JPH08180620A - セクタサーボ信号復調方法 - Google Patents

セクタサーボ信号復調方法

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JPH08180620A
JPH08180620A JP31986794A JP31986794A JPH08180620A JP H08180620 A JPH08180620 A JP H08180620A JP 31986794 A JP31986794 A JP 31986794A JP 31986794 A JP31986794 A JP 31986794A JP H08180620 A JPH08180620 A JP H08180620A
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JP
Japan
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signal
head
position information
information pattern
magnetic disk
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JP31986794A
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Susumu Hasegawa
進 長谷川
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラック番号を使用しないでヘッドの実速度
を算出し、しかも位置信号も得られるようにする。 【構成】 各サーボ領域の位置情報記録領域PPRA
に、半径方向にトラック幅Pの間隔で互い違いに第1、
第2の位置情報パターン信号BP1,BP2を記録する
と共に、半径方向には第1の位置情報パターン信号BP
1と同じ位置であって、かつ、円周方向には第2の位置
情報パターン信号BP2の次に第3の位置情報パターン
信号BP3を記録し、ヘッドHDにより第1〜第3の位
置情報パターン信号を読み取り、位置偏差信号発生部1
1aにおいて読み取った信号を用いてトラック中心から
のヘッドの位置信号Pa及びヘッドの実速度Vaを検出
する。

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装置のセク
タサーボ信号復調方法に係わり、特に磁気ディスク上の
セクタ毎にサーボ領域とデータ領域を備え、サーボ領域
に記録されている位置情報パターン信号をヘッドにより
読み取り、該読み取り信号を用いてトラック上の基準位
置からの位置信号及びヘッドの実速度を検出する磁気デ
ィスク装置のセクタサーボ信号復調方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セクタ方式の磁気ディスク装置は、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
サーボ領域とデータ領域に分割されている。図7はセク
タ構成を説明するための磁気ディスクの一部拡大図であ
る。ディスク面には外周から内周まで多数のトラックが
形成され、各トラックは複数のセクタで構成されてい
る。又、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SVAはセクタマークSM、ト
ラック番号TNO.、位置情報パターンPPTの部分か
ら構成されている。位置情報パターンPPTは図8に示
すように半径方向に一定間隔(例えばトラック幅P)
で、互い違いに所定記録周波数のバーストパターンBP
1,BP2を記録することにより形成されている。尚、
トラックTPはサーボ領域SVAの半径方向幅2Pの中
央部に幅Pで形成される。これは、幅Pの領域外では、
バーストパターンBP1〜BP2を読み取った際のヘッ
ド出力とトラック中心からの偏差の関係が線形でなくな
り、正確なトラッキングやデータのリード/ライトがで
きなくなるからである。
