或来自数据存储磁盘24的数据传送。尽管在图1中以两个独立设备的形式说明伺服处理器56和磁盘驱动控制器58，但是可以理解，可以将伺服处理器56和磁盘驱动控制器58的功能包含在一块多用途处理器中，这通常会降低元件成本。
现在转到图3，该图以流程图方式表示为根据本发明之某一实施例估计从数据存储介质读取的信号的振幅而执行的各种过程。如图3所示，在150框从数据存储系统提供的数据存储介质中获得读回信号。在此实施例中，在读通道的自动增益控制(AGC)环内使用可变增益放大器(VGA)，以便调整引入到读通道之信号处理通路的读回信号的振幅。在152框将该读回信号加在VGA的信号输入。在154框，使用VGA输出信号和表示预先设定之振幅的参考信号生成控制信号。然后，将该控制信号加在VGA的控制输入端这通常导致对VGA的增益的调整。
在156框，生成补偿信号，该信号与VGA增益的温度系数有关。在一种实施例中，补偿信号的大小(即值)与绝对温度成比例。在158框，与原始控制信号一同使用该补偿信号，以生成改进的控制信号。在160框，使用改进的控制信号生成估计信号，该信号为读回信号之振幅的精确表示。
估计信号为其值与修正的控制信号相等的信号，但所采用的形式适合于多种输入或输出需要。例如，修正的控制信号可以为模拟信号，而估计信号可以为表示改进模拟控制信号的数字信号。根据本发明之原理计算的读回信号振幅，计及由VGA增益的温度系数引起的VGA控制信号中与温度有关的变化。
现在参照图4，该图表示根据本发明之某一实施例估计从数据存储介质获得的读回信号之振幅的电路70。可以将图4所示的电路70集成到先前参照图1和图2说明的系统的读通道电子线路内。可以理解，通常可以在多种数据存储系统和其他类型的信号处理系统中，实现图4所示的电路，以及此处说明的其他电路实施例和方法。
图4描述对使用读/写头71的读元件从数据存储磁盘73导出的信息信号进行处理的许多组件。从磁盘73的表面获得的信息信号通常代表其上存储的数据或伺服信息，但也可以包括其他类型的信息。磁盘73上存储的信息其形式一般为一连串同心磁道或螺旋磁道上的磁跃迁。读/写头71可以包括磁阻(MR)读元件，巨型磁阻(GMR)读元件，薄膜读元件，或其他类型的读变换器。可以理解，数据存储磁盘73可以存储光学信息，并且读/写头71可以包括光学读元件。
通常将读/写头71的读变换器感应的信息信号传送到前置放大电子电路上，如(激励器)臂电子(AE)电路或模块72。AE模块72放大读/写头71发送的读回信号，通常从微伏范围放大到毫伏范围。从AE模块72将经过放大的读回信号传送到读回信号振幅估计电路75。最好(并非必要)将读回信号振幅估计电路75集成到读通道内。请注意，电路75的各种元件通常为读通道应用中使用的元件。可以将此类元件连接到其他电路组件中，这些元件联合起来提供根据本发明之原理的读回信号振幅的精确估计。
根据图4所示的实施例，读回信号振幅估计电路75包括一个可变增益放大器(VGA)76，通过一条或多条信号导线74将VGA 76连接到AE模块72。技术人员将可变增益放大器理解为其增益可响应控制信号(如电流或电压控制信号)改变的放大器。在此实施例中，将VGA 76连接到连续时间过滤器(CTF)78，通过CTF 78传送并过滤读回信号。沿一条或多条信号导线79，将CTF 78输出的读回信号发送到下行电路。
在最佳实施例中，使用VGA 76来规格化从AE模块72接收的读回信号的振幅。例如，可以在800mVdpp(峰到峰)规格化VGA 76的输出端的读回信号振幅。在同时包含VGA 76和CTF 78的实施例中，有意义的规格化振幅为与VGA 76和CTF 78之组合关联的振幅。
根据图4所示的电路配置，VGA增益控制缓冲器80生成控制电压信号，沿一条或多条导线77将该信号发送到VGA 76，以调整VGA76的增益。增益控制缓冲器80包括数据增益电容84和伺服增益电容86。分别通过增益电容84、86产生的电压表示集成的自动增益控制电压。可以理解，在不太复杂的实施例中，增益控制缓冲器80可以表示多路复用器。
将增益控制缓冲器80连接到单位增益电压缓冲器81。如图4所示，在单位增益电压缓冲器81的输入端，提供与通过数据增益电容84产生的电压相等的电压。请注意，可以选择在磁盘驱动系统操作的空闲模式或读模式期间，将与数据增益电容84关联的电压，加在单位增益电压缓冲器81的输入端。
