KR20010113648A - 적응 피드포워드 소거 방법 및 장치 - Google Patents

적응 피드포워드 소거 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

디스크 드라이브 안의 디스크의 다음 섹터에 대한 적응 피드포워드 소거 신호를 발생시키기 위한 방법과 장치들이 제공된다. 소거 신호는 하나 이상의 삼각함수에 곱한 하나 이상의 탭 가중치(tap weights)를 포함한다. 소거 신호를 형성하기 위한 방법과 장치는 우선 디스크 드라이브의 피드포워드 소거 성분과 관련한 서보 회로 전달 함수를 결정하게 된다. 이때 전달함수는 필터 파라미터들을 형성할 수 있게 변환된다. 다음에 위치 에러 값은 현재 신호를 위해 측정되고, 필터 파라미터들로 구성된 필터를 통해 전달된다. 이것은 다음 섹터의 소거 신호에 대한 탭 가중치를 결정하기 위해 현재 섹터의 탭 가중치로 사용되는 필터링된 위치 에러 값을 생성한다.

Description

적응 피드포워드 소거 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTIVE FEEDFORWARD CANCELLATION}
컴퓨터 디스크 드라이브에서, 데이터는 컴퓨터 디스크 위의 동심형 트랙에 저장된다. 비교적 고밀도 트랙의 디스크 드라이브에서, 서보 피드백 회로는 판독 또는 기록 작업동안 헤드를 원하는 트랙 위에 유지되도록 한다. 이것은 지시된 서보 디스크 위에 또는 디스크상의 데이터들 사이에 산재된 각으로 공간 분할된 섹터 상에 사전 기록된 서보 정보를 이용하여 이루어진다. 트랙 추정 동안, 헤드에 감지된 서보 정보는 트랙 중심에서 멀어진 헤드의 위치 에러를 지시하는 위치 에러 신호(PES)를 발생시키기 위해서 복조된다. 이때 PES는 헤드의 위치를 설정하는 액추에이터를 제어하도록 귀환되는 액추에이터 제어 신호로 변환된다.
일반적으로 헤드 포지셔닝 에러에는 반복형과 비반복형 두 가지 형태가 있다. 비반복형 에러는 일반적으로 예측할 수 없고, 따라서 에러가 발생될 때까지 제거되지 않을 수 있다. 일반적으로 디스크 드라이브의 기계적인 불규칙 구조 또는 서보 트랙을 기록할 때 도입되는 에러로 야기되는 반복형 에러는 예견될 수 있으며, 이론적으로 에러가 발생할 때 소거될 수 있다. 일반적으로 이들 반복 런아웃 에러(RRO)는 반복 포지셔닝 에러를 소거시키는 서보 회로에 보상 신호를 제공하며 제거 될 수 있다. 이런 보상 신호를 발생시키는 기술을 일반적으로 피드포워드 소거라고 한다.
피드포워드 소거 신호는 서보 회로 안으로 도입되기 때문에, 어떤 상태에서는 서보 회로의 불안정을 야기할 수도 있다. 특히, 만약 소거 신호가 주어지 위치 에러 신호보다 너무 크면, 소거 신호는 헤드가 트랙 중심 선 사이에서 시계추처럼 진동시킬 수 있고, 그로 인해 헤드가 트랙 위의 안정한 상태의 위치에 도달하는 것을 방해한다.
이러한 문제점을 피하기 위해, 종래 기술은 적응 피드포워드 소거를 개발했다. 적응 피드포워드 소거의 한 예는 워크맨(미국특허번호 4,616,276)에 보여진다. 적응 피드포워드 소거 상태에서, 소거 신호는 초기에 0 으로 설정된다. 이 때 위치 에러 신호는 첫 번째 섹터에서 측정되고, 다음 섹터에 대한 소거 신호의 크기를 설정하는 데 이용한다. 불안정 상태를 피하기 위해, 위치 에러 신호에 0 과 1 사이의 학습 비율(learning rate)을 곱한다. 어떤 시스템에서는, 소거 신호가 반복 런아웃 에러를 완전히 소거시키는 가능성을 개선시키는 한편, 안정성을 더욱 보장하기 위해 학습 비율은 각 연속된 섹터에서 감소된다.
