CN1304531A - 采用速度感应线圈检测旋转振动 - Google Patents

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Abstract

一种检测磁盘驱动器(100)上所加的旋转振动的装置和方法,该磁盘驱动器包括一个紧邻旋转磁盘(106)的旋转执行机构(110)。执行机构(110)支撑音圈电动机(114)磁路的磁场内的一个执行机构线圈(113)和紧邻磁盘记录表面的磁头(120),其中速度感应线圈与执行机构线圈电气绝缘。当磁路相对速度感应线圈移动时,相对于速度感应线圈两端感应电压,检测出旋转振动。当旋转振动的幅值超过特定幅值时,磁头和主机装置间的数据传输操作中断,相对于磁头转换的伺服信息以及速度感应线圈的感应电压,伺服电路(166)将电流加到执行机构线圈,以确定磁头相对磁盘记录表面的位置。

Description

采用速度感应线圈检测旋转振动
本发明领域
本发明一般涉及磁盘驱动器存储装置，具体涉及，但不仅仅限于，通过速度感应线圈检测磁盘驱动器上所加的旋转振动，提高磁盘驱动器数据传输性能。
本发明背景
磁盘驱动器是计算机系统用户可以用快速有效的方式存储并检索大量数据的数字数据存储装置。目前的磁盘驱动器具有超过数千兆字节(GB)的数据存储容量，并以每分钟数百万字节(MB)的恒定速度传输数据。
典型磁盘驱动器由多个磁记录盘构成，为产生恒定，高速转动，该盘固定于主轴电动机的旋转轴套。一排读/写磁头紧邻该盘表面，以在磁盘和主机之间的传输数据。磁头由闭环数字伺服系统沿径向布置于盘上，并受磁盘的高速旋转而在气流建立的空气垫上接近磁盘表面浮动。在每个磁盘表面上，定义有许多容纳用户存储数据的同心轨道。
在写数据操作中，前置放大和执行机构电路(前置放大器)产生写电流，被磁头用来选择性磁化磁道。在读数据操作中，前置放大器进一步对磁头检测到的读信号放大。读/写信道和接口电路都可操作地联接到前置放大器，以在磁盘和主机之间的传输数据。
一个坚硬外壳用来保护主轴电动机和执行机构，为使磁盘和磁头受到的微粒污染降到最小，还形成了一个内部受控的环境结构。印刷电路板安装于外壳外部，以容纳磁盘驱动器控制电路(包括上述的伺服电路，读/写信道和接口电路)。
磁盘驱动器常常独立使用，例如在典型的个人计算机(PC)或便携式数据处理/通信装置中，采用单个磁盘驱动器作为主要的数据存储外围设备。但是，在要求大量的数据存储容量或高输入/输出(I/O)带宽的应用中，多个执行机构可以排列为多执行机构阵列，有时称作RAID(“廉价冗余磁盘阵列”；也成为“独立冗余磁盘阵列”)。最初提出各种RAID结构的文章是1987年出版的Patter sonetal.的“一种独立冗余磁盘阵列(RAID)的情况”，1987年12月California州Universityof California,Berkele的计算机科学分类(EECS)中，报告为NO.UCB/CSD87/391。
从这些介绍开始，在需要大量数据传输和存储容量的各种应用中，RAID具有广泛用处。目前已经是非常普遍地将数十个，或者数百个执行机构结合成为一个RAID。大量数据存储系统及其有利的形成的同时，同外壳内的多个执行机构的耦合也在执行机构内产生了来自激励源的不良振动，例如使磁盘转动的主轴电动机和使磁头动作的执行机构到磁盘上的各个磁道。在外壳内，这样的振动可以外壳内用于把驱动器固定在底盘上的紧固件从驱动器传递到驱动器。
振动分量的特征本质上为平动或转动。平动转动趋向于沿驱动器平面来回移动磁盘驱动器外壳，而转动振动趋向于使磁盘驱动器外壳绕垂直于执行机构平面的轴旋转。因为人们曾试图提供平衡的执行机构，所以平动振动对于执行机构保持磁头处于相对磁盘的所选择位置的能力几乎不起什么作用，因为磁盘和执行机构都会对这种平动振动引起的运动发生响应。
