KR910004536B1 - 자기디스크 기록장치의 트랙벗어남 검출 및 보정회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기디스크 기록장치의 트랙벗어남 검출 및 보정회로

제 1 도는 기존의 자기디스크 기록장치 써보방식.

제 2 도는 데이터면 써보방식의 원리 설명도.

제 3 도는 본 발명의 블록도.

제 4 도는 본 발명을 상세히 도시한 구성도.

제 5 도는 자기디스크 기록장치의 쓰기 및 읽기 데이터 파형도.

제 6 도는 자기디스크 기록장치의 기록신호 주파수 성분도.

제 7 도는 트랙벗어남에 의한 간접신호의 발생원리도.

제 8 도는 필터들의 주파수 특성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

OP₁∼OP₃: 연산증폭기 COM : 비교기

FF₁: 플핍플롭 AND₁: 앤드게이트

R₁∼R₁₆: 저항 L₁∼L₉: 코일

C₁∼C₃: 콘덴서 ZD₁: 제너다이오드

본 발명은 컴퓨터의 보조기억장치에 이용되고 있는 자기디스크 기억장치(HDD 또는 FDD)의 트랙벗어남 검출 및 보정회로에 관한 것으로 특히 자기디스크장치에서 데이터 읽기/쓰기시 헤드가 트랙을 벗어나면 이를 검출해내고 헤드의 위치를 보정하여 트랙위치에 정확히 놓이게 하기 위한 자기디스크 기록장치의 트랙벗어남 검출 및 보정회로에 관한 것이다.

자기디스크 기록장치의 헤드위치 써보(Head Position Servo) 방식은 크게 나누어 개루프 써보(Open Loop Servo) 방식과 폐루프 써보(Closed Loop Servo) 방식으로 나누어지며 상기 개루프 써보 방식은 스텝모터(Step Motor) 등을 사용하여 미리 정해진 간격으로 헤드를 옮기는 방식이고, 상기 폐루프방식은 현재 헤드의 위치를 검출하여 원하는 위치인가를 판단하고 양자의 차이에 의해 헤드를 재위치시키는 방식으로 상기 개루프 써보방식보다 정밀도가 높은 헤드의 위치선정이 가능한 방법이다.

상기 폐루프 써보방식은 다시 써보면 써보방식과 데이터면 써보방식으로 이를 제 1 도에 도시하였으며 상기 써보면 써보방식은 제 1a 도에 도시한 바와 같이 임의의 디스크 한쪽면 전체를 써보신호용 디스크면으로 사용하고 별도의 써보헤드로부터 써보면의 신호를 읽어내어 전체 헤드의 위치선정을 행하는 방식이고, 상기 데이터면 써보방식은 제 1b 도에 도시한 바와 같이 별도의 써보면을 사용하지 않으며 데이터면 중간 적당한 위치에 써보신호를 기록한 후 데이터를 읽어내는 중간중간에 써보신호를 읽어내어 헤드의 위치선정을 행하는 방식이다.

상기 데이터면 써보방식은 다시 제 1b 도에 도시한 바와 같이 써보신호 부분을 여러개 사용한 방식과 제 1c 도에 도시한 바와 같이 1회전에 1개소의 써보신호 부분만을 사용하는 방식이 있으며 이를 제 2 도에 의하여 동작원리를 설명하면 다음과 같다.

데이터면 써보방식은 데이터면을 제 2a 도에 도시한 바와 같이 데이터부분과 써보데이타 부분으로 나누고, 제 2b 도에 도시한 바와 같이 헤드로부터 인덱스(Index) 신호와 데이터써보(Data/Servo) 신호를 받는 증폭기(Amp)는 레프트/라이트선택스위치(SW)를 통하여 레프트신호 검출기와 라이트신호검출기를 거쳐 비교기(COM)에 접속하고 상기 비교기(COM)는 헤드위치선정 장치에 접속하여 구성하며, 제 2c 도에 도시한 바와 같은 타이밍에 의해 헤드는 각각 레프트신호 성분과 라이트신호 성분을 검출기에서 검출하며 이 때 헤드가 트랙중심에서 벗어나 있다면 벗어난 방향의 신호성분이 증가하므로 두 신호의 크기를 비교기(COM)에서 비교하면 헤드가 트랙의 정위치에서 어느 방향으로 벗어나 있는가를 알 수 있고 아울러 벗어남의 정도를 검출하여 헤드가 다음 트랙으로 이동할 경우에 헤드위치선정 장치에서 헤드의 트랙벗어남을 보정하게 된다.

