專利名稱：測(cè)量磁頭噪聲的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噪聲測(cè)量方法及其系統(tǒng)，尤其涉及一種測(cè)量具有磁阻讀元件的磁頭的噪聲的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一種常見的信息存儲(chǔ)設(shè)備是磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其使用磁性媒介來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并且用設(shè)置于該磁性媒介上方的磁頭來選擇性地從磁性媒介上讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫在磁性媒介上。通常，磁頭由磁阻效應(yīng)讀元件(讀頭)和感應(yīng)寫元件(寫頭)組成，而有些還包括加熱單元(加熱器)。具有磁阻(magnetoresistiveJR)讀元件的磁頭廣泛用于硬盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備以提高硬盤的容量且減小其尺寸。鑒于此，不同類型的MR讀元件已接二連三被磁盤驅(qū)動(dòng)器開發(fā)商有效投入使用。其中一種為各向異性磁阻(anisotropic magnetoresistive, AMR)，其會(huì)使磁化方向與流經(jīng)MR元件的感應(yīng)電流方向之間的夾角發(fā)生改變，繼而使 MR元件的電阻和感應(yīng)電流或電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。另一種典型類型為巨磁阻(giant magnetoresistive, GMR)元件，其表現(xiàn)為GMR效應(yīng)。GMR效應(yīng)是一種磁阻率在外部磁場(chǎng)下發(fā)生變化的現(xiàn)象。GMR元件由兩鐵磁層和層壓于該兩鐵磁層之間的非鐵磁層組成。該非鐵磁層的電阻會(huì)隨兩鐵磁層的磁矩、載流電子及自旋相關(guān)散射而變化。再一種MR元件類型為隧道磁阻(tunnel magnetoresistive, TMR)元件。由于其磁阻率的變化比GMR顯著得多，故此TMR元件能夠取代AMR和GMR而成為當(dāng)前的主流技術(shù)。在每一具有MR元件的磁頭制造完成后的測(cè)試中，必須確認(rèn)其性能是完好的且不會(huì)產(chǎn)生不被接受的噪聲。然而，有很多機(jī)制導(dǎo)致MR讀元件產(chǎn)生噪聲，有些源于磁場(chǎng)，有些源于電流(壓)。其中，巴克豪森噪聲、隨機(jī)電報(bào)噪聲和爆米花噪聲(爆裂噪聲)與MR讀元件的不穩(wěn)定性密切相關(guān)，該類噪聲會(huì)比其它固有噪聲造成更嚴(yán)重的后果，因此，需要將不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲分別進(jìn)行處理。在現(xiàn)有技術(shù)中，有很多不同方法和系統(tǒng)用于測(cè)量MR磁頭的噪聲。最為流行的一種方法是使用數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，而使用處理器將所有原始數(shù)字化信號(hào)作為整體來分析，從而判斷磁頭是否產(chǎn)生不被接受的噪聲。該傳統(tǒng)方法不能將不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲分別開來進(jìn)行處理，因此不能精確地辨別出磁頭的真正瑕疵。此外，由于磁頭的噪聲可能包括高頻成分，為了捕捉此類噪聲，所用數(shù)字轉(zhuǎn)換器需具有足夠高的采樣頻率。同時(shí)，高速數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的大量數(shù)字化信號(hào)需要很長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，因此，具有高處理性能和足夠內(nèi)存的硬件是實(shí)現(xiàn)較快計(jì)算的基本要求。上述這些都會(huì)增加測(cè)試成本，不利于生產(chǎn)成本的降低。因此，急需提供一種可分別處理不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲的方法及相應(yīng)的系統(tǒng)，從而快速和精確地辨別磁頭的真正瑕疵以取得較好的成本效率，克服上述缺陷
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種方法以測(cè)量具有磁阻(MR)讀元件的磁頭的噪聲，該噪聲測(cè)量方法可分別處理不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲以快速和精確地辨別磁頭的真正瑕疵，而且該方法可簡(jiǎn)單地被執(zhí)行以取得較好的成本效率。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種系統(tǒng)以測(cè)量具有磁阻(MR)讀元件的磁頭的噪聲。該噪聲測(cè)量系統(tǒng)可分別處理不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲以快速和精確地辨別磁頭的真正瑕疵，且該系統(tǒng)可通過低成本器件的使用而取得較好的成本效率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，該方法包括 設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值；施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件；施加外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)到所述磁頭；放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)；過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值；測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖及根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)， 并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面提供了一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，該方法包括設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值；施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件；施加外部恒定橫向磁場(chǎng)到所述磁頭；放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)；過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值；測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖及根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)，并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明再一方面提供了一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，該方法包括獲取復(fù)數(shù)個(gè)第一參數(shù)；獲取復(fù)數(shù)個(gè)第二參數(shù)；以及，通過分析所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)的關(guān)系與所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。