KR950015324A - 고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법 - Google Patents

고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR950015324A
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리웅 치웅 웨인
츄안 리우 청
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윌리암 티. 엘리스
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Abstract

본 발명은 디스크 드라이브용디지탈 서보 제어 시스템은 비동기식서보 정신 신호 복조를 제공한다. 상기 시스템은 디지탈화된 서보 정신 신호의 임의 위상 성분을 제거시키는 디지탈 제곱기와 각각의 버스트 타이밍 간격에 따라 제곱된 항들을 합산시켜 디지탈 구적 위치 체러 신호(PES)를 발생시키는 버스트 신호 누산기를 포함하는 디지탈 복조기를 포함하고 있다. 상기 복조기는 또한 적합하게도 힐버트 변환 필터로 실현되는 고조파 노치 필터를 갖는 필터를 포함하고 있다. 교체로 상기 복조기는 필터와 제곱기를 포함하지 않고 제곱기 대신에 기수 및 우수 디지탈화된 샘플의 제곱을 합산하는 합산 및 제곱기를 포함한다. 서보 제어 시스템용 스플릿 버스트 서보패턴은 기록 헤드의 단일 통과로 기록될 수 있으므로 인접한 자속 패턴간에서 위상 오정렬이 발생하지 않는 반복전이로 구성되어진다.

Description

고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호복조 시스템 및 그 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 본 발명에 따라 구성된 디스크 드라이브 서보 제어 시스템(disk drive servo dontrol system)의 개략적인 블럭도.
제3도는 제2도에서 도시한 위치 에러 신호(PES)복조기의 개략적인 블럭도.

Claims (42)

  1. 회전 디스크 기억 매체 표면의 트랙에 기록되어 있는서보제어 정보를 판독하고 서보 정보 신호를 생성시키기 위한 서보 매카니즘(servo mechanism)에 의해 회전 디스크 기억 매체의 표면을 가로질러 이동하며 디스크암(disk arm)상에 장착된 자기 헤드를 갖는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템(a disk drive servo control system)에 있어서 상기 자기 헤드로부터 서보 정보 신호를 비동기식으로 수신하여 디지탈 신호로 변환시키는 아나로그-디지탈변환기와 상기 자기 헤드의 위치 에러를 트랙의 중심선에 대하여 표시하는 디지탈 구적(quadrture)위치 에러 신호(position error signal:PES)를 발생하기 위해 상기 아나로그-디지탈변환기로부터 변환되어진 서보 정보신호를 수신하며 디지탈화된 서보 정부 신호를 제곱시키는 복조기(demodulator)와 상기 자기 헤드를 트랙에 대하여 적당한위치에 유지시키기 위해 상기 위치 에러 신호를 수신하여 자기 헤드 서보 메카니즘에 공급되어지는 제어신호를 발생하는 서보 제어기(serve controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서 상기 판독 및 기록 헤드로부터 서보 정보 신호를수신하는 전치 증폭기(preamplifier)와, 상기 전치 증폭기로부터 나온 서보 신호의 진폭을 소정 한계네에서 제어하여 제한된 신호를 상기 아나로그-디지탈 변환기에 공급하는 자동 이득 제어(automatic gain control, AGC)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서 상기 복조기는 디지탈화된 서보 정보를 수신하여 이 정보를 필터시켜 필터되어진 신호를 상기 제곱기에 공급하는 디지탈 필터(digital filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서 상기 디지탈 필터는 기수 대칭 필터 계수를 갖는 고조파 노치필터(a harmonic notch filter with odd symmetry filter coefficients)인 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서 상기 복조기는 디지탈 필터는 힐버트 변환필터(a Hibert Transform filter)인 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서 상기 제곱기는 논리회로(a logic circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서 상기 제곱기는 기수 및 우수 디지탈화된 샘플들의 제곱을 합산하는 구적 합산 및 제곱기(a quadrature sum-and-squarer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서 상기 복조기는 버스트 누산기는 제곱된 신호를 수신하여 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 서보 버스트 타이밍간격에 대한 서보 신호 피크 진폭의 합을 합산된 데이타 항으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서 상기 합산된 데이타 항은 일련의 항 Z1, Z2,…, Zs을 포함하며 서보 버스트 타이밍 간격은 방사상으로 연속하는 4개 간격 P1, P2, P3 및 P4를 포함하며 합산된 구적 버스트 패턴 데이타는 PESA, PESB, PESC 및 PESD항들을 포함하며 이들항은 PESA=(버스트 간격 P1 및 P2) PESB=(버스트 간격 P3 및 P4) PESC=(버스트 간격 P2 및 P3 PESD=(버스트 간격 P1 및 P4) 는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서 상기 PES버스트 누산기는 실행 합산 논리 회로(running sum logic circuit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  11. 