현재의 적응 피드포워드 소거 기술이 갖고 있는 한가지 문제점은 모든 디스크 드라이브의 안정성을 보장하기 위해서 학습 비율이 매우 낮게 지정되어야 한다는 것이다. 그 결과로, 특히 높은 고조파에서 소거 신호는 더욱 긴 트레인을 취하게 된다. 사실, 어떤 디스크 드라이브에서, 소거 신호는 어느 고조파에서 반복 런아웃 에러를 완벽하게 소거시키는 값을 갖지 못한다.
본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 본 발명은 반복 런아웃 보상에 관한 것이다.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 디스크 드라이브의 투시도이다.
도 2는 적응 피드포워드 소거 시스템을 갖는 종래 기술의 서보 회로이다.
도 3은 본 발명이 사용된 섹터 배치를 보여주는 디스크의 평면도이다.
도 4는 위치 에러 신호의 주파수 스펙트럼이다.
도 5는 적응 피드포워드 소거를 갖는 서보 회로의 개략적인 블럭도 이다.
도 6은 본 발명의 적응 피드포워드 소거 시스템을 갖는 서보 회로의 블럭도 이다.
도 7은 도 6의 필터에 대한 블럭도 이다.
도 8은 본 발명에 의한 적응 피드포워드 소거 방법의 흐름도이다.
도 9는 종래 기술의 소거 기술을 사용할 경우 기본 주파수에서 위치 에러 신호의 그래프이다.
도 10은 본 발명의 소거 기술을 사용할 경우 기본 주파수에서 위치 에러 신호의 그래프이다.
도 11은 종래 기술의 소거 기술을 사용할 경우 제4 고조파에서 위치 에러 신호의 그래프이다.
도 12는 본 발명의 소거 기술을 사용할 경우 제4 고조파에서 위치 에러 신호의 그래프이다.
디스크 드라이브에서 디스크의 다음 섹터에 대한 적응 피드포워드 소거 신호를 발생시키기 위한 방법과 장치들이 제공된다. 소거 신호는 하나 이상의 삼각함수에 곱한 하나 이상의 탭 가중치(tap weights)를 포함한다. 소거 신호를 형성하기 위해, 방법과 장치는 우선 디스크 드라이브에서 피드포워드 소거 성분과 관련한 서보 회로 전달 함수를 결정하게 된다. 다음에 전달 함수는 필터 파라미터들을 형성할 수 있게 변환된다. 다음에 위치 에러 값은 현재 신호를 위해 측정되고, 필터 파라미터들로 구성된 필터를 통해 전달된다. 이것은 다음 섹터의 소거 신호에 대한 탭 가중치를 결정하기 위해 현재 섹터의 탭 가중치로 사용되는 필터링된 위치 에러 값을 생성한다.
도 1은 본 발명이 사용된 디스크 드라이브(100)의 투시도이다. 디스크 드라이브(100)는 베이스(102)와 위 커버(도시 안됨)를 갖는 하우징을 포함한다. 디스크 드라이브(100)는 디스크 클램프(108)에 의해 스핀들 모터(도시 안됨)에 부착된 디스크 팩(106)을 더 포함한다. 디스크 팩(106)은 중심축(109) 둘레를 함께 회전하도록 부착된 다수의 개별 디스크들을 포함한다. 각 디스크 표면은 디스크 표면과 소통할 수 있게 디스크 드라이브(100)에 부착된 해당 디스크 헤드 슬라이더(110)를 가진다. 도 1에서 도시된 예에서, 슬라이더(110)는 액추에이터(116)의 트랙 액세싱 암(114)에 차례로 부착된 서스펜션(112)에 의해 지지된다. 도 1에 도시된 액추에이터는 회전운동 코일 액추에이터로 공지된 형태이며, 일반적으로 118로 도시된 보이스 코일 모터(VCM)를 포함한다. 보이스 코일 모터(118)는 디스크의 내부직경(124)과 외부직경(126) 사이의 아치형 경로(122)를 따라 원하는 데이터 트랙 위에 헤드(110)를 위치시키기 위해 피봇 샤프트(120)를 중심으로 헤드(110)가 부착되어 있는 액추에이터(116)를 회전시킨다. 헤드(110)와 호스트 컴퓨터(도시 안됨)에 의해 발생되는 신호에 기초하여 서보 전자장치(130)에 의해 보이스 코일 모터(118)는 조종된다.
도 2는 종래 기술의 일부 서보 전자장치(130)에서 발견되는 서보 회로(202)의 종래 기술 피드포워드 소거 시스템(200)의 블럭도 이다. 서보 회로의 정확한 구조는 본 발명에 중요하지 않기 때문에, 서보 회로(202)는 간략한 형태로 도시되었다. 당업자는 실제 사용되는 서보 회로가 도 2의 간략한 형태보다 훨씬 복잡하다는 것을 알 것이다.
