專利名稱：用于盤驅(qū)動(dòng)器的方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為1995年5月22日，申請(qǐng)?zhí)枮?5106665.x，名稱為“斜滑架加載和卸載的方法和裝置”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明所屬的領(lǐng)域是盤驅(qū)動(dòng)器，它們又稱作直接存取存儲(chǔ)器(DASD)。
更具體地說，本發(fā)明是關(guān)于用來加、卸載一個(gè)換能頭使其達(dá)到或離開盤片的斜滑架(ramp)，以及在換能頭通過斜滑架時(shí)控制換能頭運(yùn)動(dòng)的方法。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部件之一是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方。通常，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用多個(gè)可供普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方之一便是盤驅(qū)動(dòng)器，它也被稱作直接存取存儲(chǔ)器。
一個(gè)盤驅(qū)動(dòng)器或者說直接存取存儲(chǔ)器包括若干個(gè)盤片，它們類似于用在唱機(jī)上的每分鐘45轉(zhuǎn)的唱片或者用在CD放送機(jī)上的緊致盤。這些盤片疊放在一個(gè)主軸上，很象若干個(gè)等待放唱的每分鐘45轉(zhuǎn)的唱片。然而，在盤驅(qū)動(dòng)器中，盤片被裝在主軸上，而且是分開放置的，從而使各個(gè)分離的盤片不會(huì)互相接觸。
每個(gè)盤片的表面外表上看是均勻的。然而，實(shí)際上每個(gè)表面都被分成若干個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部分。在盤上有多個(gè)按同心圓分布，就好象樹的年輪。緊致盤也象盤驅(qū)動(dòng)器中的盤片那樣具有若干個(gè)道。不論是盤驅(qū)動(dòng)器還是緊致盤中的道實(shí)質(zhì)上是代替了每分鐘45轉(zhuǎn)的唱片上的凹槽。盤驅(qū)動(dòng)器中的每一道又再分成若干個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)實(shí)質(zhì)上只是道的一段。
盤驅(qū)動(dòng)器中的盤片可由多種不同的材料制成。最通常的情況是，在轉(zhuǎn)動(dòng)磁系統(tǒng)中的盤片是由金屬、陶瓷、玻璃或塑料的片基以及片基每一側(cè)面上的極薄的可磁化層構(gòu)成的。這種盤片用于磁性存儲(chǔ)器或磁—光存儲(chǔ)器。在這種盤上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)使盤片上的一部分按照一種代表數(shù)據(jù)的圖象(pattern)被磁化。其他種類的盤片，如CD(緊致盤)中使用的盤片，是塑料的。使用激光在介質(zhì)上造成許多小坑來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(例如歌曲)。用激光從盤上讀取數(shù)據(jù)。
如前所述，要在轉(zhuǎn)動(dòng)磁系統(tǒng)中使用的盤片上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，就要使盤片磁化。為了使盤片表面磁化，要使一個(gè)小的陶瓷塊(稱作滑塊)通過盤片表面。這個(gè)滑塊上含有至少一個(gè)磁轉(zhuǎn)能器，稱作讀/寫頭。一些陶瓷塊含有分開的讀頭和分開的寫頭。這個(gè)單獨(dú)的讀頭可以是磁阻頭，它也叫做MR頭。陶瓷塊在盤片上方飛行，距盤表面的高度約為六百萬分之一英寸或更?。惶沾蓧K飛過各磁道，與此同時(shí)換能頭被供能到不同狀態(tài)，從而使它下方的磁道被磁化成代表被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在一些系統(tǒng)也使用近接觸記錄，這里的滑塊基本上是在盤表面上的流體潤滑層上滑動(dòng)。使用近接觸記錄時(shí)陶瓷塊更靠近盤片移動(dòng)。
為檢索存在磁盤上的數(shù)據(jù)，含有換能頭的陶瓷塊或者說滑塊從盤片上方通過盤片。盤片上的被磁化部分在換能器或者說讀頭中產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。通過查看換能器或讀頭的輸出，可以重建數(shù)據(jù)并被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所使用。
和唱片類似，一般一張盤的兩面都用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或?yàn)椴僮鞅P驅(qū)動(dòng)器所必須的其他信息。因?yàn)楸P片成一疊存放而且彼此之間有一定距離，所以這一疊盤片中的每一張盤片的上表面和下表面都有各自的滑塊和換能頭。這種結(jié)構(gòu)與一個(gè)隨時(shí)能播放唱片兩面的立體聲唱機(jī)相類似。唱片的每一側(cè)會(huì)有一個(gè)唱針去播放唱片的特定側(cè)面。
盤驅(qū)動(dòng)器還有一樣?xùn)|西可與立體聲唱機(jī)的拾音臂相比較。一個(gè)盤驅(qū)動(dòng)器的拾音臂稱作傳動(dòng)臂，它支持所有的滑塊和它們伴隨的換能頭，每個(gè)盤片的每個(gè)表面有一個(gè)換能頭，這些盤片被支持在一個(gè)從一端看上去象一把梳子的結(jié)構(gòu)中。這種結(jié)構(gòu)通常也稱作E塊(Eblock)。一個(gè)金屬部分(稱作懸臂)把滑動(dòng)架連到E塊上。傳動(dòng)裝置的另一端是一個(gè)線圈，它構(gòu)成用于推動(dòng)傳動(dòng)裝置的音圈馬達(dá)的一部分。整個(gè)組合部件通常稱作傳動(dòng)裝置組件。
與拾音臂類似，傳動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)從而使連于傳動(dòng)臂上的滑塊內(nèi)的換能器能被移動(dòng)到盤片上各道上方的位置。以這種方式，換能頭能被用于以一種在幾道位置之一上代表數(shù)據(jù)的圖象來磁化盤表面，或者用于檢測(cè)盤片上一道上的被磁化圖象。如上文描述的這種傳動(dòng)裝置通用于任何類型的盤驅(qū)動(dòng)器，不論是磁盤、磁—光盤、還是光盤。
盤驅(qū)動(dòng)器操作期間的最關(guān)鍵的時(shí)刻之一是恰在盤驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉之前的那一瞬。當(dāng)關(guān)掉盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，要采取幾個(gè)步驟以助于保證盤上的數(shù)據(jù)被保存好。通常，傳動(dòng)裝置組件被移動(dòng)了，從而使換能器不在盤上含有數(shù)據(jù)的部分上著落。如何實(shí)際上實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，取決于驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。本發(fā)明感興趣的盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)包括一個(gè)斜滑架。帶有斜滑架的盤驅(qū)動(dòng)器在技術(shù)上是公知的。授予Morehouse等人的美國專利4,933,785號(hào)是這種設(shè)計(jì)之一。帶有斜滑架的其他盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)見于美國專利5,235,482和美國專利5,034,837。
典型情況是，斜滑架的大部分位于離開盤側(cè)面的地方。斜滑架的一部分位于盤本身之上。在操作過程中，當(dāng)電源實(shí)際被切斷之前，傳動(dòng)裝置組件把懸臂或者傳動(dòng)裝置組件的另一部分?jǐn)[動(dòng)到斜滑架頂端的停放位置。這很象一個(gè)孩子向后跑上游戲場的滑梯并坐在滑梯頂上。當(dāng)傳動(dòng)裝置組件運(yùn)動(dòng)到其組件的各部分處在斜滑架頂部的位置時(shí)，滑塊或陶瓷塊(包括換能器)便被定位，從而它們不與盤片接觸。通常，這一步驟被稱作卸載換能頭。卸載換能頭有助于保證盤上的數(shù)據(jù)保持，因?yàn)榛瑝K和盤片之間的不希望的接觸會(huì)造成盤上數(shù)據(jù)丟失。
啟動(dòng)一個(gè)帶有斜滑架的盤驅(qū)動(dòng)器是更關(guān)鍵的時(shí)刻。啟動(dòng)包括移動(dòng)傳動(dòng)裝置組件從而使懸臂滑下斜滑架，并使滑塊在它達(dá)到斜滑架底部時(shí)開始飛行。這很象水中滑板，那里的池底就是盤片，而滑板就是斜滑架。當(dāng)滑行者達(dá)到池底時(shí)，他從水中掠過而不接觸池底，這樣他便“飛”起來了。換句話說，最好的斜滑架設(shè)計(jì)防止滑塊與盤的接觸，從而防止任何類型的數(shù)據(jù)丟失。
保證滑塊會(huì)飛的最通常的機(jī)械設(shè)計(jì)需要帶有很平緩坡度的斜滑架。存在一些問題和這一設(shè)計(jì)有關(guān)。最重要的是，一個(gè)平緩傾斜的斜滑架要比短斜滑架長，因而需要更大的空間。隨著盤驅(qū)動(dòng)器形狀因數(shù)的壓縮，空間變得更加寶貴。當(dāng)前，市場上最小的盤驅(qū)動(dòng)器的盤片直徑為1.3英寸。
