JPH0294187A - ディスク駆動装置用自動サーボ利得校正システム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンピュータ・システムのためのディスク駆動
装置に関し、更に詳細には、ディスクの所定のトラック
の中心線上に書込み／続出しヘッドを適正に位置決めす
るためのサーボ制御装置の利得を自動的に校正するため
の装置及び方法に関する。

〔従来の技術〕

現代の多くのコンピュータ・システムは、データに対す
る補助記憶媒体として磁気ディスクを用いている。ディ
スクは周縁的に延びる相隣る１−ランクに分割され、各
トラックはセクタに分割されている。各セクタは、所定
量のデータ、例えば５１２バイトを記憶するデータ・フ
ィールドを含んでいる。読出し／書込みヘッドが所定の
ｌ・ランクの上に位置決めされ、ディスクは回転させら
れて−続きの磁気状態を前記ヘッドの直下のトラックの
各セクタ内にエンコード及び／又はデコードする。この
ようにして、周知のように、データは、−続きの磁気状
態の関数として、ディスク上に書き込まれるか、またデ
ィスクから読み出される。

ヘッドの幅はトラックの幅にほぼ等しい。適正なデータ
情報が磁気ディスク上に記憶させられるか、またはこれ
から読み出されることを確実にするためには、ヘッドを
、書込みまたは読出しが行なわれているトラックの中心
線と正確に整合させることが極めて重要である。ヘッド
がトラック中心線と適正に整合していないと、ヘッドは
相隣る２つのトラックにまたがり、無効データ情報を、
これら２つの重複したトラックの上にまたはこれから、
エンコードまたはデコードすることになる。

一般に、複数のディスクが、共通の回転軸上に、互いに
軸方向に間隔をあけた関係で積み重ねられ、そして、外
端部に少なくとも１つのヘッドを取り付けている回転式
アームが、回転ディスクの各々の上に配置される。直流
限定角モータ及び音声コイル型アクチュエータのような
電気機械式装置がアームに接続されている。直流限定角
モータはアームを動かしてヘッドをそれぞれのディスク
の上に所定の角度で位置決め及び保持し、ヘッドの各々
をそれぞれのディスクの特定のトラックの中心線と整合
させるようにする。一般に、一度に１つのヘッドを動作
させ、そのディスクをエンコードまたはデコードさせる
。現代のコンピュータ・システムにおいては、ディスク
上に記憶させられるデータの密度は極めて高く、その結
果、各ディスクの幅の寸法が極端に小さくなっている。

従って、限定角モータに対する制御機構がヘッドの角度
的位置を的確に制御し、トラックの中心線と合致させる
ということが極めて重要である。

限定角モータの動作の正確な制御はサーボ機構を使用す
ることによって得られる。サーボ機構は、一般に、装置
に対する制御機構を具備しており、基準入力と実際の出
力との和から引き出された誤り信号をこの制御機構に帰
還させ、被制御装置の性能を補正する。ディスク駆動装
置に関しては、ヘッドの実際の角度的位置を、このヘッ
ドを取り付けているアームに対する所望の角度的位置と
合算し、そして差を用いて限定角モータを制御し、ヘッ
ドを適正な角度的位置へ動かす。即ち、限定角モータが
賦勢され、ヘッドの実際の角度的位置が所望の角度的位
置に等しくなるまで、即ち、誤り信号がゼロになるまで
、アームの角度的配向を変化させる。

コンピヱータ・ディスク駆動装置のための従来のサーボ
機構においては、ヘッドに関する位置情報が、各ディス
クのトラック上に、相隣るセクタのデータ・フィールド
相互間に、直接埋込み、即ち書込みされる。ディスクが
ヘッドの下で回転するにつれて、該ヘッドはこの位置情
報を読み出し、この埋込み情報をトラック位置検出器へ
伝送して処理する。従って、ヘッドはサーボ機構に対す
る位置変換器構成部材として働く。埋込み位置情報は、
各データ・フィールドの始まり部に隣接するトラック上
にエンコードされたＡバースト及びＢバーストを含んで
いる。各データ・フィールドに対して、一つのバースト
がトラック中心線においてその上方に配置され、そして
、他のバーストはこの第１のバーストから周縁方向に間
隔をあけてトラック中心線においてその下方に配置され
る。

或いはまた、その逆となる。各バーストは−続きのパル
スを含んでおり、トラック位置検出器はＡ・Ｂバースト
の信号を時間にわたって積分し、積分されたＡ−Ｂ及び
Ａ＋Ｂのアナログ信号を提供する。トラック位置検出器
の出力はＡ−Ｂ／Ａ＋Ｂと定められる。

ヘッドがトラックの中心線」−に適正に位置していない
場合には、Ａ−Ｂバーストに対する積分値は互いにほぼ
等しくなり、Ａ−Ｂ／Ａ＋Ｂはゼロに等しくなる。比Ａ
−Ｂ／Ａ＋Ｂは、中心線からのトラック位置の尺度単位
を表す比例数となる。

ディスク駆動サーボ制御装置に用いられる埋込み式サー
ボ技術において、Ａ−Ｂバーストは位置基準となり、こ
れにより、ヘッドが、ｌ・ランクの中心線からの位置誤
りを示すことができる。Ａ・Ｂバーストはサーボ・ライ
タによってディスク上にエンコードされる。このサーボ
・ライタは、レーザ干渉計のような外部トランスデユー
サを用い、該サーボ・ライタのヘッドをディスク中心線
に対して正確に位置決めするようになっている。しかし
、振動、スピンドル軸受の振れ、及び他の要因により、
このサーボ・ライタはＡ−Ｂバーストを中心線上に正確
には書き込まない。

従って、サーボ・ライタによるＡ−Ｂバーストのトラッ
ク」二のエンコードの後、該サーボ・ライタは、それ自
体を、干渉計によってトラックの中心線−トに位置決め
し、そして、Ａ−Ｂバーストの書き込み中に外乱によっ
て前記中心線からの該Ａ・Ｂバーストの何等かの位置誤
りが生じたら、これを測定する。この測定情報は、実際
のＡ−Ｂバストに隣接するトラックの各セクタ内に、サ
ーボ補正数（Ｓｅｒｖｏ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　Ｎｕ
ｍｂｅｒ）として記録される。このサーボ補正数は、デ
ィスク駆動装置の正常な動作中に、ヘッドによって読み
出されてサーボ制御装置に提供され、サーボ・ライタの
動作中に生じた位置誤りによって生じたＡ−Ｂバースト
の全ての中心外れ読出しを補償する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した埋込み式サーボ技術に付随する格別の問題とし
て、サーボ制御装置は、満足な性能を得るため、トラッ
ク位置検出器利得及びサーボ制御帰還ループ利得に対す
る厳密な制御を必要とする。

このことは、データがディスク上に高密度の構成で記憶
されておってヘッド位置についての極めて正確な高性能
の制御が必要である場合、及び、ディスク駆動装置構成
部材が製造上の普通の許容誤差で量産されている場合に
、得に必要性が高い。

本発明の主な目的は、最適化された高性能の動作を得る
ため、サーボ装置利得パラメータを正確に校正するよう
に改良した自動式のトラック位置検出器及びループ利得
構成装置を提供することにある。本発明の他の目的は、
トラック位置検出器利得及び全体的サーボ制御ループ利
得の両方を校正する手段を提供することにある。ヘッド
幅及び読出しチャネル電子工学装置に変動があると、種
々の誤りのトラック位置検出器利得が生ずる。また、サ
ーボ・ループ制御電子工学装置及びディスク駆動装置の
機械的構成部材に変動があると、許容不可の全体的サー
ボ・ループ利得の変動が生ずる可能性がある。このルー
プ利得の変動は、トラック位置検出器利得とは無関係の
製造上の許容誤差に起因する。ヘッド寸法の変動、製造
上の許容誤差等によって生じた利得誤りを除去し、これ
により、高性能のサーボ制御を確保してサーボ安定性を
保持するためには、トラック位置検出器利得及び全体的
サーボ制御ループ利得を校正することが必要である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、各ディスク面に書き込まれた特定の
校正トラック内に埋込まれたＡ−Ｂバースト及びサーボ
補正数情報を用いることによって適正なトラック位置検
出器利得を校正する。詳述すると、ディスク駆動装置の
各ディスク面上の少なくとも１つのトラックを校正用に
留保する。サーボ・ライタによるΔ・Ｂバーストの書き
込み中、校正トラック上のＡ−Ｂバーストの配置を、既
知のパータン、例えば７６０Ｈｚの非対称矩形波に従っ
て、中心線から意図的にずらす。このＡ−Ｂバースト配
置の７６０Ｈｚ矩形波ゆがみを補正するように、校正ト
ラックに対するサーボ補正数を決定し、校正トラックの
データ・フィールド相互間に埋め込む。

校正は、特定のサーボ書込み校正トラックの一つを追跡
するヘッドによって開始される。後で実施例について詳
述するように、ヘッドがＡ−Ｂバーストを読み出し、そ
してトラック位置検出器がこのＡ−Ｂバースト信号を処
理し、サーボ・ライタによってエンコードされる前記の
置き違いＡ・Ｂバーストに対応する「生の」トラック位
置信号を提供する。この「生の」位置信号を前記校正ト
ラックに対するサーボ補正数と加算し、Ａ−Ｂバースト
によって提供される中心外れ読出しを補正する。その和
がゼロに等しい場合、即ち、前記生の位置情報がサーボ
補正数情報に等しい場合には、Ａ−Ｂバーストのヘッド
読出しによって示される全体的変位は、校正トラック上
のＡ−Ｂバースト位置についての前記企図されたサーボ
・ライタ外乱である。

本発明のトラック位置検出器利得校正装置の格別の特徴
として、トラック位置検出器の利得が適正に校正される
ときには、サーボ補正数情報は校正トラックに対する生
の位置情報に等しく且つこれと反対になる。即ち、サー
ボ補正数と生の位置情報との加算の後に残っている残余
７６０　Ｈｚ矩形波信号は、全て、不適正のトラック位
置検出器利得に関係する要因に起因する。本発明におい
ては、離散的フーリエ変換のようなディジタル信号処理
法を、サーボ補正数と生の位置情報との加算から引き出
された信号に適用し、７６０Ｈｚ外乱周波数における残
余信号を検出する。反復を通して、即ち、ヘッドによっ
て追跡されつつある校正トラックの全てのセクタに対す
る生の位置情報とサーボ補正数との加算の後、コンバー
ゼンス・アルゴリズムが働き、生の位置情報とサーボ補
正数との和の７６０　Ｈｚ成分を最小にする。詳述する
と、本発明の一実施例においては、サーボ制御装置内の
マイマロプロセッサが、ディスクのいくつかの回転中の
ヘッドによる校正トラックの全てのセクタの横断中に決
定される和の平均に対して離散的フーリエ変換を行ない
、全ての残余７６０Ｈｚ外乱信号を検出する。次いで、
マイクロプロセッサは、トラック位置検出器の利得を調
節して７６０Ｈｚ残余信号を最小にするように働き、そ
して、前記和の平均の７６０　Ｈｚ成分が最小になるま
で、ディスクの次々に続く回転中、反復において、ディ
ジタル信号処理及び利得調節を繰り返す。７６０Ｈｚ成
分が最小になると、トラック位置検出器の利得はＡＢバ
ースト及びサーボ補正数位置基準処理に対して最適とな
る。

本発明の他の特徴として、ディスク駆動装置のサーボ帯
域幅を表す周波数における装置利得誤りを測定及び補償
することにより、トラック位置検出器及び全体的サーボ
制御帰還ループの他の構成部材から成る全体的サーボ制
御ループを、サーボ制御装置の性能を最適にするように
自動的に校正する。この外乱周波数は、ディスク駆動装
置に対して実験的に決定される。例えば、本発明を具現
するプロトタイプ・ディスク駆動装置においては、望ま
しいサーボ帯域幅は３３０Ｈｚであることが見いだされ
た。

本発明においては、マイクロプロセッサは決定されたサ
ーボ帯域幅において単一周波数ボーデ曲線を実行し、ボ
ーデ曲線において決定されるサーボ帯域幅周波数におけ
るループの利得が１　（ボーデ曲線において０ｄＢ）に
なるまで、反復を通して全体的ループ利得を調節する。

サーボ帯域幅に等しい周波数、例えば３３０Ｈｚ、及び
トラックの±１０％に等しい振幅を有するディジタル正
弦波を、サーボ制御装置によって発生された制御信号と
、ループ内の加算ジャンクションにおいて加算する。そ
して、マイクロプロセッサは、３３０Ｈｚにおいて単一
周波数離散的フーリエ変換を行ない、３３０Ｈ２におけ
る加算ジャンクションへの入力及び加算ジャンクション
の出力の各々の大きさ及び位相を得る。次いで、３３０
Ｈｚ正弦波信号はターンオフされ、そしてマイクロプロ
セッサは３３０Ｈｚにおいて単一周波数離散的フーリエ
変換を繰り返す。３３０Ｈ７，信号がターンオフされた
状態での３３０Ｈｚにおける離散的フーリエ変換の結果
は、３３０Ｈｚにおける装置内の１ノイズ」を表す。

ボーデ曲線及び利得調節は、３３０Ｈｚ信号なしての離
散的フーリエ変換の結果が、加算ジャンクションへ適用
される３３０Ｈｚ正弦信号ありでの離散的フーリエ変換
の結果から対応成分毎に減算された後、マイクロプロセ
ッサによって行なわれ、この反復中に決定される。一つ
の反復の調節値がその前の反復の調節値と等しくなるま
で、全体的ループ利得に対する調節の値を、各反復ごと
に１回、対応成分毎の減算後の３３０Ｈｚにおける加算
ジャンクション入力に対する加算ジャンクション出力の
比の関数として調節する。加算ジャンクションにおける
ループ利得決定値は、２つの相隣る値が等しくなると、
全体的装置に対する独特のループ利得となる。もっと明
確にいうと、ボーデ曲線は３３０Ｈ２においてＯｄＢを
有す。

本発明の更に他の特徴として、自動式トラック位置検出
器利得校正及び自動式全体的制御ループ利得校正は、前
述したように、各ディスク面に対して異なるヘッドを有
する複数のディスクを含むディスク駆動装置に関しては
、互いに一緒に行なわれ、校正装置の動作速度を改善す
る。このようなディスク駆動装置においては、いつも動
作する特定のヘッドのために、トラック位置検出器利得
が誤ったものとなる可能性がある。

トラック位置検出器利得校正の性能は動作が比較的遅い
ので（即ち、最小限の７６０Ｈｚ残余信号に収束するの
に比較的長い時間がかかる）、全体的ループ利得を測定
及び校正することが一般に好ましい。異なるディスク面
相互間のサーボ・ループ利得の唯一の差異は、ヘッドが
異なるということであり、制御ループの他の全ての構成
部材は全てのディスクの制御に対して共通である。従っ
て、トラック位置検出器利得の自動的校正は唯１つのヘ
ッドに対して行なわれる。その後、全体的ループ校正装
置を用いて残りのディスク面及びそのヘッドに対するル
ープ利得を校正し、前記のトラック位置検出器の利得の
みを調節して３３０Ｈｚ周波数におけるＯｄＢ利得を得
る。これにより、トラック位置検出器利得及び全てのデ
ィスク面に対する全体的ループ利得の両方が適正に校正
される。即ち、ディスク積重ね体内の異なるディスク面
相互間のサーボ装置における唯一の差異はへ・ノドであ
るからであり、１つのトラック位置検出器利得校正後の
残りのディスク面に対する３３０ＨｚにおけるＯｄＢを
得るための調節は、サーボ制御ループ内の前記トラック
位置検出器利得を調節するだ＆Ｊで達成される。

本発明の前記及び他の特徴及び利点をよりよく理解でき
るように、以下、本発明をその実施例について図面を参
照して詳細に説明する。

〔実施例〕

以下、図面について説明すると、先ず第１図にディスク
駆動装置の分解斜視図を示す。装置１０はシャーシ１９
に収容される。装置１０の構成部材は下部ハウジング１
８内に配置される。下部Ａウジフグ１８内の構成部材と
しては、３つのディスク１２、直流限定角モータ１４、
音声コイル型アクチュエータ１５、少なくとも３つのヘ
ッド１３．３つのアーム２０、屈曲ケーブル１６、及び
キャップ１７がある。下部ハウジング１８はカバー・プ
レート１１で覆われ、シャーシ１９内に配置される。

第１図には３つのディスクを有する駆動装置を示しであ
るが、一般のディスク駆動装置は例えば８つのディスク
を有す。

ディスク１２は、互いに軸方向に間隔をあけた関係で共
通回転軸上に積み重ねられる。直流限定角モータ１４及
び音声コイル型アクチュエータ１５はアーム２０に接続
される。ヘッド１３もアーム２０に接続される。モータ
１４及びアクチュエータ１５は、それぞれのディスク１
２上のヘッド１３の位置を制御して保持する。

限定角モータ１４の精密制御は、後述するように、サー
ボ制御装置から屈曲ケーブル１６へ与えられる信号によ
って行なわれる。この屈曲ケーブル１６は直流限定角モ
ータ１４を前記サーボ制御装置に接続させる。

アーム２０、直流限定角モータ１４、ヘッド１３、及び
音声コイル型アクチュエータ１５の全体的組立体はキャ
ップ１７によって下部ハウジング１８内に保持される。

第２図について説明すると、図はディスク面を詳細に示
すものであり、ディスクの１つのセクションの拡大図を
含んでいる。各ディスクは相隣る円周トラックに分割さ
れる。このトラックは更にセクタに分割される。

各セクタに含まれている情報は例えば３つのグループに
分割される。第１のグループはへ・２ダ２５であり、こ
れは、上述のサーボ補正数（ＳＣＮ）２６のような情報
を含んでいる。第２のグループはデータ・フィールド２
７であり、これは、例えば５１２バイトのデータを含ん
でいる。最後のフィールド２８は、誤り検出のために用
いられる誤り補正コードのような情報を含んでいる。Ａ
及びＢのバースト５０も、図示のように、各セクタのヘ
ッダ内に配置されている。

第３ａ図ないし第３ｃ図は、第２図に示す形式の埋込み
式サーボ制御装置におけるヘッド位置の決定を示す曲線
図である。各図におけるヘッド３１はトラックの中心線
に対して相異なる位置にある。また、Ａバースト２９及
びＢバースト３０の信号の時間にわたる積分から得られ
る波形を示しである。

ヘッドに関する埋込み位置情報は、トラック」−のエン
コードされたＡバースト及びＢバーストを含む。図に示
す各データ・フィールドに対し、つのバーストはトラッ
ク中心線に、及びその上方にあり、他のバーストばトラ
ック中心線の下方にある。

第３ａ図に示すように、ヘッド３１はトラックの中心線
」二に中心を置いている。ヘッドがトラックを横切って
移動するにつれて、この装置は時間にわたって積分し、
その結果、波形３４が生ずる。

即ち、Ａバースト２９及びＢバースト３０がこのサーボ
制御装置によって時間にわたって積分されると、その結
果、波形３２及び３３がそれぞれ生じ、ゼロの合計積分
値を示す。これは、ヘッド３１がｌ・ラックの中心線の
」三方に正しく位置しているということを意味する。

第３ｂ図においては、ヘッド３１はトラックの中心線の
上方で位置がずれている。ヘッドが１−ラックを横切っ
て移動するにつれて、積分されたＡＢ波形３５は、Ａバ
ーストの積分曲線３２がＢバーストの積分曲線３３より
も正であるということを示す。その結果得られる合計積
分値は正の数であり、これば、ヘッドがトラックの中心
線の上方にあるということを示す。

第３ｃ図においては、ヘッドはトラックの中心線の下方
へ移動している。ヘッド３１がトラックを横切るにつれ
て、この装置は積分されたＡ−Ｂ値を計算し、その結果
、波形３６が生ずる。この場合、Ｂバースト積分曲線３
３はＡバースト積分曲線３２よりも負の値となる。従っ
て、合計値は負となり、ヘッド３１がトラックの中心線
の下方にあるということを示す。

第４ａ図及び第４ｂ図は埋込みディスクにおけるサーボ
書込みＡＢバーストを示すものである。

第４ａ図は、ヘッド３７がＩ・ランクの中心線４０上の
所定位置にある場合を示すものである。Ａ　Ｂバースト
の配置は正常パターンになっている。即ち、Ａバースト
は中心線４０の直下にあり、ＢバーストはＡバーストの
直後にあって且つ中心線４０の上方にある。その結果得
られる生の位置信号３８（Ａ−Ｂの積分値）は直線波形
であり、ヘッド３７の配置が正しくなっているというこ
とを示す。

第４ｂ図は、本発明にかがる各ディスク面の特別の更正
トラックに書き込まれているＡＢバーストの配置を示す
ものである。ヘッド３７はトラックの中心線上に位置し
ている。しかし、ＡＢバーストは中心線４０に対して非
対称になっている。

即ぢ、ＡＢバーストは、例えば７６０Ｈｚの非対称矩形
波に従って中心線４０に対して非対称になっている。

その結果得られる生の位置信号は、ヘッド３７によって
読み取られるが、非対称矩形波３９となり、ヘッド３７
の生の位置誤りを示す。

ヘッド３７はこの信号を読み取っている間、該ヘッドは
また更正トラック・セクタに対するサーボ補正数を読み
取っている。その結果、更正トラックの対して得られる
サーボ補正数波形は生の位置信号３９の逆となる。これ
ら２つの信号を加算し、適正な位置情報を得る。この加
算の結果は、第４ａ図に示す生の位置信号に類似する補
正済み位置信号となる。

次に第５図について説明すると、図は、コイル・アクチ
ュエータ及び直流限定角モータを制御してヘッドをディ
スクのトラック上に正確に位置決めするためのサーボ制
御装置をブロック線図的に示すものである。電気機械的
装置１００（前述したように、音声コイル・アクチュエ
ータ、限定用直流モータ、及びヘッドを有す）のヘッド
は、全て、出力線１０１に接続され、動作ヘッドによっ
てデコードされたＡ及びＢのバーストをトラック位置検
出器１０２へ伝送するようになっている。トラック位置
検出器１０２はＡ及びＢのパルスの組の各々を積分して
Ａ及びＢの位置値を得る。次いで、トラック位置検出器
１０２はｌ−Ｂ及びＡ十Ｂの値を計算する。

Ａ−Ｂを表す信号は回線１０３へ出力され、Ａ十Ｂを表
す信号は回線１０４へ出力される。回線１０３はアナロ
グ・ディジタル・コンバータ１０５の入力端子に接続さ
れ、回線１０４はアナログ・ディジタル・コンバータ１
０５の基準ポートに接続されている。このようにして、
アナログ・ディジタル・コンバータ１０５は、比Ａ−Ｂ
／Ａ十Ｂを表すディジタル信号を回線１０６へ出力する
。

比Ａ−Ｂ／Ａ＋Ｂはトラック位置検出器出力である。こ
の比は、ディスクのトラックの中心線に対する対応の動
作ヘッドの生の位置誤り情報を提供する。アナログ・デ
ィジタル・コンバータ１０５は、好ましくは、トラック
幅に対するディジタル信号が１トラツク当たり５１２カ
ウントとなるように、８ビツト・コンバータである。ト
ラック位置検出器が適正に校正されておれば、生の位置
誤り情報は、中心線からの位置を、１トラツク当たり５
１２カウントの割合で表示するディジタル信号となる。

回線１０６はマイクロプロセッサ２００の加算ジャンク
ション１０７に接続されている。回線１０８も加算ジャ
ンクション１０７に接続され、動作ヘッドによってデコ
ードされたサーボ補正数を入力して生の位置情報を補正
し、回線１０９上の加算ジャンクション１０７の出力（
ｅ　　（ｎ）　）がトラック中心線に対する補正済みデ
ィジタル計数を表示するようにする。回線１５０も加算
ジャンクション１０７に接続され、中心線からの偏り情
報を入力するようになっている。ヘッドを中心線上に位
置させることがこの装置の目的であるから、通例、中心
線からの偏りはゼロである。

回線１０９はマイクロプロセッサ２００のディジタル・
フィルタ１１０の入力端子に接続されており、このディ
ジタル・フィルタは、コイル・アクチュエータの制御に
適する出力信号ｃ　　（ｎ）を回線１１１へ提供する。

詳述すると、ｅ　（ｎ）は、動作ヘッドによってデコー
ドされる埋め込みサーボ情報から決定されるヘッドの実
際の位置と、所望の位置、即ち、トラック中心線を表す
ディジタル計数（回線１５０上の偏り入力）との間の「
誤り」を表し、ｃ　（ｎ）はｅ　　（ｎ）を基礎とする
補正値である。回線１１１は、これもマイクロプロセッ
サ２００内にある加算ジャンクション１１２に接続され
ている。加算ジャンクション１１２の出力（ＤＡｏ（ｎ
））は回線１１４を介してディジタル・アナログ・コン
バータ１１５に入力される。

ディジタル・アナログ・コンバータ１１５は、トラック
中心線に対するヘッドの補正値を表すディジタル計数（
ＤＡ　（ｎ））をアナログ信号に変換し、周知のように
直流限定角モータのコイルアクチュエータを制御する。

ディジタル・アナログ・コンバータ１１５のアナログ出
力は電力増幅器１１６に入力され、この電力増幅器はコ
イル・アクチュエータを駆動し、動作ヘッドをトラック
中心線上に正しく位置させる。

本発明においては、ディジタル・アナログ・コンバータ
１１７が回線１１８によってディジタル・アナログ・コ
ンバータ１１５の基準ボートに接続され、ディジタル・
アナログ・コンバータ１１７のアナログ出力が働いて、
ディジタル・アナログ・コンハ゛−夕１１５のアナログ
出力をディジタル・アナログ・コンバータ１１７の出力
の関数として調節するようになっている。このようにし
て、第５図に示す校正部材によって定義される制御ルー
プの全体的利得を調節し、そしてこれによって校正する
ことができる。Ｌ　ＯＯＰ　ＣＡ　Ｌ信号が回線１１９
上でディジタル・アナログ・コンバータ１１５に入力さ
れ、後述するように、全体的ループ利得の調節量を設定
する。

また本発明においては、ディジタル・アナログ・コンバ
ータ１２０が、回線１２１により、回線１０４を介して
アナログ・ディジタル・コンバータ１０５の基準ボート
に接続されている。即ち、ディジタル・アナログ・コン
バータ１２０のアナログ出力は、トラック位置検出器１
０２によって計算されたアナログＡ＋Ｂ値と加算され、
これにより、トラック位置検出器利得に影響を与える。

従って、ディジタル・アナログ・コンバータ１２０は、
Ｔ　Ｐ　Ｄ　ＣＡ　Ｌ信号によってトラック位置検出器
１０２の利得を調節するように働く。ＴＰＤＣＡＬ信号
は、ディジタル・アナログ・コンバータ１２０の入力端
子に接続された回線１２２へ出力される。

ＬＯＯＰＣＡＬ及びＴ　Ｐ　Ｄ　ＣＡ　Ｌの各信号はい
ずれも本発明においてはマイクロプロセッサ２００によ
って発生され、全体的ループ利得及びトラック位置検出
器利得を自動的に校正する。ＴＰＯＣＡＬ信号とともに
、マイクロプロセッサ２００は反復を通じてコンバーゼ
ンス・アルゴリズムを行なってｃ　（ｎ）信号の７６０
Ｈ２成分を最小にする。

前記反復は、読み取られつつあるディスク面の平均２５
回転当たり１回である。前述したように、トラック位置
検出器利得は、ｃ　（ｎ）の７６０１１ｚ成分が最小に
なるときに適正になる。

動作ヘッドが、校正トラックのセクタに埋め込まれてい
るＡＢバースト及びサーボ補正数情報をデコードし、そ
してディジタル・フィルタ１１０がｃ　（ｎ）を計算し
た後、マイクロプロセッサ２００は、７６０Ｈｚにおけ
る離散的フーリエ変換のようなディジタル信号処理法を
、平均２５回転のｃ　（ｎ）信号に対して行なう。次い
で、マイクロプロセッサ２００は、離散的フーリエ変換
を通じて決定された残余７６０　Ｈｚ成分の位相に基づ
いてディジタル信号（ＴＰＤＣＡＬ）を発生する。

次に第６ａ図ないし第６ｃ図について説明すると、図は
、トラック位置検出器１０２の利得が高レベル、低レベ
ル、及び適正レヘルであるときの７６０Ｈｚにおける典
型的な残余信号をそれぞれ示す曲線図である。７６０Ｉ
（ｚ信号は、トラック位置検出器利得が低レベルである
ときは、トラック位置検出器利得が高レベルであるとき
に生ずる７６０Ｈｚ信号と位相が１８０°ずれている。

理想的には、７６０Ｈｚ信号は、トラック位置検出器１
０２の利得が適正であるときにゼロとなる。

しかし、若干の７６０１（ｚ信号が常に残り、マイクロ
プロセッサ２００は、第６Ｃ図に示すように、この７６
０　Ｈｚ信号を最小にするように探索する。

従って、前記７６０　Ｈｚ信号の位相は、トラック位置
検出器１０２の利得が高過ぎるか、または低過ぎるかを
マイクロプロセッサ２００に示し、そしてマイクロプロ
セッサ２００は、トラック位置検出器の利得を、離散的
フーリエ変換を通じて決定される７　６０　Ｈｚ残余信
号の位相の関数として増大または低減させるように働＜
　′ＦＰ　Ｄ　ＣＡ　Ｌ信号を発生ずる。ところが、ト
ラック位置検出器の利得は甚だしく非線的であり、ｌ−
Ｂ／Ａ＋Ｂ比の既知の変化は既知のＴＰＤＣＡＬ信号か
らは生じない。従って、マイクロプロセッサ２００は、
単に、７６０Ｈｚ信号の位相に依存してディジタル・ア
ナログ・コンバータ１２０を介して利得を増大させるか
または低減させる傾向のある成るディジタル数のＴＰＤ
ＣＡＬ信号を発生するだけである。

マイクロプロセッサ２００は、ｃ　　（ｎ）の７６０Ｈ
ｚ成分の位相が符号を変え、利得が通商から過低に、ま
たはその逆になったということを示すまで、平均２５回
転の次々に続くグループに対して、反復によって、離散
的フーリエ変換及びＴＰＯＣＡＬ信号発生を繰り返す。

７６０Ｈｚ信号に対する位相変化の後、マイクロプロセ
ッサ２００は、７６０Ｈｚ信号の振幅がゼロに近くなっ
ているので、ディジタル・アナログ・コンバータ１２０
を介して第２の小さなディジタル数だけ利得調節の方向
を変え、そして、最小の７６０　Ｈｚ信号へ収束するよ
うに前記反復を継続する。７６０Ｈｚ信号が、例えば第
６ｃ図に示すように、所定の最小量になれば、校正は完
了し、トラック位置検出器の利得は適正に校正されたの
である。一実施例においては、マイクロプロセッサ２０
０は、７６０Ｈｚ成分の符号変化が検出されるまで、ト
ラック位置検出器の利得に対する調節を１反復当たり１
０デイジタル計数だりインクリメントする。次いで、マ
イクロプロセッサ２００は、他の符号変化が検出される
まで、１デイジタル計数だげ反対方向にインクリメン１
〜する。ディジタル・アナログ・コンバータ１２０を介
するトラック位置検出器の利得に対する１デイジタル計
数の増分的調節による符号変化は、７６０Ｈｚ成分がゼ
ロに近くなっているということを示すのであるから、第
２の符号変化が検出されれば校正は完了する。

全体的ループ利得の校正に対するＬＯＯＰＣＡＬ信号を
発生するため、マイクロプロセッサ２００はループ利得
のループ曲線をｄＢ対周波数に関して探索し、この装置
の開ループ利得、即ちｃ　（ｗ）／ＤＡ　（Ｗ）が、３
３０Ｈｚ（前述したように所望の周波数帯域幅）におい
て１に等しくなるようにする。マイクロプロセッサ２０
０は、ｃ　（ｎ）及びＤＡ、（ｎ）の各々の平均２５回
転の３３０Ｈｚにおける単一周波数離散的フーリエ変換
を行なう。マイクロプロセッサ２００は、本例において
は加算ジャンクション１１２における回線１１３を通じ
てこの装置に導入された既知の３３（Ｈ］ｚ正弦波信号
をもってｃ　（ｎ）及びＤＡｏ（ｎ）の各々の３３０Ｈ
２における離散的フーリエ変換を繰り返す。次いで、マ
イクロプロセッサ２００は、第２の離散的フーリエ変換
からの第１の離散的フーリエ変換の対応成分毎の減算を
行なって、ｃ　ｈ）＝　ｃ　（ｗ）−ｎｏｉｓｅ（ｗ）
及びＤＡ、（ｗ）＝ＤＡ、（ｗ）ｎｏｉｓｅ（ｗ）を得
、そしてＬ　ＯＯＰ　ＣＡ　Ｌ信号を発生し、成る特定
の反復に対するディジタル・アナログ・コンバータ１１
７の出力信号の値が、その前の出力値に、この反復に対
するＤＡ、（ｗ）／ｃ（ｉＩ＋）の比の絶対値を乗じた
積に等しくなるようにする。

マイクロプロセッサ２００は、Ｄ　Ａ、（ｗ）／ｃ（＋
＋）の比の絶対値が１に等しくなるまで、ｃ（ｎ）及び
ＤＡ、（ｎ）の平均２５回転当たり１回の割りで、反復
を通じて計算を継続する。この時点で、３３０Ｈｚにお
けるこの装置に対する開ループ利得ば１に等しくなり、
全体的ループ利得は適正に校正される。

第１図に示すように、ディスク駆動装置が複数のディス
クを有しており、各ディスクがそれ自体のヘッドの組を
有している場合には、ループ利得及びトラック位置検出
器利得の校正は互いに一緒に行なわれ、全てのディスク
面に対するディスク駆動トラック位置検出器利得が迅速
に校正される。

トラック位置検出器利得の校正は、本発明においては、
ディスク面の一つに対して、該ディスクの校正トラック
によって行なわれる。マイクロプロセッサ２００の開ル
ープ利得のボーデ曲線法が校正済みディスクに対して行
なわれ、３３０Ｈｚにおけるループの利得が測定される
。

次に第７ａ図について説明すると、種々のディスク面に
対するボーデ曲線は、トラック位置検出器利得の校正前
には、互いにずれていることが解る。然し、第７ｂ図か
ら解るように、種々のディスク面に対するボーデ曲線は
、それぞれのディスク面の相異なるヘッドの各々に関連
する、ループに対するトラック位置検出器利得が校正さ
れた後は、−点に収束する。従って、ヘッドの一つが校
正され、そして３３０Ｉ−１ｚにおけるその開ループ利
得が測定された後は、他のディスク面の各々に対するル
ープ利得を測定し、そして、ループ利得が３３０Ｈｚに
おける校正済みディスク面のループ利得に等しくなるま
でそのディスク面に対するトラック位置検出器利得を調
節することにより、ディジタル・アナログ・コンバータ
１２０を介して、残りのディスクに対するトラック位置
検出器利得を調節することができる。トラック位置検出
器利得の非線性は、前述したように、実験的に得られる
式によって解決することができる。この式は、ディジタ
ル・アナログ・コンバータ１２０の計数、Ｋ・　（ｘ／
１−ｘ）に対する少数部利得誤りに関するものであり、
この式においてＸは少数部利得誤りである。

トラック位置検出器の校正が完了すると、未校正のルー
プ利得を除き、全ての面は同じになる。

任意のディスク面に対して単一のループ利得校正を行な
うと、全ての面に対するループ利得が３３０Ｈｚにおい
てＯｄＢに等しく校正される。

【図面の簡単な説明】

第１図はディスク駆動装置の分解斜視図、第２図はディ
スクのトラックの一部の拡大図を含んでディスク面を詳
細に示す部分平面図、第３ａ図、第３ｂ図及び第３Ｃ図
は埋込みサーボ制御装置におけるヘッド位置決定を説明
するための曲線図、第４ａ図及び第４ｂ図は埋込みディ
スクにおけるＡバースト及びＢバーストの配置状態を示
す説明図、第５図は本発明にかかる自動式利得校正装置
を含むサーボ制御ループのブロック線図、第６ａ図、第
６ｂ図及び第６Ｃ図は高レベル、低レベル及び適正レベ
ルのトラック位置検出器利得に対する７　６０　Ｈｚ信
号を示す曲線図、第７ａ図及び第７ｂ図は多重ディスク
駆動装置に対するトラック位置検出器利得と本発明のル
ープ利得校正との組合せを示す曲線図である。 ２２：　　トラック・ ２３：　セクタ、 ２４：　ディスク、 ３７：　ヘッド、 ４０：　トラック中心線、 １０２：　）ラック位置検出器、 １０５：　アナログ・ディジタル・コンバータ、１０７
．１１２：　　加算ジャンクション、１１０：　ディジ
タル・フィルタ、 １１５．１１７，１２０：　　ディジタル・アナログ・
コンバータ。 積 分 積分Ａ−８ ，６ノ ＩＧＪＣ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンピュータ・ディスク駆動装置のためのサーボ制
   御装置の利得パラメータを自動的に校正するための方法
   において、前記サーボ制御装置は埋込み情報及びトラッ
   ク位置検出器を含んでおり、 所定の周波数を有する既知の中心外れパターン信号に従
   って前記ディスク駆動装置のディスク面上の校正トラッ
   ク上の一連のＡＢバーストをエンコードする段階と、 前記ＡＢバーストの中心外れパターンを補償するため、
   前記校正トラック上のサーボ補正数情報をエンコードす
   る段階と、 前記ディスク面の回転中に前記校正トラックのＡＢバー
   スト及びサーボ補正数情報をデコードする段階と、 補正信号を発生するため、前記ＡＢバーストのデコード
   から引き出された信号情報を前記サーボ補正数情報から
   引き出された信号情報と加算する段階と、 前記中心外れパターン信号の周波数を有する残余信号を
   検出するため、前記補正信号に対してディジタル信号処
   理法を行なう段階と、 前記残余信号の大きさを最小にするため、前記トラック
   位置検出器の利得を調節する段階とを有するサーボ制御
   装置の利得パラメータの自動的校正方法。 ２、残余信号に対する最小の大きさに収束するため、請
   求項１記載の諸段階を反復して繰り返す請求項１記載の
   自動的校正方法。 ３、ディジタル信号処理法を行なう段階は、中心外れパ
   ターン信号の周波数における補正信号に対して離散的フ
   ーリエ変換を行なうことによって実行される請求項１記
   載の自動的校正方法。 ４、既知の中心外れパターン信号は非対称矩形波信号で
   ある請求項１記載の自動的校正方法。 ５、前記非対称矩形波信号の周波数は７６０Ｈｚである
   請求項４記載の自動的校正方法。６、コンピュータ・デ
   ィスク駆動装置のためのサーボ制御装置の利得パラメー
   タを自動的に校正するための方法において、前記サーボ
   制御装置は埋込みサーボ情報を含んでおり、前記ディス
   ク駆動装置のサーボ帯域幅周波数を決定する段階と、 前記サーボ制御装置内に加算ジャンクションを設ける段
   階と、 前記加算ジャンクションの入力信号及び出力信号の各々
   に対する第１の結果を得るため、前記サーボ帯域幅周波
   数において前記加算ジャンクションの補正信号入力及び
   補正信号出力の各々に対してディジタル信号処理法を行
   なう段階と、 前記サーボ帯域幅周波数に等しい周波数及び所定の振幅
   を有する既知の基準信号を前記加算ジャンクション内に
   ロードする段階と、 前記加算ジャンクションの入力信号及び出力信号の各々
   に対する第２の結果を得るため、前記と同じ帯域幅周波
   数における前記加算ジャンクション内への前記既知の基
   準信号のロード中に前記加算ジャンクションの入力信号
   及び出力信号の各々に対してディジタル信号処理法を行
   なう段階と、 前記加算ジャンクションの入力信号及び出力信号の各々
   に対する第３の結果を得るため、前記第２の結果から前
   記第１の結果を対応成分毎に減算する段階と、 前記サーボ制御装置の利得を、前記加算ジャンクション
   の入力信号に対する第３の結果に比べた前記加算ジャン
   クションの出力信号に対する第３の結果の比の関数とし
   て調節する段階と、前記比が１に等しくなるまで反復し
   て前記諸段階の各々を繰り返す段階とを有するサーボ制
   御装置の利得パラメータの自動的校正方法。 ７、ディジタル信号処理法を行なう諸段階の各々は、サ
   ーボ帯域幅周波数において離散的フーリエ変換を行なう
   ことによって実行される請求項６記載の自動的校正方法
   。 ８、コンピュータ・ディスク駆動装置のためのサーボ制
   御装置の利得パラメータを自動的に校正するための方法
   において、前記サーボ制御装置は埋込みサーボ情報を含
   んでおり、前記ディスク駆動装置のサーボ帯域幅周波数
   を決定する段階と、 前記サーボ制御装置内のノイズ信号を測定する段階とを
   有し、前記ノイズ信号は前記サーボ帯域幅周波数に等し
   い周波数を有しており、更に、 前記サーボ帯域幅周波数における開ループ利得ジャンク
   ションにおいて得られる補正信号情報から前記ノイズ信
   号を対応成分毎に減算するため、ディジタル信号処理法
   を行なう段階と、前記減算の段階の後、前記サーボ制御
   装置の利得対周波数のボーデ曲線解析を行なう段階と、
   前記サーボ帯域幅周波数における前記サーボ制御装置の
   利得がボーデ曲線においてゼロに等しくなるまで前記サ
   ーボ制御装置の利得を調節する段階とを有するサーボ制
   御装置の利得パラメータの自動的校正方法。 ９、複数のディスク面を有するコンピュータ・ディスク
   駆動装置のための共通サーボ制御装置の利得パラメータ
   を自動的に校正するための方法において、前記サーボ制
   御装置は埋込みサーボ情報及びトラック位置検出器を含
   んでおり、前記ディスク駆動装置の少なくとも１つのデ
   ィスク面の上の少なくとも１つの校正トラックの上の一
   連のＡＢバーストを、所定の周波数を有する既知の中心
   外れパターン信号に従ってエンコードする段階と、 前記ＡＢバーストの中心外れパターンを補償するため、
   前記校正トラック上の補正数情報をエンコードする段階
   と、 前記１つのディスク面の回転中、前記校正トラックのＡ
   Ｂバースト及びサーボ補正数情報をデコードする段階と
   、 補正信号を発生するため、前記ＡＢバーストのデコード
   から引き出された信号情報を、前記サーボ補正数情報の
   デコードから引き出された信号情報と加算する段階と、 前記中心外れパターン信号の周波数を有する残余信号を
   検出するため、前記補正信号に対してディジタル信号処
   理法を行なう段階と、 前記残余信号の大きさを最小にするため、前記トラック
   位置検出器の利得を調節する段階と、前記ディスク駆動
   装置のサーボ帯域幅周波数を決定する段階と、 前記トラック位置検出器の利得の調節の後、前記サーボ
   帯域幅の周波数において、前記１つのディスク面を含む
   前記サーボ制御装置の利得を測定する段階と、 その後、残りの前記ディスク面の各々について、一度に
   １ディスク面ずつ順々に、前記サーボ帯域幅の周波数に
   おいて、前記サーボ制御装置の利得を測定する段階と、 前記サーボ帯域幅の周波数において前記残りのディスク
   面の各々について測定された前記サーボ制御装置の利得
   が、前記サーボ帯域幅の周波数における前記１つのディ
   スク面を含む前記サーボ制御装置の利得に等しくなるよ
   うに、前記残りのディスク面の各々について、一度に１
   ディスク面ずつ順々に、前記トラック位置検出器の利得
   を調節する段階と、 その後、前記サーボ制御装置の利得が、前記ディスク面
   の各々について、前記サーボ帯域幅周波数におけるもの
   と等しくなるまで、前記ディスクメンの各々について前
   記サーボ制御装置の利得を調節する段階とを有するサー
   ボ制御装置の利得パラメータの自動的校正方法。 １０、コンピュータ・ディスク駆動装置のサーボ制御ル
   ープにおいてトラック位置検出器の利得を調節及び校正
   するための装置において、前記サーボ制御ループは埋込
   みサーボ位置情報及びトラック位置検出器を含んでおり
   、前記トラック位置検出器は、前記サーボ位置情報を受
   信し、及び前記サーボ位置情報から引き出される出力信
   号を発生するようになっており、 前記トラック位置検出器の出力信号の大きさを調節する
   ため、前記トラック位置検出器の出力端子に接続された
   ＴＰＤＣＡＬ信号発生器と、前記コンピュータ・ディス
   ク駆動装置のディスク面上の校正トラックとを備えて成
   り、前記校正トラックは、ＡＢバースト偏りを補正する
   ため、所定の周波数及びサーボ補正数情報の既知のパタ
   ーン信号に従う前記校正トラックの中心線からのＡＢバ
   ースト・エンコード偏りを含む埋込みサーボ位置情報を
   含んでおり、 前記ＴＰＤＣＡＬ信号発生器は、前記校正トラックから
   のデコード済みＡＢバーストとサーボ補正数信号との加
   算から引き出される補正信号における前記既知のパター
   ン信号の周波数における残余信号を決定するように、及
   び、前記残余信号の大きさを最小にするために前記トラ
   ック位置検出器の出力信号の大きさを調節するためのＴ
   ＰＤＣＡＬ信号を発生するように動作することを特徴と
   するトラック位置検出器の利得の調節及び校正用装置。 １１、コンピュータ・ディスク駆動装置のサーボ制御ル
   ープにおける前記サーボ制御ループの利得を調節及び校
   正するための装置において、前記サーボ制御ループは、
   サーボ帯域幅周波数を有し、及び、前記ディスク駆動装
   置内のトラックの中心線上のヘッドの位置を制御するた
   め、埋込みサーボ位置情報及び前記ディスク駆動装置に
   接続された補正信号出力装置を含んでおり、前記補正信
   号出力装置の出力信号の大きさを調節するため、前記補
   正信号出力装置に接続されたＬＯＯＰＣＡＬ信号発生器
   と、 前記サーボ帯域幅の周波数における前記出力信号のノイ
   ズ信号成分情報を検出するためのノイズ検出器と、 前記ノイズ信号成分情報のない前記サーボ帯域幅周波数
   における前記サーボ制御ループに対する開ループ利得パ
   ラメータを提供するために前記サーボ制御ループ内にあ
   る開ループ利得ジャンクションとを備えて成り、 前記ＬＯＯＰＣＡＬ発生器は、前記開ループ利得パラメ
   ータから前記サーボ帯域幅周波数における前記サーボ制
   御ループの利得を決定するように、及び、前記サーボ帯
   域幅周波数における前記サーボ制御ループの利得が１に
   等しくなる値に前記出力信号の大きさを調節するために
   ＬＯＯＰＣＡＬ信号を発生するように動作することを特
   徴とするサーボ制御ループの利得の調節及び校正装置。