TW476933B - A servo format for hard disks, preferably hard disks - Google Patents

A servo format for hard disks, preferably hard disks Download PDF

Info

Publication number
TW476933B
TW476933B TW089108756A TW89108756A TW476933B TW 476933 B TW476933 B TW 476933B TW 089108756 A TW089108756 A TW 089108756A TW 89108756 A TW89108756 A TW 89108756A TW 476933 B TW476933 B TW 476933B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
bit sequence
magnetic disk
phase
servo
bit
Prior art date
Application number
TW089108756A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes W M Bergmans
Kofi A A Makinwa
Johannes O Voorman
Original Assignee
Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninkl Philips Electronics Nv filed Critical Koninkl Philips Electronics Nv
Application granted granted Critical
Publication of TW476933B publication Critical patent/TW476933B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G11B20/10046—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G11B20/10222—Improvement or modification of read or write signals clock-related aspects, e.g. phase or frequency adjustment or bit synchronisation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G11B20/10268—Improvement or modification of read or write signals bit detection or demodulation methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G11B20/1258—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs where blocks are arranged within multiple radial zones, e.g. Zone Bit Recording or Constant Density Recording discs, MCAV discs, MCLV discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G11B2020/1218—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc
    • G11B2020/1232—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc sector, i.e. the minimal addressable physical data unit
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G11B2020/1218—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc
    • G11B2020/1238—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc track, i.e. the entire a spirally or concentrically arranged path on which the recording marks are located
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1264—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting concerns a specific kind of data
    • G11B2020/1265—Control data, system data or management information, i.e. data used to access or process user data
    • G11B2020/1281—Servo information
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1264—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting concerns a specific kind of data
    • G11B2020/1265—Control data, system data or management information, i.e. data used to access or process user data
    • G11B2020/1281—Servo information
    • G11B2020/1282—Servo information in embedded servo fields
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1264—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting concerns a specific kind of data
    • G11B2020/1265—Control data, system data or management information, i.e. data used to access or process user data
    • G11B2020/1287—Synchronisation pattern, e.g. VCO fields
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1291—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting serves a specific purpose
    • G11B2020/1298—Enhancement of the signal quality
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2508—Magnetic discs
    • G11B2220/2516—Hard disks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Digital Magnetic Recording (AREA)

