JPH0574081A - 位相差検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相差検出装置により位置情報信号を検出す
る際のジッタ等による位相シフト時の検出値を正しい検
出結果となる様に演算する。 【構成】 位置情報信号Ｓ_P と基準信号Ｓ_C を位相比較
した値を積分して保持したデジタル値をコンピュータ４
４に取り込み、この取り込んだ位相データをコンピュー
タ４４内で０度或は３６０度近傍にあるか否かを判断
し、この判断結果を３６０度或は０度近傍の値に換算す
る演算手段４６を有する位相差検出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハードディスク等の磁気
ディスク装置に用いて好適な位相差検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、磁気ディスク等でセクタサー
ボを行う場合には、ディスクに予め記録された例えばバ
ースト信号等をトラックセンタに対し千鳥模様に配置し
たセクタサーボパターンを再生し、このセクタサーボパ
ターンの再生信号に基づくファイン位置情報を検出し、
このファイン位置情報に応じてセクタサーボが行われて
いる。

【０００３】この様なセクタサーボではサーボパターン
の再生信号に基づくファイン位置情報のリニアリティが
悪くなり、セクタサーボ時のヘッドのズレ量がわかりに
くく、更にセクタサーボパターンを磁気ディスクに記録
する場合にトラックを高密度化（高ＴＰＩ化）するだけ
記録に長い時間を要する問題があった。この為、サーボ
ライトが容易で、高ＴＰＩ化しても正確なファイン位置
情報が得られ、記録に時間を要さない様な磁気ディスク
装置を本出願人は先に特願平２−２６２１８０号として
提案している。

【０００４】この様な磁気ディスク装置に用いる位相差
検出装置の大要を図６乃至図８について説明する。図６
でディスク２は、スピンドルモータ等によりスピンドル
軸Ｃ _S を回転中心として図中矢印β方向に定常回転され
る。この定常回転に入った後、ディスク２には、固定ヘ
ッド２０によって基準信号（例えば単一周波数の信号）
であるクロック信号Ｓ_C が記録される。この時、クロッ
ク信号Ｓ_C は、ディスク２の記録領域の最外周又は最内
周に一周分記録される。このクロック信号Ｓ_C の記録さ
れたトラックがクロックトラックＴＣとなる。なお、ク
ロックトラックＴＣは、一旦、クロック信号Ｓ_C が記録
された後は、再生専用のトラックとされる。また、固定
ヘッド２０は支持部材２４により支持されている。

【０００５】その後、クロック信号Ｓ_C が記録されたク
ロックトラックＴＣからは、固定ヘッド２０によって、
クロック信号Ｓ_C が再生され、この再生クロック信号Ｓ
_C は増幅用のヘッドアンプ２５、再生クロック信号Ｓ_C
のピーク検出用のピーク検出回路２６、及び必要に応じ
てピーク検出回路２６のピークの位相を揃えるＰＬＬ
（フェーズ・ロック・ループ）回路２７を通じて後述す
る位相比較回路３７並にトラッキング信号Ｓ_T を発生す
るトラッキング信号発生回路１８に導かれる。

【０００６】この様に再生されたクロック信号Ｓ_C は、
ディスク２上のクロックトラックＴＣから得られている
ので、ディスク２の回転に完全に同期した信号となる。

【０００７】固定ヘッド２０から再生されたトラッキン
グ信号発生回路１８に供給されたクロック信号は所定の
周波数（周波数ｆ₀ ）のトラッキング信号Ｓ_T を発生
し、このトラッキング信号Ｓ_T は、ライトアンプ１７で
増幅された後、トラッキング信号記録用ヘッド１０に送
られる。このトラッキング信号記録用ヘッド１０は、支
持部材１４を介して直動ステージ付アクチュエータ１６
の可動アーム１５に固定されている。この直動ステージ
付アクチュエータ１６は、ディスク２の半径方向に直線
的にトラッキング信号記録用ヘッド１０を移動させるた
めのアクチュエータである。

