JPH0778432A - 磁気ディスク装置の位置信号再生装置 - Google Patents

磁気ディスク装置の位置信号再生装置

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JPH0778432A
JPH0778432A JP22529593A JP22529593A JPH0778432A JP H0778432 A JPH0778432 A JP H0778432A JP 22529593 A JP22529593 A JP 22529593A JP 22529593 A JP22529593 A JP 22529593A JP H0778432 A JPH0778432 A JP H0778432A
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JP
Japan
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signal
magnetic disk
servo
position signal
pattern
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Application number
JP22529593A
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English (en)
Inventor
Takehito Yamada
健仁 山田
Kazunori Moriya
和典 森谷
Yuji Sakai
裕児 酒井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、磁気ディスク上に形成されたサー
ボパターンを持ち、そのサーポパターンより再生された
信号より位置信号を再生し、その信号に従って磁気ヘッ
ドを目標とするデータトラック上に位置決めする磁気デ
ィスク装置における位置信号再生装置において再生位置
信号の品質を高めることと、正確かつ時間応答特性の良
くサンプルタイミングを発生する高記録密度の磁気ディ
スク装置用の位置信号再生装置を提供することを目的と
している。 【構成】 本発明は、磁気ヘッドにより読み出された再
生位置信号の基本周波数より低域にハイパスフィルタを
設け、再生位置信号の基本周波数より高域にローパスフ
ィルタを設けて、再生信号をサンプルホールドしてトラ
ック位置を求める磁気ディスク装置の位置信号再生装置
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、磁気ディスク上に形成
されたサーボパターンを持ち、そのサーボパターンより
再生された信号より位置信号を再生し、その信号に従っ
て磁気ヘッドを目標とするデータトラック上に位置決め
する磁気ディスク装置における位置信号再生装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気ディスク装置では、磁気ディ
スク上に磁気ヘッドの位置決めのためのサーボ情報を予
め設けておき、サーボ情報を基準に磁気ヘッドを移動し
位置決めする方式が知られている。この磁気ディスク上
に形成されたサーボ情報をサーボパターンと称する。
【0003】このようにサーボパターンを磁気ディスク
上に予め形成しておく方式の一つとして、サーボパター
ンをデータ面上に記録するセクタサーボ方式がある。セ
クタサーボ方式では、サーボセクタと呼ばれるトラック
上のセクタの一部に所定の周期で繰り返すパターンから
なるサーボパターンを内外周に亙って予め設けておく。
このサーボパターンを磁気ヘッドにより読み取り、セク
タ数とディスクの回転数で決まるサンプリング周期でサ
ンプリングすることで、所望トラックに対する磁気ヘッ
ドの位置誤差を示す位置信号を生成する。そして、この
位置信号が最小になるように磁気ヘッドの位置を制御す
る。すなわちこの位置信号は、所望トラックと磁気ヘッ
ドの相対偏差を表している。
【0004】例えば、図3は従来のセクタサーボ方式で
用いてきたサーボセクタの構成とサーボセクタ中のサー
ボパターンの詳細を示す図である。図3に示すようにサ
ーボパターンには、AGC部31と、当該サーボセクタ
を検出するためのイレーズ部32と、各トラックに応じ
たアドレスが書き込まれたトラックアドレス33と、サ
ーボパターンが書き込まれたボジション部34とが設け
られている。ポジション部34のうち前半部aには、磁
気ヘッド202、203の走行中心より例えば外側のみ
に所定ピッチで所定の磁化パターンが形成され、後半部
bには、磁気ヘッド202、203の走行中心より内側
のみに所定ピッチで所定の磁化パターンが形成されてい
る。
【0005】図2にはヘッド位置決めシステムを構成し
た一例である。磁気ヘッド202、203により再生さ
れた信号のうちポジション34の信号は、サーボセクタ
毎にサンプリングされ、アンプ205、AGCアンプ2
06、サンプルホールド回路207に入力される。
【0006】サンプルホールド回路207は、サンプリ
ング毎に、ポジション部34の信号をサンプルホールド