제9항에 있어서 상기 복조기는 합산된 구적 버스트 패턴 데이타를 복조시켜 1차 위치 에러 신호 PESP와 구적 위치 에러 신호 PESQ를 발생시키는데, 이들 신호 PESP 및 PESQ는 헤드가 트랙을 가로질러 이동할때 90°의위상차를 가지며 PESP=PESD-PESC 및 PESQ=PESB-PESA로 정의되며 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 데이타 트랙의 중심에 대하여 표시하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  12. 고밀도 디스크 드라이브에 있어서, 기록면을 갖는 디스크 기억매체와, 상기 기록면상에서 디스크 암에 장착되어있는 자기 헤드와, 상기 자기 헤드를 상기 디스크 기억매체의 기록면상에서 이동시켜 디스크 기억 매체 표면상의 트랙에 기록되어 있는 서보 제어 정보를 판독하여 서보 정보 신호를 발생시키는 서보 메카니즘과, 상기 자기 헤드로부터 서보 정보 신호를 비동기식으로 샘플하여 디지탈 신호로 변환시키는아나로그-디지탈 변환기와 상기 자기 헤드의 위치 에러를 트랙의 중심선에 대하여 표시하는 디지탈 구적 위치 에러 신호(PES)를 발생하기 위해 상기 아나로그-디지탈 변환기로부터 변환된 서보 정보 신호를 수신하여 디지탈화된 서보 정보 신호를 제곱시키는 복조기와, 상기 자기 헤드를 트럭에 대하여 적절한 위치에 보유시키기 위해 상기 위치 에러 신호를 수신하여 상기 자기 헤드 서보 메카니즘에 공급되어지는 제어 신호를 발생시키는 서보 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  13. 제12항에 있어서 상기 판독 및 기록 헤드로부터 서보 정보를 수신하는 증폭기와 상기 전치 증폭기로부터 서보 신호 정보의 진폭을 소정 한개네에서 제어하여 제한된 신호를 상기 아나로그-디지탈 변환기에 공급하는 자동 이득 제어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  14. 제12항에 있어서 상기 복조기는 디지탈화된 서보 정보를 수신하여 이 정보를 필터시켜 필터되어진 신호를 상기 제곱기에 공급하는 디지탈 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  15. 제14항에 있어서 상기 필터는 기수 대칭 필터 계수를 갖는 고조파 노치 필터인 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  16. 제15항에 있어서 상기 복조기는 디지탈 필터는 힐버트 변환필터인 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  17. 제12항에 있어서 상기 제곱기는 논리회로인 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  18. 제12항에 있어서 상기 제곱기는 기수 및 우수 디지탈화된 샘플들의 제곱을 합산하는 구적 합산 및 제곱기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  19. 제12항에 있어서 상기 복조기는 버스트 누산기는 제곱된 신호를 수신하고, 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 서보 버스트 타이밍간격에 대한 서보 신호 피크 진폭의 합을 합산된 레이타 항으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  20. 제19항에 있어서 상기 합산된 데이타 항은 일련의 항 Z1, Z2,…, Zs을 포함하며 서보 버스트 타이밍 간격은 방사상으로 연속하는 4개 간격 P1, P2, P3 및 P4를 포함하며 합산된 구적 버스트 패턴 데이타는 PESA, PESB, PESC 및 PESD항들을 포함하며 이들항은 PESA=(버스트 간격 P1 및 P2) PESB=(버스트 간격 P3 및 P4) PESC=(버스트 간격 P2 및 P3 PESD=(버스트 간격 P1 및 P4) 는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  21. 제20항에 있어서 상기 PES버스트 누산기는 실행 합산 논리 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  22. 제20항에 있어서 상기 복조기는 합산된 구적 버스트 패턴 데이타를 복조시켜 1차 위치 에러신호 PESP와 구적 위치 에러 신호PESQ를 발생시키는데, 이들 신호 PESP 및 PESQ는 90°의위상차를 가지며 PESP=PESP-PESC 및 PESQ=PESB-PESA로 정의되며 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 데이타 트랙의 중심에 대하여 표시하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 드라이브.