도 2에서 서보 회로(202)는 디스크 상의 헤드에 원하는 위치를 지시하는 기준 신호(REF)를 수신하는 서보 제어기(204)를 포함한다. 기준 신호에 기초하여 디지털 제어기(204)는 소거 합산 노드(206)(이하 상세설명)를 통하여 디지털 아날로그 변환기(208)로 들어가는 디지털 제어 값을 발생시킨다. 디지털 제어 값은 디지털 아날로그 변환기(208)에 의해 아날로그 전류로 변환되고, 아날로그 전류는 액추에이터 제어 전류를 생성하는 파워 증폭기(210)에 의해 증폭된다. 액추에이터 제어 전류는 헤드 디스크 어셈블리(HDA)(212)의 보이스 코일 모터에 공급되고, 보이스 코일 모터가 전류의 크기와 극성에 따라 움직이도록 한다. 보이스 코일 모터가 움직이면, 보이스 코일 모터에 부착된 헤드 짐벌 에셈블리가 디스크 전체를 통해움직여서 헤드의 위치가 디스크 위의 트랙에 관련하여 변화되도록 한다.
디스크에 저장된 서보 패턴들을 이용하여, 헤드는 헤드에서 트랙 중심까지의 거리를 나타내는 아날로그 신호를 발생한다. 아날로그 신호는 아날로그 디지털 변환기(214)에 공급되고, 변환기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 다음에 이 디지털 신호는 제어기(204)에 귀환되는 위치 에러 신호(PES)를 발생하기 위해 기준 신호와 결합된다. 제어기(204)는 새로운 디지털 제어 값을 발생시키기 위해 위치 에러 신호를 이용한다. 특히, 제어기(204)는 헤드를 원하는 트랙 위치로 가져오도록 계획된 디지털 값을 생성한다.
내장된 서보 시스템에서, 서보 정보는 데이터 트랙을 따라 섹터에 저장된다. 도 3은 트랙(322)을 따라 데이터 필드(312, 314, 316, 318 그리고 320)에 산재된 서보 섹터(302, 304, 306, 308 그리고 310)를 도시한 디스크(300)의 평면도이다. 도 3은 축적대로 도시된 것이 아니며, 대부분의 디스크들은 더 많은 서보 필드를 가지고 있음을 유의해야 한다. 예로, 본 발명의 일 실시예에서는 한 개의 트랙 당 120개의 서보 필드를 가지고 있다.
디스크의 몇 회전동안 측정된 위치 에러 신호의 주파수 스펙트럼을 검사함으로써 반복 런아웃 에러가 발견될 수 있다. 그러한 스펙트럼의 예는 도 4에 도시되어 있고, 여기서 위치 에러 신호의 진폭은 수직축(400)을 따라 마이크로 인치 단위로 표시되어 있고 주파수는 수평축(402)을 따라 표시되어 있다. 도 4에서, 반복 런아웃 에러는 스펙트럼의 피크(404, 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418, 그리고420)로 나타내어진다. 이 피크들은로 정의되는 기본 섹터 주파수의 고조파에서 발생하고, 여기서 N은 디스크 1회전에 대한 섹터의 수이다.
전술한 바와 같이, 종래 기술은 반복 런아웃 에러를 소거시키기 위해 적응 피드포워드 소거를 개발했다. 적응 피드포워드 소거는 서보 회로에 부가된 각 섹터에서 정정 값을 발생시킨다. 일반적으로 정정값은 다음과 같이 계산된다:
식 1
여기서과는 탭 가중치들이고,과는 섹터 k에서의 싸인과 코싸인 함수이며, 다음과 같이 정의된다:
식 2
식 3
여기서 N 은 디스크의 1회전에 대한 섹터의 수이다.
적응 피드포워드 소거 상태에서, 각 탭 가중치는 이전 섹터의 탭 가중치와 이전 섹터에서 측정된 위치 에러 신호의 함수이다. 특히 종래 기술에서 탭 가중치는 다음과 같이 정의된다:
식 4
식 5
여기서 C(k)는 학습 비율이고 PES(k)는 k번째 섹터의 위치 에러 신호이다.
