JP2002516451A - ヌルタイプサーボパターンのフィールド比復調技術を使用する方法と装置 - Google Patents
ヌルタイプサーボパターンのフィールド比復調技術を使用する方法と装置Info
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Abstract
Description
憶装置のサーボシステムに関する。
タル情報が保存されている記録トラック上の読取り書込みヘッドの位置決めをす
る。サーボシステムは、マルチディスクシステムの専用ディスク面または各ディ
スクに放射状に分布するサーボセクタに保存したサーボ情報に依存している。サ
ーボ情報は、ヘッドが位置するトラックのトラック番号や恐らくヘッドが位置す
る角セクタなどの大ざっぱな位置情報を提供する。また、サーボ情報はトラック
内でのヘッドの半径方向位置を記述する詳細位置情報も含んでいる。
ボフィールドパターンを使用して格納される。サーボフィールドパターンには、
「ヌルタイプ」サーボパターン、「スプリットバースト振幅」サーボパターン、
「位相タイプ」サーボパターンなどの幾つかのタイプがある。
つのフィールドを含んでいる。第1フィールドは「位相」または「同期」フィー
ルドであり、読出しチャンネルの位相と周波数を読出し信号の位相と周波数にロ
ックするために使用される。第2フィールドは位置誤差フィールドであり、トラ
ックセンターラインからのヘッドの距離の確認に使用される。
またがっている場合に、磁化パターンは読出し信号の振幅が理想的にはゼロにな
るものである。ヘッドが所望トラックセンターラインから離れるに従って、読出
し信号の振幅が増大する。ヘッドが所望トラックセンターラインと隣接トラック
のセンターラインとの途中にある場合、読出し信号は最大振幅を有する。
ンは、トラックセンターラインの反対側の磁化パターンに対し180度位相がず
れて書かれている。したがって、同期フィールドからの読出し信号の位相に対す
る位置誤差フィールドの読出し信号の位相は、ヘッドがトラックセンタラインか
らずれている方向を示している。
る。一般に、こうした位置誤差値は、位置誤差フィールドに関係する読出し信号
を復調して生成する。通常、位置誤差値の大きさはトラックセンタラインからの
ヘッドの距離を示し、位置誤差値の符号はヘッドのずれ方向を示す。
同期処理では、位相フィールドが位置誤差フィールドに対し周知で一定の位相関
係で書かれているので、位置誤差フィールドの読出し信号の正確な位相は位相フ
ィールド読出し信号から分かる。通常、位相ロックループ(PLL)は、位相フ
ィールドの位相を得るために使用し、この位相情報は位置誤差フィールド信号の
復調に使用する。したがって、位相フィールドは、PLLを読出し信号の位相と
周波数にロックできる十分な長さを必要とする。例えば、位相フィールドは位置
誤差フィールドの3乃至4倍の長さにできる。
一致した位相関係を確実にすることは、ヘッドを正確に配置する上で重要である
。この2つのフィールド間の位相が各サーボフィールドで一致しない場合は、ヘ
ッドがトラック内の同一半径方向位置に残っても、2つの異なるサーボフィール
ドでは異なる位置誤差値が得られる。この一致を確実にするために相当な努力と
費用を費やして、すべてのサーボフィールドでヘッドを作動する一致した位相ロ
ックループを構成している。
動するにつれて線変化するのが理想的である。こうした線変化は、所望位置へヘ
ッドを移動する量を求める上で必要な計算を簡単にしている。一般に、サーボシ
ステムは、ヘッドがトラックを放射状に移動する時に線変化する位置誤差値を生
じない。特に、ヘッドがトラックを放射状に移動すると、読取りヘッドにより生
成される読出し信号はヘッドの形状によって変動する傾向がある。こうした変動
による影響を少なくするために、先行技術では自動利得制御システムを使用して
サーボループの利得を自動的に調節し、ヘッドのためのすべてのトラック位置で
一定になるようにしている。自動利得制御により生成する必要がある利得量は、
ディスクバーンイン(buru−in)の時またはディスク駆動装置の寿命中に
定期的に初期化する必要のある制御回路により設定する。
差値を正規化するために大きな努力が払われている。そのために、構造が複雑で
出費がかさみ、ディスク駆動装置のコストが押し上げられている。
誤差フィールド信号とを生成する。一連の動作を位相フィールド信号について行
い、この同じ一連の動作を位置誤差フィールド信号についても行う。位置誤差フ
ィールド信号について上記一連の動作を行うことで得られた結果を、位相フィー
ルド信号について上記一連の動作を行うことで得られた結果で除する。除算結果
が位置誤差推定値である。上記方法を行う回路とシステムも提供する。
00の斜視図である。ディスク駆動装置100は、ベース102とトップカバー
(図示せず)とを備えた筐体を含んでいる。このディスク駆動装置100は、デ
ィスククランプ108によりスピンドルモータ(図示せず)に装着したディスク
パック106も含んでいる。このディスクパック106は、中心軸109を中心
に同時回転するように取り付けられた複数のディスクを含む。各ディスク面は、
ディスク面との通信のためにディスク駆動装置100に取り付けた関連ディスク
ヘッドスライダ110を有する。図1に示す例では、スライダ110は、アクチ
ュエータ116のトラックアクセスアーム114に取り付けたサスペンション1
12で支持してある。図1に示すアクチュエータは、回転式可動コイルアクチュ
エータとして知られるタイプであり、概して118で示す音声コイルモータ(V
CM)を含む。この音声コイルモータ118は、ヘッド110を取り付けたアク
チュエータ116をピボットシャフト120のまわりに回転させて、ディスク内
径124とディスク外径126との間のアーチ形経路122に沿った所望データ
トラック上にヘッド110を配置させる。音声コイルモータ118は、ヘッド1
10により生成された信号に基づくサーボエレクトロニクス130とホストコン
ピュータ(図示せず)により駆動される。
ック図である。この記憶装置228は、3つの主構成部品である装置230、サ
ーボ論理部232、マイクロプロセッサ233を含む。マイクロプロセッサ23