在市場上還有PCMCIA形狀因數(shù)盤驅(qū)動(dòng)器。PCMCIA盤驅(qū)動(dòng)器有信用卡那樣的長度和寬度。這些驅(qū)動(dòng)器的高度各有不同。這種驅(qū)動(dòng)器中的盤片直徑約1.8英寸。在這樣一個(gè)小包裝中裝入一個(gè)長的斜滑架是困難的。即使能這樣做，也會(huì)推向采用更陡的斜滑架，因?yàn)楦傅男被軙?huì)使更多的盤表面能被用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以滿足消費(fèi)者要增大數(shù)據(jù)容量的渴望。
采用較陡斜滑架的一種方法是控制滑塊滑下斜滑架時(shí)的速度。如果下滑速度能被控制，那么速度的向下部分能被控制從而使滑塊不會(huì)造成撞擊盤片。授予Couse等人的美國專利4,864,437號(hào)介紹了控制滑塊滑下斜滑架的速度的一種方法。在Couse等人的專利中，音圈馬達(dá)上的電壓受到監(jiān)視和控制。音圈馬達(dá)上的電壓包括總電壓的一個(gè)小分量，稱作反電動(dòng)勢(shì)(Back EMF)。音圈馬達(dá)包括磁體和傳動(dòng)線圈。當(dāng)傳動(dòng)線圈切割磁場時(shí)便產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)的變化是傳動(dòng)線圈穿過由音圈馬達(dá)的磁體產(chǎn)生的磁場時(shí)的速度的函數(shù)，因而假定為傳動(dòng)裝置下滑斜滑架的速度的函數(shù)。這樣，有可能由傳動(dòng)馬達(dá)的反電動(dòng)勢(shì)來得到傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)速度的估計(jì)值。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)速度估計(jì)值和已知的斜滑架設(shè)計(jì)坡度，能計(jì)算出垂直方向(垂直于盤表面)的速度分量。為了防止對(duì)盤表面的任何損害，小心地控制垂直速度是重要的。
在Couse等人的專利中對(duì)速度控制的設(shè)計(jì)也有問題。最重要的是，反電動(dòng)勢(shì)是傳動(dòng)裝置線圈上總電壓的一個(gè)很小分量。當(dāng)附加電流通過線圈時(shí)這一分量還會(huì)變得更小。反電動(dòng)勢(shì)也還易受噪聲干擾。簡言之，由于傳動(dòng)裝置上電壓的反電動(dòng)勢(shì)分量小且易受干擾，它不會(huì)總是可靠地反映滑塊的實(shí)際速度。此外，隨著盤驅(qū)動(dòng)器操作溫度的增加，噪聲水平也增加，使得反電動(dòng)勢(shì)成為更小的分量，而且甚至更容易受噪聲干擾。如果偶然發(fā)生錯(cuò)誤的指示，即指示速度低于實(shí)際速度，那么傳動(dòng)裝置線圈中電流的增大可能會(huì)使滑塊滑下斜滑架的速度增大到使滑塊接觸盤表面的程度。這會(huì)引起換能頭碰撞，造成數(shù)據(jù)丟失。應(yīng)該記住，盤和滑塊之間的接觸可能不會(huì)立即造成數(shù)據(jù)丟失。許多情況下它造成在盤外殼內(nèi)產(chǎn)生顆粒。所產(chǎn)生的顆粒盡管按日常說法似乎是很小的，但對(duì)于在離盤表面距離小于六百萬分之一英寸的地方飛行的滑塊而言，這些顆粒是“巨石”。
另一個(gè)問題是，在較小形狀因數(shù)的情況下傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩常數(shù)急劇下降，這意味著在一個(gè)較小形狀因數(shù)的驅(qū)動(dòng)器中傳動(dòng)馬達(dá)不能使滑塊運(yùn)動(dòng)得那樣快。例如，在當(dāng)前的1.8英寸PCMCIA型驅(qū)動(dòng)器中的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩常數(shù)大約為2.5英寸驅(qū)動(dòng)器(其形狀因數(shù)僅大于1.8英寸盤的形狀因數(shù))的轉(zhuǎn)動(dòng)力距常數(shù)的10-15％。本質(zhì)上講，較小的形狀因數(shù)必須使用較小的傳動(dòng)馬達(dá)，而較小的馬達(dá)產(chǎn)生較小的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的高度縮小時(shí)這個(gè)問題還變得更槽，因?yàn)槭褂昧溯^小的傳動(dòng)馬達(dá)。這樣，隨著傳動(dòng)馬達(dá)變小，有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩使傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，所以在滑塊滑下斜滑架時(shí)在短時(shí)沖擊過程中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)也變得更小。其結(jié)果是噪聲進(jìn)一步淹沒了由較慢運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的較小的反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。
利用傳動(dòng)馬達(dá)的反電動(dòng)勢(shì)來確定速度的又一個(gè)問題是反電動(dòng)勢(shì)隨音圈馬達(dá)中永久磁體的溫度及線圈電阻的變化而變化。在可能進(jìn)入膝上計(jì)算機(jī)或亞膝上計(jì)算機(jī)(sub-laptop computer)的小形狀因數(shù)驅(qū)動(dòng)器中可能出現(xiàn)這樣的情況，即驅(qū)動(dòng)器可能使滑塊停在斜滑架上，而在幾分鐘之內(nèi)又使它們?cè)俣然滦被?。在這些應(yīng)用中，盤驅(qū)動(dòng)器將處于或接近驅(qū)動(dòng)器的操作溫度。驅(qū)動(dòng)器的操作溫度能比它從室溫下首次啟動(dòng)時(shí)的溫度高出50攝氏度之多。在這樣一個(gè)溫度范圍，反電動(dòng)勢(shì)能變化10-15％。當(dāng)然反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)的這個(gè)差值被翻譯成換能器速度垂直分量的10-15％差值，這足以造成換能頭接觸盤片。
當(dāng)然，系統(tǒng)可設(shè)計(jì)能適于“最壞情況”，但這會(huì)造成次佳設(shè)計(jì)。
此外，先有技術(shù)沒有提出方法去估計(jì)為精確估計(jì)換能器在斜滑架上的速度函數(shù)所需要的幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始值。
盡管在速度控制的意義上講反電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量是一個(gè)閉環(huán)過程，但使用反電動(dòng)勢(shì)沒有指出位置。存在的一個(gè)潛在問題是不知道換能器在斜滑架上運(yùn)動(dòng)過程中換能器的位置。
這樣，需要一種裝置，能精確地和可重復(fù)地測(cè)定滑塊滑下斜滑架過程中滑塊速度，而不受溫度漲落、不同的噪聲水平、或傳動(dòng)馬達(dá)溫度變化的影響。此外，需要這樣一種裝置，它能根據(jù)換能器仍停留在斜滑架上的時(shí)候產(chǎn)生的一個(gè)常數(shù)通過單次測(cè)量便得到速度的估計(jì)值。最好是不要根據(jù)傳動(dòng)裝置組件的傳動(dòng)線圈反電動(dòng)勢(shì)來確定滑塊速度。
本發(fā)明是一種裝置和方法，用于估計(jì)當(dāng)換能頭或稱換能器沿斜滑架向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的位置。也進(jìn)行可靠的速度估計(jì)。沒有使用線圈的反電動(dòng)勢(shì)，從而排除了與噪聲以及隨著線圈越來越小使反電動(dòng)勢(shì)分量也越來越小這一事實(shí)有關(guān)的各種問題。
在一組最佳實(shí)施例中，一個(gè)由兩部分組成的傳感器的一部分連到傳動(dòng)裝置上，而另一部分連到盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)設(shè)備的外殼上。傳感器的輸出指示沿斜滑架表面的具體位置。在這一最佳實(shí)施例中的傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器和鈕扣磁體。霍爾效應(yīng)傳感器的輸出電壓響應(yīng)溫度變化而變化。所披露的方法用于當(dāng)換能器處在斜滑架頂上時(shí)的初始測(cè)量，并用這一測(cè)量值來估計(jì)換能器處于各個(gè)位置時(shí)的(傳感器)輸出電壓。還披露了一種使用盤上道間距作為標(biāo)尺來精確校準(zhǔn)速度估計(jì)值的方法。
在第一組中的另一個(gè)最佳實(shí)施例使用電容探針。在這些實(shí)施例的每一個(gè)中，伺服電子部件有兩個(gè)部分。一部分用于換能器位于盤上方時(shí)的伺服。伺服電子部件的另一個(gè)部分用于換能器位于斜滑架表面時(shí)的伺服。在每種情況下都使用一個(gè)控制器在伺服電子部件的兩個(gè)部分之間切換。
另一組最佳實(shí)施例中不使用單獨(dú)的兩部分傳感器，而是使用記錄換能器并使斜滑架的一部分或者被磁化或者產(chǎn)生一個(gè)磁場。當(dāng)換能器通過斜滑架和當(dāng)換能器通過盤片時(shí)能使用同一個(gè)伺服電子部件。
所有這些最佳實(shí)施例最終用于控制傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)，而傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)又控制了換能器沿斜滑架向上或向下運(yùn)動(dòng)的速度。