위의 식 1에서, 기본 주파수만 소거 값에 의해 소거된다. 그러나 식 1은 소거 값이 기본 주파수의 고조파를 포함하도록 확장될 수 있다. 특히, 싸인과 코싸인 항은 각 고조파에 대하여 더해진다. 이에 따라 다음의 일반식을 얻는다.
식 6
여기서
식 7
식 8
그리고
식 9
식 10
도 2에서, 적응 피드포워드 소거 시스템(200)은 마이크로프로세스(220)와 랜덤 액세스 메모리(222), 싸인 코싸인 표(224)를 사용하여 식 6 부터 식10을 실행한다. 특히, 마이크로프로세서(220)는 이전 섹터에 대한 탭 가중치와 아날로그 디지털 변환기(214)로부터 얻은 이전 섹터에 대한 위치 에러 신호를 사용하여 새로운 탭 가중치 세트를 발생시킨다. 마이크로프로세서(220)는 랜덤 액세스 메모리(222)에 저장된 학습 비율과 싸인 코싸인 표(224)에 저장된 이전 섹터에 대한 싸인 코싸인 함수를 위치 에러 신호에 곱한다. 다음에 마이크로프로세서(220)는 각 새로운 탭 가중치에 싸인 코싸인 표(224)에 저장되어 있는 현재의 섹터에 대한 각각의 싸인 코싸인 값을 곱한다.
도 2의 서보 회로는 엘리먼트를 결합하고, 결합된 엘리먼트들에 단일 이득을 할당함으로써 간략화된다. 도 5에 도시된 개략적인 블럭도의 예에서는 디지털 아날로그 부품(208), 파워 증폭기(210), 헤드 디스크 어셈블리(212) 및 아날로그 디지털 변환기(214) 대신에 이득 P를 갖는 액추에이터 블럭(450)이 도시되었다. 도 2의 제어기(204)는 도 5에서 제어기 블럭(452)으로서 도시되며 이득 C를 갖는다. 적응 피드포워드 소거 회로는 AFC 블럭(454)으로 도시되었다.
도 5에서, 반복 런아웃 방해는 액추에이터(450)에서 출력된 위치 정보에 더해진 장해 d로서 도시되었다. 피드포워드 소거 신호는 제어기(452)에서 나온 제어값에서 삭감된 U로 도시되었다.
AFC(454)이 얼마나 빨리 반복 런아웃을 소거하는가를 결정하는 한 요인은 소거 신호 U에서 변하는 서보 회로의 응답이다. 특히, AFC(454)은 수신한 위치 에러 신호에 기초하여 소거 신호를 조절하기 때문에, 소거 신호 U의 변화에 기인하여 위치 에러 신호가 변하는 정도는 AFC(454)가 소거 신호를 변환시키는 비율에 영향을 줄 것이다. 만약 소거 신호의 작은 변화가 위치 에러 신호의 큰 변화를 야기한다면, PES는 소거 신호의 변화에 기인하여 발진하는 경향이 있기 때문에 AFC(454)가 최종 소거 신호에 도달하는 것은 매우 어렵다. 이론적으로 소거 신호의 변화는 모든 주파수에서 위치 에러 신호의 비슷한 크기의 변화를 유발한다.
도 5를 사용하면 PES신호와 소거 신호 사이의 관계가 결정될 수 있다. 보통 이 관계는 전달함수 G란 용어로 정의되는데, 이는 PES신호의 변화를 소거 신호에대응하는 변화로 나눈 것이다. 이것은 기준신호와 반복 런아웃 신호를 0으로 설정하고 서보 회로를 트레이스함으로써 도 5로부터 결정될 수 있다. 따라서, 도 5로부터 다음과 같은 식이 나온다:
식 11
이 식은 다음과 같이 구성된다.
식 12
위에서 말한 바와 같이, 이론적으로 이 전달함수는 모든 주파수에 대하여 1이 되어, 소거 신호의 변화가 AFC(454)에 의해 검출되는 위치 에러 신호에서 동일한 변화를 유발하도록 한다. 그러나, 디스크 드라이브에서 이 전달 함수는 거의 1이 되지 않고, 많은 디스크 드라이브에서 주파수에 상당히 의존한다. 그래서, 종래 적응 피드포워드 소거 시스템의 수렴은 이상적이지 못하다.
이 문제점을 극복하기 위해서, 본 발명은 복귀된 위치 에러 신호와 적응 피드포워드 소거 시스템 사이에 새로운 필터를 도입한다. 이 새로운 필터는 전달 함수를 변화시켜 1(unity)에 접근시킨다. 도 6은 새로운 필터로서 이득 F를 갖는 필터(526)가 도시된 본 발명의 실시예에 대한 개략도 이다.