3はホストインタフェース234を介してホストコンピュータ(図示せず)と通
信する。マイクロプロセッサ233は、ホストから受信する指示に従ってディス
クとの情報の読み書きを制御する。すなわち、マイクロプロセッサ233は、制
御信号を制御線235を介して装置230へ供給して装置230のヘッドの選択
、書込み電流の強さ、読出し感度、動作モード(読出し、書込み、トラックシー
ク)などの多様な機能を制御する。さらに、マイクロプロセッサ233は、デー
タバス237に沿って書込みデータを供給し、データバスに沿って読出しデータ
を受け取る。回収データはホストインタフェース234を介してホストに供給さ
れる。
を介してマイクロプロセッサ233に接続したサーボ論理部232を介してディ
スク上のヘッド112の移動を制御する。アドレスバス241とデータバス24
3とを使用して、マイクロプロセッサ233はサーボ論理部232内の記憶域に
ヘッドの所望位置を記憶出来る。この記憶域をサーボ論理部232がアクセスし
て、記憶された値とヘッドの現在位置に基づいて電流コマンド236を装置23
0に発行する。マイクロプロセッサ233は、アドレスバス241とデータバス
243を使用してサーボ論理部232の記憶域に記憶したヘッド位置情報を検索
することもできる。
8により受信され、電流コマンド236の電圧が電流信号240に変換される。
電流信号240は、電流信号240の電流により駆動される図1の音声コイルモ
ータ134を含み電流信号240の電流により求められる速度で加速するアクチ
ュエータ242に供給され、それを制御する。アクチュエータ242は電流信号
240の電流を、媒体に対しヘッド112を動かす機械的動作244に変換する
。
ボパターンを検出する。サーボパターンは媒体に対するヘッドの位置に関する情
報を含み、コード化位置情報を含む低レベル信号248をヘッドで生成する。ヘ
ッド増幅器250は、低レベル信号248を増幅して、ノイズにあまり影響され
ず復号が容易な増幅信号252を生じる。増幅信号252は復調器254に入力
され、ここでコード化されたヘッド信号が変換され復調器位置測定値256がサ
ーボ論理部232に供給され、データがデータ線239を介してマイクロプロセ
ッサ233に供給される。
る直線性テーブルへ復調器位置測定値256を供給する。そこで、サーボ論理部
232はヘッド112の位置を求め、その位置とマイクロプロセッサ233によ
り設定された所望位置に基づいて新しい電流コマンド236を発行できる。
)として周知のその1つのモードでは、マイクロプロセッサ233はサーボ論理
部232に命令して、ヘッドを新しいトラックへと媒体上を移動させる。トラッ
クフォローイングとして周知の第2の動作モードでは、マイクロプロセッサ23
3は、トラック内のある位置にヘッドを配置し続けるようにサーボ論理部232
に命令する。トラックフォローイングは、サーボ論理部232がヘッドを移動さ
せて媒体上のトラックに対して安定させる必要があるので、完全な受動モードで
はない。トラックには凸凹があり、サーボ論理部232はこうした凸凹に追従さ
せてヘッド112を移動する必要があるため、上記移動を必要とする。トラック
フォローイング中、装置230とサーボ論理部232との間に形成されたサーボ
ループを使用してヘッドを所定位置に保持する。すなわち、ヘッド112がその
位置から離れると、媒体に埋められたサーボパターンの他の部分をヘッドが読む
ので、低レベル信号248が変化し始める。この低レベル信号248の変化は、
増幅信号252および位置測定値256に同様の変化を生じさせる。位置測定値
256の変化に応じて、サーボ論理部232は、ヘッド112がその元の位置側
へトラック上を移動するように電流コマンド236を変更する。
度が増加すると低下するという意味で、トラックの凹凸に対する周波数依存レス
ポンスを有する。この意味で、トラックの凸凹はサーボループに対する入力信号
として考えることができ、こうした凸凹に対するサーボループのレスポンスはサ
ーボループの利得として考えることが出来る。特定のタイプのヘッド112、特
に磁気抵抗ヘッドでは、サーボループの周波数レスポンスは、ヘッド112の位
置がトラック内で変化する時に変化する。このように、ヘッドはトラックの異な
る部分でのトラックの凸凹に対して素早く応答する。
の主要部分を示す図である。ディスク122の半径寸法を縦に示し、ディスク1
22の角寸法を水平の示している。矢印182はディスク122のダウントラッ
ク方向または角寸法を示す。矢印184はディスク122のクロストラック方向
または半径寸法を示す。図2は4つのトラックセンタ190、191、192、
193を示し、それぞれにラベル「1」、「2」、「3」、「4」が付けられて
いる。ヘッド134はクロストラック方向184でトラックセンタ「2」に一致
する。
例えば、縦記録方式では、非陰影領域の縦磁化が図中の右から左の場合は、陰影
領域での縦磁化は左から右となる。こうした領域では、デジタル磁気記録では標
準的な方法であるように磁気媒体はどちらの縦方向にでも飽和する。
フィールド202と、中間フィールド204と、正規位置誤差フィールド205
と、直角位置誤差フィールド206と、追従フィールド208とがある。先頭フ
ィールド200と中間フィールド204と追従フィールド208は、図3に示す
ように「空」でも良く、また追加サーボデータを含んでも良い。例えば、中間フ
ィールド204はトラック番号またはセクタ番号を含んでも良い。位相フィール
ド202は、放射状のコヒーレント磁気変遷を含んでいる。ヘッド134が位相
フィールド202上を移動するとき、位相フィールド202内の磁化パターンは
ヘッド134の出力に発振信号を発生する。正規位置誤差フィールド205およ
び直角位置誤差フィールド206はヌルタイプ磁気パターンを含んでいる。直角
位置誤差フィールド206の直角磁気パターンは、正規位置誤差フィールド20
5の正常磁気パターンに対してトラック幅の半分だけオフセットされている。一
部のヌルタイプサーボパターンでは、正規パターンの前に直角パターンの半分を
置き、正規パターンの後ろに直角パターンの半分を置くことで直角磁気パターン
を半分に分けている。