【0003】以上の位置情報パターンによれば、ヘッド
HDがトラック中心に位置する場合には、バーストパタ
ーンBP1,BP2より読み取ったヘッド出力のピーク
値PA,PBが等しくなり、ヘッドがトラック中心から
ずれるに従ってピーク値の差が大きくなる。従って、
(PA−PB)をヘッドのトラック中心からの位置信号
あるいは位置偏差信号とすることができ、該位置偏差信
号(PA−PB)を零とするようにトラッキングサーボ
系を構成すれば、ヘッドを常にトラック中心に位置決め
することができ、正確にデータのリード/ライトが可能
となる。又、磁気ディスク装置では現トラック位置から
目標トラック位置にヘッドを位置決めすることが行なわ
れる。かかるヘッドの位置決め制御においては、まず、
目標トラックまでのトラック数に応じた指令速度を発生
し、実速度が該指令速度と一致するように速度制御を行
なう。そして、目標トラック上にヘッドがきたとき、速
度制御から位置制御に切り替え、位置偏差信号が零とな
るようにヘッドをトラック中心位置に位置制御する。こ
の場合に必要となるヘッドの実速度Vaは従来以下のよ
うにして求めている。すなわち、現セクタ(n)における
位置偏差信号(PA−PB)をPES(n)、トラック番号を
TN(n)、又、次のセクタ(n+1)における位置偏差信号(P
A−PB)をPES(n+1)、トラック番号をTN(n+1)、隣接
セクタへヘッドが移動する周期(セクタ周期)Tsとすれ
ば、次式 Va={(TN(n)+PES(n))-(TN(n+1)+PES(n+1))}/Ts (1) により、ヘッドの実速度を算出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】(1)式における、トラ
ック番号TN(n)、TN(n+1)はサーボ領域SVAに記録され
ているトラック番号TNO.を読み取って得られる。し
かし、高速度でヘッドが移動する場合には各セクタのト
ラック番号の読み取りエラーが発生し、そのため、(1)
式より正確にヘッド速度Vaが得られず、所期の速度サ
ーボ制御ができない問題があった。以上から本発明の目
的は、ヘッド速度の算出にエラーを含む可能性のあるト
ラック番号を使用しないでヘッドの実速度を算出でき、
しかもヘッドの位置信号も得ることができる磁気ディス
ク装置のセクタサーボ信号復調方法を提供することであ
る。本発明の別の目的は、ヘッドの最大速度に合わせて
位置情報パターン信号をサーボ領域に記録し、該最大速
度まで速度検出が可能な磁気ディスク装置のセクタサー
ボ信号復調方法を提供することである。本発明の更に別
の目的は、実速度の分解能を向上できる磁気ディスク装
置のセクタサーボ信号復調方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。PPRAはセクタサーボ領域における位置情
報パターン記録領域、BP1〜BP3は第1〜第3の位
置情報パターン(所定記録周波数のバーストパター
ン)、HDはヘッド、11aは位置信号発生部、11b
は速度偏差信号発生部である。
【0006】
【作用】各サーボ領域の位置情報記録領域PPRAに、
半径方向に一定間隔、例えばトラック幅Pの間隔で互い
違いに第1、第2の位置情報パターン信号BP1,BP
2を記録すると共に、半径方向には第1の位置情報パタ
ーン信号BP1と同じ位置であって、かつ、円周方向に
は第2の位置情報パターン信号BP2の次に第3の位置
情報パターン信号BP3を記録し、ヘッドHDにより第
1〜第3の位置情報パターン信号を読み取り、読み取っ
た信号を用いてトラック中心からのヘッドの位置信号P
a及びヘッドの実速度Vaを検出する。位置信号発生部
11aは、第1〜第3の位置情報パターン信号BP1〜
BP3を読み取って復調した信号のそれぞれのピーク値
または積分値をPA,PB,PCとするとき、トラック
中心からのヘッド位置信号Paを、(PA−PB)、あ
るいは(PC−PB)、(PA−PB)と(PC−P
B)の平均値より求める。又、実速度信号発生部11b
は、第1、第3の位置情報パターン信号BP1,BP3
の記録中心位置間の円周方向時間間隔をTacとすると