이상에서 설명한 종래의 데이터면 써보방식은 다음과 같은 점에서 몇가지 문제점을 갖고 있다. 첫째 반드시 써보신호 부분이 존재해야하며 이를 위해 디스크의 일정한 위치에 써보신호를 미리 기록해 놓아야 하므로 따로 써보신호 기록장치가 필요하게 되어 그만큼 데이터 기록량이 감소되는 문제점과, 둘째 데이터를 읽는 중간에 써보신호를 읽어야 하므로 그 타이밍을 컨트롤해야 하는 번거로움이 있다.

즉 데이터 부분과 써보부분을 구별하는 별도의 타이밍신호와 레프트/라이트 신호를 구별하는 타이밍신호가 필요하며 또한 이들의 정확도를 유지하기가 어려운 문제점과, 셋째 헤드가 트랙벗어남을 연속해서 검출하지 못하고 어느 정도는 디스크와 헤드의 회전관성에 의존하여 써보를 행하므로 써보부와 써보부 사이에서의 트랙벗어남을 검출하지 못하는 문제점과, 넷째 써보신호 기록부가 훼손되었을 때 이를 복구할 수 있는 별다른 대책이 없는 문제점들이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것인바, 자기디스크 기록장치의 데이터 신호가 갖는 전기적 특성을 이용함으로써 별도의 써보신호 기록장치와 기록부를 갖지 않고서도 써보신호를 생성시키고 이를 이용하여 트랙벗어남의 검출과 보정을 가능하도록 하였다.

현재 자기디스크 기록장치에서 사용되고 있는 데이터 기록방식에서는 기록되는 데이터의 주파수 성분이 몇가지고 제한됨에 따라서 헤드가 정확히 트랙에 위치할 경우에는 읽어낸 데이터의 주파수 성분이 일정하지만 만일 트랙벗어남이 발생할 경우에는 읽어낸 데이터에 이웃트랙의 데이터 성분과 본래 트랙의 데이터 성분이 혼재되어 상호 간섭작용에 의해 불필요한 주파수 성분이 발생하게 되며 아울러 읽어낸 데이터신호의 크기가 감소하게 됨에 따라서 트랙벗어남을 검출하는 것을 목적으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 발명의 블록도로서 디스크의 신호를 기록하거나 읽어내는 헤드(1)는 읽혀진 데이터신호를 증폭하는 증폭기(2)에 접속하고 상기 증폭기(2)는 자기디스크 기록장치의 데이터를 재생하는 기록데이타 재생 장치(3)와 자기디스크 기록장치 제어부(10)를 통하여 트랙이 벗어난량을 계산하거나 헤드위치를 제어해주는 제어부(12)를 거쳐 상기 헤드(1)에 접속하는 회로에 있어서, 상기 증폭기(2)는 데이터 신호 주파수를 통과시키는 대역통과 여파기(4)와 상기 데이터 신호 주파수를 금지시키는 대역금지 여파기(5)는 각각 데이터 신호 주파수 성분을 증폭시키는 증폭기(6)와 데이터신호 불필요 주파수 성분을 증폭시키는 증폭기(7)를 통하여 신호전압비교기(8)에 접속하고 상기 신호전압비교기(8)는 헤드가 트랙을 벗어났을 때 이를 검출하는 트랙벗어남 검출회로(9)를 통하여 상기 자기디스크 기록장치 제어부(10)에 접속함과 아울러 상기 트랙벗어남 검출회로(9)의 출력과 자기디스크 기록장치 제어부(10)의 출력신호와 함께 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어주는 A/D변환기(11)를 통하여 상기 트랙벗어난량 계산 및 헤드위치 제어부(12)에 접속 구성한다.