【０００８】このトラッキング信号記録用ヘッド１０
を、アクチュエータ１６によって直線移動させることに
より、ディスク２の記録領域全面を塗りつぶすように
（クロックトラックＴＣは除く）、トラッキング信号Ｓ
_T が記録される。即ち、トラッキング信号Ｓ_T を、ディ
スク２上で半径方向に放射状に揃った磁化反転を有する
ように記録することで、図７に示すように、磁化反転領
域が全トラックにわたって連続し、ラジアルに並んだ
（各磁化反転を含む直線Ｍがスピンドル軸Ｃ_S を通る）
パターンが得られるようになる。

【０００９】図７のように、クロックトラックＴＣにク
ロック信号Ｓ_C が記録され他の記録領域に半径方向に放
射状に揃った磁化反転を有するトラッキング信号Ｓ_T が
記録されたディスク２を用い、磁気ディスク装置による
セクタサーボのファイン位置情報の検出が行われる。す
なわち、ディスク２上に記録されたトラッキング信号Ｓ
_T は、記録再生ヘッド３０によって読み取られる。ただ
し、記録再生ヘッド３０は、トラッキング信号Ｓ_T の再
生のみならず、他のデータの記録再生も行うことのでき
るものである。

【００１０】この記録再生ヘッド３０は、スライダと、
ギャップＧを有する磁気ヘッドとからなり、このスライ
ダが図６に示す支持部材３４に支持され、この支持部材
３４がロータリーアクチュエータ３６のアームの先端に
取り付けられている。

【００１１】このロータリーアクチュエータ３６は、そ
のアームがアーム回動中心Ｃ_R を中心として回転するも
のであり、この回転に伴い、記録再生ヘッド３０がディ
スク２の記録面上を移動するようになり、トラッキング
信号Ｓ_T の磁化反転パターンの再生出力の位置情報信号
（以下パルス信号と記す）が図８Ｇ₁ Ｇ₂ Ｇ₃ の様に得
られる。

【００１２】この様なパルス列から成るパルス信号と固
定ヘッド２０から得られたＰＬＬ回路２７からのクロッ
ク信号Ｓ_C との位相を位相比較回路３７で比較し、その
比較出力を位置検出回路３８でファイン位置情報として
検出し、例えば駆動制御回路３９を介してアクチュエー
タ３６を駆動制御する様に成されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成で説明
した磁気ディスク装置に用いる位相比較回路３７及び位
置検出回路３８部分を構成する位相差検出部に於いて、
記録再生ヘッドから得られるパルス信号がノイズやジッ
タの影響を受けて振られると、クロック信号Ｓ_C の基準
エッジ４０に近い図８のＧ₃ で得られる様な基準位相か
らｔ₃ の位相差を有するパルス信号は図８Ｇ₄ に示す様
に矢印Ａ方向に揺動し、基準エッジ４０を越えたり、越
えなかったりする可能性が生ずる。

【００１４】この結果、位置検出回路３８で得られる位
相差は実際の位相差より３６０度大きすぎたり、小さす
ぎたりした値となり、この値を用いて位相差を検出して
しまうと正しいファイン位置情報が得られなくなる問題
があった。

【００１５】本発明は叙上の問題点を解決するために成
されたもので、その目的とするところは０度或は３６０
度近傍の位相差を有するサーボパルス信号Ｓ_P （位置情
報信号）があって、ジッタやノイズで位相差がシフトし
ても正しい演算結果が得られる様にした位相差検出装置
を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の位相差検出装置
はその例が図１に示される様に位置情報信号Ｓ_T と基準
信号Ｓ_C を位相比較する位相比較手段３７と、位相比較
手段３７からの比較出力を積分する積分手段４１と、こ
の積分手段４１からの積分出力をサンプルホールドする
保持手段４２と、この保持手段４２からのサンプルホー
ルド値をデジタル変換した位相差データを取り込む情報
処理手段４４と、保持手段４２からのデジタル変換され
た位相データが０度か３６０度かを情報処理手段４４で
判断すると共に、この判断結果を３６０度或は０度近傍
の値に換算する演算手段４６とを具備して成るものであ
る。