도 6에서, 서보 회로(502)의 나머지는 도 2의 것과 유사하고, 제어기(504), 합산기(506), 디지털 아날로그 변환기(508), 파워 증폭기(510), 헤드 디스크 어셈블리(512), 아날로그 디지털 변환기(514)로 구성된다. 또한 적응 피드포워드 소거 시스템(500)의 나머지 부분은 도 2의 시스템과 유사하고, 마이크로프로세서(520),랜덤 액세스 메모리(522) 그리고 싸인 코싸인 표(524)를 포함한다.
새로운 필터를 사용하여, AFC시스템에 의해 검출된 전달함수는 다음과 같다:
식 13
여기서 (PES)'는 필터(526)에 의해 AFC시스템에 공급된 PES신호이다. 식 13을 사용하여, 본 발명은 필터(526)의 이득을 전달함수 G의 역수로 설정함으로써 모든 주파수에서 AFC 시스템에 의해 검출된 전달 함수가 1이 되도록 한다. 따라서 식은 다음과 같다:
식 14
따라서 본 발명은 AFC시스템의 수렴을 개선한다.
발명의 일 실시예에서, 필터(526)는 도 7의 3차 명령 필터(600)로 구현된다. 필터(600)는 현재의 PES값, 이전의 PES값, 그리고 그 이전의 PES값들 각각의 비중을 가중시키는 각각 세개의 웨이팅 블록 (606(b0), 608(b1), 610(b2))에 대하여 한 섹터만큼 PES값을 지연시키는 두개의 지연 유닛(602, 604)을 포함한다. 웨이팅 블럭의 출력은 지연 유닛(612)과 웨이팅 블럭(614(a0))에서 발생한 이전의 필터 출력의 지연되고 가중된 버전과 합쳐진다. 필터의 결과 출력은로 표현되고 다음과 같이 정의된다:
식 15
여기서 PES(k)는 현재 섹터 k에 대한 위치 에러 신호이다.
당업자는 필터(600)가 프로그램가능 하드웨어나 소프트웨어로 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예를 실행하기 위한 흐름도이다. 도 8의 프로세스는 서보 시스템의 폐루프 주파수 응답이 결정되는 단계(700)에서 시작한다. 입력에 다양한 주파수의 신호들을 도입하고 그리고 결과 위치 에러 신호를 측정하는 것을 포함하는 폐루프 응답을 결정하는 많은 기술들이 알려져 있다. 도 5의 개략도를 이용하여, 이 측정은 (1/1+CP)로 나타나는 응답을 제공한다.
도 8의 단계(720)에서, 액추에이터(P)의 기계적인 주파수 응답이 측정된다. 이것은 액추에이터를 모델링하거나 또는 액추에이터에 다양한 주파수들의 제어 신호들을 공급하고 그리고 헤드에서 발생한 결과 에러 신호들을 측정함으로써 이뤄질 수 있다.
단계(704)에서 액추에이터(P)의 주파수 응답은 전달함수 G를 생성하기 위해 서보 시스템의 폐루프 응답과 결합하는데 식은 다음과 같다:
식 16
단계 (706)에서, 전달 함수 G는 역수로 변하고 필터 F의 필터 파라미터(b0, b1, b2, a0)들을 형성하도록 실수의 분자와 분모 계수들을 대입한다. 이것은 MATLAB(Massachusetts, Natic의 Mathworks사에서 이용가능)과 같은 제어 소프트웨어를 사용하여 이뤄질 수 있다. 특히, MATLAB의 'invfreqz'기능이 사용된다.
대부분의 실시예에서, 단계 (700)에서 단계(706)는 각 디스크 드라이브에 대해 한 번만 수행되고 그후에 필터는 고정되어진다.
일단 필터가 생산되면, 트랙 추정은 단계(708)에서 시작될 수 있다. 헤드가 서보 인덱스를 통과할 때, 초기 소거 신호가 단계(710)에서 생산되며, 그 식은 다음과 같다:
식 17
여기서 i는 기본 섹터 주파수의 고조파를 나타내고, m은 관련되는 고주파 총 수이며,과은 초기에 0으로 설정되는 고조파 특징의 적응 탭 가중치이다.