Description

476933 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明係有關於一磁碟裝置，理想的是一硬碟裝置，其 包含在磁碟上可提供彼此平行執行複數磁轨的一磁碟，一 磁軌包含交替的伺服攔位與資料攔位，一伺服攔位包含— 自動增益控制（AGC)欄位，而該AGC欄位具有在本身記錄 的AGC訊號，及一格雷（Gray)碼欄位，該欄位具有在本身 記錄的反射碼位元序列，一資料欄位可用於記錄一資料資 訊訊"5虎。 此磁碟裝置可從下述相關文件清單USP 5,661，760文件 D1獲知。通常，一硬碟可細分成複數圓形地域。圖2〇顯 示此一硬碟部分。在每個地域中，例如在圖20的該等地 域Zi、Z2、Z3中，在圓形磁軌的資料是以實質固定的位 元率寫入/讀取，但是對於在硬碟上進一步向外配置的地 域會增加位元率。此會在硬碟上造成一實質固定的資料密 度，因爲實際的硬碟旋轉速度vd是固定。每個磁轨包含 交替的資料欄位與伺服欄位。 伺服攔位可在硬碟上形成所謂的伺服輻。該等輻之其中 4個輻Sl至S4是在圖20顯示。這些是用在硬碟讀/寫頭的 預先元錄词服訊號形式。該等伺服訊號能以兩種方式記錄 在硬碟上。在一方式中，該等伺服訊號是以固定的頻率寫 入’而不管在硬碟上的輻射狀位置。此可在硬碟上造成進 一步向外配置的位置輻射狀寬度增加。在此設計方面，在 伺服攔位的訊號頻率便與在硬碟上寫入資料的位元率無 關。在一第二方法方面，在伺服欄位的訊號頻率是與在地 域寫入資料的位元率有關。一般而言，此便造成伺服欄位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） /11.--- i---------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476933 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 短於根據上述第一方式的伺服欄位。圖2〇係根據第二方 式而顯不藉由各種不同地域的黑色區域記綠而記錄之伺服 欄位。此外，當根據第一方式記錄時，該等伺服欄位便佔 用由黑巴邵分表示的磁碟部分與如輻&所示的影線部分。 本發明的目標是在磁碟的伺服欄位提供訊號的改良格 式，而該磁碟理想爲硬碟。本發明可適用於上述兩格式之 其中任何格式。根據本發明，在開始段落中定義的磁碟裝 置的特徵在於AGC訊號具有頻率fAGc，而且反射位元序列 具有位元頻率fGray，其頻率可滿足下列關係式： fGray/fAGC=n.， 其中n疋iiH的整數，而且反射位元序列是根據p相位調 麦碼而編碼，其中P是的整數。 本發明疋根據下面的認知，藉由使用反射碼攔位儲存的 反射位7L序列心P相位調變碼，而且理想亦可以是其他欄 位儲存的位元序列，例如同步攔位與輔助欄位（在某些文 獻亦％局RROC攔位），例如與二位元訊號相比較，訊號 雜訊比會增加。此外，在結合的fGray/w=n，其中n是 η-1的整數，時脈擷取便可改良，而且在整個欄位皆變成 可把。結果，AGC欄位可以較短，並且稱爲zpR (=零相 位重始）搁位可免除。分別根據申請專利範圍第2與3 =，相同關係存在於，fsync/fAGc與fAux/fAGc比。該比率n不 而要與fGray、fsync、及fAUX相同，但是理想使用這些値。 t氏張尺度適家標準（CNS)A4規格咖X挪公楚—) --— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t 訂---------線· 476933 A7 五、發明說明（ -—^― 對於η的 的调 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於雙相位（P=2)而言，n的理想値是i和2。4的選 取是決定是否爲-較高的密度，或是否爲一增加的訊號雜 訊比。n的車乂呵値可造成一較高密度，但是可減訊號雜 訊比。對於四相位（PM)而言，n的理想値是2 ^ 較高値而言，訊號雜訊比可減少到不想要的値 變碼特別可運用於光碟。 本發明这些及其他觀點將會連同圖式描述，其中： 圖1顯示二位元與雙相位訊號格式， 圖2顯π在正常資訊密度D=〇 3的對應匹配濾波器之 位元響應hb(t)(虛線）與輸出⑴（實線）， 圖3顯示位元偵測器之一方塊圖， 圖4顯示在正常資訊密度D=0.3的對應匹配濾波器之雙 相位響應hb(t)(虛線）與輸出⑴（實線）， 圖5顯示雙相位與二位元訊號的預偵測訊號雜訊比。實 線：匹配濾波器限制；虛線：具最小雜訊增強的全響應線 性等化器；圓形：RF雙相位偵測器， 圖6顯示雙相位編碼訊號之一 pES解調器， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖7顯示各種不同PES解調器的訊號雜訊比。PES猝發 是由22個週期組成，該週期的第一及最後週期並未解調 變。實線：MFB和FHB ;圓形：RF雙相位伺服濾波器； 十字形··區域偵測器， 圖8顯示雙相位符號響應（實線）與RF雙相位伺服濾波 器（虛線）的在D=0.3的振幅頻率特徵， 圖9顯示雙相位訊號的最理想時序恢復電路， -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ (i 476933 第89108756號專利申請案 中文說明書修正頁(90年11月） A7 ----- B7 五、發明説明（4 ) 卜:;':^"1 圖10顯示在D=0.3的雙相位匹配濾波器（實線）與RF雙 相位滤波器（虛線）的等化系統響應之衍生，亦即q，⑴， 圖11顯示在無雜訊（實線）的第一階時序恢復迴路與在 1〇Λ{-8}的BER(虛線）上於d=0.3的跳動與時間常數1/Kt比 較圖， 圖12顯示在RF雙相位伺服濾波器的輸入（頂端）與輸出 (底部）上具4倍粗链的前文， 圖13顯示在正常資訊密度D=0.3的雙相位與二位元訊 號擬似人眼圖案上的30%之一]VIR非均勻的影響， 圖14 a顯示高與低密度雙相位格式， 圖14b顯示四相位格式， 圖15顯示如同一正常PES密度DpEs=ts〇/TpEs功能的各種 不同訊號格式之匹配濾波器限制。實線：高密度格式；虛 線：低密度格式， 圖16顯示二位元訊號的系統模型， 圖17顯示雙相位的RF解譯， 圖18顯示RF雙相位偵測器， 圖19顯示伺服欄位的格式， 圖20是一硬碟在磁軌中提供交替的伺服欄位與資料襴 位，以及 圖21顯示雙相位編碼訊號的一伺服解調器電路圖。 内建的伺服系統普遍使用在硬碟機，以決定讀/寫頭位 置。在此系統中，磁碟區域分成狹窄的伺服磁區而與資料 磁區配置。當讀寫頭通過磁區時，讀窝頭位置然後可藉由
476933 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -----B7 五、發明綱（5 ) — 處理謂頭的輸出而決定。粗略位置資訊可藉由讀取在資料 欄位所寫入的磁軌位址而獲得，而精確位置資訊可從許多 PES (位置錯誤訊號）猝發而獲得。後者典型是由輻狀跨= 磁軌寬度的週期磁化圖案偏移所組成。當讀寫頭通過 不同的PES猝發時，讀頭位置（與磁軌中心有關）可從再現 訊號振幅決定。 對於PES猝發而言，從有關具額外白色雜訊的一 L〇rentzian頭/媒體系統之文件D2可看出，訊號雜訊比 (SNR)在最佳猝發週期Τ«3·281〜是最大，其中^/τ表示 半振幅的脈衝寬度。同樣地，從正常化資訊密度D等於 tso/T的觀點，系統理想應在密度d«0.3操作。此遠低於在 資料磁區的正常資訊密度，其典型是在15與3之間。用 以在伺服磁區窝入例如磁軌位址的數字資訊之一普通方法 是在圖1 (頂端）顯示，而且稱爲二位元訊號。在此，資 料的一邏輯’1’位元是以一二位元表示，亦即兩轉變是以間 隔T/2秒分開，而且資料的一邏輯，〇，位元是一固定磁化。 位元單元是T秒長，其可確保在轉變之間起碼間隔T / 2 秒。（使用者）資料的位元序列的位元頻率是定義爲fbit， 其中 fbit=l/T。 