在這些實(shí)施例的每一個(gè)當(dāng)中，其優(yōu)越性在于能測(cè)定換能器滑下斜滑架過程中換能器的速度而不必關(guān)心驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置的馬達(dá)的線圈中的噪聲水平以及馬達(dá)線圈的尺寸。此外，盤驅(qū)動(dòng)器的溫度或者不產(chǎn)生影響或者這種影響能被校正。
為更好地理解本發(fā)明，可參考所附圖件，其中

圖1是盤驅(qū)動(dòng)器的部件分解圖2是盤驅(qū)動(dòng)器的斜滑架的等角投影圖；圖3是盤驅(qū)動(dòng)器的加載臂的等角投影圖；圖4是所發(fā)明的速度控制器的一個(gè)最佳實(shí)施例的示意圖；圖5顯示出電壓和距霍爾效應(yīng)傳感器的距離之間的關(guān)系曲線如何隨溫度變化；圖6顯示出由于音圈馬達(dá)的短時(shí)沖動(dòng)，只有電壓和距霍爾效應(yīng)傳感器的距離關(guān)系曲線的一小部分被用于檢測(cè)傳動(dòng)裝置和小鈕扣磁體之間的距離；圖7顯示出電壓和距霍爾效應(yīng)傳感器的距離之間的關(guān)系曲線如何隨距離而改變；圖8A是初始啟動(dòng)盤驅(qū)動(dòng)器的方法的流程圖；圖8B是啟動(dòng)盤驅(qū)動(dòng)器的方法的流程圖；圖9是本發(fā)明速度控制器第二最佳實(shí)施例(光的)的示意圖；圖10是本發(fā)明速度控制器第三最佳實(shí)施例(電容探針)的示意圖；圖11是本發(fā)明速度控制器第四最佳實(shí)施例(磁條)的示意圖；圖12是帶有一載電流導(dǎo)線(置于斜滑架凸緣上)的一個(gè)實(shí)施例以及該系統(tǒng)的相關(guān)電子電路的流程圖；圖13是圖12中所用的柔性電纜(它將放在斜滑架的凸緣上)一部分的頂視圖；圖14A是帶有一個(gè)電容片置于E塊各臂之間的一種傳動(dòng)裝置組件的側(cè)視圖；圖14B是圖14A的頂視圖，并包括盤驅(qū)動(dòng)器的其他幾個(gè)部分；圖15是與圖14A和圖14B所示電容傳感器有關(guān)的示意圖；這些圖件不是打算作為本發(fā)明的限定，而只是提供出來用于圖示下文中要描述的本發(fā)明最佳實(shí)施例。
本申請(qǐng)中描述的發(fā)明適用于具有轉(zhuǎn)動(dòng)或線性傳動(dòng)裝置的盤驅(qū)動(dòng)器或稱直接存取存儲(chǔ)器(“DASD”)的各種機(jī)械結(jié)構(gòu)。圖1是帶有轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置的盤驅(qū)動(dòng)器10的部件分解圖。盤驅(qū)動(dòng)器10包括外殼12和外殼蓋14。外殼12和外殼蓋14構(gòu)成盤的容器。傳動(dòng)裝置組件20可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到外殼12的傳動(dòng)裝置主軸18上。傳動(dòng)裝置組件20包括一個(gè)梳形結(jié)構(gòu)22，它帶有一組臂23。加載桿或加載彈簧24連在梳形結(jié)構(gòu)22上的單個(gè)臂23上。一個(gè)載有磁換能器50(示于圖3)的滑塊26連到每個(gè)加載彈簧24的末端?；瑝K26與換能器50構(gòu)成了多次稱作換能頭的部件。應(yīng)該指出，許多滑塊有一個(gè)換能器50，這如圖中所示。但也應(yīng)該指出，本發(fā)明同樣適用于具有不只一個(gè)換能器的滑塊，例如所謂MR或稱磁阻換能頭，其中一個(gè)換能器50通常用于讀，而另一個(gè)通常用于寫。在傳動(dòng)臂組件20的與加載彈簧24和滑塊26相對(duì)的一端上是音圈28。
一對(duì)磁體30連到外殼12內(nèi)部。一對(duì)磁體30和音圈28是音圈馬達(dá)的關(guān)鍵部件，音圈馬達(dá)用于對(duì)傳動(dòng)裝置組件20加力使其繞傳動(dòng)裝置主軸18轉(zhuǎn)動(dòng)。裝在外殼12上的還有一個(gè)主動(dòng)軸馬達(dá)32。主動(dòng)軸馬達(dá)32包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，稱作主動(dòng)軸套(HUB)33。圖1中，一個(gè)單個(gè)盤34連于主動(dòng)軸套33上。在其他盤驅(qū)動(dòng)器中可以有多個(gè)盤片連到軸套上。本發(fā)明同樣適用于具有多個(gè)盤片連到主動(dòng)軸馬達(dá)軸套上的盤驅(qū)動(dòng)器。
連到外殼12上的還有一個(gè)斜滑架結(jié)構(gòu)36?，F(xiàn)在看圖1和圖2兩張圖，斜滑架結(jié)構(gòu)有兩個(gè)斜滑架部分38。斜滑架兩部分38之一用于從盤的底表面加載和卸載換能器，而另一部分用于從盤的頂表面加載和卸載換能器。圖2中所示斜滑架結(jié)構(gòu)36是固定的，而且斜滑架部分38的每一部分都有一部分位于盤片上方。應(yīng)該指出，本發(fā)明也能用于轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出加載/卸載部分的斜滑架上。
圖2是給出斜滑架結(jié)構(gòu)36詳細(xì)構(gòu)造的等角投影圖。斜滑架結(jié)構(gòu)36包括斜滑架部分38和斜滑架支持結(jié)構(gòu)40。支持結(jié)構(gòu)40有第一開口41和第二開口42，用于把斜滑架36安裝到外殼12上的一對(duì)相應(yīng)栓釘上。斜滑架結(jié)構(gòu)36包括一個(gè)傾斜面44和一個(gè)停車制動(dòng)器46。斜滑架結(jié)構(gòu)36或支持結(jié)構(gòu)40上被換能器(圖3所示)穿過的那一部分也可以制成可被換能器讀出的。例如，在下文中詳細(xì)描述的一個(gè)最佳實(shí)施例中，在最靠近接能器的斜滑架部分38的側(cè)面裝有一片磁化帶。在另一實(shí)施例中，斜滑架部分38能被濺鍍或用其他方法敷涂一個(gè)磁層。這個(gè)濺鍍的斜滑架部分而后可被磁化。于是，對(duì)于這兩個(gè)實(shí)施例中的任何一個(gè)，最靠近換能器的斜滑架部分便能夠在加載或卸載傳動(dòng)裝置的過程中讀斜滑架部分，從而能從斜滑架本身直接確定位置信息和速度信息。
圖3詳細(xì)繪出加載桿24及連到加載桿24末端的滑塊26?；瑝K26包括至少一個(gè)換能器50。傳遞信號(hào)線52與滑塊26中的每個(gè)換能器50相連并沿著加載桿24的凸緣延伸。在加載桿24上還連有斜滑架引導(dǎo)部件(riding member)54。斜滑架引導(dǎo)部件54包括一延伸部56，它實(shí)際上與斜滑架結(jié)構(gòu)的斜滑架部分38的表面接觸。斜滑架引導(dǎo)部件54的延伸部56包括一彎曲部分，它插入斜滑架部分38(圖2所示)的停車制動(dòng)器46內(nèi)部。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，將顯示和說明第一個(gè)最佳實(shí)施例。圖4所示傳動(dòng)裝置組件20與圖1所示的那一個(gè)相似。圖4所示傳動(dòng)裝置組件20在其一端有滑塊26和換能頭50，在其另一端有音圈28。圖4中還顯示出一個(gè)伺服系統(tǒng)，它可以認(rèn)為有二組電子部件—一組用于盤片表面上的伺服70，它在圖4中的左半部，另一組用于穿過斜滑架結(jié)構(gòu)的伺服80，它在圖4中的右半部。這兩個(gè)伺服系統(tǒng)的共同元件是ZOH(零階保持)裝置67和音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器68。ZOH裝置輸出某一信號(hào)電平，直到下一個(gè)信號(hào)饋入該裝置為止，這類似于具有保持功能的數(shù)—模轉(zhuǎn)換器。換句話說，ZOH裝置67的輸出是階梯函數(shù)。ZOH裝置67從伺服系統(tǒng)之一取得信號(hào)并向音圈馬達(dá)28輸出一個(gè)所希望的電流，直至下一個(gè)信號(hào)輸入到ZOH裝置67。音圈馬達(dá)又控制與盤34處于換能關(guān)系的換能器，并在滑塊和換能器沿斜滑架結(jié)構(gòu)的斜滑架部分38向上(卸載換能頭)或向下(加載換能頭)的過程中控制滑塊和換能器。在一總控制器71控制下的開關(guān)69在盤伺服電路70和斜滑架伺服電路80之間切換?？偪刂破?1是微控制器的一部分，如可從德克薩斯儀器公司得到的部件TM5320M25號(hào)。
現(xiàn)在更仔細(xì)看一下圖4所示電子電路示意圖。盤伺服電子部件70包括一個(gè)臂電路模塊72，位置誤差信號(hào)發(fā)生器74和傳動(dòng)裝置查詢和位置控制器76。盤伺服電路是盤驅(qū)動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域公知的，所以對(duì)其描述和操作的討論將被簡略。在操作中，來自換能器50的讀部分的信號(hào)穿過信號(hào)傳送線52(圖3所示)。圖4中的線73表示換能器50到臂電子模塊72的信號(hào)傳送線。臂電子部件實(shí)質(zhì)上是凈化和放大信號(hào)。來自臂電子部件72的信號(hào)被輸出到位置誤差信號(hào)發(fā)生器，它把讀到的位置與所希望的位置加以比較，并向傳動(dòng)裝置查詢和位置控制器76輸出一個(gè)位置誤差信號(hào)。在傳動(dòng)裝置查詢和位置控制器76中，計(jì)算或估計(jì)出速度并與所希望的速度進(jìn)行比較。傳動(dòng)裝置查詢和位置控制器76實(shí)際上是一個(gè)多目的微處理器，因此速度計(jì)算是和其他計(jì)算一起進(jìn)行的。傳動(dòng)裝置查詢和位置控制器76輸出一個(gè)信號(hào)以控制傳動(dòng)裝置，從而使它在下一個(gè)取樣時(shí)刻更接近于和所希望的位置或速度相一致。盤伺服電子部件70將只用于換能器處在盤34上方的時(shí)候，所以在段時(shí)間里開關(guān)69將處在圖4所示的“b”位置。
