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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Positionsdemodulationsverfahren und
auf eine Positionsdemodulationsschaltung einer Plattenvorrichtung,
zum Demodulieren einer Position eines Kopfs, um den Kopf in eine Zielposition
zu positionieren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein
Positionsdemodulationsverfahren und auf eine Positionsdemodulationsschaltung
einer Plattenvorrichtung, zum Berechnen einer decodierten Position
aus einem Positionssignal einer Platte, das von einem Kopf gelesen
wurde.
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Eine
Plattenvorrichtung zum Lesen eines Plattenmediums durch einen Kopf
umfasst: eine Platte, auf der Daten aufgezeichnet sind; einen Motor
zum Drehen der Platte; den Kopf zum Aufzeichnen und Reproduzieren
von Informationen auf der Platte; und einen Betätiger zum Bewegen des Kopfs
in eine Zielposition. Als typische Vorrichtungen gibt es eine Magnetplattenvorrichtung,
die als Festplattenlaufwerk (HDD) bekannt ist, und eine optische
Plattenvorrichtung, die als DVD-ROM oder MO bekannt ist.
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In
der wie in 1 gezeigten Magnetplattenvorrichtung
wurden Positionsinformationen 202 zum Detektieren einer
Position eines Kopfs auf einer Platte 200 in regelmäßigen Intervallen
in der Umfangsrichtung vom inneren Rand zum äußeren Rand aufgezeichnet. Die
Positionsinformationen 202 umfassen, wie in 2 gezeigt:
eine Servomarke 204; eine Spurnummer 206 unter
Verwendung eines Gray-Codes; einen Index 208; und Versetzungsinformationen 210,
welche Burst-Muster
umfassen, die Positionssignalen PosA, PosB, PosC und PosD entsprechen.
Die aktuelle Position des Kopfs kann unter Verwendung der Spurnummer 206 und
Versetzungsinformationen 210 in den Positionsinformationen
erkannt werden.
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Ein
Lesesignal der Positionsinformationen vom Kopf hat eine wie in 3 gezeigte
Signalwellenform und wird in eine Positionsdetektionsschaltung eingegeben.
In der Posi tionsdetektionsschaltung wird ein Servomarkensignal 212 detektiert,
eine Startzeit des Positionssignals wird erkannt, die Spurnummer
wird aus einem Gray-Code-Signal 214 extrahiert, und Positionsversetzungswerte
werden aus Burst-Signalen Ea, Eb, Ec und Ed extrahiert, die den
Positionssignalen PosA, PosB, PosC und PosD entsprechen, und jeweils
in einem Speicher gespeichert. Die Positionsdetektionsschaltung
ist mit einer MCU (Hauptsteuereinheit) oder einem DSP (digitalen
Signalprozessor) verbunden. Die MCU liest den Wert aus dem Speicher
aus und demoduliert die aktuelle Kopfposition durch Berechnungen.
Die MCU berechnet einen Wert eines Stroms, der einem Betätiger zugeführt wird,
in Übereinstimmung
mit der aktuellen Position. Der berechnete Stromwert wird in einem DAC
eingestellt. Ein Ausgang des DAC wird einem Stromverstärker zugeführt, und
ein Strom wird einem Motor (VCM) des Betätigers zugeführt. Die
MCU ist mit der Außenseite
der Vorrichtung über
einen HDC (Festplattencontroller) verbunden. Üblicherweise ist ein Computer
für die
Außenseite
der Vorrichtung vorgesehen, und ein Befehl für das Aufzeichnen oder Reproduzieren
der Daten wird vom Computer gesendet. Die MCU analysiert den gesendeten
Befehl und konvertiert ihn in die tatsächliche Position auf der Platte,
wodurch eine Zielposition gebildet wird, und der Betätiger und
der Magnetkopf zur Zielposition bewegt werden.
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Gemäß einem
herkömmlichen
Positionsdemodulationsverfahren werden, wenn der Kopf die Burst-Muster
PosA, PosB, PosC und PosD ausliest, die wie in 2 gezeigt
in einer Zickzack-Form auf der Magnetplatte aufgezeichnet sind,
um in 4 gezeigte Signalwellenformen aufzuweisen, Bereiche
der Signale oder Bereiche der Absolutwerte von der Positionsdetektionsschaltung
ermittelt. Zwei Positionssignale PosN und PosQ werden unter Verwendung
der aus den vier Burst-Signalen Ea, Eb, Ec und Ed detektierten Positionssignale
PosA, PosB, PosC und PosD wie folgt berechnet. PosN
= PosA – PosB PosQ = PosC – PosD
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5 zeigt
die Positionssignale PosN und PosQ, die durch Berechnungen ermittelt
werden. Das Positionssignal PosQ ist an einer Position angeordnet,
wo eine Phase von jener des Positionssignals PosN um 1/4 Spur abweicht.
Zu dieser Zeit sind, in jedem der acht geteilten Intervalle, Beziehungen
zwischen den auf dem Medium aufgezeichneten Spurnummern, ihre Detektionsfehler
und die Positionssignale PosN und PosQ wie in einer Tabelle von 6 gezeigt.
Das heißt,
das Signal des kleineren Absolutwerts zwischen den Positionssignalen
PosN und PosQ wird verwendet, und die Position wird aus dem entsprechenden
Berechnungsausdruck demoduliert. Es gibt jedoch einen Fall, wo eine
Gray-Nummer (oder Spurnummer) auf der Platte fehlerhaft an einer
Position nahe bei einem Schaltpunkt der Positionssignale PosN und
PosQ gelesen wird. Wenn bestimmt wird, dass die Gray-Nummer fehlerhaft
gelesen wurde, werden daher in 7 gezeigte
Demodulationsberechnungen ausgeführt.
Demodulationsausdrücke,
die durch das logische Komprimieren von zwei wie in 6 und 7 gezeigten
Tabellen ermittelt werden, wie oben angegeben, können als Programm in der C-Sprache
wie folgt ausgedrückt
werden. G(x) bezeichnet eine Positionsempfindlichkeitsverstärkung an
einer nahen Position x, das heißt
eine Verstärkung
zum Konvertieren des Werts, der aus dem Positionssignal PosN oder
PosQ detektiert wird, durch den DAC in eine tatsächliche Spureinheit. Es wird
angenommen, dass die demodulierte Gray-Nummer und die Spurnummer
gleich sind.
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Eine
Beziehung zwischen den durch das Demodulationsberechnungsprogramm
ermittelten decodierten Positionen und der tatsächlichen Position zeigt lineare
Charakteristika wie in 8 gezeigt. Das Demodulationsberechnungsprogramm
wird durch eine Schaltung wie in 9 gezeigt
ausgedrückt.
Eine Demodulationsschaltung 218 empfängt die von dem Kopf gelesenen
Positionssignale und demoduliert die Spurnummer und die Positionssignale
PosA, PosB, PosC und PosD. Addierer 220 und 222 berechnen
die Positionssignale PosN bzw. PosQ. PosN = PosA – PosB PosQ = PosC – PosD
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Vervielfacher 226 und 228 ermitteln
die vorgespeicherten Positionsempfindlichkeitsverstärkungen
unter Bezugnahme auf eine Positionsempfindlichkeitsverstärkungsdatei 230 gemäß der Spurnummer
und multiplizieren die Positionssignale PosN und PosQ mit den erhaltenen
Verstärkungen.
Eine Positionsberechnungsschaltung 232 vergleicht die Positionssignale
PosN und PosQ, in denen Positionsempfindlichkeiten durch die Vervielfacher 226 und 228 korrigiert
wurden, und ermittelt Positionsinformationen Pos1 durch den Berechnungsausdruck
des entsprechenden Intervalls in der Demodulationstabelle von 6.
Schließlich
werden die Spurnummer, eine Versetzung und die Position Pos1 von
einem Addierer 234 addiert, und eine decodierte Position
wird ausgegeben. Details der Positionsdemodulation wurden in JP-A-8-195044
geoffenbart.
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Die
Zeiteinstellung, wenn die decodierte Position eine Gerade ziehen
kann, wie in 8 gezeigt, ist eine Zeiteinstellung,
wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung perfekt ermittelt werden
kann. Es tritt jedoch ein Messfehler auf, wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung gemessen
wird. Ein Betrag eines solchen Messfehlers ist gleich 10% oder mehr
gemäß den jeweiligen
Umständen.
Einer der Faktoren des Messfehlers ist die Messpräzision.