在再現程序期間，每個邏輯，i，將產生一二位元響應，亦 即兩邵份會重疊，類似Lorentzian的相反極性脈衝，而一 邏輯完全沒有輸出。既然只有一 2進位符號，攜帶，能量 (轉變形式），此從SNR觀點清楚可知是次佳狀況。雙相位 調變是另外眾所周知訊號處理方法，而且更適宜。 本紙張尺度翻巾^5^MCNS)A4規格（210 χ 297公楚） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476933 五、發明說明（6 ) 在雙相位調變中，如圖1 (底部）所示，每個位元單元 的另一半只是最初一半的相反，其中位元單元再次爲τ秒 長。藉由使用此規則，兩唯一位元單元圖案便可產生，符 合兩2進位符號。在轉變之間的最小間隔是與二位元訊號 相同，然而，轉變現可由兩2進位符號產生，以表示訊號 雜訊比增加。PES猝發所需的週期磁化圖案亦可視爲雙相 位調變序列，其可例如雙相位調變亦即全爲，i 、 1 、 1…、V的所有1序列而獲得。產生的猝發具有τ秒的週 期。雙相位調變的有用屬性是每個訊號脈衝具有一中間位 元轉變。此表示時序恢復未局限於位在資料攔位之前的一 特殊前文，但是可持續於整個伺服磁區。結果，任何此前 文便可縮短（專注於時序恢復的需求），如此驗保留伺服磁 區區域。 如下面的討論，根據伺服位元偵測的雙相位調變的伺服 格式含思’ PES振幅估計與時序恢復將會提供。此外，在 一位元訊號與雙相位調變位元偵測上的效率限制會出現。 一般顯示，對於雙相位而言，近似最佳效率可根據全響應 線性等化器（FRLE)和2進位限制器而由一簡單的解調器達 成。而且，亦出現的是根據實際第5階類比濾波器的一雙 相位解調器效率。此外，最佳PES振幅估計的效率限制是 與根據實際FRLE的一解調器效率相比較。一近似最佳時 序恢復方法將會描述，並且提出某些樣擬結果。此外，由 於熱（TA’.s)與MR頭非均勻而拒絕擾亂的雙相位FRLE能力 可存取。最後，兩替代的高密度格式將會描述而且評估， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） i · I I I I I I I ^ « — — — — — — I— Aw- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ⑴ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476933 A7 ________B7____ 五、發明說明（7 ) 一是修改的雙相位格式’而另一採用已知爲四相位的一雙 相位交錯變體。 其次，在二位元訊號處理的位元偵測將會討論。在既有 的伺服解調器中，可參考D3 ，在一波峰偵測器用來偵測 個別轉變產生的脈衝之後，再現訊號可通過一高階低通濾 波器（以減少雜訊）。因此，對於使用二位元訊號處理寫入 資料而言，相反極性的兩連續脈衝偵測表示一邏輯的接 收，而沒有偵測脈衝是表示一邏輯Ό’的接收。一基本更可 靠是，事實上，二位元偵測的理想方法是使用符合二位元 響應hd(t) ’可參考D4 。假設雜訊是白色，理想匹配濾波 器的衝動響應然可由hci(-t)提供。對於具轉變響應g(t)的 Lorentzian頭/媒體系統而言，其中 g(t)=l/{l+(2t/t5〇)2} 而且ho表示半振幅的脈衝寬度，二位元響應^⑴可表示 爲hd(t)=g(t)-g(t_T/2)。如圖2所示，對於典型的正常資訊密 度D=0·3而τ，此匹配的濾波器可響應每個傳送的二位元 而產生單一對稱脈衝qd(t)。 可看出qd(t)是Nyquist-Ι脈衝，對於所有而言，亦即 qd(kT)«0 。只有最初與最後（qd(±T))明顯從零偏移，而且造 成某些符號間干擾_，但是甚至如此，《波器輸出上 的類似人眼圖案幾乎是完整的2進位。這些觀察可導致如 圖3所示的同步偵測器結構。 --Γ--I------丨 --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 476933
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，對應一 2進位資料序列ak的再現訊號r(t)可使用 衝動響應p(t)而運用於伺服濾波器，其係實施匹配的遽波 器。此濾波器的輸出y(t)然後由一連串的脈衝（對應記錄 的二位兀）所组成，這些脈衝是在俾們的波峰取樣，以產 生非連續時間序列yk。此序列可運用於一 2進位限制器 (具一非零臨界），以產生近似理想的決定^。 其次，以雙相位調變的位元偵測將會討論。在圖i所示 的雙相位磁化圖案m⑴可根據下列式子而透過一 2進位資 料序列ak的線性脈衝調變獲得： mO t {ak.Cb(t-kT)}. ⑵ 在此，ak是在圖1所示的資料序列，雙極，版本，亦即對 於一邏輯’1，而言，ak=+l，而對於一邏輯，〇，而言，。 函數cb(t)表示雙相位訊號脈衝的基本形式，並且可由下列 式子提供： 1 for -T/2<t<0,
Cb(t) = { -1 for 0<t<T/2，及 （3) 0 else. 如果亦即讀寫頭/媒體系統響應於基本雙相位訊號脈衝 〜⑴的雙相位符號響應是由hb(t)表示，那麼對應雙相位匹配 遽波器w⑴的脈衝響應便可由w(t)==hb㈧提供，其假設雜訊 _ -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱)--------- — l· J----ί-------I --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476933 五、發明說明（9 ) 疋白色。響應hb⑴的滤波器輸出再次如圖4所示的單一脈 衝qb(t)。然後，響應雙相位調變資料序Μ知的遽波器輸 出y(t)將會是如下式所示： Σ ak-qb(t-kT), ⑷ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 即疋，正與負脈衝qb(t_kT)的一線性重疊。從圖4可看出 %(t)幾乎是一 Nyquist-1脈衝，而且圖3結構可再用，以產 生近似最理想的決定3k。伺服濾波器現可實施雙相位匹配 濾波器，亦即P⑴=w(t)，而且限制器具有零臨界，爲了要 偵測雙極取樣yk的極性。在此應進一步注意到，與根據 本發明的位元偵測相比較，D1執行雙相位的位元偵測2 非常不同。. 其次，在二位元訊號與雙相位調變之間的效率比較將會 才疋供。對於兩種格式而言，圖3偵測器的效率可藉著在2 進位限制器輸入上計算預偵測而評估。此可在一隔 離符號傳送（亦即忽略ISI)情況分析完成，而且在匹配^ 波器輸入上的雜訊是白色。結果表示在位元偵測器效率2 的匹配濾波器限制（MFB)。然而，大體上，在限制器的輸 入上將存在某些其剩的ISI 。此可藉由修改伺服濾波器2 衝動響應而抑制，以致於q⑴是Nyquist-1脈衝。在此情 況，伺服濾波器是有效的一全響應線性等化器（frle)，而 且q(t)將可稱爲等化系統響應。 預偵測SNR能以最小雜訊強度數字計算frle，可朱考 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---- 線 476933 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（10 ) 在D5的第5章，並且在圖5與各種不同正常資訊密度D 的MFB相比較。在圖5的0 dB位準是二位元訊號的 MFB ，可視爲零密度。對於計算而言t5Q的一固定値可被 假設，而且D=t5〇/T可藉由改變圖5的位元週期T而變 更。可看出理想雙相位FRLE的效率實際是與MFB —致。 此外’對於實際的伺服密度而言，例如在範圍 De[0.15..0.6] ’雙相位SNR是大約4 dB，而且較佳於二位 元訊號的SNR’s 。亦顯示的是一 rf雙相位偵測器的效率 是根據一實際第5階類比濾波器。在想要的密度範圍上， 此偵測器的效率甚至要好於二位元訊號。 其次，PES解調將會討論。原則上，pES猝發的最佳振 幅估計可經由匹配整個PES猝發的濾波器達成。