斜滑架伺服電子部件80包括一個(gè)小的鈕扣磁體81連到傳動(dòng)裝置組件20上，一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器82固定連接在外殼12上靠近小鈕扣磁體81的位置，一個(gè)自適應(yīng)速度線性化裝置86，一個(gè)所希望斜滑速度源87，一個(gè)相加結(jié)點(diǎn)88，以及一個(gè)數(shù)字速度補(bǔ)償裝置89。
在操作過程中，當(dāng)換能器50要加載到盤上時(shí)，小鈕扣磁體81和霍爾效應(yīng)傳感器82之間的距離將增加，因?yàn)榇藭r(shí)換能器50是沿斜滑架部分38向下滑行。當(dāng)卸載換能器時(shí)，小鈕和磁體和霍爾效應(yīng)傳感器82之間的距離將減小，因?yàn)閾Q能器沿斜滑架部分38向上運(yùn)動(dòng)。剛才描述的關(guān)系描述了這樣一個(gè)驅(qū)動(dòng)器在那里霍爾效應(yīng)傳感器裝在盤34的最邊緣上。如果霍爾效應(yīng)傳感器裝在其他地方，那么這種關(guān)系將會(huì)改變。更需要的是，隨著霍爾效應(yīng)傳感器82和小鈕扣磁體81之間距離的變化，由線84代表的霍爾效應(yīng)傳感器82輸出作為距離的逆相似函數(shù)而變化。
這樣，霍爾效應(yīng)傳感器82的輸出給出位置信息。給定若干個(gè)取樣時(shí)刻，這種離散的位置信息能轉(zhuǎn)換成速度信息。自適應(yīng)速度線性化裝置86將來自霍爾效應(yīng)傳感器82的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成一系列數(shù)字輸出。自適應(yīng)速度線性化裝置86還把霍爾效應(yīng)傳感器的非線性輸出轉(zhuǎn)換成線性函數(shù)。在相加結(jié)點(diǎn)/加法器/比較器88處將自適應(yīng)速度線性化裝置的輸出(它是實(shí)際測(cè)量的斜滑速度)與所希望的斜滑速度加以比較。所希望斜滑速度與實(shí)際斜滑速度之差即為相加結(jié)點(diǎn)/加法器/比較器88的輸出。相加結(jié)點(diǎn)88的輸出是數(shù)字速度補(bǔ)償裝置89的輸入，數(shù)字速度補(bǔ)償裝置89產(chǎn)生一控制信號(hào)，從而使傳動(dòng)裝置更接近于所希望的斜滑速度。斜滑伺服電子部件80將只用于換能器50處于斜滑器部分38上的時(shí)候，所以在這段時(shí)間里開關(guān)69將處在圖4所示的“a”位置。
圖5給出霍爾效應(yīng)傳感器82的輸出如何隨霍爾效應(yīng)傳感器82和連在傳動(dòng)裝置組件20上的磁體81之間的距離X而變化。圖5中畫出了兩條曲線。曲線90是在第一溫度，曲線92是在第二溫度。圖5顯示出輸出電壓也隨溫度變化，還圖形顯示出當(dāng)存在溫度變化時(shí)曲線的形狀沒有顯著變化。曲線只是隨溫度變化而平移。這種平移的發(fā)生主要是因?yàn)闇囟茸兓淖兞舜艌鰪?qiáng)度。這樣，當(dāng)給定X值時(shí)，霍爾效應(yīng)傳感器的輸出隨著溫度變化的存在而變化。還值得注意的是，在第一曲線y＝f(x)上對(duì)應(yīng)于給定x值的點(diǎn)處的斜率或差分不同于第二曲線y＝f(x)上對(duì)應(yīng)同一給定X值的點(diǎn)處的斜率。這是由于當(dāng)溫度變化而使整個(gè)曲線基本上平移時(shí)，x值保持相同，從而使在給定值x的點(diǎn)y處所取點(diǎn)斜率實(shí)質(zhì)上是取自被平移曲線上的另一個(gè)點(diǎn)。在以下幾段中將指出這一點(diǎn)的重要性。
一般地說，為了有一種有效的方法去確定換能器和滑塊在上下斜滑架過程中的速度，就必須對(duì)滑塊或換能器在給定時(shí)刻在斜滑架上的位置作出精確測(cè)量或精確估計(jì)。如果能在兩個(gè)取樣時(shí)刻確定位置的精確測(cè)量值或估計(jì)值，便能簡單地得到速度值，即從第二位置減去第一位置從而得到所超過的距離，然后再除以取樣時(shí)間差。
因?yàn)樵诘谝磺€90或第二曲線92上霍爾效應(yīng)傳感器的輸出電壓(y＝f(x))作為溫度的函數(shù)而變化，所以如果沒有附加信息或附加假設(shè)便難于把霍爾效應(yīng)傳感器的輸出與斜滑架上的實(shí)際位置關(guān)聯(lián)起來。估計(jì)傳動(dòng)裝置臂相對(duì)于斜滑架的初始位置的一種方法是對(duì)霍爾效應(yīng)傳感器輸出曲線y(x)的位置作一假定?？梢约俣ㄒ唤M初始條件，其中可包括啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的典型溫度。在所設(shè)置的“典型”條件下典型地啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器后立即在幾個(gè)已知位置測(cè)量霍爾效應(yīng)傳感器的輸出。這些值然后被存儲(chǔ)于非易失存儲(chǔ)器空間。只要每次啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器時(shí)的初始條件保持不變，這種作法就是有效的。當(dāng)啟動(dòng)條件與假定的“典型”條件不一致時(shí)，問題便會(huì)發(fā)生。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，霍爾效應(yīng)傳感器的輸出便不再與小鈕扣磁體81和霍爾效應(yīng)傳感器82之間的特定距離相關(guān)。
已經(jīng)研制出另一種方法把霍爾效應(yīng)傳感器y(x)的輸出電壓曲線的位置與小鈕扣磁體和霍爾效應(yīng)傳感器82之間的距離關(guān)聯(lián)起來。用很簡單的語言說，這種方法是估計(jì)已知x值處y＝f(x)的點(diǎn)斜率。因?yàn)辄c(diǎn)斜率的變化取決于對(duì)于給定的已知x值該曲線平移到了什么地方，所以如果已知點(diǎn)斜率便能精確估計(jì)出曲線y＝f(x)的位置。一旦知道了曲線y＝f(x)的平移位置，便能得到霍爾效應(yīng)傳感器輸出的相關(guān)關(guān)系，從而能精確估計(jì)出霍爾效應(yīng)傳感器82和小鈕扣磁體81之間的距離。所使用的已知x值x0是當(dāng)傳動(dòng)裝置使其帶換能器的滑塊停在斜滑器結(jié)構(gòu)36上的時(shí)候霍爾傳感器82相對(duì)于小鈕扣磁體81的位置。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6和圖7，我們將開始討論用于估計(jì)y＝f(x)＝霍爾效應(yīng)傳感器輸出曲線相對(duì)于小鈕扣磁體和霍爾效應(yīng)傳感器82之間距離的位置的方法和裝置。圖6所示曲線y是霍爾效應(yīng)傳感器82的輸出作為與小鈕扣磁體81距離增加的函數(shù)。圖6所示曲線y對(duì)應(yīng)于在特定溫度下生成的若干曲線中的任何一條，包括圖5所示的曲線92或曲線90。圖6所示x0值是當(dāng)換能器停在斜滑架結(jié)構(gòu)36上的時(shí)候鈕扣磁體81的霍爾效應(yīng)傳感器82之間的距離。圖6表明，與曲線y起作用的整個(gè)距離x相比，霍爾效應(yīng)傳感器82和鈕扣磁體81之間的距離x是很短的。所以，由于傳動(dòng)裝置組件20(圖1所示)的短時(shí)沖動(dòng)，在盤驅(qū)動(dòng)器中只使用了曲線y的較小部分。結(jié)果，因?yàn)橛捎趥鲃?dòng)裝置組件20的沖動(dòng)造成的距離x與曲線y＝f(x)有效的整個(gè)距離x相比較小，所以有理由假定函數(shù)y＝f(x)是分段線性的。在1.8英寸盤驅(qū)動(dòng)器中鈕扣磁體81和霍爾效應(yīng)傳感器82之間的全程約為3毫米。在3.5英寸驅(qū)動(dòng)器中x0和x之間的整個(gè)距離與此大致相同。因?yàn)閤變化的距離占曲線y＝f(x)的很小部分，可以假定在受影響的區(qū)域內(nèi)函數(shù)y＝f(x)基本上是分段線性的。所以，做出這一假定便提供了一個(gè)邏輯起點(diǎn)—即y(x)能表述為一個(gè)如下所示的線性方程式y(tǒng)(x)＝Γ(B，I)|α(I)+β(I)x|方程1這里，Γ(B，I)＝未知的非線性增益常數(shù)
B＝磁場強(qiáng)度I＝霍爾效應(yīng)傳感器電流α(I)＝電流I的一個(gè)非線性函數(shù)β(I)＝電流I的一個(gè)非線性函數(shù)現(xiàn)在，已經(jīng)假定該方程是線性的，故可寫成y(x)＝Γ(B，I)[α(I)]+Γ(B，I)β(I)x_ 方程2根據(jù)簡單代數(shù)，形如y＝mx+b的方程式中斜率項(xiàng)為m。這樣，方程2中直線斜率為斜率＝T(B，I)β(I) 方程3斜率的魯捧估計(jì)定義為 β^=Γ(B,I)β(I)=y(x2)-y(x1)x2-x1]]>方程4這里y(x1)是當(dāng)傳動(dòng)裝置在圓柱C上循道(track following)時(shí)測(cè)量的每一整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)(per integral revolution)的平均霍爾效應(yīng)電壓，X1是鈕扣磁體和霍爾裝置之間的距離。類似地，在一給定圓柱C2，測(cè)量在距離x2的y(x2)。請(qǐng)注意，由于伺服寫的高精度，差值x2-x1能以高精確度得知。正是這一個(gè)精確度給了我們對(duì)斜率的極好估計(jì)。
現(xiàn)在回到方程1，將導(dǎo)出估計(jì)值α和比值η。首先，對(duì)α(I)Γ(B，I)解方程1，如下面方程(5)所示，再令x＝x0＝x0(nom)α(I)Γ(B，I)＝y(tǒng)(x0)-β(I)Γ(B，I)x0(nom)方程5
