專利名稱：使位置誤差非線性模型化以改進伺服性能的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及磁盤驅動數據存儲裝置領域，本發(fā)明尤其涉及(但不局限于)采用驅動器磁頭/磁盤組件的自適應非線性模型來改進磁盤驅動器的伺服性能。
背景技術：
磁盤驅動器通常是用作現代計算機系統(tǒng)和網絡中的主要數據存儲裝置，這是因為它是一種可以存儲和檢索大量計算機化數據的有效的并且是成本低廉的方法。當代的磁盤驅動器具有超過幾千兆字節(jié)(GB)的數據存儲能力，并且可以單獨使用(如用在典型的個人計算機結構中)，或用在多驅動器的數據存儲陣列中(如互聯(lián)網伺服器或主計算機的情況)。
典型的磁盤驅動器包含多個硬磁性存儲盤，它們沿一主軸電機軸向排列并使其在恒定的高速(如每分旋轉10，000圈)下旋轉。提供一個讀/寫磁頭陣列，用來在磁盤的磁道和安裝該磁盤驅動器的主機之間轉發(fā)數據。磁頭安裝在可轉動的致動器組件上，并且可以由一閉環(huán)伺服器系統(tǒng)控制定位于靠近磁道處。
伺服器系統(tǒng)主要以兩種可選擇的方式中的一種方式進行工作搜尋和磁道跟隨。搜尋操作使得所選擇的磁頭先時加速然后減速離開初始磁道，并朝向目標磁道，從相關磁盤表面上的初始磁道移動到目標磁道上。采用速度控制的方法，從而重復測量磁頭的速度，并與確定所要求的用于搜尋的速度軌跡的速度曲線比較。一旦該磁頭被移到目標磁道上，伺服系統(tǒng)進入操作的磁道跟隨方式，使磁頭跟隨目標磁道，直到進行下一個搜尋操作。
磁道搜尋和磁道跟隨操作通常需要產生位置誤差信號(PES)，它給出磁頭相對于磁盤上的磁道的徑向位置。在高性能的磁盤驅動器中，PES是從用相應的伺服磁頭(專用的伺服系統(tǒng))的預先記錄的伺服磁盤得到的，或者是從以預定的間隔在每一記錄表面上嵌入在用戶數據塊中的伺服信息得到的。
磁頭將伺服信息提供給伺服系統(tǒng)，當磁頭位于磁道中心時(“磁道上”)，它產生具有通常等于零的幅度的PES，并且以一定比例線性正比于磁頭和磁道中心之間的相對誤定位(misposition)距離(“偏離磁道”)，極性代表徑向偏離磁道的方向。為了提供穩(wěn)定的操作，有關PES對實際徑向誤定位的傳遞函數應當是常數，并且在存在磁頭信號幅度、線性記錄位密度、磁頭與介質的間距和磁頭傾斜角的變化時，是獨立于偏離磁道的距離的。
近年來，由于與磁電阻(MR)磁頭有關的卓越的磁性記錄特性，MR磁頭取代了以前使用的薄膜磁頭。通常，MR磁頭包括磁電阻讀元件，其特征是具有基線(baseline)直流(DC)電阻，該電阻在受到選定方向的磁場作用時發(fā)生變化。當預定大小的讀偏置電流通過MR元件時，根據MR磁頭上測得的電壓變化，MR磁頭可以檢測預先記錄的數據。MR磁頭使得當代的磁盤驅動器能夠實現比每厘米4，000個磁道(約為每英寸10，000個磁道)更高的磁道密度。
盡管MR磁頭能夠實現更高水平的磁記錄密度，但當用作位置傳感器時，這種磁頭是有缺點的，這是因為對應于位置的非線性回讀響應引起的。這種非線性是由于各種因素引起的，包括MR元件偏置、MR元件極表面的幾何形狀的靈敏度差異以及末端邊緣場(end fringing field)固有非線性惡化，這是因為典型的MR元件回讀間隙寬度通常顯著小于相關磁盤上的磁道寬度。
歷史上，PES非線性主要影響磁道搜尋性能，產生到達磁道時的過沖或欠沖，使到達設定時間延長。PES非線性不會這樣負面影響磁道的跟隨性能(即，不會引起顯著的磁道誤登記或TMR)，這是因為由伺服信息的伺服脈沖(通常稱為A、B、C和D脈沖)定義的讀和寫的磁道中心通常與定位脈沖信號的零響應A-B=0是一致的。
然而，采用MR磁頭，PES非線性還影響磁道跟隨期間的TMR控制，這是因為MR元件在物理上與磁頭的寫元件是隔開一個磁頭設計時確定的距離；所以，會產生因磁頭(相對于磁盤的)傾斜和磁頭制造容差所造成的不精確性。由于寫間隙和讀間隙具有略微不同的徑向位置，PES必須在A≠B的位置上工作，以恰當確定寫間隙在磁道上的中心。另外，回讀磁場靈敏度的非均勻性通常在脈沖A-B=0的零響應時產生位置移動。除非恰當地加以區(qū)別和得到補償，這種非線性將產生與所要求位置的偏差，并在伺服系統(tǒng)中引起不穩(wěn)定。
所以，采用MR磁頭所致的PES非線性不僅會負面影響搜尋性能，而且會影響磁道的跟隨性能。其后果還可以進一步影響到對可實現的磁道密度(因此也是數據存儲容量)的限制，這是因為TMR的安排必須使與相鄰磁道的干擾(如改寫)為最小。
因此，人們一直在努力，進行改進，從而通過使位置誤差信號的非線性影響為最小來優(yōu)化磁盤驅動器性能。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種改進磁盤驅動器伺服控制性能的裝置和方法。
按照一些較佳實施例，所提供的磁盤驅動器具有一個磁頭，該磁頭可以受控定位靠近具有多個磁道的可旋轉磁盤。伺服電路通過產生實際的(原始的)位置誤差信號(PES)，控制磁頭靠近磁道的位置，而PES通常表示磁頭相對于所選擇的磁道的位置。由于各種影響，包括磁電阻(MR)磁頭的不對稱性，PES通常的特征是對于所選磁道寬度部分的非線性。以后產生一種預計的(predicted)PES，作為實際的PES的近似，并且包括實際PES的非線性特征。伺服電路對應于實際PES與預計的PES之間的差值控制磁頭的位置。
伺服電路最好包含一種解調器，當磁頭讀取與所選磁道相關的伺服脈沖圖形時，它根據來自磁頭的回讀信號產生脈沖信號。實際的PES發(fā)生器輸出實際的PES作為脈沖信號的選擇組合，并且加法塊將實際的PES與預計的PES相加，產生PES誤差。估算和預計電路根據來自加法塊的PES誤差，產生磁頭的估計位置。
重要的是，伺服電路還具有脈沖信號預告器，它產生預計的脈沖信號，作為該解調器產生的脈沖信號的近似，伺服電路還包括根據預計脈沖信號產生預計位置誤差信號的預計PES發(fā)生器，預計PES發(fā)生器與實際的PES發(fā)生器是相同的。特別是，脈沖信號預告器使來自解調器的實際脈沖信號模型化(model)成施加飽和閾值的大體呈三角形的波形，而該飽和閾值通常與磁頭寬度相關，并且是以自適應方式確定的。飽和閾值限定的飽和區(qū)可以呈曲線形，用以改進來自解調器的脈沖信號的預告。
另外，最好提供一種表格，通過考慮脈沖信號預告器未考慮的非對稱的更高階次的影響，來改進脈沖信號的估計。該表格中存儲了一組與來自解調器的脈沖信號與脈沖信號發(fā)生器產生的預計脈沖信號之間差異相關的誤差值。這些伺服電路運行的主要部分最好由可編程處理器裝置如數字信號處理器執(zhí)行。
現有技術通常通過采用PES線性化運算來補償磁電阻(MR)磁頭的非線性響應特征，與現有技術磁盤驅動器不同的是，本發(fā)明的較佳實施例以實際系統(tǒng)非線性很精確的非線性模型進行運算。所以，PES線性化的缺點不成為可實現的伺服性能和磁道密度水平的限止，這是因為不必使PES線性化。
另一個重要的優(yōu)點是具有更寬范圍的磁頭寬度變化，這可以采用本發(fā)明的實施例來實現。由于這樣可以使磁頭寬度容差放寬而使制造成本降低、產量的提高以及制造成本的降低，從而具有顯著的經濟效益。
最后，由于脈沖信號預告器所使用的飽和閾值直接與磁頭寬度相關，本發(fā)明可以進一步用來向磁頭供應商反饋信息，改進磁頭的制造過程控制。正如人們知道的那樣，磁盤驅動器制造商的一個通常的難題是對大量的磁頭進行有效讀元件磁頭寬度變化的估計，而不花費大量的時間和資源。
在結合附圖閱讀了下述詳細描述以后，讀者將會清楚地了解本發(fā)明的各種特性和優(yōu)點。
附圖簡述

圖1是按照本發(fā)明的較佳實施例構成的磁盤驅動器的俯視圖。
圖2是圖1所述磁盤驅動器的功能方框圖。
圖3是圖2所述伺服電路的功能方框圖。
圖4是圖1所述磁盤上所選的磁道的一部分的表示，描述了伺服塊和數據塊的布局。
圖5是圖4中所示的一個伺服塊更詳細的表示。
圖6描述的是對多個相鄰位置磁道，圖4所示伺服塊的位置。
圖7是描述控制磁頭相對于相應磁盤的位置時現有技術的伺服系統(tǒng)運行的控制圖。
圖8是根據圖6所示的位置產生的位置信號PS1和PS2的圖。
圖9是根據圖8中的PS1和PS2的信號產生的原始位置誤差信號(PES)圖，該原始位置誤差信號的特征是包含非線性。
圖10是線性化PES的圖，它給出一種理想的要求的響應。
圖11是按照本發(fā)明的較佳實施例的圖3所示伺服系統(tǒng)運行的控制圖。該控制圖代表圖3所示數字信號處理器(DSP)的編程運行。
圖12是圖11所示位置信號(PS)預告器運行的控制圖，該預告器分別產生PS1p信號和PS2p信號，作為圖8所示PS1和PS2信號的預告。
圖13是圖11所示預告器觀察塊產生的對應于相關磁盤磁道中測得的位置的預告位置XPRED的圖。
圖14是圖12中小數塊(fraction block)的運行，它從圖13的曲線產生一系列小數部分。
圖15是圖12所示減二分之一(1/2)塊的運行，用以調節(jié)圖14小數部分的相對值。
圖16給出的是圖12所示反相塊的運行，反相塊使圖15所示部分每隔一個部分反相，產生三角波形的響應。
圖17是圖12所示應用(apply)PMAX塊的運行，用以將飽和閾值PMAX應用于圖16所示的波形，以產生PS1p信號。
圖18給出的是圖12所示移位二分之一(1/2)磁道和小數塊的運行，以產生與圖14所示部分相似的一系列小數部分，不同的是圖18所示部分移位1/2磁道。
圖19是圖12所示反相塊的運行，用以從圖18所示的各段產生標稱的三角波形響應。
圖20是圖12所示應用PMAX塊的運行，用以將飽和閾值PMAX應用于圖19所示的波形，以產生PS2p信號。
圖21給出的是圖11的控制圖，所增加的塊用來在按照本發(fā)明的較佳實施例中自適應設置圖11和21所示PS預告器使用的飽和閾值PMAX。
圖22是“PS預告器適配”程序步驟的流程圖，表示圖3所示DSP的編程，以及列出設置飽和閾值PMAX時圖21所示控制程序的運行。
圖23給出的是PS1p和PS2P信號歸一化部分的圖，它通常描述了一種最好對PS1p和PS2p采用附加的第二階二次形狀的方式來得到PS1和PS2信號的更好的預告。
圖24描述的是采用圖11所示的PS1和PS2表進一步適配補償MR磁頭不對稱性，以便得到PS1和PS2信號的更好的估計。
圖25是“表格適配”程序的步驟流程圖，它代表設置圖3的PS1和PS2中合適值時圖3的DSP的編程，用以針對圖24中所涉及的MR磁頭的不對稱性。
詳細描述為了描述本發(fā)明的各個方面，首先簡單描述按照本發(fā)明較佳實施例構成的磁盤驅動器的結構和運行是有幫助的。
參見圖1，圖中示出了磁盤驅動器100的俯視圖，它包括磁頭一磁盤組件(HDA)100和安裝在HDA 101下方因此在圖1中是看不見的磁盤驅動器印刷線路組件(PWA)。PWA提供了控制HDA 101的運行并在HDA 101和可以在用戶環(huán)境中安裝磁盤驅動器100的主機之間轉發(fā)數據的電路。
HDA 101包括安裝各種磁盤驅動元件的基板102。頂蓋與基板102一起形成具有受控空氣壓力、濕度和清潔度的磁盤驅動器100的內部環(huán)境。頂蓋在圖1中是省去的，以便看清感興趣的內部元件。主軸電機104用來使一疊磁盤106在恒定的高速下旋轉，磁盤夾持裝置108使磁盤106固定在主軸電機104上。
為了訪問磁盤106，有一個可受控定位的致動器組件110，它根據話音線圈電機(VCM)114的線圈(113處所示的一部分)上的電流，繞夾頭軸承組件(cartridgebearing assembly)112旋轉。致動器組件110包括多個臂116，相應的彎曲組件118從臂116上延伸。磁頭120位于彎曲組件118的末端上，并由磁盤106旋轉所建立起來的氣流所建立的氣墊保持在磁盤106上。磁頭120最好是磁電阻(MR)磁頭。
有一個鎖定組件122用來在磁盤驅動器100沒有啟動時將磁頭固定在磁盤106最內直徑的區(qū)域(未示出)內。彎曲電路組件124提供致動器組件110與磁盤驅動器PWA(如上所述安裝在磁盤驅動器100的下方)之間的電通信路徑。
圖2是圖1所示磁盤驅動器100的功能方框圖，在工作時，它與主機140相連。如圖2所示，用來控制HDA 101的電路包括主軸控制電路142、伺服控制電路144和讀/寫通道146，它們都與系統(tǒng)處理器150相連。人們將認識到，系統(tǒng)處理器150以一種已知的方式(除非下文中所討論的)與這些電路進行通信，并控制這些電路的運行。另外，所示的接口電路152與讀/寫通道146和系統(tǒng)處理器150相連，并且接口電路152用作磁盤驅動器的數據接口和緩沖器。接口電路152包括序列發(fā)生器(未單獨示出)，該序列發(fā)生器包含用于在讀/寫通道146工作期間建立起改變時序序列的硬件。
主軸控制電路142控制主軸電機104的旋轉速度(圖1)。伺服控制電路144(本文中也稱為“伺服電路”)根據磁頭120讀取的伺服信息，通過向致動器線圈113施加電流，控制磁頭120相對于磁盤106的位置。根據從接口電路152提供到通道的用戶數據，通過對數據編碼并使之串行化，以及產生磁頭120所使用的寫電流，而使磁盤106上所選磁道的一部分磁化，借此讀/寫通道146將數據寫到磁盤106上。
相應地，當磁頭通過磁盤106上所選的磁道時，通過對磁頭120產生的讀信號得到的數據譯碼，由讀/寫通道146檢索先前存儲的數據。按照存儲器(MEM)154中存儲的編程，磁盤驅動器100的各種運行受系統(tǒng)處理器150的控制。存儲器(MEM)154包括易失存儲裝置，如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)，以及非易失存儲裝置，如熔斷式(flash)存儲器。
現在參見圖3，圖中示出的是圖2所示伺服電路144的功能方框圖。如圖3所示，伺服信息由選擇的磁頭120讀取，并由前置放大器電路156(“前置放大器”)放大。前置放大器156最好在HDA 101中，并如圖1所示安裝在致動器組件110中。經放大的回讀信號被提供給解調器電路158(“解調器”)，它調整該信號(包括模一數轉換)，并將其提供給數字信號處理器(DSP)160。
下面更詳細地討論按照本發(fā)明的較佳實施例的DSP 160的運行；然而，通常DSP 160根據從解調器158來的信號產生位置誤差信號(PES)，該信號指示磁頭120相對于磁盤106的位置。根據得到PES，以及由系統(tǒng)控制器150(圖2)提供到DSP 160的控制輸入，DSP 160向線圈驅動器162輸出校正信號，線圈驅動器162接著將電流施加到線圈113上，以調節(jié)磁頭120的位置。
圖4中示出了將伺服信息安排在磁盤106上最好的方式，圖中給出所選的磁道164的一部分。磁道164包括多個伺服塊(S)166，它等間隔地散布在數據塊(D)168中間，伺服塊存儲伺服電路144(圖3)使用的伺服信息，而數據塊(也稱為“扇區(qū)”)存儲讀/寫通道146(圖3)訪問的用戶數據。正如本領域中所知道的那樣，伺服塊166是在磁盤驅動器制造期間寫入的，并且角度上對齊，類似于輪子輻條，以致于在磁盤的每一個記錄表面上形成多個沿徑向延伸的楔形體。隨后在磁盤驅動器格式化操作期間，定義數據塊168。
圖5更詳細地示出了所選的一個圖4中所示伺服塊166的一般化的情況。如圖4所示，每一伺服塊166包括用來優(yōu)化伺服電路144(圖3)的性能的自動增益控制(AGC)和同步(sync)字段170、表示角度位置的索引段172、表示徑向位置(磁道地址)的葛萊(Gray)碼(GC)字段174，和使伺服電路144能夠分辨磁頭120相對于伺服塊166因此也是所選的磁道164的位置的位置字段176。
圖6描述了對于多個相鄰磁道(如164)的圖4和圖5所示伺服塊166的位置字段176。更確切地說，位置字段176包含多個脈沖圖形178、180、182和184，分別表示為A、B、C和D脈沖圖形。作為參照，脈沖圖形178、180、182和184的排列A、B、C和D稱為零正交圖形；然而，在這一點處，我們將會認識到，圖6所示的排列是為了說明的目的，但如權利要求所述的本發(fā)明并非僅限于此。
相鄰C和D脈沖圖形182、184定義了多個磁道邊界186、188、190、192和194(在圖6中標識為邊界0-4)，從而C和D脈沖圖形182和184的每一個有一個大體對應于相應磁道的寬度(沿磁盤半徑測得的)。為參考起見，具有C脈沖圖形182的磁道表示為“偶數”磁道，而具有D脈沖圖形184的磁道表示為“奇數”磁道。
A和B脈沖圖形178、180相對于C和D脈沖圖形182、184偏移半個磁道寬度，從而給出每一磁道的磁道中心，這些中心是用相鄰磁道間二分之一處的虛線表示的。同樣如圖6所示的是選擇的磁頭120，當磁盤沿用箭頭196所表示的方向相對于磁頭120旋轉時，讀取相關的A、B、C和D脈沖圖形178、180、182、184。
現在參見圖7，圖中示出了現有技術伺服系統(tǒng)的控制圖。圖7主要代表可編程處理裝置，如DSP或類似的控制器，所使用的編程，它是用來更好地理解下面描述的本發(fā)明較佳實施例的結構和運行的。因此，用來標識圖7中所示各種元件的標號對應于出現在其他諸圖中任何一處相同或相似的元件的標號。
如圖7中所示，設備200通常包含磁頭、磁盤、致動器組件和VCM(如先前圖1中所示的這種元件)。設備200在路徑202上將伺服信息回讀信號從位置字段(如圖5和6的176)輸出到解調器(圖3中的158)，據此分別在路徑204、206上輸出脈沖信號PS1和PS2。由于圖7中的伺服系統(tǒng)是一個數字系統(tǒng)，讀者容易理解，PS1和PS2信號以及從中產生的信號，它們每一個包含一個以一定采樣頻率的采樣序列，此頻率相應于與將伺服塊166提供給伺服系統(tǒng)的速率。
通常，PS1和PS2脈沖信號是在設備200的磁頭分別通過先前在圖6中示出的A和B脈沖圖形178、180以及C和D脈沖圖形182、184得到的。更確切地說，A和B脈沖圖形178是用選擇的頻率和幅度的正弦寫入圖形寫入的，其中，B脈沖圖形180是用偏離A脈沖圖形178的相位180度寫入的；C和D脈沖圖形182、184是以類似的方式寫入的。所以，表示相鄰A和B脈沖圖形178、180測得的幅度和的PS1信號在磁頭120的讀元件位于磁道之上時具有零值，而當位于A脈沖圖形178的中心之上時為正最大值(就象是具有圖6中磁道邊界1和3)，而當位于B脈沖圖形180的中心之上時具有負最大值(就象是具有圖6中磁道邊界2和4)。
除了偏離PS1信號半個磁道以外，表示相鄰C和D脈沖圖形182、184測得的幅度之和的PS2信號與PS1信號是相似的。即，零將出現在磁道邊界上，正的和負的最大值將出現在磁道中心處。為參考起見，典型的PS1和PS2信號在圖8中示于208和210處，x軸212表示徑向位置(磁道)，而y軸214表示相對幅度。PS1和PS2脈沖信號在下文中有時也稱為“位置信號”。
繼續(xù)看圖7，將PS1和PS2信號提供給位置誤差信號(PES)發(fā)生器216，它按照下面的關系式產生原始的PES信號rawPES=PS1|PS1|+|PS2|·sign[PS2]---------(1)]]>從而原始的PES信號等于PS1的幅度除以PS1的絕對值與PS2的絕對值的和，取PS2的極性(符號)。盡管PES發(fā)生器216按照等式(1)產生原始的PES，但也可以采用其他眾所周知的方法，本發(fā)明對所采用的方法沒有限制。
正如上面所討論的那樣，PES相對于磁道寬度應當是線性的，從而使伺服系統(tǒng)提供穩(wěn)定的響應，和精確的控制。然而，有關MR磁頭的結構和運行的各種因素通常會使原始的PES具有非線性的響應，正如圖9中原始PES曲線218所示出的那樣，其中，x軸220表示位置(磁道)，而y軸222則表示幅度。
因此，在現有技術中，通常含有如224所示的PES線性化塊，它通過路徑226從PES發(fā)生器216接收原始PES，并對其進行修改，以產生線性化的PES，如圖10中的曲線228所示的那樣。圖10所示的線性化PES曲線228中，x軸230表示位置(磁道)，而y軸232表示幅度?？梢园凑杖魏我环N已知的方法來執(zhí)行圖7中線性化塊224的運行。
線性化的PES在路徑234上輸出，并與路徑238上預告的位置值XPRED在加法塊236處比較，該預告的位置值是以下面討論的方式產生的。塊236的輸出是PES預告誤差，它被(通過路徑239)提供給一系列的增益塊240、241和242中的每一個，它們分別表示為Lx、Lv和Lw。增益塊240、241和242的輸出在路徑243、244和245提供到加法塊246、247和248，如圖所示的那樣，它們在路徑249、250和251上提供磁頭位置(XEST)、速度(VEST)和偏置(bias)(BEST)的估計值。
估計的位置XEST在加法塊252處與所要求的位置XDES比較，該要求的位置表示來自命令輸入塊256的路徑254上提供的磁頭的要求位置。正如人們所理解的那樣，在磁道跟隨期間，磁頭將位于磁道中心上方；然而，人們有時發(fā)現，使磁頭離開磁道中心一個選擇的量(通常是按照磁道寬度的百分比來度量的，如離開磁道±10％)有時是有利的，以考慮到磁頭的傾斜，或者是在誤差恢復操作期間。所以，所要求的位置XEST通常在磁道跟隨期間是零。
采用類似的方法，在加法塊258處，估計的速度VEST與表示要求的磁頭速度的要求速度VDES相加。要求的速度VDES類似地是沿路徑260由命令輸入塊256提供的，并且通常是在搜尋操作期間使用的，在該搜尋操作期間，速度控制方法用來在磁頭從初始磁道移動到目標磁道時，控制磁頭的速度軌跡。所以，在正常的磁道跟隨操作期間，所要求的速度VDES也將是零。
來自加法塊252、258的輸出信號沿路徑262、264提供到如圖所示具有增益Kx和Kv的增益塊266和268。由于沒有圖7所示伺服系統(tǒng)進行偏置調節(jié)，估計的偏置WEST直接施加到具有增益Kw的相應的增益塊。來自增益塊266、268、270的輸出信號在路徑272、274、176上提供，并在加法塊278處相加，用以在路徑280上提供誤差信號。誤差信號提供給觀察者/預告器塊282(“觀察者”)，它還進一步從路徑249、250和251接收估計的位置、速度和偏置XEST、VEST和WEST。響應于此，觀察者282在路徑284上輸出上述預計的位置XPRED，它由延遲塊285延遲一個取樣，并且隨后在路徑238上提供到加法塊236。
預計的位置XPRED進一步提供到第二延遲塊286，從而延遲的預計位置XPRED(路徑287)由加法塊246相加，產生估計位置XEST。觀察者282還在路徑288和289上輸出預計的速度和偏置力(VPRED和WPRED)值。VPRED和WPRED值由延遲塊290和291延遲，從而延遲的VPRED和WPRED值(路徑292和293)用加法塊247和248相加，以產生估計的速度VEST和估計的偏置估計WEST。
最后，誤差信號從路徑280進一步提供到具有增益KP的增益塊294，增益塊294補償觀察者282和設備200之間的響應差異。即，根據需要，在運行期間連續(xù)調節(jié)KP，以保持觀察者282的響應特征與設備200一致。
圖7所示現有技術的伺服系統(tǒng)會受到各種影響，包括不可重復撰動(RUNOUT)(NRRO)誤差、可重復擺動(RRO)誤差、測量噪聲以及MR磁頭影響，以及笑哈哈塊224的運行所不能恰當模擬因此也不能去除的過程變化。其結果是，采用圖7所示現有技術的伺服系統(tǒng)限制了給定系統(tǒng)可實現的性能水平，并對設計標準(最大取樣速率、磁道密度等)提出了限制。
因此，圖11給出了按照本發(fā)明的較佳實施例的圖3所示伺服系統(tǒng)運行的控制圖。特別是，圖11所示的控制圖代表圖3所示數字信號處理器(DSP)的程序控制的運行。由于圖11的幾個操作塊和互聯(lián)路徑與圖7中的是類似的，所以圖中采用相同的標號。然而，正如從圖11一開始看到的那樣，圖7所示的線性化塊224已經從圖11中去掉；而且圖11提供了幾個新的圖7中沒有的塊，包括脈沖信號預告器300(也稱為位置信號或PS預告器)、PS1p表302、PS2p表304，以及大體與PES發(fā)生器塊216類似的第二PES發(fā)生器塊305。
正如在下面將要更詳細說明的那樣，圖11的運行通過產生預告的、非線性的PES提供伺服控制，所產生的PES用自適應的調節(jié)以配合來自系統(tǒng)的原始PES的非線性。預告的非線性PES提供真實的磁頭位置的更精確的估計，使得與現有技術相比具有改進的控制特征。
現在再特別參照圖11，伺服信號由設備200提供到解調器158，解調器與以前一樣，產生并輸出PS1和PS2信號(如圖8所示的208和210)，這些信號由PES發(fā)生器216組合，產生由圖9的曲線218表示的原始PES。盡管與圖7不同，路徑226上的原始PES在加法塊236處與如下產生的預計PES組合。
在路徑284上由觀察器282輸出的預告位置XPRED被提供到PS預告器300，PS預告器300在路徑306和308上分別產生PS1p和PS2p信號，這兩個信號經適配調節(jié)，從而變成與解調器158輸出的PS1和PS2信號相同。PS1p和PS2p信號的進一步適配是由PS1p和PS2p表格302、304完成的，隨后，預計的PES是由PES發(fā)生器308從路徑310、312上的表格適配的PS1p和PS2p信號產生的。預計的PES在路徑314上輸出到延遲塊285，隨后，延遲預計的PES在路徑316上提供到加法塊236。
PS預告器300產生PS1p和PS2p信號的方式見圖12所示的控制圖。如圖12所示，預告的位置XPRED作為輸入提供到兩條分開的通道路徑，一條用于產生PS1p，第二條用來產生PS2p。首先討論PS1p的產生。
圖中，XPRED一開始是小數塊318的輸入，用來去除用于每一磁道的XPRED的小數部分。從圖13可以完全理解為什么需要塊318，圖13給出了XPRED曲線320的圖，其中，x軸322表示位置(磁道)，而y軸324表示幅度。位置和幅度之間的線性關系見圖13所示，已經理解XPRED是包含葛萊碼(即磁道地址)分量以及從初始磁道測得的位置(即每一磁道中的地址)分量的多位值。所以，必須抽出(stripout)相應于磁道地址的XPRED值位置，而留下位置分量(例如，只使用最小有效位或用表示位置的位)。
合成的位置分量(小數部分)記作FRAC(XPRED)并在圖14中的326處示出，采用相似的x、y軸328、330表示，其值從零到1。由于PS1和PS2信號(圖8中的208、210)在零值(即，零PES表示磁道中心)周圍是歸一化的，圖12接著進到減去1/2框332，如圖15所示，將圖14的小數段向下平移二分之一個磁道。圖15給出了在相應的x、y軸336、338上繪出的一系列的平移的小數段334，它們的大小在-1/2到+1/2的范圍內。
繼續(xù)看圖12，小數段接著由反相框340反相，從而每隔一個小數段反相，得到一個圖16中在相應x、y軸344、346上繪出的大體為三角形的曲線。一旦有選擇地經反相以后，一個應用PMAX塊348將選定大小的飽和閾值PMAX施加到曲線342的正、負延伸部分，產生如圖17中350所示以x、y軸352、354上繪出的PS1p信號。讀者將會理解，合成的PS1p信號350是圖8中PS1信號208的線段近似。
以類似的方法，采用第二小數、減去1/2、反相并應用PMAX塊318、332、340和348，由圖12所示PS預告器300的PS2p通道路徑，產生PS2p信號。然而，因為PS2信號相對于PS1信號平移1/2個磁道(見圖8)，還另外提供了平移1/2磁道塊356。所以，預告器300順序產生經調節(jié)的小數部分358(圖18，對x軸和y軸360、362繪出)、大體為三角波形曲線364(圖19，對x軸和y軸366、368繪出)和370處的PS2p信號(圖20，對x軸和y軸372、374繪出)。與PS1p信號相似，PS2p信號370包含圖8的PS2信號210的逐段線性近似。這里要注意的是，應用PMAX塊348具有對PS1p和PS2p信號進行曲線成形的能力，以提供PS1和PS2信號更好的預告。然而，下面將更詳細地討論這一附加能力。
PMAX值對于每一磁頭120是特有的，并且通常是與每一磁頭的寬度相關的。所以，產生的PMAX值不僅便于產生PS1P和PS2p信號，而且還用于基于磁頭各個寬度(相對于磁道)的其他類型的補償努力。下面參照圖21和22討論為每一磁頭適配確定PMAX值的方式。
一開始，圖21給出的是圖11的控制圖，其中，附加的塊用來按照本發(fā)明的較佳實施例適配地設置圖11的PS預告器所使用的飽和閾值PMAX。與以前一樣，以前討論的附圖中的相同的方框和路徑在圖21中用相同的標號表示。與圖21相應的是圖22，它給出了“PS預告器適配”程序400的流程圖，它代表適配地選擇每一磁頭120的PMAX值時圖21所執(zhí)行的步驟。
如圖22中的步驟402所示，程序一開始選擇第一個磁頭進行估算。讀者將會理解，在專用伺服系統(tǒng)中在程序400的運行期間，將只選擇一個或幾個伺服磁頭，但在嵌入(embedded)的伺服系統(tǒng)(如圖3所示的伺服系統(tǒng)144)中，將輪流選擇所有的磁頭120。
繼續(xù)參見圖22，在步驟404處，選擇PMAX的初始值。由于PMAX將是用數字值表示的，所以，最好選擇可以從系統(tǒng)配置得到的最小非零值。步驟404還給出，一旦選擇了PMAX的初始值以后，值PMAX1被設置成等于PMAX，這里，PMAX1是被PS預告器300的應用PMAX塊348(圖12)用來在路徑306和308上產生PS1p和PS2p信號的值。
接著，在步驟406處選擇遞增值ΔPMAX值，ΔPMAX用來產生與ΔPMAX和ΔPMAX1的和有關的PMAX2值。PMAX2值由圖21的ΔPS預告器408使用，后者具有與圖11和12的PS預告器300具有相同的標稱結構。
一旦得到了PMAX1和PMAX2值以后，圖22的程序繼續(xù)進行到步驟410，伺服電路144開始在每一伺服塊166(圖4)八分之一磁道寬度的較佳速率下進行磁盤106的受控掃描，從而伺服位置段信息從磁盤106順序以1/8磁道增量提供到伺服電路144。當磁頭120掃過磁盤106時，步驟410接著測量來自路徑204和206(圖21)的PS1和PS2信號的值以及由PS預告器300在路徑306和308上輸出的PS1p和PS2p信號的值。
從步驟410起，圖22的流程進入判斷步驟411，在該步驟處，DSP 160判斷所測得的PS1、PS2是否等于預告的PS1p、PS2p值(在選擇的允差內)。如果不是，則流程進入步驟413，使PMAX的值遞增，并更新PS預告器300和ΔP預告器408所使用的PMAX1和PMAX2的值。
參照圖21可以理解更新PMAX的方式。開始時，要注意，路徑306和308的PS1p和PS2p信號通過PS1p和PS2p表302和304；然而，由于在將要在下面詳細討論的順序運行期間表格302和304是最佳的，表格302和304此時不對信號進行修改(即，路徑306、308的信號與路徑310、312的信號是相同的)。
所以，如上所示，PS1p和PS2p信號從路徑310、312提供到PES發(fā)生器305(它與PES發(fā)生器216是相同的)，該發(fā)生器在路徑314上輸出一預告的非線性PES，由延遲塊286延遲，并在加法塊236處與路徑226的原始PES信號相加。
同時，ΔPS預告器408用PMAX2值在路徑412、414上產生ΔPS1p信號和ΔPS2p信號，這些信號被提供到與PES發(fā)生器216、305相同的PES發(fā)生器416。與此類似，PES發(fā)生器416提供一個預告的非線性PES值(基于△PS1p和ΔPS2p值)，它在路徑418上被輸出到延遲塊285，隨后，該值沿路徑420傳送到加法塊422，該加法塊將來自PES發(fā)生器305、416的兩個輸出相加，形成路徑424上的預告梯度(gradient)。
預告梯度由乘法器與從加法塊236輸出的PES誤差信號相乘，形成施加到具有增益Kμ的增益塊430的路徑428上的乘積信號。增益Kμ是一個選擇用來控制PMAX適配過程的收斂的收斂因子。一PMAX更新值從增益塊430由路徑432傳回到PS預告器300和ΔPS預告器408，PMAX更新值被加到PMAX值上，從而PMAX值和PMAX2值被更新。
所以，繼續(xù)圖22的步驟410、411和413的運行，直到PS1p、PS2p足以等于PS1、PS2。隨后，流程進入步驟434，為選擇的磁頭120存儲最終的收斂的PMAX值。
接著，在步驟438處程序判斷是否已經估計了所有的磁頭(它發(fā)送伺服信息)。如果還沒有，則流程進入步驟440，選擇下一個磁頭，并且程序回到步驟404。在估計了所有的磁頭的時候，程序進入判斷步驟438，并在步驟442處結束。
在結束了上述按照圖22的程序的圖21的電路圖的運行討論以后，下面討論運用應用PMAX塊348(圖12)形成PS1p和PS2p信號飽和區(qū)的操作。參照圖23，圖中示出的是從PS1p和PS2p信號中選擇出來的一個信號的一部分圖示(表示在444處)。為了便于討論，444部分已被歸一化，并且x軸446表示位置，而y軸448表示幅度。然而，人們能夠理解，圖23中的一般化描述和下面的討論是可以容易地略加修改，從而應用于PS1p和PS2p信號的每一飽和區(qū)，并且二者均沿正方向和負方向延伸。
通常，如上面討論的那樣，由PS1p和PS2p信號提供的第一次逼近(first passapproximation)(如圖17中350和圖20中370處更全面示出的那樣)，大體為形成直線段。然而，讀者將會理解，MR磁頭通常不提供線性飽和區(qū)(如圖23中的450處所示的那樣)，而卻有曲線特征。所以，應用PMAX塊348接著選擇曲線飽和區(qū)響應，如曲線部分452所表示的那樣。下面簡單描述PS預告器300修改PS1p和PS2p以包括該曲線響應的方式。
首先應當理解，可以將圖23所示的曲線部分452形成第二階、二次響應?？梢砸蟛糠?52在點(x’，PMAX)和(x”，PMAX)處具有相同的斜度，從而避免不連續(xù)性，而這種不連續(xù)性會影響伺服性能。另外，如果部分452的頂點(表示在454處)具有坐標(1/2，C0)，則可以用下面的函數關系來描述部分452f(x-12)=C0+C2(x-12)2-------(2)]]>這里，C0和C2是常數，并且其表述如下。在X=X’處求解C2，∂∂xf(x′-12)=2C2(x′-12)------(3)]]> 在x=x’處，求解C0 因此，圖11、21中的PS預告器300根據前面公式的導出，將二次形狀用到PS1p和PS2p信號的飽和區(qū)，調節(jié)有關位置軸(如圖17中的352和圖20中的372)飽和區(qū)相對位置的值。因此，PS1p和PS2p信號可以描述如下 這里，“︱input︱”是提供給圖12所示應用Pmax方框348的信號的絕對值，“output”是應用PMAX塊348(路徑306、308上的PS1p或PS2p)的輸出，并且，“f(x-1/2)”描述的是上述二次成形。這里，應用PMAX塊348通常按照等式(11)的條件工作，輸出PS1p和PS2p信號。
盡管上述PS1和PS2的二階模型給出了充分接近的近似模型以便進行穩(wěn)定的伺服操作，但應當理解，還存在有關MR磁頭結構和操作的更高階的影響，它給出了實際位置信號PS1、PS2與預告位置信號PS1p、PS2p之間的小差異。這樣的影響如圖24所示，它給出了有關相應位置信號458的一部分選擇的預告信號456。
如圖24所示，上述詳細的預告模型是不必考慮MR磁頭有關典型非對稱響應的影響的(信號458所示)。結果，在考慮這些非對稱效果時，可以考慮上述PS1和PS2表302、304(圖11、21)。
圖25給出的是“表格適配”程序460的流程圖，代表在設置圖3所示PS1和PS2表格303、304的合適值時圖3的DSP的編程，以便解決圖24中的MR磁頭非對稱性。
如圖25所示，一開始在步驟462處選擇第一個磁頭，隨后選擇的磁頭在方框464處以1/8磁道增量掃過相應的磁盤，然后順序進行測量PS1、PS2、PS1p和PS2p。讀者將會理解，步驟464的運行與圖22中步驟410的運行大致是相似的。
接著，按照下面的關系式，在步驟466處計算表格T1、T2T1=PS1-PS1p(12)T2=PS2-PS2p(13)并且如步驟468所示的那樣，提供給表格302、304(圖11、21)。通常，T1和T2給出在1/8磁道增量下，實際PS1、PS2信號和相應預告的PS1p、PS2p信號之間的誤差指示。由于圖25中的程序用來將這些表格收斂到最終值，所以判斷步驟470接著判斷收斂范圍值△T1、△T2是否充分等于零，這里，△T1、△T2分別是最近確定的T1、T2值之差(即，△T1、△T2表示最近的取樣間隔上表格值的變化)。
因此，圖25中的程序通過步驟464、466、468和470循環(huán)，直到對于選擇的磁頭，表格T1、T2大體被設置為最終值的時候為止。隨后，程序繼續(xù)進行到判斷步驟472，判斷是否估計了所有可應用的磁頭；如果還沒有，則步驟474選擇下一個磁頭，并重復該過程。當已經估計了所有的磁頭從而PS1p、PS2p表格302、304包括了每一磁頭的最終收斂的表格T1、T2以后，程序在476處結束。
在以后的運行期間，用線性插值技術，按照T1、T2，修改提供給PS1P、PS2p表格302、304的實際的PS1p、PS2p信號輸出。最好在每一磁道八個位置取樣的掃描速率下確定這些設置值，但應當理解，可以根據各種考慮，包括處理開銷和表格大小(存儲)容量，在不同的速率下確定這些設置值。
應當理解，上述用實施例說明的本發(fā)明具有比現有技術更好的幾個重要的優(yōu)點。在處理由MR磁頭非線性特征引起的問題時，現有技術通常試圖使從磁頭得到的原始PES線性化，并在伺服控制操作中使用線性化的PES。所以，考慮到各種因素，如MR磁頭大小的差異和非對稱輸出特征以及系統(tǒng)可重復的擺動(runout)(RRO)和不可重復的擺動(NRRO)效果，可實現的伺服性能和磁道密度水平大部分取決于該現有技術線性化功能給出大體為線性PES的能力。
相反，本發(fā)明不必使PES線性化，而是形成隨后在伺服控制中使用的非線性原始PES的很精確的模型。所以，PES線性化所引起的缺點不會被作為是對可實現的伺服性能和磁道密度水平的限止，這是因為無需使PES線性化。另外，本發(fā)明的非線性PES預告方便了現代適配控制方法的應用。
本發(fā)明的另一個重要的優(yōu)點是與現有技術相比，可以具有很寬范圍的磁頭寬度差異。這可以帶來顯著的經濟效益，因為磁頭通常是磁盤驅動器中最昂貴的元件之一，僅次于媒體(磁盤)。即，使用本發(fā)明可以放寬磁頭寬度的限制，并提高制造產量，并且能減小制造成本。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提供了運行期間磁頭特征變化的實時(飛行中)補償，磁頭特征的變化通常是由運行溫度所引起的。
如上討論的那樣，人們已經發(fā)現，PMAX飽和閾值通常與讀元件磁頭寬度直接相關；因此，本發(fā)明可以用作過程質量指示器，便于向磁頭的提供者進行有價值的反饋，以改進磁頭制造過程控制。正如人們將能理解的那樣，對于大量的磁頭，在不消耗相當大資源的情況下，磁盤驅動器制造商很難估計有效讀元件磁頭寬度的變化。
總而言之，本發(fā)明涉及一種使磁盤驅動器(如100)的伺服性能為最佳的裝置和方法。
磁頭(120)靠近由伺服信息(166)定義多個磁道(164)上的可旋轉磁盤(106)。通過產生實際的位置誤差信號(圖9中的218，如圖11中路徑226所提供的那樣)伺服電路(144)可以控制，來確定靠近磁道的磁頭的位置，并且實際位置誤差信號的特征對所選磁道寬度上的部分是非線性的，并且從伺服脈沖波形(178，180，182，184)指示磁頭相對于選擇的磁道的位置。伺服電路接著產生預告的位置誤差信號(路徑314，316上)，作為偏離估計的磁頭位置的實際位置誤差信號的近似(路徑284上的XPRED)，并比較實際位置誤差信號和預計的位置誤差信號。
伺服電路還可以包含一個解調器(158)，當磁頭讀到所選磁道的伺服脈沖波形時它根據來自磁頭的回讀信號，產生脈沖信號(圖8中的208、210)；一個實際位置誤差信號發(fā)生器(216)，它產生實際位置誤差信號作為脈沖信號的選擇組合；一個加法塊(236)，它將實際的位置誤差信號與預計的位置誤差信號比較，產生一位置誤差信號誤差；一個估計和預計電路(240，241，242，246，247，248，282)，它根據位置誤差信號誤差，產生磁頭的預計位置；一個脈沖信號預告器(300)，它產生預計的脈沖信號(350，370，444，456)作為解調器所產生的脈沖信號的近似；以及一個預計位置誤差信號發(fā)生器(305)，它根據預計的脈沖信號，產生預計的位置誤差信號。
另外提供的表格(302，304)可以用來存儲與用于產生由脈沖信號發(fā)生器生成的實際位置誤差信號和預計脈沖信號的脈沖信號之間差異相關的一組誤差值，用來修改脈沖信號發(fā)生器所生成的預計脈沖信號的表格采用誤差值提供來自解調器的脈沖信號的改進的近似，并且其中，預計的位置誤差信號發(fā)生器用由表格修改的預計脈沖信號產生預計的位置誤差信號。
為了使權利要求書與上文中的討論連貫，應當將術語“信號”理解為既包括模擬信號也包括數字信號。術語“電路”也應當被理解為既包括硬件的，也包括軟件/固件型的結構。短語“位置誤差信號”應當被理解為描述的是表示磁頭相對于選擇磁道的選擇徑向點(如磁道中心)的相對位置并且具有選擇的范圍的信號，所選擇的范圍中的第一個范圍值通常相應于選擇的磁道的一個邊界，第二個范圍值通常相應于選擇磁道的余下的一個邊界，而第一和第二范圍值之間的中間范圍值通常相應于磁道的中心。
短語“脈沖信號”應當被理解為是從一個或多個脈沖波形(如178、180、182、184)得到的，并且相對于選擇磁道的脈沖波形排列，本質上是周期性的。例如，(但不限于)，PS1脈沖信號通常在A和B脈沖波形178、180之間的磁道中心處從零值起循環(huán)，并在A和B脈沖波形的中心處到達沿相反方向延伸的最大值。應當進一步理解，盡管為描述起見，示出的是零伺服波形，但也可以采用按照權利要求書所限定的本發(fā)明的其他類型的伺服波形。
短語“可編程處理裝置”應當被理解為是描述的任何類型的執(zhí)行相關程序如DSP 160中的指令的可編程處理器。術語“和”、“加和”等應當被理解成包括加上或減去值的大小的運算。術語“波形”、“曲線”等應當被理解成包括數字表述值。最后，盡管權利要求書中的某些方法具有以特定順序排列的步驟，但應當理解，權利要求所限定的本發(fā)明并非僅限于所給步驟的順序，除非在權利要求書中以特定的語言所指出。
很清楚，本發(fā)明具有上述很好的結果和優(yōu)點。盡管為了揭示本發(fā)明已經描述了本發(fā)明的較佳實施例，但在由權利要求書所限定的本發(fā)明的精神中，本領域中的普通技術人員自己還可以對這些實施例作各種變更。
權利要求
1．一種控制磁頭相對于磁盤驅動器可旋轉磁盤的位置的方法，其特征在于，它包含下述步驟(a)根據與磁道相關的伺服信息，獲得表示所述磁頭相對于所述磁盤上磁道的相對位置的實際位置誤差信號；(b)用一非線性模型產生一預計的位置誤差信號作為所述實際位置誤差信號的近似，從而在預計的位置誤差信號中反映所述實際位置誤差信號的非線性；以及(c)根據所述實際位置誤差信號與所述預計位置誤差信號之差控制所述磁頭的位置。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)的所述實際位置誤差信號是當所述磁頭通過所述伺服信息附近時產生的脈沖信號的選擇組合而得到的。
3．如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述產生步驟(b)包含下述步驟(b1)從所述磁頭的估計位置，產生第一和第二個三角波形；(b2)將選擇幅度大小的飽和閾值應用于所述第一和第二個三角波形，從而形成至少第一和第二預計的脈沖信號，每一預計的脈沖信號的特征是一系列標稱的線性線段；以及(b3)將所述第一和第二預計的伺服脈沖信號組合起來，產生所述預計的位置誤差信號。
4．如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(b2)中所述飽和閾值的應用確定了所述第一和第二預計脈沖信號中的一系列的飽和區(qū)，并且所述產生步驟(b)還包含下述步驟(b4)通過所述一系列的飽和區(qū)的曲線成形，修改所述預計的脈沖信號，以產生修改的預計脈沖信號，使得步驟(b3)的第一和第二預計脈沖信號的組合采用所述經修改的預計脈沖信號。
5．如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述產生預計步驟(b)還包含下述步驟(b4)提供有關步驟(a)的脈沖信號與步驟(b2)的預計脈沖信號之間差值的誤差值表；以及(b5)采用誤差值表修改預計脈沖信號，以產生經表格修改的預計脈沖信號，從而將步驟(b3)的第一和第二預計脈沖信號的組合使用經表格修改的預計脈沖信號。
6．一種磁盤驅動器，其特征在于，它包含靠近具有多個磁道的可旋轉磁盤的磁頭；以及伺服電路，它從選擇磁道的伺服脈沖波形，通過產生表示所述磁頭相對于選擇的磁道的位置的實際位置誤差信號、從所述磁頭的估計位置產生預計的位置誤差信號作為所述實際位置誤差信號的近似，從而在所述預計的位置誤差信號中出現所述實際位置誤差信號的非線性、并且比較所述實際位置誤差信號和所述預計的位置誤差信號，可控地確定靠近所述磁道的所述磁頭的位置。
7．如權利要求6所述的磁盤驅動器，其特征在于，所述伺服電路包含解調器，當所述磁頭讀取所述選擇磁道的伺服脈沖波形時，根據來自所述磁頭的回讀信號，產生脈沖信號；實際位置誤差信號發(fā)生器，它與所述解調器耦合，產生所述實際的位置誤差信號作為所述脈沖信號的選擇組合；加法塊，它與所述實際位置誤差信號發(fā)生器耦合，將所述實際誤差信號與所述預計的位置誤差信號相加，產生一位置誤差信號誤差；估計和預計電路，它與所述加法塊耦合，根據所述位置誤差信號誤差，產生所述磁頭的所述估計的位置；脈沖信號預告器，它與所述估計和預計電路耦合，產生預計的脈沖信號，作為所述解調器產生的所述脈沖信號的近似；以及預計位置誤差信號發(fā)生器，它與所述脈沖信號預告器和所述加法塊耦合，根據所述預計的脈沖信號產生所述預計的位置誤差信號。
8．如權利要求7所述的磁盤驅動器，其特征在于，所述脈沖信號預告器通過形成一系列大體為三角形的波形，并將飽和閾值應用在所述三角波形沿正、負方向延伸的部分以形成飽和區(qū)，來產生預計的位置誤差信號。
9．如權利要求8所述的磁盤驅動器，其特征在于，所述脈沖信號預告器還通過曲線成形所述飽和區(qū)，產生所述預計的脈沖信號。
10．如權利要求7所述的磁盤驅動器，其特征在于，所述伺服電路還包含一表格，耦合到且在功能上處在所述脈沖信號預告器和所述預計位置誤差信號發(fā)生器之間，它提供一組與用來產生實際的位置誤差信號的脈沖信號和由所述脈沖信號發(fā)生器產生的預計脈沖信號之間的差值相關的誤差值，其中，用于修改所述脈沖信號發(fā)生器產生的預計脈沖信號的所述表格，使用誤差值以提供來自所述解調器的所述脈沖信號的改進的近似，并且其中，所述預計的位置誤差信號發(fā)生器用所述表格修改的所述預計的脈沖信號產生預計的位置誤差信號。
全文摘要
一種用來改進磁盤驅動器(100)的伺服性能的裝置和方法。磁盤驅動器包括靠近在其上有多個磁道(164)存儲數據可旋轉磁盤(106)的磁頭(126)。伺服電路(144)通過產生實際的(原始的)位置誤差信號(PES)(218,458),用來控制磁頭的位置,而實際位置誤差信號的特征是對在選擇的磁道寬度的部分上是非線性的,并且表示磁頭相對于選擇的磁道的位置。伺服電路還產生一預計的PES(456)作為實際PES的近似,并且隨后通過將實際的PES與預計的PES(236)相加,來控制磁頭的位置。伺服電路包括一脈沖信號發(fā)生器(300),當磁頭讀取磁盤上的伺服脈沖波形(176)時,它產生預計的脈沖信號(350,370),作為由來自磁頭的回讀信號確定的實際脈沖信號(208,210)的近似。誤差值表(302,304)通過補償磁頭的非對稱響應,提供改進的實際脈沖信號的近似。
文檔編號G11B21/10GK1285946SQ98813055
公開日2001年2月28日 申請日期1998年5月14日 優(yōu)先權日1998年1月13日
發(fā)明者E·S·庫伯, R·D·漢普謝里 申請人:西加特技術有限責任公司