02と、中間フィールド204と、正規位置誤差フィールド205と、直角位置
誤差フィールド206との上をヘッド134が移動する時の先行技術の読出し信
号210の一部を示す波形図である。読出し信号210は、ヘッドが位相フィー
ルド202上を移動する時に生成される位相フィールド信号207と、ヘッドが
正規位置誤差フィールド205上を移動する時に生成される正規位置誤差信号2
12と、直角位置誤差フィールド206上をヘッドが移動するときに生成される
直角位置誤差フィールド信号214とに時間分割できる。ヘッド134がトラッ
クセンタラインにまたがって読出し信号210を生成するので、正規位置誤差フ
ィールド信号212が実質的にゼロになる。
92との中程にある時の読出し信号216の一部を示す波形図である。読出し信
号216は、位相フィールド202と、正規位置誤差フィールド205と、直角
位置誤差フィールド206との上をそれぞれ移動するヘッド134により生成さ
れる、位相フィールド信号218と、正規位置誤差フィールド信号220と、直
角位置誤差フィールド信号222とに分割できる。図6は、ヘッド134がトラ
ック2、3のセンターライン191と192との中程にある時の読出し信号22
4の一部を示す波形図である。読出し信号224は、位相フィールド信号226
と、正規位置誤差フィールド信号228と、直角位置誤差フィールド信号230
とに分割できる。図5の正規位置誤差フィールド信号220は、図6の正規位置
誤差フィールド信号228とは180度位相がずれている。
ック図である。この復調器300は、自動利得制御装置302への入力部で増幅
信号252を受信する。自動利得制御装置302は、その出力部に接続されてい
る加算回路304を含む帰還ループの一部である。加算回路304は図2のサー
ボ論理部232により生成された基準値306も受信する。基準値306はサー
ボ論理部232で計算され、サーボループの利得が全トラック位置で一定となる
ことを確実にする。この加算回路304は、自動利得制御装置302の出力の強
さから基準値306を減じて、自動利得制御装置302へフィードバックされる
フィードバック値308を生じる。このフィードバック値308に基づいて、自
動利得制御装置302からの利得制御出力310が基準値306の強さにほぼ等
しい強さになるまで自動利得制御装置302が増幅信号252を増幅する。
給される。この位相ロックループ312は位相フィールド信号を使用して、通常
、位相フィールド信号の位相および周波数に連動した方形波であるクロック出力
316を生成する。位相ロックループ312は、位相フィールド信号が終わり正
規位置誤差フィールド信号が始まった後でも、位相フィールド信号に基づいてク
ロック信号316の生成を継続する。正規位置誤差信号は、利得制御出力310
の位相フィールド信号に続き、クロック信号316と共に乗算器318に供給さ
れる。
号320を生成する。積信号320は、タイミング回路314からのタイミング
制御信号を受信する積分器322に供給される。タイミング制御信号により、積
分器322は、正規位置誤差信号に関連する時間の一部の積信号320を統合す
る。積分器322の出力は、マルチプレクサ323によってホールド回路324
へ発送されその後の使用のためにそこに保持される正規位置誤差値である。
めに、先行技術ではクロック信号316が正規位置誤差信号に対し既知で正確な
位相関係を有することを必要とした。位相関係に誤差があると、積信号320が
不正確になり、積分器322により生成された正規位置誤差値が不正確となる。
ある。直角位置誤差信号は、クロック信号316を直角信号に乗じて積信号32
0を生成する乗算器318にも供給される。次に、積信号320を積分器322
により積分して積分器322の出力部に直角位置誤差値を生成する。次に、直角
位置誤差値はマルチプレクサ323によって出力328へ送信される。次に、出
力328の直角位置誤差値と出力326の正規位置誤差値とは、トラック内のヘ
ッドの位置の計算に使用される。こうした計算は技術上周知である。
のブロック図である。図2の増幅信号252は、図7の自動利得制御装置302
と同様に作動する自動利得制御装置352に供給される。自動利得制御装置35
2の利得制御出力354は、基準値358を利得制御出力354の大きさから減
じてフィードバック値360を供給する加算器356に供給される。フィードバ
ック値360に基づいて、自動利得制御装置352は適切な利得を増幅信号35
2に供給する。利得制御出力354は、読出し信号の位相フィールド部分に基づ
いてクロック信号364を生成する位相ロックループ362へも供給される。ク
ロック信号の符号は、クロック信号364の符号を表すデジタル値を提供する符
号回路366により求められる。
4の位相フィールド部分が終了し、正規位置誤差信号と直角位置誤差信号部分が
開始した後も継続する。正規位置誤差フィールド信号は、アナログデジタル変換
器368によりサンプリングし一連のデジタル値に変換される。次に、一連のデ
ジタル値は、一連のデジタル信号値を符号出力値に乗ずる乗算器370を介して
符号回路366により生成された数値によって調整する。乗算器370により生
成された一連の積値は、タイミング回路374により設定された時間中の数値を
合計する加算器372に入力される。大部分の先行技術のシステムでは、正規位
置誤差フィールド信号の中心部に関連した時間にわたって積値が合計される。
のために数値を保持するホールド回路378へ送られる。ホールド回路378の
出力は正規位置誤差値である。
にも変換される。次に、一連のデジタル値に、乗算器370によってクロック信
号364の符号を乗じる。次に、乗算器370により得られた一連の積値は、タ
イミング回路374の制御下で加算回路372によって合計する。この合計結果
は、マルチプレクサ376により出力380へ送られる直角位置誤差値である。
次に、直角位置誤差値および正規位置誤差値はトラック内のヘッドの位置の計算
に使用される。
ープは過剰なドリフトのない正確な回路である必要がある。この見地から、先行
技術では、こうした回路の性能向上に多くの費用を費やしている。
9は、クロストラック方向を縦にそしてダウントラック方向を水平に示し、ヘッ
ド134が図中では左から右へ移動する。サーボ領域400は、先頭フィールド
402と、位相フィールド404と、中間フィールド406と、正規位置誤差フ
ィールド408と、直角位置誤差フィールド410と、追従フィールド412と
を含む。先頭フィールド402と中間フィールド406と追従フィールド412
とは、図3に示す先行技術のサーボ領域の同一名のフィールドと同じである。図
9の位相フィールド404は、概して位相フィールド404が先行技術の位相フ
ィールド202よりも少ない遷移を有する点以外は、図3の位相フィールド20
2に類似している。位相フィールド404は、本発明が先行技術に見られる正確
な位相ロックループを必要とせず、従来技術のように位相フィールドに多くの遷
移を必要としないので、位相フィールド202よりも短い。正規位置誤差フィー
ルド408および直角位置誤差フィールド410は、正規位置誤差フィールド4
08と直角位置誤差フィールド410とがそれぞれのフィールドの開始近くに一
組の放射状コヒーレント遷移414および416を含んでいる点以外は、先行技
術の正規および直角位置誤差フィールド205、206それぞれに類似している
。放射状コヒーレント遷移414と416とは位相フィールド404に見られる
遷移に類似している。こうした遷移の使用については以下にさらに説明する。
動する時にヘッド134により生成される例である読出し信号450、452、
454それぞれのタイミング図である。特に、図11のサーボ読出し信号452
は、図9のトラック418のセンターラインに沿ってヘッド134が移動すると
きに生成される。読出し信号452は、位相フィールド信号456と正規位置誤
差信号458と直角位置誤差信号460とから成る3つの領域に分割できる。位
相フィールド信号456は、先行技術の図4、5、6に見られる位相フィールド
信号に類似している。正規位置誤差信号458は、トリガ発振部462とヌルパ
ターン部464とを含んでいる。トリガ発振部462は、図9の放射状コヒーレ
ント遷移414上をヘッド134が移動する時に生成される。ヌルパターン部4
64は、正規位置誤差フィールド408の残りの部分上をヘッド134が移動す
る時に生成される。このヘッド134は、読出し信号452を生成する時トラッ
クセンタライン418に集中しているので、ヌルパターン部464は実質上ゼロ
に等しい。直角位置誤差信号460はトリガ発振部466とヌルパターン部46
8とに分割でき、発振トリガ部466は直角位置誤差フィールド410の放射状
コヒーレント遷移部416により生成され、ヌルパターン部468は直角位置誤
差フィールド410の残りの部分のヌルパターンにより生成される。
トラックセンタ420との間に位置する時に生成される。読出し信号450は、
位相フィールド信号470と正規位置誤差フィールド信号472と直角位置誤差
フィールド信号474とを含む3つの部分に分割できる。正規位置誤差フィール
ド信号472は、トリガ発振部476とヌルパターン部478とに細分できる。
また、直角位置誤差フィールド信号474は、トリガ発振部480とヌルパター
ン部482にも分割できる。読取りヘッドが2本のトラックセンタラインの中間
に位置するので、正規位置誤差フィールド信号472のヌルパターン部478は
最大振幅を有し、直角位置誤差フィールド信号474のヌルパターン部482は
実質上ゼロに等しい。
422との中間に位置する時に生成される。読出し信号454は、位相フィール
ド信号490と正規位置誤差信号492と直角位置誤差信号494の3つの異な
る部分に分割できる。正規位置誤差信号492は、さらにトリガ発振部496と
ヌルパターン部498とに分割できる。同様に、直角位置誤差信号494は、ト
リガ発振部500とヌルパターン部502とに分割してもよい。
クセンタラインの中間に位置するときに生成されるので、共通した特徴を持って
いる。例えば、読出し信号450、454のヌルパターン部482、502それ
ぞれは、実質的にゼロに等しい。更に、読出し信号450、454のヌルパター
ン部478、498それぞれは最大振幅を有する。ヌルパターン部478はヌル
パターン部498と180度位相がずれているので、読出し信号450と454
とは同一ではない。これは先行技術のヌルタイプパターンに見られる位相シフト
に似ている。読出し信号450、454は、ヌルパターン部が互いに180度位
相がずれていてもトリガ発振部476、496が正規位置誤差信号472と正規
位置誤差信号492とで同じである先行技術とは異なる。実際、図9のサーボ領
域400から発生した正規位置誤差フィールド信号のトリガ発振部は同一である
。同様に、本発明の直角位置誤差信号に見られるトリガ発振部はサーボ領域40
0の全ヘッド位置で同じである。トリガ発振部の一貫性により、以下に説明する
ように回路デザインの単純化が可能である。
20は、図2の増幅信号252を2つの位置誤差信号に変換するデジタル復調器
である。復調器520は、フィールド比表示の発明的技術を使用して自動利得制
御回路や位相ロックループの必要性を低減している。復調器520のレイアウト
と動作について図14を参照し、また図13−1から13−5に示すタイミング
図を参照して以下に説明する。
している。読出し信号522は、トリガ発振器526により生成されたサンプル
クロックに基づいて選択したサンプリング箇所で読出し信号をサンプリングする
アナログデジタル変換器524に供給される。図13−2は、トリガ発振器52
6により生成されたサンプルクロック信号528のタイミング図を示す。サンプ
ルクロック信号528の各正向きの遷移により、アナログデジタル変換器524
がその時点で読出し信号522をサンプリングし、そのサンプルをデジタル値に
変換する。図13−1では、サンプルをサンプルドット530、532などのド
ットで読出し信号522上に示している。図13−1、13−2、14に示す実
施態様では、サンプルクロック信号528は、読出し信号522の基本周波数の
4倍の周波数を持っている。しかし、サンプルクロック信号528の周波数は、
読出し信号522の周波数の整数倍数である必要はない。実際には、読出し信号
522の適切なサンプルが得られるどんな周波数でも使用できる。
