[發明專利]異步數字PES解調磁盤驅動伺服控制系統

無效

• 申請號: 94117573.1
• 申請日: 1994-10-20
• 公開（公告）號: CN1086496C
• 公開（公告）日: 2002-06-19
• 發明（設計）人: 韋恩·Ｌ·切昂戈;劉長川;弗朗西斯·Ｅ·米勒
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G11B5/596
• 分類號: G11B5/596
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 范本國

本發明涉及伺服控制系統，更具體地說涉及磁盤驅動伺服控制系統，該系統用來控制旋轉的磁盤表面上的盤臂組件的運動。

本申請的相關文件是題為“磁盤驅動伺服控制系統的異步磁道代碼解碼和檢測”的美國專利申請，該申請由Wayne?Cheung、Chenhuei?Chiang和Thinh?Nguyen遞交，并轉讓給1BM公司。

在傳統的具有旋轉存儲媒體的計算機數據存儲系統中，如旋轉磁盤或磁光盤，數據被存儲在盤表面的一系列同心的或螺旋的磁道上。數據包括磁道中一系列變化的盤表面的磁取向。磁取向中的變化一般包括磁通反向，代表二進制的數字1和0，1和0又代表數據。二進制數字必須通過磁讀/寫頭從盤表面讀出，磁讀/寫頭懸在盤表面上，當盤以每分鐘幾千轉的速度相對于讀/寫頭旋轉時，讀/寫頭能夠檢測磁取向中的變化。

從盤表面的所需的一個磁道中讀數據需要了解當磁盤旋轉和頭在磁盤上運動時讀/寫頭相對于磁道的位置，并需要使在盤磁道上的頭對準中心。通常讀/寫頭安裝在一個由伺服機構移動的盤臂上。盤驅動伺服控制系統控制盤表面上臂的運動，使讀/寫頭在磁道之間運動，一旦讀/寫頭處于所選擇的磁道上，則讀/寫頭保持在該磁道中心線的路徑中。保持讀/寫頭在磁道上對準中心，從而能夠精確地在磁道中讀出和記錄數據。

通過從盤表面讀伺服信息，伺服控制系統使讀/寫頭在磁道上對準中心。伺服信息包括一般是磁通反向的高頻磁通變化的伺服模式，磁通的變化被預先記錄在磁道中。伺服讀出頭可以是用于讀二進制數據的相同的磁頭，或者可以是專用伺服模式頭，它檢測伺服模式并產生一個模擬信號。伺服模式模擬信號由伺服控制系統電路解調，以便提供從中讀出伺服模式的磁道信息，以及相對于磁道的讀/寫頭位置的信息，并且還產生用于控制盤臂伺服機構的位置誤差信號。這樣，伺服控制系統檢測讀/寫頭定位的磁道，并控制磁頭相對于磁道的運動。

有各種方法向磁盤伺服控制系統提供伺服信息。在一種稱為專用伺服法的方法中，一個盤的整個表面都提供有伺服信息。一個伺服磁頭定位于專用伺服盤表面上，與位于數據盤表面上的一個或多個數據讀/寫頭成固定的關系。用伺服頭的位置指示數據讀/寫頭的位置。專用伺服法更經常地用于多盤系統，因為單盤應用的專用伺服系統將可用盤表面的一半于伺服信息，因此不是特別有效。

另一種提供伺服信息的方法稱為扇區伺服法。在扇區伺服法中，每個盤表面包括伺服信息和二進制數據。盤表面的磁道被分成徑向扇區，這些徑向扇區具有短的伺服信息區，后面跟著數據區。伺服信息區包括扇區標志符(它向讀/寫頭指明在磁道中緊跟有伺服信息)、磁道識別數據和高頻伺服猝發脈沖串模式。對于磁盤配置較少的低檔磁盤驅動器而言，扇區伺服法比專用伺服法更有效，因為可以用單個讀/寫頭得到伺服信息，并從盤中讀出和記錄數據，還因為較少的盤表面區域用于伺服信息。由于用戶要求從低檔的磁盤系統中得到較大的存儲量，所以制造者通過減小扇區長度和磁道寬度來為伺服信息提供越來越少的磁盤區。為了在較小的磁盤區中得到相同量的伺服信息，必須以越來越高的頻率記錄伺服信息。較高的頻率增加了寫和讀伺服信息的難度。

在專用伺服法和扇區伺服法中，當從盤中讀伺服模式時產生模擬位置誤差信號(PES)，用它產生輸入至讀/寫頭定位伺服機構的校正輸入信號。以下描述假定在扇區伺服系統中進行，但對本領域的一般技術人員來說，如何將這一描述應用于專用伺服系統是很清楚的。伺服模式磁通反向圍繞每一磁道中心線分布，當從磁盤讀信號并解調時，提供PES，其幅度取決于讀/寫頭下面磁道中的磁通反向的位置和取向。PES提供需要將讀/寫頭保持對準磁道中心的讀/寫頭的運動方向和程度的指示。

更具體地說，通過確定從磁道中心線的每一側讀出的信息的幅度差，從磁通變化產生或解調出PES。所得的PES表示讀/寫頭與磁道中心線的偏移情況。如果從中心線的兩側得到的信息的幅度差為零，則假定讀/寫頭準確地位于磁道中心線上。信息的正的幅度差表示讀/寫頭以一個方向偏離中心，信息的負的幅度差表示讀/寫頭以相反方向偏離中心。