【００１７】

【作用】本発明の位相差検出装置は位相比較回路３７か
ら取り出されたパルス信号のノイズやジッタによるシフ
トが例えば３６０度或は０度の位相を挟んで±ΔＴとし
た時０度乃至ΔＴに存在するデータに対し３６０度を加
算し、３６０度乃至３６０度−ΔＴに入ったデータは３
６０度減算する様な演算を行なうことで正しいファイン
位置情報が得られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の位相差検出装置の一実施例を
図１乃至図５について詳記する。

【００１９】図１は図６で説明した位相比較回路３７と
位置検出回路３８で構成される位相差検出装置の系統図
を示すもので、図２に図１の各部の出力波形を示す。

【００２０】図１において、端子Ｔ₂ には、記録再生ヘ
ッド３０からのディスク２上の磁化反転を読み取ったサ
ーボパルス信号（位置情報信号図２Ｂ）Ｓ_P が供給され
る。また、端子Ｔ₁ には、固定ヘッド２０からの基準の
クロック信号（図２Ａ）が供給される。パルス信号Ｓ_P
及びクロック信号Ｓｃは位相比較回路３７に供給され
る。

【００２１】この位相比較回路３７は例えばＲＳフリッ
プフロップ回路（以下ＲＳ−ＦＦと記す）で構成させる
ことが出来るので、このＲＳ−ＦＦ３７の出力はクロッ
ク信号Ｓ_C の立ち上りからサーボパルス信号Ｓ_P の立ち
上がりまでの期間ハイ（Ｈ）となる比較出力信号Ｓ
₀ （図２Ｃ）となる。

【００２２】このＲＳ−ＦＦ３７の比較出力信号Ｓ₀ は
次段の積分回路４１に供給される。この積分回路４１で
は比較出力信号を積分することで図２Ｄに示す様な積分
出力信号Ｓ_I が得られる。このサーボパルス信号Ｓ_P の
パルス数は記録再生ヘッド３０の移動量をデジタル的に
示すことになり、クロックパルス信号Ｓ_C の１パルス区
間毎の積分値は記録再生ヘッド３０の移動量に対応して
いる。

【００２３】上述の積分回路４１の積分はクロック信号
Ｓ_C の１パルス区間毎に行う様に入力端子Ｔ₃ から積分
時間を規定する信号が供給されている。

【００２４】積分回路４１の積分出力信号Ｓ_I はサンプ
ルホールド回路４２に供給され、積分終了と同時にサン
プルホールド状態が次のクロック信号Ｓ_C の立ち上がり
でリセットされる。

【００２５】サンプルホールド回路４２からのサンプル
ホールド値である積分終了値をアナログ−デジタル変換
回路４３に供給してデジタルデータに変換して、コンピ
ュータ（ＣＰＵ）４４のデータを取り込み、図示しない
メモリ回路に記憶されている。

【００２６】ＣＰＵ４４の中で各種演算が演算手段４６
で行なわれ、この演算結果はデジタル−アナログ変換回
路４５でアナログ変換した信号を駆動制御回路３９等に
出力端子Ｔ₄ より送出してファイン位置制御等が行なわ
れる。