し、前半部aの信号のパワーの総量Aから後半部bの信
号のパワーの総量Bを減算することで位置信号(A−
B)または、(B−A)を生成する。また、この位置信
号と、各トラック固有のトラックアドレス33を組み合
わせることにより、各トラック間の距離を演算により求
めることができる。例えば、現在のトラックアドレスが
N1で磁気ヘッドの移動先のトラックアドレスがN2と
するとその距離は(N2−N1)という整数値で表さ
れ、さらに位置誤差信号(A−B)を(A−B)/(A
+B)で規格化すると、少数点以下の距離を表現するこ
とができる。
【0007】位置信号(A−B)は、A/D変換器20
9を介してuCPU210に入力される。uCPU21
0は、位置信号(A−B)を入力する毎に位置決めのた
めの制御信号を生成し、位置決め制御信号D/A変換器
211を介してVCM駆動回路212に送る。VCM駆
動回路212は、位置決め制御信号に応じて移動機構2
04による磁気ヘッド202、203の径方向に対する
移動を制御する。
【0008】また、トラックアドレス33は2値化信号
として再生され、サンプリングされuCPU210に取
り込まれる。さらに、前記従来例ではサンプリングタイ
ミングは、サーボセクタを検出するためのイレーズ部3
2を基準として、その時点から外部に設けられた基準発
振器からのパルスを計数することにより、そのタイミン
グパルス、サンプリングゲートを生成していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような従来例にお
いて、サーボパターンA、Bは位置信号として再生さ
れ、サンプルホールド回路207によりサンプルホール
ドされるわけであるが、この位置信号の信号S/Nは、
ヘッドー媒体系の再生信号S/Nに信号処理系のフィル
タ特性とサンプルホールド回路207の周波数特性を掛
け合わせたもので決まるため十分な信号S/Nが実現で
きない。
【0010】また、従来例ではサンプリングタイミング
は、サーボセクタを検出するためのイレーズ部32を基
準として、その時点から外部に設けられた基準発振器か
らのパルスを計数することにより、そのタイミングパル
ス、サンプリングゲートを生成していた。そのため、ス
ピンドルモータの回転変動などの影響を受けやすい。本
発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、高記録密度の磁気ディスク装置における位置信号再
生装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置における位置信号再生装置は、上述した目的を達成す
るために、予め磁気ヘッドを位置決めするための位置情
報が記録された磁気ディスクを回転駆動する回転駆動機
構と、位置決め制御信号に基づき磁気ヘッドを磁気ディ
スクの径方向に移動させる移動機構とを有する磁気ディ
スク装置において、磁気ヘッドにより読み出された再生
位置信号の基本周波数より低域にハイパスフィルタを設
け、再生位置信号の基本周波数により高域にローパスフ
ィルタを設けて、再生信号をサンプルホールドしてトラ
ック位置を精度良く求める。
【0012】また、サーボパターンは2相以上のダイビ
ットまたはバーストパターンよりなり、各々のサーボパ
ターンは一基本周期以上離間させるか、または、サンプ
ルホールド時のゲート時間間隔をサーボパターンの連続
した部分の時間間隔より短くする。これにより、フィル
タによる時間応答特性の劣化の影響を抑制する。
【0013】更に、サーボパターンの1部に信号振幅を
一定にするための信号パターンと前記サンプルホールド
のゲート時間間隔を決めるためのPLL(位相同期ルー
プ)のための基準信号パターンとPLLループに定常特
性と安定性を実現するための第一の制御器を有し、この
PLL基準信号の始まり位置の近傍領域で基準信号と参
照クロック信号の位相差を検出保持する手段と、この保
持した位相差より前記PLLの時間応答特性を変化させ
るための信号を作成する第二の制御器手段と、第二の制
御器の出力をPLLの一部で加算する手段とを有する。
【0014】
【作用】本発明の方式によれば、フィルタ効果による再
生位置信号S/Nの改善とフィルタによる時間応答特性
の劣化の影響を抑制することができる。また、サーボパ
ターンの一部をPLLの基準信号パターンとすることに
よりPLL出力を基準に生成するタイミングパルス、サ
ンプリングゲートがスピンドルモータの回転変動などの
影響を受け難くなる。更に、PLLの定常特性・安定性
を実現する第一の制御器と時間応答特性を改善する第二
の制御器を持たせることによりPLLの引き込み特性を
大幅に改善するとともに、PLLの基準信号パターンの
領域を減少させることが可能となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1は本発明の磁気ヘッド位置決め制御装置が適用
される磁気ディスク装置の構成を示す図である。図1に
おいて、501は50程度のサーボセクタを有する磁気
ディスク500を4000rpmで回転駆動する回転駆
動機構。502、503は回転駆動される磁気ディスク
500より情報を記録再生する磁気ヘッドを示してい