然而， PES猝發可視爲雙相位調變全皆爲1的序列，亦即 ak-+l、+1··。藉著此觀察，下面顯示一完全相等pES振幅 估计Xi可在猝發期間藉著整合匹配於雙相位符號響應的 一濾波器資料（已知）與取樣輸出之乘積而產生。產生的解 调器結構是在圖6顯示，而且非常類似圖3偵測器。 匹配整個猝發或其基本頻率的伺服濾波器效率已被計算 與分析，可參考D2 。這些匹配的濾波器與第一諧波限制 (分別以MFB和FHB表示）是在圖7顯示。亦顯示的是使 用下述RF雙相位偵測器的祠服濾波器之一解調器模擬效 率。此解調器的效率事實上等sFHB。這是因爲滤波器 具有通帶特徵（參考圖8)，如此便可拒絕PES的基本頻率 奇數諧波，此諧波可在密度減少時増加振幅。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線i -13- /b933 五、 發明說明（η ) PES振幅估計的-普遍使用的方法是區域偵測，可參考 D3和D6。在一同步整流器後面由具截止頻率ΐ8/τ的一 第5階Bessel低通濾波器組成的一區域偵測器效率亦在圖 7顯π。低通濾波器可有效抑制pES猝發之較高諧波，以 造成近似FHB的效率。 其/人，時序恢復將會討論。上述的位元偵測與pES解調 變万法需要取樣相位的正確知識。如果在接收器輸入的雜 訊是白色，此知識便能以雙相位匹配濾波器的一時序恢復 迴路之最佳方式獲得。基本拓撲是在圖9顯示。 在此，具衝動響應p(t)的一伺服濾波器可實施雙相位匹 配濾波器。除了如圖3用來產生位元決定ak的一主輸出y⑴ 之外，戎濾波器亦具有可提供y⑴衍生y，⑴之一第二輸 出。此衍生可被取樣，並且乘以位元決定心。產生的交叉 乘積便可激勵迴路濾波器（LF)，而該迴路濾波器可提供電 壓控制振盪器（VCO)的控制訊號。vco的一適當開始相位 可例如藉由在y’⑴上的一零相位啓動電路操作而於前文開 始上獲得。 未成熟的説，圖9的方法可嘗試取樣相位，其是在y(t) 假$又b的extremal値或相等，其中y，⑴爲零。該方法是最 大可能變化，而且就基本上擷取出現於再現訊號r(t)之所 有時序資訊意義是理想的，可參考D5中的第9、10章。 不論資料ak爲眞實，只假設位元決定^是正確的。同樣 地’時序恢復可連績於整個词服磁區。前文與PEs猝發是 一適當的特殊範例。在這些欄位期間，資料已知爲一更重 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 11----丨訂----―丨丨！線赢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- A7 B7 五、發明說明（U ) 要，如此乘以^便可省略，提供對決斷錯誤沒有感覺的方 法。 在取樣的範例tk=(k+A)T ，其中△是以單位1表示的取 樣相位誤差，迴路是由交叉乘積（沒有決斷錯誤）驅動 aky’(tk) = ak {aiq，(MT) + ak(n*p)(tk)} (5) "中q⑴疋先如疋義的等化系統響應。此交叉乘積具有— 雜訊元件uk=ak(n*p)(tk)，其在迴路會感應任意跳動，而且 一與資料有關元件= aiq，(MT)可提供想要的控制資 訊。顯然地 zk = ak X a^qXCj+^T). ⑹ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 這此訊號將可透過迴路平均，如此對於未修改的任意資 料而言，只有j=〇項可提供控制資訊，而且迴路將嘗試迫 使q’(AT)爲零，亦即它將會在q⑴假設它峰波的取樣相位 上決定。如圖10所示時間軸選取以致於在t = ()使 才(t)=0，q·⑴對於小相位誤差會近似線性。 在削文期間’ PES摔發apl，如此Zk =文q’Cj+AT}·。想 要的需求是就符合任意資料而言，當q，⑴么大約t==〇反對 稱時，在相同取樣相位上的迴路決定。此對於匹配的濾波 器而5是眞實的，可參考圖10 ，並且透過設計，亦保持 f, . --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476933 五、發明說明（l3 ) 給RF雙相位伺服濾波器。然而，對於任意的資料而含， 當>0時’ q’(jT)矣〇 ，此表示在迴路存在與一些圖案有關 的跳動，甚至是在追蹤模式。 模擬可實施於一第一階時序恢復迴路，亦即沒有一迴路 濾、波器，其是在D=0.3的密度上採用RF雙相位词服據波 器。該迴路對於小相位誤差是近似線性，所以具有隨著時 間常數1/Kt之一指數階層，其中Kt是迴路增益。在一伺 服磁區的開始上，時序迴路在前文期間應鎖定，其典型是 30至40個週期長，因此，大約1〇個符號間隔的迴路時間 常數是實際需要。前文通常後面接著數位元的任意資料 (例如磁轨位址、一同步字等），這些將會在迴路中引起與 圖案有關的跳動。然而，如果適當選取迴路增益（請參考 圖11 )，此跳動便可有效受迴路的抑制。 在時序恢復迴路輸入上的雜訊亦會在迴路中引起跳動。 不丈一錯誤更正碼保護的伺服資料之一合理需求位元錯誤 率（BER)小於10-8。對於在根據RF雙相位伺服濾波器的一 位兀偵測器輸入上的白色雜訊而言，此符合15.8 dB的預 偵測訊號雜訊比。對於迴路增益的一適當選取（請參考圖 11 )而1Γ，在此雜訊位準上的整個迴路跳動將只會略微受 到與圖案有關跳動影響的限制。然後，熱處理將會討論。 雙相位滤波器在DC具有一雙倍零，而且可預期能有 效抑制熱（TA，s)。這符合圖12 ，其顯示在25MHz的一伺 服頻率及一正常資訊密度D=:〇 3上分別爲上升與下敎時間 常數25與8〇〇 ns的4xTA之濾波器響應。 --------：----------------訂 --- - ----線 (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁)
A7 五、發明說明（Μ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，MR非均勻處理將會討論。MR頭非均勻可透過 使用讀寫頭/媒體系統的正與負轉變響應之明確振幅Ap與 An而大致塑造。在眞實的系統中，非均勻丨丨/|Αρ+ι丨 的程度可咼達30%。清楚想要的是整個解調器對於非均勻 是沒感受的。傳統的伺服解調器可個別偵測正與負脈衝， 而且本質對於非均勻是敏感的。在研究下的方法，藉由比 較，本質上包括一匹配濾波器，其基本上專注於在單一取 樣相位的每位元單元内所有轉變響應的合成效果。只是一 線性重疊形式的專注程序可明顯免除非均勻的效果。在第 5階雙相位之前後的無雜訊似人眼圖案是在圖13顯示。 雖然某些非均勻在過濾之後仍然可見，但是人眼保留足夠 開敞以在雜訊出現時允許可靠的位元偵測。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次’ 一些可替代的高密度格式將會討論。如前所述， PES猝發可視爲雙相位調變序列、1 、1 · ·。如圖 14a (頂端）所示，一 pES猝發亦可透過雙相位調變資料 序列ak=l、〇、i、〇…而獲得。產生的猝發具有等於兩 符號間隔的一週期。如此，對於一特定PES週期（通常選 取最大PES SNR )而言，必要的符號率將會是兩倍於猝發 頻率。這是與利用PES猝發序列ak=l、1、1…的格式成 對比’其符號率是等於猝發頻率。兩可能格式將可稱爲高 與低密度格式，其反映不同的符號率。 對於一特定PES週期TPES而言，高密度格式的使用暗示 著兩倍於正常資料資訊密度。此可在實質減少預偵測SNR (參考圖15 )的耗費上平分資料欄位的長度。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚 476933 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（l5 ) 改良的效率可藉由使用已知爲四相位的更複雜訊號格式
