專利名稱：使用感應(yīng)磁頭和磁阻磁頭的磁數(shù)據(jù)讀出裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及讀出磁數(shù)據(jù)，更詳細(xì)地說，涉及使用電磁和磁阻磁頭的裝置和方法。
計(jì)算機(jī)一般包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備，如直接存取存儲(chǔ)設(shè)備或DASD，這些設(shè)備帶有在其上可以寫入數(shù)據(jù)且從其中可以讀出數(shù)據(jù)的媒體。廣泛使用的DASD是一種磁盤驅(qū)動(dòng)單元，該單元包括一些帶有磁記錄表面的剛性磁盤。磁盤以高速旋轉(zhuǎn)，并且傳感器磁頭組件相對(duì)于磁盤軸線而運(yùn)動(dòng)，以便把該磁頭與磁盤表面上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶對(duì)準(zhǔn)。該傳感器磁頭由一個(gè)空氣軸承磁頭滑動(dòng)器支撐，并在靠近磁盤表面處浮動(dòng)，以便在磁頭與磁盤表面沒有物理接觸的情況下寫入或讀出數(shù)據(jù)。用磁性方法存儲(chǔ)在磁盤表面上的信息一般既包括用戶數(shù)據(jù)又包括伺服位置信息。
在常見的執(zhí)行過程中，一些平行的、隔開的磁盤同時(shí)旋轉(zhuǎn)，并且一些聯(lián)動(dòng)的磁頭組件通過一個(gè)伺服電機(jī)橫過旋轉(zhuǎn)的磁盤表面而運(yùn)動(dòng)。為了把傳感器磁頭與磁盤上的可尋址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置對(duì)準(zhǔn)，就用該傳感器磁頭組件讀出伺服定位信息，以提供用來操作伺服電機(jī)的反饋信息。因此，該磁盤驅(qū)動(dòng)單元包括一些磁頭組件，該磁頭組件既讀出伺服位置信息又讀出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，而且還把數(shù)據(jù)寫入磁盤。
在過去，磁盤驅(qū)動(dòng)單元使用電磁傳感器組件來寫入和讀出數(shù)據(jù)。為了向磁盤表面寫入數(shù)據(jù)或從磁盤表面讀出數(shù)據(jù)，一個(gè)典型的電磁傳感器是一個(gè)感應(yīng)磁頭，該感應(yīng)磁頭帶有一個(gè)線圈和一些形成磁隙的隔開金屬磁極片。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和運(yùn)算速度的提高，電磁磁頭結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了改變。一個(gè)典型的現(xiàn)代電磁磁頭是一種小型薄膜結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)線圈、一些引線和一些相隔很近的磁極。
已經(jīng)有一種使用磁阻磁頭來讀出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)，因?yàn)榇抛璐蓬^具有公認(rèn)的適于讀出磁記錄數(shù)據(jù)的特征。一個(gè)磁阻磁頭包括一個(gè)小型傳感器，該傳感器限定了一個(gè)有效讀出區(qū)域或間隙，該間隙比薄膜感應(yīng)磁頭的磁極到磁極的間隔窄。在磁阻材料中由來自磁盤的磁通所引起的電阻變化，提供了一個(gè)相當(dāng)大的信號(hào)幅度，當(dāng)該磁頭在離開磁盤軸線不同的徑向距離處讀出數(shù)據(jù)時(shí)，該幅度是比較穩(wěn)定的。
已經(jīng)提出把一個(gè)薄膜感應(yīng)磁頭和一個(gè)磁阻磁頭組合成單個(gè)磁頭組件，其中感應(yīng)磁頭用來把數(shù)據(jù)寫入磁盤表面，而磁阻磁頭用來從磁盤讀出數(shù)據(jù)和伺服位置信息。美國專利4,504,880公開了一種集成磁頭組件，該組件包括一個(gè)感應(yīng)寫入子組件和一個(gè)磁阻讀出子組件。在這個(gè)專利的組件中，磁阻材料位于感應(yīng)磁頭的諸磁極片之間的間隙中。