る。
【0016】磁気ヘッド502、503は、移動機構5
04により磁気ディスク500の径方向に移動されるよ
うになっている。移動機構504は、例えばボイスコイ
ルモータ(VCM)からなり、制御信号に応じて磁気ヘ
ッド502、503を磁気ディスク500上の径方向に
対する所望位置に移動させる。
【0017】ここで、磁気ディスク500の両面には、
サーボセクタが設けられている。サーボセクタには、図
4に示すように、AGC・PLL部41と、当該サーボ
セクタを検出するためのイレーズ部42と、各トラック
に応じたアドレスが書き込まれたトラックアドレス43
と、サーボパターンが書き込まれたポジション部44と
が設けられている。ポジション部44のうち前半部aに
は、磁気ヘッド502、503の走行中心より例えば外
側のみに所定ピッチで所定の磁化パターンが形成され、
後半部bには、磁気ヘッド503、503の走行中心よ
り内側のみに所定ピッチで所定の磁化パターンが形成さ
れている。
【0018】また、図1に示す磁気ヘッド502、50
3により再生された信号のうちポジション44の信号
は、サーボセクタ毎にサンプリングされ、アンプ50
5、AGCアンプ506、位置信号用フィルタ507、
サンプルホールド回路508に入力される。
【0019】位置信号用フィルタ507は磁気ヘッドに
より読み出された再生位置信号の基本周波数より低域で
はハイパスフィルタ特性を、また、再生位置信号の基本
周波数より高域ではローパスフィルタ特性を有してい
る。図5は本実施例のフィルタの周波数特性を示す図で
ある。また、図6は本発明を適用した一実施例と従来例
のフィルタの周波数特性を示す図であるが、この様に本
実施例によるフィルタでは再生位置信号の基本周波数以
外での周波数成分が大きく減衰することがわかる。この
結果、位置信号S/Nは3dB以上改善できる。
【0020】ところで、この様な周波数特性を持つフィ
ルタに信号を入力した場合、時間応答特性が劣化するこ
とが予想される。図7は本発明を適用した一実施例のフ
ィルタのインパルス応答を示す図であるが、このように
時間応答特性は良くなく出力信号は振動的になる、その
結果、従来例図3の様にポジション部34のサーボパタ
ーンを連続して形成すると、例えばポジション部信号a
の影響がポジション部信号bに影響してしまう。
【0021】そこで本実施例では、図4に示すようにポ
ジション部44に於けるa,bの各サーボパターンを離
間して形成しておく。この様にすることによりポジショ
ン部信号aの影響がポジション部信号bに影響しないよ
うにすることが出来る。
【0022】また、他の実施例としては、サンプルホー
ルド回路508のサンプルゲートをポジション部信号a
またはbが占める領域より短く設定させることにより、
サンプルした位置信号に時間応答の影響を与えないよう
にすることができる。
【0023】サンプルホールド回路508は、サンプリ
ング毎に、ポジション部44の信号をサンプルホールド
し、前半部aの信号のパワーの総量Aから後半部bの信
号のパワーの総量Bを減算することで、位置誤差信号
(A−B)または、(B−A)を生成する。また、この
位置誤差信号と、各トラック固有のトラックアドレス4
3を組み合わせることにより、各トラック間の距離を演
算により求めることができる。例えば、現在のトラック
アドレスがN1で磁気ヘッドの移動先のトラックアドレ
スがN2とするとその距離は(N2−N1)という整数
値で表され、さらに位置誤差信号(A−B)を(A−
B)/(A+B)で規格化すると、少数点以下の距離を
実現することができる。
【0024】位置誤差信号(A−B)は、A/D変換器
509を介してuCPU510に入力される。uCPU
510は、位置誤差信号(A−B)を入力する毎に位置
決めのための制御信号を生成し、位置決め制御信号D/
A変換器511を介してVCM駆動回路512に送る。
VCM駆動回路512は、位置決め制御信号に応じて移
動機構504による磁気ヘッド502、503の径方向
に対する移動を制御する。
【0025】ここでサンプルホールド回路508のサン
プルホールドタイミングは、PLL・タイミング発生器
513により決められる。このPLLの基準信号は図4
に示すAGC・PLL部41のサーボパターンから再生
された信号を用いる。
【0026】この時、図8に示すようにPLL部は次の
ような構成とする。すなわち、PLLの定常特性・安定
性を実現する第一の制御器92と時間応答特性を改善す
る第二の制御器96を持たせることによりPLLの引き
込み特性を大幅に改善するとともに、PLLの基準信号
パターンの領域を減少させる。
【0027】ここでホールド回路95は再生位置信号が
AGC・PLL部41に来た時の基準信号と参照クロッ
ク信号との位相差を保持する回路である。更にいうと、
第二の制御器96は第一の制御器92と制御対象93、
94及びチャージポンプ91からなるフィードバックル
ープの追従特性の周波数特性と低周波数領域において逆
システムとなっている。この第二の制御器の設計にはH
2 制御理論などを使えば良い。
【0028】なお、本発明は上述した実施例には限定さ
れない。例えば、上述した実施例では、セクターサーボ
方式に本発明を適用した場合について説明したが、専用
サーボ面を持つ方式でも本発明を実現することができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィルタ効果による再生位置信号S/Nの改善とフィル
タによる時間応答特性の劣化の影響を抑制することがで
きる。また、サーボパターンの一部をPLLの基準信号
パターンとすることによりPLL出力を基準に生成する
タイミングパルス、サンプリングゲートがスピンドルモ
ータの回転変動などの影響を受け難くなる。更に、PL
Lの定常特性・安定性を実現する第一の制御器と時間応
答特性を改善する第二の制御器を持たせることによりP
LLの引き込み特性を大幅に改善するとともに、PLL
の基準信号パターンの領域を減少させることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用された磁気ディスク装置の構成
を示す図。
【図2】 従来例が適用された磁気ディスク装置の構成
を示す図。
【図3】 従来例の磁気ディスク上のサーボセクタの構
成を示す図。
【図4】 本発明を適用した一実施例のサーボセクタの
構成を示す図。
【図5】 本発明を適用した一実施例のフィルタの周波
数特性を示す図。
【図6】 本発明を適用した一実施例と従来例のフィル
タの周波数特性を示す図。
【図7】 本発明を適用した一実施例のフィルタのイン
パルス応答を示す図。
【図8】 本発明を適用した一実施例のPLL回路の構
成を示す図。
【符号の説明】
500…磁気ディスク 501…回転駆動機構 502,503…磁気ヘッド 504…移動機構 505…アンプ 506…AGCアンプ 507…位置信号用フィルタ 508…サンプルホールド回路 509…A/D変換器 510…マイクロCPU 511…D/A変換器 512…VCM駆動回路 513…PLL・タイミング発生器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ディスク面に形成された複数のサー
    ボパターンから再生された位置信号からなるサーボ情報
    を用いてヘッドの位置決めを行なう磁気ディスク装置に
    於いて、 磁気ヘッドにより読み出された再生位置信号の基本周波
    数より低域にハイパスフィルタを設け、前記再生位置信
    号の基本周波数より高域にローパスフィルタを設けて、
    前記再生信号をサンプルホールドしてトラック位置を求
    めることを特徴とする磁気ディスク装置の位置信号再生
    装置。
  2. 【請求項2】 前記サーボパターンは2相以上のダイビ
    ットまたはバーストパターンよりなり、各々のサーボパ
    ターンは一基本周期以上離間して形成していることを特
    徴とする請求項1記載の磁気ディスク装置の位置信号再
    生装置。
  3. 【請求項3】 前記サンプルホールド時のゲート時間間
    隔を前記サーボパターンの連続した部分の時間間隔より
    短くしたことを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク
    装置の位置信号再生装置。
  4. 【請求項4】 前記サーボパターンの1部に信号振幅を
    一定にするための信号パターンと、前記サンプルホール
    ドのゲート時間間隔を決めるための位相同期ループのた
    めの基準信号パターンと、この位相同期ループに定常特
    性と安定性を実現するための第一の制御器とを有し、前
    記位相同期ループの基準信号の始まり位置の近傍領域で
    前記基準信号と参照クロック信号の位相差を検出保持す
    る手段と、前記保持した位相差を入力とし、前記位相同
    期ループの時間応答特性を変化させるための信号を作成
    する第二の制御器手段と、前記第二の制御器の出力を位
    相同期ループの一部で加算する手段と、を有することを
    特徴とする磁気ディスク装置の位置信号再生装置。
JP22529593A 1993-09-10 1993-09-10 磁気ディスク装置の位置信号再生装置 Pending JPH0778432A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6061208A (en) * 1997-03-25 2000-05-09 Nec Corporation Magnetic disc device with stopper on carriage to limit rotational movement of support spring
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JP2012138143A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Toshiba Corp ディスク記憶装置、ディスク記憶装置のコントローラ、ディスク記憶装置による制御方法及び電子機器
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