제 4 도는 제 3 도에 대한 상세도로서 상기 대역통과 여파기(4)와 대역금지 여파기(5)는 콘덴서(C₁∼C₁₃)와 코일(L₃∼L₉)을 각각 직병렬로 접속하여 구성하고, 상기 증폭기(6)(7)는 연산증폭기(OP₁)(OP₂)에 저항(R_2∼R₉)을 각각 직병렬 및 포지티브궤환시켜 구성하며, 상기 신호전압비교기(8)는 연산증폭기(OP₃)에 저항(R₁₀∼R₁₃)을 각각 병렬 및 포지티브궤환시켜 접속시켜 상기 연산증폭기(OP₃)에 저항(R₁₄∼R₁₆)과 제너다이오드(ZD₁)를 통하여 비교기(COM)를 각각 접속 구성한다.

제 5a 도는 자기디스크 기록장치의 신호파형을 도시한 것이며 이러한 데이터신호 파형을 제 4 도의 자기헤드(1)로 읽어내면 읽혀진 신호파형은 상기 제 5b 도에 도시한 파형과 같다.

이때 상기 자기헤드(1)에 의해 읽혀진 파형에는 제 6 도에 도시한 바와 같이 기본 주파수와 2배 주파수 및 그들의 제3고조파 성분이 가장 주된 신호성분이 되며 만일 상기 자기헤드(1)가 정확히 해당 트랙중심에 위치한다면 그때의 읽혀진 출력신호에는 본래의 기록주파수 성분 및 제3고조파 성분만이 강하고 기타 주파수 성분의 신호는 약하지만 그러나 상기 자기헤드(1)가 트랙 중심 위치로부터 벗어나서 이웃하는 트랙의 신호가 헤드(1)에 의해 읽혀지면 상기 두 트랙에서 읽혀진 신호의 신호 간섭작용에 의해 새로운 주파수 성분이 크게 증가하게 되며 아울러 본래 주파수 성분의 신호는 상대적으로 감소하게 되는데 이와 같은 원리를 제 7 도에 도시하였다.

따라서 자기디스크 기록장치에서 읽혀진 데이터신호의 주파수 성분을 조사함으로써 헤드의 트랙벗어남을 검출할 수 있으며 또한 그 벗어난량을 측정하여 위치정정을 행할 수 있다.

이하 제 4 도를 중심으로 하여 본 발명의 작용효과를 설명한다.

자기헤드(1)로부터 읽혀진 데이터 신호는 증폭기(2)에서 증폭되어 대역통과 여파기(4)와 대역금지 여파기(5)에 인가되면 상기 대역통과 여파기(4)는 제 8a 도에 도시한 바와 같이 원래의 쓰기 데이터신호에 포함되어 있던 주파수 성분을 분리하여 증폭기(6)에 인가하고, 상기 대역금지 여파기(5)는 제 8b 도에 도시한 바와 같이 트랙벗어남에 의해서 발생된 간섭주파수 성분의 신호를 분리아혀 증폭기(7)에 인가하며 상기 별도의 이득을 갖는 증폭기(6)(7)는 상기 대역통과 여파기(4)와 대역금지 여파기(5)에서 각각 필터링(Filtering)된 신호를 증폭하여 전압비교기(8)에 인가하면 상기 전압비교기(8)의 연산증폭기(OP₃)는 상기 증폭기(6)(5)에서 입력된 두 신호의 차성분을 검출하고 이 검출된 신호는 비교기(COM)에 인가되어 저항(R₁₄)과 제너다이오드(ZD₁) 및 포텐쇼미터(R₁₅)로서 결정되어 있는 기준전압(Verf)과 비교기(COM)에서 비교된다.