在常規(guī)使用帶有磁阻讀出磁頭和感應(yīng)寫入磁頭的磁頭組件中，該磁頭組件對(duì)準(zhǔn)信息存儲(chǔ)磁道，這些磁道包括有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段和點(diǎn)綴有存儲(chǔ)伺服信息的伺服信息段。在數(shù)據(jù)讀出操作中，該磁阻磁頭交替地讀出伺服信息和數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)寫入操作中，該磁阻磁頭讀出伺服信息，而感應(yīng)磁頭寫入數(shù)據(jù)。一種控制，如機(jī)載的或遠(yuǎn)程的CPU，提供用來在數(shù)據(jù)功能和伺服信息功能之間切換該磁頭組件的同步信息。
雖然磁阻磁頭具有用來讀出數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，但是已知的集成磁頭組件系統(tǒng)具有一些缺點(diǎn)。由磁阻磁頭提供的信號(hào)在跨越磁盤半徑時(shí)，具有比較穩(wěn)定的或有些下降的幅度，并且實(shí)際上沒有充分利用外徑處的結(jié)合(banding)過程。窄的磁阻磁頭提供了一個(gè)在穿過磁道方向上不對(duì)稱的信號(hào)，因而降低了伺服線性。磁阻磁頭窄的讀出寬度使得它對(duì)小的介質(zhì)缺陷和對(duì)伺服不規(guī)則性(如擦除帶間隙)很敏感。
由磁阻頭提供的讀出信號(hào)一般由一個(gè)前置放大器來處理，以提供一個(gè)對(duì)計(jì)算機(jī)有用的輸出信號(hào)。在1994年2月2日的一個(gè)IDEMA磁頭/技術(shù)討論會(huì)期間，由Silicon System的T.Ward公開了一種前置放大器模塊(SSI 32R1540 MRPreamp)。這一模塊包括一個(gè)帶有電壓敏感放大器的前置放大器和一個(gè)在諸第一級(jí)發(fā)射極之間的耦合電容器，這些電壓敏感放大器用于放大具有對(duì)應(yīng)偏壓的磁阻磁頭信號(hào)。該電路還包括諸前置放大器，用于讀出來自感應(yīng)磁頭的信號(hào)，這些信號(hào)能用來代替來自磁阻磁頭前置放大器的信號(hào)以讀出伺服信息。
本發(fā)明的主要目的在于提供用來讀出磁記錄信息的先進(jìn)的裝置和方法，其中克服了常規(guī)磁頭組件的缺點(diǎn)。其他目的在于提供其中在磁盤的不同徑向位置處使性能最優(yōu)化的裝置和方法；提供其中在數(shù)據(jù)和伺服讀出功能方面都使性能最優(yōu)化的裝置和方法；提供其中磁頭組件對(duì)于表面缺陷的敏感性得以降低的裝置和方法；提供其中關(guān)于非對(duì)稱性和不穩(wěn)定性的困難得以減少的裝置和方法；提供其中在脫軌能力和伺服線性方面都可以讀出伺服信息的裝置和方法；提供其中在數(shù)據(jù)讀出操作期間的結(jié)合能力在靠近磁盤外徑處得以提高的裝置和方法；以及提供使過去使用的磁數(shù)據(jù)讀出裝置和方法的缺點(diǎn)得以克服的裝置和方法。
簡(jiǎn)單地說，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括一個(gè)殼體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。在該殼體中裝有包括信息存儲(chǔ)區(qū)的磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體。在該信息存儲(chǔ)區(qū)上有磁記錄的信息流。一個(gè)傳感器磁頭組件裝在所述殼體中。一個(gè)執(zhí)行器裝置連接到該傳感器磁頭組件上，以便相對(duì)于該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體移動(dòng)該傳感器磁頭組件。一個(gè)控制裝置連接到該執(zhí)行器上，用來把該傳感器磁頭組件定位到對(duì)準(zhǔn)該信息存儲(chǔ)區(qū)。該傳感器磁頭組件包括疊置的一個(gè)磁阻磁頭和一個(gè)電磁磁頭，用于同時(shí)對(duì)準(zhǔn)該信息流。一個(gè)前置放大器連接到該傳感器磁頭組件上，用來處理從該信息存儲(chǔ)區(qū)讀出的信號(hào)。該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的特征在于該前置放大器包括用來同時(shí)處理由該磁阻磁頭和該電磁磁頭讀出的信號(hào)的信號(hào)處理裝置。
簡(jiǎn)單地說，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用來從帶有存儲(chǔ)區(qū)的磁性媒體進(jìn)行讀出的方法，該存儲(chǔ)區(qū)包括記錄的信息流。該方法包括定位一個(gè)磁阻磁頭而對(duì)準(zhǔn)該存儲(chǔ)區(qū)并且把一個(gè)電磁磁頭與對(duì)準(zhǔn)該存儲(chǔ)區(qū)的該磁阻磁頭疊置。用該磁阻磁頭和該電磁磁頭同時(shí)讀出該信息流。通過把來自該磁阻磁頭和該電磁磁頭的信號(hào)組合起來而提供一個(gè)輸出信號(hào)。