단계 (712)에서, 제1 현재 섹터(k)에 대하여 생성된 위치 에러 신호는 F필터(도 6의 (526), 도 7의 (600))를 통과하여 필터링된 PES값를 생성한다. 다음에 이 값은 단계(714)에서 모든 고조파에 대한 다음 섹터(k+1)에 대한 탭 가중치를 갱신하는데 사용된다. 이 때 다음식을 이용한다.
식 18
식 19
여기서과는 다음 섹터(k+1)와 i차 고조파에 대한 탭 가중치이고,와는 현재 섹터(k)와 i차 고조파에 대한 탭 가중치이며, μ는 학습 비율이다. 몇 가지 실시예에서 학습 비율은 일반적으로 각 섹터에 감소되어 적응된다.
일단 탭 가중치가 단계(714)에서 결정되면, 위의 식 17은 단계(716)에서 새로운 소거 신호를 생성하는데 사용된다. 이 새로운 소거 신호는 다음 섹터에 공급되고 프로세스는 다음 섹터가 현재 섹터가 되는 단계(712)로 복귀된다.
도 9, 10, 11 과 12는 종래 기술보다 개선된 본 발명의 성능을 나타내는 그래프이다. 이 그래프들은 75㎐로 회전하는 트랙당 120 섹터를 갖는 디스크를 대상으로 모의실험 한 결과이다.
도 9와 도 10은 종래 기술과 본 발명, 각각에서 나타난 소거 신호의 효과를 보여준다. 식 17은 두 경우의 소거 신호를 발생시키는데 사용된다. 그러나 탭 가중치들은 다르게 갱신된다. 특히 종래 기술에서, 위치 에러 신호는 본 발명의 필터링된 위치 에러 신호대신에 식 18과 식 19에서 직접 사용되었다. 도 9와 도 10은 위치 에러 신호의 모든 주파수 상의 효과를 도시하지 않고, 기본 주파수에서 위치 에러 신호의 일부분에 대한 효과만을 보여준다. 도 9와 10에서, 위치 에러 신호는 각각의 수직축(800 과 900)을 따라 나타내지고, 시간은 수평축(802 와 902)을 따라 나타내진다. 이 결과를 얻기 위해 종래 기술에서는 0.01(μ)의 학습 비율이 사용되고, 본 발명에서는 0.1의 학습 비율이 사용된다. 종래 기술의 0.01의 학습 비율은 수렴의 필요에 따라 제한된다.
도 9와 도 10에서 보여지듯이 종래 기술과 본 발명은 대략 같은 시간에 기본 주파수 성분을 소거시킨다.
도 11과 12는 위치 에러 신호의 제4 고조파에 대한 종래 기술과 본 발명 각각의 소거 효과를 나타낸다. 도 11과 도 12에서 위치 에러 신호는 수직축(1000과 1100)을 따라 나타내고, 시간은 수평축(1002와 1102)에서 나타낸다. 불안정을 피하기 위해 종래 기술의 학습 비율은 0.001로 제한된다. 그러나 도 11에서 보여지듯이, 종래 기술에서는 최대 학습 비율에서조차도 위치 에러 신호의 제4 고조파를 완전히 소거시키지 못한다. 반면에 본 발명에서는 기본 주파수에 사용된 0.1의 같은 학습 비율이 제4 고조파에 사용된다. 이것은 본 발명을 사용하여 기본 주파수 성분을 소거시키는데 필요한 대략 같은 시간에 제4 고조파를 소거시킨다. 따라서 본 발명은 반복 런아웃의 높은 주파수 성분의 소거 기능을 개선하고, 대략 같은 시간대에 모든 주파수 성분들을 소거시킨다. 일 실시예에서 모든 주파수 성분들은 디스크 1회전 안에 0에 근사하게 감소한다.
요약하면, 디스크 드라이브(100)에서 디스크(300)의 다음 섹터(304)에 대한 적응 피드포워드 소거 신호 U를 생성하는 방법이 제공된다. 소거 신호는 한 개 이상의 삼각함수,가 곱해진 한 개 이상의 탭 가중치를 갖는다. 소거 신호를 발생시키는 방법은 피드포워드 소거 부재(454)와 관련된 서보 회로 전달 함수 G를 결정하고 필터 파라미터들을 형성하도록 전달함수를 반전시키는 것을 포함한다. 다음에 위치 에러 값은 현재 섹터 k 에서 측정되고, 위치 에러 값은 필터(526)를 통과하여 필터링된 위치 에러 값을 발생한다. 다음에 다음 섹터에 대한 탭 가중치가 필터링된 위치 에러 값과 현재 섹터에 대한 탭 가중치에 부분적으로 기초하여 결정된다.
또한 디스크 드라이브(100)에 대한 서보 시스템이 제공되며, 이 시스템은 제어 신호를 발생하는 제어기(504)와 최소한 부분적으로 제어신호에 기초하여 헤드를 움직일 수 있는 액추에이터-헤드 어셈블리(508, 510, 512, 514)를 포함한다. 액추에이터-헤드 어셈블리는 또한 트랙(322)위의 헤드 위치에 기초하여 위치 에러 신호를 발생시킬 수 있다. 적응 피드포워드 소거 부재(500)는 필터(526)로 부터 필터링된 위치 에러 신호를 수신하고, 필터링된 위치 에러 신호를 부분적으로 기초하여 다음 섹터에 대한 소거 신호를 발생시킬 수 있다. 필터(526)의 전달 함수는 적응 피드포워드 소거 구성 요소(500)의 출력 U로부터 필터(526)의 입력으로의 전달함수의 역수에 근사된다.
본 발명의 다양한 실시예의 여러 가지 특징과 장점들이 발명의 다양한 실시예들의 구조와 기능의 설명과 함께 이전의 설명 속에 설명되었더라도, 이 설명은 예증 적일 뿐이고, 그 응용은 특히, 종속항에 표현된 용어의 일반적으로 넓은 의미로 지시되는 정도까지 본 발명 원리의 일부분의 구조와 배열과 관련하여 세부적으로 이루어질 수 있다. 예로, 소거신호는 서보 회로내의 다른 위치에 삽입될 수 있고, 따라서 본 발명의 범위와 사상에서 벗어나지 않으면서 필터의 파라미터들과 전달함수의 계산을 바꿀 수 있다. 또한 다른 응용들이 있을 수 있다.

Claims (15)

  1. 디스크 드라이브에서 디스크의 다음 섹터에 대한 적응 피드포워드 소거 신호를 생성하는 방법으로서,
    상기 소거 신호는 한 개 이상의 탭 가중치가 곱해진 한 개 이상의 삼각 함수를 포함하며,
    (a) 디스크 드라이브에서 피드포워드 소거 부재와 관련된 서보 회로 전달 함수를 결정하는 단계;
    (b) 필터 파라미터들을 형성하도록 전달 함수를 역수로 변환하는 단계;
    (c) 현재 섹터에서 위치 에러 값을 측정하는 단계;
    (d) 필터링된 위치 에러 신호를 생성하기 위해 상기 필터 파라미터들로부터 형성된 필터를 통해 상기 위치 에러 값을 통과시키는 단계; 및
    (e) 상기 현재 섹터에 대한 탭 가중치와 상기 필터링된 위치 에러 값에 부분적으로 기초하여 상기 다음 섹터의 소거 신호에 대한 탭 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서보 회로는 제어 신호의 응답에 따라 헤드를 움직일 수 있고 상기 헤드의 위치에 기초하여 위치 에러 신호를 생성할 수 있는 전달 함수 P를 갖는 액추에이터 부재를 포함하고, 상기 서보 회로는 위치 에러 신호에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있는 전달 함수 C를 갖는 제어기를 더 포함하며, 상기 서보 회로 전달 함수를 결정하는 단계는 식의 전달 함수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 필터 파라미터들을 형성하도록 상기 전달 함수를 역수로 변환하는 상기 단계는의 필터 함수에 대한 필터 파라미터들을 생성하는 단계를 포함하며, 여기서 PES(k)는 현재 섹터에 대한 위치 에러 값이고, PES(k-1)는 이전 섹터에 대한 위치 에러 값이며, PES(k-2)는 그 이전 섹터에 대한 위치 에러 값이고,는 이전 섹터에 대한 필터 출력이며,는 현재 섹터에 대한 필터 출력을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 소거 신호는 상기 식으로 구성되며, 상기과는 다음 섹터 k+1에 대한 탭 가중치를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 소거 신호는 식으로 구성되며, m은 상기 소거 신호에서 발견되는 상기 기본 섹터 주파수의 고조파 총 수을 나타내고,과는 다음 섹터 k+1와 고조파 i에 대한 탭 가중치를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 전달 함수를 결정하는 단계는 다수의 주파수에 대한 전달 함수를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 소거 신호에 대한 상기 탭 가중치를 결정하는 단계는 상기 기본 주파수의 각각의 고조파에 대한 별도 탭 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 기본 주파수의 고조파에 탭 가중치를 결정하는 단계는과에 따라 상기 탭 가중치를 갱신하는 단계를 포함하며, 여기서과은 고조파 i에서 다음 섹터에 대한 탭 가중치를 나타내고,과는 고조파 i에서 현재 섹터에 대한 탭 가중치를 나타내며, μ는 학습 비율이고,는 현재 섹터에 대한 필터링된 위치 에러 신호를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 디스크 드라이브에서, 트랙 위에 헤드를 위치시키는 서보 시스템으로서,
    상기 헤드에 의해 생성되는 위치 에러 신호에 부분적으로 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있는 제어기;
    액추에이터와 상기 헤드를 포함하고, 상기 제어기의 상기 제어 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 헤드를 움직일 수 있으며, 트랙 위의 상기 헤드의 위치에 기초하여 상기 위치 에러 신호를 생성할 수 있는 액추에이터-헤드 어셈블리;
    현재 섹터에 대한 필터링된 위치 에러 신호를 수신할 수 있고 상기 필터링된 위치 에러 신호에 부분적으로 기초하여 다음 섹터에 대한 소거 신호를 생성할 수 있는 적응 피드포워드 소거 부재로서, 상기 소거 신호는 상기 소거 부재의 출력에 공급되고 하나 이상의 삼각함수가 곱해지는 하나 이상의 탭 가중치를 포함하도록 된 적응 피드포워드 소거 부재; 및
    입력에 상기 위치 에러 신호를 수신하고 상기 적응 피드포워드 소거 부재에 공급되는 필터링된 위치 에러 신호를 생성하는 필터를 포함하며, 상기 필터의 전달 함수는 상기 적응 피드포워드 소거 부재의 출력으로부터 상기 필터의 입력까지 측정된 상기 전달 함수의 역수에 접근하도록 하는 서보 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 적응 피드포워드 소거 부재는 식의 소거 신호를 생성하며,과는 상기 다음 섹터 k에 대한 탭 가중치를 나타내는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 적응 피드포워드 소거 부재는과에 따라 탭 가중치를 설정하는 탭 가중치 갱신 부재를 포함하며, 여기서과는 상기 다음 섹터에 대한 탭 가중치를 나타내고과는 상기 현재 섹터에 대한 탭 가중치를 나타내고, μ는 학습 비율을 나타내며,는 상기 현재 섹터에 대한 필터링된 위치 에러 신호를 나타내는 서보 시스템.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 소거 신호는 식으로 구성되며, m은 상기 소거 신호에서 발견되는 상기 기본 섹터 주파수의 고조파 상기 총수를 나타내고,과는 상기 다음 섹터 k+1과 고조파 i에 대한 탭 가중치를 나타내는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 적응 피드포워드 소거 부재는과에 따라 탭 가중치를 설정하는 탭 가중치 갱신 부재를 포함하며, 여기서과는 고조파 i에서 상기 다음 섹터에 대한 탭 가중치를 나타내고,과는 고조파 i에서 상기 현재 섹터에 대한 탭 가중치를 나타내며, μ는 학습 비율을 나타내고,는 상기 현재 섹터에 대한 필터링된 위치 에러 신호를 나타내는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 필터는 식의이산 필터 함수를 생성하는 지연과 가중 블럭들을 포함하며, 여기서 b0, b1, b2, 그리고 a0들은 필터 파라미터들이고, PES(k)는 현재 섹터에 대한 위치 에러 값을 나타내며, PES(k-1)는 이전 섹터에 대한 위치 값을 나타내고, PES(k-2)는 그 이전 섹터에 대한 위치 에러 값을 나타내며,는 이전 섹터에 대한 필터링된 위치 에러 값을 나타내고,는 상기 현재 섹터에 대한 필터링된 위치 에러 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  14. 제 9항에 있어서 상기 제어기는 전달 함수 C를 가지며, 상기 액추에이터-헤드 어셈블리는 전달 함수 P를 갖고, 상기 필터의 전달 함수는에 접근하는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  15. 디스크를 따라 트랙에 데이터를 저장하는 디스크 드라이브로서,
    트랙에 대하여 헤드를 위치시키는 서보 회로; 및
    필터링된 위치 에러 신호에 기초하여 반복 런아웃 위치 에러를 소거시키기 위해 상기 서보 회로에 연결시키는 적응 피드포워드 소거 수단을 포함하는 디스크 드라이브.
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