其中，獲取第一參數(shù)的方法包括設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)第一閾值；對(duì)所述磁頭的讀元件施加第一偏置電流或電壓；對(duì)所述磁頭施加外部恒定橫向磁場(chǎng)；放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生第一放大信號(hào)；過濾所述第一放大信號(hào)以產(chǎn)生第一過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述第一閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生第一使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的第一輸入信號(hào)包括所述第一過濾信號(hào)和所述第一閾值； 測(cè)量每一所述第一使能信號(hào)的第一累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)所述第一累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述第一閾值生成第一幅值時(shí)間分布圖；根據(jù)所述第一幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)第一參數(shù)。而獲取第二參數(shù)的方法包括設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)第二閾值；對(duì)所述磁頭的讀元件施加第二偏置電流或電壓；對(duì)所述磁頭施加外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)；放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生第二放大信號(hào)；過濾所述第二放大信號(hào)以產(chǎn)生第二過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述第二閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過所述計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生第二使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的第二輸入信號(hào)包括所述第二過濾信號(hào)和所述第二閾值；測(cè)量每一所述第二使能信號(hào)的第二累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)所述第二累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述第二閾值生成第二幅值時(shí)間分布圖；根據(jù)所述第二幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)第二參數(shù)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明又一方面提供了一種測(cè)量磁頭噪聲的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括磁場(chǎng)發(fā)生器，用于施加外部橫向磁場(chǎng)到所述磁頭；讀頭控制單元，用于施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件；放大單元，用于放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)；
7濾波單元，用于過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)；閾值控制單元，用于設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值； 計(jì)數(shù)控制單元，用于對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)個(gè)所述閾值而產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)使能信號(hào)；時(shí)鐘單元，用于設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)；計(jì)數(shù)單元，用于測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；幅值時(shí)間分布處理模塊，用于根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖；及處理器，用于根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)，并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)定閾值來測(cè)量信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)從而實(shí)時(shí)地產(chǎn)生一個(gè)幅值時(shí)間分布圖(柱狀圖)，對(duì)于每一閾值，測(cè)量被測(cè)信號(hào)超出閾值部分的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。基于上述幅值時(shí)間分布圖，磁頭的不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲可被分別測(cè)量從而精確地辨別磁頭的真正瑕疵。該測(cè)量過程可以由一些低成本的器件來實(shí)現(xiàn)而無需使用數(shù)字轉(zhuǎn)換器，同時(shí)大大減少了需處理數(shù)據(jù)的數(shù)量和處理時(shí)間。相應(yīng)地，所述噪聲測(cè)量系統(tǒng)可使用低成本的器件以較短的測(cè)量時(shí)間來分別處理磁頭的不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲以快速和精確地辨別磁頭的真正瑕疵，從而獲得較好的成本效率。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)目的及效果將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)一個(gè)較佳實(shí)施例的原理方框圖。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中單通道計(jì)數(shù)控制單元的方框圖。圖3為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中多通道計(jì)數(shù)控制單元的方框圖。