  23. 위치 에러 신호 복조기 시스템(a position error signal demodulator system)에 있어서 기억 매체상의 트랙에 기록되어 있는 구적 버스트 패턴 데이타를 포함하는 서보 정보를 판독하여 서보 정보 신호를 발생시키는 판독 및 기록 헤드와 상기 정보 신호의 이득을 자동 제어하여 범위 제한된 서보 정보 신호를 발생시키는 자동이득 제어수단과, 상기 범위 제한된 서보 정보 신호를 디지탈 서보 신호로 변환시키는 변환수산과, 상기 디지탈 서보 신호를 수신하여 제곱된 서보 정보 신호를 발생시키는 제곱기 수단(squarer menas)과 상기 제곱된 서보정보 신호 데이타를 각각의 구적 버스트 패턴에 대해 합산시키는 버스트 누산기 수단과, 상기 버스트 누산기 수단으로부터 나온 누적 버스트 패턴 데이타를 복조시켜 판독 및 기록헤드 위치 에러를 데이타 트랙의 중심에 대하여 표시하는 1차 및 구적 위치 에러 신호를 발생시키는 구족 복조기 수단과; 서보 제어기에서 사용할 수 있는 거의 선형인 PES램프 신호를 상기 트랙에 대해 발생하여 판독 및 기록 헤드의 위치를 상기 트랙상에서 제어시키기위해 상기 1차 위치 체러 신호 및 구적 위치 에러 신호를 수신하여 이들 두 신호를 결합시키는 선형 램핑 수단(linear ramping means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  24. 제23항에 있어서 상기 변환수단은 서보 정보 신호를 시스템 클럭 신호에 따라 디지탈 신호로 비동기식으로 변환시키는 아나로그-변환기-변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  25. 제23항에 있어서 상기 판독 및 기록 헤드는 상기 기억매체로부터 서보 정보를 섹터 서보 패턴 타이밍 간격에 따라 판독하는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  26. 제23항에 있어서 상기 제곱기 수단은 변환된 서보 정보 신호를 노치 필터로 통해 디지탈식으로 필터하여 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 트랙의 중심선에 대하여 표시하는 디지탈 구적 위치 에러 신호 PES를 발생시키는 필터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  27. 제23항에 있어서 상기 버스트 누산기 수단은 제곱된 서보 정보 신호를 수신하고 이 신호의 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 버스트 타이밍 간격에 대해 서보 신호의 제곱된 항들의 합을 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대해 일련의 항 Z1, Z2,…, Zs을 포함하는 합산된 PES 데이타 신호로 변환시키는 PES 버스트 누산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  28. 제27항에 있어서 상기 구적 버스트 패턴 데이타는 4개의 반복 및 방사상으로 연속하는 그룹 P1, P2, P3 및 P4의 간격동안 기록되며, 상기 버스트 누산기 수단은 합산된 4개의 PES데이타 신호인 PESA, PESB, PESC 및 PESD를 발생시키며 상기 신호들은 PESA= (버스트 간격 P1 및 P2) PESB=(버스트 간격 P3 및 P4) PESC=(버스트 간격 P2 및 P3 PESD=(버스트 간격 P1 및 P4) 로 정의되는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  29. 제28항에 있어서 상기 구적 복조기 수단은 버스트 누산기 수단으로부터의 구적 버스트 패턴 데이타를 복조하여 1차 위치 에러신호 PESP 및 구적 위치 에러 신호PESQ를 발생시키는데, 이들 신호 PESP 및 PESQ는 90°의위상차를 가지며 PESP=PESD-PESC 및 PESQ=PESB-PESA로 정의되며 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 데이타 트랙의 중심에 대하여 표시하는 것을 특징으로 하는 위치에러 신호 복조기 시스템.
