JP3813971B2 - 位置信号復調方法、位置信号復調装置及び磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
サーボ面サーボ方式は、データ面サーボ方式と異なり、サーボ領域の記録面がデータ領域と独立して磁気ディスク面上に設けられている。通常は、複数ある磁気ディスク面の内の一面がサーボ領域、残りのディスク面がデータ領域として用いられる。磁気ディスク装置のディスク枚数が多い時(10枚以上)にはこの方式を用いることが多い。
以上はピーク値PA,PBの差に基づいて位置信号を発生した場合である。ところで、オントラック位置において、ヘッドにより読み取ったバーストパターンBP1,BP2の再生信号を全波整流し、しかる後積分すると積分値(図11参照)が等しくなる。
そこで、バーストパターンBP1,BP2のそれぞれについて、ヘッドで読み取ったバーストパターン信号を全波整流し、ついで、アナログ積分回路を用いて積分値を求め、該積分値の差を位置信号とすることにより、ピークホールド方式と同様の効果が得られる。
以上から本発明の目的は、デジタル的に位置信号を復調できる位置信号復調方法、位置信号復調装置及び磁気ディスク装置を提供することである。
本発明の別の目的は、高サンプリングに対応した位置信号の復調が行える位置信号復調方法、位置信号復調装置及び磁気ディスク装置を提供することである。
また、上記課題は本発明によれば、磁気ディスクのサーボ領域に半径方向に互い違いに記録され、ヘッドにより読み取られた第1、第2のサーボバースト信号を用いて、トラック上の基準位置からの偏差を示す位置信号を復調する位置信号復調装置において、ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングする手段、第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、前記デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算する手段、前記余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根をそれぞれ計算して第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報を求める手段、該第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報の差を計算する手段を備えた位置信号復調装置により達成される。
また、上記課題は本発明によれば、ヘッドを磁気ディスク上のトラックの所定領域に位置決めすることにより、該領域からデータを読み取りあるいは該領域にデータを書き込む磁気ディスク装置において、磁気ディスクのデータエリアに記録されているデータを復調して出力するデータ復調部、磁気ディスクのサーボ領域に半径方向に互い違いに記録され、ヘッドにより読み取られた第1、第2のサーボバースト信号を用いて、トラック上の基準位置からの偏差を示す位置信号を復調して出力するするサーボ復調部を備え、前記サーボ復調部は、ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングする手段、第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、前記デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算する手段、前記余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根をそれぞれ計算して第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報を求める手段、該第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報の差を計算する手段を備えた磁気ディスク装置により達成される。
図1は本発明の原理説明図である。
11は磁気ディスクであり、ディスク面が複数のセクタに分割され、それぞれのセクタはサーボ領域SVAとデータ領域DTAに分割され、各サーボ領域には半径方向に一定間隔で互い違いに第1、第2のサーボバースト信号(バーストパターン信号)BP1,BP2が記録されている。12は磁気ヘッド、15は位置信号を復調して出力するサーボ復調部である。
サーボ復調部15において、51はヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングするデジタルサンプリング部、52は第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算する余弦係数/正弦係数演算部、53は余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根を演算する演算部、54は平方根より第1、第2のサーボバースト信号の振幅を計算し、第1、第2のサーボバースト信号の振幅の差を位置信号として出力する位置復調部である。
磁気ディスク11のサーボ領域SVAに半径方向に一定間隔で互い違いに第1、第2のサーボバースト信号BP1,BP2を記録する。デジタルサンプリング部51は、ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボ信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングし、余弦係数/正弦係数演算部52は第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算し、演算部53は余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根(振幅)を演算し、位置復調部54は第1、第2のサーボバースト信号の振幅の差を位置信号として出力する。
以上のようにすれば、デジタル的に位置信号を復調できると共に、高サンプリングに対応した位置信号の復調を行うことができる。
実施例はヘッドで読み取った第1、第2サーボバースト信号波形の振幅の差をデジタル的に求めて位置信号とするものである。
図2は本発明の実施例の構成図であり、11は記憶媒体(磁気ディスク)であり、ディスク面の各トラックはそれぞれ複数のセクタに分割され、各セクタはサーボ領域SVAとデータ領域DTAに分割され、サーボ領域には図9と同様に半径方向に一定間隔で互い違いに第1、第2のサーボバースト信号BP1,BP2が記録されている。12は磁気ヘッド、13はデータチャネル、14はヘッドにより再生された第1、第2のサーボバースト信号をデジタルに変換するADコンバータ(ADC)、15は位置信号を復調して出力するサーボ復調部である。
サーボ復調部15において、51はヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングするデジタルサンプリング部であり、実施例では図3に示すように、サーボバースト信号1周期につき8点サンプリングを行っている。8点以上サンプリングしても良いが、DFT演算を行うためにはサンプリング点数は2n個(nは整数)が望ましい。また、サーボバースト信号も1周期サンプリングするだけでも良いが、1周期以上のサーボバースト信号をサンプリングした方が復調精度は向上する。
図3に示すように、8点サンプリングした場合、余弦係数、正弦係数の計算は以下のようになる。(1)式をオイラーの公式を用いて複素表現すると、
f(x)=Σ Ckexp(inx) (5)
となり、複素表現したフーリエ係数は次式
Ck=Ak+iBk (7)
の関係があるから、(6),(7)式の実数同士が等しく、かつ、虚数同士が等しいということから、k=1の場合の余弦係数A1、正弦係数B1を求めると、
A1=D1−D5+(D2−D4−D6+D8)/√2 (8)
B1=D3−D7+(D2+D4−D6−D8)/√2 (9)
となる。従って、(8),(9)式より余弦係数A1、正弦係数B1を求めれば、(4)式により振幅Pを求めることができる。
以上は、8点サンプリングの場合であるが。2nサンプリングの場合にも同様に(6),(7)式よりDFT演算により余弦係数A1、正弦係数B1を演算する。
Ps=(PA−PB)/(PA+PB) (10)
により、位置信号Psを出力する。尚、(10)式において振幅値の差を振幅値の和で割っているのは正規化のためであるが、必ずしも正規化する必要はない。
以上のようにすれば、ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号の振幅差に基づいて位置信号をデジタル的に復調できると共に、高サンプリングに対応した位置信号の復調を行うことができる。
図4(b)は図4(a)と同様にサーボ復調部15をDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサで構成し、該プロセッサで第1、第2サーボバースト信号の余弦/正弦係数演算、平方根(振幅)演算、及び位置信号復調処理を行うものであるが、更に、平方根演算をテーブル53aを用いて行うものである。正弦係数と余弦係数の二乗和の平方根を求める演算には相当の時間を必要とする。このため、予め、正弦係数と余弦係数の組み合わせに対するこれら二乗和の平方根を演算してテーブル化しておき、該テーブルより正弦係数と余弦係数の二乗和の平方根を求める。これにより演算時間を短縮することが可能となる。
図4(c)はサーボ復調部15を、論理回路15a′とDSP等のプロセッサ15b′で構成し、論理回路で余弦係数/正弦係数演算及び係数の二乗和の平方根演算を行い、プロセッサで位置信号復調処理を行うものである。
実施例では、データチャネル及びサーボチャネルそれぞれ独立にADコンバータを設けているがこれを共通化するように構成することもできる。
図5は第1の変形例であり、図2の実施例と同一部分には同一符号を付している。また、サーボ復調部15としては、実施例の構成を適用できる。
図5において、実施例と異なる点は、実施例のADコンバータ14を除去し、データチャネル13に設けられたADコンバータ13aの出力をサーボ復調部15に入力している点である。かかる構成により、ADコンバータをデータチャネル及びサーボチャネルで共通化でき、回路規模を小さくでき、また、コスト的にも有利になる。
図6において、実施例と異なる点は、実施例のADコンバータ14を除去し、データチャネル13に設けられたデジタルフィルタ13bの出力をサーボ復調部15に入力している点である。かかる構成により、ADコンバータをデータチャネル及びサーボチャネルで共通化でき、回路規模を小さくでき、また、コスト的にも有利になる。また、(1+D)等化器で構成されたデジタルフィルタ13bはローパスフィルタの機能を有するから、サーボ復調部でDFT演算するときの誤差を減小できる。
以上、本発明をデータ面サーボ方式に適用した場合について説明したが、サーボ面サーボ方式にも適用できることは勿論である。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
12・・磁気ヘッド
15・・サーボ復調部
51・・デジタルサンプリング部
52・・余弦係数/正弦係数演算部
53・・演算部
54・・位置復調部
Claims (6)
- 磁気ディスクのサーボ領域に半径方向に互い違いに記録されている第1、第2のサーボバースト信号をヘッドにより読み取り、該読み取った第1、第2のサーボバースト信号の振幅に基づいてトラック上の基準位置からの偏差を示す位置信号を復調する磁気ディスク装置の位置信号復調方法において、
ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングし、
第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、前記デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算し、
前記余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根をそれぞれ計算して第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報を求め、
該第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報の差を計算する、
ことを特徴とする位置信号復調方法。 - ヘッドにより読み取った信号をAD変換してデータ復調部に入力する場合、該AD変換信号を用いて位置信号を復調する、
ことを特徴とする請求項1記載の位置信号復調方法。 - ヘッドにより読み取った信号をAD変換し、しかる後、デジタルフィルタリングしてデータ復調部に入力する場合、デジタルフィルタリング信号を用いて位置信号を復調する、
ことを特徴とする請求項1記載の位置信号復調方法。 - 前記所定信号成分の余弦係数及び正弦係数はサーボバースト信号周波数と同一の周波数を有する信号成分の余弦係数及び正弦係数である、
ことを特徴とする請求項1記載の位置信号復調方法。 - 磁気ディスクのサーボ領域に半径方向に互い違いに記録され、ヘッドにより読み取られた第1、第2のサーボバースト信号を用いて、トラック上の基準位置からの偏差を示す位置信号を復調する位置信号復調装置において、
ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングする手段、
第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、前記デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算する手段、
前記余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根をそれぞれ計算して第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報を求める手段、
該第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報の差を計算する手段、
を備えたことを特徴とする位置信号復調装置。 - ヘッドを磁気ディスク上のトラックの所定領域に位置決めすることにより、該領域からデータを読み取りあるいは該領域にデータを書き込む磁気ディスク装置において、
磁気ディスクのデータエリアに記録されているデータを復調して出力するデータ復調部、
磁気ディスクのサーボ領域に半径方向に互い違いに記録され、ヘッドにより読み取られた第1、第2のサーボバースト信号を用いて、トラック上の基準位置からの偏差を示す位置信号を復調して出力するするサーボ復調部、
を備え、前記サーボ復調部は、
ヘッドで読み取った第1、第2のサーボバースト信号をそれぞれサーボバースト信号周波数の2倍以上の周波数でデジタルサンプリングする手段、
第1、第2のサーボバースト信号それぞれについて、前記デジタルサンプリング値を用いてサーボバースト信号周波数と同一周波数の信号成分の余弦係数及び正弦係数を演算する手段、
前記余弦係数及び正弦係数の二乗和の平方根をそれぞれ計算して第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報を求める手段、
該第1、第2のサーボバースト信号の振幅情報の差を計算する手段、
を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
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