KR20090113559A - 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법 및 장치와 이를이용한 비행 높이 조정 방법 및 디스크 드라이브 - Google Patents

터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법 및 장치와 이를이용한 비행 높이 조정 방법 및 디스크 드라이브 Download PDF

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KR20090113559A
KR20090113559A KR1020080039345A KR20080039345A KR20090113559A KR 20090113559 A KR20090113559 A KR 20090113559A KR 1020080039345 A KR1020080039345 A KR 1020080039345A KR 20080039345 A KR20080039345 A KR 20080039345A KR 20090113559 A KR20090113559 A KR 20090113559A
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Abstract

본 발명은 디스크 드라이브에서의 헤드가 디스크에 터치-다운(touch-down) 되기 직전의 헤드의 비행 상태를 검출하여 비행 높이를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법은 테스트 패턴의 정보를 디스크에 기록하는 단계, 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 변경시키면서 상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 영역에서 신호를 재생하는 단계, 상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 영역에서 재생되는 신호로부터 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역 에서의 파워 값인 제1파워 값 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역에서의 파워 값인 제2파워 값을 측정하는 단계, 상기 측정된 제2파워 값 대비 상기 제1파워 값이 임계 조건을 충족시키는지를 판단하는 단계 및, 상기 판단 결과 상기 임계 조건을 충족시키는 경우에, 상기 자기 헤드가 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법 및 장치와 이를 이용한 비행 높이 조정 방법 및 디스크 드라이브{Method and apparatus for estimating flying height in the proximity of touch-down and flying height adjusting method and disk drive using the same}
본 발명은 디스크 드라이브에서의 자기 헤드의 비행 높이 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브에서의 헤드가 디스크에 터치-다운(touch-down) 되기 직전의 헤드의 비행 상태를 검출하여 비행 높이를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 하드 디스크 드라이브는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 하드 디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 반경 방향의 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.
하드 디스크 드라이브는 자기 헤드와 디스크 사이의 간격인 자기 헤드의 비 행 높이에 따라서 리드 및 라이트 성능에 영향을 끼친다. 자기 헤드의 비행 높이가 낮아질수록 리드 및 라이트 성능은 향상되나, 충격 등에 따른 외란에 의하여 자기 헤드와 디스크 간의 충돌이 발생될 가능성이 높아지는 단점이 있다. 반대로 자기 헤드의 비행 높이가 높아질수록 자기 헤드와 디스크 간의 충돌 발생 가능성을 줄일 수 있으나, 리드 및 라이트 성능이 악화되는 단점이 있다.
종래의 기술에 따르면, 목표로 하는 비행 높이를 조정하는 FOD(Flying on Demand) 파워 값을 결정하기 위하여 하드 디스크 드라이브의 번인(Burn-in) 공정에서 터치-다운 테스트(Touch-down Test)를 통하여 FOD 파워 변화에 따른 헤드의 비행 높이 프로파일(Flying height profile)을 구하였다. 그런데, 이와 같은 방법에서는 자기 헤드를 디스크에 실제로 터치-다운시키기 때문에 디스크에 스크래치가 발생될 수는 단점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자기 헤드가 디스크에 터치-다운되기 직전의 자기 헤드의 비행 상태를 검출하는 자기 헤드의 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 자기 헤드가 디스크에 터치-다운되기 직전의 자기 헤드의 비행 상태를 검출하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 자기 헤드가 디스크에 터치-다운 되기 직전의 자기 헤드의 비행 상태를 검출하여 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 자기 헤드가 디스크에 터치-다운되기 직전의 자기 헤드의 비행 상태를 검출하는 방법을 적용하여 자기 헤드의 비행 높이를 제어하는 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법은 테스트 패턴의 정보를 디스크에 기록하는 단계, 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 변경시키면서 상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 영역에서 신호를 재생하는 단계, 상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 영역에서 재생되는 신호로부터 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역 에서의 파워 값인 제1파워 값 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역에서의 파워 값인 제2파워 값을 측정하는 단계, 상기 측정된 제2파워 값 대비 상기 제1파워 값이 임계 조건을 충족시키는지를 판단하는 단계 및, 상기 판단 결과 상기 임계 조건을 충족시키는 경우에, 상기 자기 헤드가 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 파라미터는 자기 헤드를 가열시키는 히터에 공급되는 전력을 결정하는 파라미터를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달될 때 까지 상기 자기 헤드를 가열시키는 히터에 공급되는 전력을 순차적으로 증가시키도록 상기 파라미터 값을 변경시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 테스트 패턴은 일정한 주기를 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역은 각각 상기 테스트 패턴의 주파수 성분이 포함되지 않도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 임계 조건은 상기 제1파워 값을 상기 제2파워 값으로 나눈 값이 제1기준 값을 초과하는 조건을 포함하고, 또한 상기 제1기준 값은 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제1파워 값을 제2파워 값으로 나눈 값에 제1마진 값을 더한 값으로 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 임계 조건은 상기 제1파워 값이 상기 2파워 값에 근거하여 결정된 제2기준 값을 초과하는 조건을 포함하고, 또한, 상기 제2기준 값은 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제2파워 값에 제2마진 값을 더한 값으로 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 자기 헤드가 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 조건에 도달된 것으로 판정된 시점에 설정된 상기 파라미터 값을 기준으로 목표 비행 높이에 상응하는 파라미터 값을 산출하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 비행 높이 조정 방법은 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크를 재생하는 모드에서 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 변경시키면서 상기 파라미터 값 변경에 따른 상기 자기 헤드와 디스크 사이의 자기 공간의 변화량을 산출하는 단계, 상기 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 위치에 도달하였는지를 판단하는 단계 및, 상기 터치-다운 근접 위치에 도달된 경우의 파라미터 값을 기준으로 상기 산출된 자기 헤드와 디스크 사이의 자기 공간의 변화량에 근거하여 목표 비행 높이에 상응하는 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치는 자기 헤드의 비행 높이를 조정하면서 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 필터링하여 출력하는 필터링부, 상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값 및 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값을 계산하는 파워 계산부, 상기 제1파워 값을 상기 제2파워 값으로 나눈 제산 값을 산출하는 제산부 및, 상기 제산 값과 제1기준 값을 비교하여, 상기 제산 값이 상기 제1기준 값을 초과하는 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호를 생성시키는 비교부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 필터링부는 상기 디스크로부터 재생되 는 신호를 입력하여, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 저주파 신호를 통과시키는 저역 통과 필터1, 상기 저역 통과 필터1과 직렬로 연결되고, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 고주파 신호를 통과시키는 고역 통과 필터1, 상기 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 광대역의 저주파 신호를 통과시키는 저역 통과 필터2 및, 상기 저역 통과 필터2와 직렬로 연결되고, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 광대역의 고주파 신호를 통과시키는 고역 통과 필터2를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 파워 계산부는 상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제2주파수 대역의 신호를 임시로 저장하는 버퍼 및, 상기 버퍼에 저장되지 않는 상기 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제2주파수 대역의 신호와 상기 버퍼에 저장된 신호를 선택적으로 입력하여 파워를 계산하는 파워 계산부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자기 헤드의 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치는 자기 헤드의 비행 높이를 조정하면서 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 선택적으로 필터링하여 출력하는 필터링부, 상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값 또는 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값을 계산하는 파워 계산부 및, 상기 제1파워 값과 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제2파워 값에 근거하여 결정된 제2기준 값을 비교하여, 상기 제1파워 값이 상기 제2기준 값을 초과하는 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호를 생성시키는 비교부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 상기 필터링부는 상기 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역 또는 광대역의 저주파 신호를 선택적으로 통과시키는 프로그래머블 저역 통과 필터 및, 상기 저역 통과 필터와 직렬로 연결되고, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역 또는 광대역의 고주파 신호를 선택적으로 통과시키는 프로그래머블 고역 통과 필터를 포함하고, 기준 값 설정 모드에서는 상기 프로그래머블 저역 통과 필터 및 상기 프로그래머블 고역 통과 필터의 주파수 대역을 각각 광대역으로 설정하고, 상기 기준 값 설정 모드 후에는 협대역으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 디스크 드라이브는 정보를 저장하는 디스크, 상기 디스크 상의 자계를 감지하는 자기 판독 소자 및 상기 디스크를 자화시키는 자기 기록 소자를 포함하고, 상기 디스크 표면과 상기 자기 판독 소자 및 자기 기록 소자들 사이에 공기 베어링 표면을 생성시키는 구조를 갖고, 상기 공기 베어링 표면을 생성시키는 구조물을 가열시키는 히터를 포함하는 자기 헤드, 테스트 패턴의 정보가 기록된 상기 디스크의 영역을 재생하는 모드에서 상기 자기 헤드로 읽어낸 신호의 주파수 대역별 파워 값에 근거하여 상기 디스크 상에서의 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 위치에 도달하였는지를 판정하는 터치-다운 근접 위치 판정부 및, 상기 히터에 공급되는 파워를 변화시키면서, 상기 터치-다운 근접 위치 판정부의 판정 결과를 이용하여 상기 히터에 공급되는 파워 변화에 따른 상기 자기 헤드와 디스크 사이의 간격 변화를 나타내는 자기 헤드 비행 높이 프로파일을 산출하고, 상기 산출된 자기 헤드 비행 높이 프로파일로부터 목표로 하는 자기 헤드의 비행 높이에 대응되는 상기 히터에 공급할 파워를 결정하는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 상태에 도달되는 시점을 정확하게 검출함으로써, 자기 헤드를 디스크에 실제 터치-다운시키지 않고도 자기 헤드 비행 높이를 측정하여 목표 비행 높이로 조정할 수 있는 효과가 발생된다. 즉, 실제 터치-다운 발생에 따른 디스크 스크래치 발생을 피할 수 있는 효과가 발생된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
하드 디스크 드라이브는 기구적인 부품들로 구성된 HDA(Head Disk Assembly)와 전기 회로의 결합으로 이루어진다.
도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 HDA(Head Disk Assembly; 10)의 구성을 보여준다. HDA(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 이상의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. HDA(10)는 디스크 표면에 인접되게 위치한 변환기(도면에 미도시)를 또한 포함하고 있다.
변환기는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기는 각 디스크 표면에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기로 설명되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 변환기(일명, writer)와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 변환기(일명, reader)로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 변환기는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다.
변환기는 자기 헤드(16)에 통합되어 질 수 있다. 자기 헤드(16)는 변환기와 디스크 표면사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 자기 헤드(16)는 헤드 스택 어셈블리(HSA:22)에 통합되어 있다. 헤드 스택 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 엑츄에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor 30)를 특정하도록 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 엑츄에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 엑 츄에이터 암(24)의 회전은 디스크 표면을 가로질러 변환기를 이동시킬 것이다.
정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙 내에 저장된다. 각 트랙(34)은 일반적으로 복수의 섹터를 포함하고 있다. 각 섹터는 데이터 필드(data field)와 서보 필드(servo field)를 포함하고 있다. 서보 필드에는 프리앰블(Preamble), 서보 어드레스/인덱스 마크(SAM/SIM), 그레이 코드 및 버스트 신호가 기록된다. 변환기는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크 표면을 가로질러 이동된다.
본 발명에 적용되는 자기 헤드(16)는 디스크(12) 표면과 리더(reader) 및 라이터(writer) 사이에 공기 베어링 표면을 생성시키는 구조를 갖고, 공기 베어링 표면을 생성시키는 구조물을 가열시키는 히터(heater)를 포함한다. 히터는 코일로 제작할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 히터용 코일의 위치 Z를 변경시키면서 히터용 코일에 전류를 인가하여 자기 헤드의 공기 베어링 표면이 팽창되는 것을 측정하여 최적의 팽창 조건을 갖는 위치를 결정한다. 그래프에서 리더 위치(SV) 및 라이터 위치(RG) 사이에서 비교적 균일하게 팽창되는 1번 위치(SF의 뒤쪽 위치)에 히터용 코일을 설치한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 드라이브는 디스크(12), 자기 헤드(16), 프리 앰프(310), 기록/판독 채널(320), 히터 전력 공급 회로(330), 컨트롤러(340), ROM(350A), RAM(350B), 호스트 인터페이스(360) 및 보이스 코일 모터(VCM) 구동부(370)를 구비한다.
ROM(350A)에는 디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 제어 정보들이 저장되 어 있으며, 특히, 도 7 ~ 도 9의 흐름도를 실행시키기 위한 프로그램 코드 및 정보들이 저장되어 있다. RAM(350B)에는 드라이브 구동 초기에 ROM(350A) 또는 디스크(12)에서 읽어낸 디스크 드라이브 구동에 필요한 정보들이 저장된다.
컨트롤러(340)는 호스트 인터페이스(360)를 통하여 호스트 기기로부터 수신되는 명령을 분석하고, 분석된 결과에 상응하는 제어를 실행한다. 컨트롤러(340)는 보이스 코일 모터의 여기 및 자기 헤드(16)의 움직임을 제어하기 위하여 보이스 코일 모터(VCM) 구동 회로(370)로 제어신호를 공급한다.
우선, 일반적인 디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.
데이터 읽기(Read) 모드에서, 디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 자기 헤드(16)의 읽기용 변환기에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(310)에서 일차적으로 증폭시킨다. 그리고 나서, 기록/판독 채널(320)에서는 자동이득제어 회로(도면에 미도시)에 의하여 이득을 제어하여 프리 앰프(310)에서 증폭된 신호를 일정한 레벨로 증폭시키고, 자동이득제어 회로에 의하여 일정한 레벨로 증폭된 아날로그 신호를 호스트 기기(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 부호화시키고, 스트림 데이터로 변환하여 호스트 인터페이스(360)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.
다음으로 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 인터페이스(360)를 통하여 호스트 기기로부터 수신되는 데이터를 기록/판독 채널(320)에 의하여 기록 채널에 적합한 바이너리 데이터 스트림으로 변환시킨 후에 프리 앰프(310)에 의하여 증폭된 기록 전류를 자기 헤드(16)의 기록용 변환기를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.
기록/판독 채널(320)은 서보 필드에 기록된 프리앰블(Preamble), 서보 어드레스/인덱스 마크(SAM/SIM), 그레이 코드 및 버스트신호들을 재생하면서 트랙 시크 및 트랙 추종 제어에 필요한 정보를 컨트롤러(340)에 제공한다. 특히, 기록/판독 채널(320)은 프리앰블 신호로 자동이득제어 회로의 서보 이득 값을 결정한다.
히터 전류 공급 회로(380)는 자기 헤드(16)에 내장된 히터에 전류를 공급한다. 히터에 공급하는 전류는 컨트롤러(340)로부터 인가되는 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값에 의하여 결정된다.
자기 헤드(16)의 비행 높이는 자기 헤드(16)의 부품 성능 편차 등으로 인하여 세트 별로 정밀하게 측정하여 조정할 필요가 있다. 따라서, 하드 디스크 드라이브 검사 공정에서 자기 헤드(16)의 비행 높이를 측정하여 목표 비행 높이에서 동작할 수 있도록 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 결정한다.
컨트롤러(340)는 자기 헤드(16)의 비행 높이 측정 모드에서 자기 헤드(16)에 내장된 히터에 공급되는 파워를 변화시키도록 제어하면서, 도 4 ~ 도 6에 도시된 터치-다운 근접 위치 판정 장치의 판정 결과를 이용하여 히터에 공급되는 파워 변화에 따른 자기 헤드(16)와 디스크(12) 사이의 간격 변화를 나타내는 자기 헤드 비행 높이 프로파일을 산출하고, 산출된 자기 헤드 비행 높이 프로파일로부터 목표로 하는 자기 헤드의 비행 높이에 대응되는 히터에 공급할 파워를 결정하는 제어 프로세스를 실행한다.
그러면, 컨트롤러(340)의 제어에 의하여 실행되는 본 발명에 따른 자기 헤드 의 비행 높이를 조정하는 방법에 대하여 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 드라이브가 비행 높이 측정 모드로 천이되었는지를 판단한다(S701). 일 예로서, 비행 높이 측정 모드는 드라이브 조립 후에 검사 공정에서 실행한다.
단계701(S701)의 판단 결과 비행 높이 측정 모드로 천이된 경우에, 일정한 주기를 갖는 반복 패턴의 테스트 신호를 디스크(12)에 라이트한 후에, 자기 헤드(16)의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 변경하면서 테스트 신호가 기록된 영역에서 리드 동작을 실행하여 자기 헤드(16)와 디스크(12) 사이의 자기 공간의 변화량을 산출한다(S702). 여기에서, 자기 헤드(16)의 비행 높이를 조정하는 파라미터는 일 예로서 자기 헤드(16)의 히터에 공급되는 전력을 결정하는 파라미터이다. 이 때 파라미터 값은 히터에 공급하는 전력을 터치-다운이 발생될 가능성이 없는 전력 값부터 일정 크기씩 증가시키도록 변경한다. 일 예로서, 전력 값을 '0'부터 일정 크기씩 증가시킬 수 있다.
자기 헤드(16)와 디스크(12) 사이의 자기 공간의 변화량은 이미 알려진 Wallace 공간 손실 방정식(Wallace spacing loss equation by amplitude)을 이용하여 히터의 소비전력 변화에 대한 디스크(12) 상에서의 자기 헤드(16)의 비행 높이의 프로파일을 구할 수 있다.
Wallace 공간 손실 방정식은 수학식 1과 같다.
??d = (λ/2π)*Ls
여기에서,
??d = 디스크와 자기 헤드 사이의 자기 공간의 변화량
λ= 기록 파장 = 선속도/기록 주파수
Ls = Ln(TAA1/TAA2) 이며,
TAA1은 이전 AGC 이득 값이고, TAA2는 현재 AGC 이득 값이다.
따라서, 수학식 1을 이용하여 AGC 이득 값의 변화에 대한 디스크(12)와 자기 헤드(16) 사이의 자기 공간의 변화량을 구할 수 있다. 그런데 히터의 소비전력의 변화에 따른 AGC 이득 값들을 측정할 수 있으므로 소비전력의 변화에 따른 디스크(12)와 자기 헤드(16) 사이의 자기 공간의 변화량을 구할 수 있게 된다.
단계702(S702)를 실행하면서 자기 헤드(16)가 디스크(12)의 터치-다운 근접 위치에 도달되었는지를 판단한다(S703). 종래 기술에서는 터치-다운이 실제로 발생되었는지를 판단하였으나, 본 발명에서는 실제 터치-다운 발생에 따른 디스크 스크래치 발생 등의 단점을 개선하기 위하여 터치-다운 근접 위치에 도달되었는지를 판단한다. 터치-다운을 검출하는 이유는 디스크 표면을 기준으로 단계702(S702)에서구한 소비전력의 변화에 따른 디스크와 자기 헤드 사이의 자기 공간의 변화량을 이용하여 비행 높이를 산출하기 위함이다. 자기 헤드의 터치-다운 근접 비행 높이 추정하는 장치 및 방법에 대해서는 아래의 도 4-6 및 도 8-9에서 상세히 설명하기로 한다.
터치-다운 근접 위치에 도달된 것을 감지한 후에는 단계702(S702)에서 구한 소비전력의 변화에 따른 디스크(12)와 자기 헤드(16) 사이의 자기 공간의 변화량의 프로파일로부터 목표 비행 높이에 상응하는 파라미터 값을 결정한다(S704). 즉, 터 치-다운 근접 위치에 도달된 시점에서의 히터의 소비전력을 기준으로 단계702(S702)에서 구한 소비전력의 변화에 따른 디스크(12)와 자기 헤드(16) 사이의 자기 공간의 변화량의 프로파일로부터 목표 비행 높이에 상응하는 히터의 소비 전력 값을 구해 낸다. 그리고 나서, 구해낸 히터의 소비 전력 값을 발생시키도록 파라미터 값을 결정하면, 목표 비행 높이에 상응하는 파라미터 값을 얻을 수 있다.
그러면, 본 발명에 제안하는 자기 헤드의 터치-다운 근접 비행 높이 추정 원리에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에서 일정한 주기를 갖는 테스트 신호를 디스크(12)에 기록한 후에 테스트 신호가 기록된 영역을 재생하면서 터치-다운 근접 비행 높이를 추정한다. 터치-다운 근접 위치가 아닌 정상적인 비행 높이에서 테스트 신호를 재생하면 이상적인 경우에 왜곡이 발생되지 않기 때문에 일정한 진폭을 갖는 정현파로 재생된다. 이 때 정상적인 비행 높이에서 재생된 신호를 s_HF(t)라 할 경우, 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008030419278-PAT00001
여기에서, a > 0, fHF = 원신호의 주파수 성분, α= SHF의 위상
수학식 2에 의한 s_HF(t)는 시간 도메인에서 도 10A와 같이 표현된다.
만일, 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 위치에 도달되면 재생되는 신호는 도 10B와 같은 왜곡이 발생된다. 이 때의 왜곡은 낮은 주파수 성분을 갖는 파형으 로 나타난다. 터치-다운 근접 위치에서 재생되는 신호를 s_TD(t)라 할 경우, 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008030419278-PAT00002
여기에서, b > 0, fLF = 터치-다운 근접시 발생되는 주파수 성분, β= 터치-다운 근접시 발생되는 신호의 위상, c= 상수
수학식 3에 의하면 고주파수(HF) 성분을 갖는 신호가 저주파수(LF) 성분의 특정 신호에 의하여 변조되었다고 해석할 수 있다. 이 때의 터치-다운 근접 위치에서의 재생 신호의 진폭 변화는 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112008030419278-PAT00003
터치-다운 근접 위치에서 재생 신호에 나타나는 저주파수(LF) 성분의 특정 신호를 s_LF(t)라 하면, 수학식 3에서 s_LF(t) 신호를 수학식 5와 같이 분리할 수 있다.
Figure 112008030419278-PAT00004
여기에서, b > 0, fLF = 터치-다운 근접시 발생되는 주파수 성분, β= SLF의 위상
수학식 5에 의한 s_LF(t)는 시간 도메인에서 도 10C와 같이 표현된다. 그리 고, 도 10C에서 DC 성분을 제거하면 도 10D와 같이 표현된다.
정상적인 비행 높이에서 재생된 신호와 터치-다운 근접 비행 높이 위치에서 재생된 신호를 주파수 영역에서 표시하면, 각각 도 11A 및 도 11B와 같다.
즉, 도 11A는 정상적인 비행 높이에서 재생된 신호의 주파수 특성을 보여주고, 도 11B는 터치-다운 근접 비행 높이 위치에서 재생된 신호의 주파수 특성을 보여준다.
그리고, 도 11C는 터치-다운 근접 비행 높이 위치에서 재생된 신호를 저역통과 필터링한 후의 주파수 특성을 보여주고, 도 11D는 터치-다운 근접 비행 높이 위치에서 재생된 테스트 신호를 저역통과 필터링하고 DC 성분을 제거한 후의 주파수 특성을 보여준다.
위의 도 11A, 11B, 11C 및 11D를 각각 확대하여 도 12A, 12B, 12C 및 12D에 도시하였다.
즉, 정상적인 비행 높이에서 테스트 신호가 기록된 영역을 재생하는 경우에는, 기록된 테스트 신호가 일정한 주기를 갖기 때문에 재생 시에도 도 11A와 같이 일정한 고주파 성분을 갖는다. 정상적인 비행 높이에서 재생된 신호를 S_HF(f)라 할 경우, 수학식 6과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008030419278-PAT00005
여기에서, A > 0
터치-다운 근접 비행 높이 위치에서 재생되는 신호에는 도 12B에 도시된 바 와 같이 원 신호보다 매우 낮은 저주파수 성분이 나타난다. 터치-다운 근접 비행 높이 위치에서 재생된 신호를 S_TD(f)라 할 경우에, 수학식 7과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112008030419278-PAT00006
여기에서, B > 0
수학식 7에 따르면, 앞서 시간 도메인에서 해석한 것과 마찬가지로 고주파수(HF) 성분을 갖는 신호가 저주파수(LF) 성분을 갖는 신호에 의하여 변조되었다고 해석할 수 있다.
따라서, 이 경우 터치-다운 근접 위치의 비행 높이로 재생할 때 발생되는 저주파수(LF) 성분의 신호를 S_LF(f)라 할 때, S_LF(f) 신호를 분리하기 위하여 저역통과필터를 통과시키면 도 12C와 같이 표현된다. 도 12C에 도시된 바와 같이, S_LF(f) 신호에 DC 성분이 존재하는데, 이 DC 성분을 제거하기 위하여 다시 고역통과필터를 통과시키면 S_LF(f) 성분만을 추출할 수 있게 된다. 추출된 S_LF(f) 성분은 수학식 8과 같이 표현된다.
Figure 112008030419278-PAT00007
여기에서, B' > 0
이 때 B' 값이 특정 기준값보다 클 경우, 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다 운 근접 위치에 도달되었다고 판단할 수 있다.
이와 같은 원리에 의하여 자기 헤드의 비행 높이가 실제 터치-다운이 발생되기 직전인 터치-다운 근접 위치에 도달된 상태를 검출할 수 있게 된다.
그러면, 이러한 원리를 적용하여 하드 디스크 드라이브에서 터치-다운 근접 위치에 도달된 상태를 검출하는 장치 및 방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 본 발명에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치를 보여준다. 도 4의 회로 수단들은 도 3의 하드 디스크 드라이브의 회로에서 기록/판독 채널(320)에 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 프리-앰프(310)에 구성될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 자기 헤드의 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치는 필터링부(410), 파워 계산부(420), 기준값 설정부(430), 제산부(440) 및 비교부(450)를 구비한다.
세부적으로, 필터링부(410)는 협대역폭을 갖는 저역통과필터1(LPF1; 410-1), 협대역폭을 갖는 고역통과필터1(HPF1; 410-2), 광대역폭을 갖는 저역통과필터2(LPF2; 410-3) 및 광대역폭을 갖는 고역통과필터2(HPF2; 410-4)로 구성되며, 파워 계산부(420)는 파워 계산기1(420-1) 및 파워 계산기2(420-2)로 구성된다.
저역통과필터1(410-1)에 설정된 주파수 대역폭을 도 13A에 도시하였고, 고역통과필터1(410-2)에 설정된 주파수 대역폭을 도 13B에 도시하였다.
그리고, 저역통과필터2(410-3)에 설정된 주파수 대역폭을 도 13C에 도시하였고, 고역통과필터2(410-4)에 설정된 주파수 대역폭을 도 13D에 도시하였다.
도 13A~13F에 도시된 주파수 f1은 터치-다운 근접시에 재생되는 신호에 나타나는 왜곡 주파수 성분이고, 주파수 f2는 재생되는 원 신호의 주파수 성분을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 필터링부(410)는 협대역폭을 갖는 저역통과필터1(410-1) 및 고역통과필터1(410-2)이 직렬로 연결되고, 광대역폭을 갖는 저역통과필터2(410-3) 및 고역통과필터2(410-4)가 직렬로 연결되는 구조를 갖는다.
따라서, 협대역폭을 갖는 저역통과필터1(410-1) 및 고역통과필터1(410-2)의 직렬접속에 의한 주파수 대역 특성은 도 13E와 같이 생성되고, 광대역폭을 갖는 저역통과필터2(410-3) 및 고역통과필터2(410-4)의 직렬접속에 의한 주파수 대역 특성은 도 13F와 같이 생성된다.
이에 따라서, 필터링부(410)는 일정한 주기의 테스트 패턴의 신호가 기록된 디스크의 테스트 영역에서 재생된 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분(f1)을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 성분 및 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호 성분을 각각 필터링하여 출력한다.
도 13A ~ 13F에 도시된 바와 같이, 필터링부(410)를 구성하는 각 필터들의 대역폭에 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분(f1)이 포함되도록 결정한다.
그리고, 저역통과필터1(410-1) 및 고역통과필터1(410-2)의 직렬접속에 의한 주파수 대역폭 및 저역통과필터2(410-3) 및 고역통과필터2(410-4)의 직렬접속에 의한 주파수 대역폭은 각각 테스트 패턴의 원 신호의 주파수 성분(f2)이 포함되지 않도록 설정한다.
참고적으로, 필터링부(410)를 구성하는 각 필터들은 기록되는 데이터율, 디스크 회전 속도 등의 하드 디스크 드라이브의 고유 특성에 의하여 대역 통과 특성을 가변시킬 필요가 있으므로 프로그램이 가능하도록 설계하는 것이 바람직하다.
파워 계산기1(420-1)은 필터링부(410)의 협대역폭을 갖는 저역통과필터1(410-1) 및 고역통과필터1(410-2)을 통과한 협대역의 제1주파수 대역의 신호 성분의 파워인 제1파워 값(P_NB)을 계산한다.
파워 계산기2(420-2)는 필터링부(410)의 광대역폭을 갖는 저역통과필터2(410-3) 및 고역통과필터2(410-4)를 통과한 광대역의 제2주파수 대역의 신호 성분의 파워인 제2파워 값(P_WB)을 계산한다.
기준값 설정부(430)는 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 산출된 제1파워 값(P_NB)을 제2파워 값(P_WB)으로 나눈 값에 마진 값을 더한 값으로 기준 값을 결정한다. 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 산출된 제2파워 값(P_WB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 광대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 된다. 그리고, 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 산출된 제1파워 값(P_NB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 협대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 된다.
위에서, 마진 값은 통계적인 데이터를 토대로 하여 터치-다운 근접 비행 높이 검출 특성을 고려하여 결정한다. 물론, 본 발명에서 기준값은 위와 같은 방법에 한정되지 않고 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 즉, 기준값 설정부(430)는 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태라고 신뢰할 수 있는 비행 높이에서 신호를 재생하면서 기준값을 설정하고 나서, 설정된 기준값을 비교부(450)로 출력한다.
제산부(440)는 파워 계산부(420)에서 계산된 제1파워 값(P_NB)과 제2파워 값(P_WB)으로 나누는 계산을 실행하고, 계산된 결과를 비교부(450)로 출력한다.
비교부(450)는 기준값 설정부(430)에서 설정된 기준값과 제산부(440)에서 계산된 제산 값을 비교하여, 제산부(440)에서 계산된 제산 값이 기준값보다 작거나 같은 경우에는 정상적인 비행 높이로 판정하고, 제산부(440)에서 계산된 제산 값이 기준값보다 큰 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호(Sd)를 생성시킨다.
참고적으로, 정상적인 비행 높이에서는 제2파워 값(P_WB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 광대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 되고, 제1파워 값(P_NB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 협대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 됨으로 제산 값이 기준값을 초과할 수 없다.
그러나, 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 상태에서는 제2파워 값(P_WB)은 재생되는 원 신호를 왜곡시키는 저주파 신호 성분을 포함하는 광대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 되고, 제1파워 값(P_NB)은 재생되는 원 신호를 왜곡시키는 저주 파 성분이 포함된 협대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 됨으로 제2파워 값(P_WB)에 대한 제1파워 값(P_NB)의 비중이 높아져서 제산값이 기준 값을 초과하게 된다.
이와 같은 동작은 자기 헤드와 디스크 사이의 간격인 자기 헤드의 비행 높이를 순차적으로 낮추도록 제어하면서, 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호(Sd)를 생성될 때까지 반복한다.
도 3을 참조하면, 컨트롤러(340)에서 자기 헤드(16)에 내장된 히터에 공급되는 전력을 결정하는 파라미터의 값을 조정하여 자기 헤드의 비행 높이를 변경시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(340)는 자기 헤드(16)에 내장된 히터에 공급되는 전력을 순차적으로 증가시키도록 파라미터 값을 조정함으로써 자기 헤드의 비행 높이를 순차적으로 낮추도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치를 보여준다.
도 5의 회로 수단들도 도 3의 하드 디스크 드라이브의 회로에서 기록/판독 채널(320)에 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 프리-앰프(310)에 구성될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치는 필터링부(510), 버퍼(520), 파워 계산부(530), 기준값 설정부(540), 제산부(550) 및 비교부(550)를 구비한다.
도 4에 도시된 구성에 의한 실시 예에서는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 성분의 파워인 제1파워 값(P_NB)과 광대역의 제2주파수 대역의 신호 성분의 파워인 제2파워 값(P_WB)을 계산하기 위하여 2개의 파워 계산기1,2(420-1, 420-2)를 사용하였다.
도 5에 도시된 구성에 의한 실시 예에서는 하나의 파워 계산기로 구성된 파워 계산부(530)에 의하여 제1파워 값(P_NB)과 제2파워 값(P_WB)을 계산하는 방안을 제시하였다.
즉, 우선, 파워 계산부(530)는 협대역폭을 갖는 저역통과필터1(510-1) 및 고역통과필터1(510-2)을 통과한 협대역의 제1주파수 대역의 신호의 제1파워 값(P_NB)을 계산한다. 그리고, 파워 계산부(530)에서 제1주파수 대역의 신호의 파워를 계산하는 동안에 광대역폭을 갖는 저역통과필터2(510-3) 및 고역통과필터2(510-4)를 통과한 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 버퍼(520)에 저장한다.
파워 계산부(530)에서 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값(P_NB) 계산을 마친 후에는 버퍼(520)에 저장된 제2주파수 대역의 신호를 읽어내어 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값(P_WB)를 계산한다.
다시 말해, 도 4에 의한 실시 예에서는 2개의 파워 계산기를 이용하여 제1파워 값(P_NB)과 제2파워 값(P_WB)을 동시에 계산하는데 비하여, 도 5에 의한 실시 예에서는 1개의 파워 계산기를 이용하여 제1파워 값(P_NB)과 제2파워 값(P_WB)을 순차적으로 계산한다는 점에서 상이하고, 나머지 구성 수단들은 동일함으로 중복된 설명을 피하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치를 보여준다.
도 6의 회로 수단들도 도 3의 하드 디스크 드라이브의 회로에서 기록/판독 채널(320)에 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 프리-앰프(310)에 구성될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치는 필터링부(610), 파워 계산부(620), 기준값 설정부(630) 및 비교부(640)를 구비한다.
세부적으로, 필터링부(610)는 프로그램 가능한 저역통과필터(LPF; 610-1)와 프로그램 가능한 고역통과필터(HPF; 610-2)가 직렬로 연결되는 회로 구조를 갖는다.
저역통과필터(LPF; 610-1) 및 고역통과필터(HPF; 610-2)는 기준값을 설정하는 구간 동안에는 광대역폭을 갖도록 프로그래밍하고, 그 외의 구간에서는 협대역폭을 갖도록 프로그래밍한다. 여기에서, 기준값을 설정하는 구간은 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태라고 신뢰할 수 있는 비행 높이에서 신호를 재생하는 구간 중에서 선택된다.
이에 따라서, 기준값을 설정하는 구간 동안에 파워 계산부(620)는 광대역의 제2주파수 대역의 신호 성분의 파워인 제2파워 값(P_WB)을 계산하여 기준값 설정부(630)로 출력한다.
기준값 설정부(630)는 기준값을 설정하는 구간 동안에 계산된 제2파워 값(P_WB)에 마진 값을 더하여 기준값을 산출한다. 여기에서, 마진 값은 통계적인 데이터를 토대로 하여 터치-다운 근접 비행 높이 검출 특성을 고려하여 결정한다. 물론, 본 발명에서 기준값은 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 설정될 수 있다.
기준값을 설정하는 구간이 끝나면, 저역통과필터(LPF; 610-1) 및 고역통과필터(HPF; 610-2)는 협대역폭을 갖도록 설정된다.
이에 따라서, 기준값을 설정하는 구간이 경과한 후에 파워 계산부(620)는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 성분의 파워인 제1파워 값(P_NB)을 계산하여 비교부(640)로 출력한다.
그러면, 비교부(640)는 기준값 설정부(630)에서 설정된 기준값과 파워 계산부(620)에서 계산된 제1파워 값(P_NB)을 비교하여, 계산된 제1파워 값(P_NB)이 기준값보다 작거나 같은 경우에는 정상적인 비행 높이로 판정하고, 계산된 제1파워 값(P_NB)이 기준값보다 큰 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호(Sd)를 생성시킨다.
참고적으로, 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 산출된 제2파워 값(P_WB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 광대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 된다. 그리고, 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 산출된 제1파워 값(P_NB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 협대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 된다.
참고적으로, 정상적인 비행 높이에서는 제2파워 값(P_WB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 광대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 되고, 제1파워 값(P_NB)은 재생되는 원 신호 성분이 포함되지 않은 협대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 됨으로 계산된 제1파워 값(P_NB)이 기준값을 초과할 수 없다.
그러나, 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 상태에서는 제1파워 값(P_NB)은 재생되는 원 신호를 왜곡시키는 저주파 성분이 포함된 협대역의 총 노이즈에 대한 파워 값이 됨으로 정상 비행 상태에 비하여 현저히 증가된다. 따라서, 이 상태에서 계산된 제1파워 값(P_NB)은 기준 값을 초과하게 된다.
이와 같은 동작은 자기 헤드와 디스크 사이의 간격인 자기 헤드의 비행 높이를 순차적으로 낮추도록 제어하면서, 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호(Sd)를 생성될 때까지 반복한다.
다음으로, 본 발명에 따른 자기 헤드의 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법을 시계열적으로 설명하기로 한다.
우선, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법을 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 디스크의 특정 영역에 일정한 주기를 갖는 테스트 패턴 정보를 라이트한다(S801).
다음으로, 터치-다운 근접 비행 높이를 판정하기 위한 제1기준값(TH1)을 결정한다(S802). 일 예로서, 제1기준값(TH1)은 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 테스트 패턴 정보가 라이트된 디스크의 영역에서 재생되는 신호로부터 산출된 제1파워 값(P_NB)을 제2파워 값(P_WB)으로 나눈 값에 마진 값을 더한 값으로 결정한다. 여기에서, 제1파워 값(P_NB)은 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역에서 측정된 파워 값이고, 제2파워 값(P_WB)은 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역 에서 측정된 파워 값을 의미한다. 그리고, 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역은 각각 디스크에 기록된 테스트 패턴의 주파수 성분이 포함되지 않도록 설정한다.
제1기준값(TH1)을 설정하고 나서, 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 자기 헤드(16)에 내장된 히터에 공급되는 전력 값(P_FH)을 초기 파워 값인 Po로 설정한다(S803). 초기 파워 값 Po는 정상 비행 상태를 충분히 보증할 수 있는 값으로 결정한다. 일 예로서, Po를 '0'으로 설정할 수도 있다.
그리고 나서, 디스크(12)로부터 테스트 패턴 정보를 읽어내는 프로세스를 실행한다(S804).
테스트 패턴 정보를 읽어내면서 재생되는 신호로부터 협대역의 제1주파수 대역에 대한 제1파워 값(P_NB) 및 광대역의 제2주파수 대역에 대한 제2파워 값(P_WB)을 각각 계산한다(S805). 참고적으로, 제1파워 값(P_NB) 및 제2파워 값(P_WB)은 도 4 및 도 5에 도시된 필터링부 및 파워 계산부를 이용하여 계산할 수 있다.
다음으로, 단계805(S805)에서 계산된 제1파워 값(P_NB) 및 제2파워 값(P_WB)을 이용하여, 제1파워 값(P_NB)을 제2파워 값(P_WB)으로 나누는 계산을 수행하여 제산 값(R)을 산출한다(S806).
다음으로, 단계806에서 계산된 제산 값(R)과 단계802(S802)에서 결정된 제1기준값(TH1)을 비교한다(S807).
단계807(S807)의 비교 결과 제산 값(R)이 제1기준값(TH1)보다 작거나 같은 경우에는 현재 설정되어 있는 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 전력 값(P_FH)을 ΔP만큼 증가시킨 후에(S808), 단계804(S804)로 돌아가서 위의 단계들을 반복하여 실행한다.
만일 단계807(S807)의 비교 결과 제산 값(R)이 제1기준값(TH1)보다 큰 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 상태로 판정하는 신호를 생성시킨다(S809).
다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법을 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 디스크의 특정 영역에 일정한 주기를 갖는 테스트 패턴 정보를 라이트한다(S901).
다음으로, 터치-다운 근접 비행 높이를 판정하기 위한 제2기준값(TH2)을 결정한다(S902). 일 예로서, 제2기준값(TH2)은 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 테스트 패턴 정보가 라이트된 디스크의 영역에서 재생되는 신호로부터 산출된 제2파워 값(P_WB)에 마진 값을 더한 값으로 결정한다.