獲得，可參考圖14b。在伺服區域上，結合圖14b的AGC 欄位頻率產生的四相位編碼位元序列範例可滿足方程式 fblt=2。fAGC，稍後可見到，其中。等於位元頻率、 fsync或fAUX之其中一者。四相位本質是雙相位的一交錯變 月豆，而且亦疋丨又有dc 。每對位元可造成一或多個轉變， 即是時序内容的出現仍然保證。對於高密度雙相位而言， 具週期TPES=2T的PES猝發會產生，在此情況，透過四相 位編碼所有爲1 (或所有爲零）的序列。四相位的匹配濾波 器限制是在下面計算，並且在圖顯示。對於實際興趣 的密度而言，在從最佳密度D=0.32的2因素内，四相位 可提供類似二位元訊號的效、率，但是兩倍於線性密度，而 且具保證的時序眞意。四相位的近似理想接收器結構是類 似在此所發展的一些，但是具某種更複雜的程度，可參考 D7 和 D8 〇 判斷根據雙相位調變的一伺服格式已提議。在典型用於 伺服資訊的低線性密度上，近似最大可能PES解調變、位 元債測、與時序恢復使用一簡單的接收器是可能的，其根 據大致符合雙相位符號響應的一等化器。該等化器亦可提 供MR非均勻與熱效果之優良抑制。當與根據二位元訊號 的一格式相比較時，預偵測SNR (大約4 dB )的明顯增益 與時序内容便可獲得。根據一第5階類比濾波器之一接收 器模擬顯示此效率極近似實際。 伺服資料密度藉由採用一高密度雙相位格式而加倍，然 -18 ； r I I - I-------------^ Αν. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺唐iS用Φ . f - i IN J V 干 S 公 yy Z X 1ϋ (Ν 格 規 476933 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而，此會導致SNR w.r.t二位元訊號的嚴重損失。改良的 效率可使用一以四相位爲基礎的格式獲得，但是會增力口的 接收器的複雜度。 其’人’ 一位元訊號的一 分析將會提供。匹配據皮 器位元偵測的一系統模型爲是在圖16顯示。在此，2進 位資料符號ake{l，0}是經由符號響應的一線性脈衝調變 器而傳送
Cd(t) = { 2 用於 0<t<T/2 及 （7) 〇用於其他地方。 雜訊η⑴假設是具白色頻譜密度N。的強度。讀寫頭/媒 體系統的二位元響應是hd(t)=2[g(t)-g(t-T/2)]，其中g⑴是在 方程式1中定義的Lorentzian脈衝。然後傅立葉轉換Hd(n) 的hd(t)是
I Η〇ι(Ω)：=：πί50[1<Α{_』πΩ}]γ{-πΡ|} 其中Ω是頻率的一正常測量，而ω =1符合訊號率丨/τ。響 應於一傳送的二位元，該匹配濾波器的輸出是具峰値的一 對稱脈衝，其使用Parsevals定理能以下式表示 A = J hd(t)]2 dt = 1/T [ j |Hd(Q)|2 άΩ]. (9) '•和 ·〇〇 ·.—J—^-----丨丨 --------訂---------線 Γ 清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ： 本紙張尺I適用中_家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱) ' - 476933 A7 B7 五、發明說明（Π ) 在匹配濾波器輸出上的雜訊然後能以下式所示 (10) 當傳送符號Μ時，沒有輸出，位元決斷能以臨界AO的 一 2進位限制器完成。在限制器輸入上的預偵測訊號雜訊 比SNRd然後能以下式表示 SNRd = (A/2)2/a2 = (l/4.N〇.T) f |Hd(a)|2 άΩ. (11) 且在某些簡化之後我們便可獲得下式 SNRd = n t5〇 /{2.N〇.(l+(2D)2}. (12) 其次，雙相位調變的一 SNR分析將會提供。藉由使用 方程式3，雙相位符號響應hb(t)能以下式表示 hb(t)=[.2g(t)g(t+T/2)+g(t-T/2)] (13) I Ί I--------I I --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 及其傅立葉轉換Hb⑴如下式所示
Hb(n)=-47i:t5〇sin2(Kn/2)eA{-KDjQ|}, (14) 雙相位匹配濾波器的輸出是由正與負脈衝所組成，其對 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 476933 五、發明說明（is ) 應於邏輯，v和，〇,的雙相位符號。如此，2進位限制器應具 有一零臨界。在此情況，預偵測訊號雜訊比SNRb能以下式表示 SNRb = aV = {i/N〇T} ] |Η6(Ω)|α2 άΩ. (15) 此能以整體表格的輔助評估便可獲得如下式所 SNRb=3^5〇/2N〇.(l+D2)(l+(2D)2. (16) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 其次，四相位調變的一 SNR分析將會提供。四 一已知爲具磁記錄的想要屬性之線性2進位調變 戈 考D9和D10。考慮使用可細分成偶數與奇數流< ^ m 2m+i符號率1/T之一 2進位流ak。然後，在資料^ 2/T上的四相位編碼2進位資料訊號bn能以下式表系 冬 , b4m+l = < , b4m+2 = · ，b4m+：3 (17) --------^--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以cqp⑴表示的四相位訊號脈衝的基本形式然能 表示成，
Cqp(t)= { 1 用於-3T/4<t<-T/4， -1 用於 T/4<t<3T/4，以及 〇用於其他情況。 21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (18) 476933 A7 B7___ 五、發明說明（19 ) 四相位符號響應hqp(t)，亦即四相位訊號脈衝的通道響 應能以下式表示 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) hqp(t)=[g(t+3T/4)-g(t+T/4)-g(t-T/4)+g(t-3T/4)] (19) 及其傅立葉轉換Hqp(t)能以下式表達 Ηςρ(Ω)=πί5〇(ο〇8(3πΩ/4))-ο〇8(πΩ/4))6Λ{-πΟ|Ω|}. (20) 至於雙相位，預偵測訊號雜訊比SNRqp能以下式表示 SNRqP = A2/a2 = (l/N〇T) J |Hqp (Ω)|2 άΩ, (21) —〇〇 在一些簡化之後便可獲得下式 SNRqp = (3m5〇 /N〇).(l/l+(2D)2).(l/l+4(2D)2.(3+32D2)/(944(2D)2) (22) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，RF雙相位偵測器將會描述。此方法基礎的基本 觀察在於雙相位可視爲如圖17所示的NRZ之一 fRF調整’ 版本。在此，一 NRZ訊號d(t)是乘以週期T的一同步2進 位時脈訊號Ci(t)，以產生雙相位訊號m(t)。 此雙相位的説明表示解調變/偵測能以下列方式（可參考 D11 )執行：首先，接收的雙相位訊號是乘以時脈訊號Ci(t) 的•同步解調變’，其具有等於n.fAGC (梢後可參考）的〜時脈 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 476933 A7 __B7 五、發明說明（2〇 ) 訊唬；然後，位元偵測能以適合NRZ的一方式執行。後者 y亂基本上品要一積分與轉存濾、波器。此會導致圖18的 偵測器拓撲結構。在此，再現信號r(t)能以衝動響應M(t) 勺彳]服濾波器過濾。濾波器輸出可同步乘以同相位時脈 Mt)與積分連續跨越Τ秒寬的間隔。在每個間隔結束上， 被積函數的符號便可決定，而且可視爲位元決斷。 在算術方面，決斷變數Z2k能以下式表示
Z (λ'+0：5)Γ kT (Jt+0.5)7 2，k = J Y2(t)ci(t)dt = J y2(t)dt -丨 y2(t)dt.