在单位增益电压缓冲器81的输出端产生的电压VCTRL，与通过数据增益电容84产生的电压相同。将电阻R连接到单位增益电压缓冲器81的各输出端和一个N位数模转换器(DAC)88。同时，将N位DAC 88的输出端和电阻R连接到比较器82的输入端。将温度补偿电流源89连接到比较器82的各输入端。
请注意，将进一步参照图4、6和7，详细说明为执行根据本发明之原理的读回信号振幅估计过程而按照图4所示方式连接的单位增益电压缓冲器81、N位DAC 88和比较器82。通常更改上述连接，以便在磁盘驱动系统操作的其他模式期间提供其他功能。
正如上面简单说明的那样，许多磁盘驱动系统使用读通道，其中读通道使用自动增益控制(AGC)环来调整引入到读通道之信号处理通路中的读回信号的振幅。一般需要在预先设定的振幅调整读回信号的振幅，以调节由于制造误差、飞行高度变化、前置放大器增益变化等引起的读写头/通道特性中的差值。
根据某种已知的实现方式，如图5所示的实现方式，在可变增益放大器102的输入端110接收读回信号。AGC环通过测出VGA 102的输出端111的读回信号的振幅，然后例如使用比较器108比较该读回信号的振幅与预先设定的增益参考信号109起作用。比较器108响应在增益参考信号109和在VGA 102之输出端111提供的读回信号之间检测的差值，生成具有正确大小和符号的误差信号。经由导线113、115，将该误差信号(也称为VGA控制信号VCTRL)加在VGA 102，以便增加或降低VGA增益，直至加在比较器108的读回信号的振幅与增益参考信号109的振幅相同。
由于读回信号的理想输出电平是固定的，看起来好像是直接使用VGA控制信号VCTRL来估计加在VGA 102之输入端110的读回信号的振幅。上述结论错误假设VGA 102的增益只是VGA控制电压VCTRL的函数。而实际上，技术人员可以理解，典型的集成VGA 102的增益依赖于温度。例如，任意指定通道元件内的温度将依数据率、操作模式以及特定系统的运行环境而变。因此，对于给定的通道元件而言，相同的VGA控制电压将随着温度改变而产生不同的VGA增益。
另外，温度对AGC环的影响使得AGC环用不同的VGA控制信号输入值锁定，即使加在VGA 102之输入端110的读回信号的振幅保持不变也是如此。过程改变也将影响不同读通道模块之间的增益。因此，相同的VGA控制电压将导致不同读通道模块之间的不同VGA增益值。这些因素降低了VGA控制信号VCTRL和读回信号振幅值之间的相关性。
为了使用VGA控制信号VCTRL来估计输入到VGA的读回信号的振幅，人们开发了许多技术。图5以框图形式表示某种常规方法。然而，此类技术完全忽略了温度变化对读回信号振幅产生的反面影响，因此，导致较低的精度，其原因在于没有考虑读通道VGA增益的温度系数。在VGA控制信号生成期间忽略与温度有关的影响，会导致对读回信号振幅估计之精确性产生不利影响的各种误差。
例如，进一步参照图5，在该图中，将VGA 102连接到模数转换器(ADC)104，比较器108和数据增益电容106。将通过积分数据增益电容106的电压(代表VGA控制信号VCTRL)加到ADC 104。ADC104数字化数据增益电容电压，然后经由ADC输出端117将数字化的电压值存储到存储器中。在ADC 104之输出端117提供的数字信号值，是加在VGA 102之输入端110的读回信号振幅的非温度补偿的、二进制估计值。
所描述的VGA 102驻留在集成电路(IC)基底或芯片上，其中VGA102驻留的基底与ADC 104驻留的基底截然不同。同样，VGA 102可以并常常具有与ADC 104之温度不同的温度。人们发现，如果通道芯片112的温度与ADC 104在其上执行数字化的芯片112′的温度不同，则比较器108对输入到VGA 102的相同读回信号振幅产生不同的数字控制代码。
如果忽略与温度有关的影响，则使得AGC环路用不同的VGA控制输入锁定，即使输入到VGA的读回信号的振幅保持不变也是如此。可以理解，正如上面参照图5说明的那样，在VGA控制信号生成期间忽略与温度有关的影响，会降低读回信号振幅估计方法的精度，甚至会导致读/写头完整性的错误指示。