여기에서, 제2파워 값(P_WB)은 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역에서 측정된 파워 값을 의미한다. 특히, 제2주파수 대역은 각각 디스크에 기록된 테스트 패턴의 주파수 성분이 포함되지 않도록 설정한다.
제2기준값(TH2)을 설정하고 나서, 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 자기 헤드(16)에 내장된 히터에 공급되는 전력 값(P_FH)을 초기 파워 값인 Po로 설정한다(S903). 초기 파워 값 Po는 정상 비행 상태를 충분히 보증할 수 있는 값으로 결정한다. 일 예로서, Po 값을 '0'으로 설정할 수도 있다.
그리고 나서, 디스크(12)로부터 테스트 패턴 정보를 읽어내는 프로세스를 실행한다(S904).
테스트 패턴 정보를 읽어내면서 재생되는 신호로부터 협대역에 대한 제1파워 값(P_NB)을 각각 계산한다(S905). 여기에서 제1파워 값(P_NB)은 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역에서의 계산된 파워 값이고, 위에서 언급한 제2파워 값(P_WB)은 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역에서 계산된 파워 값을 의미한다.
다음으로, 단계905에서 계산된 제1파워 값(P_NB)과 단계902(S902)에서 결정된 제2기준값(TH2)을 비교한다(S906).
단계906(S906)의 비교 결과 제1파워 값(P_NB)이 제2기준값(TH2)보다 작거나 같은 경우에는 현재 설정되어 있는 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 전력 값(P_FH)을 ΔP만큼 증가시킨 후에(S907), 단계904(S904)로 돌아가서 위의 단계들을 반복하여 실행한다.
만일 단계906(S906)의 비교 결과 제1파워 값(P_NB)이 제2기준값(TH2)보다 큰 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 상태로 판정하는 신호를 생성시킨다(S908).
위와 같은 방법 및 장치에 의하여 자기 헤드 비행 높이 측정 및 조정에 필요한 실제 터치-다운이 발생되기 직전에 해당되는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 상태를 검출할 수 있게 되었다.
도 1은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 헤드 디스크 어셈블리의 평면도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 자기 헤드에 설치되는 히터의 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 자기 헤드의 단면도 및 히터의 위치에 따른 공기 베어링 표면 팽창의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자기 헤드의 비행 높이 조정 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법의 흐름도이다.
도 10A는 정상적인 비행 높이에서 재생된 신호를 시간 도메인에서 표현한 것이다.
도 10B는 터치-다운 근접 비행 높이에서 재생된 신호를 시간 도메인에서 표현한 것이다.
도 10C는 터치-다운 근접 비행 높이에서 재생된 신호를 저역통과필터를 통과시킨 결과를 시간 도메인에서 표현한 것이다.
도 10D는 터치-다운 근접 비행 높이에서 재생된 신호를 저역통과필터를 통과시키고 직류 성분을 제거한 결과를 시간 도메인에서 표현한 것이다.
도 11A는 정상적인 비행 높이에서 재생된 신호를 주파수 도메인에서 표현한 것이다.
도 11B는 터치-다운 근접 비행 높이에서 재생된 신호를 주파수 도메인에서 표현한 것이다.
도 11C는 터치-다운 근접 비행 높이에서 재생된 신호를 저역통과필터를 통과시킨 후의 결과를 주파수 도메인에서 표현한 것이다.
도 11D는 터치-다운 근접 비행 높이에서 재생된 신호를 저역통과필터와 고역통과필터를 통과시킨 결과를 주파수 도메인에서의 표현한 것이다.
도 12A, 12B, 12C 및 12D는 각각 도 11A, 11B, 11C 및 11D를 확대하여 표시한 것이다.
도 13A는 협대역폭을 갖는 저역통과필터의 주파수 대역폭을 도시한 것이다.
도 13B는 협대역폭을 갖는 고역통과필터의 주파수 대역폭을 도시한 것이다.
도 13C는 광대역폭을 갖는 저역통과필터의 주파수 대역폭을 도시한 것이다.
도 13D는 광대역폭을 갖는 고역통과필터의 주파수 대역폭을 도시한 것이다.
도 13E는 협대역폭을 갖는 저역통과필터와 협대역폭을 갖는 고역통과필터를 직렬로 접속한 경우의 주파수 대역폭을 도시한 것이다.
도 13F는 광대역폭을 갖는 저역통과필터와 광대역폭을 갖는 고역통과필터를 직렬로 접속한 경우의 주파수 대역폭을 도시한 것이다.

Claims (27)

  1. 테스트 패턴의 정보를 디스크에 기록하는 단계;
    자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 변경시키면서 상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 영역에서 신호를 재생하는 단계;
    상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 영역에서 재생되는 신호로부터 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역 에서의 파워 값인 제1파워 값 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역에서의 파워 값인 제2파워 값을 측정하는 단계;
    상기 측정된 제2파워 값 대비 상기 제1파워 값이 임계 조건을 충족시키는지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 상기 임계 조건을 충족시키는 경우에, 상기 자기 헤드가 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파라미터는 자기 헤드를 가열시키는 히터에 공급되는 전력을 결정하는 파라미터를 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달될 때까지 상기 자기 헤드를 가열시키는 히터에 공급되는 전력을 순차적으로 증가시키도록 상기 파라미터 값을 변경시킴을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 테스트 패턴은 일정한 주기를 갖도록 설정함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역은 각각 상기 테스트 패턴의 주파수 성분이 포함되지 않도록 설정함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 임계 조건은 상기 제1파워 값을 상기 제2파워 값으로 나눈 값이 제1기준 값을 초과하는 조건을 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1기준 값은 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제1파워 값을 제2파워 값으로 나눈 값에 제1마진 값을 더한 값으로 결정함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 임계 조건은 상기 제1파워 값이 상기 2파워 값에 근거하여 결정된 제2기준 값을 초과하는 조건을 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근 접 비행 높이 추정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2기준 값은 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제2파워 값에 제2마진 값을 더한 값으로 결정함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 자기 헤드가 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 조건에 도달된 것으로 판정된 시점에 설정된 상기 파라미터 값을 기준으로 목표 비행 높이에 상응하는 파라미터 값을 산출하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 방법.
