KR100299346B1 - 유도성헤드및자기저항성헤드를이용하는자기데이터판독장치및방법 - Google Patents

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Abstract

고정 디스크 드라이브 유닛(12)은 유도성 헤드(44)와 자기 저항성 헤드(46)를 모두 구비하는 헤드 어셈블리(28)를 포함한다. 정보가 디스크 면(20)으로부터 판독될 때, 유도성 헤드(44) 및 자기 저항성 헤드(46)로부터의 신호를 결합하여 출력 신호를 제공하도록 함으로써, 두 신호 중 어느 한 신호만을 이용할 때의 단점을 극복한다. 자기 저항성 신호 및 유도성 신호의 상대적 이득 기여(MR, IND)는 헤드 어셈블리(28)의 자기 디스크(18)상에서의 방사상 위치에 따라 그리고 판독되는 정보가 데이터 정보(24A)인지 또는 서보 위치 정보(24B)인지의 여부에 따라, 성능을 최적화하도록 변한다. 유도성 신호는 데이터 회복 절차의 헤드 쉬프트 동작(136) 동안 무시된다.

Description

[발명의 명칭]
유도성 헤드 및 자기 저항성 헤드를 이용하는 자기 데이터 판독 장치 및 방법(MAGNETIC DATA READING APPARATUS AND METHOD USING INDUCTIVE AND MAGNETORESISTIVE HEADS)
[기술분야]
본 발명은 자기 데이터를 감독하는 것에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전자기 헤드와 자기 저항성 헤드(electromagnetic and magnetoresistive heads)를 모두 이용하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
[배경기술]
컴퓨터는 전형적으로, 데이터가 기록될 수 있고 데이터가 판독될 수 있는 매체를 구비하는 직접 액세스 저장 장치(direct access storage devices), 즉 DASD와 같은 하나 또는 그 이상의 메모리 저장 장치를 포함한다. 널리 사용되고 있는 DASD는 자기 기록 면을 갖춘 고정 디스크(rigid disk)를 포함하는 디스크 드라이브 장치이다. 디스크는 고속으로 회전하고, 변환기 헤드 어셈블리(transducer head assembly)는 디스크 축에 대하여 이동하여, 헤드를 디스크 면상의 데이터 저장 영역 또는 밴드(band)에 정렬시킨다. 변환기 헤드는 에어 베어링 헤드 슬라이더(an air bearing head slider)에 의해 지지되고, 디스크 면 위에 가까이 떠있어, 헤드와 디스크 면 사이의 물리적 접촉 없이도 데이터가 기록되거나 판독되게 한다. 디스크 면상에 자기적으로 저장된 정보는 전형적으로 고객 데이터 정보 및 서보 위치 정보를 모두 포함한다.
통상적인 구현에서, 다수의 이격된 병렬 디스크가 동시에 회전하고, 한 조를이룬 다수의 헤드 어셈블리는 서보 모터에 의해 회전 디스크 면을 가로질러 이동한다. 서보 위치 지정 정보는 변환기 헤드 어셈블리에 의해 판독되어, 디스크상의 어드레스 지정 가능한 데이터 저장 위치에 변환기 헤드를 정렬시키도록 서보 모터를 조작하는데 사용되는 피드백 정보를 제공하게 된다. 따라서, 디스크 드라이브 유닛은 디스크에 데이터를 기록할 뿐만 아니라 서보 위치 정보 및 저장된 데이터를 모두 판독하는 헤드 어셈블리를 포함한다.
과거에는, 디스크 드라이브 장치는 데이터를 기록하고 판독하는데 전자기 변환기 어셈블리를 이용하였다. 전형적인 전자기 변환기는 디스크 면에 데이터를 기록하거나 또는 디스크 면으로부터 데이터를 판독하기 위해, 자기 갭을 형성하는 이격된 금속 자극편(spaced apart metal pole pieces)과 권선(a winding)을 구비하는 유도성 헤드였다. 컴퓨터 데이터 저장 밀도와 동작 속도가 증가함에 따라 전자기 헤드 설계가 발전되었다. 전형적인 현대 전자기 헤드는 권선, 리드, 근접하게 이격된 자극을 구비한 소형 박막 구조체이다.
자기 저항성 헤드가 자기적으로 기록된 데이터를 판독하는데 적합한 것으로 인식되는 특성을 갖기 때문에, 저장된 데이터를 판독하는데 자기 저항성 변환기 헤드를 이용하는 경향이 있다. 자기 저항성 헤드는 박막 유도성 헤드의 자극간 간격보다 더 좁은 유효 판독 존(an effective read zone) 또는 갭(gap)을 규정하는 소형 센서를 포함한다. 헤드가 디스크 축으로부터 상이한 방사상 거리에서 데이터를 판독할 때, 디스크로부터 발생한 자속(magnetic flux)으로 인한 자기 저항성 재료저항 변화로, 비교적 일정하고 비교적 큰 신호 진폭이 발생된다.
박막 유도성 헤드와 자기 저항성 헤드를 단일 헤드 어셈블리로 결합- 여기서, 유도성 헤드는 데이터를 디스크 면에 기록하는데 이용되고, 자기 저항성 헤드는 디스크로부터 데이터 및 서보 위치 정보를 판독하는데 이용됨- 하는 것이 제안 되었다. 미국 특허 제 4,504,880호는 유도성 기록 어셈블리와 자기 저항성 판독어셈블리를 포함하는 통합 자기 헤드 어셈블리를 개시한다. 상기 특허의 어셈블리에서, 자기 저항성 재료는 유도성 헤드의 자극편 사이의 갭에 배치된다.
통상적으로, 자기 저항성 판독 헤드 및 유도성 기록 헤드를 구비하는 헤드 어셈블리를 사용함에 있어서, 헤드 어셈블리는 데이터가 저장되는 데이터 세그먼트와 서보 정보가 저장되는 서보 정보 세그먼트를 포함하는 정보 저장 트랙- 이 정보저장 트랙에 데이터 세그먼트와 서보 정보 세그먼트가 교대로 위치함- 에 정렬된다. 데이터 판독 동작에서, 자기 저항성 헤드는 서보 정보 및 데이터를 교대로 판독한다. 데이터 기록 동작에서, 자기 저항성 헤드는 서보 정보를 판독하고, 유도성 헤드는 데이터를 기록한다. 온 보드 CPU 또는 원격 CPU와 같은 제어 장치는 데이터 기능과 서보 정보 기능 사이에서 헤드 어셈블리를 스위칭하기 위한 동기화 정보(synchronization information)를 제공한다.
자기 저항성 헤드가 데이터를 판독하는데 장점을 갖지만, 알려져 있는 통합 헤드 어셈블리 시스템에는 여러 단점이 있다. 자기 저항성 헤드에 의해 제공된 신호는 디스크 반경에 걸쳐서 비교적 일정하거나 또는 다소 감소하는 진폭을 가지며, 실제로 외부 반경에서 밴딩 절차(banding procedure)를 최대한 이용할 수도 없다. 좁은 자기 저항성 헤드가 트랙 횡단 방향으로 비대칭적인 신호를 제공하므로, 이에 따라 서보 선형성이 감소된다. 자기 저항성 헤드의 좁은 판독 폭으로 인하여, 이 헤드는 작은 매체 결함과, 소거 밴드 갭과 같은 서보 불규칙성에 영향을 받기 쉽게 된다.
자기 저항성 헤드에 의해 제공된 판독 신호는 전형적으로 전치 증폭기(preamplifier)에 의해 처리되어, 컴퓨터에 유용한 출력 신호를 제공하게 된다. 전치 증폭기 모듈(SSI32R1540 MR Preamp)은 1994년 2월 2일에 개최된 IDEMA 헤드/기술 심포지움 동안 실리콘 시스템즈의 티. 와드(T. Ward)에 의해 개시되었다. 상기 모듈은 대응하는 바이어스를 가진 자기 저항성 헤드 신호를 위한 전압 감지 증폭기를 구비한 전치 증폭기와, 제 1 단 에미터 사이에 위치한 결합 개패시터를 포함한다. 상기 회로는 또한, 자기 저항성 헤드 전치 증폭기로부터의 신호 대신에 이용될 수 있는 유도성 헤드로부터의 신호를 판독하여 서보 정보를 판독하도록 하는 전치 증폭기를 포함한다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은 종래의 헤드 어셈블리의 단점을 극복하는, 자기적으로 기록된정보를 판독하기 위한 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
간단히 말해서, 본 발명에 따라 하우징을 포함하는 데이터 저장 장치가 제공된다. 정보 저장 영역을 포함하는 자기 데이터 저장 매체가 하우징 내에 내장된다. 자기적으로 기록된 정보의 스트림이 정보 저장 영역 상에 있다. 변환기 헤드어셈블리는 하우징 내에 내장된다. 액츄에이터(an actuator)는 변환기 헤드 어셈블리에 접속되어, 데이터 저장 매체에 대하여 변환기 헤드 어셈블리를 이동시킨다. 제어기는 액츄에이터에 접속되어, 정보 저장 영역과 일치하도록 변환기 헤드 어셈블리를 위치시킨다. 변환기 헤드 어셈블리는 정보 스트림에 동시에 정렬되도록, 서로 겹쳐져 있는 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드를 포함한다. 전치 증폭기는 변환기 헤드 어셈블리에 접속되어, 정보 저장 영역으로부터 판독된 신호를 처리한다. 자기 저항성 헤드와 전자기 헤드의 양 헤드에 의해 판독된 신호들을 동시에 처리하는 신호 처리 수단을 포함하는 전치 증폭기에 의해, 데이터 저장 장치가 특징 지워지고, 본 발명의 목적이 이루어진다.
간단히 말하면, 본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 기록된 정보의 스트림을 포함하는 저장 영역을 구비하는 자기 매체로부터 판독하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 자기 저항성 헤드를 저장 영역과 정렬되도록 배치하는 단계와, 상기 자기 저항성 헤드가 저장 영역과 정렬된 상태에서 상기 헤드 위에 전자기 헤드를 중첩시기는 단계를 포함한다. 본 발명의 목적은 자기 저항성 헤드와 전자기 헤드를 모두 이용하여 동시에 정보 스트림을 판독함으로써 달성된다. 출력 신호는 자기 저항성 헤드와 전자기 헤드의 양 헤드로부터의 신호를 결합함으로써 제공된다.
본 발명의 장점은 자기 디스크의 상이한 방사상 위치에서 성능을 최적화하고, 데이터 및 서보 판독 기능의 양 기능에 대한 성능을 최적화하며, 헤드 어셈블리가 표면 결함에 영향을 받을 가능성을 감소시키며, 비대칭 및 불안정성에 따른 난점을 감소시키고, 오프 트랙 능력(off track capability) 및 서보 선형성(servo linearity)을 이용하여 서보 정보를 판독하며, 외부 디스크 반경 근방에서의 데이터 판독 작동 동안 밴딩 능력(banding capability)을 개선하며, 과거에 이용된 자기 데이터 판독 장치 및 방법의 단점을 극복할 수 있다는 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명을 구현하는 데이터 저장 디스크 파일을 일부 개략적으로 단순하게 도시한 정면도.
제2도는 제1도의 데이터 저장 디스크 파일을 일부 개략적으로 단순하게 도시한 평면도.
제3도는 제1도의 데이터 저장 디스크 파일의 변환기 헤드 어셈블리에 대한 부분 확대 배면도.
제4도는 제3도의 변환기 헤드 어셈블리의 일부를 상당히 확대한 단면도.
제5도는 제1도의 디스크 파일의 고정 디스크의 표면의 일부에 대한 평면도.
제6도는 변환기 헤드 어셈블리용 전치 증폭기 회로에 대한 개략도.
제7도는 서보 위치 정보를 판독하는 동안 도 5의 전치 증폭기의 증폭기단의 상대적 이득의 할당을 도시하는 그래프.
제8도는 데이터 정보를 판독하는 동안 도 6의 전치 증폭기 회로의 증폭기 단의 상대적 이득의 할당을 도시하는 그래프.
[실시예]
[발명을 수행하기 위한 최상의 모드]
이제 도면을 참조하면, 도 1에는 고정 자기 디스크 드라이브 유닛(l2) 및 인터페이스 제어 유닛(14)을 포함하는 데이터 저장 디스크 파일(10)이 도시된다. 유닛(12)은 본 발명을 이해하기에 충분할 정도로 단순 개략적으로 도시된다. 본 발명의 효과는 특정 드라이브 유닛 구조의 세부적인 면에 한정되지는 않는다.
디스크 드라이브 유닛(12)은 각각 적어도 하나의 자기 면(20)을 구비하는 디스크들(18)의 스택(16)을 포함한다. 디스크(18)는 통합된 스핀들 및 모터 어셈블리(26)상에서 통합된 스핀들 및 모터 어셈블리(26)에 의해 동시에 회전하도록 하우징(22)내에 서로 평행하게 설치된다. 각각의 자기 디스크 면(20)상의 정보는 회전 디스크 면(20)을 가로질러 방사상 성분(component)을 갖는 경로로 이동할 수 있는 대응 변환기 헤드 어셈블리(28)에 의해, 디스크 면(20)으로부터 판독되고 디스크 면(20)에 기록된다.
각각의 변환기 헤드 어셈블리(28)는 아암(32)에 의해 이송되는 만곡(flexure) 스프링(30)상에 설치된다. 아암들(32)은 지지 스핀들(34)을 중심으로 동시에 회전하도록 한 조를 이룬다. 한 아암(32)은 내부 자석 및 코어 어셈블리와 함께 동작하는 음성 코일(39)을 포함하는 헤드 드라이브 서보 모터(38)에 의해 회전 구동되는 확장부(36)를 포함한다. 구동 신호가 음성 코일(39)에 인가되면, 아암들(32)은 일제히 이동하여, 정보가 기록 흑은 판독되는 디스크 면(20)상의 정보 저장 트랙에 변환기 헤드 어셈블리(28)를 정렬시키게 된다.
디스크 드라이브 유닛(12)은 동작 시, 라인(26A)상의 모터 제어 신호와 라인(38A)상의 헤드 위치 제어 신호를 포함하는, 제어 유닛(14)에 의해 제공된 신호에 의해 제어된다. 전형적인 배치에 있어, 제어 유닛(14)은 데이터 판독 및 기록 명령과 데이터 신호를 제공하는 컴퓨터와의 인터페이스를 제공하며, 대응하는 라인들(28A)- 이들 라인(28A) 중 하나가 도 1에 도시됨- 을 통해 변환기 헤드 어셈블리에 데이터 신호를 제공한다. 서보 위치 정보는 디스크 면(20)상에 기록되고, 변환기헤드 어셈블리(28)는 이 서보 정보를 판독하여 서보 위치 신호를 제어 유닛(14)에 제공하게 된다. 제어 유닛(14)은 이 정보를 이용하여, 라인(38A)상에 위치 제어신호를 제공하게 된다. 이러한 위치 피드백 시스템의 목적은 변환기 헤드 어셈블리(28)의 정확하고 연속적인 위치 지정을 보장하여, 데이터가 디스크 면(20)상의 정확한 위치에서 기록되고 판독되게 하는 것이다.
도 5에는 한 디스크 면(20)의 일부가 도시된다. 다수의 정보 저장 트랙(24)중 한 트랙의 일부가 개략적으로 도시되나, 실제 축적대로 도시되지는 않는다. 트랙(24)은 데이터 저장 세그먼트(24A)와 서보 세그먼트(24B)를 포함하는데, 이 경우 트랙(24)에는 세그먼트(24A)와 세그먼트(24B)는 교대로 위치하고, 세그먼트(24B)에 의해 세그먼트(24A)가 분리된다. 각각의 디스크 면(20)은 다수의 트랙(24)을 포함하며, 각각의 트랙은 제어 유닛(14)을 통하여 채널링된(channeled) 고객 데이터가 기록되고 판독될 수 있는 데이터 저장 세그먼트(24A)를 포함한다. 세그먼트(24A)는 서보 정보의 버스트가 사전 기록되어 있는 서보 세그먼트(24B)에 의해 분리된다.
도 3과 도 4를 참조하면, 변환기 헤드 어셈블리(28)중 한 어셈블리의 일부가 단순화된 형태로 도시되나, 실제 축적대로 도시되지는 않는다. 어셈블리(28)는 본 명세서에 참조로서 인용된 미국 특허 제4,504,880호에서 개시된 바와 같이, 통합된 자기 저항성 헤드 및 유도성 헤드의 조합이다. 본 특허를 참조하면, 변환기 헤드 어셈블리를 이 이상 보다 상세히 기술하고 있어서, 본 발명을 이해하는데 도움이 될 것이다.
어셈블리(28)는 대응 회전 디스크 면(20) 위를 이동하는 에어 베어링 헤드 슬라이더(42)를 포함한다. 유도성 헤드 어셈블리(44)와 자기 저항성 헤드 어셈블리(46)는 슬라이드(42)에 의해 지지된다. 유도성 헤드 어셈블리(44)는 박막 프로세스에 의해 제조되고, 일반적으로 평면 코일(48)- 이 평면 코일이 도 3에 개략적으로 도시됨- 을 포함한다. 코일(48)은 절연 재료 층(52)에 둘러싸인 다수의 권선(50)- 그 중 한 권선의 일부가 도 4에 도시됨- 을 포함한다. 코일(48)은 한 쌍의 자극편(54, 56)과 후방 갭 폐쇄부(58)를 통하여 루프를 이룬다. 한 쌍의 추가의 절연 층(60, 62)이 코일(48)을 덮는다.
자극편(54, 56)은 유도성 변환 갭(64)에 의해 분리된다. 갭(64)은 한 쌍의 절연 갭 층(66, 68)을 포함한다. 도체(72) 및 자기 저항성 센서 스트라이프(a magnetoresistive sensor stripe)(74)를 포함하는 자기 저항성 헤드 어셈블리(46)의 구성 요소가 층(66)과 층(68) 사이에 배치된다. 자극편(54, 56)은 자기 저항성 센서(74)를 위한 차폐(shield)로서 작용한다. 자기 저항성 센서(74)가 유도성 갭(64)의 중심에 일반적으로 위치하고 있기 때문에, 유도성 헤드 어셈블리(44)와 자기 저항성 헤드 어셈블리(46)는 서로 중첩되어, 디스크 면(20)의 트랙(24)을 따라서 자기적으로 저장된 정보에 동시에 정렬된다.
본 발명에 따르면, 각각의 헤드 어셈블리(28)의 유도성 헤드 어셈블리(44)및 자기 저항성 헤드 어셈블리(46)를 함께 사용하여, 디스크 면(20)으로부터 데이터 및 서보 정보를 판독한다. 도 6은 디스크(18) 위의 모든 방사상 위치에서 정보저장 트랙(24)으로부터 개선된 서보 및 데이터 판독 동작을 달성하기 위하여, 헤드 어셈블리중 한 헤드 어셈블리(28)의 두 헤드 어셈블리(44, 46)로부터의 판독 신호를 처리하는 전치 증폭기(82)를 포함하는 회로(80)에 대한 개략도이다.
전치 증폭기(82)는 자기 저항성 헤드 센서(74)용 제 1 전치 증폭기 단(84)을 포함한다. 자기 저항성 센서(74)용 바이어스 전류는 양의 전원 전압 단자(88)와 접지 전위점 사이에서 센서(74)와 직렬로 접속된 전류원(86)에 의해 제공된다. 센서(74) 양단 간의 전압은 자기 저항성 센서(74) 양단 간의 전압의 DC 오프셋용으로 제공하기 위하여, 커패시터(94)에 의해 AC 결합된 에미터를 구비하는 한 쌍의 차동 트랜지스터(90, 92)에 의해 판독된다. 이 제 1 전치 증폭기 단(84)의 이득은 공통으로 제어되는 한 쌍의 바이어스 전류원(96, 98)에 의해 설정된다. 전류원(96, 98)은 트랜지스터(90, 92)의 에미터와 음의 전원 단자(100) 사이에 각각 접속된다. 두 개별 전류원(96, 98)은 결합 커패시터(94) 양단 간에 DC 전압이 걸릴 수 있게 하는데 이용된다.
유도성 헤드(46)용 제 2 전치 증폭기 단(102)은 유도성 헤드(46)로부터의 출력 신호를 증폭하기 위해, 박막 유도성 코일(48)에 접속된 베이스를 구비하는 한쌍의 트랜지스터(104, 106)를 포함한다. 접지와 트랜지스터(104, 106)의 베이스사이에 접속된 한 쌍의 저항(108, 110)은 트랜지스터에 베이스 전류를 제공하며, 코일(48)의 DC 레벨을 접지 전위 근처에 유지시킨다. 이 제 2 전치 증폭기 단의 이득은 음의 전압 단자(100)와 트랜지스터(104, 106)의 에미터 사이에 접속된 바이어스 전류원(112)에 의해 설정된다.
제 1 증폭기 단(84)과 제 2 증폭기 단(102)의 양단으로부터의 신호는 결합되어, 기준 전압 단자(120)에 접속된 베이스를 구비하는 한 쌍의 캐스코드 접속된 트랜지스터(a CASCODE connected pair of transistors)(116, 118)를 포함하는 공통제 3 증폭기 단(114)에 공급된다. 트랜지스터(90, 104)로부터의 전류는 트랜지스터(116) 및 부하 저항(122)을 통과한다. 트랜지스터(92, 106)로부터의 전류는 트랜지스터(118) 및 부하 저항(124)을 통과한다. 따라서, 제 1 및 제 2 단(84, 102)은 서로 평행하며, 양단은 제 3 단(114)과 직렬로 연결된다. 캐스코드 트랜지스터(116, 118)의 콜렉터의 양 및 음 전치 증폭기 출력 신호는 하나 또는 그 이상의 증폭 단(126)에 접속된다. 회로 출력(128)은 자기 저항성 센서(74)에서 비롯된 성분과 유도성 헤드 어셈블리(44)에서 비롯된 성분으로 이루어진 출력 신호를 제공한다.
본 발명에 따르면, 바이어스 전류원(96, 98, 112)의 동작 레벨을 제어함으로써 증폭기 단(84, 102)의 이득을 조절하는 이득 제어부(130)가 제공된다. 이득 제어부(130)는 전치 증폭기(82)의 총 이득을 조절하는 피드백 제어부(132)와, 서보 동작 또는 데이터 동작을 위해 전치 증폭기(82)를 동작시기는 모드 제어부(134)와, 헤드 쉬프트 동작을 포함하여 데이터 회복 절차의 경우에 정규 동작을 무효화시키는 헤드 쉬프트 제어기(136)를 포함한다.
피드백 제어부(132)는 부하 저항(122, 124)을 통한 일정한 DC 전류 흐름 또는 적어도 최대의 DC 전류 흐름을 유지하도록 바이어스 전류원(bias current sources)(96, 98, 112)을 조정한다. 전치 증폭기 출력의 DC 출력 레벨은 증폭기(126)의 입력단에서 검출되며, 라인(138)을 통해 이득 제어부(130)로 복귀된다. 열적 저항 변화와 같은 변수는 보상되며, 단(84, 102, 114)의 전체 이득은 원하는 일정한 레벨에서 유지된다.
모드 제어부(134)는 헤드 어셈블리(28)의 방사상 위치에 따라서, 그리고 헤드 어셈블리가 저장 트랙(24)의 데이터 섹터(24A)와 정렬되어 있는지 또는 서보 섹터(24B)와 정렬되어 있는지에 따라서 전치 증폭기의 동작을 최적화한다. 이득 제어부(130)는 데이터 버스(140)에 의해 중앙 처리 장치(CPU)(142)에 접속되며, 타이밍 정보를 공급받아, 데이터 및 서보 밴드 세그먼트, 방사상 헤드 위치 정보와 증폭기 동작을 동기화시기게 된다. CPU(142)는 예를 들면, 데이터 저장 디스크 파일(10)을 내장할 수도 있고 제어 유닛(14) 내에 구현될 수도 있거나 또는 파일(l0)로 부터 멀리 떨어져 있을 수도 있다.
서보 정보를 판독하기 위하여, 제 1 및 제 2 증폭기 단(84, 102)의 총 이득은 디스크 면(20) 위의 헤드 어셈블리(28)의 방사상 위치에 따라 변하는 비율로 할당된다. 할당 방법은 도 7에서 알 수 있으며, 도 7에서 자기 저항성 헤드(46)로부터의 신호에 의한 이득 기여는 실선으로 표시되고, 유도성 헤드(44)로부터의 신호에 의한 이득 기여는 점선으로 표시된다. 임의의 방사상 위치에서의 두 이득 기여의 합은 총 이득, 즉 100 퍼센트이다. 수직 축은 신호 이득 기여의 퍼센트 비울을 나타내고, 수평축은 디스크 면(20) 위의 헤드 어셈블리(28)의 방사상 위치를 나타낸다.
디스크 면의 내부 반경(ID)에서, 증폭기 단(84)의 이득은 제 1 및 제 2 단(84, 102)의 총 이득의 1/2보다 다소 더 크다. 역으로, 증폭단(102)의 이득은 제1 및 제 2 단(84, 102)의 총 이득의 1/2보다 다소 더 적다. 양 이득 기여는 내부반경으로부터 대략 1/5이 되는 위치에서 동일하다. 면(20)의 외부 반경(OD)에서, 증폭기 단(102)의 이득은 총 이득의 거의 전부를 이루지만, 반면에 단(84)의 이득 기여는 상대적으로 작다. 이들 상대적 이득 기여는 이득 제어부(130)에 의한 전류원(96, 98, 112)의 조절에 의해 설정된 바이어스 전류 레벨로 인한 것이다.
서보 섹터(24B)를 판독할 때, 유도성 신호와 자기 저항성 신호의 조합은 자기 저항성 센서(74)로 인한 일정한 높은 중앙 진폭을 갖는 횡단 트랙 프로파일(cross track profile)을 제공한다. 보다 낮은 진폭에서의 감도는 유도성 헤드로 부터의 신호를 추가함으로씨 자기 저항성 갭 폭을 넘어 제공된다. 결과적으로, 중앙부가 로딩된 비교적 넓은 감도 프로파일은 서보 데이터를 신뢰성있게 그리고 선형적으로 판독하는데 유리하다. 예를 들면, 조합된 신호는 기록 시, 소거 밴드 갭에 걸쳐 평균하는데 매우 적합하다.
데이터 세그먼트(24A)로부터 데이터 정보를 판독하기 위하여, 제 1 및 제 2증폭기 단(84, 102)의 총 이득은 또한, 디스크 면(20) 위의 헤드 어셈블리(28)의 방사상 위치에 따라 변한다. 할당 방법은 도 8에서 알 수 있다. 도 7과 도 8을 비교하면, 상이한 이득 제어 방법을 사용하여 데이터 및 서보를 판독함을 알 수 있다. 전치 증폭기는 CPU(142)에 의해 제공되는 신호에 따라 방사상 트랙 위치와 동기화된다.
디스크 면 내부 직경에서 디스크 외부 직경으로 절반이 훨씬 넘는 위치까지 연속되는 방사상 위치에서는, 단지 제 1 증폭기 단(84)이 이용되고, 증폭기 단(102)의 이득은 0으로 설정된다. 헤드 어셈블리(28)가 면(20)의 외부 직경에 접근함에 따라, 증폭기 단(102)의 이득이 증가한다. 외부 직경에서, 증폭기 단(102)의 이득 기여는 1/2을 약간 넘는다.
자기 저항성 헤드(46)는 디스크 면(20)의 외부 직경 근방에 있지 않을 때, 데이터를 판독하는데 효과적이다. 그러나, 자기 저항성 헤드(46)는 자속에 의존하고 속도와는 무관한 신호를 제공하지만, 반면에 유도성 헤드 어셈블리(44)는 디스크 면 위의 헤드 이동 속도가 증가함에 따라 증가하는 진폭을 갖는 신호를 제공한다. 디스크 면의 외부 직경에 근접함에 따라, 트랙(24)과 데이터 세그먼트(24A)가 더 길어지고, 상대적으로 헤드 속도가 증가한다. 이들 영역에서 자기 저항성 신호뿐만 아니라 유도성 신호를 이용하면, 데이터의 효율적인 밴딩(banding)이 가능하게 되는데, 즉 보다 근 반경에서 디스크 속도를 증가시킴에 따라 일정한 선형 밀도를 유지하도록, 트랙 세그먼트(24A)를 따라 데이터의 주파수를 증가시킬 수 있게 된다.
도 7의 곡선이 일반적으로 선형으로 표시되어 있지만, 다른 이득 할당 방법이 이용될 수도 있다. 마찬가지로, 도 8의 일부에서 볼 수 있는 비선형 곡선은 원할 경우 선형이거나 또는 부분적으로 선형일 수도 있다. 또한, 도 7과 도 8에 있는 곡선이 연속이지만, 대신에 계단(step) 함수 방법이 이용될 수도 있다. 예를 들면, 이득은 파일과 함께 이용되는 데이터 밴딩 방안에 대응하여 방사상 거리에서 단계적으로 조정될 수 있다.
다른 장점은 자기 저항성 헤드(46) 및 유도성 헤드(44)의 신호를 조합함으로써 발생한다. 자기 저항성 헤드(46)의 좁은 감도 트랙으로 인하여, 헤드(46)는 비교적 작은 매체 결함에도 영향을 받기 쉽다. 자기 저항성 신호에 유도성 신호를 보충하면, 유도성 헤드(44)의 보다 넓은 감도 영역으로 인하여 헤드 어셈블리가 매체 결함에 견딜 수 있는 능력이 개선된다. 또한, 비대칭 자기 저항성 출력 신호는 대칭적 유도성 신호를 부가함으로써 개선된다.
자기 저항성 헤드(46)의 오프 트랙 감지 능력이 가장 중요한 경우가 있다. 데이터 회복 절차에서 데이터 판독 실패로부터 회복하려고 할 때, 이 절차의 어떤 단계는 헤드 어셈블리(28)를 한 트랙 폭만큼 방사상 방향으로 이동시기는 것을 수 반할 수가 있다. 이 절차에서, 유도성 헤드의 넓은 판독 갭은 측면 간섭(side interference)으로 인한 문제점을 야기할 수 있다. 따라서, 이득 제어부(130)는 유도성 신호의 이득을 0으로 감소시키고 자기 저항성 증폭기 단(84)의 이득을 제어하여 전체 이득을 제공하도록, CPU(142)와 버스(140)로부터 수신된 데이터 회복 절차 인스트럭션에 응답하여 동작하는 헤드 쉬프트 제어기(136)를 포함한다.
본 발명이 도면에 도시된 본 발명의 실시예의 세부 사항을 참조하여 설명되었으나, 이들 세부 사항은 첨부된 청구 범위에 청구된 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.

Claims (19)

  1. 데이터 저장 장치에 있어서,
    ① 하우징 수단(housing means)과,
    ② 상기 하우징 수단에 포함된 정보 저장 영역을 포함하는 자기 데이터 저장 매체와,
    ③ 상기 정보 저장 영역 상에 자기적으로 기록된 정보의 스트림과,
    ④ 상기 하우징 수단에 포함된 변환기 헤드 어셈블리- 상기 변환기 헤드 어셈블리는 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드를 포함하며, 상기 자기 저항성 헤드 및 상기 전자기 헤드는 서로 중첩되어 동시에 상기 정보 스트림에 정렬됨 - 와,
    ⑤ 상기 변환기 헤드 어셈블리에 접속되어, 상기 데이터 저장 매체에 대하여 상기 변환기 헤드 어셈블리를 이동시키는 액츄에이터 수단(actuator means)과,
    ⑥ 상기 액츄에이터 수단에 접속되어, 상기 정보 스트림에 상기 변환기 헤드어셈블리를 정렬시키는 제어 수단과,
    ⑦ 상기 변환기 헤드 어셈블리에 접속되어, 상기 정보 저장 영역으로부터 판독된 신호를 처리하는 전치 증폭기
    를 포함하되,
    상기 전치 증폭기는 상기 자기 저항성 헤드 및 상기 전자기 헤드의 양 헤드에 의해 판독된 신호를 동시에 처리함으로써 출력 신호를 제공하는 신호 처리 수단을 포함하고,
    상기 신호 처리 수단은 상기 자기 저항성 헤드에 접속된 제 1 증폭기 수단 및 상기 전자기 헤드에 접속된 제 2 증폭기 수단과, 상기 제 1 및 제 2 증폭기 수단의 이득을 독립적으로 설정하여 상기 출력 신호에 대한 상기 전자기 헤드 및 유도성 헤드의 상대적 기여도를 변화시기는 조절가능한 이득 제어 수단을 포함하는
    데이터 저장 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기 헤드는 코일 및 갭을 갖춘 유도성 헤드를 포함하며, 상기 자기 저항성 헤드는 상기 갭에 배치된 자기 저항성 센서를 구비하는 데이터 저장 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자기 저항성 센서는 상기 갭의 중심에 배치되는 데이터 저장 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 갭은 한 쌍의 자극편에 의해 정의되며, 상기 자극편은 상기 자기 저항성 센서에 대한 차폐부(shield)를 더 포함하는 데이터 저장 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 매체는 회전할 수 있는 자기 디스크를 포함하고, 상기 정보 저장영역은 상기 디스크의 면을 포함하며, 상기 변환기 헤드 어셈블리는 상기 디스크면 위에 상기 자기 저항성 헤드 및 상기 전자기 헤드를 지지하는 에어 베어링 슬라이더를 포함하는 데이터 저장 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 변환기 헤드 어셈블리의 상기 디스크 면 상에서 방사상 위치에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 증폭기 수단 중 적어도 한 수단의 이득을 변화시키는 수단을 더 포함하는 데이터 저장 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 변환기 헤드 어셈블리의 상기 디스크 면 상에서 방사상 위치에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 증폭기 수단의 상대적 이득을 할당하는 수단을 더 포함하는 데이터 저장 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 저장 장치는 헤드 쉬프트 회복 절차 동안 상기 제 2 증폭기 수단을 디스에이블링(disabling)하는 수단을 포함하는 데이터 저장 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 증폭기 수단에 접속된 제 3 증폭기 수단을 더 포함하는 데이터 저장 장치.
  10. 제 9 에 있어서,
    상기 제 3 증폭기 수단과 상기 이득 제어 수단 사이에 접속된 피드백 경로를 더 포함하며, 상기 이득 제어 수단은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 증폭기 수단의 총 이득을 조절하는 수단을 포함하는 데이터 저장 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 정보 스트림은 데이터 세그먼트와 서보 세그먼트를 교대로 포함하고, 상기 이득 제어 수단은 상기 데이터 및 서보 세그먼트가 상기 헤드 어셈블리에 정렬함에 응답하여, 상기 이득을 각각 제 1 동작 모드 및 제 2 동작 모드로 설정하는 수단을 포함하는 데이터 저장 장치.
  12. 회전 자기 데이터 저장 디스크의 자기 면의 트랙으로부터 데이터 정보 및 서보 정보를 판독하기 위한 장치에 있어서,
    ⓛ 자기 저항성 헤드 및 이에 중첩된 전자기 헤드를 포함하는 통합 헤드 어셈블리와,
    ② 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드로부터의 신호를 동시에 처리하는 증폭기 수단- 상기 증폭기 수단은 상기 자기 저항성 헤드에 접속된 입력과, 출력을 구비하는 제 1 단과, 상기 전자기 헤드에 접속된 입력과, 출력을 구비하는 상기 제 1 단과 평행한 제 2 단과, 상기 제 1 및 제 2 단의 상기 출력으로부터의 결합된 신호를 수신하도록 접속된 입력을 구비하는 제 3 단을 포함함- 과
    ③ 상기 제 1 및 제 2 단의 이득을 서로 독립적으로 조정하여 상기 결합된 신호에 대한 상기 자기 저항성 헤드 및 유도성 헤드의 상대적 기여도를 변화시키는 이득 제어 수단
    을 포함하는 데이터 정보 및 서보 정보 판독 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이득 제어 수단은 자기 디스크 면에 대한 상기 헤드 어셈블리의 방사상위치에 따라, 상기 제 1 단과 제 2 단간에 상기 제 1 단 및 상기 제 2 단의 총 이득을 할당하는 수단을 포함하는 데이터 정보 및 서보 정보 판독 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 할당 수단은 상기 자기 디스크 면에 대한 상기 헤드 어셈블리의 방사상 위치가 증가함에 따라, 상기 제 2 단의 상대적 이득을 증가시기는 데이터 정보 및 서보 정보 판독 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 할당 수단은 서보 및 데이터 정보에 대해 각각 상이하게 할당하는 모드 제어 수단을 포함하는 데이터 정보 및 서보 정보 판독 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 이득 제어 수단은 헤드 쉬프트 데이터 회복 절차에 응답하여, 상기 제 2 단의 이득을 중단시키는 헤드 쉬프트 제어 수단을 포함하는 데이터 정보 및 서보 정보 판독 장치.
  17. 기록된 정보의 스트림을 포함하는 저장 영역을 구비하는 자기 매체로 부터 판독하는 방법에 있어서,
    ① 상기 저장 영역에 자기 저항성 헤드를 정렬시기는 단계와,
    ② 상기 저장 영역에 정렬된 자기 저항성 헤드와 전자기 헤드를 중첩시키는 단계와,
    ③ 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드를 모두 이용하여 상기 정보 스트림을 동시에 판독하는 단계와,
    ④ 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드의 양 헤드로부터의 신호를 결합하여 출력 신호를 제공하는 단계와,
    ⑤ 상기 신호를 결합하기 전에 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드의 양 헤드로부터의 신호를 전치 증폭하는 단계
    를 포함하되,
    상기 전치 증폭 단계는 변환기 헤드 어셈블리의 디스크 상에서의 방사상 위치에 따라, 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드로부터의 상기 신호의 상대적 이득 기여도를 조정하는 단계를 포함하는
    자기 매체 판독 방법.
  18. 기록된 정보의 스트림을 포함하는 저장 영역을 구비하는 자기 매체로 부터 판독하는 방법에 있어서,
    ① 상기 저장 영역에 자기 저항성 헤드를 정렬시기는 단계와,
    ② 상기 저장 영역에 정렬된 자기 저항성 헤드와 전자기 헤드를 중첩시키는 단계와,
    ③ 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드를 모두 이용하여 상기 정보 스트림을 동시에 판독하는 단계와,
    ④ 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드의 양 헤드로부터의 신호를 결합하여 출력 신호를 제공하는 단계와,
    ⑤ 상기 신호를 결합하기 전에 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드의 양 헤드로 부터의 신호를 전치 증폭하는 단계
    를 포함하되,
    상기 전치 증폭 단계는 헤드 쉬프트 데이터 회복 절차 동안 전자기 헤드로부터의 신호를 디스에이블링 하는 단계를 포함하는
    자기 매체 판독 방법.
  19. 기록된 정보의 스트림을 포함하는 저장 영역을 구비하는 자기 매체로 부터 판독하는 방법에 있어서,
    ① 상기 저장 영역에 자기 저항성 헤드를 정렬시기는 단계와,
    ② 상기 저장 영역에 정렬된 자기 저항성 헤드와 전자기 헤드틀 중첩시키는 단계와,
    ③ 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드를 모두 이용하여 상기 정보 스트림을 동시에 판독하는 단계와,
    ④ 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드의 양 헤드로부터의 신호를 졀합하여 출력 신호를 제공하는 단계와,
    ⑤ 상기 신호를 결합하기 전에 자기 저항성 헤드 및 전자기 헤드의 양 헤드로부터의 신호를 전치 증폭하는 단계
    를 포함하되,
    상기 전치 증폭 단계는 판독되는 정보 스트림이 데이터인지 또는 서보인지 여부를 검출하는 단계와, 판독되는 상기 정보 스트림이 데이터인지 또는 서보인지 여부에 따라 상기 자기 저항성 헤드 및 상기 전자기 헤드로부터의 상기 신호의 상대적 이득 기여도를 조정하는 단계를 포함하는
    자기 매체 판독 방법.
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