【００２７】本例では上述のハードウェア構成におい
て、ＣＰＵ４４では以下に説明する演算や判断が成され
る。

【００２８】上述の様にサーボパルス信号Ｓ_P がノイズ
やジッタの為に図３に示す様に位相３６０度近傍でシフ
トした場合の最大のシフト範囲を±ΔＴとする。

【００２９】今、３６０度近傍で考えて３６０度±ΔＴ
の範囲に必ずシフトしたサーボパルス信号Ｓ_P があると
すると、本例ではサーボソーン内で平均値をとるときク
ロックパルス信号Ｓ_C の１パルス区間毎の検出結果が３
６０度を挟んで両側にまたがって存在している時には図
３の０度乃至ΔＴに存在するデータに対しては３６０度
をＣＰＵ４４が加算する。この値を用いて、サーボゾー
ン全体に亘っての平均を行なえばよい。平均をとった結
果が３６０度を越えていれば、結果から３６０度を引く
ことによって正しい答えが得られる。

【００３０】同様に図３で３６０〜３６０−ΔＴに入っ
たデータは３６０度減算して負の数として処理を行なう
場合もあり、処理の結果が負の数になれば３６０度を加
算すれば、正しい答えになる。

【００３１】上述のサーボパルス信号Ｓ_P が０度乃至３
６０度の範囲にシフトした場合のＣＰＵ４４のフローチ
ャートを図４で説明する。

【００３２】図４で第１のステップＳ₁ では初期化が成
される。この初期化ではループカウンタ（トータルＮま
で）ｋの値を０にし、フラグ１（Ｆｌａｇ１）及びフラ
グ２（Ｆｌａｇ２）を共に０とし、検出位相差の合計
（ｓｕｍ）及びｎも０とする。ここで、Ｆｌａｇ１は０
度＜データ＜ΔＴとなる様なデータがあったかどうかの
フラグであり、Ｆｌａｇ１＝１がある状態を示す。同様
にＦｌａｇ２は３６０度−ΔＴ＜データ＜３６０度とな
る様なデータがあったかどうかのフラグであり、Ｆｌａ
ｇ２＝１がある状態であり、ΔＴは上述の様に識別を行
う範囲であり、ｎはＦｌａｇ１の条件を満たすデータ
で、然も３６０度の加算処理を済ませていない数であ
る。

【００３３】第１ステップＳ₁ で上述の各初期化を行な
った後に、第２ステップＳ₂ でアナログ−デジタル変換
回路４３からサンプルホールド値Ｓ_H を取り込む。

【００３４】第３ステップＳ₃ では取り込んだデータが
０度乃至ΔＴの範囲内か否か、即ち０度＜データ＜ΔＴ
の判断が行なわれ、ＹＥＳであれば第４ステップＳ₄ に
進んでＦｌａｇ１＝１とする。

【００３５】第３ステップＳ₃ が０度＜データ＜ΔＴで
なければ第５ステップＳ₅ に進んでデータが３６０度−
ΔＴ乃至３６０度の範囲、即ち３６０度−ΔＴ＜データ
＜３６０度か否かを判断し、ＹＥＳであれば第６ステッ
プＳ₆ に進んでＦｌａｇ２＝１とし、ＮＯであれば第１
０ステップＳ₁₀に進める。

【００３６】第４ステップＳ₄ でＦｌａｇ１＝１が立て
られたら第７ステップＳ₇ ではＦｌａｇ２＝１か否かを
判断する。ここで、Ｆｌａｇ１もＦｌａｇ２も共に１で
あれば第８ステップＳ₈ に進んで取り込みデータに３６
０度を加算して第１０ステップＳ₁₀に進める。又、第７
ステップＳ₇ がＮＯであればｎ＝ｎ＋１と１を加算し、
同じく第１０ステップＳ₁₀に進める。

【００３７】第６ステップＳ₆ でＦｌａｇ２＝１が立て
られたら第１１ステップＳ₁₁に進めてＦｌａｇ１＝１か
否かを判断し、ＹＥＳであれば第１２ステップＳ₁₂に進
め検出位相差の合計ｓｕｍをｓｕｍ＋３６０度×ｎ＋デ
ータとしＮＯであれば第１０ステップＳ₁₀に進めてこの
第１０ステップＳＴ₁₀でｓｕｍ＋データと成す。