下面定義α的估計(jì)值 為α^=α(I)Γ(B,I)]]>方程6由方程(2)我們定義β的估計(jì)值 β^=β(I)Γ(B,I)]]>方程7將方程(6)和(7)代入(5)，得到α^=y(x0)-β^x0(nom)]]>方程8現(xiàn)在可以由方程6得到的 和方法7得到的 來設(shè)定比值η。如下面的方程9中所見，在比值η中消去了未知的非線性增益常數(shù)Γ(B，I)。
η=α^β^=α(I)Γ(B,I)β(I)Γ(B,I)=α(I)β(I)]]>方程9因?yàn)棣?B，I)消去了，盡管由于溫度使磁場B變化，但η保持為基本不變的常數(shù)，即η獨(dú)立于Γ(B，I)。
取 和 為方程(6)和(7)所定義的形式將 和 代入方程1，于是得到如下方程y(x)=α^+β^x]]>方程10由方程(9)，η·β^=α^]]>方程11用等式(11)代入方程(10)中的 得到y(tǒng)(x)=η·β^+β^x]]>方程12對(duì)方程(12)解 得到方程(13)
β^=y(x)η+x]]>方程13方程(13)是重要的，因?yàn)樵谝呀?jīng)估計(jì)出η并把η存入不易失存儲(chǔ)器中之后，能使用該方程估計(jì)傳動(dòng)裝置處在停放位置時(shí)的 值。當(dāng)傳動(dòng)裝置處在停放位置時(shí)，懸體被放在斜滑架上的x0位置(標(biāo)稱位置)，其誤差在正負(fù)0.005毫米之內(nèi)，這是構(gòu)成傳動(dòng)裝置各驅(qū)動(dòng)器部件的制造容差。比值η是根據(jù)在盤上兩道測(cè)量的Γ(B，I)β(I)x及Γ(B，I)α(I)的實(shí)際值確定的。在制造的時(shí)候，能確x1和x2，并可利用盤上的任何一種伺服系統(tǒng)很接近地重復(fù)。一旦測(cè)定了η，總能通過測(cè)量傳動(dòng)裝置處于停放位置時(shí)的y(x0(標(biāo)稱值))來估計(jì)曲線斜率或β，因?yàn)閤0(標(biāo)稱值)和η是已知的。在第一次估計(jì)η之前，可以初始使用一個(gè)標(biāo)稱值或制造時(shí)的值。然后β的估計(jì)值能被用于找出換能頭滑下斜滑架時(shí)的速度，因?yàn)槠鹗键c(diǎn)x0標(biāo)稱值是已知的，而且斜率或霍爾傳感器的輸出(y0)隨距離的變化也是已知的。這一過程對(duì)于溫度變化很遲鈍，因而允許盤驅(qū)動(dòng)器用于不同的溫度條件。
由此，便能相當(dāng)簡單地導(dǎo)出換能頭滑下斜滑架的速度?；魻栃?yīng)傳感器的電壓y(x)以頻率fs=1Ts]]>方程14取樣?？紤]第n個(gè)和第(n-1)個(gè)取樣值，于是取樣速度Vn可寫成Vn=Xn-Xn-1Ts=Yn-Yn-1β^TS]]>方程15上式中最右手端的式中包含的變量或者是已知的，或者是在時(shí)間間隔Ts的兩頭取樣時(shí)刻由霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)定的。這最后一部分給出了速度，而且成為系統(tǒng)控制換能頭滑下斜滑架速度的控制方程。
圖8A和8B給出操作斜滑架控制系統(tǒng)所必須的步驟。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8A，將討論在最初時(shí)刻校準(zhǔn)斜滑速度控制的詳細(xì)步驟。第一步是確定這是否是一個(gè)特定盤有史以來的第一次。這由決策框120表示。應(yīng)該指出，這個(gè)框代表該驅(qū)動(dòng)器有史以來的最初一次啟動(dòng)，而不是指每次盤驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)。換句話說，決策框120代表一個(gè)一次性事件，即那時(shí)沒有來自盤驅(qū)動(dòng)器的由盤驅(qū)動(dòng)器以經(jīng)各次運(yùn)行所得到的數(shù)據(jù)。最初當(dāng)所制造的盤驅(qū)動(dòng)器第一次啟動(dòng)時(shí)，沒有來自盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)可作為任何估計(jì)的基礎(chǔ)。在這種情況下，應(yīng)用于類似設(shè)計(jì)的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)被用來把換能頭放到盤上。在傳動(dòng)裝置和換能頭滑下斜滑架時(shí)，當(dāng)傳動(dòng)裝置處在斜滑架頂部的停放位置時(shí)，測(cè)量霍爾效應(yīng)傳感器82在小鈕扣磁體81的磁場中的電壓輸出。如圖7所示，為簡單計(jì)，把f(x0)定義為當(dāng)傳動(dòng)裝置組件20處在停放位置時(shí)霍爾效應(yīng)傳感器和小鈕扣磁體81之間的距離。這可以認(rèn)為是把圖6中的y-軸移到圖7中的新位置。其結(jié)果是當(dāng)x＝0時(shí)實(shí)際上測(cè)量的是方程y(x)=β^x+α^]]>[方程10]中的y截距 這由圖8A中的121步表示。接下來，如122步所表示的，假定一個(gè)標(biāo)稱的或制造時(shí)的η值。y(x0)的測(cè)量值、假定的η(標(biāo)稱值)以及x0(標(biāo)稱值)被用來估計(jì) 標(biāo)稱值，如123步所示。X0(標(biāo)稱值)是在斜滑架上的一個(gè)在制造容差范圍內(nèi)的一個(gè)位置。所以， 的標(biāo)稱值是由一個(gè)測(cè)量值和兩個(gè)假定值計(jì)算出來的估計(jì)值。下一步，即124步，是用 標(biāo)稱估計(jì)算來控制滑塊第一次滑下斜滑架。在其后的滑下斜滑架的歷程中測(cè)量y(x0)以得到 的估計(jì)值。下一步(126步)是測(cè)量霍爾效應(yīng)傳感器在兩道位置(它們彼此間的距離精確知道)處的輸出電壓值y(x)。這是因?yàn)樵谟脖P驅(qū)動(dòng)器中所有同心道的物理位置在其制造時(shí)已由高精度外定位系統(tǒng)機(jī)械地記錄在了盤表面上。所以任意兩道的間距是已知的，介于幾微米的容差內(nèi)。盤伺服系統(tǒng)70(例如嵌入的或?qū)Ｓ玫乃欧到y(tǒng))用于精確定位和在幾微米范圍內(nèi)遵循給定道。這樣，兩道間距以高精度已知。利用這樣一個(gè)“尺棍”，便能得到優(yōu)質(zhì)的校準(zhǔn)。盤伺服系統(tǒng)70用于在所希望的道上循道幾個(gè)完全的轉(zhuǎn)圈，并將霍爾效應(yīng)傳感器的輸出對(duì)循道時(shí)間周期求平均值。在盤上的已知各位置必須在整數(shù)轉(zhuǎn)圈上平均，以消除盤上各道的任何可重復(fù)的偏離(runout)。一旦得到y(tǒng)(x)的兩個(gè)值，便能用上述方程4求出 一旦 和 已知，便能如128步所示計(jì)算出系統(tǒng)的比值η。這個(gè)值在130步存儲(chǔ)，并隨時(shí)更新。決策框132代表一種方式根據(jù)所希望的持續(xù)時(shí)間t來決定重新校準(zhǔn)。當(dāng)然，便使用多種不同的標(biāo)準(zhǔn)作為重校準(zhǔn)系統(tǒng)的選擇標(biāo)準(zhǔn)。重校準(zhǔn)η值需要重復(fù)126、127、128及130步。在130步，所使用的y(x0)值是最后一次當(dāng)換能頭位于斜滑架的停放制動(dòng)器中x0位置時(shí)霍爾效應(yīng)傳感器的測(cè)量值。
現(xiàn)在回到圖8B，將討論本發(fā)明的操作及其優(yōu)點(diǎn)。在初始校準(zhǔn)之后，η值將是已知的而且如框134所示能從非易失存儲(chǔ)器中調(diào)出。當(dāng)傳動(dòng)裝置組件20處在x0的停放位置時(shí)，測(cè)量霍爾效應(yīng)傳感器82的電壓輸出，從而產(chǎn)生y(x0)，如框136所示。距離x0也是已知的，如框138所示。下一步是利用測(cè)量的y(x0)、已知的x0以及計(jì)算出的η，用框140所示公式導(dǎo)出在未知溫度下曲線的斜率或 的初始估計(jì)值。一旦知道了曲線斜率和起始點(diǎn)x0，便能確定由霍爾效應(yīng)傳感器輸出電壓所代表的距離的精確估計(jì)值。當(dāng)然，位置能用來控制傳動(dòng)裝置滑下斜滑架的運(yùn)動(dòng)，然而，在最佳實(shí)施例中的速度是用框142所示方程估計(jì)的。然后將速度估計(jì)值與希望速度值進(jìn)行比較，如果有差異的話，便用該差值控制醫(yī)八音圈馬達(dá)線圈中的電流，以期在下一個(gè)取樣時(shí)刻估計(jì)速度值與希望速度值一致，如框144所示。當(dāng)硬盤驅(qū)動(dòng)器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可用方程4對(duì)斜率β值進(jìn)行更新。
圖9給出本發(fā)明的第二個(gè)最佳實(shí)施例。這個(gè)最佳實(shí)施例有許多與前述相同的部件，然而，已使用白光目標(biāo)100和光源以及檢測(cè)器102來取代霍爾效應(yīng)傳感器和磁體。光目標(biāo)連在傳動(dòng)裝置組件20上。這個(gè)最佳實(shí)施例直接用光源及檢測(cè)器102檢測(cè)來自與傳動(dòng)裝置組件30相連的光耙100的光強(qiáng)度來校準(zhǔn)距離，從而使這一實(shí)施例能夠運(yùn)行。光耙100的形狀可以改變，以產(chǎn)生不同的光強(qiáng)度。其形狀可以改變以產(chǎn)生距離和光強(qiáng)度之間的不同的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)換能器通過斜滑器部分38時(shí)，其光源和檢測(cè)器輸出能從位置信息轉(zhuǎn)換成速度信息。在相加器/比較器/加法器88處將這一實(shí)際的、校準(zhǔn)過的速度信息與來自希望的斜滑速度源87的希望速度加以比較。實(shí)際的和希望的速度之差作為輸出信號(hào)被送到數(shù)字速度外償裝置89，在那里輸出一信號(hào)控制傳動(dòng)裝置，以使它在下一個(gè)取樣時(shí)刻達(dá)到所希望的速度值。如前面所述的一樣，總控制器71在斜滑器伺服電路80和盤伺服電路70之間切換。盤伺服電路的工作方式與前述具有霍爾效應(yīng)傳感器的最佳實(shí)施例中的工作方式相同。