(k-Q.5)T (23)
kT 其中kT是對應於訊號脈衝中心。此可進一步從方程式3 所足義的基本雙相位符號Cb(t)的觀點簡化。然後 ^2,k = y2(t)cb(t-kT)dt = (y2*Cb)(kT) = (r*W2*Cb(-t))(kT) (24) rw— I n al·· n I n n n 1 n mmmar I 1_ §1 n n 一一«»J I ϋ n« ia_i n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，表tf迴旋。此分析顯示圖18拓撲是等於圖3 ，· 其假設衝動響應w2(t)與p(t)是與p(t)=(W2*Cb㈠))⑴有關。當此 情況存在時，圖18拓撲（限制器除外）便可看出實施具衝 動響應p(t)之一伺服滤波器的另一方法。此相等的伺服濾 波器將可稱爲RF雙相位伺服濾波器。 如果伺服濾波器匹配於雙相位符號響應，亦即，如果 P(tHib(-t)，那麼兩拓撲的同等便可在W2(t>=f(_t)時獲得，其中 f(t)是磁記錄通道的衝動響應。然後，既然其他時脈可正
476933 A7 B7 五、發明說明（21 ) 確相局實施’相圖18拓撲的效率決定於w2(㈣t)實施的 精確性。然而，既然同步解調器與在圖Μ的積分與轉存 濾波器的_接可有效實施想要響應的部份，所以此工作的 複雜度便可認爲低於直接實施hb⑴。實施W2(t)的一方法可 使用一第5階類比濾波器，而該第5階類比濾波器是由— 第一階南通濾波器與兩第2階低通濾波器構成。最佳的濾 波杏參數可經由一單純搜尋（參考表〇的最佳化預偵測 SNR之一電腦程式決定。 表I各種不同正常資訊密度D的最佳濾波器參數。記號 法：表示第一階部分的截止頻率、及第2階部分（頻率 正常是在Ω=1，信號率爲1Ar ; Q表示品質因素）的共振頻 率。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 D HP! Ω〇 LP! Ω0 Q lp2 Ω0 Q 0.15 0.36 0.80 0.84 1.23 1.14 0.3 0.39 0.86 0.85 1.33 1.16 0.6 0.47 1.04 0.93 1.61 1.26 其次，一最佳PES解調變將會描述 圖案m(t)能模性化成 PES猝發的磁化 * · H ϋ fei I n mMmw ml^WJ. 線 N-[ m⑴=Σ 知 Cb(t-kT) /：=〇 (25) -24. 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 476933 A7 五、發明說明（22 ) 其中办是用來產生PES猝發的（雙極）資料序列，N表示 PES猝發的週期數目，而且c(t)是雙相位或二位元符號響 應。對應的再現訊號r⑺根據Γ①=Αχ⑴+n⑴是一過濾與雜訊 版本，其中A是猝發振幅，而且 /V —I ^(0= X akhb(t-kT). (26) 取佳的PES解調變是可藉著將r(t)運用於衝動響應符合 整個PES猝發的一濾波器。如果呦是白色，此表示 d(t)=x(-t)。匹配濾波器輸出v(t)便可在瞬間上取樣，以 獲得一最佳PES估計v(0)。然後 v(〇) r(t)d(-t)dt= ί r(t)x(t)dt (27) X j r(t)akhb(t-kT)dt 灸=0 _〇〇 =5 〜y(kT) - ----l· I I I I I I - I--!! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中y(t)可認爲在r(t)上操作的具脈衝響應h(_t)的一濾波器 輸出。此正好符合上述的濾波器。 其次，根據本發明的硬碟伺服欄位的一格式將會描述。 圖19顯示此格式的一範例。一伺服攔位包含一 AGC攔位 190 ，其中一 AGC訊號可儲存，—同步欄位192可儲存一 編碼同步位元序列，一反射碼攔位194可儲存一編碼反射 位元序列，一 PES欄位196可儲存一位置追蹤，而且一輔 25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 476933 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 助攔位198可错存輔助伺服相關的資料，例如有關可重複 伸出、磁頭特徵等的資料。 該ago欄位包含二位元序列形式的aqc訊號。在硬碟 以預足旋㈣度旋轉的在就獅的A〇c域可藉著在 此欄位窝入具有一頻率fAGc而完成。當從硬碟以相同預定 旋轉速度旋轉的硬碟讀取AGC訊號時，_類似正弦波再 生訊號便可確認具有頻率f A〇c。 根據本發明，同步欄位192包含一編碼同步位元序列， t疋理想是雙相位編碼或四相位編碼的一同步位元序列。 更普遍的是，同步位元序列是P相位編碼，其中p>2 。 此外，在一伺服攔位的編碼同步位元序列具有可滿足下列 關係式的一位元頻率fsync : fsync/fAGCf^l 其中η對於保持ngl是整數。更明確而言，ηι等於i或 2 。如一範例所示，在圖1中，ηι=ι ，然而在圖14 (頂 端），1^=2。 反射碼襴位194包含一編碼的反射位元序列，其可識別 伺服欄位的磁軌。反射位元序列再次爲理想的雙相位編碼 或四相位編碼形式。更普遍是，編碼的反射位元序列具有 可滿足下列關係式的一位元頻率fGray : fGray/fAGC^^ ? -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .丨^— --------1--II--訂·----11 (請先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 476933 五、發明說明（24 ) 其中n2是保持响的整數。更明確而言，如上述叱等於 1或2。典型上，ηι=η2。 卿欄位196通常具有肖A〇c攔位⑼相同的頻率。 AUX欄位198是以與作反射碼欄位194及同步搁位脱的 相同方法編碼。此表示輔助位元序列理想是以雙相位编碼 或四相位編碼形式。更普遍是，編碼輔助位元序列具有— 位元頻率f AUX，此可滿足下關係式·· fAUx/fAGC==n3 ? 其中助是保持的整數。更明確而言，如上述，化等 於1或2。典型上，ηι=η2==η3。 藉由合併上述位元偵測、時序恢復、與pES解調變方 法’圖21的伺服解調器電路便可獲得。圖21的電路圖只 表示原理而未反映實際解调器需要的全部功能，而且亦未 正確反映實際解調器的方塊圖。 在圖21的兩開關214和216可在伺服猝發（或伺服襴位） 的各種不同欄位之間改變位置，而且指示他們的開始位置 (表示AGC欄位）。該再現訊號r可運用於形成AGC迴路部 份之一可變增益放大器（VGA)210 。伺服濾波器212是在 VGA輸出上操作，而且具有主要輸出丫，而該輸出可用於 自動增盈控制、位元偵測、與PES解調變，及用於時序恢 復之一輔助輸出y，。一零相位開始（zps)電路22〇是在y， 上工作’以便在AGC欄位的開始上提供一適當的初始 «i. ----------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -27- A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 ___ 五、發明說明（25 ) ~ VC〇相位。基於此，在VCO控制上的點是根據y的取樣 衍生。 在AGC搁位期間，y是乘以2進位vc〇輸出s(t)，而 该輸出疋何生的時脈訊號，以獲得AGC的一控制訊號。 將近於AGC襴位的結束，兩開關214和216是放在，資料， 位置。結果’ VGA增益會凍結，而且vc〇控制是基於y’ 興專屬貝料a[k]取樣版本的交又乘積。後者序列可經由使 用刪除地域（或3組限制器）之一位元偵測器224獲得，而 且每田決足不可靠時會變成零。在這些事件中，PLL將可- 動態，凍結，。一框同步偵測器（FSD)226可在3[k]上操作， 以確認框同步標誌。 在罘一 PES猝發的開始上，開關214是置於，pES，位置， 以允彳一整合的DAC 228形成一數位pEs估計。整合的 DAC是完全符合在AGC迴路的積分器23〇 。該第二 估计叱以相同方式獲得。PLL可持續以超過agc攔位的 決斷導向模式操作。 等效％路圖的獲得可用於偵測在伺服櫊位儲存的四相 2編碼訊號。對於下列的理由而言，主要的不同在於目前 需要兩個3組限制器。四相位編褐信號的偵測可藉由個別 偵測及處理資料序列的偶數與奇數位元而實施。此能以平 :及^奇數位元與偶數位元相比較時的一移位而完成。一 意謂著是需要兩個3組限制器。 各種不同可在D1與本發明之間識別。首先，〇ι是有 關於’寬雙相位’，然而本發明是有關雙相位。此外，根據 l· -----'---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -28- 476933 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（26 ) 本發明，一關係已在頻率fAGC及在反射碼欄位、同步欄 位、與輔助襴位的位元頻率之間建立。在D1中，一關係 已在反射碼襴位的位元頻率與在資料欄位的使用者資料位 元頻率之間建立。此外，在D1中，供在資料欄位的使用 者資料偵測之一既有讀取通道電路已轉換成一電路，以供 偵測在伺服欄位中的雙相位編碼資料。然而，根據本發 明’ 一特殊建造的電路已發展用於偵測在词服欄位的P相 位編碼資料，其造成額外的優點，例如可從伺服欄位取得 時脈訊號。在其他之間與在相同位置上使用一低通濾波器_ 的D1相比較，此允許使用在圖21的伺服濾波器212之一 通帶濾波器。圖21的電路對於直流偏移較不靈敏，因此 便阻絕一較·高的訊號雜訊比。 雖然本發明的描述是與較佳具體實施例有關，但是可了 解到這些不是限制性範例。因此，各種不同的修改對於在 技藝中熟諳此技者很顯然，而不致於達背如申請專利所定 義之本發明的範圍。此外，任何的參考符號並未局限於申 請專利的範圍。就結合讀取裝置，本發明可藉由硬體與軟 體實施，而且數個”裝置，，能以硬體相同元件表示。，包含， 並未排除在申請專利範圍内列出的其他元件或步驟。而 且，在元件前的”一”並未排除複數此元件的出現。此外， 本發明包含在每個新特徵或一些特徵的組合。 相關文件 (Dl) USP 5,661,760 (D2) A. Patapoutian, Optimal Burst Frequency Derivation for 9------- 丨訂---------線 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -29- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 476933 A7 _；_ B7___ 五、發明說明（i7 )