만일 원래의 주파수 신호성분과 간섭에 의한 주파수 신호성분의 전압비가 일정치 이하가 되면, 즉 트랙벗어남에 의해 발생된 간섭주파수 신호성분의 크기가 일정치 이상이 되면 상기 비교기(COM)에서 이를 검출하게 되고 이 검출신호는 플립플롭(FF₁)을 통하여 단자(B)를 통하여 입력된 일정주파수의 클럭신호와 함께 앤드게이트(AND)를 동작시키게 되며 이 앤드게이트(AND)의 출력은 A/D변화기(11)에 입력됨과 아울러 상기 플립플롭(FF₁)의 출력(Q)은 단자(A)를 통해 자기디스크 기록장치 제어부(10)에 인가된다.

상기 A/D변화기(11)는 상기 신호전압비교기(8)의 연산증폭기(OP₃)로부터 두신호의 차성분을 입력받고 상기 자기디스크 기록장치 제어부(10)의 제어신호단자(C)를 통하여 신호를 입력받은 후에 두 신호의 차성분을 디지털로 계수화하여 헤드위치제어부(12)로 신호를 전달한다. 이에 따라서 상기 헤드위치제어부(12)는 자기헤드(1)의 위치를 조정하여 상기 신호전압비교기(8)의 연산증폭기(OP₃)의 출력신호가 일정한 값 이상이 되도록, 즉 트랙벗어남에 의한 간섭신호의 크기가 일정값 이하로 작게 되도록 하여 상기 비교기(COM)가 이를 검출트랙이 원위치되었음을 플립플롭(FF₁)과 단자(A)를 통해 자기디스크 기록장치 컨트롤부(10)에 알리게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명는 별도의 써보면을 사용하지 않는 자기디스크 기록장치의 구현이 가능하며 기록된 데이터의 주파수 특성을 이용하여 트랙의 벗어남을 검출 보정이 가능하도록 구성하고 별도의 써보 데이터 기록부가 없어도 트랙벗어남을 수정할 수 있으므로 자기디스크에 수록할 수 있는 데이터량을 증가시키는 장점과, 데이터를 읽어냄과 동시에 트랙벗어남 신호를 검출할 수 있으므로 트랙벗어남 보정이 빠른 속도롤 가능하여 읽혀진 데이터의 신뢰도가 향상된 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 헤드(1)에서 읽혀진 신호를 증폭하는 증폭기(2)는 기록데이타 재생장치(3)와 자기디스크 기록장치 제어부(10)를 통하여 트랙 벗어난 양 계산 및 헤드위치 제어부(12)를 거쳐 상기 헤드(1)에 접속된 회로에 있어서, 원래의 쓰기 데이터신호에 포함되어 있던 주파수 성분을 분리하는 대역통과 여파기(4)와, 트랙벗어남에 의해서 발생된 간섭주파수 성분의 신호를 분리하는 대역금지 여파기(5)와, 이 두 신호를 증폭하는 증폭기(6)(7)와, 상기 두 신호의 차성분을 연산증폭기(OP₃)에서 검출하고 이 검출된 신호는 비교기(COM)에 인가되어 기준전압(Verf)과 비교하는 신호전압비교기(8)와, 상기 원리의 주파수 성분과 간섭에 의한 주파수 성분의 비율을 검출하는 트랙벗어남 검출회로(9)와 A/D변환기로 구성된 것을 특징으로 하는 자기디스크 기록장치의 트랙벗어남 검출 및 보정회로.
2. 제 1 항에 있어서, A/D변환기(11)는 연산증폭기(OP₃)로부터 두 신호의 차성분을 입력받고 자기디스크 기록장치 제어부(10)의 제어단자(C)를 통하여 제어신호를 입력받은 후에 두 신호의 차성분을 디지털로 계수화하여 헤드위치 제어부(12)로 신호를 전달하면 상기 헤드위치제어부(12)는 자기헤드(1)의 위치를 조정하여 상기 연산증폭기(OP₃)의 출력신호를 조정함으로써 비교기(COM)가 이를 검출 트랙이 원위치되었음을 상기 자기디스크 컨트롤부(10)에 알리는 것을 특징으로 하는 자기디스크 기록장치의 트랙벗어남 검출 및 보정회로.

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