在另一實(shí)施例中，光源和一半光柵可連在機(jī)殼上。這將代替霍爾效應(yīng)傳感器或檢測(cè)器與傳感器102。光柵的另一半將連到傳動(dòng)裝置上，從而構(gòu)成一個(gè)光柵。傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)引起光柵內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，它又使光源的強(qiáng)度是正弦變化。這種強(qiáng)度變化能被變換成變化的信號(hào)。對(duì)此變化進(jìn)行計(jì)數(shù)可給出位置和速度隨時(shí)間改變的直接測(cè)量值。用兩個(gè)光源，使二個(gè)光源放在適當(dāng)位置從而使所產(chǎn)生的信號(hào)相位彼此相差90度。以彼此相位相差90度的兩個(gè)信號(hào)，能確定一個(gè)光柵的運(yùn)動(dòng)的那一半的方向。
進(jìn)一步的考慮是，在盤驅(qū)動(dòng)器中能使用光電子部件作為盤上以及斜滑架上的伺服系統(tǒng)。這樣做通常需要很細(xì)的光柵100。
圖10給出另一個(gè)實(shí)施例，這里用一電容探針來代替霍爾效應(yīng)傳感器82或圖9中的光柵和光讀出器。在這一具體實(shí)施例中，是根據(jù)兩極板之間的電容來測(cè)量距離的。與霍爾效應(yīng)傳感器相似，所測(cè)二極板之間的電容將作為距離的函數(shù)而變化。所測(cè)電容的差值可用于確定傳動(dòng)裝置和探針之間的距離。在這一實(shí)施例中，一電容探針104連外殼12上。一極板106連到傳動(dòng)裝置組件20上。當(dāng)然，如精通本門技術(shù)的人所清楚理解的那樣，探針104和極板106能很容易地互換位置，而且這樣的實(shí)施例同樣有效。
電容差將用于磁定換能頭滑下斜滑架過程中的速度。電容探針104的輸出能由換能器通過斜滑架部分38的位置信息變換成速度信息。在相加器/比較器/加法器88中將這一實(shí)際的經(jīng)校準(zhǔn)的速度信息與來自希望的斜滑速度源87的希望速度加以比較。實(shí)際和希望速度之差作為輸出信號(hào)被送到數(shù)字速度補(bǔ)償裝置89，在那里輸出一個(gè)信號(hào)去控制傳動(dòng)裝置，從而使其在下一個(gè)取樣時(shí)刻達(dá)到所希望的速度。如前述一樣，總控制器71在斜滑架伺服電路80和盤伺服電路70之間切換。盤伺服電路70的工作方式與前述帶有霍爾效應(yīng)傳感器的最佳實(shí)施例中的工作方式完全相同。
采用這樣的系統(tǒng)，將有兩個(gè)與前述實(shí)施例中十分相似的伺服電路。一個(gè)智能控制總控制器(它通常是一個(gè)微控制器的一部分)，在盤所伴隨的斜滑架伺服系統(tǒng)80和盤伺服系統(tǒng)70之間切換。當(dāng)換能頭通過斜滑架結(jié)構(gòu)時(shí)斜滑架伺服系統(tǒng)80將運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)換能頭通過盤片34時(shí)則盤伺服系統(tǒng)70將運(yùn)轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參考圖14A、14B和15，將討論一個(gè)電容傳感器的最佳結(jié)構(gòu)。如圖14A和14B所示，一個(gè)電容極板200在物理上與盤驅(qū)動(dòng)器10的外殼12相連。電容極板200與構(gòu)成外殼的鑄件電絕緣，因而可以在電容極板200上放置電荷而不是在整個(gè)外殼12上放置電荷。作為電容器一個(gè)極板的這個(gè)電容極板所放置的位置使它能插入傳動(dòng)裝置組件20的兩臂23之間并具有所希望的空隙。臂23通常是位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸和與懸體連接部分之間的平板。傳動(dòng)裝置組件20的臂23通過柔性電纜(示畫出)中的一條導(dǎo)線接地。所以，臂23作為一個(gè)電容器的接地極板。當(dāng)傳動(dòng)裝置組件23轉(zhuǎn)動(dòng)以推動(dòng)換能器滑下斜滑架36(未畫出)時(shí)，臂23靠近電容極板200部分的面積改變，這種改變又造成了電容的改變。
現(xiàn)在看圖15，導(dǎo)線202連在電容極板200之間，它成為圖15所示電路204的一部分。電路204實(shí)際上是一個(gè)RC電路，它作為一個(gè)可變振蕩器。電路204中包括由電容極板200和傳動(dòng)裝置組件20的臂23組成的可變電容器、一個(gè)施密特觸發(fā)器206、以及一個(gè)連到電壓源210的電阻208。當(dāng)然，電路204中的一些部件，除了電容極板200和臂23以外，都可構(gòu)成一個(gè)芯片或者由分離元件構(gòu)成。這種芯片的一個(gè)實(shí)例可從德克薩斯儀器公司買到，其部件號(hào)是SN74ASC2502。電容極板200和傳動(dòng)裝置組件20的臂23是電路中的電容器。這樣形成的電容器是可變電容器，因?yàn)殡娙輼O板200最靠近臂的部分的面積是變化的。如本門技術(shù)中公知的，兩極板之間的電容隨靠近的面積而變化。電容器兩極板之間的電容還與電容器極板間的距離成反比。所以，選擇臂23和電容極板200之間的空隙，以產(chǎn)生所希望的電容。
下面將借助圖15和更基本的眾所周知的原理來討論電容傳感器的操作。其原理是RC電路有一個(gè)時(shí)間常數(shù)，簡單地說，就是一個(gè)電容器能載有一定量的電荷，而電容器從連到電源上的電阻取得電荷使其達(dá)到這一電荷水平所需要的時(shí)間將依賴于RC電路中的電阻值和電容值。在RC電路中構(gòu)成的電阻208保持為常數(shù)。由電容極板200和傳動(dòng)裝置組件20的臂23組成的電容器隨著傳動(dòng)裝置組件20的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。因?yàn)殡娙莸淖兓?，電路的時(shí)間常數(shù)也將變化。所構(gòu)成的RC電路的總電容包括上述極板200和臂23之間的可變電容；極板200和外殼鑄件之間的雜散電容；到地引出端電容；以及電路輸入端電容。
在操作過程中，由電路204構(gòu)成一個(gè)可變頻率振蕩器。電路的振蕩頻率依賴于傳動(dòng)裝置組件20相對(duì)于電容極板200的位置，因?yàn)楸?3相對(duì)于極板200的位置改變電路204中的電容。當(dāng)電路204中的施密特觸發(fā)器206的電壓達(dá)到某一水平時(shí)，該施密特觸發(fā)器206便使電容與地短路。在電容被與地短路之后，電容器開始重新充電并達(dá)到一定水平，這時(shí)施密特觸發(fā)器再次使電容器與地短路。這一過程不停地重復(fù)下去。在施密特觸發(fā)器206上的電壓達(dá)到由施密特觸發(fā)器206使電容器與地短路的水平所需要的時(shí)間隨著電容或傳動(dòng)臂23相對(duì)于極板200的位置而改變。這樣，所形成的振蕩器電路的頻率變化是臂23相對(duì)于極板200位置的函數(shù)，因而能用于確定換能器50相對(duì)于斜滑架結(jié)構(gòu)36的位置。
在實(shí)踐中，換能器50處于停放制動(dòng)器46處傳動(dòng)裝置組件20的位置與斜滑架末端這兩個(gè)位置之間的頻率變化是一個(gè)重要的測(cè)量值。雖然電容將作為溫度的函數(shù)而變化，但是當(dāng)傳動(dòng)裝置部件20移動(dòng)換能器通過斜滑架36的RC電路經(jīng)過的頻率范圍的變化并不發(fā)生顯著的改變。所以，當(dāng)初始啟動(dòng)盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，換能器50處在停放制動(dòng)器46處，便測(cè)量頻率。還測(cè)量在斜滑架36末端處的頻率。這個(gè)頻率差，或者說頻率范圍被存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中。當(dāng)初始啟動(dòng)盤驅(qū)動(dòng)器后換能器50要沿著斜滑架36向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，記錄下在停放位置的頻率，并給該初始頻率加上量程數(shù)(range figure)。由此總能確定換能器50相對(duì)于斜滑架36的位置。這樣得到的位置信息能再用于確定在取樣時(shí)刻的速度，這個(gè)速度可與所希望的速度比較，并在一個(gè)閉環(huán)過程中進(jìn)行校正。其優(yōu)越性在于，滑下斜滑架過程中的頻率變化大致與換能器50相對(duì)于斜滑架的位置一一對(duì)應(yīng)。一旦換能器已經(jīng)通過斜滑架達(dá)到盤片上，便可以關(guān)掉RC電路204，以防止對(duì)盤存儲(chǔ)器中的讀、寫操作造成任何干擾。