從以下在附圖中表明的本發(fā)明最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述中，可以更好地理解本發(fā)明以及上述的和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中

圖1是一種實(shí)施本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤存儲(chǔ)器的部分示意和簡(jiǎn)化的剖視圖；圖2是圖1的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤存儲(chǔ)器的部分示意和簡(jiǎn)化的平面圖；圖3是圖1的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤存儲(chǔ)器的一個(gè)傳感器磁頭組件的放大的、局部后視圖；圖4是圖3的傳感器磁頭組件的部分的大比例放大的剖面圖5是圖1的磁盤存儲(chǔ)器的一個(gè)剛性磁盤表面一部分的平面圖；圖6是用于該傳感器磁頭組件的一個(gè)前置放大器電路的示意圖；圖7是一張曲線圖，表示在伺服位置信息讀出期間圖5的前置放大器電路的放大器級(jí)的相對(duì)增益的分配；以及圖8是一張曲線圖，表示在數(shù)據(jù)信息讀出期間圖6的前置放大器電路的放大器級(jí)的相對(duì)增益的分配。
現(xiàn)在參照諸圖，在圖1中，表明一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤存儲(chǔ)器，一般標(biāo)號(hào)為10，該存儲(chǔ)器包括一個(gè)剛性磁盤驅(qū)動(dòng)單元12和一個(gè)一般標(biāo)號(hào)為14的接口控制單元。單元12以簡(jiǎn)化的和示意的且足以理解本發(fā)明的形式表明。本發(fā)明的應(yīng)用不限于具體驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
磁盤驅(qū)動(dòng)單元12包括由諸磁盤18疊置而成的存儲(chǔ)器16，每個(gè)磁盤至少具有一個(gè)磁表面20。磁盤18相互平行地安裝在一個(gè)殼體22內(nèi)，以便在一個(gè)整體的主軸和電動(dòng)機(jī)組件26上并借助于該組件同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。在每個(gè)磁盤表面20上的信息由一個(gè)對(duì)應(yīng)的感應(yīng)磁頭組件28從磁盤表面20讀出或?qū)懭朐摯疟P表面20，該磁頭組件可在一個(gè)具有一個(gè)橫過旋轉(zhuǎn)磁盤表面20的徑向元件的軌道上運(yùn)動(dòng)。
每個(gè)傳感器磁頭組件28都安裝在一個(gè)由一個(gè)臂32攜帶的撓性彈簧上。諸臂32套在一起，以便繞一個(gè)支承主軸34同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)臂32包括一個(gè)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中由一個(gè)磁頭伺服電機(jī)38驅(qū)動(dòng)的延伸部分36，該電機(jī)38包括一個(gè)與一個(gè)內(nèi)部磁鐵和鐵芯組件共同工作的音頻線圈39。施加到音頻線圈39上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)使臂32一致地運(yùn)動(dòng)，以定位傳感器磁頭組件28而與寫入或讀出信息的磁盤表面20上的信息存儲(chǔ)磁道對(duì)準(zhǔn)。
磁盤驅(qū)動(dòng)單元12在操作中由控制單元14提供的信號(hào)控制，這些信號(hào)包括在線26A上的電機(jī)控制信號(hào)和在線38A上的磁頭位置控制信號(hào)。在一般的配置中，控制單元14給一個(gè)接口提供一個(gè)提供數(shù)據(jù)讀出和寫入命令的計(jì)算機(jī)，并且把數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過諸對(duì)應(yīng)線28A從傳感器磁頭組件或向該組件傳輸，諸線之一見圖1。伺服位置信息記錄在磁盤表面20上，并且傳感器頭組件28讀出這一伺服信息，以把一個(gè)伺服位置信號(hào)提供給控制單元14。這一信息被控制單元14用來在線38A上提供位置控制信號(hào)。這一位置反饋系統(tǒng)的目的是保證傳感器磁頭組件28的準(zhǔn)確的連續(xù)定位，從而把數(shù)據(jù)寫入磁盤表面20上的精確位置和從該位置讀出數(shù)據(jù)。
在圖5中，看到的是一個(gè)磁盤表面20的一部分。示意地但不是按比例地表明多個(gè)信息存儲(chǔ)磁道24中的單個(gè)磁道的一部分。磁道24包括由伺服段24B分開和隔開的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)段24A。每個(gè)磁盤表面20都包括大量的磁道24，每個(gè)磁道都包括可以寫入和讀出一些通過控制單元14引導(dǎo)的用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)段24A。諸段24A由預(yù)先記錄伺服信息脈沖串的伺服段24B隔開。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3和4，在這里以簡(jiǎn)化的形式且不按比例地表示諸傳感器磁頭組件28中的一個(gè)的諸部分。組件28是一個(gè)集成的磁阻磁頭和感應(yīng)磁頭的組合件，最好象在美國專利4,504,880中公開的那樣，該專利在這里作為參考。對(duì)于傳感器磁頭組件28的更詳細(xì)描述，還可以查閱這一專利，這有助于理解本發(fā)明。
組件28包括一個(gè)浮在對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁盤表面20上方的空氣軸承磁頭滑動(dòng)器42?；瑒?dòng)器42支撐著一個(gè)感應(yīng)磁頭組件44和一個(gè)磁阻磁頭組件46。感應(yīng)磁頭組件44用薄膜工藝制造，并且包括一個(gè)一般為平面的線圈48，該線圈的外形見圖3。線圈48包括一些由絕緣材料層52包圍的多匝50，其一部分見圖4。線圈48通過一對(duì)磁極片54和56以及一個(gè)基底間隙隔板(back gap closure)58形成環(huán)路。一對(duì)附加的絕緣層60和62覆蓋著線圈48。
磁極片54和56由一個(gè)感應(yīng)傳感間隙64分開。間隙64包含一對(duì)絕緣間隙層66和68。在層66和68之間布置有包括諸導(dǎo)體72和一個(gè)磁阻傳感器條74的磁阻磁頭組件46的諸元件。磁極片54和56用作磁阻傳感器74的護(hù)罩。因?yàn)榇抛鑲鞲衅?4一般位于感應(yīng)間隙64的中心，所以感應(yīng)磁頭組件44和磁阻磁頭組件46是層疊的，并且同時(shí)探測(cè)沿磁盤表面20的磁道24用磁性方法存儲(chǔ)的信息。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)磁頭組件28的感應(yīng)磁頭組件44的磁阻磁頭組件46一齊用來從磁盤表面20讀出數(shù)據(jù)和伺服信息。圖6是一個(gè)電路80的示意圖，該電路包括一個(gè)用來處理來自磁頭組件28之一的兩個(gè)磁頭組件44和46的讀出信號(hào)的前置放大器82，以便在磁盤18上所有的徑向位置處實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的信息存儲(chǔ)磁道24的伺服和讀出數(shù)據(jù)的操作。
前置放大器82包括一個(gè)用于磁阻磁頭傳感器74的第一前置放大器級(jí)84。用于磁阻磁頭傳感器74的偏流由一個(gè)與傳感器74串聯(lián)連接在正電源電壓端88與地電位點(diǎn)之間的電流源86提供。傳感器74兩端之間的電壓由一對(duì)其發(fā)射極AC由一個(gè)電容94耦合的差動(dòng)晶體管90和92讀出，以保證磁阻傳感器74兩端之間的電壓的直流補(bǔ)償。這個(gè)第一前置放大器級(jí)84的增益由一對(duì)公共控制的偏流源96和98設(shè)定。電流源96和98分別連接在晶體管90和92的發(fā)射極與一個(gè)負(fù)電源端100之間。兩個(gè)分立的電流源96和98用來使耦合電容兩端之間的DC電壓能存在。
一個(gè)用于感應(yīng)磁頭44的第二前置放大器級(jí)102包括一對(duì)具有其基極連接到薄膜感應(yīng)線圈48的晶體管104的106，以放大來自感應(yīng)磁頭44的輸出信號(hào)。一對(duì)連接在地與晶體管104和106的基極之間的電阻108和110為這兩個(gè)晶體管提供基極電流，并保持線圈48的直流電平接近地電位。這個(gè)第二前置放大器級(jí)的增益由一個(gè)連接在負(fù)電壓端100與晶體管104和106的發(fā)射極之間的偏流源112設(shè)定。
把來自第一和第二放大器級(jí)84級(jí)102的信號(hào)組合起來，并供給一個(gè)包括晶體管116和118的一個(gè)CASCODE連接對(duì)的公共第三放大器級(jí)114，晶體管116和118具有連接到基準(zhǔn)電壓端120的基極。來自晶體管90和104的電流通過晶體管116，并通過一個(gè)負(fù)載電阻122。來自晶體管92和106的電流通過晶體管118，并通過一個(gè)負(fù)載電阻124。因而，第一和第二級(jí)84和102是相互并聯(lián)的，并且兩者都與第三級(jí)114串聯(lián)。在CASCODE晶體管116和118的集電極處的正的和負(fù)的前置放大器輸出信號(hào)連接到一個(gè)或多個(gè)另外的放大級(jí)126上。一個(gè)電路輸出端128提供一個(gè)輸出信號(hào)，該信號(hào)包括磁阻傳感器74產(chǎn)生的分量和感應(yīng)磁頭組件44產(chǎn)生的分量。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一個(gè)增益控制130，它通過控制偏流源96、98和112的工作電平來調(diào)節(jié)放大器級(jí)84和102的增益。增益控制130包括一個(gè)反饋控制132，用來調(diào)節(jié)前置放大器82的總增益；一個(gè)模式控制134，用來操作用于伺服或數(shù)據(jù)操作的前置放大器82；以及一個(gè)磁頭移動(dòng)控制136，用來在一個(gè)包括磁頭移動(dòng)操作的數(shù)據(jù)恢復(fù)過程的情況下取代正常的操作。
反饋控制132調(diào)節(jié)偏流源96、98和112，以保持一個(gè)恒定的、或至少為最大的直流電流流過負(fù)載電阻122和124。前置放大器輸出端的直流輸出電平在放大器126的輸入端檢測(cè)，并由一線路138送回到增益控制130。如熱電阻變化之類的變量被補(bǔ)償，并且級(jí)84、102和114的總增益被保持在要求的恒定值。
模式控制134根據(jù)磁頭組件28的徑向位置以及根據(jù)該磁頭組件是對(duì)準(zhǔn)存儲(chǔ)磁道24的數(shù)據(jù)扇區(qū)24A還是伺服扇區(qū)24B，來優(yōu)化前置放大器的操作。增益控制130由一根數(shù)據(jù)總線140連接到一個(gè)中央處理單元(CPU)142，并供給定時(shí)信息，使放大器操作與數(shù)據(jù)和伺服帶段同步，還與徑向磁頭位置信息同步。例如CPU142可以載在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤存儲(chǔ)器10上，且可以并入控制單元14或可以遠(yuǎn)離存儲(chǔ)器10。
為了讀出伺服信息，第一和第二放大級(jí)84和102的總增益要按比例分配，該比例隨磁頭組件28在磁盤表面20上的徑向位置而變。分配方法見圖7，其中，來自磁阻磁頭46的信號(hào)成分用實(shí)線表示，而來自感應(yīng)磁頭44的信號(hào)成分用虛線表示?？偭炕虬俜种偈窃谌我粡较蛭恢锰庍@兩個(gè)成分之和。豎軸表示信號(hào)成分的百分比，而橫軸表示磁頭組件28在磁盤表面20上的徑向位置。
在磁盤表面的內(nèi)徑(ID)處，放大器級(jí)84的增益稍大于第一和第二級(jí)84和102的總增益的一半。相反，放大級(jí)102的增益稍小于一半。在離開該內(nèi)徑約五分之一路徑的位置處，各成分相等。在表面20的外徑(OD)處，放大器級(jí)102的增益幾乎構(gòu)成所有的總增益，而級(jí)84的成分相當(dāng)小。這些相對(duì)的成分是由增益控制130通過調(diào)節(jié)電流源96、98和112而設(shè)定的偏流電平所產(chǎn)生的。
在讀出伺服扇區(qū)24B時(shí)，感應(yīng)和磁阻信號(hào)的成分提供一個(gè)跨道分布圖(cross track profile)，該分布圖由于磁阻傳感器74而具有一個(gè)一致的高中心幅度。通過附加來自感應(yīng)磁頭的信號(hào)提供超出磁阻間隙寬度以外的低幅處的靈敏度。生成中心加載的、相當(dāng)寬的靈敏度分布圖對(duì)于可靠地和線性地讀出伺服數(shù)據(jù)是有利的。例如，組合的信號(hào)正好適合于在記錄時(shí)對(duì)擦除帶間隙求平均值。
對(duì)于從數(shù)據(jù)段24A上讀出數(shù)據(jù)信息，第一和第二放大器級(jí)84和102的總增益也隨磁頭組件28在磁盤表面20上的徑向位置而變。分配方法見圖8。比較圖7和8，可以明白把不同的增益控制方法用于數(shù)據(jù)和伺服讀出。前置放大器根據(jù)由CPU142提供的信號(hào)與徑向磁道位置同步。
對(duì)于從磁盤表面內(nèi)徑延伸至磁盤外徑的遠(yuǎn)大于一半路徑的徑向位置，只使用第一放大器級(jí)84，而放大器級(jí)102的增益設(shè)定為零。隨著磁頭組件28接近表面20的外徑，放大器級(jí)102的增益增大。在外徑處，放大器級(jí)1O2的成分稍大于一半。
磁阻磁頭46在不靠近磁盤表面20的外徑時(shí)在讀出數(shù)據(jù)方面是有效的。然而，磁阻磁頭46提供一個(gè)取決于磁通量但不取決于速度的信號(hào)，而感應(yīng)磁頭組件44提供一個(gè)其輻度隨磁頭在磁盤表面上的行進(jìn)速度增大而增大的信號(hào)?？拷疟P表面外徑時(shí)，磁道24和數(shù)據(jù)段24A越來越長，并且相對(duì)磁頭速度增大。除磁阻信號(hào)外還在這些區(qū)域使用感應(yīng)信號(hào)，能有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)合，即增大了沿磁道段24A的數(shù)據(jù)頻率，以便在較大半徑處增大磁盤速度時(shí)保持恒定的線性密度。
雖然在圖7中的曲線一般表示為線性的，但也可以使用其他的增益分配方法。類似地，在圖8所見的部分非線性曲線，如果需要也可以是線性的或部分線性的。此外，盡管在圖7和8中的曲線是連續(xù)的，但也可以使用階躍函數(shù)方法來代替。例如，在對(duì)應(yīng)于和存儲(chǔ)器一起使用的數(shù)據(jù)結(jié)合圖的徑向距離處，可以分步調(diào)節(jié)各增益。
其他的優(yōu)點(diǎn)來自把磁阻和感應(yīng)磁頭46和44的信號(hào)組合起來。磁阻磁頭46的窄的靈敏度磁道使它變得對(duì)相當(dāng)小的媒體缺陷敏感。用感應(yīng)信號(hào)補(bǔ)充磁阻信號(hào)提高了磁頭組件耐受媒體缺陷的能力，因?yàn)楦袘?yīng)磁頭44具有較寬的靈敏度區(qū)域。此外，通過添加對(duì)稱的感應(yīng)信號(hào)改善了不對(duì)稱的磁阻輸出信號(hào)。
存在這樣的情況，磁阻磁頭46的脫軌檢測(cè)能力是最重要的。在數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中，當(dāng)打算從數(shù)據(jù)讀出失敗恢復(fù)時(shí)，該過程中的一個(gè)步驟可以包括把磁頭組件28在徑向方向移動(dòng)一個(gè)磁道寬度的幾分之一。在這一過程中，感應(yīng)磁頭寬的讀出間隙由于側(cè)干擾而會(huì)產(chǎn)生問題。因此，增益控制130包括一個(gè)磁頭移動(dòng)控制136，磁頭移動(dòng)控制136響應(yīng)從CPU142和總線140接收的數(shù)據(jù)恢復(fù)指令而工作，以把感應(yīng)信號(hào)的增益減小到零并且控制磁阻放大器級(jí)84的增益而提供增益的全部。
盡管已經(jīng)參照附圖中所示的本發(fā)明實(shí)施例的細(xì)節(jié)，描述了本發(fā)明，但是這些細(xì)節(jié)并不用來限制在所附的權(quán)利要求書中所要求的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置以組合方式包括殼體裝置；一個(gè)磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體，包括裝在所述殼體裝置中的一個(gè)信息存儲(chǔ)區(qū)；一個(gè)在所述信息存儲(chǔ)區(qū)上的磁記錄的信息流；一個(gè)傳感器磁頭組件，裝在所述殼體裝置中；連接到所述傳感器磁頭組件上的致動(dòng)器裝置，用來相對(duì)于所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體移動(dòng)所述傳感器磁頭組件；連接到所述致動(dòng)器裝置上的控制裝置，用來把所述傳感器磁頭組件定位，以對(duì)準(zhǔn)所述信息存儲(chǔ)區(qū)；所述傳感器磁頭組件包括一個(gè)磁阻磁頭和一個(gè)電磁磁頭；所述磁阻磁頭和所述電磁磁頭是疊置的，以便同時(shí)對(duì)準(zhǔn)所述信息流；以及一個(gè)連接到所述傳感器磁頭組件上的前置放大器，用來處理從所述信息存儲(chǔ)區(qū)讀出的信號(hào)；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的特征在于所述前置放大器包括用來同時(shí)處理由所述磁阻磁頭和所述電磁磁頭讀出的信號(hào)的信號(hào)處理裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述電磁磁頭包括一個(gè)帶有一個(gè)線圈和一個(gè)間隙的感應(yīng)磁頭，而所述磁阻磁頭帶有一個(gè)位于所述間隙中的磁阻傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述磁阻傳感器位于所述間隙的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述間隙由一對(duì)磁極片限定，所述磁極片進(jìn)一步包括一些用于所述磁阻傳感器的護(hù)罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述信號(hào)處理裝置包括一個(gè)連接到所述磁阻磁頭上的第一放大器裝置和一個(gè)連接到所述電磁磁頭上的第二放大器裝置、以及用來設(shè)定所述第一和第二放大器裝置的增益的增益控制裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述磁媒體包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁盤，所述信息存儲(chǔ)區(qū)包括一個(gè)所述磁盤的表面，并且所述傳感器磁頭組件包括一個(gè)空氣軸承磁頭滑動(dòng)器，該滑動(dòng)器把所述磁阻磁頭和所述電磁磁頭支撐在所述磁盤表面上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括對(duì)所述傳感器磁頭組件在所述磁盤表面上的徑向位置敏感的裝置，用來改變所述第一和第二放大器裝置中的至少一個(gè)的增益。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括對(duì)所述傳感器磁頭組件在所述磁盤表面上的徑向位置敏感的裝置，用來分配所述第一和第二放大器裝置的相對(duì)增益。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括在磁頭移動(dòng)恢復(fù)過程期間使所述第二放大器裝置無效的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括連接到所述第一和第二放大器裝置上的第三放大器裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)連接在所述第三放大器裝置與所述增益控制裝置之間的反饋通路，并且所述增益控制裝置包括用來調(diào)節(jié)所述第一、第二和第三放大器裝置的總增益的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于所述信息流包括數(shù)據(jù)段和交替的伺服段，并且所述增益控制裝置包括用來根據(jù)所述磁頭組件與所述數(shù)據(jù)和伺服段的對(duì)準(zhǔn)而分別為第一和第二操作模式設(shè)定所述增益的裝置。
13.用來從旋轉(zhuǎn)磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)磁盤的磁表面的磁道讀出數(shù)據(jù)信息和伺服信息的裝置，所述裝置包括一個(gè)集成的磁頭組件，包括一個(gè)磁阻磁頭和一個(gè)疊置的電磁磁頭；及放大器裝置，用來同時(shí)處理來自所述磁阻磁頭和電磁磁頭的信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述放大器裝置包括一個(gè)第一級(jí)，該級(jí)帶有一個(gè)連接到所述磁阻磁頭的輸入端并帶有一個(gè)輸出端；一個(gè)第二級(jí)，該級(jí)與帶有一個(gè)連接到所述電磁磁頭的輸入端并帶有一個(gè)輸出端的所述第一級(jí)并聯(lián)；以及第三級(jí)，該級(jí)帶有一個(gè)連接到第一和第二級(jí)的所述輸出端的輸入端。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括增益控制裝置，用來彼此獨(dú)立地調(diào)節(jié)所述第一和第二級(jí)的增益。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述增益控制裝置包括，用來根據(jù)所述磁頭組件相對(duì)于磁盤表面的徑向位置，在所述第一和第二級(jí)之間分配所述第一和第二級(jí)的總增益的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述分配裝置隨著所述磁頭組件相對(duì)于磁盤表面的徑向位置的加大，而增加所述第二級(jí)的相對(duì)增益。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述分配裝置包括用來分別對(duì)伺服信和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行不同分配的模式控制裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述增益控制裝置包括用來根據(jù)磁頭移動(dòng)數(shù)據(jù)恢復(fù)過程，停止所述第二級(jí)的增益的磁頭移動(dòng)控制裝置。
20.一種用來從一個(gè)帶有存儲(chǔ)區(qū)的磁媒體進(jìn)行讀出的方法，該存儲(chǔ)區(qū)包括記錄的信息流，所述方法包括定位一個(gè)磁阻磁頭以對(duì)準(zhǔn)存儲(chǔ)區(qū)；把一個(gè)電磁磁頭與對(duì)準(zhǔn)存儲(chǔ)區(qū)的磁阻磁頭疊置；用磁阻磁頭和電磁磁頭同時(shí)讀出信息流；及通過把來自磁阻磁頭和電磁磁頭的信號(hào)組合起來而提供一個(gè)輸出信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所述的組合步驟之前預(yù)放大來自磁阻磁頭和電磁磁頭的信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述預(yù)放大步驟包括依據(jù)傳感器磁頭組件在磁盤上的徑向位置來調(diào)節(jié)來自磁阻磁頭和電磁磁頭的所述信號(hào)的相對(duì)成分。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述預(yù)放大步驟包括在所述預(yù)放大步驟期間調(diào)節(jié)放大增益，以調(diào)節(jié)組合的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)的DC電平。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述預(yù)放大步驟包括在一個(gè)磁頭移動(dòng)數(shù)據(jù)恢復(fù)過程期間使來自電磁磁頭的信號(hào)無效。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述預(yù)放大步驟包括檢測(cè)讀出的信息流是數(shù)據(jù)還是伺服，并且依據(jù)讀出的信息流是數(shù)據(jù)還是伺服，調(diào)節(jié)來自磁阻磁頭和電磁磁頭的所述信號(hào)的相對(duì)成分。
全文摘要
一種剛性磁盤驅(qū)動(dòng)單元，包括既帶有感應(yīng)磁頭又帶有磁阻磁頭的磁頭組件。當(dāng)從磁盤表面上讀出信息時(shí)，把來自感應(yīng)磁頭信號(hào)和磁阻磁頭的信號(hào)結(jié)合起來以提供一個(gè)輸出信號(hào)，借此克服單獨(dú)使用兩者之中的任何一個(gè)信號(hào)的缺點(diǎn)。依據(jù)磁頭組件在磁盤上的徑向位置和依據(jù)讀出的信息是數(shù)據(jù)還是伺服位置信息，改變磁阻信號(hào)和感應(yīng)信號(hào)的相對(duì)成分以優(yōu)化性能。在數(shù)據(jù)恢復(fù)過程磁頭移動(dòng)操作期間，忽略不計(jì)感應(yīng)信號(hào)。
文檔編號(hào)G11B19/04GK1164103SQ9710454
公開日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1997年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月1日
發(fā)明者厄爾·阿爾伯特·庫寧哈姆, 喬蒂·安·克里斯那 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司