DE60002178T2

DE60002178T2 - Verstärker mit variabler verstärkung mit temperaturkompensation zum gebrauch in einem plattenantriebssystem

Info

Publication number: DE60002178T2
Application number: DE60002178T
Authority: DE
Inventors: Richard Anthony BONACCIO; Allen Rick PHILPOTT; John Peter Winchester Hampshire WINDLER; Scott Gregory WINN
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2020-02-11
Also published as: US6282038B1; RU2250517C2; PL349276A1; CN1340193A; CZ20013013A3; KR20020007300A; JP2002537626A; MY119878A; EP1153390B1; JP3682470B2; CN1184632C; ATE237863T1; HUP0105213A3; EP1153390A1; KR100460376B1; WO2000049613A1; HUP0105213A2; DE60002178D1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Signale, die aus einem Datenspeichermedium gelesen werden, und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Schätzen der Amplitude eines Signals, das aus einem Datenspeichermedium gelesen wird, das in einem Plattenlaufwerksystem bereitgestellt wird.
Stand der Technik
In der industriellen Herstellung von Plattenlaufwerksystemen wird gegenwärtig viel Aufmerksamkeit auf die Leistungsfähigkeit und die Zuverlässigkeit von Messwandlern (transducers) gerichtet, die als Teil des Lese-/Schreibkopfes verwendet werden. Änderungen der Betriebseigenschaften eines Lesewandlers (read transducer) können beispielsweise eine Leistungsabnahme des Lese-/Schreibkopfes oder einen drohenden Fehler des Kopfes anzeigen. Änderungen der Amplitude eines von einem bestimmten Lese-/Schreibkopf erhaltenen Rücklesesignals können beispielsweise ein mögliches Problem mit dem Leseelement dieses Lese-/Schreibkopfes anzeigen.
Es hat sich beispielsweise herausgestellt, dass das Überwachen der Amplitudeneigenschaften eines unter Verwendung eines bestimmten Lese-/Schreibkopfes erhaltenen Rücklesesignals über die Zeit Erkenntnisse hinsichtlich der Integrität und des Betriebszustands des auf dem Lese-/Schreibkopf bereitgestellten Lesewandlers liefern kann. Ein Giant MR(GMR-) Messwandler, der auf anomale Weise arbeitet, kann beispielsweise Rücklesesignale mit im Laufe der Zeit abnehmender Amplitude erzeugen. Die Beschaffenheit und die Komplexität der meisten Lesekanalausführungen schließen jedoch im Allgemeinen eine in situ Ermittlung von Rücklesesignaleigenschaften aus, beispielsweise die Ermittlung der Rücklesesignalamplitude für einen bestimmten Lese-/ Schreibkopf über der Zeit mit einem hohen Grad an Genauigkeit.
In einer typischen Lesekanalausführung wird oftmals ein Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor (VGA) als Verstärkungselement einer automatischen Verstärkungsregelungs(automatic gain control) (AGC-) Schleife verwendet, die zum Regeln der Amplitude von Rücklesesignalen verwendet wird, die am Ausgang des VGA bereitgestellt werden. Die AGC-Schleife ändert den Verstärkungsfaktor des VGA durch Anlegen von geeigneten Steuersignalen an den VGA. Obwohl Versuche unternommen wurden, um VGA-Steuersignale für die Schätzung der Amplitude von in den VGA eingehenden Rücklesesignalen zu verwenden, ignorieren solche versuchsweisen Realisierungen vollständig temperaturabhängige Faktoren, die die Genauigkeit von Schätzungen der Rücklesesignalamplitude nachteilig beeinflussen.
Die veröffentlichte US-Patentschrift 5 631 891 von Moritsugu et al. (20. Mai 1997) beschreibt eine AGC-Schleifenschaltung für eine optische Plattenlaufwerkvorrichtung, in der eine Schottky-Diode, die in einer Bezugsspannungsschaltung für einen mit dem VGA-Ausgang verbundenen Vergleicher verwendet wird, physisch an ein Paar von Schottky-Dioden angrenzt, die in einer mit dem VGA-Ausgang verbundenen Klemmschaltung (clamping circuit) verwendet werden, wobei sichergestellt wird, dass die Schottky-Dioden unter ähnlichen Temperaturbedingungen arbeiten.
In der Herstellung von Plattenlaufwerksystemen besteht ein großer Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Ermitteln der Amplitude eines Rücklesesignals, das von einem Datenspeichermedium mit einem hohen Genauigkeitsgrad erhalten wird. Insbesondere besteht ein Bedarf an einer solchen Vorrichtung und einem solchen Verfahren, die in situ in einem Lesekanal realisiert werden können. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese und andere Bedürfnisse.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schätzen der Amplitude eines Rücklesesignals, das aus einem Datenspeichermedium erhalten und in einen Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor eingegeben wird.
Ein Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Messen eines Ausgangssignals an einem Ausgang des Verstärkers auf ein an einen Eingang des Verstärkers angelegtes Rücklesesignal hin. Es wird ein Differenzsignal erzeugt, das eine Differenz zwischen dem Verstärkerausgangssignal und einem Bezugssignal darstellt. Es wird ein einem Temperaturkoeffizienten des Verstärkungsfaktors zugeordnetes Kompensationssignal erzeugt. Unter Verwendung des Kompensationssignals wird ein Schätzsignal erzeugt, das die Amplitude des Rücklesesignals anzeigt. Das Schätzsignal stellt die Rücklesesignalamplitude dar, wobei es eine Größe, die gleichwertig mit derjenigen des Differenzsignals ist, und eine Polarität aufweist, die zu derjenigen des Differenzsignals entgegengesetzt ist. Das Schätzsignal wird erzeugt, indem es zum Differenzsignal addiert oder es vom Differenzsignal subtrahiert wird.
Ein Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Messen eines Ausgangssignals an einem Ausgang des Verstärkers auf ein an einen Eingang des Verstärkers angelegtes Rücklesesignal hin. Es wird. ein Differenzsignal erzeugt, das eine Differenz zwischen dem Verstärkerausgangssignal und einem Bezugssignal darstellt. Es wird ein einem Temperaturkoeffizienten des Verstärkungsfaktors zugeordnetes Kompensationssignal erzeugt, wobei das Kompensationssignal ein Stromsignal ist. Unter Verwendung des Kompensationssignals wird ein Schätzsignal erzeugt, das die Amplitude des Rücklesesignals anzeigt. Das Schätzsignal stellt die Rücklesesignalamplitude dar, wobei es eine Größe, die gleichwertig mit derjenigen des Differenzsignals ist, und eine Polarität aufweist, die zu derjenigen des Differenzsignals entgegengesetzt ist.
In jeder Ausführungsform kann das Kompensationssignal eine temperaturabhängige Größe aufweisen und ist vorzugsweise proportional zur absoluten Temperatur. Die Erzeugung des Kompensationssignals kann außerdem die Erzeugung eines ersten Kompensationssignals mit einer zur absoluten Temperatur proportionalen Größe und die Erzeugung eines zweiten Kompensationssignals mit einer temperaturunabhängigen Größe beinhalten. Das erste und das zweite Kompensationssignal können selektiv verwendet werden, um Änderungen des temperaturabhängigen Verstärkungsfaktors und der Polarität im Differenzsignal aufzuheben. Das Schätzsignal kann ein binäres Schätzsignal sein. Das Differenzsignal kann an einen Steuereingang des Verstärkers angelegt werden, um das Verstärkerausgangssignal mit dem Bezugssignal abzugleichen, so dass das Ausgangssignal vom Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor bei einer festgelegten Amplitude gehalten wird. Das Bezugssignal kann eine festgelegte Rücklesesignalamplitude darstellen, die am Ausgang des Verstärkers mit veränderbarem Verstärkungsfaktor beibehalten werden muss.
Eine Schaltung zum Schätzen der Amplitude eines von einem Datenspeichermedium erhaltenen Rücklesesignals enthält einen Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor mit einem Signaleingang, der das Rücklesesignal empfängt, und einem Steuereingang, der ein Verstärkersteuersignal empfängt. Die Steuereingänge des Verstärkers sind mit einem Kondensator verbunden, und das Verstärkersteuersignal wird im Kondensator gespeichert.
Außerdem enthält die Schaltung einen Vergleicher mit Eingängen, die über entsprechende Widerstandselemente mit den Steuereingängen des Verstärkers verbunden sind. Ausgänge einer Digital-Analog-Umsetzungsschaltung (DAC) sind mit den Vergleichereingängen verbunden. Eine Temperaturkompensationsschaltung ist mit den Vergleichereingängen verbunden und erzeugt ein Kompensationssignal, das einem Temperaturkoeffizienten des Verstärkungsfaktors zugeordnet wird. Das Temperaturkompensationssignal bewirkt eine Änderung der Spannung an den Widerstandselementen. Eine Logikschaltung enthält einen mit dem Ausgang des Vergleichers verbundenen Eingang und einen mit einem Eingang des DAC verbundenen Ausgang. Die Logikschaltung erzeugt an ihrem Ausgang ein Schätzsignal, das auf eine Gleichheit von Spannungen an den entsprechenden Vergleichereingängen hin die Amplitude des Rücklesesignals anzeigt. Das Schätzsignal kann ein binäres Signal sein.
Der Verstärker, die Temperaturkompensationsschaltung und der Vergleicher haben vorzugsweise ein gleichwertiges Temperaturprofil und werden vorzugsweise auf einem gemeinsamen IC-Substrat bereitgestellt. Die Temperaturkompensationsschaltung umfasst einen Stromgenerator und eine Größensteuerung (magnitude control). Die Temperaturkompensationsschaltung kann ein integraler Bestandteil des Verstärkers sein. Der Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor kann einen Verstärker mit regelbarem Verstärkungsfaktor (VGA) umfassen.
Die Temperaturkompensationsschaltung kann ein erstes Kompensationssignal mit einer zur absoluten Temperatur proportionalen Größe und ein zweites Kompensationssignal mit einer temperaturunabhängigen Größe erzeugen. Das erste Kompenssationssignal kann eine Polarität aufweisen, die zu derjenigen des zweiten Kompensationssignals entgegengesetzt ist. Das erste und das zweite Kompensationssignal können selektiv verwendet werden, um Änderungen des temperaturabhängigen Verstärkungsfaktors und der Polarität im Verstärkersteuersignal aufzuheben. Eine Schaltung zur Schätzung der Rücklesesignalamplitude der vorliegenden Erfindung kann in einem Plattenlaufwerksystem oder verschiedenen anderen Typen von Datenspeichersystemen realisiert werden.
Die obige Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung ist nicht dafür vorgesehen, jede Ausführungsform oder jede Realisierung der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. Vorteile und Erkenntnisse zusammen mit einem vollständigeren Verständnis der Erfindung gehen durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung und die Ansprüche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Draufsicht eines Plattenlaufwerksystems mit entfernter oberer Gehäuseabdeckung;
2 ist eine Seitenansicht eines Plattenlaufwerksystems, das eine Vielzahl von Datenspeicherplatten umfasst;
3 ist ein Flussdiagramm, das verschiedene Prozesse darstellt, die in einem Datenspeichersystem ausgeführt werden, wenn die Amplitude eines von einem Datenspeichermedium erhaltenen Rücklesesignals gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung geschätzt wird;
4 ist ein Blockschaltbild einer Lesekanalschaltung, die eine Schaltung zum Schätzen der Amplitude eines Rücklesesignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
5 ist ein Blockschaltbild einer Vorgehensweise zum Schätzen der Amplitude eines Rücklesesignals gemäß eines bekannten Verfahrens;
6 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Schätzen der Amplitude eines Rücklesesignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Schaltungsdiagramm einer Vorrichtung zum Schätzen der Amplitude eines Rücklesesignals gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Obwohl die Erfindung verschiedenen Änderungen und alternativen Formen unterworfen ist, wurden Einzelheiten davon in den Zeichnungen beispielhaft gezeigt und werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
In der folgenden Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden und in denen durch Veranschaulichung verschiedene Ausführungsformen gezeigt werden, in denen die Erfindung angewandt werden kann.
Allgemein gesprochen schaffen ein System und eine Methodik gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung die Voraussetzungen für die genaue Schätzung der Amplitude eines Eingangssignals in eine automatische Verstärkungsregelungs(AGC-) Schleife. Eine Vorgehensweise zur Schätzung eines Eingangssignals gemäß der vorliegenden Erfindung schafft die Voraussetzungen für die genaue Schätzung der Amplitude eines Eingangssignals, ungeachtet des Vorliegens von Änderungen der Amplitude des Eingangssignals. Es wird eine Temperaturkompensation bereitgestellt, bei der ein Temperaturkoeffizient verwendet wird, der dem Verstärkungsfaktor eines in der AGC-Schleife verwendeten Verstärkers mit veränderbarem Verstärkungsfaktor zugeordnet ist, um ein Temperaturkompensationssignal zu erzeugen, das zum VGA-Steuersignal addiert wird, um Auswirkungen von Temperaturschwankungen auf den Verstärkungsfaktor der AGC-Schleife wirkungsvoll aufzuheben.
In einer Ausführungsform, in der eine Verfahrensweise zur Eingangssignalschätzung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Plattenlaufwerksystem verwendet wird, kann die Amplitude eines aus einem Datenspeichermedium erhaltenen Rücklesesignals genau geschätzt werden. Das wiederholte Schätzen der Amplitude eines Rücklesesignals für einen gegebenen Lese-/Schreibkopf schafft die Voraussetzungen für die Ermittlung von Änderungen in den Amplitudeneigenschaften eines Lesewandlers und/oder einer Lesekanalschaltung.
Beispielsweise zeigen Amplitudenmessungen, die verringerte Amplitudenwerte ergeben, die einem GMR-Lesewandler zugeordnet werden, normalerweise einen drohenden Fehler des Wandlers an. Solche Verluste oder Abweichungen der relativen Rücklesesignalamplitude können als Teil einer Strategie zur Analyse vorhersehbarer Fehler für verschiedene Typen von Lesewandlern verwendet werden. Es kann verstanden werden, dass eine Erhöhung der Genauigkeit von Schätzungen der Rücklesesignalamplitude die Fähigkeit zum Erkennen unerwünschter Änderungen der Leistungsfähigkeit eines Lesewardlers/Lesekanals vorteilhaft verbessert und die Genauigkeit der ordnungsgemäßen Ermittlung eines Lesewandlers mit schlechter Leistung erhöht.
In einer Ausführungsform, in der die Amplitude eines Rücklesesignals bei einer festgelegten Amplitude gehalten werden muss, kann die Schaltung der vorliegenden Erfindung zur Schätzung einer Rücklesesignalamplitude, die einen Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor und eine Temperaturkompensationsschaltung beinhaltet, in einer automatischen Verstärkungsregelungsschleife der Lesekanalschaltung verwendet werden. Die Amplitude eines Rücklesesignals kann mit einem hohen Grad an Genauigkeit geschätzt werden, selbst wenn das aus dem Datenspeichermedium erhaltene und in den Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor eingegebene Signal Amplitudenschwankungen unterworfen ist, die beispielsweise aufgrund von herstellungsbedingten Änderungen des Lese-/Schreibkopfes, Schwankungen der Flughöhe, Schwankungen des Vorverstärkungsfaktors (preamplifier gain) und dergleichen auftreten. Eine genaue Schätzung der Amplitude eines Rücklesesignals schafft die Voraussetzungen für die Erkennung von feinen und ausgeprägten Änderungen der Leistungsfähigkeit des Lesewandlers und/oder unerwünschten Änderungen der Leistungsfähigkeit der Lesekanalschaltung.
Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf die 1 und 2 wird ein Plattenlaufwerksystem 20 dargestellt, in dem die Methodik der vorliegenden Erfindung zur Schätzung der Amplitude eines Rücklesesignals realisiert werden kann. Wie in 2 am besten gezeigt wird, enthält das Plattenlaufwerksystem 20 normalerweise eine oder mehrere starre Datenspeicherplatten 24, die koaxial in einer Tandemanordnung gestapelt (stacked coaxially in a tandem spaced relationsship) werden und sich mit einer verhältnismäßig hohen Drehgeschwindigkeit um einen Spindelmotor 26 drehen. Wie in 1 gezeigt wird, ist jede Platte 24 normalerweise so formatiert, dass sie eine Vielzahl von in einem bestimmten Abstand angeordneten konzentrischen Spuren 50 enthält, wobei jede Spur in eine Reihe von Sektoren 52 partitioniert ist, die ihrerseits in einzelne Datenfelder unterteilt sind. Eine oder mehrere der Platten 24 können alternativ so formatiert werden, dass sie eine spiralförmige Spurenkonfiguration enthalten.
Eine Betätigungseinrichtung 30 enthält normalerweise mehrere verzahnte Zugriffsarme (actuator arms) 28, wobei jeder Arm einen oder mehrere Wandler 27 und Gleitkörperanordnungen (slider assemblies) 35 aufweist, die an einem Lastträger (load beam) 25 befestigt sind, um Daten in die und aus den Datenspeicherplatten 24 zu übertragen. Der Gleitkörper 35 ist normalerweise als ein aerodynamischer Hebekörper (lifting body) gestaltet, der den Wandler 27 von der Oberfläche der Platte 24 hebt, wenn. die Geschwindigkeit der Spindelmotordrehung erhöht wird und bewirkt, dass der Wandler 27 auf einem durch die Hochgeschwindigkeitsdrehung der Platte 24 erzeugten Luftlager (air bearing) über die Platte 24 gleitet. Alternativ kann auf die Plattenoberfläche 24 ein konformes Gleitmittel (lubricant) aufgebracht werden, um die statische und dynamische Reibung zwischen dem Gleitkörper 35 und der Plattenoberfläche 24 zu verringern.
Die Betätigungseinrichtung 30 wird normalerweise auf einer stationären Welle 32 befestigt werden und dreht sich. um die Welle 32, um die Zugriffsarme 28 in den und aus dem Stapel von Datenspeicherplatten 24 zu bewegen. Eine auf einem Spulenrahmen (coil frame) 34 der Betätigungseinrichtung 30 befestigte Spulenbaugruppe (coil assembly) 36 dreht sich im Allgemeinen in einem Spalt (gap) 44 zwischen den oberen und unteren Magnetbaugruppen (magnet assemblies) 40 und 42 einer Dauermagnetstruktur 38, die ihrerseits bewirkt, dass die Zugriffsarme 28 über die Oberfläche der Datenspeicherplatten 24 gleiten. Der Spindelmotor 26 umfasst normalerweise einen mehrphasigen Wechselstrommotor (poly-phase AC motor) oder alternativ einen Gleichstrommotor, der von einer Stromversorgung 46 gespeist wird und für die Drehung der Datenspeicherplatten 24 ausgelegt ist. Die Spulenbaugruppe 36 und die obere und untere Magnetbaugruppe 40 und 42 der Dauermagnetstruktur 38 arbeiten zusammen als ein Schwingspulen-Antriebsmotor (actuator voice coil motor) 39, der auf Steuersignale anspricht, die von einem Servoprozessor 56 erzeugt werden. Der Servoprozessor 56 steuert die Richtung und die Größe eines Steuerstroms, der dem Schwingspulenmotor 39 zugeführt wird. Der Schwingspulen-Antriebsmotor 39 erzeugt ein Drehmoment (torquing force) am Antriebsspulenrahmen (actuator coil frame) 34, wenn Steuerströme mit unterschiedlicher Richtung und Größe in der Spulenbaugruppe 36 bei Vorhandensein eines Magnetfeldes fließen, das von der Dauermagnetstruktur 38 erzeugt wird. Die dem Antriebsspulenrahmen 34 verliehenen Drehmomente bewirken eine entsprechende Drehbewegung der Zugriffsarme 28 in Richtungen, die von der Polarität der durch die Spulenbaugruppe 36 fließenden Steuerströme abhängen. Der mit der Lesekanalelektronik 57 zusammenarbeitende Servoprozessor 56 regelt den Schwingspulen-Antriebsmotor 39, so dass er die Zugriffsarme 28 und die Wandler 27 auf vorgeschriebene Positionen der Spuren 40 und der Sektoren 52 bewegt, wenn Daten auf die und aus den Platten 24 geschrieben und gelesen werden. Der Servoprozessor 56 ist mit einer Plattenlaufwerksteuereinheit 58 lose verbunden. Die Plattenlaufwerksteuereinheit 58 enthält normalerweise eine Steuerschaltung und Software, die die Übertragung von Daten auf die und aus den Datenspeicherplatten 24 koordinieren. Obwohl der Servoprozessor 56 und die Plattenlaufwerksteuereinheit 58 in 1 als zwei gesonderte Einheiten dargestellt werden, wird es verstanden, dass die Funktionalität des Servoprozessors 56 und der Plattenlaufwerksteuereinheit 58 in einem einzigen Mehrzweckprozessor ausgeführt werden kann, was normalerweise zu verringerten Komponentenkosten führt.
Mit Bezugnahme auf 3 wird nun ein Flussdiagramm von verschiedenen Prozessen dargestellt, die für die Schätzung der Amplitude eines aus einem Datenspeichermedium gelesenen Signals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Wie in 3 gezeigt wird, wird ein Rücklesesignal aus einem Datenspeichermedium erhalten, das in einem Datenspeichersystem bereitgestellt wird. In dieser Ausführungsform wird ein Verstärker mit regelbarem Verstärkungsfaktor (VGA) in der automatischen Verstärkungsregelungs- (AGC-) Schleife eines Lesekanals verwendet, um die Amplitude des in den Signalverarbeitungspfad des Lesekanals eingeführten Rücklesesignals zu regeln. Das Rücklesesignal wird an einen Signaleingang des VGA angelegt, 152. Unter Verwendung des VGA-Ausgangssignals und eines Bezugssignals, das eine zuvor eingerichtete Amplitude darstellt, wird ein Steuersignal. erzeugt, 154. Das Steuersignal wird sodann an die Steuereingänge des VGA angelegt, was normalerweise zu einer Anpassung an den Verstärkungsfaktor des VGA führt.
Es wird ein Kompensationssignal erzeugt, 156, das mit einem Temperaturkoeffizienten des VGA-Verstärkungsfaktors in Zusammenhang steht. In einer Ausführungsform ist die Größe oder der Wert des Kompensationssignals proportional zur absoluten Temperatur. Das Kompensationssignal wird zusammen mit dem ursprünglichen Steuersignal verwendet, um ein geändertes Steuersignal zu erzeugen, 158. Das geänderte Steuersignal wird verwendet, um ein Schätzsignal zu erzeugen, 160, das eine genaue Darstellung der Amplitude des Rücklesesignals ist.
Das Schätzsignal ist ein Signal, dessen Wert gleichwertig mit dem geänderten Steuersignal ist, kann jedoch in einer Form vorliegen, die für vielfältige Eingabe- oder Ausgabebedürfnisse geeignet ist. Beispielsweise kann das geänderte Steuersignal ein analoges Signal sein, und das Schätzsignal kann ein digitales Signal sein, das das analoge geänderte Steuersignal darstellt. Eine gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung berechnete Rücklesesignalamplitude berücksichtigt temperaturabhängige Schwankungen des VGA-Steuersignals aufgrund des Temperaturkoeffizienten des VGA-Verstärkungsfaktors.
Mit Bezugnahme auf 4 wird nun eine Schaltung 70 zum Schätzen der Amplitude eine. aus einem Datenspeichermedium erhaltenen Rücklesesignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die in 4 dargestellte Schaltung 70 kann in der Lesekanalelektronik des zuvor mit Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebenen Systems integriert werden. Es wird verstanden, dass die in 4 gezeigte Schaltung 70 sowie andere hierin beschriebene Schaltungsausführungsformen und Verfahrensweisen in einer großen Vielfalt von Datenspeichersystemen und anderen Typen von Signalverarbeitungssystemen im Allgemeinen realisiert werden können.
4 zeigt eine Anzahl von Komponenten, die Datensignale verarbeiten, die unter Verwendung des Leseelementes eines Lese-/Schreibkopfes 71 von einer Datenspeicherplatte 73 abgeleitet wurden. Die von der Oberfläche der Platte 73 erhaltenen Datensignale stellen normalerweise Daten oder darauf gespeicherte Servoinformationen dar, können jedoch andere Typen von Daten enthalten. Die auf der Platte 73 gespeicherten Daten liegen normalerweise in Form von magnetischen Übergängen auf einer Reihe von konzentrischen oder serpentinenförmigen Spuren vor. Der Lese-/Schreibkopf 71 kann ein magnetoresistives (MR-) Leseelement, ein magnetoresistives Giant- (GMR-) Leseelement, ein Dünnschicht-Leseelement oder einen anderen Typ von Lesewandler enthalten. Es wird verstanden, dass die Datenspeicherplatte 73 optische Informationen speichern kann und dass der Lese-/Schreibkopf 71 ein optisches Leseelement enthalten kann.
Das im Lesewandler des Lese-/Schreibkopfes 71 erzeugte Datensignal wird normalerweise zur Vorverstärkerelektronik übertragen, beispielsweise einer Verstärkungselektronik- (AE-) Schaltung oder einem AE-Modul 72. Das AE-Modul 72 verstärkt das vom Lese-/Schreibkopf 71 übertragene Rücklesesignal normalerweise vom Mikrovolt-Bereich in den Millivolt-Bereich. Das verstärkte Rücklesesignal wird vom AE-Modul 72 zu einer Schaltung 75 zur Schätzung der Rücklesesignalamplitude übertragen. Die Schaltung 75 zur Schätzung der Rücklesesignalamplitude ist vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt, im Lesekanal integriert. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Komponenten der Schaltung 75 Komponenten sind, die normalerweise in Lesekanalanwendungen verwendet werden. Solche Komponenten können mit anderen Schaltungselementen verbunden werden, die in Kombination miteinander die Voraussetzungen für genaue Schätzungen der Rücklesesignalamplitude gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung schaffen.
Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform enthält die Schaltung 75 zur Schätzung der Rücklesesignalamplitude einen Verstärker mit regelbarem Verstärkungsfaktor (VGA) 76, der durch eine oder mehrere Signalleitungen 74 mit dem AE-Modul 72 verbunden ist. Unter einem Verstärker mit regelbarem Verstärkungsfaktor ist nach dem Stand der Technik ein Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor zu verstehen, der auf Steuersignale hin verändert werden kann, beispielsweise auf Strom- oder Spannungssteuersignale hin. In dieser Ausführungsform ist der VGA 76 mit einem zeitkontinuierlichen Filter (continous time filter) (CTF) 78 verbunden, durch das Rücklesesignale übertragen und gefiltert werden. Vom CTF 78 ausgegebene Rücklesesignale werden über eine oder mehrere Signalleitungen 79 zur Folgeschaltung übertragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der VGA 76 zum Normalisieren der Amplitude des vom AE-Modul 72 empfangenen Rücklesesignals verwendet. Beispielsweise kann die Rücklesesignalamplitude am Ausgang des VGA 76 bei 800 mV_dpp (Spitze-Spitze) normalisiert werden. In einer Ausführungsform, die sowohl den VGA 76 als auch den CTF 78 enthält, ist die normalisierte Amplitude von Interesse diejenige, die der Kombination aus VGA 76 und CTF 78 zugeordnet wird.
Gemäß der in 4 gezeigten Schaltungskonfiguration erzeugt ein VGA-Verstärkungsregelungspuffer 80 Steuerspannungssignale, die zur Anpassung des Verstärkungsfaktors des VGA 76 über eine oder mehrere Leitungen 77 zum VGA 76 übertragen werden. Der Verstärkungsregelungspuffer 80 enthält einen Kondensator 84 zur Verstärkung eines Datensignals (data gain capacitor) und einen Kondensator 86 zur Verstärkung eines Servosignals (servo gain capacitor) 86. Die an den Verstärkungskondensatoren 84 bzw. 86 aufgebauten Spannungen stellen integrierte automatische Verstärkungsregelungsspannungen (integrated automatic gain control voltages) dar. Es wird verstanden, dass der Verstärkungsregelungspuffer 80 in einer weniger komplexen Ausführungsform einen Multiplexer darstellen kann.
Der Verstärkungsregelungspuffer 80 ist mit einem Spannungspuffer mit Verstärkungsfaktor Eins (unity gain voltage buffer) 81 verbunden. Wie in 4 dargestellt wird, wird an einem Eingang des Spannungspuffers mit Verstärkungsfaktor Eins 81 eine Spannung bereitgestellt, die gleichwertig mit der am Kondensator 84 zur Verstärkung eines Datensignals aufgebauten Spannung ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die dem Kondensator 84 zur Verstärkung eines Datensignals zugeordnete Spannung während eines Leerlaufmodus oder eines Lesemodus des Plattenlaufwerksystembetriebs selektiv an den Eingang des Spannungspuffers mit Verstärkungsfaktor Eins 81 angelegt werden kann.
Die am Ausgang des Spannungspuffers mit Verstärkungsfaktor Eins 81 aufgebaute Spannung V_ctrl ist identisch mit der am Kondensator 84 zur Verstärkung eines Datensignals aufgebauten Spannung. Mit den entsprechenden Ausgängen des Spannungspuffers mit Verstärkungsfaktor Eins 81 und eines Digital-Analog-Umsetzers (DAC) 88 mit N Bit sind Widerstände R verbunden. Die Ausgänge des N-Bit-DAC 88 und die Widerstände R sind außerdem mit den Eingängen des Vergleichers 82 verbunden. Eine Temperaturkompensations-Stromquelle 89 ist mit den entsprechenden Eingängen des Vergleichers 82 verbunden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Spannungspuffers mit Verstärkungsfaktor Eins 81, der N-Bit-DAC 88 und der Vergleicher 82 verbunden sind, wie in 4 gezeigt wird, um eine Prozedur zur Schätzung einer Rücklesesignalamplitude gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung auszuführen, was im Folgenden mit Bezugnahme auf die 4, 6 und 7 ausführlich erläutert wird. Diese Verbindungen werden normalerweise geändert, um während anderer Betriebsarten des Plattenlaufwerksystems eine andere Funktionalität bereitzustellen.
Wie oben kurz erläutert wurde, verwenden viele Plattenlaufwerksysteme Lesekanäle, die eine automatische Verstärkungsregelungs- (AGC-) Schleife zur Regelung der Amplitude des Rücklesesignals verwenden, das in den Signalverarbeitungspfad des Lesekanals eingegeben wird. Das Regeln der Rücklesesignalamplitude auf eine zuvor eingerichtete Amplitude wird im Allgemeinen benötigt, um Unterschiede in den Kopf-/Kanaleigenschaften aufgrund von herstellungsbedingten Änderungen, Änderungen der Flughöhe, Änderungen des Vorverstärkungsfaktors und dergleichen anzupassen.
Gemäß einer bekannten Realisierung, wie sie beispielsweise in 5 dargestellt wird, wird ein Rücklesesignal an einem Eingang 110 eines Verstärkers 102 mit regelbarem Verstärkungsfaktor empfangen. Die Funktion der AGC-Schleife besteht im Messen der Amplitude des Rücklesesignals an einem Ausgang 111 des VGA 102 und im Vergleichen der Rücklesesignalamplitude mit einem zuvor eingerichteten Verstärkungsfaktor-Bezugssignal 109, beispielsweise unter Verwendung des Vergleichers 108. Auf einen erkannten Unterschied zwischen dem Verstärkungsfaktor-Bezugssignal 109 und dem am Ausgang 111 des VGA 102 bereitgestellten Rücklesesignals wird vom Vergleicher 108 ein Fehlersignal mit entsprechender Größe und entsprechendem Vorzeichen erzeugt. Das auch als VGA-Steuersignal V_CTRL bezeichnete Fehlersignal wird über die Leitungen 113, 115 an den VGA 102 angelegt, so dass der VGA-Verstärkungsfaktor erhöht oder verringert wird, bis die Amplitude des an den Vergleicher 108 angelegten Rücklesesignals gleichwertig zu derjenigen des Verstärkungsfaktor-Bezugssignals 109 ist.
Da der gewünschte Ausgangspegel des Rücklesesignal festgelegt ist, würde es einfach erscheinen, das VGA-Steuersignal V_CTRL zum Schätzen der Amplitude des an den Eingang des VGA 102 angelegten Rücklesesignals zu verwenden. Diese Schlussfolgerung würde jedoch fälschlicherweise voraussetzen, dass der Verstärkungsfaktor des VGA 102 nur von der VGA-Steuerspannung V_CTRL abhängig ist. In der Realität wird nach dem Stand der Technik jedoch verstanden, dass der Verstärkungsfaktor eines typischen integrierten VGA 102 temperaturabhängig ist. Die Temperatur ändert sich beispielsweise in jeder gegebenen Kanalkomponente in Abhängigkeit von der Übertragungsgeschwindigkeit, der Betriebsart und der Umgebung, in der das jeweilige System betrieben wird. Bei einer gegebenen Kanalkomponente erzeugt dieselbe VGA-Steuerspannung folglich einen unterschiedlichen VGA-Verstärkungsfaktor, wenn die Temperatur sich ändert.
Außerdem können die Auswirkungen der Temperatur auf die AGC-Schleife bewirken, dass die Schleife mit verschiedenen Werten des VGA-Steuersignaleingangs synchronisiert wird, selbst wenn die Amplitude des an den Eingang 110 des VGA 102 angelegten Rücklesesignals unverändert bleibt. Prozessverschiebungen beeinflussen ebenfalls den Verstärkungsfaktor zwischen verschiedenen Lesekanalmodulen. Folglich führt dieselbe VGA-Steuerspannung zu unterschiedlichen VGA-Verstärkungsfaktorwerten zwischen verschiedenen Lesekanalmodulen. Diese Faktoren verringern die Korrelation zwischen Werten des VGA-Steuersignals V_CTRL und Werten der Rücklesesignalamplitude.
Es wurden Verfahren zum Schätzen der Amplitude eines unter Verwendung von VGA-Steuersignalen V_CTRL in einen VGA eingegebenen Rücklesesignals entwickelt. 5 stellt eine solche herkömmliche Vorgehensweise in Form eines Blockschaltbildes dar. Solche Verfahren ignorieren jedoch vollständig die nachteiligen Auswirkungen einer Temperaturschwankung auf die Rücklesesignalamplitude und sind infolgedessen weniger genau, da der Temperaturkoeffizient des VGA-Verstärkungsfaktors des Lesekanals nicht berücksichtigt wird. Ein Ignorieren von temperaturabhängigen Auswirkungen während der Erzeugung des VGA-Steuersignals führt zu verschiedenen Ungenauigkeiten, die die Genauigkeit von Schätzungen einer Rücklesesignalamplitude negativ beeinflussen.
Beispielsweise und mit weiterer Bezugnahme auf 5 wird der VGA 102 als mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 104, einem Vergleicher 108 und einem Kondensator 106 zur Verstärkung eines Datensignals verbunden gezeigt. Die Spannung an dem integrierenden Kondensator 106 zur Verstärkung eines Datensignals, die ein VGA-Steuersignal V_CTRL darstellt, wird an den ADC 104 angelegt. Der ADC 104 digitalisiert die Spannung am Kondensator zur Verstärkung eines Datensignals und speichert digitalisierte Spannungswerte über den ADC-Ausgang 117 in einem Speicher. Der Wert des am Ausgang 117 des ADC 104 bereitgestellten digitalen Signals ist eine nichttemperaturkompensierte binäre Schätzung der Amplitude des an den Eingang 110 des VGA 102 angelegten Rücklesesignals.
Gemäß der Darstellung befindet sich der VGA 102 auf einem integrierten Schaltkreis- (IC-) Substrat oder Chip, der physisch verschieden von demjenigen ist, auf dem sich der ADC 104 befindet. Der VGA 102 kann eine Temperatur aufweisen, die sich von derjenigen des ADC 104 unterscheidet, was oftmals der Fall ist. Es hat sich herausgestellt, dass der Vergleicher 108 für denselben Amplitudenpegel eines in den VGA 102 eingegebenen Rücklesesignals unterschiedliche digitale Steuercodes erzeugt, falls der Kanalchip 112 eine andere Temperatur aufweist als der Chip 112', auf dem die Digitalisierung durch den ADC 104 ausgeführt wird.
Falls solche temperaturabhängigen Auswirkungen ignoriert werden, bewirken sie, dass die RGC-Schleife mit unterschiedlichen Werten des VGA-Steuereingangs synchronisiert wird, selbst wenn die Amplitude des in den VGA eingegebenen Rücklesesignals unverändert ist. Es ist verständlich, dass das Ignorieren von temperaturabhängigen Auswirkungen während der Erzeugung des VGA-Steuersignals die Genauigkeit einer Vorgehensweise zur Schätzung einer Rücklesesignalamplitude verringert, wie sie beispielsweise oben mit Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde, und sogar zu falschen Anzeigen der Integrität des Lese-/Schreibkopfes führen kann.
Mit erneuter Bezugnahme auf 4 und wie oben erläutert wurde, wird ein VGA-Steuerspannungssignal V_CTRL an den Ausgängen des Spannungspuffers 81 mit Verstärkungsfaktor Eins aufgebaut. Wie oben außerdem erläutert wurde, beinhaltet eine typische Vorgehensweise nach dem Stand der Technik die ausschließliche Verwendung des VGA-Steuerspannungssignals V_CTRLfür die Schätzung der Amplitude eines an den Eingang des VGA 76 angelegten Rücklesesignals. Eine solche Vorgehensweise ignoriert jedoch temperaturabhängige Faktoren, die bewirken, dass sich das VGA-Steuerspannungssignal V_CTRL ändert, wenn sich der VGA-Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Es ist daher zu erkennen, dass eine Schätzung der Rücklesesignalamplitude, die lediglich auf dem VGA-Steuerspannungssignal V_CTRL beruht, sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, ungeachtet der Tatsache, dass sie Amplitude des in den VGA 76 eingegebenen Rücklesesignals unverändert bleibt.
Eine mit den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung übereinstimmende Vorgehensweise zur Schätzung der Amplitude eines Rücklesesignals beinhaltet die Verwendung des VGA-Steuerspannungssignals V_CTRL in Verbindung mit einem Schätzsignal V_EST, das an den Widerständen R aufgebaut wird, um eine temperaturkompensierte Schätzung der an den Eingang des VGA 76 angelegten Amplitude zu erzeugen. Eine Temperaturkompensations-Stromquelle 89 erzeugt einen Strom dergestalt, dass die Spannung V_EST an den Widerständen R aufgebaut wird. Die Spannung V_EST wird an den Widerständen R aufgebaut, so dass V_EST dieselbe Größe wie das VGA-Steuerspannungssignal V_CTRL, jedoch eine entgegengesetzte Polarität aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass sich das Ausgangssignal des N-Bit-DAC 88 während der Zeit, in der die Temperaturkompensations-Stromquelle 89 den Widerständen R Strom zuführt, nicht ändert.
Auf die Erzeugung einer Null-Volt-Spannung an den Eingängen des Vergleichers 82 hin (d. h., V_CTRL – V_EST = 0) ändert dieser seinen Status. An diesem Punkt der Gleichheit zwischen den Spannungen V_CTRL, und V_EST stellt der Wert V_EST exakt die Amplitude des an den VGA 74 angelegten Rücklesesignals dar. Es kann verstanden werden, dass Schwankungen des VGA-Steuersignals V_CTRL aufgrund von Temperaturschwankungen folglich durch die Erzeugung eines temperaturkompensierten (d. h. geänderten) VGA-Steuersignals V_EST gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung kompensiert werden.
Mit Bezugnahme auf 6 wird nun eine Schaltung 101 zur Schätzung der Amplitude eines Rücklesesignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein VGA-Steuersignal 123 in Verbindung mit einem Kompensationssignal 116 für die Schätzung der Amplitude eines an den Eingang 110 des VGA 103 angelegten Rücklesesignals verwendet. Insbesondere wird ein Kompensationssignal 116 erzeugt, das einem Temperaturkoeffizienten des VGA-Verstärkungsfaktors zugeordnet wird.
Das Kompensationssignal 116 wird an eine Summiereinheit (summing device) 118 angelegt, die das Kompensationssignal 116 zum VGA-Steuersignal V_CTRL 123 addiert bzw. von diesem subtrahiert, so dass ein geändertes VGA-Steuersignal 119 V_EST erzeugt wird. Das geänderte VGA-Steuersignal V_EST 119 wird in den ADC 105 eingegeben. Der ADC 105 digitalisiert das geänderte VGA-Steuersignal V_EST 119 und führt das digitalisierte Signal 119 einem Ausgang des ADC 105 zu. Das am ADC-Ausgang 117 bereitgestellte Signal ist eine temperaturkompensierte binäre Schätzung der Amplitude des an den Eingang 110 des VGA 103 angelegten Rücklesesignals.
Wie in 6 außerdem zu erkennen ist, ist der ADC 105 auf demselben IC-Substrat 112 wie der VGA 103 integriert. In dieser Konfiguration ist die Schaltung 114 zur Erzeugung des Kompensationssignals, die mit Bezugnahme auf 7 nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, auf demselben Chip 112 enthalten wie der VGA 103. Folglich haben die Schaltung 114 zur Erzeugung des Kompensationssignals, der VGA 103 und der ADC 105, die sich alle auf einem gemeinsamen IC-Substrat 112 befinden, ein gleichartiges Temperaturprofil. Ein beträchtlicher Vorteil, der durch die Integration der Schaltung 114 zur Erzeugung des Kompensationssignals, des VGA 103 und des ADC 105 auf einem gemeinsamen IC-Substrat 112 realisiert wird, betrifft die Fähigkeit zur Überwachung oder Gegenüberwachung (anti-track) der VGA-Verstärkungsfaktor-/ Temperaturfunktion bei Bedarf. Die Berücksichtigung des dem Zusammenhang zwischen VGA-Verstärkungsfaktor-/VGA-Steuersignal zugeordneten Temperaturkoeffizienten auf eine den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung entsprechende Weise erhöht die Genauigkeit von Schätzungen der Amplitude eines Rücklesesignals vorteilhaft.
Mit besonderer Bezugnahme auf 7 wird eine Schaltung 131 zur Schätzung der Amplitude eines Rücklesesignals gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die in 7 gezeigte Schaltung 131 enthält einen VGA 103, eine Spannungspufferschaltung 120 mit Verstärkungsfaktor Eins (in gestrichelten Linien gezeigt), eine Steuerlogik 138, einen mit der Steuerlogik 138 verbundenen N-Bit-DAC 136, einen Vergleicher 124 und eine Temperaturkompensationsschaltung 130. Die Steuerlogik 138 kann ein integraler Bestandteil der in 1 gezeigten Plattenlaufwerk-Steuereinheit 58 sein. Ein Kondensator 134 zur Verstärkung eines Datensignals ist über ein Paar von Puffern 121 mit einem Paar von Widerständen 122 verbunden. Wie zuvor erläutert wurde, speichert der Kondensator 134 zur Verstärkung eines Datensignals eine Spannung, die das VGA-Steuersignal V_CTRL des Lesekanals darstellt. Die Puffer 121 sind vorzugsweise Puffer vom Typ mit Verstärkungsfaktor Eins und können als Sourcefolger (source followers) oder Emitterfolger (emitter followers) konfiguriert werden.
Die Temperaturkompensationsschaltung 130 kann in den VGA 103 oder die Spannungspufferschaltung 120 mit Verstärkungsfaktor Eins integriert werden. Alternativ kann die Temperaturkompensationsschaltung 130 vom VGA 103 oder der Spannungspufferschaltung 120 mit Verstärkungsfaktor Eins getrennt vorliegen.
Die Spannungspufferschaltung 120 mit Verstärkungsfaktor Eins, der N-Bit-DAC 136, der Vergleicher 124 und die Temperaturkompensationsschaltung 130 werden vorzugsweise auf einem gemeinsamen IC-Substrat oder Chip bereitgestellt. Der VGA 103 und die Steuerlogik 138 können zur Integration auf dem gemeinsamen IC-Substrat oder auf einem vom gemeinsamen IC-Substrat getrennten Substrat/Chip bereitgestellt werden. Der Kondensator 134 zur Verstärkung eines Datensignals wird normalerweise, aber nicht unbedingt, außerhalb des Lesekanals bereitgestellt, beispielsweise auf einem vom gemeinsamen IC-Substrat getrennten Substrat.
Die Verarbeitung von Rücklesesignalen durch die in der Ausführungsform von 7 gezeigte Schaltung 131 zur Schätzung von Rücklesesignalamplituden wird vorzugsweise im Strommodus ausgeführt. In dieser Konfiguration ist das von der Temperaturkompensationsschaltung 130 erzeugte Kompensationssignal ein Strom mit einem temperaturabhängigen Wert. In einer Ausführungsform ist das Kompensationssignal ein Strom mit einem Wert, der proportional zur absoluten Temperatur ist.
Der VGA 103 weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine geänderte Gilbert-Zellen-Ausführung (Gilbert-cell design) auf und zeigt Verstärkungsfaktoreigenschaften, die empirisch als proportional zur absoluten Temperatur ermittelt werden. In einer Ausführungsform, in der die Temperaturkompensationsschaltung 130 im VGR 103 integriert ist, werden im VGA 103 Ströme erzeugt, die proportional zur absoluten Temperatur sind, und können durch Verwendung von Stromspiegeln zur Verwendung durch die Temperaturkompensationsschaltung 130 kopiert werden.
Im Betrieb wird ein geändertes VGA-Steuersignal V_EST vom gepufferten VGA-Steuersignal V_CTRL subtrahiert und an die Eingänge 127, 129 des Vergleichers 124 angelegt. Das geänderte VGA-Steuersignal V_EST stellt die Spannungsdifferenz dar, die an den Widerständen 122 durch Ströme erzeugt wird, die vom N-Bit-DAC 136 und von der Temperaturkompensationsschaltung 130 zugeführt werden. Die Temperaturkompensationsschaltung 130 erzeugt selektiv ein erstes Kompensationssignal, das temperaturkompensiert ist, um den Zusammenhang zwischen VGA-Verstärkungsfaktor/Temperatur zu protokollieren, und ein zweites Kompensationssignal, das ein nichttemperaturkompensiertes Signal (d.h. ein temperaturunabhängiges Signal) ist. Die Erzeugung dieser beiden Kompensationssignale ermöglicht vorteilhafterweise die Ausführung von positiven oder negativen Kompensationen.
Wie in 7 außerdem gezeigt wird, wird vom Stromgenerator 126 der Temperaturkompensationsschaltung 130 ein Kompensationssignal erzeugt. Eine Kompensationssteuerung 128 kann so eingestellt werden, dass sie die Größe des vom Stromgenerator 126 erzeugten Kompensationssignals ändert. Das vom Stromgenerator 126 erzeugte Kompensationssignal kann in Abhängigkeit von der Polarität des VGA-Steuersignals V_CTRL ein positives Stromsignal oder ein negatives Stromsignal sein. Mit kurzen Worten, das Kompensationssignal wird mit einer Größe und einer Polarität dergestalt erzeugt, dass V_EST vom VGA-Steuersignal addiert/subtrahiert wird, um die gewünschte Aufhebung zu erreichen, so dass die Spannungszustände an den Eingängen 127, 129 des Vergleichers 124 gleichwertig sind (d.h. 0 Volt). An dieser Stelle der Spannungsgleichheit an den Vergleichereingängen 127, 129 wird ein Schätzsignal 132 an einem Ausgang der Steuerlogik 138 bereitgestellt. Das Schätzsignal 132 ist ein temperaturkompensiertes binäres Signal, das unter Verwendung des geänderten VGA-Steuersignals V_EST erzeugt wird, und ist eine genaue Darstellung der Amplitude des in den VGA 102 eingegebenen Rücklesesignals.
In einer Ausführungsform wird die Steuerlogik 138 als ein Zähler realisiert, der einen integralen Digital-Analog-Umsetzer (DAC) ansteuert, der in 7 als ein N-Bit-DAC 136 mit Stromausgang gezeigt wird. Der Zähler kann ein Zähler vom Approximationstyp (successive-approximation type), ein binärer Zähler, beispielsweise ein binärer Aufwärts-/Abwärtszähler (up/down counter) Zähler, oder ein anderer Typ von Zähler sein. Im Betrieb überträgt die Steuerlogik 138 binäre Codes an den N-Bit-DAC 136, bis der Vergleicher 124 seinen Zustand ändert, wodurch eine Null-Volt-Spannung an den Eingängen 127, 129 des Vergleichers 124 angezeigt wird. In einer Ausführungsform kann der Bereich des Vergleichers 124 minimiert werden, indem das geänderte VGA-Steuersignal V_EST vom gepufferten Steuerspannungssignal V_CTRL subtrahiert wird. Unter Verwendung dieser Vorgehensweise kann der Vergleicher 124 unter Verwendung eines herkömmlichen Nulldurchgang-Detektors(zero-crossing detector) als Alternative zu einem komplexeren und normalerweise weniger genauen programmierbaren Schwellendifferenzvergleicher (threshold differential comparator) realisiert werden.
Die vorhergehende Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung diente zur Veranschaulichung und zur Beschreibung. Es ist nicht vorgesehen, eine erschöpfende Beschreibung zu bieten oder die Erfindung auf die genaue beschriebene Form zu begrenzen. Als eine Alternative zum Betrieb im Strommodus kann die Schaltung zur Schätzung einer Rücklesesignalamplitude der vorliegenden Erfindung beispielsweise Rücklesesignale im Spannungsmodus verarbeiten.
Im Hinblick auf die obige Lehre sind viele Änderungen möglich. Es ist vorgesehen, dass der Anwendungsbereich der Erfindung nicht durch diese ausführliche Beschreibung begrenzt wird, sondern durch die angehängten Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Schätzen einer Amplitude eines Rücklesesignals, das von einem Speichermedium erhalten wurde und in einen Verstärker (103) mit veränderbarem Verstärkungsfaktor eingegeben wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen eines Ausgangssignals (111) an einem Ausgang des Verstärkers auf das an einen Eingang des Verstärkers angelegte Rücklesesignal (110) hin; Erzeugen eines Differenzsignals (113, 115), das eine Differenz zwischen dem Verstärkerausgangssignal und einem Bezugssignal (109) darstellt; Erzeugen eines Kompensationssignals (116), das einem Temperaturkoeffizienten des Verstärkungsfaktors zugeordnet wird; und Erzeugen eines Schätzsignals (119) unter Verwendung des Kompensationssignals, so dass das Schätzsignal eine Größe hat, die zu derjenigen des Differenzsignals gleichwertig ist, wobei das Schätzsignal die Amplitude des Rücklesesignals anzeigt, wobei das Erzeugen des Schätzsignals das Addieren des Kompensationssignals zum Differenzsignal oder das Subtrahieren des Kompensationssignals vom Differenzsignal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kompensationssignal eine mit der Temperatur zusammenhängende Größe hat.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Kompensationssignal eine zur absoluten Temperatur proportionale Größe hat.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Erzeugen des Kompensationssignals außerdem das Erzeugen eines ersten Kompensationssignals mit einer zur absoluten Temperatur proportionalen Größe und das Erzeugen eines zweiten Kompensationssignals mit einer temperaturunabhängigen Größe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das erste Kompensationssignal eine Polarität aufweist, die entgegengesetzt zu derjenigen des zweiten Kompensationssignals ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Schätzsignal in ein binäres Schätzsignal (117) umgesetzt wird.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Kompensationssignal ein Stromsignal ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Größe des Kompensationssignals einstellbar ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, das außerdem das Anlegen des Differenzsignals an einen Steuereingang des Verstärkers umfasst, so dass das Verstärkerausgangssignal mit dem Bezugssignal abgeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bezugssignal eine zuvor eingerichtete Rücklesesignalamplitude darstellt.
Schaltung zum Schätzen einer Amplitude eines Rücklesesignals, das aus einem Datenspeichermedium erhalten wird, wobei die Schaltung Folgendes umfasst: einen Verstärker (76) mit veränderbarem Verstärkungsfaktor, der einen Signaleingang, einen Signalausgang und Steuereingänge aufweist, die ein Verstärkersteuersignal empfangen, wobei der Signaleingang des Verstärkers das Rücklesesignal empfängt; einen Vergleicher (82) mit Eingängen, die über entsprechende Widerstandselemente mit den Steuereingängen des Verstärkers verbunden sind; eine Digital-Analog-Umsetzerschaltung (DAC) (88), die mit den Vergleichereingängen verbundene Ausgänge aufweist; eine Temperaturkompensationsschaltung (89), die mit den Vergleichereingängen verbunden ist, wobei die Temperaturkompensationsschaltung ein Kompensationssignal erzeugt, das einem Temperaturkoeffizienten des Verstärkungsfaktors zugeordnet wird und eine Änderung der Spannung an den Widerstandselementen bewirkt; und eine Logikschaltung (90) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Vergleichers verbunden ist, und einem Ausgang, der mit einem Eingang des DAC verbunden ist, wobei die Logikschaltung an ihrem Ausgang ein Schätzsignal erzeugt, das bei Gleichheit von Spannungen an den entsprechenden Eingängen des Vergleichers die Amplitude des Rücklesesignals anzeigt.
Schaltung nach Anspruch 11, wobei die Temperaturkompensationsschaltung des Verstärkers und der Vergleicher ein gleichartiges Temperaturprofil aufweisen.
Schaltung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei der Verstärker, die Temperaturkompensationsschaltung und der Vergleicher auf einem gemeinsamen IC-Substrat bereitgestellt werden.
Schaltung System nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Temperaturkompensationsschaltung ein integraler Bestandteil des Verstärkers ist.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Verstärker einen Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor (VGA) umfasst und der DAC einen Strom-DAC mit N Bit umfasst.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Logikschaltung ein binäres Schätzsignal (132) an ihrem Ausgang erzeugt.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Temperaturkompensationsschaltung einen Stromgenerator (126) und eine Größensteuerung umfasst.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Steuereingänge des Verstärkers mit einem Kondensator (134) verbunden sind und das Verstärkersteuersignal im Kondensator gespeichert ist.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Temperaturkompensationsschaltung ein erstes Kompensationssignal mit einer zur absoluten Temperatur proportionalen Größe erzeugt und ein zweites Kampensationssignal mit einer temperaturunabhängigen Größe erzeugt.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 19, wobei das erste Kompensationssignal eine Polarität aufweist, die entgegengesetzt zu derjenigen des zweiten Kompensationssignals ist.
Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 20, wobei das Kompensationssignal ein Stromsignal ist.
Datenspeichersystem, das die Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 21 enthält, Folgendes umfassend: eine Datenspeicherplatte (24); einen Datenübertragungskopf (35), der einen mit einem Lesekanal verbundenen Lesewandler (27) enthält; und eine Betätigungseinrichtung (30) zum Bereitstellen einer relativen Bewegung zwischen dem Kopf und der Platte; wobei die Schaltung eine Amplitude eines Rücklesesignals schätzt, das unter Verwendung des Datenübertragungskopfes von der Datenspeicherplatte erhalten wird.