【００３８】第１０ステップＳ₁₀及び第１２ステップＳ
₁₂は共に第１３ステップＳ₁₃に進められて、ループカウ
ンタｋをｋ＋１とし、第１４ステップＳ₁₄に進める。

【００３９】第１４ステップＳ₁₄ではｋがトータルＮか
否かを判断しＮＯであれば第２ステップＳ₂ に戻し、Ｙ
ＥＳであれば第１５ステップＳ₁₅に進む。

【００４０】第１５ステップＳ₁₅では平均位相差の結果
ａはｓｕｍ／トータルＮとして求める。

【００４１】第１６ステップＳ₁₆では結果ａが３６０度
より大か否かをみてＮＯであれば第１８ステップＳ₁₈に
より結果ａを出力し、ＹＥＳであれば第１７ステップＳ
₁₇でａから３６０度を差し引いて第１８ステップＳ₁₈に
進める様になす。

【００４２】即ち図４の例ではあるサーボゾーン内にＦ
ｌａｇ１及びＦｌａｇ２が共に１として立っていれば３
６０度は挟んでデータが存在していることが分かり、こ
の様な時には０〜ΔＴのデータに対し３６０度加算の補
正を行ない。この値を用いて計算を続け、もし、最初は
０〜ΔＴのデータが続いていたとしても、その数をカウ
ンタでｎとしてカウントしてあるので始めて３６０乃至
３６０−ΔＴのデータが出現した時にまとめてｎ×３６
０度の補正を行なえばよい。

【００４３】図５についてもほとんど同じことで、図４
との違いは３６０〜３６０−ΔＴに入ったデータを３６
０度減算して負の数として処理を行なう点である。処理
の結果が負の数になれば３６０度を加算すれば、正しい
答えになる。得られる結果は同じである。

【００４４】図５のフローチャートについて概要を以下
説明する。図 で第１のステップＳＴ₁ では初期化が成
される。この初期化ではループカウンタ（トータルＮま
で）ｋの値を０にし、フラグ１（Ｆｌａｇ１）及びフラ
グ２（Ｆｌａｇ２）を共に０とし、検出位相差の合計
（ｓｕｍ）及びｎも０とする。ここで、Ｆｌａｇ１は０
度＜データ＜ΔＴとなる様なデータがあったかどうかの
フラグであり、Ｆｌａｇ１＝１がある状態を示す。同様
にＦｌａｇ２は３６０度−ΔＴ＜データ＜３６０度とな
る様なデータがあったかどうかのフラグであり、Ｆｌａ
ｇ２＝１がある状態であり、ΔＴは上述の様に識別を行
う範囲であり、ｎはＦｌａｇ２の条件を満たすデータ
で、然も３６０度の減算処理を済ませていない数であ
る。

【００４５】第１ステップＳＴ₁ で上述の各初期化を行
なった後に、第２ステップＳＴ₂ でアナログ−デジタル
変換回路４３からサンプルホールド値Ｓ_H を取り込む。

【００４６】第３ステップＳＴ₃ では取り込んだデータ
が３６０度−ΔＴ乃至３６０度の範囲内か否か、即ち３
６０度−ΔＴ＜データ＜３６０度の判断が行なわれ、Ｙ
ＥＳであれば第４ステップＳＴ₄ に進んでＦｌａｇ２＝
１とする。

【００４７】第３ステップＳＴ₃ が３６０度−ΔＴ＜デ
ータ＜３６０度でなければ第５ステップＳＴ₅ は進んで
データが０度乃至ΔＴの範囲、即ち０度＜データ＜ΔＴ
か否かを判断し、ＹＥＳであれば第６ステップＳＴ₆ に
進んでＦｌａｇ１＝２としＮＯであれば第１０ステップ
ＳＴ₁₀に進める。