再次参照图4，并如上所述，通过单位增益电压缓冲器81的输出端，产生VGA控制电压信号VCTRL。正如上面进一步说明的那样，典型的现有技术方法包括，仅使用VGA控制电压信号VCTRL来估计加在VGA 76的输入端的读回信号的振幅。然而，此类方法忽略与温度有关的因素，其中该因素使得VGA控制电压信号VCTRL作为温度的函数随VGA增益的改变而改变。因此，可以看出，仅仅基于VGA控制电压信号VCTRL的读回信号振幅估计也会作为温度的函数而改变，尽管输入到VGA 76的读回信号振幅保持不变。
与本发明之原理一致的读回信号振幅估计方法包括，连同通过电阻R产生的估计信号VEST一起使用VGA控制电压信号VCTRL，生成加在VGA 76之输入端的读回信号振幅的温度补偿估计。温度补偿电流源89产生一个电流，从而通过电阻R产生电压VEST。通过电阻R产生电压VEST，从而使该VEST与VGA控制电压信号VCTRL的大小相等，但极性相反。请注意，在温度补偿电流源89向电阻R提供电流期间，N位DAC 88的输出并不改变。
比较器82响应通过比较器82之输入端生成的零伏电压(即VCTRL-VEST＝0)改变状态。此时，电压VCTRL和VEST相等，值VEST精确表示加在VGA 74的读回信号的振幅。可以理解，根据本发明之原理，因温度改变而造成的VGA控制电压信号VCTRL中的起伏通过产生温度补偿(即修正的)VGA控制信号VEST得以补偿。
现在转到图6，该图表示根据本发明之某种实施例的读回信号振幅估计电路101。根据此实施例，与补偿信号116联合使用VGA控制信号123，以估计加在VGA 103之输入端110的读回信号的振幅。具体而言，生成与VGA增益之温度系数关联的补偿信号116。
将补偿信号116加在求和设备118，从而生成修正的VGA控制信号VEST 119，其中求和设备118将补偿信号116添加到VGA控制信号VCTRL123中，或从VCTRL123中减去补偿信号116。将修正的VGA控制信号VEST 119输入到ADC 105。ADC 105数字化修正的VGA控制信号VEST 119，然后将数字化的信号119提供给ADC 105的输出端117。在ADC输出端117提供的信号为加在VGA 103之输入端110的读回信号振幅的温度补偿的、二进制估计。
正如可从图6进一步看到的那样，将ADC 105集成到与VGA 103驻留基底相同的IC基底112上。在此配置中，将参照图7进行详细说明的补偿信号生成电路114也包含在同VGA 103一样的同一块芯片112上。同样，驻留在同一IC基底112上的补偿信号生成电路114、VGA 103以及ADC 105，均具有相同的温度分布图。通过将补偿信号生成电路114、VGA 103和ADC 105集成到公用IC基底112上实现的显著优势，涉及在需要时跟踪或反跟踪VGA增益/温度函数的能力。以与本发明之原理一致的方式，考虑与VGA增益/VGA控制信号关系关联的温度系数，能够有利提高读回信号振幅估计的精度。特别参照图7，该图表示根据本发明之另一实施例，用于估计读回信号之振幅的电路131。图7所示的电路131包括VGA 103、单位增益电压缓冲电路120(用虚线表示)、控制逻辑138、连接到控制逻辑138的N位DAC 136、比较器124、和温度补偿电路130。可以将控制逻辑138集成到图1所示的磁盘驱动控制器58中。经由一对缓冲器121，将数据增益电容134连接到一对电阻122。正如前面说明的那样，数据增益电容134存储表示读通道之VGA控制信号VCTRL的电压。缓冲器121最好为单位增益类型的缓冲器，并且可配置为源从动件或发射从动件。
可以将温度补偿电路130集成到VGA 103或单位增益电压缓冲电路120中。作为选择，也可以将温度补偿电路130与VGA 103或单位增益电压缓冲电路120分开。最好在公用IC基底或芯片上提供单位增益电压缓冲电路120、N位DAC 136、比较器124和温度补偿电路130。可以在公用IC基底上提供VGA 103和控制逻辑138以便进行集成，或者在与公用IC基底分开的基底/芯片上提供VGA 103和控制逻辑138。通常(并非必要)从读通道的外部，如在与公用IC基底分开的基底上，提供数据增益电容134。
最好以电流方式由图7所示的读回信号振幅估计电路131执行读回信号处理。在此配置中，由温度补偿电路130生成的补偿信号为其值与温度有关的电流。在某一实施例中，补偿信号为其值与绝对温度成比例的电流。
根据最佳实施例，VGA 103为修正的吉尔伯特元件(Gilbert-cell)设计，并呈现根据经验确定的与绝对温度成比例的增益特性。在将温度补偿电路130集成到VGA 103中的实施例中，在VGA 103内生成与绝对温度成比例的电流，并且可以使用电流反射进行复制，以供温度补偿电路130使用。
在实际中，从缓冲的VGA控制信号VCTRL中减去修正的VGA控制信号VEST，然后加到比较器124的比较器输入端127、129。修正的VGA控制信号VEST表示N位DAC 136和温度补偿电路130提供的电流通过电阻122生成的电压差。温度补偿电路130选择生成作为温度补偿的第一补偿信号，以跟踪VGA增益/温度关系，或者生成作为非温度补偿信号(即，温度无关信号)的第二补偿信号。通过生成上述两种补偿信号，有利于实现正补偿或负补偿。
正如图7进一步显示的那样，由温度补偿电路130的电流发生器126生成补偿信号。可以调整补偿控制128以改变电流发生器126生成的补偿信号的大小。取决于VGA控制信号VCTRL的极性，电流发生器126生成的补偿信号可以为正电流信号或负电流信号。简言之，生成具有一定大小和极性的补偿信号，以便将VEST添加到VGA控制信号中或从VGA控制信号中减去VEST，从而实现所需的消除，使比较器124的输入端127和129的电压状态相同(即，0伏)。当比较器输入端127、129的电压相等时，在控制逻辑138的输出端提供估计信号132。估计信号132为使用修正的VGA控制信号VEST生成的温度补偿的二进制信号，并且是输入到VGA 103的读回信号之振幅的精确表示。
在一种实施例中，以计数器方式实现控制逻辑138，其中计数器驱动整个数模转换器(DAC)，即图7所示的电流输出N位DAC 136。计数器可以为连续逼近类型的计数器、二进制计数器(如二进制上/下计数器)、或其他类型的计数器。在实际中，控制逻辑138将二进制代码发送到N位DAC 136，直至比较器124改变状态，从而指明通过比较器124之输入端127、129的零伏电压。在一种实施例中，通过从缓冲控制电压信号VCTRL中减去修正的VGA控制信号VEST，将比较器124的范围减到最小。通过使用此方法，做为一种选择可以采用传统的过零检测器实现比较器124，使其成为一种更加复杂、但不太精确的可编程阈值差分比较器。为了进行说明和描述而介绍了本发明的各种不同实施例的描述。其意图并不是穷尽或将本发明限制在所公开的精确形式内。例如，作为对以电流方式运行的一种选择，本发明的读回信号振幅估计电路可以以电压方式处理读回信号。可以根据上述说明进行各种修改和变更。其意图是，由附属权利要求书而不是上述详细说明限制本发明的范围。

Claims (30)

1.一种估计从数据存储介质获得的、输入到增益修改放大器(103)的读回信号之振幅的方法，该方法包括：
响应加在放大器输入端的读回信号(110)，测出放大器之输出端的输出信号(111)；
生成表示放大器输出信号和参考信号(109)之间的差值的差分信号(113、115)；
生成与放大器增益的温度系数有关的补偿信号(116)；以及
使用补偿信号生成估计信号(119)，使估计信号与差分信号之数值相等，估计信号表示读回信号的振幅，其中生成估计信号包括将补偿信号添加到差分信号中，或从差分信号中减去补偿信号。
2.权利要求1的方法，其中补偿信号的大小与温度有关。
3.权利要求1的方法，其中补偿信号的大小与绝对温度成比例。
4.权利要求1的方法，其中生成补偿信号还包括：生成其大小与绝对温度成比例的第一补偿信号，和生成其大小与温度无关的第二补偿信号。
5.权利要求4的方法，其中第一补偿信号的极性与第二补偿信号的极性相反。
6.权利要求1的方法，其中将估计信号转换为二进制估计信号(117)。
7.权利要求1的方法，其中补偿信号为电流信号。
8.权利要求1或权利要求7的方法，其中补偿信号的大小是可调的。