  30. 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조시키는 방법에 있어서 서보 정보 신호를 발생하기 위해 기억 매체상의 트랙에 기록되어 있는 구적 버스트 패턴 데이타를 포함한 서보 정보를 판독하는 단계와 상기 서보 정실 신호의 이득을 자동 제어하여 범위 제한된 서보 정보 신호를 발생시키는 단계와, 상기 범위 제한된 서보 정보 신호를 디지탈 서보 신호로 변환하는 단계와, 상기 디지탈 서보 신호를 제곱하여 제곱된 서보 정보 신호를 발생시키는 단계와, 상기 제곱된 서보 정보 신호를 각각의 구적 버스트 패턴에 대해 합산하는 단계와, 상기 구적 버스트 패턴 데이타를 복조하여 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 데이타 트랙의 중심에 대하여 표시하는 1차 및 구적 위치 에러 신호를 발생시키는 단계와, 서보 제어깅서 사용할 수 있는 거의 선형인 PES램프 신호를 트랙에 대해 발생하여 상기 판독 및 기록 헤드의 위치를 상기 트랙상에서 제어하기 위해 상기 1차 위치 에러 신호와 구적 위치 에러 신호를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  31. 제30항에 있어서 상기 디지탈 서보 정보 신호를 제곱시키는 단계는 변환된 서보 정보 신호를 노치 필터를 통해 디지탈식으로 필터링하여 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 트랙의 중심선에 대하여 표시하는 디지탈 구적위치 에러 신호 PES를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  32. 제30항에 있어서 상기 합산 단계는 상기 신호의 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대해 서보 신호의 제곱항의 합을 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대해 일련의 항 Z1, Z2,…, Zs을 포함하는 합산된 PES 데이타 신호로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  33. 제32항에 있어서 상기 구적 버스트 패턴 데이타는 반복 및 방사상으로 연속하는 4개의 패턴 P1, P2, P3 및 P4의 간격중에 기록되며, 제곱된 항들의 한은 합산된 4개 PES 데이타 신호인 PESA, PESB, PESC 및 PESD로 변환되며 상기 신호들은 PESA=(버스트 간격 P1 및 P2) PESB=(버스트 간격 P3 및 P4) PESC=(버스트 간격 P2 및 P3 PESD=(버스트 간격 P1 및 P4) 로 정의되는 것을 특징으로 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  34. 제33항에 있어서 상기 구적 버스트 패턴 데이타를 복조하는 단계는 1차 위치 에러신호 PESP 및 구적 위치 에러 신호PESQ를 발생시키는 단계를 포함하며, 이들 신호 PESP 와 PESQ는 헤드가 트랙을 가로질러 이동할때 90°의 위상차를 가지며 PESP=PESD-PESC 및 PESQ=PESB-PESA로 정의되며 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 데이타 트랙의 중심에 대하여 표시하는 것을 특징으로하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  35. 구적 서보패턴(a quadrature serve pattern)에 있어서 기억매체 표면상의 트랙에소정의 시간 간격으로 기록되어 있는 일련의 자속 전이(a series of magnetic flux transitions)를 포함하며 상기 자속 전이는 기록헤드의 크기보다 넓지 않은 크기를가져 인접한 두 전이가 디스크 방사방향으로 정렬될 필요가 없는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  36. 제35항에 있어서 상기 구적 서보 패턴은 스태거 모양(staggered)으로 반복하는 4개 자속전이 간격 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  37. 제35항에 있어서 상기 자속 전이는 트랙폭의 절반보다 크지 않게 트랙을 가로질러 연장하는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  38. 구적서보패턴에 있어서 기억매체 표면상의 트랙에 기록되어 있는 일련의 자속전이를 포함하며 상기 자속 전이는 디스크면을 가로질러 스태거 모양의 간격으로 기록된 버스트 그룹에서 절반보다 크지 않은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  39. 제38항에 있어서 상기 구적서보 패턴은 반복하는 4개 버스트 그룹 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  40. 제39항에 있어서 상기 각각의 버스트 그룹은 일련의 우수의 자속을 포함하는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  41. 제40항에 있어서 상기 각각의 버스트 그룹은 일련의 8개 자속 전이를 포함하는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
  42. 제39항에 있어서 상기 자속 전이는 평행한 전이들이 디스크의 표면을가로질러 정렬되지 않도록 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 구적 서보 패턴.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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