き、ヘッドの半径方向実速度Vaを次式 PA−PC/Tac により算出する。このようにすれば、ヘッド速度の算出
に際してエラーを含む可能性のあるトラック番号を使用
しないでヘッドの実速度を算出でき、しかも位置信号を
得ることができる。
【0007】又、第1、第3の位置情報パターン信号B
P1,BP3の記録中心位置間の円周方向時間間隔を次
式 円周方向時間間隔=トラックピッチ/ヘッドの半径方向
最大速度 より算出する。このようにすれば、ヘッドの最大速度ま
で上記演算式により実速度を求めることができる。更
に、各サーボ領域の位置情報記録領域PPRAに、半径
方向に一定間隔、例えばトラック幅Pの間隔で互い違い
に第1、第2の位置情報パターン信号BP1,BP2を
記録すると共に、半径方向には第1の位置情報パターン
信号BP1と同じ位置であって、かつ、円周方向には第
2の位置情報パターン信号より所定距離を離して第3の
位置情報パターン信号BP3を記録し、ヘッドHDによ
り第1〜第3の位置情報パターン信号を読み取り、読み
取った信号を用いてトラック中心からのヘッドの位置信
号及びヘッドの実速度を検出する。このようにすれば、
第1、第3の位置情報パターン信号BP1,BP3の円
周方向の時間間隔が増すので検出できる最大速度は小さ
くなるが、実速度信号の分解能を上げることができる。
【0008】
【実施例】
(A)本発明の第1実施例 (a) 位置情報パターン 図2は本発明の第1実施例における位置情報パターンの
説明図である。図中、PPRAは各セクタのサーボ領域
における位置情報パターン記録領域であり、BP1〜B
P3は第1〜第3の位置情報パターン(所定記録周波数
のバーストパターン)、HDはヘッドである。ディスク
上には多数のトラックが形成され、全トラックは扇型に
Nセクタに区分されており、各セクタはサーボ領域とデ
ータ領域に分割されている(図7参照)。そして、サー
ボ領域には位置情報パターン記録領域PPRAが設けら
れ、該領域はディスクの同一中心角位置に内周から外周
まで連続的に配置されている。
【0009】連続する位置情報記録領域PPRAには、
半径方向に一定間隔、例えばトラック幅Pの間隔で互い
違いに第1、第2の位置情報パターン信号BP1,BP
2が記録され、又、半径方向において第1の位置情報パ
ターン信号BP1と同じ位置であって、円周方向におい
て第2の位置情報パターン信号BP2の次に第3の位置
情報パターン信号BP3が記録されている。尚、位置情
報パターン記録領域PPRAの半径方向幅2Pの中央部
の幅P部分がトラックになっている。これは、ヘッドが
中央部の幅P部分を外れると、バーストパターンBP1
〜BP3を読み取った際のヘッド出力とトラック中心か
らの偏差の関係が線形でなくなり、正確なトラッキン
グ、位置決めができなくなるからである。
【0010】(b) 位置信号及び実速度信号の発生 図3及び図4は上記位置情報パターン信号が記録された
ディスク上をヘッドが移動したときのヘッド出力の説明
図であり、トラック幅Pは3μm、バーストパターンB
P1,BP3の中心間の時間間隔Tacは3μsとする。
時間間隔とは第1、第3の位置情報パターン信号BP
1,BP3の中心位置間距離をディスクの回転速度で除
算して得られる値である。図3はヘッドHD(ヘッドの
リードギャップ幅はトラック幅程度の寸法を持つものと
する)をバーストパターンBP1→バーストパターンB
P3上で半径方向に1m/sの速度で移動した場合であ
る。第1〜第3の位置情報パターン信号BP1〜BP3
をヘッドHDで読み取って復調した信号のそれぞれのピ
ーク値又は積分値はPA,PB,PCとなり、(PA−
PB)、あるいは(PC−PB)、あるいは(PA−P
B)と(PC−PB)の平均値がヘッドのトラック中心
からのずれ量に応じた信号、換言すればトラック中心か
らのヘッド位置信号となる。図4はヘッド停止時におけ
るヘッド出力の説明図である。ヘッドHDがトラック中
心上に停止している場合には、前記差分(PA−PB)
あるいは(PC−PB)は零となる。
【0011】以上より、(PA−PB)、あるいは(P