圖4為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中帶包絡(luò)檢波器的多通道計(jì)數(shù)控制單元的方框圖。圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例中由數(shù)字器件實(shí)現(xiàn)的多通道計(jì)數(shù)控制單元的方框圖。圖6為本發(fā)明方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖7展示了圖6所示方法中與多周期磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的多閾值掃描。圖8展示了根據(jù)圖6所示方法如何生成被測(cè)信號(hào)的幅值時(shí)間分布圖。圖9展示了根據(jù)圖6所示方法所產(chǎn)生的兩個(gè)幅值時(shí)間分布圖。圖10展示了圖9所示每個(gè)幅值時(shí)間分布圖被分成不同的兩部分。圖11為本發(fā)明另一方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的各個(gè)較佳實(shí)施例，其中，各個(gè)附圖中相同的標(biāo)記表示相同的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種測(cè)量磁頭噪聲的方法及其系統(tǒng)，所述磁頭包括磁阻 (MR)讀元件、寫元件及加熱器。圖1展示了本發(fā)明系統(tǒng)一個(gè)較佳實(shí)施例的原理方框圖。參照?qǐng)D1，測(cè)量所述磁頭 100噪聲的系統(tǒng)包括磁場(chǎng)發(fā)生器、讀頭控制單元101、放大單元106、過濾單元107、計(jì)數(shù)控制單元108、計(jì)數(shù)單元109、閾值控制單元111、時(shí)鐘單元110、幅值時(shí)間分布處理模塊113及處理器115。本實(shí)施例中，所述磁場(chǎng)發(fā)生器包括作為磁場(chǎng)源的電磁鐵104和控制所述磁性體 104的磁場(chǎng)控制單元105。所述電磁鐵104用于對(duì)所述磁頭100施加外部橫向磁場(chǎng)，所述外部橫向磁場(chǎng)包括外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)和外部恒定橫向磁場(chǎng)。在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述磁場(chǎng)源為基于永磁體的磁場(chǎng)源。讀頭控制單元101用于施加偏置電流或電壓到所述磁頭100 的讀元件。較佳地，本發(fā)明系統(tǒng)還包括寫頭控制單元102和加熱器控制單元103，其分別用于施加電流或電壓到所述磁頭100的寫元件和加熱器，從而激發(fā)讀元件處于應(yīng)力狀態(tài)以便更加有效地觸發(fā)與磁頭缺陷有關(guān)的噪聲。所述讀頭控制單元101、寫頭控制單元102及加熱器控制單元103均受控于一磁頭控制單元112。放大單元106對(duì)所述讀元件的輸出信號(hào)進(jìn)行放大以產(chǎn)生放大信號(hào)，該放大信號(hào)被傳送至過濾單元107。所述過濾單元107接收該放大信號(hào)并過濾掉包括磁場(chǎng)頻率在內(nèi)的所有要求頻率帶寬之外的頻率成分而產(chǎn)生一過濾信號(hào)。計(jì)數(shù)控制單元108用于對(duì)應(yīng)于閾值控制單元111產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)閾值而生成復(fù)數(shù)個(gè)使能信號(hào)。 計(jì)數(shù)單元109通過計(jì)算時(shí)鐘單元110產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)?；谒隼塾?jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值，所述幅值時(shí)間分布處理模塊113生成幅值時(shí)間分布圖。在本實(shí)施例中，所述幅值時(shí)間分布處理模塊113由可編程邏輯單元114實(shí)現(xiàn)，因此，該幅值時(shí)間分布圖被實(shí)時(shí)生成從而避免大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理。較佳地，所述時(shí)鐘單元110、閾值控制單元111、磁頭控制單元112均為所述可編程邏輯單元114中的模塊，也即，上述單元均由所述可編程邏輯單元114實(shí)現(xiàn)。較佳地，所述可編程邏輯單元114為受控于所述處理器115的可編程邏輯器件或嵌入式微處理器。所述處理器115處理來自所述可編程邏輯單元114的數(shù)據(jù)并控制所述磁場(chǎng)控制單元105。此外，所述處理器115根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)并通過分析所述參數(shù)與復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系而確定所述磁頭100 的瑕疵。參照?qǐng)D2，在一個(gè)實(shí)施例中，所述計(jì)數(shù)控制單元108包括一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器及一對(duì)一起工作的模擬比較器，所述D/A轉(zhuǎn)換器根據(jù)確定的閾值生成各個(gè)模擬信號(hào)，所述模擬比較器連續(xù)地比較所述過濾信號(hào)的幅值與所述模擬信號(hào)以產(chǎn)生使能信號(hào)。參照?qǐng)D3，在另一實(shí)施例中，計(jì)數(shù)控制單元208為多通道單元，該多通道單元包括一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器及多對(duì)模擬比較器，所述D/A轉(zhuǎn)換器根據(jù)確定的閾值生成各個(gè)模擬信號(hào)，多對(duì)所述模擬比較器同時(shí)比較所述過濾信號(hào)的幅值與所述模擬信號(hào)以減少處理時(shí)間。相應(yīng)地，在不同對(duì)比較器不斷生成使能信號(hào)的過程中，多個(gè)計(jì)數(shù)單元同時(shí)計(jì)算和存儲(chǔ)時(shí)鐘單元 110所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)的周期。如圖4所示，在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)數(shù)控制單元308還包括一個(gè)模擬包絡(luò)檢波器以獲取過濾信號(hào)的包絡(luò)。參照?qǐng)D5，在又一實(shí)施例中，計(jì)數(shù)控制單元408包括A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字閾值分配器及多個(gè)數(shù)字比較器。所述A/D轉(zhuǎn)換器將過濾信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，所述數(shù)字閾值分配器用于調(diào)配所述閾值，多個(gè)所述數(shù)字比較器同時(shí)比較經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變而來的數(shù)字信號(hào)與所述閾值以產(chǎn)生使能信號(hào)。較佳地，所述計(jì)數(shù)控制單元408還包括設(shè)置于所述A/D轉(zhuǎn)換器與數(shù)字比較器之間的數(shù)字包絡(luò)檢波器，所述數(shù)字包絡(luò)檢波器獲取來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)的包絡(luò)而后將其發(fā)送至所述數(shù)字比較器。在另一實(shí)施例中，所述數(shù)字包絡(luò)檢波器和所述數(shù)字比較器是所述可編程邏輯單元114中的模塊。如上所述，在本發(fā)明的系統(tǒng)通過比較器、D/A轉(zhuǎn)換器(或A/D轉(zhuǎn)換器)、計(jì)數(shù)單元和時(shí)鐘單元的組合來實(shí)現(xiàn)時(shí)間測(cè)量，從而取得較好的性能和較高的靈活性。此外，本發(fā)明系統(tǒng)利用帶有幅值時(shí)間分布處理模塊的可編程邏輯單元實(shí)時(shí)地產(chǎn)生柱狀圖以減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間從而降低成本。
本發(fā)明還提供一種方法以測(cè)量置于外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)中的磁頭的噪聲。本實(shí)施例中，該方法由圖1所示的系統(tǒng)來執(zhí)行。參照?qǐng)D6和圖1，本發(fā)明的方法包括以下幾個(gè)步驟步驟SlOl為設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值。步驟S102為施加偏置電流或電壓到所述磁頭100 的讀元件。具體地，該偏置電流或電壓由受控于磁頭控制單元112的讀頭控制單元101提供。步驟S103為施加外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)到所述磁頭100。較佳地，該外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)以單周期或多周期的周期性波形變化。在本實(shí)施例中，該時(shí)變橫向磁場(chǎng)以多周期形式變化，閾值隨著該時(shí)變橫向磁場(chǎng)進(jìn)行掃描，如圖7所示。步驟S104為放大所述讀元件的輸出信號(hào)而產(chǎn)生放大信號(hào)且過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)。步驟S105為對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值。步驟S106為測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。較佳地，通過計(jì)算一時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S105由模擬器件來執(zhí)行，所述計(jì)數(shù)控制器為圖2、圖3 或圖4所示的模擬器件。在另一實(shí)施例中，如圖5所示，所述計(jì)數(shù)控制器由數(shù)字器件執(zhí)行。 參照?qǐng)D8，在上述兩個(gè)步驟中，每一閾值與過濾信號(hào)的幅值或過濾信號(hào)的包絡(luò)幅值比較以產(chǎn)生使能信號(hào)，進(jìn)而所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)被測(cè)量出來。換言之，對(duì)于每一閾值，通過計(jì)算時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量被測(cè)信號(hào)超出所述閾值部分的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。此后，執(zhí)行步驟S107，根據(jù)上述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和閾值生成幅值時(shí)間分布圖。最后一個(gè)步驟S108為根據(jù)已生成的幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)并分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系以確定磁頭100的瑕疵。較佳地，所述參數(shù)包括復(fù)數(shù)個(gè)整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值或部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值，如圖9和圖10所示。圖9展示了可編程邏輯單元114根據(jù)本發(fā)明的方法而生成的兩個(gè)幅值時(shí)間分布圖。圖10展示了圖9所示的每個(gè)幅值時(shí)間分布圖被分成兩個(gè)不同部分，例如參考范圍內(nèi)的參考部分和極值范圍內(nèi)的極限部分，以實(shí)現(xiàn)更為精確的瑕疵辨別。具體地，所述特征值至少包括峰值、歸一化能量、平均值、均方根和信噪比。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述參數(shù)包括整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。在又一實(shí)施例中，所述參數(shù)包括一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與另一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。在上述兩實(shí)施例中，所述特征值至少包括歸一化能量和平均值。如上所述，本發(fā)明通過設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)定閾值來測(cè)量信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)以實(shí)時(shí)地生成幅值時(shí)間分布圖(柱狀圖)。具體地，對(duì)于每一閾值，測(cè)量被測(cè)信號(hào)超出所述閾值部分的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。因此，基于上述幅值時(shí)間分布圖，磁頭的不穩(wěn)定性相關(guān)的噪聲和其它固有噪聲可分別被測(cè)量出來以便精確地辨別磁頭的真正瑕疵。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了另一種方法，該方法用于測(cè)量置于外部恒定橫向磁場(chǎng)的磁頭的噪聲。參照?qǐng)D11，該方法與圖6所示的方法相類似，其包括以下幾個(gè)步驟步驟S201為設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值。步驟S202為施加偏置電流或電壓到所述磁頭100 的讀元件。步驟S203為施加外部恒定橫向磁場(chǎng)到所述磁頭100。較佳地，該外部恒定橫向磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。步驟S204為放大所述讀元件的輸出信號(hào)而產(chǎn)生放大信號(hào)且過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)。步驟S205為對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值。