圖11顯示出又一個(gè)最佳實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，在滑塊26中的換能器50用作確定在斜滑架上位置的傳感器，也用作確定盤上位置的傳感器。在這個(gè)實(shí)施例中，斜滑架部分38包括一個(gè)附加凸緣39，它的設(shè)計(jì)使得在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置組件20使滑塊26沿斜滑架部分38運(yùn)動(dòng)時(shí)它靠近滑塊26中的換能器50。凸緣39可設(shè)計(jì)成為斜滑架支持結(jié)構(gòu)40的一部分。凸緣39包括一個(gè)能被磁化的部分。在圖11中這一部分顯示為靠近換能器的表面39′上的一層。凸緣39的表面39′被磁化成具有可被換能器50讀出的伺服圖象。表面39′可以是外加磁條，直接濺鍍到凸緣39上的磁層，含有氧化鐵顆粒的材料層，或者任何其他已知的可被磁化的材料層。應(yīng)該指出，除了凸緣39外，整個(gè)斜滑架結(jié)構(gòu)36(示于圖2)或某些部分也能用可磁化表面覆蓋。
圖12顯示出圖11所示本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)變體。在這一變體中，所提供的凸緣39帶有一載電流線43。導(dǎo)線43在本最佳實(shí)施例中是柔性電路172的一部分，該柔性電路172的形狀對(duì)應(yīng)于斜滑架部分38的凸緣39。柔性電路172附著在凸緣39的表面。導(dǎo)線43也能嵌在凸緣39中。應(yīng)該指出，導(dǎo)線43最好與凸緣39的邊緣成一角度，并與換能器50運(yùn)動(dòng)路徑成一角度。所示角度相對(duì)于換能器50運(yùn)動(dòng)路徑為45度(圖13中更詳細(xì)顯示出來)。在這一角度，導(dǎo)線周圍的磁場包括一個(gè)分量，其方向與盤34上的磁場變化(transitions)方向相同(圖1所示)。當(dāng)然，這一角度不是絕對(duì)必須的，而且這個(gè)角度可以改變而實(shí)現(xiàn)上述同一目的。還應(yīng)指出，在垂直磁記錄的情況下，導(dǎo)線43的感興趣的磁場分量物是垂直于盤34的表面，這時(shí)導(dǎo)線43與換能器50的運(yùn)動(dòng)路徑之間的角度將不重要。
載電流導(dǎo)線連接于電流發(fā)生器150。當(dāng)傳動(dòng)裝置部件20(圖1所示)使換能器在凸緣39上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，接通該電流發(fā)生器。當(dāng)換能器50處于和盤34發(fā)生換能關(guān)系狀態(tài)時(shí)，該電流發(fā)生器被關(guān)掉。關(guān)掉電流發(fā)生器150是為防止換能器50被定位讀數(shù)據(jù)時(shí)的噪聲和對(duì)換能器50的干擾，也為了減小驅(qū)動(dòng)器的總耗電量。
圖12還包括電子電路152用于讀由載電流導(dǎo)線43產(chǎn)生的磁場變化和在盤34上的磁場變化。該電于電路包括一個(gè)臂電子模塊154和一個(gè)讀通道156。這兩個(gè)電路都是技術(shù)上公知的，所以將只是很一般地加以描述。臂電子模塊放大和凈化從盤上讀出的信號(hào)。讀通道或者對(duì)讀到的信號(hào)解碼并把來自盤的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或者對(duì)來自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)編碼并送到盤上。電子電路152還包括一個(gè)低頻解調(diào)器158和一個(gè)規(guī)則的或較高頻率的解調(diào)器160。開關(guān)162在低頻解調(diào)器158和較高頻解調(diào)器160之間切換。該電路還包括一個(gè)帶通濾波器164和一個(gè)徑向位置指示器166以及“與門”168。電子電路152與換能器50相連，換能器50讀盤34，這也如圖12所示。盤34包括一個(gè)斜滑架結(jié)構(gòu)36位于盤34的外圍。盤34包括一個(gè)位于盤34的磁化部分以外的道或磁化部分的道中的區(qū)域170，這一區(qū)域包括以恒定頻率發(fā)生的(磁場)變化。盤上的這一區(qū)域被以恒定頻率寫入，該區(qū)域靠近盤的外圍，也靠近斜滑架結(jié)構(gòu)36。
在運(yùn)行時(shí)，用于讀磁場變化的電子電路152按本段所描述的方式操作。臂電子模塊154和讀通道156按傳統(tǒng)方式操作。當(dāng)換能器50通過盤的恒定頻率部分時(shí)，所產(chǎn)生的信號(hào)是恒定頻率的。臂電子模塊154的輸出也是一個(gè)恒定頻率信號(hào)。來自臂電子模塊154的恒定頻率信號(hào)被輸入到帶通濾波器164，當(dāng)信號(hào)輸入頻率與讀盤34上恒定頻率圖象170產(chǎn)生的信號(hào)的頻率相匹配時(shí)，帶通濾波器164便產(chǎn)生一個(gè)輸出。當(dāng)傳動(dòng)臂(未畫出)使換能器50位于盤的外圍道上方時(shí)，徑向位置檢測(cè)器166輸出一個(gè)信號(hào)。當(dāng)帶通濾波器164和徑向位置檢測(cè)器166都有輸出時(shí)，與門產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)。徑向位置檢測(cè)器166保證如果當(dāng)換能器50位于其他區(qū)域而不是盤34上的恒定頻率區(qū)170時(shí)偶然產(chǎn)生恒定頻率信號(hào)時(shí)不會(huì)從與門產(chǎn)生輸出。
與門168的輸出控制電流發(fā)生器150以及低頻解調(diào)器158和較高頻解調(diào)器160之間的切換。與門可以認(rèn)為是一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，用于在讀位于斜滑架凸緣39上的載電流導(dǎo)線43產(chǎn)生的磁場變化和讀盤34上磁場變化之間的切換?；旧现v，與門168的輸出使電流發(fā)生器150接通或切斷，并使開關(guān)162在低頻解調(diào)器158和較高頻解調(diào)器160之間切換。當(dāng)換能器在盤上方并對(duì)盤讀或?qū)憯?shù)據(jù)時(shí)，對(duì)載電流導(dǎo)線的電源處于切斷位置，而開關(guān)162所處位置是使較高頻解調(diào)器160被用于解調(diào)數(shù)據(jù)。當(dāng)換能器在斜滑架凸緣39上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流發(fā)生器150接通從而在載電流導(dǎo)線43中產(chǎn)生電流，而且開關(guān)所處位置是使低頻解調(diào)器158被用于讀由導(dǎo)線43產(chǎn)生的磁場變化。
當(dāng)換能器通過盤34的恒定頻率區(qū)170時(shí)，它觸發(fā)電子電路152中的切換。例如，當(dāng)讀數(shù)據(jù)時(shí)，由換能器50產(chǎn)生的信號(hào)以高頻解調(diào)器160解調(diào)，而且電流發(fā)生器150是關(guān)掉的。傳動(dòng)裝置把換能器移向斜滑架結(jié)構(gòu)36并通過盤的恒定頻率區(qū)170。恒定頻率區(qū)170引起一個(gè)恒定頻率信號(hào)和一個(gè)來自帶通濾波器164的輸出，它輸入到與門168。當(dāng)傳動(dòng)裝置把換能器放到盤的外圍區(qū)(這一區(qū)域?qū)?yīng)于盤34的恒定頻率部分170)附近時(shí)，徑向位置指示器166輸出一個(gè)信號(hào)。徑向位置指示器的輸出也輸入到與門。與門168響應(yīng)來自徑向位置指示器166和帶通濾波器164的輸出，向電流發(fā)生器150和開關(guān)162輸出一信號(hào)。電流發(fā)生器響應(yīng)與門信號(hào)而接通，開關(guān)響應(yīng)與門信號(hào)從換能器信號(hào)通過高頻解調(diào)器160的位置移到換能器信號(hào)通過較低頻解調(diào)器158的位置。所以，當(dāng)換能器50沿斜滑架向上奔向停放位置時(shí)，在導(dǎo)線43中存在電流，而且較低頻解調(diào)器158被用于讀所產(chǎn)生的變化信號(hào)。
當(dāng)在停放位置時(shí)，電流發(fā)生器150接通，并在導(dǎo)線43中產(chǎn)生電流。開關(guān)162的位置使較低頻率解調(diào)器158準(zhǔn)備好讀變化信號(hào)。當(dāng)換能器滑下斜滑架并在凸緣39之上時(shí)，低頻解調(diào)器158對(duì)信號(hào)解調(diào)。在被解調(diào)信號(hào)中數(shù)出的變化信號(hào)給出換能器相對(duì)于凸緣39和斜滑架的位置的直接指示。這個(gè)位置信息能用于計(jì)算換能器50滑下斜滑架的速度。計(jì)算出的速度可與在具體位置的希望速度進(jìn)行比較，其差值可用作反饋去控制傳動(dòng)裝置音圈馬達(dá)的音圈電流，以便在滑下斜滑器的下一個(gè)位置產(chǎn)生所希望的速度。在換能器滑下斜滑架之后，它通過盤34的恒定頻率區(qū)170。恒定頻率區(qū)引起一個(gè)具有恒定頻率的信號(hào)，它輸入到帶通濾波器164。帶通濾波器164輸出一個(gè)信號(hào)，它是與門168的輸入。與此同時(shí)，徑向位置指示器166指出換能器50位于盤34外圍的恒定頻率區(qū)170，并向與門168輸入一個(gè)信號(hào)。結(jié)果，與門輸出一個(gè)信號(hào)，它是電流發(fā)生器150和開關(guān)162的輸入。電流發(fā)生器150一接到來自與門168的信號(hào)便被關(guān)掉，而開關(guān)162被移位到使較高頻解調(diào)器158能解調(diào)讀入的數(shù)據(jù)。這樣，如所能看到的那樣，盤的恒定頻率區(qū)170產(chǎn)生一個(gè)恒定頻率信號(hào)，它產(chǎn)生一個(gè)來自帶通濾波器164的輸出信號(hào)。徑向位置指示器保證換能器50是在恒定頻率區(qū)上讀，并使與門168產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)去切換電流發(fā)生器的通斷以及切換到兩個(gè)解調(diào)器中的另一個(gè)。電流發(fā)生器150和開關(guān)162的狀態(tài)取決于是從盤上讀數(shù)據(jù)還是從載電流導(dǎo)線43讀變化信號(hào)。應(yīng)該指出，電流發(fā)生器150不一定必須是單獨(dú)的裝置，它可以是盤驅(qū)動(dòng)器電源的一部分。還應(yīng)指出，當(dāng)系統(tǒng)已被關(guān)掉時(shí)，盤驅(qū)動(dòng)器將把滑塊26及它之內(nèi)的換能器56放到斜滑架結(jié)構(gòu)36頂部的停放制動(dòng)器46中的停放位置。所以，當(dāng)首次給盤驅(qū)動(dòng)器加電時(shí)，電流發(fā)生器150應(yīng)被加電，而開關(guān)162應(yīng)放在使用低頻解調(diào)器158的位置。