但是，对旋转振动就并不这样。即使是对名义上的平衡执行机构，由于执行机构，在磁盘本质上因惯性效应保持平静，所以在固定于外壳的磁盘受旋转振动而移位时，旋转振动趋向于使磁盘相对执行机构动作。当这种情况非常严重时，这种运动将发生“偏离轨道”情况，由此磁头运动偏离所选的跟踪磁道。偏离轨道的这种情况反过来又影响驱动器在磁盘和主机装置之间传输数据的能力。
旋转振动有关的问题已为磁盘驱动器领域的人们熟知。试图补偿的方法包括采用传感器，检测磁盘驱动器内旋转振动的存在，例如1993年8月10日出版的Smith的美国专利NO.5,235,472,该专利已指定本发明为受让人。采用前馈控制检测并补偿旋转振动的方法包括White和Tomizuka的论文“在磁盘驱动器内用加速度前馈控制提高干扰抑制”，另一篇论文是Abramovitch的“小型磁盘驱动器上用旋转加速度表抑制旋转干扰”。这两篇论文提交到1996年美国San Francisco的第13届三周年国际专业会议上。
在实践过程中，在将磁盘驱动器内的旋转振动效应降为最低时，这些方法和其他现有技术都有一定局限性。专门用于检测旋转振动的传感器能够大批量供应，但对低成本磁盘驱动器设计的使用常常是非常昂贵，而且在特殊的驱动器应用方面也难于适当标准化。这些传感器还包括金属膜之间的压电聚合物薄膜，该金属膜检测旋转振动来响应膜上产生的扭矩，这在上述Smith的美国5,235,472专利中已做过介绍。另一种结构在单元件的外壳内，采用多个压电转换器检测转动与转换器内已检测运动之间的差别。
另一方面，旋转传感器可以由两个或多个以响应装置间已检测运动的差别而检测旋转振动的离散线性加速度表构成。当与集成旋转传感器比较，其实施相对较廉价，大批量供应的离散线性加速度表(压电或类似结构)具有显著的部件至部件(part-to-part)间输出增益变化的特性，在不采用特殊筛选和调整操作以得到匹配的各组加速度表的情况下，使它们不适合用于驱动器内检测旋转振动。
通过实例，Whiteetal.和Abramovitch的上述参考文献说明了传统的出来方法，该方法除了一个需要使用振动台以施加已知特性的振动的校准程序外，还需要使用较精密(因而也昂贵)的加速度表。这种考虑使得这些传统处理方法对制造大批量磁盘驱动器不太适用，并且妨碍了所给驱动器的响应特性将来对其后续领域环境的适应。
这些参考文献同样仅局限于补偿旋转效应，并未针对平动效应。但是，由于执行机构的不平衡，平动效应也会导致偏离轨道。实际上，感应产生的振动很少单一的是转动或平动，常常是两种的组合。
因此，随着磁盘驱动器轨道密度和性能要求渐渐提高，本领域内对提高的方法还有不断的需要，采用廉价和简易结构的振动传感器电路来补偿磁盘驱动器内振动效应。
本发明综述
本发明提供一种检测磁盘驱动器旋转振动的装置和方法。
作为一个较佳实施例，磁盘驱动器包括一个基座，支撑旋转磁盘和转动执行机构。执行机构支撑紧邻磁盘记录表面的一个磁头和一个有源的执行机构线圈，该线圈浸入音圈电动机磁路的磁场内。
第二个无源速度感应线圈进一步与执行机构耦合，浸入磁路的磁场内，速度感应线圈与执行机构线圈电气上相绝缘。当磁路相对速度感应线圈移动时，检测到的旋转振动与速度感应线圈感应产生的感应电压相关。在旋转振动幅值超过特定数值时，磁盘驱动器中断磁头和主机装置之间的数据传输操作。
另一个较佳实施例中，伺服电路将电流加到执行机构线圈，根据磁头传感的伺服信息，以及速度感应线圈的感应电压，确定磁头相对于磁盘记录表面的位置，
通过以下详细说明以及相关附图的评论，这些特征及其他别的特征，包括本发明权利要求特征所述的优点都很明显。
附图简要说明