步驟S206為測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。較佳地，通過計(jì)算一時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。此后，執(zhí)行步驟S207，根據(jù)上述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和閾值生成幅值時(shí)間分布圖。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S205由模擬器件來執(zhí)行，所述計(jì)數(shù)控制器為圖2、圖3或圖4所示的模擬器件。在另一實(shí)施例中，如圖5所示，所述計(jì)數(shù)控制器由數(shù)字器件執(zhí)行。最后一個(gè)步驟S208為根據(jù)已生成的幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)并分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系以確定磁頭100的瑕疵。較佳地，所述參數(shù)包括復(fù)數(shù)個(gè)整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值或部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值。具體地，所述特征值至少包括峰值、歸一化能量、平均值、均方根和信噪比。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述參數(shù)包括整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。在又一實(shí)施例中，所述參數(shù)包括一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與另一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。在上述兩實(shí)施例中，所述特征值至少包括歸一化能量和平均值。本發(fā)明的再一實(shí)施例提供了又一測(cè)量磁頭噪聲的方法。該方法結(jié)合了上述的兩種方法。因此，通過該方法，與磁場(chǎng)有關(guān)的噪聲和與電流(壓)有關(guān)的噪聲可分別被測(cè)量出來， 從而可更精確地辨別出被測(cè)磁頭的真正瑕疵。該方法包括執(zhí)行步驟SlOl至S107以獲取復(fù)數(shù)個(gè)第一參數(shù)；執(zhí)行步驟S201至S207以獲取復(fù)數(shù)個(gè)第二參數(shù)；分析第一參數(shù)與第二參數(shù)之間的關(guān)系與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)以確定所述磁頭100的瑕疵。需要說明的是，計(jì)數(shù)單元109、閾值控制單元111、時(shí)鐘單元110及磁頭控制單元 112也可用分離器件來實(shí)現(xiàn)。同樣需要說明的是，步驟SlOl至S103的順序以及步驟S201 至S203的順序可根據(jù)實(shí)際需要而變更。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
1權(quán)利要求
1.一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，其特征在于，包括 設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值；施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件； 施加外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)到所述磁頭； 放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)； 過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值； 測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)； 根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖；及根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)，并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)以周期性波形變化。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述外部時(shí)變磁場(chǎng)以單周期或多周期形式變化。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制器通過比較所述閾值與所述放大信號(hào)的幅值或所述放大信號(hào)的包絡(luò)幅值而產(chǎn)生所述使能信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制器為模擬器件或數(shù)字器件。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過計(jì)算一時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述參數(shù)包括復(fù)數(shù)個(gè)整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值或部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述特征值至少包括峰值、歸一化能量、平均值、均方根和信噪比。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述參數(shù)包括整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述參數(shù)包括一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與另一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于所述特征值至少包括歸一化能量和平均值。
12.一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，其特征在于，包括 設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值；施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件； 施加外部恒定橫向磁場(chǎng)到所述磁頭； 放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)； 過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值； 測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖；及根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)，并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述外部恒定橫向磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制器通過比較所述閾值與所述放大信號(hào)的幅值或所述放大信號(hào)的包絡(luò)幅值而產(chǎn)生所述使能信號(hào)。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制器為模擬器件或數(shù)字器件。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于通過計(jì)算一時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述參數(shù)包括復(fù)數(shù)個(gè)整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值或部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述特征值至少包括峰值、歸一化能量、 平均值、均方根和信噪比。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述參數(shù)包括整個(gè)所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述參數(shù)包括一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值與另一部分所述幅值時(shí)間分布圖的特征值之間的關(guān)系值。
21.如權(quán)利要求19或20所述的方法，其特征在于所述特征值至少包括歸一化能量和平均值。
22.一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，其特征在于，包括 通過以下第一方法獲取復(fù)數(shù)個(gè)第一參數(shù) 設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)第一閾值；對(duì)所述磁頭的讀元件施加第一偏置電流或電壓； 對(duì)所述磁頭施加外部恒定橫向磁場(chǎng)； 放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生第一放大信號(hào)； 過濾所述第一放大信號(hào)以產(chǎn)生第一過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述第一閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生第一使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的第一輸入信號(hào)包括所述第一過濾信號(hào)和所述第一閾值； 測(cè)量每一所述第一使能信號(hào)的第一累計(jì)時(shí)長(zhǎng)； 根據(jù)所述第一累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述第一閾值生成第一幅值時(shí)間分布圖； 根據(jù)所述第一幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)第一參數(shù)； 通過以下第二方法獲取復(fù)數(shù)個(gè)第二參數(shù) 設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)第二閾值；對(duì)所述磁頭的讀元件施加第二偏置電流或電壓； 對(duì)所述磁頭施加外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)； 放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生第二放大信號(hào)； 過濾所述第二放大信號(hào)以產(chǎn)生第二過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述第二閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過所述計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生第二使能信號(hào)， 所述計(jì)數(shù)控制器的第二輸入信號(hào)包括所述第二過濾信號(hào)和所述第二閾值；測(cè)量每一所述第二使能信號(hào)的第二累計(jì)時(shí)長(zhǎng)； 根據(jù)所述第二累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述第二閾值生成第二幅值時(shí)間分布圖； 根據(jù)所述第二幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)第二參數(shù)；及通過分析所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)的關(guān)系與所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述外部恒定橫向磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)以周期性波形變化。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于所述外部時(shí)變磁場(chǎng)以單周期或多周期形式變化。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制器通過比較所述第一閾值與所述第一放大信號(hào)的幅值或所述第一放大信號(hào)的包絡(luò)幅值而產(chǎn)生所述第一使能信號(hào)且通過比較所述第二閾值與所述第二放大信號(hào)的幅值或所述第二放大信號(hào)的包絡(luò)幅值而產(chǎn)生所述第二使能信號(hào)。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制器為模擬器件或數(shù)字器件。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于通過計(jì)算一時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述第一使能信號(hào)的第一累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于通過計(jì)算一時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述第二使能信號(hào)的第二累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。
30.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述第一參數(shù)包括復(fù)數(shù)個(gè)整個(gè)所述第一幅值時(shí)間分布圖的特征值或部分所述第一幅值時(shí)間分布圖的特征值。
31.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述第二參數(shù)包括復(fù)數(shù)個(gè)整個(gè)所述第二幅值時(shí)間分布圖的特征值或部分所述第二幅值時(shí)間分布圖的特征值。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其特征在于所述特征值至少包括峰值、歸一化能量、平均值、均方根和信噪比。
33.一種測(cè)量磁頭噪聲的系統(tǒng)，其特征在于，包括 磁場(chǎng)發(fā)生器，用于施加外部橫向磁場(chǎng)到所述磁頭；讀頭控制單元，用于施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件； 放大單元，用于放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)； 濾波單元，用于過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)； 閾值控制單元，用于設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值；計(jì)數(shù)控制單元，用于對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)個(gè)所述閾值而產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)使能信號(hào)； 時(shí)鐘單元，用于設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)； 計(jì)數(shù)單元，用于測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；幅值時(shí)間分布處理模塊，用于根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖；及處理器，用于根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)，并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于所述幅值時(shí)間分布處理模塊由受控于所述處理器的可編程邏輯單元實(shí)現(xiàn)。
35.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制單元包括用于將所述過濾信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、用于傳送所述閾值的數(shù)字閾值分配器及至少一個(gè)用于比較所述數(shù)字信號(hào)與所述閾值以產(chǎn)生所述使能信號(hào)的數(shù)字比較器。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制單元還包括用于獲取所述數(shù)字信號(hào)的包絡(luò)的數(shù)字包絡(luò)檢波器。
37.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字包絡(luò)檢波器和所述數(shù)字比較器為所述可編程邏輯單元中的模塊。
38.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制單元包括用于將所述閾值轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器及至少一個(gè)用于比較所述過濾信號(hào)的幅值與所述模擬信號(hào)以產(chǎn)生所述使能信號(hào)的模擬比較器。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)數(shù)控制單元還包括用于獲取所述過濾信號(hào)的包絡(luò)的模擬包絡(luò)檢波器。
40.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)數(shù)單元通過計(jì)算所述時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)來測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)。
41.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于所述時(shí)鐘單元和所述計(jì)數(shù)單元為所述可編程邏輯單元中的模塊。
42.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于控制所述磁頭的寫頭的寫頭控制單元及用于控制所述磁頭的加熱器的加熱器控制單元。
43.如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其特征在于所述可編程邏輯單元還包括磁頭控制單元以控制所述讀頭控制單元、寫頭控制單元及加熱器控制單元。
44.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于所述閾值控制單元為所述可編程邏輯單元中的模塊。
45.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于所述可編程邏輯單元為可編程邏輯器件或嵌入式微處理器。
46.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于所述磁場(chǎng)發(fā)生器包括受控于所述處理器的磁場(chǎng)控制單元及受控于所述磁場(chǎng)控制單元的磁場(chǎng)源。
47.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于所述磁場(chǎng)源為基于電磁鐵的磁場(chǎng)源或基于永磁體的磁場(chǎng)源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)量磁頭噪聲的方法，該方法包括設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)閾值；施加偏置電流或電壓到所述磁頭的讀元件；施加外部時(shí)變橫向磁場(chǎng)到所述磁頭；放大所述讀元件的輸出信號(hào)以產(chǎn)生放大信號(hào)；過濾所述放大信號(hào)以產(chǎn)生過濾信號(hào)；對(duì)于每一所述閾值，在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)通過一計(jì)數(shù)控制器產(chǎn)生使能信號(hào)，所述計(jì)數(shù)控制器的輸入信號(hào)包括所述過濾信號(hào)和所述閾值；測(cè)量每一所述使能信號(hào)的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)；根據(jù)所述累計(jì)時(shí)長(zhǎng)和所述閾值生成幅值時(shí)間分布圖；及根據(jù)所述幅值時(shí)間分布圖計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)參數(shù)，并通過分析所述參數(shù)與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值而判斷所述磁頭的瑕疵。根據(jù)本發(fā)明的方法，與磁頭不穩(wěn)定性有關(guān)的噪聲和其它固有噪聲能夠被分別測(cè)量和處理，從而精確地辨別磁頭的真正瑕疵。相應(yīng)地，本發(fā)明還揭露了測(cè)量磁頭噪聲的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G11B5/455GK102347031SQ20101024021
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者鄭子樂, 陳華俊, 陳勝?gòu)?qiáng) 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司