【００４８】第４ステップＳＴ₄ でＦｌａｇ２＝１が立
てられたら第７ステップＳＴ₇ ではＦｌａｇ１＝１か否
かを判断する。ここで、Ｆｌａｇ１もＦｌａｇ２も共に
１であれば第８ステップＳＴ₈ に進んで取り込みデータ
から３６０度を減算して第１０ステップＳＴ₁₀に進め
る。又、第７ステップＳＴ₇ がＮＯであればｎ＝ｎ＋１
と１を加算し、同じく第１０ステップＳＴ₁₀に進める。

【００４９】第６ステップＳＴ₆ でＦｌａｇ１＝１が立
てられたら第１１ステップＳＴ₁₁に進めてＦｌａｇ２＝
１か否かを判断し、ＹＥＳであれば第１２ステップＳＴ
₁₂に進め検出位相差の合計ｓｕｍをｓｕｍ−３６０度×
ｎ＋データとしＮＯであれば第１０ステップＳＴ₁₀に進
めてこの第１０ステップＳＴ₁₀でｓｕｍ＋データと成
す。

【００５０】第１０ステップＳＴ₁₀及び第１２ステップ
ＳＴ₁₂は共に第１３ステップＳＴ₁₃に進められて、ルー
プカウンタｋをｋ＋１とし、第１４ステップＳＴ₁₄に進
める。

【００５１】第１４ステップＳＴ₁₄ではｋがトータルＮ
か否かを判断し、ＮＯであれば第２ステップＳＴ₂ に戻
し、ＹＥＳであれば第１５ステップＳＴ₁₅に進む。

【００５２】第１５ステップＳＴ₁₅では平均位相差の結
果ａは、ｓｕｍ／トータルＮとして求める。

【００５３】第１６ステップＳＴ₁₆では結果ａが０度よ
り大か否かをみてＮＯであれば第１８ステップＳＴ₁₈に
より結果ａを出力し、ＹＥＳであれば第１７ステップＳ
Ｔ₁₇でａに３６０度を加えて第１８ステップＳＴ₁₈に進
める様になされている。

【００５４】本発明の位相差検出装置によれば位置情報
信号（サーボパルス信号）を位置検出手段で検出した値
の位相が０度或は３６０度近傍にあって、ノイズやジッ
タで振られて、シフトした場合でも、位置検出信号の位
相差の値の誤りを防ぐことが出来るので磁気ディスク装
置において、正しいフフイン位置情報の検出を行うこと
の出来るものが得られる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば位相検出値がジッタやノ
イズでシフトしても正しい検出結果の得られる位相差検
出装置が提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位相差検出装置の一実施例を示す系統
図である。

【図２】本発明の位相差検出装置の波形説明図である。

【図３】本発明の位相差検出装置の３６０度又は０度近
傍の挙動波形説明図である。

【図４】本発明の位相差検出装置の一実施例を示すフロ
ーチャートである。

【図５】本発明の位相差検出装置の他の実施例を示すフ
ローチャートである。

【図６】従来の位相差検出装置を用いた磁気ディスクの
構成図である。

【図７】従来の磁気ディスクのトラッキング信号パター
ン図である。

【図８】従来の位相差検出装置の波形説明図である。

【符号の説明】

２ 磁気ディスク ３７ 位相比較回路 ４１ 積分回路 ４２ サンプルホールド回路 ４４ ＣＰＵ ４６ 演算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置情報信号と基準信号を位相比較する
   位相比較手段と、 上記位相比較手段からの比較出力を積分する積分手段
   と、 上記積分手段からの積分出力をサンプルホールドする保
   持手段と、 上記保持手段からのサンプルホールド値をデジタル変換
   した位相差データを取り込む情報処理手段と、 上記保持手段からのデジタル変換された位相データが０
   度か３６０度かを上記処理手段で判断すると共に、この
   判断結果を３６０度或は０度近傍の値に換算する演算手
   段とを具備して成ることを特徴とする位相差検出装置。