ロック信号528を発生する。このシーケンサ534は技術上周知のゼロ位相リ
スタート回路を含み、読出し信号522の一部を使用して、図13−3のイネー
ブル電圧制御発振器(VCO)信号536と、図13−4の開始電圧制御発振器
(VCO)信号538とを発生する。イネーブルVCO信号536と開始VCO
信号538とを発生するために、シーケンサ534は、サーボ領域の位相フィー
ルド、正規位置誤差フィールド、直角位置誤差フィールドの最初に位置するそれ
ぞれの遷移を使用する。このように、図9を参照すると、シーケンサ534は位
相フィールド404に関連する最初の4つの遷移と、正規位置誤差フィールド4
08および直角位置誤差フィールド410の放射状コヒーレント遷移414、4
16とをそれぞれ使用する。シーケンサ534は、サーボ領域400の各フィー
ルドでの一貫した位相関係でトリガ発振器526を確実に開始するようにする。
この位相関係を確実にするために、シーケンサ534は、各フィールドの最後で
トリガ発振器526を無効にし、各フィールドの最初でトリガ発振器526を再
使用可能にする。
移の調整値を発生する図14の調整値発生器540にも供給される。調整値発生
器540により生成された調整値は、アナログデジタル変換器524により生成
されたデジタル値も受信する乗算器542に供給される。乗算器542はサンプ
リングしたデータ値を調整値に乗じて加算回路546に入力する一連の積値54
4を生成する。同時に、調整値発生器540および乗算器542は、アナログデ
ジタル変換器524により生成された数値を調整する。この調整は、アナログデ
ジタル変換器524により生成されたすべての負の値に負の調整値を乗じ、アナ
ログデジタル変換器524により生成されたすべての正の値に正の調整値を乗じ
る単純な調整を含むことが出来る。その他の実施態様では、調整値発生器540
により生成された調整値をさらに複雑にして、雑音のあるサンプルや読出し信号
の望ましくない部分に位置するサンプルを抑制できる。
るために調整値を選択する本発明の一実施態様に関連したタイミング図である。
すなわち、図15−1はサンプリングした箇所を黒いドットで表した読出し信号
600を示す。図15−2は、調整値発生器540により生成した調整値を示し
、これらの数値は図14の積値540を生成するために乗じるそれぞれのサンプ
ルと縦に合わせてある。図15−1、15−2から、この実施態様では読出し信
号のピークで取られたサンプルは、サンプルの符号によってどちらかのサンプル
または負のサンプルを乗じることが分かる。例えば、サンプル値602が負であ
るので、サンプル602に負の調整値604を乗じるのに対して、サンプル値6
06は正であるので、サンプル値608には正の調整値608を乗じる。図15
−1、15−2では、ゼロに近い大きさを有するサンプル値にはゼロの調整値を
乗じている。例えば、読出し信号600のほぼゼロのサンプル値610にはゼロ
の調整値612を乗じる。本発明はこうした大きさの低いサンプル値にゼロを乗
じることで、こうしたサンプル値を抑制して位置誤差値の計算に影響することを
防止している。これにより、こうした低い大きさの値は雑音により壊れることが
多いので、本発明に利点をもたらしている。このようにサンプル値を抑制するこ
とで、こうした低い大きさの値に関係する雑音も抑制される。
望ましくないサンプルを抑制する本発明の第2実施態様を示している。読出し信
号620は、ピーク622、624などのピーク並びにショルダ626、628
を有する。ショルダ626、628は読出し信号620の非理想的部分を表して
いる。このように、ショルダ626、628から取ったサンプルは、媒体に記憶
された遷移を正確に表すものではない。図16−1、16−2に示す本発明の実
施態様では、ゼロの調整値を使用してショルダから取ったサンプルを抑制する。
こうして、ショルダ626、628に関係するサンプルにゼロの調整値を乗じる
。残りの調整値を選択してピークから取ったサンプルを調整する。このように、
負の値を有するサンプルに負の値を乗じ、正の値を有するサンプルに正の値を乗
じる。
整値に関し考えられる実施態様の単なる例であることを認識するであろう。調整
値のその他のシーケンスも可能であり、本発明の範囲内であると考えられる。
の積値544を合計する。すなわち、加算回路546は位相フィールド404と
正規位置誤差フィールド408と直角位置誤差フィールド410の数値を合計す
る。大部分の実施態様では、合計するための時間は各フィールドで同じであり、
各フィールド内の同一関連一時的位置で行われる。合計するための時間は、シー
ケンサ534により生成され加算回路546に供給されるイネーブル合計信号に
より制御される。
合計信号548は、位相フィールド信号と正規位置誤差フィールド信号と直角位
置誤差フィールド信号とのそれぞれの間に発生する3つの高領域550、552
、554を有する。高領域550、552、554は等しい所要時間のものであ
り、位相フィールド信号や正規位置誤差フィールド信号や直角位置誤差フィール
ド信号の同じ相対的期間中に発生する。ほとんどの実施態様では、各フィールド
の信号の開始および終了遷移が合計に含まれないようにイネーブル合計信号54
8は加算回路546を使用可能にする。これは、パルス密集のために壊れること
もある合計からの遷移の除去に役立つ。
位置誤差フィールド合計とを含んだ一連の合計値を生成する。これらの合計は、
シーケンサ534からのマルチプレクサ制御信号558により制御されるマルチ
プレクサ556に供給される。マルチプレクサ556は、加算回路546からの
3つの合計を3つのレジスタ560、562、564それぞれに送る。レジスタ
560は位相フィールド信号に関連する合計を記憶し、レジスタ562は正規位
置誤差フィールド信号に関連する合計を記憶し、レジスタ564は直角位置誤差
フィールド信号に関連する合計を記憶する。
フィールドに関連する合計を位相フィールドに関係する合計で徐するフィールド
比表示技術を使用して位相ロックループおよび自動利得制御を無くすことができ
る。本発明は各位置誤差フィールド合計を位相フィールド合計で除することでこ
れらの合計を正規化し、3つのフィールド全てに共通する利得要素を無くしてい
る。正規位置誤差フィールド合計の位相フィールド合計による除算を除算回路5
66により行い第1位置誤差信号推定値を生成する。位相フィールド合計による
直角位置誤差フィールド合計の除算は除算回路568により行って第2位置誤差
信号推定値を生成する。次に、第1および第2位置誤差信号推定値は公知技術に
より結合してトラック内のヘッドの位置を求める。
り起こる可能性のある位置誤差サンプルの特定の誤差を取り除くものである。こ
のことを示すために、アナログデジタル変換器524により生成されるサンプリ
ングした読出しデータは以下のように定義できる。
タル変換器524により受信した増幅信号で、tは時間で、δはインパルス関数
で、nはこのサンプルの数で、(Ts)はサンプルクロック期間である。
とが出来る。
ンプルに関連する調整値であり、Nは領域上で取られるサンプルの数である。図
14では、式2の合計は3つの異なるフィールドで取られる。そこで、読出し信
号は以下に示すように3つのセクションに分割可能である。
規位置誤差フィールドでの読出し信号の振幅で、f(t)は3つのフィールド全
ての読出し信号を表す一般化関数で、YqPEF(t)は直角位置誤差フィールドか
らの読出し信号の部分で、AqPEFは直角位置誤差フィールドでの読出し信号の振
幅で、YPF(t)は位相フィールドからの読出し信号で、APFは位相フィールド
での読出し信号の振幅である。
算は以下のように表すことができる。
。
ルクロックの位相が両フィールドで同じであると一般的に仮定し、また正規位置
誤差フィールドで使用される調整値が位相フィールドで使用される調整値に一致
することを要求する場合、数式6は以下のように単純化出来る。
記仮定を使用すれば、数式8も以下のように単純化できる。
われる除算によって取り除かれることを示している。さらに、サンプリング期間
TSがサーボ領域の各フィールドで同じである場合は、サンプリング期間TSは数
式7と9で相殺されるので、サンプリング期間が1つのサーボ領域内のフィール
ド全部で一貫している限り、サンプリング期間は各サーボ領域で同じである必要
はないことが分かる。このように、サンプリングクロックは各サーボ領域で同じ
である必要がないので、高精度な位相ロックループは不要である。代わりに、一
貫したトリガ発振器を図14に示すように使用することができる。Rnがサーボ
領域の3つのフィールドすべてで一定している限りRnはどんな値でも良い。そ
こで、Rnの値を選択することで、位置誤差信号推定値に影響することなく雑音
のあるサンプルを除去できる。さらに、別のサーボ領域で別のRnの値を使用し
て復調器の性能を最大化できる。
ある。特に、トリガ発振器の周波数が位置誤差フィールド中よりも位相フィール
ド中に異なる場合、またはトリガ発振器が各フィールドにおいて異なる相対時間
に開始する場合、位置誤差信号推定値に誤差が発生することがある。こうした誤
差の影響は以下のように表される。
ルド信号の振幅の割合を乗じた誤差係数を表している。数式10中、TEは正規
位置誤差フィールド中のサンプリング期間と位相フィールド中のサンプリング期
間との差を表し、SEはトリガした発振器が正規位置誤差フィールドで開始する
時と位相フィールドで開始する時との間の開始誤差を表す。PES2について同
様の数式を立てて、トリガ発振器526により第2位置誤差信号推定値に生じた
誤差を表すことが出来る。上記式に基づき、本発明は、復調誤差をトラック幅の
1%未満に保持するために、開始時間の差をデータサイクルの約7%未満にすべ
きであることを見い出している。
とも出来る。復調器700では、図2の増幅信号252がシーケンサ702によ
り受信され、そこから復調器700の残りの部分に多数の異なるタイミング信号
を供給する。シーケンサ702はこれらのタイミング信号が増幅信号252に基
づくもので、その例を図18−1のタイミング図に示す。シーケンサ702によ
り生成された信号の内の2つは、図18−3のタイミング図に示したイネーブル
電圧制御発振器(VCO)信号704および図18−4のタイミング図に示した
開始電圧制御発振器(VCO)706である。イネーブル(VCO)信号704
は、図18−2に示す乗算器クロック信号710を生じるトリガ発振器708に
供給される。トリガ発振器708はシーケンサ702からの開始VCO706を
受信する。イネーブルVCO704を高くして、トリガ発振器708は開始VC
O706が高くなった後に乗算クロック信号710の生成を開始する。トリガ発
振器708はイネーブルVCO信号704が低いレベルに戻るまで乗算器クロッ
ク信号710の生成を続ける。本発明の大部分の実施態様では、乗算器クロック
信号710は負と正の信号の間で発振する方形波クロック信号である。
702はサーボ領域の各フィールドでクロック信号710を再開する。つまり、
クロック信号710は、ヘッドが位相フィールドおよび正規位置誤差フィールド
や直角位置誤差フィールドに入るたびに再開する。シーケンサ702は、各フィ
ールドの第1組の遷移に基づいてイネーブルVCO704と開始VCO706を
生成する。特に、シーケンサ702は位相フィールドの第1組の遷移と図9の発
振トリガ部414、416などの正規位置誤差フィールドおよび直角位置誤差フ
ィールドの発振トリガ部分に関係する一連の遷移を使用する。シーケンサ702
は放射状コヒーレント遷移を使用してトリガ発振器708を開始するので、トリ
ガ発振器708により生成されたクロック信号は、ヘッドの半径方向の位置に関
係なく各フィールドの増幅信号252と同じ開始位相関係を有する。
じ周波数を必ずしも持ってはいない。さらに、乗算器クロック信号710は、増
幅信号252の基本周波数の整数倍数である周波数を必ずしも持ってはいない。
を乗算しアナログ積信号714を供給する乗算器712に供給される。アナログ
積信号714は、サーボ領域の位相フィールドおよび正規位置誤差フィールドや
直角位置誤差フィールドに対応する増幅信号252の部分を表す3つの部分に分
割できる。
よびイネーブル積分器信号718の制御下で積信号714の各部分を積分する。
積分器716は、積信号714の各部の開始部分で開始VCO706によりリセ
ットされる。イネーブル積分器信号718は、積信号714の各部分での短い期
間について積分器716を使用可能にする。一実施態様では、積分器716は、
位相フィールドの開始および終了、正規位置誤差フィールドのヌルパターン部分
、直角位置誤差フィールドのヌルパターン部分の遷移以外の期間中に使用可能に
される。こうした実施態様では、積分期間は積信号714の各部分で同じである
。このように、位相フィールドに関係する積信号714の部分での積分期間は、
正規位置誤差フィールドおよび直角位置誤差フィールドの積分期間と同じである
。
グ値を生じる。一連の被積分関数720の第1被積分関数は、位相フィールド被
積分関数であり、マルチプレクサ722によりアナログ位相フィールドサンプル
ホールド回路724に送られる。マルチプレクサ722は、当該被積分関数を図
18−6に示すマルチプレクサ制御信号726に基づく位相フィールドサンプル
ホールド回路724へ送る。マルチプレクサ制御信号726は、積分器716が
位相フィールドの被積分関数を生成している間は高く、積分器716が正規位置
誤差フィールドおよび直角位置誤差フィールドの被積分関数を生成している間は
低い。
ード信号728と位相リセット信号730を受信する。位相ロード信号728と
位相リセット信号730の例を図18−9と18−10にそれぞれ示す。位相リ
セット信号730は、位相被積分関数が積分器716によって生成される直前に
位相フィールドサンプルホールド回路724をリセットする。位相ロード信号7
28は、位相フィールドサンプルホールド回路724を、積算器716が位相被
積分関数を生成する直後にマルチプレクサ722から位相被積分関数を受信する
状態にする。これは図18−9と18−5に示してあるようにイネーブル積分器
信号718が位相フィールドで低くなる時に位相ロード信号728が高くなる。
位相フィールド被積分関数が位相フィールドサンプルホールド回路724にロー
ドされると、位相フィールドサンプルホールド回路724はリセットされるまで
その出力732で位相被積分関数を生成する。
積分関数を生じる。この被積分関数はマルチプレクサ722によって位置誤差信
号サンプルホールド回路734に送られる。位置誤差信号サンプルホールド回路
734は、それぞれ図18−7、18−8に示したPESロード信号736とP
ESリセット信号738とにより制御される。PESリセット信号738は、正
規位置誤差フィールド被積分関数が生成される直前にPESサンプルホールド回
路734をリセットする。これにより、PESサンプルホールド回路734が保
持していた可能性のあるどんな前の数値も取り除く。PESロード信号736は
、マルチプレクサ722により生成された被積分関数を受け取るようにPESサ
ンプルホールド回路734を設定する。PESロード信号736は、イネーブル
積分器信号718が正規位置誤差フィールドで低く進むように高く進む。このよ
うに、PESロード信号736は、積分器716が正規位置誤差フィールド被積
分関数を生成するように高く進む。位置誤差信号サンプルホールド回路734は
、PESリセット信号738によってリセットされるまでその出力740に正規
位置誤差フィールド被積分関数を保持する。
2に供給され、正規位置誤差フィールド被積分関数が位相フィールド被積分関数
で除される。これにより、除算出力744に第1位置誤差信号推定値を生じ、ア
ナログデジタル変換器746へ供給して、デジタルの第1位置誤差推定値を生じ
る。
関数を生成する直前にPESサンプルホールド回路734をリセットする。次に
、PESロード信号736は、直角位置誤差フィールド被積分関数を受入れその
出力740に被積分関数を保持するようにPESサンプルホールド回路734を
設定する。次に、除算回路742は直角位置誤差フィールド被積分関数を位相フ
ィールド被積分関数で除して、アナログデジタル変換器746に供給する第2位
置誤差フィールド推定値を生じる。第2位置誤差信号推定値は、アナログデジタ
ル変換器746によってデジタル第2位置誤差信号推定値に変換される。本発明
のデジタル版のように、正規位置誤差信号被積分関数および直角位置誤差信号被
積分関数を位相フィールド被積分関数で除算することで、サーボシステムにより
各被積分関数に取り入れられる共通誤差を除去する。これにより、本発明におい
てはAGC回路と位相ロックループを削除することができる。
信号サンプルホールド回路734の出力740は、演算増幅器750の反転入力
に供給される。演算増幅器750の出力は、位相フィールドサンプルホールド回
路724の出力732も受信する乗算器752に供給される。乗算器752の出
力は増幅器750の非反転入力部に供給される。
関数を位相フィールド被積分関数で除するまでアナログ値がデジタル値に変換さ
れないことを示しているが、他の実施態様では、被積分関数は積分器716の後
のいずれのポイントでデジタル値に変換しても良い。
誤差フィールド408、410上を移動する時、読取りヘッド110により生成
されるサーボ信号522に基づいて記憶媒体106上の読取りヘッド110の位
置を求める方法を提供するものである。この方法は、位相フィールド値732を
生成するために位相フィールド404に関連したサーボ信号452の部分456
上の復調する一連の動作542、546、712、716の実行を含む。また、
これは、位置誤差フィールド値を生成するために位置誤差フィールド408、4
10に関連するサーボ信号452の部分458、460上の復調する一連の動作
542、546、712、716を実施すること、および記憶媒体上の読取りヘ
ッドの位置を示唆する位置誤差予測値744を生成するために位置誤差フィール
ド値を位相フィールド値で除することも含む。
744を求める方法も含む。この方法は、位相フィールド信号456を生じるた
めに位相フィールド404上を読取りヘッド110を移動すること、並びに位相
フィールド信号456の一部により設定される位相を有する位相フィールド復調
信号710、Rnを生成することを含む。次に、読取りヘッド110は、位置誤
差フィールド408、410上を移動して位置誤差フィールド信号458、46
0を発生する。位置誤差フィールド復調信号710、Rnは、位置誤差フィール
ド信号458、460の部分462、466により設定された位相を持って生成
される。復調位相フィールド信号710、Rnを使用して位相フィールド信号4
56を復調することで位相フィールド正規化要素732を生成する。復調位置誤
差フィールド信号710、Rnを使用して位置誤差フィールド信号458、46
0を復調することで非換算位置誤差信号値を生成する。非換算位置誤差信号値を
正規化要素732で徐することで換算位置誤差値744を生成する。
値744を生じる復調回路520、700も含む。これらの回路は位相フィール
ド信号456、470、490および位置誤差信号458、460、472、4
74、492、494を調整して、調整位相フィールド信号および調整位置誤差
フィールド信号を生じる調整回路540、542、708、712を含む。復調
回路は、調整回路に接続され、一定期間にわたって調整位相フィールド信号の数
値を加算して正規化要素732を生成でき、一定期間にわたって位置誤差フィー
ルド信号の数値を加算して非換算位置誤差フィールド値を生成できる加算回路5
46、716をも含む。除算回路566、568、742は、正規化要素732
と非換算位置誤差フィールド値とを受け取ることができ、非換算位置誤差フィー
ルド値を正規化値で除して位置誤差信号値744を生成することが出来る。
たが、本発明を位相ロックループおよび自動利得制御装置を有するデスク駆動装
置にも実施できることが当業者には分かるであろう。
の構造や機能と共に以上の記載で詳細に説明したが、こうした開示は単に実例で
あって、詳細な変更を、特に本発明の原理の範囲内の部品の構成や配置に関して
は、添付請求項を表わす用語の幅広い一般的な意味により示唆される最大限の変
更を加えられるものである。例えば、位相や位置誤差フィールドの復調は同じ回
路構成により連続して行うことができ、また本発明の範囲や精神から逸脱するこ
となく特定の用途に基づいて並列回路構成により実施できる。その他の変更も可
能である。
た読出し信号。
た読出し信号。
た読出し信号。
成された読出し信号。
成された読出し信号。
成された読出し信号。
。
Claims (10)
- 【請求項1】 記憶媒体の位相フィールドおよび位置誤差フィールド上を読
取りヘッドが移動する時に読取りヘッドにより生成されたサーボ信号に基づいて
記憶装置内の記憶媒体上の読取りヘッドの位置を求める方法であって、(a)前
記位相フィールドに関連する前記サーボ信号の一部について一連の復調操作を行
って位相フィールド値を生成するステップと、(b)前記位置誤差フィールドに
関連する前記サーボ信号の一部について一連の復調操作を行って位置誤差フィー
ルド値を生成するステップと、 (c)前記位置誤差フィールド値を前記位相フィールド値により除することで前
記記憶媒体上の前記読取りヘッドの場所を示唆する位置誤差予測値を生成するス
テップと を具備する方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法であって、前記読取りヘッドが第2位置
誤差フィールド上を移動し、前記方法がさらに、 (d)前記第2位置誤差フィールドに関連する前記サーボ信号の一部について一
連の復調操作を行い第2位置誤差フィールド値を生成するステップと、 (e)前記第2位置誤差フィールド値を前記位相フィールド値で除することで前
記記憶媒体上の前記読取りヘッドの位置を示唆する第2位置誤差予測値を生成す
るステップと を具備する方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の方法であって、前記サーボ信号の一部につい
ての一連の復調操作は、 (a)(1)前記サーボ信号の一部をサンプリングして一連の信号サンプルを生
成するステップと、 (a)(2)前記一連の信号サンプルに一連の調整値を乗じて一連の調整済値を
生成するステップと、 (a)(3)前記調整済値を調整済値の順に合計するステップと を具備する方法。 - 【請求項4】 前記一連の調整値が少なくとも1つのゼロを備える請求項3
記載の方法。 - 【請求項5】 前記乗算ステップ(a)(2)が、大きさが小さい信号サン
プルに調整値ゼロを乗じることを含む請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 前記乗算ステップ(a)(2)は、前記信号サンプルが前記
サーボ信号のピークショルダから取得される場合に、信号サンプルに調整値ゼロ
を乗じることを含む請求項4記載の方法。 - 【請求項7】 前記実行ステップ(a)が、 (a)(1)前記サーボ信号の一部に調整信号を乗じることで調整済信号を生成
するステップと、 (a)(2)前記調整済信号を積分するステップと を具備する請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 前記位置誤差フィールド値および前記位相フィールド値はア
ナログ値であり、前記位置誤差フィールド値の前記位相フィールド値による除算
はアナログ操作である請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 位置誤差信号値を生成するためにデータ記憶装置のサーボ信
号を復調する復調回路であり、前記サーボ信号が位相フィールド信号と位置誤差
フィールド信号とを備える、前記復調回路であって、 前記位相フィールド信号および前記位置誤差フィールド信号を受信しかつ少な
くとも部分的に調整して調整位相フィールド信号および調整位置誤差フィールド
信号を生成できる調整回路と、 前記調整回路に接続され、一定期間前記調整位相フィールド信号の値を合計し
て正規化要素を生成でき、また一定期間前記位置誤差フィールド信号の値を合計
して非換算位置誤差フィールド値を生成できる加算回路と、 前記正規化要素および前記非換算位置誤差フィールド値を受信でき、また前記
非換算位置誤差フィールド値を正規化要素で除して位置誤差信号値を生成できる
除算回路と を備える復調回路。 - 【請求項10】 前記加算回路がアナログ積分器を備える請求項9記載の復
調回路。
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