這個(gè)實(shí)施例變體的優(yōu)點(diǎn)在于不需要磁表面39′，也不需要在表面39′上寫一伺服圖象。此外，如果有顆粒產(chǎn)生的話也將是最少的，因?yàn)閯兊袅丝纱呕砻?9′便將不會(huì)產(chǎn)生顆粒。此外，當(dāng)傳動(dòng)裝置組件20把滑塊26和換能器50放到盤的上方時(shí)載電流導(dǎo)線中的電流將被切斷。這將最大限度地減小產(chǎn)生雜散磁場的可能性，而這種雜散磁場對(duì)于盤上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)有害的。當(dāng)然，在導(dǎo)線43中的電流水平會(huì)設(shè)計(jì)得足夠低，從而使電流產(chǎn)生的磁場不會(huì)影響盤上的磁場，如果數(shù)據(jù)是磁性存儲(chǔ)在盤上的話。這樣，關(guān)掉導(dǎo)線43中的電流將是一種可選的保險(xiǎn)形式。
如圖12所示，在這另一種解決辦法中將這樣放置導(dǎo)線43，使得當(dāng)傳動(dòng)裝置組件20使載有換能器50的滑塊26在斜滑架結(jié)構(gòu)40的斜滑部分36上方運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)線43將與換能器50的運(yùn)動(dòng)路徑交叉。其優(yōu)越性在于，交叉圖象將產(chǎn)生彼此相反的磁場，從而當(dāng)傳動(dòng)裝置使換能器沿斜滑架下滑時(shí)能對(duì)這些反向磁場計(jì)數(shù)。
導(dǎo)線43中的電流可以是中等頻率的交變電流。這將產(chǎn)生一個(gè)高頻，它比通過具有相反電流方向的各段導(dǎo)線的行程所產(chǎn)生的頻率顯著地高。當(dāng)所用交變電流的頻率顯著高于穿過各段導(dǎo)線的頻率時(shí)，這較高的頻率被振幅調(diào)制。如果這振幅被整流和濾波，那么在穿過導(dǎo)線時(shí)將會(huì)發(fā)現(xiàn)高振幅而在每段導(dǎo)線之間將產(chǎn)生零電壓。當(dāng)使用直流從而產(chǎn)生很低頻率的穿過導(dǎo)線速率時(shí)，對(duì)于含有不利于通過很低頻率的耦合電容的系統(tǒng)以及對(duì)于產(chǎn)生很低電壓的電感讀頭，這個(gè)較高頻率是顯著的。
導(dǎo)線43將不會(huì)提供象盤上的伺服圖象同樣的位置精度。為測(cè)量在斜滑部分38上方的速度并不需要那樣的精度。結(jié)果，如果在磁材料表面39′上寫入伺服圖象，那么其精度也可以低于盤表面上的伺服圖象。斜滑架上的伺服圖象將不同于盤上的伺服圖象，以提供一種手段來容易地區(qū)分這兩種伺服圖象。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13，圖中顯示出適于在斜滑架凸緣39上放置的柔性電路172的一部分的頂視圖。載電流導(dǎo)線43在柔性電路172之內(nèi)。載電流導(dǎo)線43形成為一個(gè)連續(xù)的路徑，而且如前所述，它相對(duì)于柔性電路172的邊緣成一角度。在圖13中，由載電流導(dǎo)線43產(chǎn)生的磁場用矢量H表示。換能器50沿著垂直于凸緣39中心線或凸緣39邊緣的一條線讀磁場。在圖13中加了一條表示線173，換能器50最可能沿這條線讀磁場變化。線173與載電流導(dǎo)線43成一角θ。這樣，將被換能器50讀的磁場分量等于Hcos(π/2-θ)這又能寫成展開式H[cosπ/2cosθ+sinπ/2sinθ]因?yàn)閟inπ/2＝1而cosπ/2＝0，于是該表達(dá)式可寫成Hsinθ這樣，可以看出，通過增大載電流導(dǎo)線43與線173之間的角θ，將使矢量H的可讀分量變大。
應(yīng)該指出，能使用許多其他類型的傳感器來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，例如激光。
已經(jīng)描述了本發(fā)明及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式。應(yīng)該理解，前面的描述只是演示性的，能使用其他裝置和技術(shù)而不偏離所附權(quán)利要求書中描述的本發(fā)明的整個(gè)范圍。
權(quán)利要求
1.用于一種盤驅(qū)動(dòng)器中的方法，該驅(qū)動(dòng)器中有至少一個(gè)盤，一個(gè)對(duì)所述至少一個(gè)盤讀和寫信息的換能器，一個(gè)把換能器放到相對(duì)于所述至少一個(gè)盤的一個(gè)位置上的傳動(dòng)裝置，一個(gè)連到外殼上的斜滑架，所述傳動(dòng)裝置也確定所述換能器在所述斜滑架上的位置，以及連到所述外殼上的一個(gè)傳感器用于感知所述傳動(dòng)裝置相對(duì)于所述外殼的位置，所述方法用于控制所述換能器從斜滑架上的一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)到盤上一個(gè)位置的速度，所述方法包括下列步驟測(cè)量當(dāng)換能裝置定位到使換能器處在斜滑架頂端時(shí)來自傳感器的輸出；以及在把換能器從斜滑架頂端位置移走之前，估計(jì)與換能器相對(duì)于斜滑架各個(gè)位置所對(duì)應(yīng)的傳感器輸出信號(hào)，所述估計(jì)步驟是用以換能器在斜滑架頂端時(shí)所測(cè)得的輸出為基礎(chǔ)進(jìn)行的；根據(jù)在斜滑架和盤二者之中至少一個(gè)上的各已知位置處傳感器的輸出來估計(jì)換能器相對(duì)于斜滑架的速度提供在斜滑架上各位置的希望速度；將希望速度與各位置的估計(jì)速度相比較；以及根據(jù)比較步驟控制傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所用傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器，其初始估計(jì)是根據(jù)以下步驟在距傳感器第一已知距離處測(cè)量霍爾效應(yīng)傳感器輸出對(duì)整數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期的平均值；在距傳感器第二已知距離處測(cè)量霍爾效應(yīng)傳感器輸出平均值，這里的盤驅(qū)動(dòng)器還包括在所述至少一個(gè)盤上的一個(gè)伺服系統(tǒng)，這里的伺服系統(tǒng)用于識(shí)別所述第一和第二已知距離。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述在距霍爾效應(yīng)傳感器第一已知距離處測(cè)量傳感器輸出的步驟包括以下步驟以所述換能器對(duì)盤循道至少一周；對(duì)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周期間霍爾效應(yīng)傳感器循道輸出進(jìn)行平均，以產(chǎn)生霍爾效應(yīng)傳感器輸出。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述在霍爾效應(yīng)傳感器第二已知距離處測(cè)量傳感器輸出的步驟包括以下步驟以所述換能器對(duì)盤循道至少一周；對(duì)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周期間霍爾效應(yīng)傳感器循道輸出進(jìn)行平均，以產(chǎn)生霍爾效應(yīng)傳感器輸出。
全文摘要
本發(fā)明是具有至少一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用盤的盤驅(qū)動(dòng)器。該盤驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)換能器用于對(duì)盤讀或?qū)憯?shù)據(jù)。換能器連在一個(gè)傳動(dòng)裝置上，它把換能器放在相對(duì)于盤的一定位置處。傳動(dòng)裝置包括一個(gè)可控馬達(dá)，用于推動(dòng)傳動(dòng)裝置及與其相連的換能器。盤驅(qū)動(dòng)器還包括一個(gè)斜滑架用于卸載換能器或用于停放離開盤表面的換能器。本發(fā)明還提出了在換能器從離開斜滑器的位置到達(dá)盤表面上時(shí)用于測(cè)量和控制傳動(dòng)裝置及所連接的換能器的運(yùn)動(dòng)的裝置與方法。
文檔編號(hào)G11B21/12GK1501390SQ20031011563
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期1995年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月2日
發(fā)明者齊恩-埃迪內(nèi)·布塔古, 伊爾·阿爾伯特·庫寧漢姆, 哈爾·杰爾馬·奧特森, 杰爾馬 奧特森, 阿爾伯特 庫寧漢姆, 齊恩-埃迪內(nèi) 布塔古 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司