  11. 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크를 재생하는 모드에서 자기 헤드의 비행 높이를 조정하는 파라미터 값을 변경시키면서 상기 파라미터 값 변경에 따른 상기 자기 헤드와 디스크 사이의 자기 공간의 변화량을 산출하는 단계;
    상기 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 위치에 도달하였는지를 판단하는 단계; 및
    상기 터치-다운 근접 위치에 도달된 경우의 파라미터 값을 기준으로 상기 산출된 자기 헤드와 디스크 사이의 자기 공간의 변화량에 근거하여 목표 비행 높이에 상응하는 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 파라미터는 자기 헤드를 가열시키는 히터에 공급되는 전력의 크기를 결정하는 파라미터를 포함함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달될 때까지 상기 자기 헤드를 가열시키는 히터에 공급되는 전력의 크기를 순차적으로 증가시키도록 상기 파라미터 값을 변경시킴을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 테스트 패턴은 일정한 주기를 갖도록 설정함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 위치에 도달하였는지를 판단하는 단계는
    상기 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크에서 재생되는 신호로부터 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 제1주파수 대역에서의 파워 값인 제1파워 값 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역에서의 파워 값인 제2파워 값을 측정하는 단계;
    상기 측정된 제2파워 값 대비 상기 제1파워 값이 임계 조건을 충족시키는지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 상기 임계 조건을 충족시키는 경우에, 상기 자기 헤드가 터 치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1주파수 대역 및 제2주파수 대역은 각각 상기 테스트 패턴의 주파수 성분이 포함되지 않도록 설정함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 임계 조건은 상기 제1파워 값을 상기 제2파워 값으로 나눈 값이 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제1파워 값을 제2파워 값으로 나눈 값에 제1마진 값을 더한 제1기준 값을 초과하는 조건을 포함함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 임계 조건은 상기 제1파워 값이 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제2파워 값에 제2마진 값을 더한 제2기준 값을 초과하는 조건을 포함함을 특징으로 하는 비행 높이 조정 방법.
  19. 자기 헤드의 비행 높이를 조정하면서 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 필터링하여 출력하는 필터링부;
    상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값 및 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값을 계산하는 파워 계산부;
    상기 제1파워 값을 상기 제2파워 값으로 나눈 제산 값을 산출하는 제산부; 및
    상기 제산 값과 제1기준 값을 비교하여, 상기 제산 값이 상기 제1기준 값을 초과하는 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호를 생성시키는 비교부를 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1기준 값은 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제1파워 값을 제2파워 값으로 나눈 값에 제1마진 값을 더한 값으로 결정함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 필터링부는
    상기 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 저주파 신호를 통과시키는 저역 통과 필터1;
    상기 저역 통과 필터1과 직렬로 연결되고, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 고주파 신호를 통과시키는 고역 통과 필터1;
    상기 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 상기 터치-다운 근접시에 왜 곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 광대역의 저주파 신호를 통과시키는 저역 통과 필터2; 및
    상기 저역 통과 필터2와 직렬로 연결되고, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 광대역의 고주파 신호를 통과시키는 고역 통과 필터2를 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 파워 계산부는
    상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제2주파수 대역의 신호를 임시로 저장하는 버퍼; 및
    상기 버퍼에 저장되지 않는 상기 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제2주파수 대역의 신호와 상기 버퍼에 저장된 신호를 선택적으로 입력하여 파워를 계산하는 파워 계산부를 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치.
  23. 자기 헤드의 비행 높이를 조정하면서 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 선택적으로 필터링하여 출력하는 필터링부;
    상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값 또는 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값을 계산하는 파워 계산부; 및
    상기 제1파워 값과 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제2파워 값에 근거하여 결정된 제2기준 값을 비교하여, 상기 제1파워 값이 상기 제2기준 값을 초과하는 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호를 생성시키는 비교부를 포함함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 필터링부는
    상기 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역 또는 광대역의 저주파 신호를 선택적으로 통과시키는 프로그래머블 저역 통과 필터; 및
    상기 저역 통과 필터와 직렬로 연결되고, 상기 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역 또는 광대역의 고주파 신호를 선택적으로 통과시키는 프로그래머블 고역 통과 필터를 포함하고, 기준 값 설정 모드에서는 상기 프로그래머블 저역 통과 필터 및 상기 프로그래머블 고역 통과 필터의 주파수 대역을 각각 광대역으로 설정하고, 상기 기준 값 설정 모드 후에는 협대역으로 설정함을 특징으로 하는 터치-다운 근접 비행 높이 추정 장치.
  25. 정보를 저장하는 디스크;
    상기 디스크 상의 자계를 감지하는 자기 판독 소자 및 상기 디스크를 자화시키는 자기 기록 소자를 포함하고, 상기 디스크 표면과 상기 자기 판독 소자 및 자 기 기록 소자들 사이에 공기 베어링 표면을 생성시키는 구조를 갖고, 상기 공기 베어링 표면을 생성시키는 구조물을 가열시키는 히터를 포함하는 자기 헤드;
    테스트 패턴의 정보가 기록된 상기 디스크의 영역을 재생하는 모드에서 상기 자기 헤드로 읽어낸 신호의 주파수 대역별 파워 값에 근거하여 상기 디스크 상에서의 자기 헤드의 비행 높이가 터치-다운 근접 위치에 도달하였는지를 판정하는 터치-다운 근접 위치 판정부; 및
    상기 히터에 공급되는 파워를 변화시키면서, 상기 터치-다운 근접 위치 판정부의 판정 결과를 이용하여 상기 히터에 공급되는 파워 변화에 따른 상기 자기 헤드와 디스크 사이의 간격 변화를 나타내는 자기 헤드 비행 높이 프로파일을 산출하고, 상기 산출된 자기 헤드 비행 높이 프로파일로부터 목표로 하는 자기 헤드의 비행 높이에 대응되는 상기 히터에 공급할 파워를 결정하는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  26. 제25항에 있어서, 상기 터치-다운 근접 위치 판정부는
    자기 헤드의 비행 높이를 조정하면서 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 및 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 필터링하여 출력하는 필터링부;
    상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값 및 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값을 계산하는 파워 계산부;
    상기 제1파워 값을 상기 제2파워 값으로 나눈 제산 값을 산출하는 제산부; 및
    상기 제산 값과 제1기준 값을 비교하여, 상기 제산 값이 상기 제1기준 값을 초과하는 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호를 생성시키는 비교부를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  27. 제25항에 있어서, 상기 터치-다운 근접 위치 판정부는
    자기 헤드의 비행 높이를 조정하면서 테스트 패턴의 정보가 기록된 디스크로부터 재생되는 신호를 입력하여, 터치-다운 근접시에 왜곡 발생이 예측되는 주파수 성분을 포함하는 협대역의 제1주파수 대역의 신호 또는 상기 제1주파수 대역을 포함하는 광대역의 제2주파수 대역의 신호를 선택적으로 필터링하여 출력하는 필터링부;
    상기 필터링부에서 출력되는 제1주파수 대역의 신호에 대한 제1파워 값 또는 제2주파수 대역의 신호에 대한 제2파워 값을 계산하는 파워 계산부; 및
    상기 제1파워 값과 상기 터치-타운 근접 비행 높이에 도달되지 않은 정상 상태에서 측정된 제2파워 값에 근거하여 결정된 제2기준 값을 비교하여, 상기 제1파워 값이 상기 제2기준 값을 초과하는 경우에는 터치-다운 근접 비행 높이에 도달된 것으로 판정하는 신호를 생성시키는 비교부를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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