Die Positionsempfindlichkeitsverstärkung wird während der
Positionierung an einem Punkt gemessen, wo die Positionssignale
PosN und PosQ gleich sind. Da sie jedoch an der Vorrichtung gemessen
wird, wird ein Messergebnis durch eine Schreibschwankung beim Aufzeichnen
der Positionssignale, eine Motorschwankung und dgl. beeinflusst,
so dass die Position um etwa ± 10%
schwankt. Als andere Faktoren gibt es eine Schwankung, die verursacht
wird, wenn ein Servosignal auf einem Plattenmedium aufgezeichnet
wird, insbesondere eine Abweichung einer Spurbreite, einen Einfluss
eines Rauschens, eine Qualität des
Signals auf dem Medium an einem Messpunkt, und ein Rauschen einer
Demodulationsschaltung. Dementsprechend ist es unmöglich, eine
Positionsempfindlichkeitsverstärkung
zu messen, die perfekt korrekt ist, und das Messergebnis wird sicher
von einem Fehler begleitet.
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10 zeigt
eine Beziehung zwischen der realen Position und der decodierten
Position in dem Fall, wo die Positionsempfindlichkeitsverstärkung um –20% abweicht. 11 zeigt
eine Beziehung zwischen der realen Position und der decodierten
Position in dem Fall, wo die Positionsempfindlichkeitsverstärkung um +20%
abweicht. Wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung einen
Messfehler aufweist, wie oben angegeben, tritt eine Treppe auf an
einer Begrenzung eines Intervalls, das durch das Positionssignal
PosN demoduliert wird, und eines Intervalls, das durch das Positionssignal
PosQ demoduliert wird. Als Einfluss, der von dem Fehler der Positionsempfindlichkeitsverstärkung begleitet
wird, wie oben angegeben, gibt es die folgenden beiden Einflüsse. Der
erste ist eine Verschlechterung der Positionierungspräzision,
die bei der Positionierung des Kopfs verursacht wird. In der Magnetplattenvorrichtung
sind insbesondere eine Leseanordnung und eine Schreibanordnung des
Magnetkopfs physisch getrennt, und zwischen ihnen tritt eine Positionsabweichung
auf. Daher müssen
eine Zielposition beim Schreiben und eine Leseposition, wo das geschriebene
Signal ausgelesen wird, voneinander abweichen. Eine solche Situation
wird Leseversetzung genannt. Die Leseversetzung muss auf einen anderen
Wert bei jeder Spur oder jeder Zone eingestellt werden, in der eine
Vielzahl von Spuren in eine Region gruppiert wird, in Übereinstimmung
mit Abmessungsformen der Leseanordnung und der Schreibanordnung
des Magnetkopfs, der in der Vorrichtung montiert ist, und in Übereinstimmung
mit einem Gierwinkel eines Rotationsbetätigers. Daher wird die Zielposition
auf einen Punkt nahe bei der Begrenzung der Positionssignale PosN
und PosQ in Abhängigkeit
von der Position der Leseversetzung eingestellt. Wenn ein Fehler
der Positionsempfindlichkeitsverstärkung auftritt, tritt zu dieser
Zeit eine Abweichung zwischen der durch die PosN demodulierten Position
und der durch die PosQ demodulierten Position auf. Wenn der Kopf
an einem solchen Platz positioniert wird, verschlechtert sich daher
die Positionierungspräzision,
und es ist wahrscheinlich, dass die als Daten aufgezeichneten Informationen
fehlerhaft gelesen werden. Der zweite ist die Präzision einer detektierten Position
an sich. Ein solches Phänomen,
dass sich die Positionsempfindlichkeitsverstärkung um 20% ändert, wie
in 10 und 11 gezeigt,
zeigt an, dass sich als Ergebnis die detektierte Position um 20% ändert. Bei
der Positionierungssteuerung der Magnetplattenvorrichtung ist es
eine Aufgabe zu ermögli chen,
dass die Positionierungspräzision
innerhalb einer Zielspezifikation liegt. Wenn die Präzision der
detektierten Position an sich unsicher ist, kann jedoch nicht garantiert
werden, ob die Spezifikation an sich erfüllt werden konnte oder nicht.
Obwohl gemäß dem herkömmlichen
Positionsdemodulationsverfahren, wie oben angegeben, eine Bedingung,
dass die Positionsempfindlichkeitsverstärkung perfekt korrekt ist,
als Voraussetzung eingestellt ist, kann, solange ihr Wert nicht
korrekt gemessen werden kann, sondern einen Fehler aufweist, das
Auftreten der Treppe an der Demodulationsbegrenzung der Positionssignale
PosN und PosQ nicht vermieden werden.
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Die
US-6 078 445-A offenbart ein Magnetkopf-Servosteuersystem, bei welchem
eine Echtzeit-Verstärkungssteuerkalibrierung
für jede
Frequenz eines Plattenlaufwerk-Speichersystems unter Verwendung
von Dualfrequenz-Dualburst-Positionsfehlerlese (PES)-Signalen vorgesehen
ist. Eine automatische und unabhängige
Verstärkungssteuerung
für jede
PES-Servoburst-Frequenzkomponente
wird mit einem automatischen Verstärkungssteuer (AGC)-Mapping
erzielt, das die ungefähre
Kopfposition bestimmt, und eine geeignete Verstärkungskalibrierung für jede Servoburst-Frequenz
vornimmt, oder mit einer sektorweisen Normalisierung, die für jede PES-Signalprobe
vorgenommen wird. Für
das AGC-Mapping wird die Kalibrierung entweder mit Kalibrierungsspuren
oder mit einem in situ-Verfahren vorgenommen. Das in situ-Verfahren
involviert das Generieren eines Signals E = (A + C) – (B + D),
wobei A, B, C und D die Servomuster-Bursts sind, das Bewegen des
Kopfs zu einem Ort in einer Spur, wo P = Q, wobei P das PES-Signal ist, und Q
der PES-Quadraturterm ist, der aus A, B, C und D gebildet wird,
und dann das Prüfen
von |P| + |Q|.
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Eine ähnliche
Offenbarung ist in der US-6 034 835-A enthalten.
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Die
US-6 172 839-B1 offenbart eine Technik zum Messen eines Positionsfehlersignals
eines Plattenlaufwerks, welche das Messen der Breite einer Spur
durch das sequentielle Verfolgen von zwei benachbarten Spuren beim
Einschalten der Stromversorgung, und das Aktualisieren eines Prozentsatzes
des Positionsfehlersignals gemäß der Messung
der Spurbreite enthält.
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Gemäß der Erfindung
sind ein Positionsdemodulationsverfahren und eine Positionsdemodulationsschaltung
einer Plattenvorrichtung vorgesehen, wobei eine Treppe (Stufen an
Schaltgrenzen) von Positionssignalen eliminiert werden kann, und,
auch wenn ein Fehler der Positionsempfindlichkeit auftritt, eine
genauere Position demoduliert werden kann.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Positionsdemodulationsverfahren einer Plattenvorrichtung
vorgesehen, zum Berechnen einer decodierten Position, nachdem von
einem Kopf gelesene Positionssignale einer Platte demoduliert wurden,
welches umfasst:
einen ersten Schritt, worin, nachdem Positionsinformationen
verschiedener Phasen aus den Positionssignalen demoduliert werden,
diese jeweils mit einer Positionsempfindlichkeitsverstärkung multipliziert
werden, und erste Positionsinformationen PosN und zweite Positionsinformationen
PosQ berechnet werden; und
einen zweiten Schritt, worin die
ersten Positionsinformationen und die zweiten Positionsinformationen
verwendet werden, um dritte Positionsinformationen Pos1 abzuleiten;
dadurch
gekennzeichnet, dass in dem zweiten Schritt die ersten Positionsinformationen
PosN und die zweiten Positionsinformationen PosQ verglichen werden,
und sowohl die dritten Positionsinformationen Pos1 als auch vierte
Positionsinformationen Pos2, in denen Einflüsse eines Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung entgegengesetzt
er scheinen, aus den ersten Positionsinformationen PosN, den zweiten
Positionsinformationen PosQ und dem Ergebnis des Vergleichs berechnet
werden; und gekennzeichnet durch
einen dritten Schritt, worin
eine erste Gewichtsverstärkung
und eine zweite Gewichtsverstärkung
aus den dritten Positionsinformationen ermittelt werden, und die
decodierte Position berechnet wird, indem ein Additionswert eines
Multiplikationswerts, der durch das Multiplizieren der dritten Positionsinformationen
Pos1 mit der ersten Gewichtsverstärkung erhalten wird, und eines
Multiplikationswerts, der durch das Multiplizieren der vierten Positionsinformationen
Pos2 mit der zweiten Gewichtsverstärkung erhalten wird, eingeschlossen
wird.
