專利名稱：具有雙讀寫頭取樣的盤驅(qū)動伺服系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到盤驅(qū)動器。本發(fā)明尤其涉及一種盤驅(qū)動器中的伺服定位系統(tǒng)。
背景技術：
一般的盤驅(qū)動器包括一片或多片磁盤，安裝成繞盤心或軸旋轉(zhuǎn)。一般的盤驅(qū)動器也包括由水壓空氣軸承支撐的在磁盤上飛轉(zhuǎn)的傳感器。傳感器和水壓空氣軸承總稱為數(shù)據(jù)讀寫頭。驅(qū)動控制器通常用于根據(jù)從主機系統(tǒng)接收到的命令控制盤驅(qū)動器。驅(qū)動控制器控制盤驅(qū)動器，從磁盤上檢索信息和把信息存儲到磁盤上。
電機激勵器在負反饋閉環(huán)伺服系統(tǒng)內(nèi)工作。激勵器在盤的表面上徑向移動數(shù)據(jù)讀寫頭，進行磁道搜索操作，并把傳感器直接保持在盤表面上的磁道上，進行磁道跟蹤操作。
一般向數(shù)據(jù)讀寫頭提供寫信息，對磁盤表面上的磁通反轉(zhuǎn)進行編碼，表示要存儲的數(shù)據(jù)，從而把信息存儲在磁盤表面的同心磁道上。在從盤上檢索數(shù)據(jù)時，驅(qū)動控制器控制電機激勵器，使數(shù)據(jù)讀寫頭在磁盤上飛轉(zhuǎn)，檢測磁盤上的磁通反轉(zhuǎn)，根據(jù)那些磁通量反轉(zhuǎn)產(chǎn)生讀信號。讀信號一般由驅(qū)動控制器進行控制，并進行解碼，恢復出由存儲在磁盤上的磁通量反轉(zhuǎn)表示的、從而由數(shù)據(jù)讀寫頭提供的讀信號表示的數(shù)據(jù)。
在嵌入式伺服型系統(tǒng)中，伺服信息記錄在也包含存儲在盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)的磁道上。伺服數(shù)據(jù)(或伺服脈沖串)寫到數(shù)據(jù)磁道上，并且一般環(huán)繞每個圓周磁道時間上均等被間隔。要存儲在盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)寫在伺服脈沖串之間。
當傳感器讀取伺服信息時，傳感器向伺服控制處理器提供由位置解調(diào)器解碼的以數(shù)字形式出現(xiàn)的位置信號。伺服控制處理器主要把傳感器在盤(如嵌入的伺服脈沖串所指示的)上的實際徑向位置與所希望的位置比較，并指令激勵器移動以使位置誤差最小。
過去，使用專用的伺服型系統(tǒng)。在專用伺服系統(tǒng)中，盤驅(qū)動器內(nèi)的整個盤表面專用于伺服信息。因此，可以保持對伺服信息的高取樣速率。然而，為了增加盤的存儲容量，使用上述嵌入(或扇形)伺服系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)的一個缺點是由于數(shù)據(jù)也存儲在包含伺服信息的磁道上，因此，伺服信息可獲得的取樣率低于專用伺服系統(tǒng)。由于伺服位置信息的取樣率降低，所以增加對一些性能的限制。

發(fā)明內(nèi)容
伺服系統(tǒng)在盤驅(qū)動系統(tǒng)的盤表面上對傳感器進行定位。驅(qū)動器中的每個盤表面具有多個間隔的伺服樣本記錄在其上。盤表面中至少兩個表面上的伺服樣本以相互偏移的關系記錄。設置有多個傳感器，其中一個傳感器與多個盤表面的每個表面關聯(lián)。激勵器臂組件耦接到傳感器上，以使傳感器相對于盤表面移動。伺服控制系統(tǒng)耦接到激勵臂組件上，以控制激勵臂組件的位置。伺服控制系統(tǒng)包括讀取器，構(gòu)筑成從至少兩個盤表面上讀取伺服樣本，以在一個伺服時間周期內(nèi)讀取至少兩個伺服樣本。
附圖概述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的盤驅(qū)動器部分的框2A和2B是本發(fā)明操作的時序圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的盤驅(qū)動器部分的另一個實施例的框圖。
本發(fā)明的實施方式圖1是根據(jù)本發(fā)明的盤驅(qū)動器的定位系統(tǒng)10部分的框圖。定位系統(tǒng)10包括盤疊層22、電機激勵器18、預放大器22、讀/寫通道24、伺服解調(diào)器26、伺服處理器28和功率放大器30。
可磁編碼盤14的疊層安裝成繞軸16旋轉(zhuǎn)。電機激勵器18用于對多個數(shù)據(jù)傳感器20相對于盤14進行定位。較佳地，一個傳感器20與每片盤14的每個表面相關聯(lián)。傳感器20從與它們相關的磁盤14的表面上讀取數(shù)據(jù)，包括伺服脈沖串。傳感器20通過提供表示已在磁盤14的相關表面上編碼的磁通量反轉(zhuǎn)的讀信號讀取數(shù)據(jù)。
當要從一個傳感器20讀取時，利用適當?shù)亩嗦窂陀秒娐?未圖示)來選擇特定傳感器20，并把其讀取的信號提供給預放大器22。預放大器22放大所選傳感器20的讀取信號，并把放大的信號提供給讀/寫通道24。讀/寫通道24根據(jù)預放大器22提供的讀信號恢復信息。讀/寫通道24恢復的信息包括存儲在盤疊層12上的數(shù)據(jù)以及寫到盤疊層12的盤表面上的伺服信息。把數(shù)據(jù)提供給盤驅(qū)動控制器或主機系統(tǒng)(未圖示)。
把讀/寫通道24恢復的伺服信息提供給伺服解調(diào)器26。伺服解調(diào)器26對伺服脈沖串進行解碼，取出位置信息，并把該信息以數(shù)字形式提供給伺服控制處理器28。立置信息表示所選傳感器20在其相關盤表面上的實際位置。伺服控制處理器28把從伺服位置解調(diào)器26接收到的解碼位置信號與所希望的位置信號進行比較，確定傳感器位置誤差。傳感器位置誤差表示解碼位置信號指示的所選的傳感器20的實際位置與所希望位置信號指示的所希望位置之間的差值。
然后伺服控制處理器28產(chǎn)生位置校正信號，數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器(未圖示)把位置校正信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，并通過功率放大器30加到激勵器18上。位置校正信號使激勵器18相對于盤14的表面徑向移動傳感器20，以使傳感器位置誤差最小。
圖2A是盤14表面上伺服脈沖串較佳編碼的時序圖。在對圖2A的描述中，假設盤14具有兩個相對的記錄了數(shù)據(jù)的表面。那些表面稱為表面0和表面1。在較佳實施例中，表面0上的伺服脈沖串以與表面1上的伺服脈沖串相偏移的形式記錄。
例如，圖2A示出了每個伺服時間周期t1在盤表面0上記錄伺服脈沖串32。在記錄在表面0上的數(shù)據(jù)寫在伺服脈沖串32之間，此外，在較佳實施例中，每個伺服時間周期t3記錄存儲在表面1(與同一個盤14上的表面0相對的表面)上的伺服信息，其中t1等于t3。然而存儲在表面1上的伺服脈沖串34在時間上與表面0上的伺服脈沖器32相偏移，以使伺服脈沖器34在伺服脈沖器32之后的時間t2上產(chǎn)生。在較佳實施例中，時間t2等于時間周期t1與t3的一半，所以伺服脈沖串34產(chǎn)生在伺服脈沖串32之間的一半上。
在磁道搜索操作期間(再參照圖1)，由主機或其它控制器向伺服控制處理器28提供目標磁道信號。目標磁道信號表示伺服處理器28要對希望的傳感器定位的磁道。然后伺服處理器28通過功率放大器30向激勵器18提供位置信號。接著激勵器18搜索所希望的磁道(即，相對于盤14的相關表面徑向移動傳感器20，以使傳感器20定位在所希望的磁道上)。
在這種磁道搜索操作期間，盤驅(qū)動器不從盤疊層12中讀回數(shù)據(jù)，僅讀取位置信息，以使伺服控制處理器28可以確定激勵器18已使傳感器20移到正確的磁道上的時間。在已有的系統(tǒng)中，伺服處理器28簡單地選擇所希望的傳感器20，并在每次伺服時間周期t1時讀取伺服脈沖串(例如從表面0讀取伺服脈沖串32)。
然而，在本發(fā)明的一個較佳實施例中，伺服控制處理器28在磁道搜索操作期間交替地從表面0和1上讀取伺服脈沖串32和34。換句話說，伺服控制處理器28首先選擇對應于表面0的傳感器20，讀取第一伺服脈沖串32。然后，在讀取了第一伺服脈沖串32之后，伺服控制處理器28選擇對應于表面1的第二傳感器20，并從表面1讀取伺服脈沖串34。伺服控制處理器28連續(xù)交替地從表面0和1讀取伺服脈沖串，直到完成磁道搜索操作。這可以使伺服控制處理器28每個時間周期t2從所選盤14接收到伺服脈沖串，時間周期t2接近正常伺服時間周期t1的一半。這有效地加倍了伺服系統(tǒng)10的取樣率，從而顯著地增加了驅(qū)動性能，而不增加盤驅(qū)動器的任何硬件。而且，由于在磁道搜索期間不讀取數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明可以在數(shù)據(jù)訪問次數(shù)或整個期間沒有任何劣化地完成。
圖2B是本發(fā)明另一實施例的時序圖。在圖2B中，伺服脈沖串記錄在盤疊層12的三個表面上(表面0、表面1和表面2)。在該實施例中，伺服脈沖串32和34相互(分別在表面0和1上)不偏移伺服時間周期t1的一半。而是，伺服脈沖串32和34相互偏移時間周期t3，時間周期t3接近伺服時間周期t1的三分之一。此外，伺服脈沖串36記錄在盤疊層12的表面2上，它與伺服脈沖串34分離另一個為伺服時間周期t1的三分之一的時間周期t3。因此，從第一伺服脈沖串32開始，伺服脈沖串34偏移伺服時間周期t1的三分之一的時間周期t3，伺服脈沖串36偏移伺服時間周期t1的三分之二的時間周期t2。
對于這種記錄方案，在磁道搜索操作期間，反饋系統(tǒng)10在與表面0、1和2相關的三個傳感器20之間進行轉(zhuǎn)換。這可以使伺服控制處理器28在單個伺服時間周期t1期間獲得三個伺服脈沖，而不是在已有驅(qū)動器中僅獲得的一個伺服脈沖串。這有效地使伺服控制處理器28的取樣率增加到三倍，而不增加反饋系統(tǒng)10的硬件。
當然，以多個表面偏移伺服脈沖串的技術可以對任何適當數(shù)量的表面都可以進行。然而，在較佳實施例中，伺服樣本應當在所用的幾個盤表面之間彼此等間隔。而且，已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的較佳實施例要用于單盤14的相對表面。已發(fā)現(xiàn)盤14具有某些偏心度。然而，那些偏心度一般相等地影響盤14的上下表面。因此，這些偏心度對精度的影響較小。然而，對多個盤14的工作使盤疊層12的表面之間的伺服樣本相關性帶來一點麻煩，可能降低精度。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，其中即使在磁道跟蹤操作期間也增加伺服脈沖串的取樣率。在磁道跟蹤操作期間，激勵器18把所選的傳感器20保持在在所希望的磁道上的單個徑向位置上從而能從該磁道恢復數(shù)據(jù)。圖3所示的實施例在驅(qū)動器上增加了少量的附加硬件，即使在磁道跟蹤操作期間也可以讀取多個伺服脈沖串。
圖3所示的定位電路38與圖1所示的定位電路10相似，并且相似的項進行相似的編號。然而，定位系統(tǒng)38與定位系統(tǒng)10的不同之處是在電路中設置了多個預放大器22o至22n，以及附加的濾波電路40和多路復用器42。此外，讀/寫通道24的輸出不再提供給伺服位置解調(diào)器26，而是簡單地送到數(shù)據(jù)輸出。
對于反饋系統(tǒng)38，在磁道跟蹤操作期間，所選的傳感器20向預放大器22o提供其讀取的信號，接著，后者向讀/寫通道24提供放大的信號。與圖1所示的系統(tǒng)一樣，讀/寫通道24從放大的讀取信號中恢復出數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)提供給主機或其它類似的控制器。
然而，預放大器22o的輸出也提供給濾波電路40。此外，適當數(shù)據(jù)的其它傳感器20也向余下的預放大器22提供讀取的信號。那些預放大器的輸出把放大后的讀取信號提供給濾波電路40，接著，后者把經(jīng)濾波的輸出信號提供給多路復用器42。
伺服控制處理器29向多路復用器42提供選擇信號，選擇要讀取伺服脈沖串的一個傳感器20。把多路復用器42的伺服脈沖串提供給伺服解調(diào)器26，后者解調(diào)伺服位置信息，并以數(shù)字形式向伺服控制處理器28提供。伺服控制處理器28控制多路復用器42轉(zhuǎn)換通過各傳感器20，以在每個伺服時間周期t1期間讀取多個伺服脈沖串。
當然，伺服控制處理器28可以控制多路復用器42在磁道跟蹤操作期間從適當數(shù)量的傳感器20讀取，以把伺服取樣率提高到所希望的程度。還應注意，與參照圖1所作的描述一樣，圖3所示的反饋系統(tǒng)適于在磁道搜索操作期間增加取樣率。然而，簡單地增加了少量的預放大電路22o至22n以及濾波電路40和多路復用電路42，使反饋系統(tǒng)38提供了增加伺服取樣率的能力，即使在磁道跟蹤操作期間正在讀取數(shù)據(jù)。
因此，可以看出，本發(fā)明通過在盤的相對側(cè)面上的兩個傳感器之間交替轉(zhuǎn)換，加倍取樣率，從而提加伺服取樣率。本發(fā)明還可以選擇性地在三個或更多個傳感器20之間進行轉(zhuǎn)換，從多個盤的表面上讀取，有力地提高伺服取樣率。
還應注意，雖然本發(fā)明討論了從單傳感器讀取伺服脈沖串，然后在多個傳感器之中進行轉(zhuǎn)換，但是傳感器也可以通過在定位系統(tǒng)中復制附加電路(例如伺服解調(diào)電路26)并行讀取。
再應注意，雖然本發(fā)明討論了嵌入伺服類系統(tǒng)，但也可以應用于混合伺服系統(tǒng)。混合系統(tǒng)一般既包括嵌入伺服信息，也包括專用伺服表面。本發(fā)明用于從驅(qū)動器的嵌入伺服部分讀取信息。
雖然已參照較佳實施例描述了本發(fā)明，但本技術領域的熟練人員可以認識到可以對形式和細節(jié)作改變，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種在盤驅(qū)動器的控制激勵器臂的位置的方法，其特征在于，包含提供多個盤表面，每個盤表面上記錄有伺服樣本，記錄在多個盤表面的不同表面上的伺服樣本彼此呈偏移關系，每個盤表面上的伺服樣本隔開一個伺服間隔；相對于多個傳感器移動盤表面，多個傳感器中的每個傳感器相對于多個盤表面之一定位，從其讀取信息，每個伺服時間周期，每個盤表面上的伺服樣本以一個伺服樣本速率移過相應的傳感器；從多個盤表面上讀取伺服樣本，以在一個伺服時間周期內(nèi)讀取一個以上的伺服樣本；以及根據(jù)讀取的伺服樣本，控制激勵器臂的位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，讀取伺服樣本包含從多個盤表面的第一盤表面上讀取伺服樣本；以及在從第一盤表面讀取伺服樣本之間，至少從多個盤表面的第二盤表上讀取伺服樣本。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，從第一盤表面讀取伺服樣本包含從第一盤表面讀取連續(xù)的伺服樣本，每個伺服時間周期讀取一個伺服樣本。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，至少從第二盤表面讀取伺服樣本包含從第二盤表面讀取連續(xù)的伺服樣本，每個伺服時間周期讀取一個伺服樣本。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，從第一和第二盤表面讀取連續(xù)的伺服樣本包括交替利用與第一盤表面關聯(lián)的第一傳感器和與第二盤表面關聯(lián)的第二傳感器從第一和第二盤表面讀取伺服樣本，以在每個伺服時間周期讀取至少兩個伺服樣本。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，從第一和第二盤表面讀取連續(xù)伺服樣本包含與第一盤表面關聯(lián)的第一傳感器和與第二盤表面關聯(lián)的第二傳感器并行地進行讀取，以在每個伺服時間周期讀取至少兩個伺服樣本。
7.如權利要求2所述的方法，其特征在于，至少從第二盤表面讀取伺服樣本包含在從第一盤表面伺服樣本讀數(shù)之間，從多個附加盤表面而不是從第一盤表面讀取伺服樣本。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包含進行搜索操作，以搜索目標磁道；以及在搜索操作期間讀取伺服樣本。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包含進行磁道跟蹤操作，以跟蹤指定的磁道；以及在磁道跟蹤操作期間讀取伺服樣本。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，多個盤表面包含在第一盤的一側(cè)面上的第一盤表面和在第一盤第二面一側(cè)上的第二盤表面，讀取伺服樣本包含交替地從第一盤表面和第二盤表面讀取伺服樣本。
11.一種在具有伺服定位器的盤驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)在盤上定位傳感器的方法，其特征在于，該方法包含開始搜索目標磁道；在搜索期間，從第一盤表面上反復讀取伺服樣本；根據(jù)從第一盤表面上讀取的伺服樣本控制伺服定位器；在從第一盤表面伺服樣本讀數(shù)之間，從第二盤表面讀取伺服樣本；以及根據(jù)從第二盤表面讀取的伺服樣本控制伺服定位器。
12.一種盤驅(qū)動器，包含多個盤表面，每個盤表面其上記錄有多個間隔伺服樣本，多個盤表面的至少兩上表面上的伺服樣本彼此偏轉(zhuǎn)記錄；多個傳感器，每個傳感器與多個盤表面之一相關聯(lián)；電動機，可操作地耦接到盤表面上，相對于傳感器移動盤表面，在每個伺服時間周期上，使伺服樣本通過相關聯(lián)的傳感器一次；激勵臂組件，耦接到傳感器上，以相對于盤表面移動傳感器；以及伺服控制裝置，耦接到激勵臂組件上，控制激勵臂組件的位置，伺服控制裝置包括讀取器，該讀取構(gòu)筑成從至少兩個盤表面讀取伺服樣本，以在一個伺服時間周期內(nèi)讀取至少兩個伺服樣本。
13.如權利要求12所述的盤驅(qū)動器，其特征在于，讀取器構(gòu)筑成從至少兩個盤表面的第一盤表面上讀取伺服樣本，在從第一盤表面伺服樣本讀數(shù)之間，從至少兩個盤表面的至少第二盤表面上讀取伺服樣本。
14.如權利要求13所述的盤驅(qū)動器，其特征在于，讀取器包括在從第一盤表面伺服樣本讀數(shù)之間從多個附加盤表面而不是從第一盤表面讀取伺服樣本的裝置。
15.如權利要求14所述的盤驅(qū)動器，其特征在于，盤驅(qū)動器包括第一盤，其中多個盤表面中至少兩個盤表面包含第一盤一側(cè)上的第一盤表面和第一盤的第二側(cè)面上的第二盤表面，讀取器包括從第一盤表面和第二盤表面交替讀取伺服樣本的裝置。
全文摘要
一種伺服系統(tǒng)(10,38),在盤驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)在盤表面上對傳感器(20)進行定位。驅(qū)動器內(nèi)的每個盤表面上記錄有多個間隔的伺服樣本(32,34)。至少兩個盤面(0,l)上的伺服樣本(32,34)彼此以偏移方式記錄。設置有多個傳感器(20),每個傳感器(20)與多個盤表面(0,l)的每一個相關聯(lián)。激勵器臂組件(18)耦接到傳感器(20)上,相對于盤表面移動傳感器(20)。伺服控制系統(tǒng)耦接到激勵器臂組件(18)上,控制激勵臂組件(18)的位置。伺服控制系統(tǒng)包括讀取器(24),該讀取器(24)構(gòu)筑成從至少兩個盤表面(0,l)上讀取伺服樣本(32,34),以便在一個伺服時間周期(ti)內(nèi)讀取至少兩個伺服樣本(32,34)。
文檔編號G11B5/596GK1226333SQ9719489
公開日1999年8月18日 申請日期1997年2月7日 優(yōu)先權日1996年5月24日
發(fā)明者馬克·L·埃利奧特, 保羅·A·蓋洛韋 申請人:美國西加特技術有限公司