图1给出一个按照本发明较佳实施例构成的磁盘驱动器的俯视图，该磁盘驱动器包括一个速度感应线圈，该线圈浸入磁盘驱动器的音圈电动机(VCM)的磁路，且用于检测磁盘驱动器的旋转振动。
图2给出图1所示的速度感应线圈和执行机构线圈的分解图。
图3给出与图1中VCM的磁路关联的速度感应线圈和执行机构线圈的截面图。
图4给出磁盘驱动器的功能框图。
图5给出图4中伺服电路的功能框图。
图6给出DATATRANSFERINTERRUPTION例程的总流程图，代表DSP所采用的编程，当旋转振动超过预定阈值时，在磁盘驱动器和主机装置之间中断数据传输操作。
图7代表图5中伺服电路的数字信号处理器(DSP)采用来编程的控制图。
详细说明
本发明揭示的范围限定在附加的权利要求内，但是为了提供足够信息使熟悉本技术领域的人实践发明要求，将对各种较佳实施例进行讨论。应该理解，以下提供的特征和方面仅仅是起到说明作用，并说明了发明要求可以方便应用的环境。
首先参考图1，所示为用于存储计算机数据的磁盘驱动器100的俯视图。磁盘驱动器100包括一个磁头磁盘组件和固定在HDA下方的一个印制线路组件(PWA)，图1中因此看不见。PWA包括用于控制HDA101运行的电路，以下将讨论。
为了展现HDA101的内部结构，从图1中省去了的上盖板，该上盖板与HDA101的基座102匹配，从而为HDA101提供一种受环境控制的状况。主轴电动机(常指104)由基座102支撑，并以恒定高速使多个磁盘106旋转。磁盘夹具108使磁盘106固定在主轴电动机104上。
磁盘106包括记录表面(未单独标示)，通过旋转执行机构110将用户数据写入该记录表面，为响应到音圈电动机(VCM)114的执行机构电流的应用，该记录表面绕盒式磁带轴承组件112转动。即将看到，VCM包括一个磁路(未单独标示)，该磁路建立起执行机构113浸入的一个磁场。通过执行机构113的电流通路形成一个与磁路磁场相交界的磁场，从而使执行机构110绕盒式磁带轴承组件112旋转。
执行机构110伸出多个刚性悬臂，每个悬臂支撑相应的弹性悬架118，通过磁盘106高速旋转的气流形成的空气垫，在磁盘106记录表面上方，弹性悬架118支撑多个磁头120。磁头120较好的特征是磁阻磁头(MR)，各个磁头都有一个薄膜感应写元件和一个MR读元件。
插销122在磁盘驱动器100不工作时保护执行机构110。柔性电路组件124帮助形成执行机构110和磁盘驱动器PWA之间的电气联接。
图1中极有意义的是速度感应线圈130，下面将做讨论，该线圈用于检测旋转振动相对磁盘驱动器100的基座102的应用。如图1所示，速度感应线圈130浸入VCM114的磁场内，工作时与执行机构110耦合，且最好位于执行机构线圈113内径中。速度感应线圈130的其他结构也容易预见，例如速度感应线圈130位于执行机构线圈113的周边外部附近的结构。在较佳实施例中，速度感应线圈130通过环氧树脂132或其他合适的联接方法与执行机构线圈113联接。为参考起见，以下执行机构线圈113有时称为“第一”线圈，速度感应线圈130有时称为“第二”线圈。
为了理解速度感应线圈130的工作过程，首先回顾旋转转动对磁盘驱动器100运行的有害影响的方式是有帮助的。如上所述，振动效应可以称为平动或转动。借助实例，平动可以用图1中加速度矢量134和136表示，该平动趋向于将基座102横向沿磁盘驱动器100的所选平面移动(该例中，沿平行于顶部磁盘106的平面移动)。因为执行机构110名义上平衡于盒式磁带轴承装配112，磁盘106和磁头120都会一并移动，最终导致微小的磁头/磁盘移位。
另一方面，旋转振动用加速度矢量134和138表示，引起基座102沿顶部磁盘106伸出的平面绕垂直于该面的轴运动。磁盘106相应沿基座102运动，但执行机构110，如同一个自由体，在其位置保持基本静止。在所选磁头120和对应磁盘106之间，引起的位移反过来影响数据传输。例如，在写操作过程中如果出现位移，待写入特定轨道的数据可能会重复写到邻近轨道，使用户存储在磁盘106上的数据受到毁灭性破坏。
旋转振动趋向于使基座102(相应使VCM114的磁路)相对速度感应线圈130移动，且这种转动在线圈内可以激励产生电压。按照以下讨论的方式，这种感应电压被磁盘驱动器用于检测相对驱动器的转动。
参考图2，所示为速度感应线圈130和执行机构线圈113的一个等距分解示意图。图3给出与上述VCM114磁路结合的速度感应线圈130和执行机构线圈113的截面示意图，图3中磁路用参考符号140表示。磁路140包括上极片142和下极片144(由不锈钢或其他合适的磁性渗透性材料构成)，还包括上永磁铁146和下永磁铁，熟悉本领域的人还可以按照使用要求采用其他磁路140结构。支座149按照惯常方式支撑磁路140。
图4给出了图1中磁盘驱动器100相关部分的简化功能框图，包括位于上述磁盘驱动器PWA上的电路。磁盘驱动器100运行时与该磁盘驱动器相连的主机装置150耦合。例如，主机装置150包括一台安装了磁盘驱动器的个人计算机(PC)。
按照存储在动态随机存储器(DRAM)154和快闪存储器156内的编程数值和参数取值，控制处理器152提供磁盘驱动器100运行的最高级控制。接口电路158包括一个数据缓冲器(未单独画出)，用于暂时缓存传输数据，还包括一个程序控制器(“程控装置”，未单独画出)，该控制器在数据传输过程中，引导读/写信道160和前置放大器/驱动器电路(前置电路)162的运行，如图1所示。
通过主轴电动机104的反电动势(bemf)换向，主轴电动机164控制磁盘106的转动。伺服电路166控制所选磁头120相对于磁盘106的位置。
图5给出图4中伺服电路的框图，下面将与检测电路结合起来讨论。磁盘驱动器运行过程中，存储在磁盘106内的伺服信息提供给自动增益控制(AGC)框168,AGC可以将输入信号幅值调整到一个适合电路剩余部分的范围。解调器(demod)170规定了伺服信息，还包括模数(A/D)转换，然后将其提供给数字信号处理器(DSP)172。
为了对伺服信息、控制处理器152(图4中)提供的指令以及DSP存储器174(MEM)存储的程序做出响应，DSP172输出电流指令信号给线圈驱动器电路176，为了将所选磁头120放置在对应磁盘106有关的轨道上，该线圈驱动器电路176反过来将电流IC加到执行机构线圈113。参考图3和图4，通过磁头120、前置放大器162、AGC、解调器170、DSP172、线圈驱动器176以及驱动器线圈113共同形成了一主伺服路径(或回路)。
此外，图4给出了运行时与放大器(amp)178相连的速度感应线圈，该放大器输出一与速度感应线圈130两端感测到的电压VS有关的电压信号。该输出信号，为磁路140相对速度感应线圈130的转速指示，通过模数(A/D)转换器180转换为数字形式。该数字信号，用速度感应线圈130的转速表示(对应表示为RV)，被提供给DSP172和微分器182。
RV信号由微分器182进行微分，然后由超前/滞后滤波器184进行滤波，以提供旋转加速度信号RA给DSP172。第二个速度感应路径由速度感应线圈130、放大器178、A/D180，微分器182和滤波器184构成。为参考起见，放大器178有时就称为“检测电路”，因其常常用于检测相对于速度感应线圈130上所加的感应电压旋转振动。但是，应该知道其他电路结构容易用来检测线圈，如速度感应线圈130两端的电压，这样图5的电路仅为示意性，且并不受以下权利要求范围的限制。
图5中可以看出，速度感应线圈130并非为执行机构线圈113的一部分，而是与执行机构线圈113电气绝缘，其中通过线圈驱动器176施加到执行机构线圈113上的电流并未经过速度感应线圈130(线圈113,130标注为各自独立的路径)，避免了两个线圈113和130之间可能存在的任何机电耦合形成的影响。
而且，应该理解的是，在较佳实施例中，RV信号用于检测旋转振动的出现，并在旋转振动的幅值相当严重时，中断数据传输操作。为此，图6给出为数据传输中断程序200建立的通用流程图，表示为存储在DSP存储器174内的程序并在运行过程中被DSP172运用。应该知道图6中的程序是磁盘驱动器运行过程中的一个最高级程序，作为DSP的其他连续可执行程序步骤的一部分。
如步骤202所示，该程序首先确定了速度感应线圈130所获得的RV信号的幅值。如上述关于图5的讨论，通过A/D180将该值提供给DSP172。但是，值得注意的是RV信号仅仅表示的是磁路140和速度感应线圈130之间实际相对运动。由于旋转振动，来自对执行机构线圈113的电流应用或两者的组合会发生这种运动。因此可以确定速度感应线圈130两端的感应电压的哪部分(倘若有的话)是通过应用电流到执行机构线圈113感应建立起来的，这个过程由图6中的步骤204形成。当然所得到的这些信息与DSP172向线圈驱动器176发出的电流指令信号有关。
步骤206，根据步骤202和204所确定的值之差，相应确定了感应电压(VELS)的幅值，在判断步骤208，将该幅值的绝对值与预定的阈值T相比较，适当选取的阈值T对应一个较伺服电路166不能完全排除所加旋转振动的电压高的电压，即当加到磁盘驱动器100上的旋转振动幅值超过特定幅值时，例如每分钟2/21弧度(rads/sec2)时，阈值T识别出高于感兴趣的频率范围，例如从20赫兹到800赫兹。
在该幅值超出阈值T的这些时间，数据传输(例如读或写操作)暂时中断，如步骤210所示，另一方面，当VELS的幅值没有超过阈值T时，数据传输不中断，步骤212。根据特定的驱动器结构，这种中断可以以多种方式来实现。例如DSP172可以发出一个信号给控制处理器152(图4)，反过来该信号指示读/写信道160暂时中止运行。图7中的例程以适当的采样速率经过，以监控VELS值，如果必要，并暂时中断磁盘驱动器100的数据传输，以防止过度旋转振动对驱动器传输速率性能产生不良的影响。
在另一个较佳实施例中，磁盘驱动器100工作以对旋转振动的影响进行补偿。参考图7，其所示为伺服电路166运行时的框图。特别的是，在最小化旋转振动对驱动器影响的同时，该框图包括存储在DSP存储器174(图5)并为DSP172在提供位置控制时所采用的程序模块。
如图7所示，设备框300表示磁盘驱动器100的所选机电部分。例如，设备300通常包括伺服电路166(图5所示)建立的主回路。设备300通过路径302接收电流指令(ICMD)信号作为输入，通过路径304输出位置误差信号(PES)表示在所选磁头120内的位置误差。
图7进一步给出一个观察用框(OBS)306，该框提供了设备300的数学模型，并周期性地分别输出路径308,310和312磁头位置(XEST)，速度(VEST)，和偏移(WEST)的估计值。偏移被理解为使磁头移开所选位置作用力的表示，例如加在柔性电路124(图1)上的弹力，以及磁盘106旋转产生的气流形成的风力影响。
路径308上的XEST在交汇点318与参考位置(所希望磁头位置)相结合，然后通过路径320输出至一个增益为KX的位置增益框322。路径310的VEST同样输出给增益为KV的速度增益框324。位置和速度增益框322,324的输出分别通过路径328,330提供给交汇点326。
在交汇点334，输出(路径332)与路径312的WEST和RA信号(图5)相叠加，在路径302形成ICMD信号。路径332的输出进一步加在增益框338上，然后提供给观察者306。值得注意的是，各种输入至交汇点318,326和334的信号通常是随意指定的，且可以按照各个信号的极性做相应变化。
因此，在磁盘驱动器工作过程中，在采样偏移基础上形成了RA信号，然后提供给伺服电路166，以将磁盘驱动器100上的旋转振动的影响降到最小。对所给应用来说，下面将讨论图5和图7中电路的实现和工作的各种考虑。
通常，在两种情况下，没有反馈和此时有来自速度感应线圈130的反馈，伺服电路166上速度感应路径的影响可以通过对比角速度输出W0与输入UC的转移函数来考察。对第一种情况，设备的z畴转移函数，Gp(Z)由以下关系式 ω 0 ( Z ) U c ( Z ) = G P ( Z ) = K j K t T S J ( Z - 1 ) - - - - - - ( 1 )
其中Ki为互导安培常数(安/伏特)，Kt为执行机构扭矩常数(盎司英寸/安培)，J为执行机构悬臂惯性(盎司英寸秒2)，TS为测量采样周期。用位置(即采用速度感应路径)的反馈，转移函数Gpv(z)给出为： ω 0 ( Z ) U c ( Z ) = G pi ( Z ) = K i K t T S J ( Z - 1 ) [ ( z - kvsensf ) ( z - kvsef ) ( z - kvsenf ) ( z - kvesf ) + 1 J ( K i K t K b K s K v ) ( z - kverfl ) ] - - - ( 2 )
其中KB为速度感应线圈130的反电动势常数，KV=(kvgain)(kvsen)(kvfga)为增益常数，z=kvsenf,kvsef和kvsefl分别是速度感应路径极点和零点的位置。方程式(2)所给的关系仅为近似，因为D/A滤波器和互导放大器转移函数之积设定等于1，该值对D/A滤波器是一个较好的近似值，因此极点设定为约15千赫兹(kHz)，互导放大极点设定为约35kHz和50kHz。
值得注意的是，方程式(1)的转移函数根据速度感应路径而改变，这样反馈极点为0，零与极点之和得到方程式(2)所示的两个新极点。从约20赫兹到约800赫兹感兴趣的典型旋转速度频谱范围和速度感应路径的带宽应该设定为足够高，可以在出现旋转振动时，达到轨道跟踪的性能目标。速度感应路径的最小带宽受执行机构谐振的限制，这样速度感应路径设计时有必要做些折衷，以将基本轨道跟踪性能的暂态和稳态响应的影响降为最小。
对每个给出磁盘驱动器设计的设计标准通常需要许多针对轨道密度，写过错阈值(磁头偏离中心且仍可进行写操作的百分数)，轨道跟踪带宽(越界频率)，和轨道位置不正的预算的标准。由于速度感应路径(例如，特定设计中需要31％的复位还原)提供的补偿产生的旋转振动，这些标准将引起PES误差中复位还原(百分比)达到一个需要的水平。
用各种已知的双线性变换法，可以确定超前滞后滤波器(图5中，184)的系数。在一种较佳方法中，在任意低频增益值位置，通过首先设定速度感应路径开环增益，然后调整零点和极点，给出两倍RV频谱的越界频率这样来设计系统。速度感应路径可以与主回路结合，采用合适的模拟软件，例如Mathworks公司的Matlab/Simulink软件可以实现组合路径的性能。
从这样的工作过程中，可以发现速度感应路径的低频特性改变了伺服电路的主回路的轨道跟踪能力。但是随着阶跃响应的严重恶化，可以产生RV感应的PES误差的显著的复位还原。在无法得到阶跃响应和RV响应的适当结果后，详细分析揭示了当速度感应路径的带宽高于主回路的带宽时，可以将伺服电路的轨道跟踪性能的变化降为最小。但是，因为执行机构悬臂的谐振，闭环不稳定的可能性，所以高带宽速度感应路径一般就不大实用。通过速度感应路径，解决添加到设备响应上的附加极点和零点问题的实用方法是在输入至设备的位置引入一个反函数，例如在某些情况下发现这种反函数基本上抵消了由速度感应路径引入的低频极点和零点，由此恢复主路径的功能性阶跃响应和低频重复偏转(RRO)抑制。引入反函数Gvi(z)，使得速度感应路径感应的附加极点和零点基本上消除，这样： U c ( z ) ω 0 ( z ) = G pi ( z ) = K i K t T S J ( z - 1 ) [ ( z - kvsensf ) ( z - kvsef ) + 1 J ( K i K t K b K s K v ) ( z - kverfl ) Σ ( a n z n ] - - - - - - ( 3 )
因为反函数零点是基于经简化的设备正向转移函数的计算值，方程式(3)右边的关于z的多项式反映了速度感应路径极点和反函数零点之间不完全抵消。尽管如此，下述的模拟结果通常表明了该方法是适当的。
特别地，模拟时位置误差表示为用五个，即40,100,200,400和800Hz，幅值为21弧度每秒2(弧度/秒2)的离散频率，稳态正弦旋转振动输入的函数。用于正向输入的模拟时间为0.02秒，足以使伺服电路166得到稳态状况，并能测量低频输入的峰值误差。位置误差也表示旋转振动的噪声功率输入，均方根(RMS)值等于21弧度/秒2,20～800Hz的频谱高于0.2秒的模拟时间。表1给出了含或不含速度感应线圈130(速度感应路径)结构的模拟结果。位置误差值(表1中第二和第三栏)先表示为纳米(1×10-9米)，然后表示为微英尺(1×10-6英尺)。
  频率(Hz)     峰值误差(无感应线圈)     峰值误差(带感应线圈)   误差复位还原百分比(％)
    40     99/3.9     48/1.9     51
    100     135/5.3     66/2.6     51
    200     140/5.5     69/2.7     51
    400     119/4.7     69/2.7     43
    800     86/3.4     66/2.7     24
    噪声   216/8.5峰值   127/5.0峰值     41
    噪声     64/2.5RMS     41/1.6RMS     38
                           表1
表1中最后两排反映了旋转振动噪声频谱输入的结果。在噪声的第一排，位置误差值为0.2秒模拟时间内观测到的峰值误差。第二噪声排给出RMS位置误差的计算值。
值得注意的是，由这些结果，通过速度感应路径与到伺服电路166的主路径相加，可以形成位置误差的显著减少。根据这种应用，需要进行别的考虑(以及补偿作用)的因素包括：执行机构线圈113和速度感应线圈130之间的电磁耦合作用，以及驱动器110的结构谐振变化作为速度感应线圈130存在的影响结果，还包括通过速度感应线圈130添加给附加惯性而引起的搜寻性能的影响(倘若有的话)。熟悉本技术领域的人极为擅长对这些影响做出评价和补偿。无论如何，上述实施例提供了比现有技术更好的显著的生产和操作方面的优点，包括了在现有磁盘驱动器设计中存在的低成本和简易性的集成。
从上述讨论，可以清晰地理解本发明针对的是检测磁盘驱动器旋转振动的一种装置和方法。如示范性的较佳实施例所示，磁盘驱动器100包括一个旋转驱动机构110，用于支撑紧邻旋转磁盘106的磁头120，还包括一个驱动器线圈113，浸入音圈电动机114的磁路140的磁场内。
第二无源速度感应线圈130进一步与驱动器耦合，并浸入磁路的磁场内。当磁路相对速度感应线圈运动时，检测出来的旋转振动与线圈两端的感应电压成比例，当旋转振动的幅值超过特定幅值200，磁头和主机装置之间的数据传输操作就会中断。伺服电路166相对磁头传感的伺服信息以及速度感应线圈的感应电压，将电流加到执行机构线圈，确定磁头相对磁盘记录表面的位置。
对附加权项来说，按照上述讨论“电路”和“方框”可以理解为硬件或软件。与上述讨论一致，为了说明不同的电气联接路径是为第一和第二线圈提供的，权项中“第二线圈”的说法作为“与第一线圈电气绝缘”容易理解，这样流过第一线圈的电流无法流过第二线圈，不管其间是否耦合形成了机电区域。短语“主机装置”理解为对与权项所称的磁盘驱动器相联接的任何装置，例如但不限于，上述的个人计算机。虽然按照特定顺序给出了方法步骤，但这些顺序并不完全仅限于权利要求的范围。
应该明确的是，除了固有的特征外，本发明同样适于达到上述优点。为公开起见，在对较佳实施例进行说明的同时，可以做出许多变化，这些变化可以使熟悉本领域人容易采用，且包括在上述以及附加权项范围内的原则内。

Claims (9)

1．一种磁盘驱动器，其特征是，包括：
一个基座，支撑旋转磁盘和音圈电动机的磁路；
一个旋转驱动机构，由基座支撑，包括紧邻磁盘的磁头和第一线圈，第一线圈浸入磁路的磁场内；
一个第二线圈，与旋转驱动机构耦合，且与第一线圈电气绝缘，第二线圈浸入磁路的磁场内；以及
一个检测电路，在操作上与第二线圈耦合，该检测电路根据相对第二线圈的磁路的运动，相对于第二线圈两端感应产生的电压，检测施加在基座上的旋转振动。
2．根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征是，进一步包括一个伺服电路，该电路将电流加到第一线圈上，以对磁头位置实现可控地定位，其中当旋转振动的幅值超过特定幅值时，伺服电路中断磁头和与磁盘驱动器相连的主机装置之间的数据传输操作。
3．根据权利要求1所述的磁盘驱动器，进一步包括一个伺服电路，该电路将电流加到第一线圈，以相对存储在磁盘上并由磁头传感的伺服信息对第一线圈实现可控定位，其中伺服电路进一步将电流加到与第二线圈两端感应的电压成比例的第一线圈。
4．根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征是，第二线圈排列在第一线圈的中心孔径内。
5．一种检测施加在磁盘驱动器基座上旋转振动的方法，该磁盘驱动器包括一个旋转驱动机构，旋转驱动机构支撑紧邻旋转磁盘的磁头并且有一个第一线圈，第一线圈浸入音圈电动机的磁路的磁场内，其中相对于加到第一线圈上的电流移动磁头跨过磁盘，其特征是，该方法包括以下步骤：
(a)将第二线圈浸入磁路的磁场内，第二线圈与旋转驱动机构耦合，并与第一线圈电气绝缘；以及
(b)相对第二线圈两端感应的电压，检测施加在基座上的旋转振动。
6．根据权利要求5所述的方法，其特征是，进一步包括以下步骤：
(c)相对感应电压的幅值，中断磁头和主机装置之间的数据传输操作。
7．根据权利要求6所述的方法，其特征是，中断步骤(c)进一步包括：
(c1)将感应速度与预定的阈值电压相比较；以及
(c2)当感应速度超出预定阈值时，中断数据传输操作。
8．根据权利要求5所述的方法，其特征是，进一步包括以下步骤：
(d)相对感应电压，控制加到第一线圈上的电流。
9．根据权利要求5所述的方法，其特征是，检测步骤(b)进一步包括以下步骤：
(b1)相对感应电压确定与第二线圈有关的磁路的实际电压；
(b2)相对加到第一线圈上电流的幅值，得到与磁路有关的执行机构速度；以及
(b3)相对实际速度和执行机构速度，由旋转振动确定加到磁路上的速度表示的感应速度。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication