JPH0276174A - ディジタルサーボ速度検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁気ディスク装置の磁気ヘッドの移動速度をディジタル
処理により検出するディジタルサーボ速度検出方式に関
し、 磁気ヘッドの移動速度を精度良く算出できるようにする
ことを目的とし、 磁気ディスクのサーボ情報を磁気ヘッドにより読取った
読取信号から、トランク境界検出パルスと位置誤差信号
とを形成する復調回路と、前記トランク境界検出パルス
をカウントしてトラック位置を示すカウンタと、前記位
置誤差信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
前記カウンタのカウント内容と、前記ＡＤ変換器からの
ディジタル位置誤差信号とを読取って、前記磁気ヘッド
の位置を算出し、且つ該磁気ヘッドの前回位置と今回位
置との差の移動距離から該磁気ヘッドの移動速度を算出
するプロセッサとを備え、該プロセッサは、前記カウン
タのカウント内容を複数回読取って比較し、同一の場合
は同一トラック内の移動と判定し、異なる場合はトラッ
ク境界を越えて移動したと判定し、且つ前記ディジタル
位置誤差信号からトラック内位置を算出して、前記磁気
ヘッドの移動速度を算出するように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁気ディスク装置の磁気ヘッドの移動速度を
ディジタル処理により検出するディジタルサーボ速度検
出方式に関するものである。

磁気ディスク装置に於いて、指令トラックに磁気ヘッド
を位置決めして、データの書込み或いは読出しを行う場
合、所定の加速、減速特性となる速度制御パターンに従
った速度追従制御により磁気ヘッドの移動制御が行われ
る。その為には、磁気ヘッドの移動速度を検出する必要
があり、簡単な構成で正確に速度を検出することが要望
されている。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置に於ける磁気ヘッドの位置決め制御は
、磁気ディスクのサーボ情報を磁気ヘッドにより読取り
、その読取信号を基に行う方式が一般的である。その場
合、例えば、第５図の（ａ）に示すような２相サ一ボ信
号Ｎ、Ｑが用いられる。

この２相サ一ボ信号Ｎ、Ｑの極大値及び極小値の近傍で
は直線性が悪いので、直線性の良い部分（線形部分）を
切替えて使用することになり、それによって、（ｂｌ又
は（Ｃ）に示す位置誤差信号が得られる。この位置誤差
信号は、１トランク幅ＴＷ内では直線的で、トラック中
心で零となる特性を有す１　るもので、トラック内の磁
気ヘッドの位置を求めることができる。又位置誤差信号
が零となるように、磁気ヘッドの移動制御を行って、ト
ラック中心に磁気ヘッドを位置決めすることができる。

又山）に示す位置誤差信号は、Ｎ、Ｑの線形部分をその
まま取出したものであるが、隣接トラックによっては傾
斜が反対となるから、トラック中心への位置決め制御が
複雑となる。そこで、（Ｃ１に示すように、傾斜が総て
同一となるように処理した位置誤差信号を用いるのが一
般的である。

又２相サ一ボ信号Ｎ、Ｑの切替時点を示すトラック境界
検出パルスが（ｄ）に示すように形成され、このトラッ
ク境界検出パルスは、１トラック通過毎に１パルス発生
されることになるから、カウンタでカウントすることに
より、トラック位置を識別することができる。

又単位時間内の移動距離で速度を表すことができるから
、磁気ヘッドの単位時間内の位置変化を識別することに
より、その磁気ヘッドの移動速度を検出することができ
る。例えば、トラック境界検出パルスのカウント内容と
、位置誤差信号とを用いて、磁気ヘッドの位置を識別す
ることができるから、単位時間内の磁気ヘッドの位置変
化を識別すれば、移動速度を求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、従来例に於いて、磁気ヘッドのトラック
位置とトラック内位置とを識別し、それによって磁気ヘ
ッドの位置変化を求めて、移動速度を求めることができ
る。その場合、ディジタル信号処理プロセッサ等のプロ
セッサを用いて、磁気ヘッドの移動速度をディジタル処
理により求めることが考えられる。即ち、プロセッサに
よりカウンタの内容を読取ってトランク位置を識別し、
位置誤差信号をＡＤ変換器によりディジタル位置誤差信
号に変換し、それを読取ってトラック内位置を識別し、
前回の位置と今回の位置との差の移動距離から磁気ヘッ
ドの移動速度を求めることができる。

しかし、プロセッサがカウンタの内容を読取っている最
中に、カウントアツプ（又はカウントダウン）が行われ
ると、でたらめな値を読取ることになる。又ＡＤ変換器
への入力信号がＡＤ変換処理中に、ＰＭＩＮ　−ＰＭＡ
Ｘ　　（又はＰ□Ｘ＝ＰＭ＋、）に変化（第５図の（Ｃ
）参照）すると、ＡＤ変換出力値の信顛性が無くなる。

又カウント値入力とＡＤ変換入力とのタイミングがずれ
ても、速度認識に誤りが生じる。例えば、カウンタがト
ラック境界検出パルスをカウントした直後の内容を読取
った後、ディジタル位置誤差信号を読取った時、ＡＤ変
換器の動作遅れから、ディジタル位置誤差信号は、カウ
ンタがカウントアツプ或いはカウントダウンした直前に
於ける位置誤差信号をディジタル信号に変換してい、る
ことがある。即ち、トラック境界検出パルスが得られる
近傍に於いて、カウンタのカウント内容によるトラック
位置と異なるトラック位置のディジタル位置誤差信号を
読取ることになるから、磁気ヘッドの移動速度の検出に
大きな誤差が生じる欠点があった。

本発明は、磁気ヘッドの移動速度（ディジタル値による
情報）を精度良く算出できるようにすることを目的とす
るもである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のディジタルサーボ速度検出方式は、トラック位
置を示すカウンタの内容を複数回読取って比較すること
により、トラック境界であるか否か識別して、磁気ヘッ
ドの移動速度を精度良く検出するものであり、第１図を
参照して説明する。

磁気ディスク１のサーボ情報を磁気ヘッド２により読取
った読取信号から、トランク境界検出パルスと位置誤差
信号とを形成する復調回路３と、この復調回路３からの
一トラック境界検出パルスをカウントするカウンタ４と
、位置誤差信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器
５と、このＡＤ変換器５からのディジタル位置誤差信号
と、カウンタ４のカウント内容とを読取って、磁気ヘッ
ド２の位置を算出すると共に、その位置変化から移動速
度を算出するプロセッサ６とを備えており、このプロセ
ッサ６は、カウンタ２のカウント内容を複数回読取って
比較し、同一の場合は同一トラック内の移動と判定し、
又異なる場合はトラック境界を越えて移動したと判定し
、又ディジタル位置誤差信号からトランク内位置を算出
して、前回の位置と今回の位置との差の移動距離から移
動速度を算出するものである。

〔作用〕

磁気ヘッド２がトラック内を移動している場合はカウン
タ４のカウント内容が変化しないから、複数回読取った
カウント内容は同一と、なる。その場合は、カウンタ４
のカウント内容とディジタル位置誤差信号とから磁気ヘ
ッド２の位置を識別することができる。又複数回読取っ
たカウンタ４のカウント内容が異なる場合は、トラック
境界検出パルスをカウントした場合であり、磁気へラド
２がトラック境界を越えて移動した場合であるから、カ
ウンタ４のカウント内容によるトラック位置と、ディジ
タル位置誤差信号によるトラック内位置との関係が不正
確であり、少なくともトランク境界を越えて移動したも
のであるから、例えば、最初に読取ったカウント内容に
トランク内位置の最大値を加算した位置を今回位置とす
るものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１は磁
気ディスク、１２は磁気ヘッド、１３はボイスコイル型
モータ、１４は復調回路、１５は増幅器を含む駆動回路
、１６はアナログスイッチを含む選択回路、１７はアナ
ログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器（Ａ／
Ｄ）　、１８゜１９はディジタル信号をアナログ信号に
変換するＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）　、２０はカウンタ、２
１はデータバス、２２はディジタル信号処理プロセッサ
（ＤＳＰ）、２３はプログラム等を格納したメモリ　（
Ｆ　ＲＯＭ等）、２４はデータを格納するメモリ　（Ｒ
ＡＭ等）、２５は入出力インタフェース部（Ｉｌｏ）　
、２６はマイクロプロセッサ（μＣＰＵ）　、ＡＲ，Ｂ
Ｒ，ＣＲ，ＰＲはレジスタ（メモリ２４内に形成するこ
ともできる）である。

磁気ディスク１１は、第１図に示すように、スピンドル
に複数枚固定され、それぞれに磁気ヘッドが設けられる
ものであるが、簡単化の為に１枚の磁気ディスク１１と
、１個の磁気へラド１２とを図示している。この磁気ヘ
ッド１２により磁気ディスク１１のサーボ情報を読取り
、その読取信号ＲＳを復調回路１４に加えるものである
。又ディジタル信号処理プロセッサ２２は、メモリ２３
．２４を用いて、磁気ヘッド１２の移動速度を検出する
処理を行うものであり、又プロセッサ２６は、システム
・コントローラ或いはサーボ専用コントローラを構成す
るものである。

データの書込み或いは読出しの為にトラックが指定され
、それに対応してボイスコイル型モータ１３の駆動指令
がマイクロプロセッサ２６から送出され、駆動回路１５
にはＤＡ変換器１８を介して駆動電流値信号ＣＩが加え
られ、それに対応した駆動電流ＤＶＩがボイスコイル型
モータ１３に加えられて、磁気ヘッド１２が移動させら
れる。

磁気ディスク１１は、図示を省略したモータによって、
例えば、毎分３６００回転されており、この磁気ディス
ク１１のサーボ情報を磁気ヘッド１２により読取り、そ
の読取信号Ｒ３を復調回路１４に加える。又ＤＡ変換器
１９を介して復調回路１４のゲインを自動制御する為の
ＡＧＣ９ｔｌｌｌ信号が加えられ、ヘッド浮上変動等に
より読取信号Ｒ３の振幅が変動した場合でも、復調動作
が正確に行われるように制御される。又読取信号Ｒ３に
より、第５図の（ａ）について説明したように、２相サ
一ボ信号Ｎ、　Ｑが復調され、従って、復調回路１４は
、トラック境界を検出して２相サ一ボ信号Ｎ、Ｑの切替
えを行い、位置誤差信号ｐｏｓと共にトランク境界検出
パルスＴＸＰを出力する。

トラック境界検出パルスＴＸＰはカウンタ２０に加えら
れてカウントされる。磁気ヘッド１２のホームポジショ
ンからトラック境界検出パルスＴＸＰをカウントするこ
とにより、磁気ヘッド１２のトラック位置を識別するこ
とができる。又位置誤差信号ｐｏｓと、駆動回路１５か
らの駆動電流モニタ信号Ｍｌとが選択回路１６により選
択されてＡＤ変換器１７に加えられ、ディジタル信号に
変換される。又ボイスコイル型モータ１３は、駆動電流
ＤＶＩに対応した加速度となるから、この駆動電流ＤＶ
Ｉをモニタした駆動電流モニタ信号Ｍｌを用いて、例え
ば、駆動電流モニタ信号Ｍｌを積分して高速移動時の速
度を求めることができる。

ディジタル信号処理プロセッサ２２は、メモリ２３に格
納されたプログラムに従って動作し、トラック境界検出
パルスＴＸＰをカウントするカウンタ２０のカウント内
容ＤｃＮ１をデータバス２１を介して複数回読取り、レ
ジスタＡＲ，ＢＲ，ＣＲにセットして比較する。又位置
誤差信号ＰＯ８をＡＤ変換器１７により変換したディジ
タル位置誤差信号Ｄ０をデータバス２１を介して読取り
、レジスタＰＲにセットして、磁気ヘッド１２の位置識
別処理を行い、前回の位置との差の移動距離と、時間と
により磁気ヘッド１２の移動速度を求める。その場合、
前回と今回との位置を識別する為の時間間隔を一定とす
ることにより、前回の位置と今回の位置との差の移動距
離を移動速度として処理することができる。

第３図は本発明の一実施例のフローチャートであり、カ
ウンタ２０のカウント内容ＤＣＮアを読取ってレジスタ
ＡＲにセットし■、次に再度カウンタ２０のカウント内
容り、□を読取ってレジスタＢＲにセットする■。そし
て、レジスタＡＲ，ＢＲの内容を比較し■、ＡＲ＝ＢＲ
の場合は、前述のように、ステ７１０．０間でトラック
境界検出パルスをカウントしていないことになる。即ち
、同一トラック内を磁気ヘッドＩ２は移動していること
になる。

そして、復調回路１４に於ける２相サ一ボ信号Ｎ、Ｑの
切替え等に要する回路素子の応答の遅延時間を考慮して
ウェイトする■。このウェイトはプロセッサに於けるウ
ェイトとは異なり、単に時間待ちを行うだけである。又
ＡＲ＃ＢＲの場合は、ステ７１０．０間でトラック境界
検出パルスをカウントした時で、トラック境界を越えて
磁気ヘッド１２が移動したことを示すので、再度カウン
タ２０のカウント内容Ｄ　ＣＮＴを読取ってレジスタＡ
Ｒにセットする■。即ち、最初に読取ってレジスタＡＲ
にセットしたカウント内容を正確なものに更新し、ウェ
イトする■。これは、ＡＲｆ−ＢＲの時、ＡＲ及びＢＲ
の何れが正確か確定できない為に、更に読取るものであ
る。

次にディジタル位置誤差信号ＤＡｔｌを読取ってレシジ
スタＰＲにセットする■。このディジタル位置誤差信号
ＤＡＤがトラック中心をＯとしたトランク内の位置を示
すものなる。次にカウンタ２０のカウント内容Ｄ　ＣＮ
Ｔを読取ってレジスタＣＲにセットし■、レジスタＡＲ
，ＣＲの内容を比較する■。ＡＲ＝ＣＲの場合、ステラ
１０，０間或いはステフジ０，０間にトラック境界検出
ノ々ルスをカウントしていない時であるから、トラック
数を示すレジスタＡＲの内容と、トラック内位置を示す
レジスタＰＲの内容とを加算して、今回の位置とする［
相］。

又ＡＲ＃ＣＲの場合は、ステラ１０，０間或いはステフ
ジ０，０間にトランク境界検出パルスＴＸＰをカウント
した場合であり、位置誤差信号ＰＯＳをＡＤ変換器１７
によりディジタル位置誤差信号ＤＡＤに変換する処理時
間内に、トラック境界を越えて磁気ヘッド１２が移動し
た場合であるから、トラック内位置の最大値（中心を０
として、移動方向に対応した±ｌ／２トラックに相当す
る値）　ＰＭＡＸをレジスタＰＲにセットし■、トラッ
ク数を示すレジスタＡＲの内容と、トラック内位置の最
大値Ｐ　ＭＡＸを示すレジスタＰＲの内容とを加算して
、今回の位置とする［相］。

従って、トラック境界を越えて移動している場合でも、
位置誤差が大きくなることを防止することができること
になり、前回の位置と今回の位置との差から、磁気ヘッ
ド１２の移動速度を精度良く検出することができる。

第４図は本発明の他の実施例のフローチャートであり、
カウンタ２０のカウント内容Ｄ　ＣＨＴを読取ってレジ
スタＡＲにセットし■、再度カウンタ２０のカウント内
容ＤＣＮＴを読取ってレジスタＢＲにセットし［相］、
前述の実施例のウェイトのステップ■と同様にウェイト
する◎。次にディジタル位置誤差信号Ｉ）ｉｏを読取っ
てレジスタＰＲにセットし［相］、再度カウンタ２０の
カウント内容ＤＣＨＴを読取ってレジスタＣＲにセント
する■。

そして、レジスタＡＲ，ＢＲの内容を比較し［相］、Ａ
Ｒ−ＢＲの場合は、レジスタＡＲ，ＣＲの内容を比較す
る［相］。そして、ＡＲ＝ＣＲの場合は、ステップ■、
［相］間で同一トラック内を磁気ヘッド１２が移動して
いることになるから、レジスタＡＲ，ＰＲの内容を加算
して今回の位置とする０゜又ステップ［相］に於いて、
ＡＲｆ−ＢＲの場合は、ステア１０，０間でトラック境
界を越えて磁気ヘッドが移動した場合で、当然にＣＲは
正確なものと見做して、レジスタＣＲ，ＰＲの内容を加
算して今回の位置とするＯｏなお、レジスタＢＲ，ＣＲ
の内容の比較を行うステップを設けることも可能である
。又ステップ［相］に於いて、ＡＲ＃ＣＲの場合は、ス
テップ［相］、■間でトラック境界を越えて磁気ヘッド
１２が移動した場合であるから、ステップ■で読取った
ディジタル位置誤差信号ＤＡＤが不正確と考えられ、ト
ラック数を位置の境界に持っていくように、レジスタＡ
Ｒの内容にＰ　、ＡＸを加算し、今回の位置とする［相
］。なお、磁気ヘッド１２の移動方向が反対ならば、ト
ラック数を少なくするように、レジスタＡＲの内容にＰ
ＭＩＮを加算することになる。

そして、前述の実施例と同様に、前回の位置と今回の位
置との差により、磁気ヘッド１２の移動速度を求めるも
のである。

この実施例は、カウンタ２０のカウント内容を複数回読
取り、且つディジタル位置誤差信号を読取った後に、比
較結果に基づいて位置識別処理を行うものであり、前述
の第３図に示す実施例に於いては、ステップ■に於ける
比較結果に基づいてステップ■のカウント内容の読取り
を行うか否かが決まり、又ステップ■に於ける比較結果
に基づいてレジスタＰＲの内容を更新するか否かが決ま
ることになり、第４図に示す実施例の方が処理時間を短
縮できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、復調回路３からのトラ
ック境界検出パルスをカウントするカウンタ４のカウン
ト内容をプロセッサ６で複数回読取り、又復調回路３か
らの位置誤差信号をＡＤ変換器５により変換したディジ
タル位置誤差信号をプロセッサ６で読取り、複数回読取
ったカウント内容を比較して、同一の場合は、同一トラ
ック内の移動と判定し、カウント内容からトラック位置
を識別し、ディジタル位置誤差信号によりトランク内位
置を識別して今回の位置とし、又比較結果不一致の場合
は、トラック境界を越えて磁気ヘッド２が移動したと判
定して、トランク位置にトラック内最大位置或いは１ト
ラック分を加算して、今回位置とするものであり、トラ
ック境界を越えて移動している過程に於いても、誤差を
少なくした位置を求めることができるから、磁気ヘッド
２を高速移動させた場合でも、その移動速度を精度良く
検出できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は本発明の一実施例のフローチャ
ート、第４図は本発明の他の実施例のフローチャート、
第５図はサーボ信号の説明図である。 １は磁気ディスク、２は磁気ヘッド、３は復調回路、４
はカウンタ、５はＡＤ変換器、６はプロセッサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気ディスク（１）のサーボ情報を磁気ヘッド（２）に
   より読取った読取信号から、トラック境界検出パルスと
   位置誤差信号とを形成する復調回路（３）と、 前記トラック境界検出パルスをカウントしてトラック位
   置を示すカウンタ（４）と、 前記位置誤差信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換
   器（５）と、 前記カウンタ（４）のカウント内容と、前記ＡＤ変換器
   （５）からのディジタル位置誤差信号とを読取って、前
   記磁気ヘッド（２）の位置を算出し、且つ該磁気ヘッド
   （２）の前回位置と今回位置との差の移動距離から該磁
   気ヘッド（２）の移動速度を算出するプロセッサ（６）
   とを備え、該プロセッサ（６）は、前記カウンタ（４）
   のカウント内容を複数回読取って比較し、同一の場合は
   同一トラック内の移動と判定し、異なる場合はトラック
   境界を越えて移動したと判定し、且つ前記ディジタル位
   置誤差信号からトラック内位置を算出して、前記磁気ヘ
   ッド（２）の移動速度を算出する ことを特徴とするディジタルサーボ速度検出方式。