C−PB)、あるいは(PA−PB)と(PC−PB)
の平均値はトラック中心からのヘッド位置信号となり、
トラック中心が目標位置の場合には目標位置からの位置
偏差信号となる。従って、ヘッドの半径方向の実速度V
aは、第1、第3の位置情報パターン信号BP1,BP
3の中心位置間の円周方向時間間隔をTacとすれば、次
式 Va={(PA−PB)−(PC−PB)}/Tac =(PA−PC)/Tac (2) により算出することができる。この(2)式より明らかな
ように、本発明によれば従来方式のようにエラーを含む
可能性のあるトラック番号を使用しないで、ヘッドの実
速度Vaを算出でき、しかも位置信号も得ることができ
る。
【0012】又、トラック幅P=3μmの磁気ディスク
に対して図2のサーボパターン配置(Tac=3μs)を
採用すると、最大速度1m/s(=P/Tac)以内のヘッ
ド速度の検出が可能となる。一般に、第1、第3の位置
情報パターン信号BP1,BP3の円周方向時間間隔を
次式 円周方向時間間隔=トラックピッチ/ヘッドの半径方向最大速度 (2) より算出して、位置情報パターン領域に書き込めばヘッ
ド最大速度までの速度復調が可能となる。
【0013】(c) サーボ構成 図5は本発明の磁気ディスク装置におけるヘッド位置決
めサーボシステムの構成図である。11はサーボ制御
部、12はサーボ制御部から出力されるデジタルのサー
ボ信号をアナログに変換するDA変換器、13はパワー
アンプ、14はヘッドを半径方向に移動させるためのボ
イスコイルモータ(VCM)、15はヘッド(HD)、
16は所定周波数の位置情報パターン信号のみを通過さ
せるフィルタ、17はフィルタ出力を整流する整流回
路、18は整流器から出力される信号を積分する積分回
路、19は積分出力を所定のサンプリングタイミングで
デジタル値にAD変換するAD変換器である。
【0014】サーボ制御部11において、11aは位置
信号発生部であり、第1〜第3の位置情報パターン信号
BP1〜BP3を読み取って復調した信号のそれぞれの
積分値をPA,PB,PCとするとき、ヘッド位置信号
Paを、(PA−PB)、あるいは(PC−P
B)、あるいは(PA−PB)と(PC−PB)の平
均値、すなわち、{(PA-PB)+(PC-PB)}/2より求めて出力
する。11bは実速度信号発生部であり、(2)式に基づ
いてヘッドの半径方向の実速度Vaを算出するもの、1
1cはヘッド出力よりサーボ領域に書き込まれているト
ラック番号を復調するトラック番号復調部、11dはヘ
ッド現在位置(トラック番号)と目標トラック間でのト
ラック数を監視する差トラック数監視部、11eはヘッ
ド現在位置と目標トラック位置までのトラック数に基づ
いて所定の指令速度(目標速度)を出力する目標速度発
生器、11fはトラック上のヘッドの目標位置に応じた
信号(目標位置がトラック中央の場合には零信号)を出
力する目標位置発生器、11gは目標速度と実速度の差
信号Vdを出力する演算部、11hはヘッド位置信号P
aと目標位置信号の差である位置偏差信号Pdを出力する
演算部、11iはスイッチ、11jは位相補償部であ
る。スイッチ11iは、ヘッドが目標トラック上に到達
するまで演算部11gから出力される速度偏差信号Vd
を出力し、ヘッドが目標トラック上にきたとき、位相補
償部11jを介して入力される位置偏差信号Pdを出力
する。尚、サーボ制御部11はCPU、DSP等で構成
することができる。
【0015】目標位置が入力されると、差トラック数監
視部11dは目標トラックまでのトラック数を計算し、
目標速度発生器11eは該トラック数に基づいて目標速
度を発生する。スイッチ11iは速度差信号Vdを選択
してサーボ信号として出力する。該サーボ信号はDA変
換、パワー増幅された後、ボイスコイルモータ14に入
力する。これにより、ボイスコイルモータ14は回転を
開始し、ヘッドを目標トラックに向けて指令速度で移動
させる。ヘッド15は移動しながらサーボ領域に記録さ
れている位置情報パターン信号BP1〜BP3を読み取
って出力する。位置情報パターン信号BP1〜BP3の
読み取り信号はフィルタリング、整流、積分を施され