9.权利要求1或权利要求7的方法，还包括：将差分信号加到放大器的控制输入端，从而利用差分信号平衡放大器输出信号。
10.权利要求9的方法，其中参考信号表示预先设定的读回信号振幅。
11.一种用于估计从数据存储介质获得的读回信号之振幅的电路，该电路包括：
一个增益修改放大器(76)，具有一个信号输入端，一个信号输出端，和接收放大器控制信号的控制输入端，放大器的信号输入端接收读回信号，所述放大器控制信号是由放大器控制电压信号和与放大器增益的温度系数有关的补偿电压信号共同形成的；
一个比较器(82)，比较器具有的输入端经由各自的电阻元件连接到放大器的控制输入端；
一个数模电路DAC(88)，该电路具有的输出端连接到比较器输入端；
一个连接到比较器输入端的温度补偿电路(89)，温度补偿电路生成一个与放大器增益的温度系数有关的补偿信号，从而引起通过电阻元件的电压发生改变；以及
一个逻辑电路(90)，该电路具有的输入端连接到比较器之输出端，其输出端连接到数模电路之输入端，逻辑电路响应比较器的各自输入端的相等电压，在逻辑电路的输出端生成表示读回信号之振幅的估计信号。
12.权利要求11的电路，其中放大器、温度补偿电路和比较器具有相同的温度分布图。
13.权利要求11的电路，其中在公用集成电路基底上提供放大器、温度补偿电路和比较器。
14.权利要求11的电路，其中将温度补偿电路集成到放大器中。
15.权利要求11的电路，其中放大器包括一个可变增益放大器VGA，数模电路包括一个N位电流数模电路。
16.权利要求11的电路，其中逻辑电路在逻辑电路的输出端生成一个二进制估计信号(132)。
17.权利要求11的电路，其中温度补偿电路包括一个电流发生器(126)和一个数值控制(128)。
18.权利要求11的电路，其中将放大器的控制输入连接到一个电容(134)，在该电容中存储放大器控制信号。
19.权利要求11的电路，其中温度补偿电路生成一个其大小与绝对温度成比例的第一补偿信号，并生成一个其大小与温度无关的第二补偿信号。
20.权利要求19的电路，其中第一补偿信号的极性与第二补偿信号的极性相反。
21.权利要求11的电路，其中补偿信号为电流信号。
22.一个数据存储系统，该系统包括：
一个数据存储磁盘(24)；
一个数据传送头(35)，包括一个连接到读通道的读变换器(27)；
一个激励器(30)，用于提供数据传送头和磁盘之间的相对移动；以及
一个电路，该电路使用数据传送头估计从数据存储磁盘中获得的读回信号的振幅，该电路包括：
一个增益修改放大器，具有一个信号输入端，一个信号输出端，和接收放大器控制信号的控制输入端，放大器的信号输入端接收读回信号；
一个比较器，比较器具有的输入端经由各自的电阻元件连接到放大器的控制输入端；
一个数模电路DAC，该电路具有的输出端连接到比较器的输入端；
一个连接到比较器输入端的温度补偿电路，温度补偿电路生成一个与放大器增益的温度系数有关的补偿信号，从而引起通过电阻元件的电压发生改变；以及
一个逻辑电路，该电路具有的输入端连接到比较器之输出端，其输出端连接到数模电路之输入端，逻辑电路响应比较器的各自输入端的相等电压，在逻辑电路的输出端生成表示读回信号之振幅的估计信号。
23.权利要求22的系统，其中放大器、温度补偿电路和比较器具有相同的温度分布图。
24.权利要求22的系统，其中在公用集成电路基底上提供放大器、温度补偿电路和比较器。
25.权利要求22的系统，其中放大器包括一个可变增益放大器VGA，数模电路包括一个N位电流数模电路。
26.权利要求22的系统，其中逻辑电路在逻辑电路的输出端生成一个二进制估计信号(132)。
27.权利要求22的系统，其中温度补偿电路包括一个电流发生器(126)和一个数值控制(128)。
28.权利要求22的系统，其中将放大器的控制输入连接到一个电容(134)，在该电容中存储放大器控制信号。
29.权利要求22的系统，其中温度补偿电路生成一个其大小与绝对温度成比例的第一补偿信号，并生成一个其大小与温度无关的第二补偿信号。
30.权利要求29的系统，其中第一补偿信号的极性与第二补偿信号的极性相反。
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