Head Positioning', IEEE Trans. Magn., Vol.32, No.5, pp.3899-3901, Sept· 1996。 (D3) L. Frederikson et al.? 'Digital servo processing in the Venus PRML read/write channel·，IEEE Trans. Magn·，Vol·33, No.5, ρρ·2617-2619，Sept· 1997 〇 (D4) H. Yada and T. Takeda, Ά coherent maximum likelihood head position estimator for PERM disk drives’，IEEE Trans· Magn·， Vol.32, Νο·3, pp. 1867-1872, May 1996。 (D5) J.W.M. Bergmans, Digital Baseband Transmission and -Recording}. Boston, Kluwer Academic Publishers, 1996 ° (D6) D.E. Reed, W.G. Bliss, L. Du and M. Karsanbhai, 'Digital servo processing in a digital read channel’，IEEE Trans. Magn.， Vol.34, No· 1，pp. 13-16, Jan· 1998。 (D7) J.W.M. Bergmans and C. Mita, Two new equalization schemes for high- density digital magnetic recording systems with quad-phase modulation code1, Electron. Letters, Vol.26, No. 1, pp. 13-14, Jan· 1990 。 (D8) J.W.M. Bergmans, fBaud-rate data-aide timing recovery for digital magnetic recording systems with quadra-phase modulation code、Trans· Comm·，Vol.43, No.6, pp.2012-15, June. 1995 o (D9) J‘A. Bixby and R. A. Ketcham，’Q.P·，an improved code for high density digital recording1, IEEE Trans. Magn., Vol.MAG-15, No.6,pp. 1465-1467, Nov. 1979。 (DIO) P.J. van Gerwen, W.A.M. Snijders and N.A. M. Verhoeckx, -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '--：-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 476933 A7 B7 _ 五、發明說明（28 ) 'Dual digital transmission system for multi-pair cables based on crank-shaft coding’，Electron· Letters，Vol.20, No. 15, pp.619-621， July 1984 o (Dll) U.S. Patent 5，175,507。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 第89108756號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(9〇年η月) 修正
    申請專利範圍 :二上j 1. 一種磁碟裝置，較佳為一硬碟裝置，包含一磁碟，該 磁碟上具有彼此平行的複數磁軌，一磁軌包含交替的 伺服襴位與資料欄位， 一伺服欄位，包含一自動增益控制襴位，具有在該 攔位記錄的一自動增益控制訊號；及一反射碼欄位， 其具有在該欄位記錄之一編碼反射位元序列， 一資料攔位，供可在該攔位記錄一資料資訊訊號， 其特徵為自動增益控制訊號具有一頻率fAGC，而且 泫反射位元序列具有一位元頻率fGray，該等位元頻率 可滿足下列關係式： fGray/fAGC=n， 其中η對於保持！而言是整數， 而且泫反射位元序列是根據p相位調變碼而編碼，其 中P對於保持p> 1而言是整數。 2·種磁碟裝置，較佳為硬碟裝置，包含一磁碟在該磁 碟上具有彼此平行的複數磁軌，一磁軌包含交替的伺 服欄位與資料攔位， 一伺服欄位，其包含一自動增益控制襴位，具有在 該欄位記錄之一自動增益控制訊號；及一同步欄位， 其具有在該攔位記錄之一編碼同步位元序列， '貝料欄位，用以在該襴位記錄一資料資訊訊號， 其特徵為該自動增益控制訊號具有一頻率，而 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210x297公釐） 4/6933 A8 B8 C8
    且該同步位元序列具有可滿足下列關係之一位元頻率 •fsync · fsync/fAGC=n 其中m對於保持η>ι而言是整數， 而且该同步位元序列是根據一 P相位調變碼而編碼， 其中P對於保持P>1是整數。 裝 3· —種磁碟裝置，較佳為硬碟裝置，包含一磁碟在該礙 碟上具有彼此平行的複數磁軌，一磁軌包含交替的词 服襴位與資料欄位， 一伺服攔位，其包含一自動增益控制欄位，具有在 該攔位記錄之一自動增益控制訊號、及一輔助攔位， 其具有在該攔位記錄之一輔助位元序列， 線 一資料襴位，用以在該欄位記錄一資料資訊訊號， 其特徵為該自動增益控制訊號具有一頻率fAGC，而 且該輔助位元序列具有可滿足下列關係式之一位元頻 率 fAUX : fAUx/fAGC=n 其中m對於保持而言是整數， 而且該輔助位元序列是根據一 p相位調變碼而編碼， 其中p對於保持ρ>1而言是整數。 -2- 1 _ _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 圍範 利 專請 中 8 8 8 8 A BCD 4.如申請專利範圍第1、2岑1 π 」靶 戎3項之磁碟裝置，其特徵 為η=1或2。 5·如申請專利_ i項之磁碟裝置，其特徵為該編碼 的反射位元序列係一雙相位編碼位元序列（p=2)。 6·如申請專利_ 2項之磁碟裝置，其特徵為該編碼 的同步位元序列係一雙相位編碼位元序列。 7·如申請專利範圍第3項之磁碟装置，其特徵為該編碼 的辅助位元序列係一雙相位編碼位元序列。 8. 如申請專利範圍帛丨項之磁碟裝置，其特徵為該編碼 的反射位元序列係一四相位編碼位元序列（p==4)。 9. 如申請專利範圍第2項之磁碟裝置，其特徵為該編碼 的同步位元序列係一四相位編碼位元序列。 10. 如申請專利範圍第3項之磁碟裝置，其特徵為該編碼 的辅助者位元序列係一四相位編碼位元序列。 11. 如先前申請專利範圍第i、2、3、5、6、7、8、9或 1 〇項之磁碟裝置，其特徵為該伺服攔位係沒有一零相 位重始欄位。 12·如申請專利範圍第5或8項之磁碟裝置，其特徵為該 裝置提供： ••讀取裝置，用以讀取來自在該磁碟上的一磁軌之資 訊， -通帶濾波器裝置，用以通帶濾除從該磁軌讀取的資 訊， -偵測裝置，用以偵測來自該通帶濾除資訊之該反射位 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 476933 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 元序列。 13·如申請專利範圍第12項之磁碟裝置，其特徵為該裝置 係進一步包含裝置，用以從該反射碼欄位儲存的編碼 反射位元序列取得一時脈訊號。 14. 如申請專利範圍第13項之磁碟裝置，其特徵為該衍生 裝置可進一步適合從在該同步欄位儲存的編碼同步位 元序列取仔該時脈訊號。 15. 如申請專利範圍第13項之挺碟裝置，該伺服欄位係進 一步包含一位置錯誤訊號（PES)攔位，其特徵為該衍生 裝置可進一步適合於從該PES欄位儲存的訊號取得該 時脈訊號。 16·如申請專利範圍第15項之磁綠裝置，其特徵為該衍生 裝置包含至少一 3組限制器。 17·如申請專利範圍第5或8項之磁碟裝置，其特徵為該 裝置可提供： -項取裝置’用以項取來自在該磁碟上的一磁軌之資 訊， -通帶濾波器裝置，用以通帶濾除從該磁執讀取的資 訊’ -同步解調器裝置，用以同步解調該通帶濾除的資訊。 18·如申請專利範圍第17項之磁碟裝置，其特徵為該同步 解調器裝置包含時脈訊號產生器裝置，用以產生具有 等於n.fAGc頻率之一時脈訊號。 -4-
TW089108756A 1999-04-20 2000-05-08 A servo format for hard disks, preferably hard disks TW476933B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99201246 1999-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW476933B true TW476933B (en) 2002-02-21

Family

ID=8240126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW089108756A TW476933B (en) 1999-04-20 2000-05-08 A servo format for hard disks, preferably hard disks

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6515812B1 (zh)
EP (1) EP1090393B1 (zh)
JP (1) JP2002542567A (zh)
KR (1) KR100639525B1 (zh)
DE (1) DE60030653T2 (zh)
TW (1) TW476933B (zh)
WO (1) WO2000063904A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6833972B2 (en) * 2001-10-26 2004-12-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for reproducing phase information signals in an information recording device
EP1496512A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-12 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Method for adaptive bit recovery