る。しかる後、各積分値PA,PB,PCはAD変換器
19によりAD変換されてサーボ制御部11に入力され
る。
【0016】位置信号発生部11aは、(PA−P
B)、あるいは(PC−PB)、あるいは(PA−
PB)と(PC−PB)の平均値、すなわち、{(PA-PB)
+(PC-PB)}/2を位置信号Paとして発生し、演算部11
hは目標位置信号とヘッド位置信号との差である位置偏
差信号Pdを出力する。又、実速度信号発生部11bは
(2)式の演算を行なって実速度信号Vaを発生し、演算部
11gは目標速度と実速度の差である速度偏差信号Vd
を出力する。スイッチ11iは速度偏差信号Vdを選択
して出力し、以後、前述と同様の動作が繰り返されてヘ
ッドは目標トラックに接近する。ヘッドが目標トラック
上に到来すると、スイッチ11iは速度制御から位置制
御に切り替え、演算部11hから出力される位置偏差信
号Pdを選択して出力する。これにより、位置偏差信号
Pdによる位置決め制御が行なわれ、最終的にヘッドは
目標トラック上の目標位置に位置決めされる。尚、図5
における積分回路18の代わりにピーク検出器を設け、
該ピーク検出器で検出されたピーク値をAD変換してサ
ーボ制御部11に入力するように構成することもでき
る。
【0017】(B)第2実施例 図6は本発明の第2実施例における位置情報パターンの
説明図である。図中、PPRA1,PPRA2はサーボ
領域における位置情報パターン記録領域であり、BP1
〜BP3は第1〜第3の位置情報パターン(所定記録周
波数のバーストパターン)、HDはヘッドである。ディ
スク上には多数のトラックが形成され、全トラックは扇
型にNセクタに区分されており、各セクタはサーボ領域
とデータ領域に分割されている。そして、サーボ領域に
は第1、第2の位置情報パターン記録領域PPRA1,
PPRA2が設けられ、それぞれディスクの同一中心角
位置に内周から外周まで連続的に配置されている。連続
する第1の位置情報記録領域PPRA1には、半径方向
に一定間隔、例えばトラック幅Pの間隔で互い違いに第
1、第2の位置情報パターン信号BP1,BP2が記録
されている。又、半径方向において第1の位置情報パタ
ーン信号BP1と同じ位置であって、円周方向において
第2の位置情報パターン信号BP2より所定距離(時間
間隔TAC)離して第3の位置情報パターン信号BP3が
記録されている。
【0018】第2の実施例において、トラック中心から
の位置信号Paは第1実施例と同様に、(PA−P
B)、あるいは(PC−PB)、あるいは(PA−
PB)と(PC−PB)の平均値、すなわち、{(PA-PB)
+(PC-PB)}/2として与えられる。又、ヘッドの実速度V
aは Va=(PA−PC)/TAC (4) により算出できる。この第2実施例によれば、第1、第
3の位置情報パターン信号BP1,BP3の円周方向の
時間間隔が増すので検出できる最大速度は小さくなる
が、実速度信号の分解能を上げることができる。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。
【0019】
【発明の効果】以上本発明によれば、ヘッド速度の算出
に際して、エラーを含む可能性のあるトラック番号を使
用しないでヘッドの実速度を算出でき、しかも位置信号
も得ることができる。又、本発明によれば、第1、第3
の位置情報パターン信号BP1,BP3の記録位置間の
円周方向時間間隔を次式円周方向時間間隔=トラックピ
ッチ/ヘッドの半径方向最大速度より算出するようにし
たから、ヘッドの最大速度まで実速度を求めることがで
きる。更に、本発明によれば、第1、第3の位置情報パ
ターン信号BP1,BP3の円周方向の時間間隔を大き
くしたから、検出できる最大速度は小さくなるが、実速
度信号の分解能を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の第1実施例における位置情報パターン
説明図である。
【図3】ヘッド出力説明図(等速移動時)である。
【図4】ヘッド出力説明図(停止時)である。
【図5】セクタサーボ方式のサーボ構成図である。
【図6】本発明の第2実施例における位置情報パターン
説明図である。
【図7】セクタの構成図である。
【図8】従来の位置情報パターンとサーボ出力信号の説
明図である。
【符号の説明】
PPRA・・位置情報パターン記録領域 BP1〜BP3・・第1〜第3の位置情報パターン HD・・ヘッド 11a・・位置信号発生部 11b・・速度偏差信号発生部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ディスク上のセクタ毎にサーボ領域
    とデータ領域を備え、サーボ領域に記録されている位置
    情報パターン信号をヘッドにより読み取り、該読み取り
    信号を用いてトラック上の基準位置からの位置信号及び
    ヘッドの実速度を検出する磁気ディスク装置のセクタサ
    ーボ信号復調方法において、 前記サーボ領域に半径方向に一定間隔で互い違いに第
    1、第2の位置情報パターン信号を記録すると共に、半
    径方向には第1の位置情報パターン信号と同じ位置であ
    って、かつ、円周方向には第2の位置情報パターン信号
    の次に第3の位置情報パターン信号を記録し、 ヘッドにより第1〜第3の位置情報パターン信号を読み
    取り、読み取った信号を用いてトラック上の基準位置か
    らのヘッドの位置信号及びヘッドの実速度を検出するこ
    とを特徴とする磁気ディスク装置のセクタサーボ信号復
    調方法。
  2. 【請求項2】 第1〜第3の位置情報パターン信号を読
    み取って復調した信号のそれぞれのピーク値または積分
    値をPA,PB,PCとするとき、ヘッド位置信号を
    (PA−PB)、あるいは(PC−PB)、(PA−P
    B)と(PC−PB)の平均値より求めることを特徴と
    する請求項1記載の磁気ディスク装置のセクタサーボ信
    号復調方法。
  3. 【請求項3】 第1、第3の位置情報パターン信号を読
    み取って復調した信号のそれぞれのピーク値または積分
    値をPA,PCとするとき、PAとPCの差分よりヘッ
    ドの半径方向速度を求め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セクタサーボ信号復調方法。
  4. 【請求項4】 磁気ディスクを等速で回転する場合にお
    いて、第1、第3の位置情報パターン信号の記録中心位
    置間の円周方向時間間隔をTacとするとき、前記ヘッド
    の半径方向速度を次式 PA−PC/Tac により演算することを特徴とする請求項3記載の磁気デ
    ィスク装置のセクタサーボ信号復調方法。
  5. 【請求項5】 第1、第3の位置情報パターン信号の記
    録中心位置間の円周方向時間間隔を次式 円周方向時間間隔=トラックピッチ/ヘッドの半径方向
    最大速度 より算出する請求項1記載の磁気ディスク装置のセクタ
    サーボ信号復調方法。
  6. 【請求項6】 磁気ディスク上のセクタ毎にサーボ領域
    とデータ領域を備え、サーボ領域に記録されている位置
    情報パターン信号をヘッドにより読み取り、該読み取り
    信号を用いてトラック上の基準位置からの位置信号及び
    ヘッドの実速度を検出する磁気ディスク装置のセクタサ
    ーボ信号復調方法において、 前記サーボ領域に半径方向に一定間隔で互い違いに第
    1、第2の位置情報パターン信号を記録すると共に、半
    径方向には第1の位置情報パターン信号と同じ位置であ
    って、かつ、円周方向には第2の位置情報パターン信号
    より所定距離を離して第3の位置情報パターン信号を記
    録し、 ヘッドにより第1〜第3の位置情報パターン信号を読み
    取り、読み取った信号を用いてトラック上の基準位置か
    らのヘッドの位置信号及びヘッドの実速度を検出するこ
    とを特徴とする磁気ディスク装置のセクタサーボ信号復
    調方法。
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