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Gemäß dem Positionsdemodulationsverfahren
der Erfindung können,
auch wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung einen Fehler einschließt, durch
das Ermnitteln der decodierten Position mittels einer Berechnung
zum Synthetisieren von Positionssignalen Pos1 und Pos2, in denen
die Einflüsse
des Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung entgegengesetzt erscheinen,
die Einflüsse
des Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung vermieden werden. Wenn
die Positionsempfindlichkeitsverstärkung beispielsweise den Fehler
von +10% einschließt,
wird eine Abweichung von Pos1 auf +10% eingestellt, und eine Abweichung
von Pos2 wird auf –10%
eingestellt. Wenn die Gewichtsverstärkungen zu dieser Zeit für Pos1 und
Pos2 gleich 0,5 sind, können
durch die Berechnung 0,5·Pos1 + 0,5·Pos2die
Einflüsse
des Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung auf Null gesetzt werden.
Daher kann die Treppe an einer Position nahe bei der Schaltgrenze
der Positionssignale PosN und PosQ eliminiert werden.
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Vorzugsweise
ist, verglichen mit der ersten Gewichts verstärkung G1 = M, die zweite Gewichtsverstärkung gleich
einem wert G2 = (1 – M),
der durch das Subtrahieren der ersten Gewichtsverstärkung von
1 erhalten wird. Die erste Gewichtsverstärkung M kann eine Segmentprimärfunktion
sein M = –2|k|x
+ 1, die sich wie ein Dreieck in Bezug auf eine detektierte Position
kx (wobei die Positionsempfindlichkeitsverstärkung k = 1) so ändert, dass
sie gleich 1 an einem Spurzentrum und 0 an Spurbegrenzungspositionen
an beiden Seiten ist.
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Oder
es wird angenommen, unter Berücksichtigung
der Schwankung der Positionsempfindlichkeitsverstärkung k,
dass die erste Gewichtsverstärkung
eine Segmentprimärfunktion
ist, die sich wie ein Dreieck in Bezug auf die detektierte Position
kx ändert,
die auf 1 an dem Spurzentrum und auf einen unteren Grenzwert 0,5
an einer Position nahe bei der Schaltposition der ersten Positionsinformationen
PosN und der zweiten Positionsinformationen PosQ an beiden Seiten
beschränkt
wird.
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Alternativ
dazu, um die Einflüsse
der Sättigung
der Positionsinformationen PosN und PosQ zu eliminieren, wird angenommen,
dass die erste Gewichtsverstärkung
eine Segmentprimärfunktion
ist, die sich wie ein Trapez in Bezug auf die detektierte Position
kx ändert,
die auf 1 an einer Position vor der Schaltposition der ersten Positionsinformationen
PosN und der zweiten Positionsinformationen PosQ an beiden Seiten
von dem Spurzentrum und auf einen unteren Grenzwert 0,5 an einer
Position nahe bei der Schaltposition beschränkt wird.
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Anstelle
der Funktion, die sich wie ein Trapez ändert, kann die erste Gewichtsverstärkung auch
auf eine Kurvenfunktion wie eine Sinuskurve oder dgl. eingestellt
werden, die sich in Bezug auf die detektierte Position ändert, die
auf 1 an einer Position vor der Schaltposition der ersten Posi tionsinformationen
PosN und der zweiten Positionsinformationen PosQ an beiden Seiten
von dem Spurzentrum eingestellt wird, und die auf einen unteren
Grenzwert 0,5 an einer Position nahe bei der Schaltposition beschränkt wird.
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Ferner
kann die erste Gewichtsverstärkung
eine Segmentprimärfunktion
sein, die sich wie ein Dreieck in Bezug auf die detektierte Position ändert, die
auf 1 an dem Spurzentrum und auf einen unteren Grenzwert 0,5 an
einer Position nahe bei der Schaltposition der ersten Positionsinformationen
PosN und der zweiten Positionsinformationen PosQ an beiden Seiten
beschränkt
wird.
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Um
einen Einfluss der Sättigung
der Positionen PosN und PosQ zu eliminieren, wird die erste Gewichtsverstärkung unter
Bezugnahme auf die Segmentprimärfunktion
gemäß den dritten
Positionsinformationen Pos1 bestimmt, deren Sättigungscharakteristiken korrigiert
wurden.
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In
dem zweiten Schritt werden eine erste Geschwindigkeitskorrekturposition
und eine zweite Geschwindigkeitskorrekturposition, die zu einer
Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfs proportional sind, bei jeden
dritten Positionsinformationen Pos1 und vierten Positionsinformationen
Pos2 ermittelt und addiert. So kann die korrekte Position auch in
einem Zustand demoduliert werden, wo die Kopfgeschwindigkeit während des
Suchbetriebs nicht gleich 0 ist.
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Gemäß der Erfindung
ist ferner eine Positionsdemodulationsschaltung einer Plattenvorrichtung
vorgesehen, zum Berechnen einer decodierten Position, nachdem von
einem Kopf gelesene Positionssignale einer Platte demoduliert wurden,
welche umfasst:
eine erste Schaltungseinheit, die Positionsinformationen
verschiedener Phasen aus den Positionssignalen demoduliert, anschließend die
Positionsinformationen jeweils mit einer Positionsempfindlichkeitsverstärkung multipliziert,
und
erste Positionsinformationen und zweite Positionsinformationen berechnet;
und
eine zweite Schaltungseinheit, die die ersten Positionsinformationen
und die zweiten Positionsinformationen verwendet, um dritte Positionsinformationen
abzuleiten; dadurch gekennzeichnet, dass:
die zweite Schaltungseinheit
eingerichtet ist, die ersten Positionsinformationen mit den zweiten
Positionsinformationen zu vergleichen, und sowohl dritte Positionsinformationen
als auch vierte Positionsinformationen, in denen Einflüsse eines
Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung entgegengesetzt erscheinen,
aus den ersten Positionsinformationen, den zweiten Positionsinformationen
und dem Ergebnis des Vergleichs zu berechnen; und gekennzeichnet
durch
eine dritte Schaltungseinheit, die eine erste Gewichtsverstärkung und
eine zweite Gewichtsverstärkung
aus den dritten Positionsinformationen ermittelt, und die decodierte
Position berechnet, indem ein Additionswert eines Multiplikationswerts,
der durch das Multiplizieren der dritten Positionsinformationen
mit der ersten Gewichtsverstärkung
erhalten wird, und eines Multiplikationswerts, der durch das Multiplizieren
der vierten Positionsinformationen mit der zweiten Gewichtsverstärkung erhalten
wird, eingeschlossen wird.
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Anhand
bloßer
Beispiele wird auf die beigeschlossenen Zeichnungen Bezug genommen,
in denen:
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1 eine
erläuternde
Darstellung einer Anordnung von Positionssignalen auf einer Platte
ist;
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2 eine
erläuternde
Darstellung von Positionssignalmustern ist, die magnetisch auf der
Platte aufgezeichnet wurden;
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3 eine
erläuternde
Darstellung von Positionssi gnalwellenformen ist, die von einem Kopf
ausgelesen werden;
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4 eine
erläuternde
Darstellung von Positionsinformationen PosN und PosQ ist, die aus
Burst-Signalen demoduliert werden;
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5 eine
erläuternde
Darstellung von Demodulationsintervallen ist, die für Positionsdemodulationsberechnungen
segmentiert werden;
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6 eine
erläuternde
Darstellung einer Demodulationsberechnung in dem Fall ist, wo eine
Spurnummer normal ist;
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7 eine
erläuternde
Darstellung einer Demodulationsberechnung in dem Fall ist, wo eine
Spurnummer abnormal ist;
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8 eine
erläuternde
Darstellung einer Messposition zu einer Zeit ist, wenn kein Fehler
einer Positionsempfindlichkeit besteht;
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9 ein
Blockbild einer herkömmlichen
Positionsdemodulationsschaltung ist;
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10 eine
erläuternde
Darstellung der Messposition zu der Zeit ist, wenn die Positionsempfindlichkeit
um –20%
abweicht;
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11 eine
erläuternde
Darstellung der Messposition zu der Zeit ist, wenn die Positionsempfindlichkeit
um +20% abweicht;
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12 ein
Schaltblockbild eines Festplattenlaufwerks ist, bei dem die Erfindung
angewendet wird;
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13A bis 13C Zeitdiagramme
für eine
Kopfpositionierungssteuerung sind;
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14 ein
Blockbild einer Positionsdemodulationsschaltung gemäß der Erfindung
ist;
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15 eine
erläuternde
Darstellung von Intervallen von Positionen PosN und PosQ ist, die
in einer Synthesedemodulation gemäß der Erfindung verwendet werden;
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16 eine
erläuternde
Darstellung detektierter Positionen in Bezug auf reale Positionen
ist, die aus den Positionen PosN und PosQ in 15 demoduliert
werden;
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17 eine
erläuternde
Darstellung einer dreieckigen Gewichtsfunktion ist, die für die Synthesedemodulation
der Erfindung verwendet wird;
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18 eine
erläuternde
Darstellung der dreieckigen Gewichtsfunktion ist, worin ein unterer
Grenzwert, der für
die Synthesedemodulation der Erfindung verwendet wird, auf 0,5 beschränkt wird;
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19 ein
Blockbild der Positionsdemodulationsschaltung gemäß der Erfindung
ist, um eine Signalsättigungskorrektur
zu bewirken;
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20 eine
erläuternde
Darstellung einer trapezförmigen
Gewichtsfunktion ist, die für
die Synthesedemodulation der Erfindung verwendet wird;
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21 eine
erläuternde
Darstellung der trapezförmigen
Gewichtsfunktion ist, wobei die Trapezform in 20 auf
eine Kurve eingestellt wird;
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22A bis 22C erläuternde
Darstellungen von Messergebnissen einer Positionierungspräzision in
Bezug auf eine Änderung
der Positionsempfindlichkeitsverstärkung durch eine herkömmliche
Positionsdemodulation sind;
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23A bis 23C erläuternde
Darstellungen von Messergebnissen einer Positionierungspräzision in
Bezug auf eine Änderung
der Positionsempfindlichkeitsverstärkung gemäß der Positionsdemodulation
der Erfindung sind, wobei die dreieckige Gewichtsfunktion in 18,
worin der untere Grenzwert auf 0,5 eingestellt wird, verwendet wird;
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24A bis 24C erläuternde
Darstellungen von Messergebnissen einer Positionierungspräzision in
Bezug auf eine Änderung
der Positionsempfindlichkeitsverstärkung gemäß der Positionsdemodulation
der Erfindung unter Verwendung der trapezförmigen Gewichtsfunktion in 20 sind;
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25 eine
erläuternde
Darstellung einer Demodulationstabelle ist, die in der Synthesedemodulation der
Erfindung verwendet wird;
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26 ein
Blockbild einer Demodulationsschaltung der Erfindung zur Korrektur
einer Geschwindigkeitsversetzung ist; und
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27 ein
Blockbild einer Demodulationsschaltung der Erfindung zum Bewirken
der Sättigungskorrektur
und der Geschwindigkeitsversetzungskorrektur ist.
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12 ist
ein Blockbild eines Festplattenlaufwerks, bei dem die Erfindung
angewendet wird. Das Festsplattenlaufwerk ist aus einem SCSI-Controller 10,
einem Laufwerkscontroller 12, und einem Plattengehäuse 14 konstruiert.
Eine Schnittstelle mit einem Host ist nicht auf den SCSI-Controller 10 beschränkt, sondern
es kann ein anderer geeigneter Schnittstellencontroller verwendet
werden. Der SCSI-Controller 10 umfasst: eine MCU (Hauptsteuereinheit) 16;
einen Speicher 18 unter Verwendung eines DRAM oder eines
SRAM, der als Steuerspeicher verwendet wird; einen Programmspeicher 20 unter
Verwendung eines nicht-flüchtigen Speichers
wie eines Flash-Speichers, der ein Steuerprogramm speichert; einen
Festplattencontroller (HDC) 22; und einen Datenpuffer 24.
Der Festplattencontroller 12 umfasst: eine Ansteuerlogik 26;
einen DSP 28; einen Lesekanal 30; und einen Servo-Treiber 32.
Eine Positionsdetektionsschaltung 46 unter Verwendung eines Positionsdemodulationsverfahrens
der Erfindung ist für
den Lesekanal 30 vorgesehen. Ferner ist eine Kopf-IC 34 für das Plattengehäuse 14 vorgesehen.
Kombinationsköpfe 36-1 bis 36-6 jeweils
mit einer Schreibkopfanordnung und einer Lesekopfanordnung sind
jeweils mit der Kopf-IC 34 verbunden. Die Kombinationsköpfe 36-1 bis 36-6 sind
für Aufzeichnungsoberflächen von
Magnetplatten 38-1 bis 38-3 vorgesehen und werden
zu willkürlichen
Spurpositionen auf den Magnetplatten 38-1 bis 38-3 durch
das Antreiben eines Rotationsbetätigers
mittels eines VCM 40 bewegt. Die Magnetplatten 38-1 bis 38-3 werden
von einem Spindelmotor 42 mit einer konstanten Geschwindigkeit
gedreht.
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13A bis 13C sind
Zeitdiagramme für
eine grobe Steuerung, eine Ausregelsteuerung und eine Verfolgungssteuerung
gemäß einem
Fehler der Position, die von der Positionsdetektionsschaltung 46 detektiert
wird. Diese Steuerungen werden von einem Servo-Controller für eine Kopfpositionierungssteuerung
durch den DSP 28 ausgeführt,
der für
den Laufwerkscontroller 12 in 12 vorgesehen
ist. Die Suchsteuerung ist eine Steuerung, die die grobe Steuerung
und die Ausregelsteuerung einschlieflt. Die grobe Steuerung ist
eine Geschwindigkeitssteuerung zum Positionieren des Kopfs an der
Zielposition. Die grobe Steuerung wird von einer Geschwindigkeitssteuerung,
einer PD-Steuerung, einer Beobachtersteuerung, die keine stationäre Vorspannungsannahme
einschlieflt, oder dgl. ausgeführt.
Das heißt,
wie in einer Geschwindigkeit in 13B gezeigt,
gemäß der groben
Steuerung wird ein Steuermodus in einen Beschleunigungsmodus, einen
konstanten Geschwindigkeitsmodus oder einen Verlangsamungsmodus
geschaltet. Der Beschleunigungsmodus ist eine Steuerung zum Zuführen eines
Beschleunigungsstroms und Erhöhen
der Geschwindigkeit. Der konstante Geschwindigkeitsmodus ist eine
Steuerung zum derartigen Steuern des Stroms, dass eine Zielgeschwindigkeit aufrechterhalten
wird, wodurch ermöglicht
wird, dass die Geschwindigkeit bei einer konstanten Geschwindigkeit
gehalten wird. Der Verlangsamungsmodus ist eine Steuerung zum Zuführen eines
Verlangsamungsstroms in der Richtung, die zu jener bei der Beschleunigung
entgegengesetzt ist, und zum Einstellen der Geschwindigkeit auf
eine Geschwindigkeit, die an einer Position nahe bei der Zielposition
ungefähr
0 ist. Wenn eine Distanz kurz ist, ist der konstante Geschwindigkeitsmodus
nicht eingeschlossen. Wenn die grobe Steuerung beendet ist, wird
die Ausregelsteuerung vorgenommen. Die Ausregelsteuerung ist eine
Steuermodus, der eine Rolle beim Koppeln der groben Steuerung und
der Verfolgungssteuerung spielt, und ein Integrationselement ist
in einem Steuersystem eingeschlossen. So wird der Kopf zu einer
Zielspur geführt.
Die Verfolgungssteuerung nach der Vollendung der Ausregelsteuerung
ist eine Steuerung, um zu ermöglichen,
dass der Kopf der Zielposition folgt. Die Verfolgungssteuerung ist
als PID-Steuerung, PIxLeadLag, Beobachtersteuerung, die die stationäre Vorspannungsannahme
einschließt,
und dgl. konstruiert.
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14 ist
ein Blockbild, das eine funktionelle Konstruktion der Positionsdetektionsschaltung 46 zeigt, die
in dem Lesekanal 30 in 12 eingebaut
ist. Zur Erläuterung
eines Prinzips der Erfindung wird ein Fall als Ziel betrachtet,
wo die Geschwindigkeit des Kopfs auf 0 eingestellt wird. Die Positionsdetektionsschaltung
umfasst eine erste Schaltungseinheit 48, eine zweite Schaltungseinheit 50 und
eine dritte Schaltungseinheit 52. Die erste Schaltungseinheit 48 umfasst
eine Demodulationsschaltung 54, Addierer 56 und 58,
Vervielfacher 60 und 62, und eine Positionsempfindlichkeitsverstärkungsdatei 64.
Die erste Schaltungseinheit 48 gibt die Positionssignale
der Platte ein, die von dem Kopf ausgelesen wurden, spezifisch ausgedrückt die
Positionssignale mit den in 3 gezeigten
Wellenformen, ermittelt eine Spurnummer (Gray-Code), Signalbereiche
von Burst-Signalen, oder Bereiche der Absolutwerte der Signale,
und gibt die Positionssignale PosA, PosB, PosC bzw. PosD aus. Die
Addierer 56 und 58 ermitteln wie folgt zwei Positionsinformationen
PosN und PosQ unter Verwendung der vier Positionssignale PosA, PosB,
PosC und PosD, die aus der De modulationsschaltung 54 ausgegeben
werden. PosN = PosA – PosB PosQ
= PosC – PosD
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Die
Vervielfacher 60 und 62 lesen eine Positionsempfindlichkeitsverstärkung G(x)
aus, die vorher detektiert und in der Positionsempfindlichkeitsverstärkungsdatei 64 gespeichert
wurde, und multiplizieren die Positionsinformationen PosN und PosQ
von den Addierern 56 und 58 mit der Positionsempfindlichkeitsverstärkung G(x),
wodurch die Positionsempfindlichkeit korrigiert wird. Die zweite
Schaltungseinheit 50 umfasst eine Positionsberechnungsschaltung 66.
Die Positionsberechnungsschaltung 66 vergleicht die Positionsinformationen
PosN und PosQ, in denen die Positionsempfindlichkeiten bereits korrigiert
wurden, und die aus den Vervielfachern 60 und 62 ausgegeben
werden, wodurch die Positionsinformationen Pos1 und Pos2 berechnet werden,
in denen Einflüsse
des Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung entgegengesetzt erscheinen.
Die Positionsberechnungsschaltung 66 berechnet die Positionsinformationen
Pos1 und Pos2, wie in 6 gezeigt, in denen die entgegengesetzten
Einflüsse
in Bezug auf die Positionsempfindlichkeitsverstärkung erscheinen, auf der Basis
der entsprechenden Berechnungsausdrücke, die nachstehend klar erläutert werden,
unter Verwendung der Positionsinformationen, deren Absolutwert kleiner
ist, zwischen den Positionsinformationen PosN und PosQ in jedem
Intervall, das durch das Teilen von zwei benachbarten Spuren in
acht Segmente erhalten wird. Die dritte Schaltungseinheit 52 umfasst
Vervielfacher 68 und 70, eine Gewichtsfunktionsdatei 72 und
einen Addierer 74. Die dritte Schaltungseinheit 52 ermittelt
Gewichtsverstärkungen
G1 und G2 unter Bezugnahme auf die Gewichtsfunktionsdatei 72 gemäß den Positionsinformationen
Pos1. Der Vervielfacher 68 multipliziert die Positionsinformationen
Pos1 mit der Gewichts verstärkung
G1. Der Vervielfacher 70 multipliziert die Positionsinformationen
Pos2 mit der Gewichtsverstärkung
G2. Schließlich
addiert der Addierer 74 die Spurnummer, die Versetzung
und Multiplikationsergebnisse der Vervielfacher 68 und 70,
so dass die decodierte Position berechnet werden kann. Es besteht
eine Beziehung G2 = 1 – M
zwischen den Gewichtsverstärkungen
G1 und G2, die mit den Positionsinformationen Pos1 und Pos2 multipliziert
werden, wenn angenommen wird, dass die Gewichtsverstärkung G1
= M. Das heißt,
in der dritten Schaltungseinheit 52 werden, durch das Synthetisieren
der Gewichtsverstärkungen
G1 und G2 (wobei G1 + G2 = 1) mit den Positionsinformationen Pos1
und Pos2, in denen die Einflüsse
des Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung entgegengesetzt erscheinen,
und die aus der Positionsberechnungsschaltung 66 ausgegeben
wurden, die Einflüsse
des Fehlers der Positionsempfindlichkeitsverstärkung vermieden.
-
Anschließend wird
ein Verfahren zum Ableiten der Gewichtsfunktion beschrieben, das
in der dritten Schaltungseinheit 52 in 14 verwendet
wird. Um die Treppe nahe bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen
PosN und PosQ in Assoziation mit den Abweichungen der Positionsempfindlichkeit
zu eliminieren, wie in 10 und 11 gezeigt,
gibt es ein Berechnungsverfahren, durch das die detektierten Positionsinformationen
PosN und PosQ addiert und durch 2 dividiert werden. Das heißt, (PosN + PosQ)/2
-
Gemäß einem
solchen Verfahren kann jedoch die Kopfpositionierungssteuerung nicht
tatsächlich
ausgeführt
werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die Positionsinformationen PosN und PosQ Dreieckwellen sind, wie
in 4 gezeigt, und sich eine Neigung jeder Welle auf
einen positiven oder negativen Wert an jedem Ort ändert. Da
Phasen der Positionsinformationen PosN und PosQ voneinander verschieden
sind, muss auch ein Betrag berücksichtigt
werden, der einer Phasenabweichung entspricht, das heißt eine
Positionsabweichung. Daher ist ein anderer Berechnungsausdruck an
jedem Ort erforderlich.
-
15 zeigt
die Positionsinformationen PosN und PosQ, die von den Addierern 56 und 58 in 14 berechnet
werden. Nun wird ein Fall behandelt, wo, in Bezug auf die Positionsinformationen
PosQ, die Position in einem durch eine fettgedruckte Linie gezeigten
Intervall 84 demoduliert wird, und gleichzeitig die Position unter
Verwendung der durch fettgedruckte Linien gezeigten Intervalle 86 und 88 in
den Positionsinformationen PosN demoduliert wird.
-
16 zeigt
eine Kurve, die in dem Fall erhalten wird, wo eine Ordinatenachse
die detektierte Position zu der Zeit anzeigt, wenn die Position
unter Verwendung jedes der Intervalle 84, 86 und 88 in 15 demoduliert
wird, und eine Abszissenachse den Absolutwert anzeigt. Die Positionsempfindlichkeitsverstärkung, die den
Fehler einschließt,
wird hier durch k ausgedrückt.
Daher wird die detektierte Position auf der Ordinatenachse durch
kx ausgedrückt.
Wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung größer ist als ein korrekter Wert, wird
eine Kurve einer Linie 90 gezeichnet. An der Position,
welche unter Verwendung der Positionsinformationen PosN der Position
demoduliert wird, die von der Versetzungsposition 0 um eine 1/2
Spur entsprechende Distanz abweicht, wird eine Kurve einer Linie 92 gezeichnet.
Eine Kurve jeder der Linien 90 und 92 wird durch die
folgenden Gleichungen ausgedrückt. ya = kx (1) yb = k(x – 0,5) + 0,5 (2)
-
Auch
wenn der Wert der Positionsempfindlichkeitsverstärkung k einen Fehler hat, besteht
idealerweise eine Beziehung
y = x
zwischen einer decodierten
Position y und einer absoluten Position x. Daher werden diese beiden
Kurven addiert, und es werden Bedingungen erhalten, um zu ermöglichen,
dass ein Additionsergebnis mit der Kurve an der korrekten decodierten
Position zusammenfällt,
die durch eine gestrichelte Linie 94 gezeigt ist. Spezifisch ausgedrückt wird
ein Verfahren berücksichtigt,
durch das eine decodierte Position ya mit der Gewichtsverstärkung M
multipliziert wird, eine decodierte Position yb mit der Demodulationsverstärkung (1 – M) multipliziert wird,
und beide Multiplikationsergebnisse synthetisiert werden. y = Mkx + (1 – M) (k(x – 0,5) +
0,5)
= 0,5(k – 1)M
+ kx – 0,5(k – 1) (3)
-
Um
zu verhindern, dass die Gleichung (3) durch die Positionsempfindlichkeitsverstärkung k
beeinflusst wird, ist es ausreichend, dass die detektierte Position
kx mit der absoluten Position x zusammenfällt. Bedingungen einer Verstärkung M
werden zu diesen Zweck durch die folgenden Gleichungen berechnet. x = 0,5(k – 1)M +
kx – 0,5(k – 1)
0,5(k – 1)M = –(k – 1)x +
0,5(k – 1)
M
= –2x
+ 1 (4)
-
Das
heißt,
es ist ausreichend, dass die Gewichtsverstärkung M eine Primärfunktion
der absoluten Position x ist. Obwohl die Kurve 92, die
auf der + Seite liegt, für
die Kurve der Linie 90 in 16 behandelt
wurde, wird, wenn eine Beziehung mit einer Kurve einer Linie 95,
die auf der – Seite
liegt, ähnlich
behandelt wird, die Verstärkung
M wie folgt ausgedrückt. M = 2x + 1 (5)
-
Durch
Erhalten des Absolutwerts der absoluten Position x können die
Gleichungen (4) und (5) kollektiv durch die fol gende Gleichung ausgedrückt werden. M = –2|x| + 1 (6)
-
Das
heißt,
es ist klar, dass es ausreichend ist, die in 17 gezeigte
Gewichtsfunktion des Dreiecks zu multiplizieren. Es ist jedoch eines
zu beachten. Das heißt,
die Gewichtsfunktion M ist eine Funktion der absoluten Position
x, und der Einfluss der Positionsempfindlichkeitsverstärkung k
ist nirgendwo in der Gleichung (6) eingeschlossen. Es besteht jedoch
ein solches Problem, dass eine Position, die tatsächlich gemessen
werden kann, nur die detektierte Position kx ist, und die Positionsempfindlichkeitsverstärkung k,
die den Fehler einschließt,
nicht bekannt ist. Ein solches Problem aufgrund der unbekannten
Positionsempfindlichkeitsverstärkung
k erscheint deutlich zur Zeit der Demodulation einer Position nahe
bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen PosN und PosQ. Zur
Zeit einer solchen Demodulation einer Position nahe bei der Schaltgrenze
sollte ein Wert nahe bei der Gewichtsverstärkung M = 0,5 verwendet werden.
Da es jedoch nur ein Verfahren gibt, durch das y = kx verwendet
wird anstelle von y = x, ist die Gewichtsverstärkung nicht gleich 0,5. Wenn
beispielsweise eine Gewichtsfunktion M' berechnet wird durch die folgende Gleichung M' =
2kx + 1unter Verwendung der detektierten Position y = kx zu
der Zeit, wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung k
= 1,2 in Bezug auf einen Fall, wo die absolute Position x = 0,25,
wird M' = 0,4 erhalten.
Wenn die detektierten Positionen ya und yb zu dieser Zeit aus den
Gleichungen (1) und (2) berechnet werden, werden
ya = 0,3
yb
= 0,2
erhalten. Daher wird ein Ergebnis der Synthesedemodulation,
das durch die Gleichung (3) angegeben wird, wie folgt. y = M·ya
+ (1 – M)·yb
=
0,4·0,3
+ (1 – 0,4)·0,2
=
0,24
-
Das
heißt,
das Synthesedemodulationsergebnis weicht von der realen Position
x = 0,25 um 0,01 ab. Um ein solches Phänomen zu vermeiden, ist es
ausreichend, den unteren Grenzwert des Berechnungsergebnisses der
Gewichtsfunktion M zu beschränken.
Das heißt,
zusätzlich
zu den Bedingungen M = –2x + 1 (wenn x ≥ 0)
2x
+ 1 (wenn x < 0),ist
es ausreichend, eine Bedingung hinzuzufügen, dass M auf (M = 0,5) beschränkt wird,
wenn M < 0,5. Wenn in
diesem Fall das Synthesedemodulationsergebnis in Bezug auf die Positionsempfindlichkeitsverstärkung k
= 1,2 berechnet wird, wird y = 0,5·0,3 +
0,5·0,2
=
0,25erhalten, und keine Abweichung wird verursacht. Durch das
Beschränken
des unteren Grenzwerts der Gewichtsfunktion M auf 0,5, wie oben
angegeben, kann der Fehler in Assoziation mit der Bezugnahme auf
die Gewichtsfunktion durch die detektierte Position kx eliminiert
werden. 18 zeigt eine Gewichtsfunktion,
die nach der Korrektur in dem Fall erhalten wird, wo der untere
Grenzwert der Gewichtsfunktion auf 0,5 beschränkt wird. Auch wenn der untere
Grenzwert der Gewichtsfunktion auf 0,5 beschränkt wird, wie oben angegeben, besteht
weiterhin der folgende Nachteil, nämlich der Einfluss der Sättigung
der Positionsinformationen PosN und PosQ. Da gemäß den Positionsinformationen
PosN und PosQ eine Lesekernbreite schmäler ist als eine Burst-Breite
der auf der Platte aufgezeichneten Burst-Signale, zeigt die Gewichtsfunktion
keine Dreieckwelle, sondern eine Sättigungswellenform, deren Kopf
abgeflacht wird, wie in 4 gezeigt. Als Ergebnis der
Messung der tatsächlichen
Charakteristika ist der Sättigungsabschnitt
in 4 nicht perfekt flach, sondern wird eine Gerade.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die Detektionsempfindlichkeit des Kopfs keine rechteckige Form zeigt,
sondern eine Kurve zeigt.
-
Als
Verfahren zum Eliminieren des Einflusses der Sättigung der Positionsinformationen
PosN und PosQ, wie in einem Blockbild von 19 gezeigt,
gibt es ein Verfahren zum Demodulieren der Position unter Berücksichtigung
der Sättigungscharakteristika.
Das Blockbild von 19 ist grundsätzlich gleich
wie 14, außer
dass die Positionsinformationen Pos2, die aus der Positionsberechnungsschaltung 66 in
der zweiten Schaltungseinheit ausgegeben werden, in einen Signalsättigungskorrektor
eingegeben werden, und der Sättigungsabschnitt
auf einen Nicht-Sättigungszustand
des Dreiecks korrigiert wird. Eine Tabelle mit einer Kurve, deren
Charakteristika zu den Sättigungscharakteristika
entgegengesetzt sind, wurde in einem Signalsättigungskorrektor 76 gespeichert.
Als solche Kurve, deren Charakteristika zu den Sättigungscharakteristika entgegengesetzt
sind, kann eine mittlere Kurve, die vorher aus den Charakteristika
vieler Köpfe
erhalten wurde, oder die Kurve für
jeden Kopf erhalten werden. Daher werden die Positionsinformationen
Pos2, die aus dem Signalsättigungskorrektor 76 ausgegeben
werden, die Positionsinformationen, deren Sättigungsabschnitt kompensiert
wurde, und die sich in einer dreieckigen Form ändern. Durch das Multiplizieren
der Positionsinformationen mit der Gewichtsverstärkung G2 = 1 – M, die
von dem Vervielfacher 70 aus der Gewichtsfunktionsdatei 72 ausgelesen
wurde, werden die Einflüsse
der Sättigung
der Positionsinformationen PosN und PosQ eliminiert. Obwohl in 19 der
Signalsättigungskorrektor 76 nur
auf der Seite der Positionsinformationen Pos2 vorgesehen wurde,
kann er auch auf der Seite der Posi tionsinformationen Pos1 vorgesehen
werden.
-
Das
zweite Verfahren zum Eliminieren der Einflüsse der Sättigung der Positionsinformationen
PosN und PosQ ist, die Gewichtsfunktion auf ein trapezförmiges Gewicht
einzustellen, wie in 20 gezeigt. Das heißt, das
Gewicht an einer zentralen Position O, die als Spurzentrum dient,
wird auf 1 eingestellt, ein Bereich dieser Gewichtsposition wird
auf 1 eingestellt bis zu einer Position vor der Schaltgrenze der
Positionsinformationen PosN und PosQ, das Gewicht an einer Position
nahe bei der Schaltgrenze wird auf 0,5 eingestellt, und der Bereich
zwischen ihnen wird durch eine Gerade verbunden, wodurch ein trapezförmiges Gewicht
erhalten wird. Die trapezförmige
Gewichtsfunktion kann eines der Lösungsverfahren werden, unter
der Annahme, dass der Einfluss auf die Schwankung der Positionsempfindlichkeit
ignoriert wird, und es nur eine Aufgabe ist, die Treppe zu eliminieren,
die an der Schaltgrenze verursacht wird. Ferner ist es auch möglich, als
wie in 21 gezeigte Gewichtsfunktion
eine solche Gewichtsfunktion zu verwenden, dass das Gewicht am Zentrum
O, das als Spurzentrum dient, auf 1 eingestellt wird, das Gewicht
an einer Position nahe bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen
PosN und PosQ auf 0,5 eingestellt wird, und der Bereich zwischen
ihnen durch eine Kurve verbunden wird. Beispielsweise wird in einem
solchen Fall eine Sinuskurve als Kurve verwendet. Das Positionsdemodulationsverfahren
der Erfindung zum Berechnen der decodierten Position durch das Synthetisieren der
beiden Positionsinformationen Pos1 und Pos2, in denen die Einflüsse der
Schwankung der Positionsempfindlichkeit entgegengesetzt erscheinen,
unter Verwendung der Gewichtsverstärkung wird bei der tatsächlichen
Magnetplattenvorrichtung angewendet, und es werden Versuche durchgeführt. Ergebnisse
der Versuche werden im Nachstehenden gezeigt.
-
22A bis 22C zeigen
Demodulationsergebnisse des herkömmlichen
Positionsdemodulationsverfahrens, das durch das Blockbild von 9 realisiert
wird. 22A zeigt den Fall, wo der Messwert
selbst als Positionsempfindlichkeitsverstärkung verwendet wird. 22B zeigt den Fall, wo der Messwert der Positionsempfindlichkeitsverstärkung um
80% reduziert wird. 22C zeigt den Fall, wo der Messwert
der Positionsempfindlichkeitsverstärkung auf 120% erhöht wird.
Eine Abszissenachse zeigt die Versetzung an. Eine Ordinatenachse
zeigt die Positionierungspräzision
(TRO) an. Bei der Messung wird die Positionierungspräzision gemessen,
während
die Versetzung fein geändert
wird, indem das Positionierungsziel nach und nach geändert wird.
In Bezug auf die für
die Messung verwendete Platte zeigt der Wert, der durch das Multiplizieren
der auf der Platte aufgezeichneten Spurnummer (Gray-Nummer) mit
2/3 erhalten wird, die Nummer der Spur an, die tatsächlich gelesen/geschrieben
wird. Daher verwendet das Messergebnis die Gray-Nummer als Einheit.
Da gemäß dem herkömmlichen
Positionsdemodulationsverfahren der Messerwert selbst der Positionsempfindlichkeitsverstärkung den
Fehler von Beginn an aufweist, auch in Bezug auf den Messwert selbst
in 22A, verschlechtert sich die Positionierungspräzision an
einer Position von ± 0,5
für eine
ganze Zahl, die die Spurnummer anzeigt, welche einen Platz nahe
bei der Begrenzung der Positionsinformationen PosN und PosQ anzeigt.
Andererseits verschlechtert sich die Positionierungspräzision an
einer Position nahe bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen
PosN und PosQ stark in Assoziation mit der Schwankung von ±20% der
Messwerte der Positionsempfindlichkeitsverstärkung in 22B und 22C.
Ferner ändert
sich auch an einer Position der Versetzung 0 die Positionierungspräzision stark
in Assoziation mit der Schwankung der Positionsempfindlichkeitsverstärkung. Das
herkömmliche
Posi tionsdemodulationsverfahren, wie oben angegeben, kann als Demodulationsverfahren
angesehen werden, das gegenüber
der Schwankung der Positionsempfindlichkeitsverstärkung schwach
ist. Da die Messergebnisse in 22A bis 22C die Ergebnisse sind, die durch das Konstruieren
eines Steuersystems mit geschlossener Schleife durch einen Kompensator
erhalten werden, verursacht die Schwankung der Positionsempfindlichkeitsverstärkung eine Änderung
in der Größe der Messposition
und verursacht eine Änderung
in der Verstärkung
der geschlossenen Schleife. Es ist daher ein Punkt zu beachten,
dass, auch wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung um
+20% geändert
wird, das Ergebnis nicht immer um +20% erhöht wird.
-
23A bis 23C zeigen
Ergebnisse, die erhalten werden durch das Vornehmen der Synthesedemodulation
der Positionsinformationen PosN und PosQ gemäß der Erfindung unter Verwendung
der in 18 gezeigten Gewichtsfunktion,
die eine Dreieckwelle aufweist, und deren unterer Grenzwert auf
0,5 beschränkt
wird. Die Vorrichtung, die Schaltung und das Steuerverfahren, die
für die
Messung der Synthesedemodulation verwendet werden, sind im Wesentlichen
gleich wie jene in dem herkömmlichen
Demodulationsverfahren von 22A bis 22C, außer
dass die Demodulationsberechnungen verschieden sind.
-
23A zeigt den Messwert selbst der Positionsempfindlichkeitsverstärkung. 23B zeigt das Messergebnis, das in dem Fall erhalten
wird, wenn der Messwert selbst der Positionsempfindlichkeitsverstärkung auf
80% eingestellt wird, indem er um –20% geändert wird. 23C zeigt das Messergebnis, das in dem Fall erhalten
wird, wenn er auf 120% eingestellt wird, indem er um +20% geändert wird.
In 23A bis 23C ist
klar, dass, wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung in 23A der Messwert selbst ist, die Positionierungspräzision an
einer Position nahe bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen
PosN und PosQ verbessert ist, verglichen mit jener in dem herkömmlichen
Demodulationsverfahren von 22B.
-
Es
ist klar, das sich, auch wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung um ±20% vom
Messwert geändert
wird, wie in 23B und 23C gezeigt,
die Positionierungspräzision
an einer Position nahe bei der Versetzung 0 kaum ändert, sowie
die Positionierungspräzision
an einer Position nahe bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen
PosN und PosQ. Aus den Testergebnissen wurde bestätigt, dass
das Positionsdemodulationsverfahren mit einer geringen Empfindlichkeit
gegenüber
den Schwankungen der Positionsempfindlichkeitsverstärkung unter
Verwendung der dreieckigen Gewichtsfunktion realisiert wird, dessen
unterer Grenzwert auf 0,5 beschränkt
wird, wie oben angegeben.
-
24A bis 24C zeigen
Messergebnisse, die durch das Positionsdemodulationsverfahren der Erfindung
in dem Fall erhalten werden, wo die trapezförmige Gewichtsfunktion von 20 verwendet
wird. Auch in diesem Fall ist klar, dass, wenn die trapezförmige Gewichtsfunktion
verwendet wird, die Positionierungspräzision an einer Position nahe
bei ± 0,5
für die
Spurnummer, die einem Platz nahe bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen
PosN und PosQ entspricht, kleiner ist als jene in 22B und 22C,
auch wenn die Positionsempfindlichkeitsverstärkung um ± 20% schwankt, wie in 24B und 24C gezeigt,
und die Positionierungspräzision
ist verbessert. In dem Fall der Verwendung der trapezförmigen Gewichtsfunktion
ist es jedoch klar, obwohl die Positionierungspräzision bei der Versetzung 0
der Schwankung der Positionsempfindlichkeitsverstärkung unterworfen
wird, dass die Positionierungspräzision
verbessert wurde, verglichen mit jenen bei den herkömmlichen
Demodulationsverfahren von 22B und 22C.
-
Nun
wird eine Kompressionsdemodulation, die Fehlerinformationen einschließt, in der
Positionsberechnungsschaltung 66, die in der zweiten Schaltungseinheit 50 in 14 vorgesehen
ist, erläutert.
Es ist notwendig, wie in den Demodulationstabellen von 6 und 7 gemäß den herkömmlichen
Demodulationsverfahren gezeigt, einen Fehlerzustand zur Zeit der
Positionsdemodulation zu berücksichtigen.
Dies wird nun als logisches Kompressionsverfahren erhalten, das
an das Positionsdemodulationsverfahren der Erfindung angepasst wird.
Die Positionssignale PosA, PosB, PosC und PosD entsprechen Bereichswerten
der vom AD-Wandler erhaltenen Burst-Signale. Gsns bezeichnet eine
Positionsempfindlichkeitsverstärkung
an einer Position nahe bei der aktuellen Position. Ferner bezeichnet
M(x) eine Gewichtsfunktion betreffend den Absolutwert x. In Bezug
auf jedes durch Segmentnummern 1 bis 8 gezeigte Intervall, wie in 6 gezeigt,
werden die Positionsinformationen PosN und PosQ verglichen, und
die Positionsinformationen des kleineren Absolutwerts werden in
einer Weise ähnlich
jener der Tabelle von 6 berechnet. In Bezug auf die
Positionsinformationen des größeren Absolutwerts
werden Berechnungswerte in Übereinstimmung
mit den Positionsinformationen des kleineren Absolutwerts gebildet.
Das heißt,
ein Berechnungsausdruck wird für
jede von acht Arten von in 25 gezeigten
Segmenten unter Verwendung der PosN, PosQ und Gray-Nummer konstruiert, die
in dem herkömmlichen
Demodulationsverfahren von 6 gezeigt
sind. Es ist ausreichend, dass Berechnungsausdrücke der Positionsinformationen
des größeren Absolutwerts
zusammen in der Demodulationstabelle in dem Normalfall erhalten
werden, wo die Gray-Nummer korrekt ist. Wenn die Tabelle von 25 logisch komprimiert
wird, und die Demodulationsausdrücke
als Programm im C-Code gebildet werden, können sie wie folgt ausgedrückt werden.
Obwohl in diesem Programm die Abschnitte unter Verwendung von Gray
+ Versetzung und Pos1 gleich sind wie jene in dem Programm des herkömmlichen
Demodulationsverfahrens, unterscheidet es sich in Bezug auf einen
Punkt, dass die Ausdrücke
unter Verwendung von Pos2 addiert werden, und auf die Gewichtsfunktion
bei Pos1 Bezug genommen wird.
-
-
In
diesem Programm bezeichnet die Funktion M(x) eine Gewichtsfunktion.
Beispielsweise kann die dreieckige Gewichtsfunktion M(x), deren
unterer Grenzwert auf 0,5 eingestellt wird, und die in 18 gezeigt ist,
durch das folgende Programm ausgedrückt werden.
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-
-
Obwohl
sich das Programm zum Ermitteln der dreieckigen Gewichtsfunktion
auf den Fall bezieht, wo eine Lesespur und eine Schreibspur dieselbe
Spurbreite auf der Platte haben, ist es ausreichend, wenn die Breite
der Schreibspur 3/2-mal so groß ist
wie jene der Lesespur auf der Platte, den Wert der wie oben angegeben
erhaltenen Gewichtsverstärkung
mit 2/3 zu multiplizieren.
-
Nun
wird ein Positionsdemodulationsverfahren beschrieben, das die Geschwindigkeitsversetzung
in der Erfindung berücksichtigt.
Gemäß dem im
Blockbild von 14 gezeigten Positionsdemodulationsverfahren
der Erfindung wird bei der Verfolgungssteuerung, um zu ermöglichen,
dass der Kopf die Zielspur verfolgt, die Positionsdemodulation in
dem Fall, wo die Geschwindigkeit des Kopfs, das heißt die Geschwindigkeit
des Betätigers,
auf 0 eingestellt wird, als Ziel angesehen. Andererseits ist die
Geschwindigkeitskorrektur in Bezug auf den Fall notwendig, wo die
Kopfgeschwindigkeit während
des Suchbetriebs, in dem der Kopf durch das Antreiben des Betätigers zur
Zielposition bewegt wird, nicht gleich 0 ist.
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26 ist
ein funktionelles Blockbild des Positionsdemodulationsverfahrens
der Erfindung, das die Geschwindigkeitsversetzung berücksichtigt.
Obwohl in 26 die Konstruktionen der ersten
Schaltungseinheit 48, zweiten Schaltungseinheit 50 und
dritten Schaltungseinheit 52 in der Positionsdetektionsschaltung
im Wesentlichen gleich sind wie jene in 14, sind,
um die Geschwindigkeitsversetzung zu korrigieren, ferner Addierer 78 und 80 neu
für die
Posi tionsinformationen Pos1 und Pos2 vorgesehen, die aus der Positionsberechnungsschaltung 66 in
der zweiten Schaltungseinheit 52 ausgegeben werden, und
die durch einen Geschwindigkeitskorrektor 82 ermittelte
Geschwindigkeitsversetzung wird von den Addierern 78 und 80 addiert. Die
Geschwindigkeitsversetzung, die von dem Geschwindigkeitskorrektor 82 berechnet
wird, wird wie folgt ermittelt.
Geschwindigkeitsversetzung
= (Geschwindigkeitsverstärkung) × (Geschwindigkeitsvorhersagewert
zu diesem Zeitpunkt)
-
Die
Geschwindigkeitsverstärkung
wird hier für
jede der PosN und PosQ auf einen anderen Wert eingestellt. Spezifisch
ausgedrückt,
(Geschwindigkeitsverstärkung von
PosN) = T1/Ts
(Geschwindigkeitsverstärkung von PosQ) = T2/Ts
wobei
- Ts:
- Abtastperiode
- T1:
- Zeitintervall von
einem Indexsignal 216 bis zu einem Punkt zwischen den in 3 gezeigten
Burst-Signalen Ea und Eb
- T2:
- Zeitintervall vom
Indexsignal 216 bis zu einem Punkt zwischen den in 3 gezeigten
Burst-Signalen Ec und Ed
-
Ferner
ist der Geschwindigkeitsvorhersagewert Vel zu diesem Zeitpunkt,
der mit der Geschwindigkeitsverstärkung multipliziert wird, um
die Geschwindigkeitsversetzung zu erhalten, eine Suchgeschwindigkeit, die
von der Beobachtersteuerung erhalten wird. Die Demodulationsberechnung,
die die Geschwindigkeitsversetzung berücksichtigt, wurde in der Japanischen
Patentanmeldung Nr. 2000-063845 derselben Anmelderin wie der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen. Wenn das Positionsdemodulationsverfahren
der Erfindung, das die Geschwindigkeitsversetzung berücksichtigt,
wie oben angegeben, im C- Code
ausgedrückt
wird, ist es wie folgt. Die maximale Geschwindigkeit, um zu verhindern,
dass die Positionsbeziehung von PosN und PosQ umgekehrt wird, wird
als VelMAX angenommen.
-
27 ist
ein Blockbild einer funktionellen Konstruktion einer Ausführungsform,
in der die Demodulation unter Berücksichtigung der Geschwindigkeitsversetzung
in Bezug auf die Ausführungsform
unter Verwendung des Signalsättigungskorrektors
von 19 vorgenommen wird. In der Ausführungsform
wird, in Bezug auf jede von den Positionsinformationen Pos1 und
Pos2 aus der Positionsberechnungsschaltung 66, die in der zweiten
Schaltungseinheit 50 vorgesehen ist, die Korrektur der
Geschwindigkeitsversetzung durch den Addierer 80 und den
Geschwindigkeitskorrektor 82 neu durchgeführt, anschließend werden
Signalsättigungskorrektoren 75 und 76 vorgesehen,
und gesättigte
Abschnitte werden in Bezug auf beide Positionsinformationen Pos1
und Pos2 korrigiert, wodurch der Einfluss der Sättigung vermieden wird. Zu
diesem Zweck wird die korrekte Gewichtsverstärkung unter Bezugnahme auf
die Gewichtsfunktionsdatei 72 auf der Basis der Positionsinformationen
Pos1 ausgelesen, deren Sättigung
durch den Signalsättigungskorrektor 75 gestartet
wurde, und durch die Vervielfacher 68 und 70 multipliziert,
wodurch ermöglicht
wird, dass die Synthesedemodulation genauer vorgenommen wird. Ferner
ist in beliebigen Demodulationsprozessen die Korrektur einer nicht-linearen Verstärkung für die Versetzung
gleich wie die herkömmliche.
Im Fall des Hinzufügens
der Demodulation, die die Geschwindigkeitsversetzung berücksichtigt,
zum Positionsdemodulationsverfahren der Erfindung ist kein spezieller
Prozess erforderlich, und es ist ausreichend, eine solche Demodulation
einfach hinzuzufügen.
-
Gemäß der Erfindung,
wie oben angegeben, wird der Detektionsfehler der Position in Assoziation
mit dem Fehler der Positionsempfindlichkeitsverstärkung auf
die minimale Grenze unterdrückt,
und gleichzeitig wird der Demodulationsfehler an einem Platz nahe
bei der Schaltgrenze der Positionsinformationen PosN und PosQ vermieden,
und die Treppe kann vermieden werden. So können die genauere Positionsdetektion
und Positionierungspräzision
in der Plattenvorrichtung realisiert werden.
-
Obwohl
die obige Ausführungsform
in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurde, in der die Platte als
Beispiel immer mit einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit gedreht
wird, können ähnliche
Effekte auch in einer Vorrichtung erhalten werden, in der eine Geschwindigkeit
der Rotation der Platte in Übereinstimmung mit
der Position des Kopfs geändert
wird. Obwohl die Ausführungsform
unter der Annahme beschrieben wurde, dass die auf der Platte aufgezeichneten
Spuren gleich sind wie jene zum Aufzeichnen und Reproduzieren von
Daten, ist es auch möglich,
die Anzahl von Spuren auf der Platte mit 2/3 zu multiplizieren,
und sie als Spuren zum Aufzeichnen und Reproduzieren von Daten zu
verwenden. Obwohl die obige Ausführungsform
unter der Annahme beschrieben wurde, dass PosN
= PosA – PosB PosQ = PosC – PosD,ist
die Aufzeichnungsreihenfolge der Signale nicht darauf beschränkt. Beispielsweise
kann auch eine Reihenfolge eingestellt werden: PosN
= PosA – PosC PosQ = PosB – PosD,oder
eine Reihenfolge PosA = PosA – PosD PosQ
= PoSB – PosC.
-
Andererseits
ist es auch möglich,
die Positionsinformationen wie folgt zu normalisieren: PosN = (PosA – PosB)/(PosA + PosB) PosA = (PosC – PosD)/(PosC + PosD),und
diese anschließend
zu verwenden.
-
Ferner
enthält
die vorliegende Erfindung viele geeignete Modifikationen, die die
Vorteile der Erfindung erzielen können, und sie ist nicht auf
die in der obigen Ausführungsform
gezeigten Zahlenwerte beschränkt.