US7342734B1 (en) * 2004-09-02 2008-03-11 Maxtor Corporation Disk drives with radially aligned servo burst patterns that generate orthogonal contributions to a read signal and related demodulators and methods
US7206146B2 (en) 2004-10-27 2007-04-17 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Biphase magnetic pattern detector using multiple matched filters for hard disk drive
US7502193B2 (en) * 2005-02-28 2009-03-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Positioning of a magnetic head in a magnetic data recording device using a multiple sensor array
US7349167B2 (en) * 2005-07-27 2008-03-25 Seagate Technology Llc Utilizing track identification fields for timing recovery
US7660077B2 (en) * 2006-01-10 2010-02-09 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and system for reduction of off-track write errors in disk drives
US7333290B1 (en) 2006-08-03 2008-02-19 Western Digital Technologies, Inc. Magnetic disk in a disk drive and method having improved null servo burst phasing
US7643235B2 (en) 2006-09-28 2010-01-05 Seagate Technology Llc Synchronization for data communication
US8922923B2 (en) 2011-03-01 2014-12-30 Seagate Technology Llc Interleaved automatic gain control for asymmetric data signals
US9019641B2 (en) * 2012-12-13 2015-04-28 Lsi Corporation Systems and methods for adaptive threshold pattern detection
CN105659553B (zh) * 2013-11-01 2019-07-19 华为技术有限公司 发送器、接收器以及生成同步信号的方法
US9105289B1 (en) 2014-10-15 2015-08-11 Seagate Technology Llc Integrated servo field for memory device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4024593A1 (de) 1990-08-02 1992-03-05 Sgs Thomson Microelectronics Verfahren und vorrichtung zur demodulation eines biphasenmodulierten signals
US5384671A (en) * 1993-12-23 1995-01-24 Quantum Corporation PRML sampled data channel synchronous servo detector
US5661760A (en) * 1995-10-23 1997-08-26 Quantum Corporation Wide biphase digital servo information detection, and estimation for disk drive using servo Viterbi detector
US5862005A (en) * 1994-10-11 1999-01-19 Quantum Corporation Synchronous detection of wide bi-phase coded servo information for disk drive
SG55370A1 (en) * 1996-09-09 1998-12-21 Texas Instruments Inc Servo demodulator and method for synchronous servo demodulation
US6049438A (en) * 1997-03-07 2000-04-11 International Business Machines Corporation Method and apparatus for encoding digital servo information in a servo burst
DE19882608T1 (de) * 1997-08-15 2000-08-24 Seagate Technology Plattenlaufwerk mit Servoinformation mit konstanter Dichte

Also Published As

Publication number Publication date
EP1090393A1 (en) 2001-04-11
DE60030653D1 (de) 2006-10-26
DE60030653T2 (de) 2007-09-06
WO2000063904A1 (en) 2000-10-26
US6515812B1 (en) 2003-02-04
EP1090393B1 (en) 2006-09-13
JP2002542567A (ja) 2002-12-10
KR100639525B1 (ko) 2006-10-31
KR20010053053A (ko) 2001-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW476933B (en) A servo format for hard disks, preferably hard disks
US6111710A (en) Asynchronous/synchronous gain control for interpolated timing recovery in a sampled amplitude read channel
JP4793945B2 (ja) サンプル化振幅磁気記録のための改良されたフォールトトレラント同期マーク検出器
JP3071142B2 (ja) サンプルされた振幅リードチャネルにおけるコスト削減された補間されたタイミングリカバリ
US8254049B2 (en) Systems and methods for improved synchronization between an asynchronously detected signal and a synchronous operation
US6028728A (en) Sampled amplitude read/write channel employing a sub-baud rate write clock
JP3331090B2 (ja) ディスク記録再生装置のデータ再生処理装置及びデータ再生方法
JPH10106191A (ja) サーボ復調器と同期サーボ復調法
JP2001332035A (ja) データ同期信号検出装置、及びこれを用いた信号処理装置、並びにこれらを備えた情報記録再生装置、並びにデータ同期信号検出方法とこの方法に使用される情報記録媒体
JP4433438B2 (ja) 情報再生装置および位相同期制御装置
US5828509A (en) Magnetic disk recording and playback apparatus using independently formed recorded pattern sets for clock generation
US6157604A (en) Sampled amplitude read channel employing a baud rate estimator for digital timing recovery in an optical disk storage device
JP4480584B2 (ja) 適応等化回路及び適応等化方法
JP3687425B2 (ja) ディジタル信号再生装置
US6853509B2 (en) Acquisition signal error estimator
Raghavan et al. On feed-forward and feedback timing recovery for digital magnetic recording systems
Hwang Asynchronous inter-track interference cancellation (A-ITIC) for interlaced magnetic recording (IMR)
US7511909B2 (en) Sector based timing recovery for a readback signal
US6469862B2 (en) Method and apparatus for improved servo signal filtering in read channels
JP2007109349A (ja) ディジタル情報記録再生装置およびディジタルフェーズロックドループ回路
JP3818031B2 (ja) 記録情報再生装置
Makinwa et al. Analysis of a biphase-based servo format for hard-disk drives
US8295134B2 (en) Optical disc, optical disc recording method and apparatus, and optical disc reproducing method and apparatus
JP3428525B2 (ja) 記録情報再生装置
Tsai et al. Raised cosine interpolator filter for digital magnetic recording channel

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees