JP2000030386A - 記憶装置及びそのポジション感度設定方法 - Google Patents
記憶装置及びそのポジション感度設定方法Info
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- G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
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Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
の非線形のポジション感度を線形に補正して高精度の位
置信号を得る。 【解決手段】ポジション感度調整部70は、ディスク媒
体に埋め込み記録された2相サーボ情報の読取信号から
復調された所定トラックピッチだけ位相が異なる位置信
号N,Qの交点の信号レベルを検出し、この交点信号レ
ベルが所定レベルとなるようにAGC増幅器46,48
の利得を調整する。感度補正部50は、AGC増幅器4
6,48から出力された2つの位置信号N,Qの実際の
トラック位置Xに対する正弦関数や余弦関数で近似した
非線形のポジション感度を、線形のポジション感度に補
正する。
Description
録された2相サーボ情報から復調した2つの位置信号の
交点レベルを規定レベルに調整してポジション感度を一
定にする記憶装置及びポシション感度設定方法に関し、
特に、位置信号のもつ非線形のポジション感度を線形に
補正する記憶装置及びポシション感度設定方法。
化、小型化の要請に伴い、トラック密度(TPI)がま
すます高くなり、これを実現するためのサーボ信号によ
る位置決め精度の向上が重要になっている。また従来の
専用のサーボ面とサーボヘッドを必要とするサーボ面サ
ーボに対し、コスト的に有利で記録容量を増加できるデ
ータ面のセクタ先頭位置にサーボ情報を埋め込んだセク
タサーボ、所謂データ面サーボが採用されている。
2相サーボ情報を記録した場合、ディスク媒体から読み
取ったサーボ信号から2つの位相が90°(1/2トラ
ックピッチ)の異なる位置信号N,Qを復調し、この位
置信号N,Qによりヘッドのコアース制御によるシーク
動作とファイン制御による位置決め動作を行う。
信号N,Qは、その信号レベルによってヘッド位置を表
わすため、コア幅のばらつきにより読取信号に変動があ
っても、最終的に復調される2つの位置信号N,Qは、
両者が一致する交点レベルのヘッド位置で常に一定の振
幅としなければならない。
ッドを低速で移動させ、2つの位置信号N,Qが一致す
る交点レベルを検出して記憶し、この交点レベルを規定
の理論値とする利得をAGC増幅器に設定し、常にヘッ
ド位置に対し2つの位置信号N,Qのヘッド位置に対す
る感度を一定とするポジション感度調整を行っている。
来のポジション感度調整回路である。図26において、
ポジション感度の調整時には、VCMを低速で移動させ
てサーボ面の2相サーボ情報の読取信号から90°位相
の異なる2つの位置信号N,Qを復調し、AGC増幅器
102,104で増幅した後、絶対値回路106,10
8で絶対位置信号|N|,|Q|に変換して交点レベル
検出回路110に与える。
04から出力される位置信号N,Qであり、予後軸に実
際のトラック位置Xをとって現わしている。AGC増幅
器102,104からの位置信号N,Qは、、絶対値回
路106,108で図26(B)の絶対位置信号|N
|,|Q|に変換される。交点レベル検出回路110
は、図27(B)の絶対位置信号|N|,|Q|を比較
し、両者が一致する交点114,116,118,12
0・・・の信号レベルを検出し、その平均値を交点値と
して記憶器112に記憶させる。
記憶器112に記憶された交点値が一定値(理論値)に
一致するように利得が調整される。このようなポジショ
ン感度の調整は、ヘッド単位及びディスク媒体のソーン
単位に行われ、位置信号N,Qの交点レベルが一定値
(理論値)となるようにAGC増幅器102,104で
増幅され、常に一定のポジション感度が得られる。
ドのコア幅補正と呼ばれるものであり、ヘッド毎にコア
幅にばらつきがあっても、常に一定のポジション感度に
調整でき、高精度の位置検出ができる。
小型化に伴って媒体のトラック密度TPIを大きくとる
と、より一層正確なポジション感度が要求されている。
しかし、図27(A)に示す2相サーボ情報から復調さ
れた位置信号N,Qは、ヘッドコアに対する漏れ磁束等
を考えに入れていない理想的な信号であり、交点レベル
以下の範囲において、実トラック位置Xに対する位置信
号N,Qが直線であり、ポジション感度が常に一定値と
なる線形特性と見做している。
磁束の影響を受け、交点レベル以下の範囲でも実トラッ
ク位置Xに対し位置信号が厳密には直線にならず、ポジ
ション感度が非線形となっている。これにも関わらず交
点レベル以下の範囲でポジション感度は一定と見做し、
交点レベルを一定レベル(理論値)に補正する一点補正
としており、これでは非線形のポジション感度を一定感
度に調整したことにはならない。
正されたポジション感度と、実際の非線形となるポシシ
ョン感度との間に誤差があり、このポジション感度の誤
差により、トラック密度TPIを大きくした場合に必要
な高精度の位置信号が得られない問題がある。
つの位置信号の交点に基づいて補正された非線形のポジ
ション感度を、更に線形に補正して高精度の位置信号を
得るようにした記憶装置及びそのポジション感度設定方
法を提供することを目的とする。
図である。
に、ポジション感度調整部70と感度補正部50を備え
る。ポジション感度調整部70は、図1(B)(C)の
ように、ディスク媒体に埋め込み記録された2相サーボ
情報の読取信号から復調された位相が所定トラックピッ
チ(TP/n)だけ異なる位置置信号N,Q、例えば位
相φがTP/2だけ異なる交点の信号レベルを検出し、
この交点信号レベルが所定レベルとなるようにAGC増
幅器46,48の利得を調整する。ここで、nは1,
2,3,4,・・・の任意の整数である。
8から出力された2つの位置信号N,Qの実際のトラッ
ク位置Xに対する非線形のポジション感度を、線形のポ
ジション感度に補正する。
感度をもつ位置信号N,Qを、直接制御回路に送り込ま
ず、補正回路50で非線形のポジション感度を線形のポ
ジション感度に補正した位置信号Na,Qaを作成して
制御回路に送り込むことで、ヘッドの検出特性が非線形
でも正確にヘッド位置を制御することができ、特にディ
スク媒体のトラック密度TPIが高くなった場合に高精
度のヘッド位置制御ができる。
の非線形のポジション感度を、ポジション感度調整部7
0で検出された交点の一定感度をもつ線形のポジション
感度に補正する。また感度補正部50は、トラックセン
タから交点に対応したトラック位置の範囲で、位置信号
N,Qの非線形のポジション感度を線形のポジション感
度に補正する。
8から出力された2つの位置信号N,Qのポジション感
度を所定の非線形関数で近似して線形のポジション感度
に補正する。例えば感度補正部50は、実際のトラック
位置Xに対するAGC増幅器46,48から出力された
2つの位置信号N,Qを正弦関数 N=sinX Q=sin(X−TP/n) で近似すると共に、実際のトラック位置Xに対し補正さ
れた2つの位置信号Na,Qaの線形関数を Na=X Qa=X−TP/n とし、両者の関係式 N=sinNa Q=sinQa を設定する。そして、この関係式から補正された位置信
号Na,Qaを Na=sin-1N Qa=sin-1Q により算出して非線形のポジション感度を線形に補正す
る。
NQaの算出する式の具体例として Na={1/(√2・cosN)}・N Qa={1/(√2・cosQ)}・Q により線形に補正されたホジション感度の位置信号N
a,Qaを算出する。この式は、非線形関数を線形関数
に変換する場合に、非線形関数を微分してその逆数を求
め、これを非線形関数に乗算すれば得られることに基づ
く。即ち、正弦関数で近似された関係式 N=sinNa Q=sinQa を微分して傾き N´=(sinNa)´=cosNa Q´=(sinQa)´=cosQa を求め、傾きの逆数を正規化して積係数 KN =1/(√2・cosN) KQ =1/(√2・cosQ) を求め、これに非線形の位置信号N,Qを乗算して Na=KN ・N={1/(√2・cosN)}・N Qa=KQ ・Q={1/(√2・cosQ)}・Q とする。
えば図1(D)のように、 KN =1/(√2・cosN) の値をテーブル情報として予め準備し、AGC増幅器4
6,48からの位置信号P,Qによるテーブル情報の参
照で積係数KN ,KQ 求め、位置信号P,Qの各々に乗
算して非線形のポジション感度を線形に補正する。
感度補正部は、位置信号N、Qを両者の極性に応じて (+,−); +N , +(Q+TP/n) (+,+);+(2TP/n−N),+{2TP/n−(Q+TP/n)} (−,+);−(2TP/n+N),+{2TP/n+(Q+TP/n)} (−,−);−(4TP/n−N),−{4TP/n−(Q+TP/n)} に変換してテーブル情報を参照する。これによって位置
信号N,Qのトラックセンタから交点の範囲(−TP/
2n≦N,Q≦TP/2n)についての積係数のテーブ
ルを1つ準備しておくことで、位置信号N,Q,の1サ
イクル範囲(4TP/n0ラックピッチ範囲)でのポジ
ション感度の線形補正ができる。
置Xに対しポジション感度が非線形となるAGC増幅器
46,48から出力された2つの位置信号N,Qを余弦
関数 N=cosX Q=cos(X−TP/n) で近似すると共に、実際のトラック位置Xに対しポジシ
ョン感度が線形となる補正された2つの位置信号Na,
Qaを線形関数 Na=X Qa=X−TP/n とし、両者の関係式 N=cosNa Q=cosQa を設定し、この関係式から補正された位置信号Na,Q
aを Na=cos-1N Qa=cos-1Q により算出して非線形のポジション感度を線形に補正し
てもよい。
正部50は、補正された位置信号Na,Qaを Na=−{1/(√2・sinN)}・N Qa=−{1/(√2・sinQ)}・Q により算出する。即ち、余弦関数で近似された関係式 N=cosNa Q=cosQa を微分して傾き N´=(cosNa)´=−sinNa Q´=(cosQa)´=−sinQa を求め、傾きの逆数を正規化して積係数 KN =−1/(√2・sinN) KQ =−1/(√2・sinQ) を求め、これに非線形の位置信号N,Qを乗算して Na=KN ・N=−{1/(√2・sinN)}・N Qa=KQ ・Q=−{1/(√2・sinQ)}・Q とする。
号Na,Qaの算出に使用する積係数 KN =−1/(√2・sinN) の値をテーブル情報として予め準備し、AGC増幅器4
6,48からの位置信号P,Qによるテーブル情報の参
照で積係数KN ,KQ 求め、位置信号P,Qの各々に乗
算して非線形のポジション感度を線形に補正する。
号N、Qを両者の極性に応じて (+,+);+( TP/n−N),+{ TP/n−
(Q+TP/n)} (−,+);−( TP/n+N),+{ TP/n+
(Q+TP/n)} (−,−);−(3TP/n−N),−{3TP/n−
(Q+TP/n)} (+,−);+(3TP/n+N),−{3TP/n+
(Q+TP/n)} に変換してテーブル情報を参照する。
位置Xに対するAGC増幅器46,48から出力された
2つの位置信号N,Qの非線形関数を多項式 N=AN XN +AN-1 XN-1 +・・・+A0 Q=AN (X−TP/n) N+AN-1 (X−TP/n) N-1+・・
・+A0 で近似すると共に、実際のトラック位置に対する補正さ
れた2つの位置信号Na,Qaをの線形関数を Na=X Qa=X−TP/n とすることで両者の関係式 N=AN NaN +AN-1 NaN-1 +・・・+A0 Q=AN QaN +AN-1 QaN-1 +・・・+A0 を設定して非線形のポジション感度の線形に補正しても
よい。
設定方法を提供するものであり、ディスク媒体に埋め込
み記録された2相サーボ情報の読取信号から復調された
位相φが所定トラックピッチ(TP/n)だけ異なる位
置信号N,Qの交点の信号レベルを検出し、この交点信
号レベルが所定レベルとなるようにAGC増幅器46,
48の利得を調整するポジション感度調整過程;AGC
増幅器46,48から出力された2つの位置信号N,Q
の実際のトラック位置Xに対する非線形のポジション感
度を線形のポジション感度に補正する感度補正過程;を
備えたことを特徴とする。
整装置が適用される磁気ディスク装置のブロック図であ
る。
して知られたディスク装置は、ディスクエンクロージャ
10とディスクコントローラ12で構成される。ディス
クエンクロージャ10にはヘッドIC回路20が設けら
れ、ヘッドIC回路20に対し、この実施例にあって
は、4つの複合型ヘッド14−1〜14−4を接続して
いる。
トヘッド16−1〜16−4とリードヘッド18−1〜
18−4を一体に備えている。ライトヘッド16−1〜
16−4としてはインダクティブヘッドが使用され、リ
ードヘッド18−1〜18−4としてはMRヘッドが使
用される。更にディスクエンクロージャ10には、ヘッ
ドアクチュエータを駆動するVCM58と磁気ディスク
を回転するスピンドルモータ64が設けられている。
0の内部構造の一例である。図3において、ディスクド
ライブのカバー65内にはスピンドルモータ64により
回転される磁気ディスク66が設けられている。この実
施例において、図2のように、ディスクエンクロージャ
には4つの複合型ヘッド14−1〜14−4が設けられ
ていることから、磁気ディスク66は2枚設けられてお
り、データ面は4つとなる。
により回動されるヘッドアクチュエータ68が設けられ
る。ヘッドアクチュエータ68の先端には複合型ヘッド
14−1が支持されている。ヘッドアクチュエータ68
の近傍には回路基板にヘッドIC回路20が実装されて
いる。ヘッドIC回路20はフレキシブルプリント基板
に実装されており、フレキシブルプリント基板のバンド
部分によって、ヘッドアクチュエータ68との間の電気
的な接続を行っている。
ージャ10に対する回路部となるディスクコントローラ
12には、リード/ライト系の回路部とヘッド位置決め
のためのサーボ回路部が設けられている。まずリード系
の回路部はAGCアンプ22とリード復調回路24で構
成される。ヘッドIC回路20はリード動作の際に、上
位装置からのコマンドに基づくディスクコントローラ3
0からのヘッド切換信号E1とリード/ライト切換信号
E2のリード側を有効とする信号を受けて複合型ヘッド
14−1〜14−4のいずれか1つを選択し、そのリー
ドヘッドをAGCアンプ22に接続している。
場合、ヘッドIC回路20はMRヘッドに対しセンス電
流を流すようになる。リードヘッドからの読取信号はA
GCアンプ22で一定振幅に増幅された後、リード復調
回路24でリードデータが復調される。リード復調回路
24としては、例えばパーシャル・レスポンス・クラス
4最尤検出(PR4ML)を例にとると、イコライザ回
路で(1+D)の等化を施した後、最尤検出回路で(1
−D)のビタビ検出に従ってビットデータを復調する。
よりNRZデータに変換され、パラレル/シリアル変換
器26でパラレルNRZデータに変換された後、インタ
フェース回路32を介してバッファメモリ34に転送さ
れ、バッファメモリ34の格納量が一定値を越えると、
インタフェース回路32より上位へリードデータを転送
する。
インタフェース回路32を経由してバッファメモリ34
から転送された上位からのパラレルライトデータをパラ
レル/シリアル変換器26でシリアルNRZデータに変
換して入力し、まずRLL符号に変換する。続いて1/
(1+D)のプリコードを行った後、書込補償を行い、
ライトFFで保持した後、ドライバによりヘッドIC回
路20を介して、そのとき選択されているライトヘッド
に供給して、ディスク媒体に対する書込みを行う。
はMPU36が行う。MPU36に対してはバス38を
介してRAM40が設けられ、更にディスクコントロー
ラ30及びインタフェース回路32を接続している。M
PU36はインタフェース回路32を介して上位のコン
トローラから各種のコマンドを受領して解読し、ディス
クコントローラ30に対するリード/ライト指示、更に
ディスクエンクロージャ10に設けているVCM58の
駆動によるヘッドの位置決め制御を行う。
してはDAコンバータ54とドライバ56が設けられ、
MPU36からの指示でVCM58を駆動できる。ま
た、DAコンバータ60、ドライバ62によりスピンド
ルモータ64の駆動も行う。
部としては、位置信号復調回路44、AGC増幅器4
6,48、補正回路50及びポジション感度検出回路7
0が設けられる。この実施形態で、図3の磁気ディスク
66にはセクタサーボによって2相サーボ情報が書き込
まれており、AGCアンプ22からの読取信号を位置信
号復調回路44に入力し、サーボフレームのタイミング
で得られた読取信号から90°(TP/2)位相の異な
る2つの位置信号N,Qを復調し、AGC増幅器46,
48で一定のポジション感度となるように増幅した後、
補正回路50に内蔵したADコンバータでデジタルデー
タに変換してMPU36に取り込んでいる。
路71,72、交点レベル検出回路74及び記憶器76
で構成され、装置の出荷時、立上げ時あるいはキャリブ
レーションタイミングで動作する。絶対値回路71,7
2はAGC増幅器46,48より得られた2つの位置信
号N,Qの絶対値を出力する。交点レベル検出回路74
は2つの絶対位置信号N,Qのレベルが一致する交点の
レベルを検出し、記憶器76に記憶する。
8は、記憶器76に記憶した交点レベルを一定レベル
(理論値)とするための利得が設定される。このため復
調された位置信号N,Qの交点レベルが常に一定レベル
(理論値)となるように増幅され、ヘッドが異なっても
常に一定のポジション感度が得られる。
によりポジション感度補正が行われた位置信号N,Qを
入力し、位置信号N,Qのもつ非線形のポジション感度
を線形のポジション感度の位置信号Na,Qaに補正し
てMPU36に供給する。
だ2つの位置信号Na,Qaに基づいて、シーク動作時
のコアース制御、シーク終了時のファイン制御を行う。
即ち、コアース制御にあっては、シリンダアドレスの中
央位置で位置信号Naを使用し、シリンダアドレスの境
界位置で位置信号Qaを使用して、それぞれの位置信号
NaまたはQaの微分により速度を求め、そのときの目
標シリンダアドレスに対する残りシリンダ数に基づい
て、加速、定速、減速の速度制御を行う。
アドレスが目標シリンダアドレスに一致するとファイン
制御に切り換えられ、そのとき得られている位置信号N
aまたはQaがトラックセンタの値となるように位置付
け制御を行う。
クタサーボのフォーマットを説明する。図4は、磁気デ
ィスクにおけるシリンダn〜n+4について、媒体1回
転分のトラックフォーマットを表わしている。シリンダ
n〜n+4にあっては、1セクタがサーボフレームSV
OとデータフレームDATAで構成され、これが0〜n
セクタ設けられている。
について下側に拡大して示すように、ギャップ、サーボ
マーク、グレーコード、PosA,B,C,Dで示す2
相サーボパターン及びギャップで構成される。サーボマ
ークはサーボフレームの開始位置を示す。グレーコード
はシリンダアドレスを表わしている。2相サーボパター
ンPosA〜Dは、図5の右側に示すサーボパターンを
記録している。即ち、パターンA,Bは、シリンダn,
n+1,n+2,・・・のシリンダ境界を中心位置とし
て両側に0.5シリンダ幅をもって、データの記録周波
数より十分高い周波数のパターンを記録する。パターン
C,Dは、パターンA,Bに対し0.5シリンダずらし
て、シリンダn,n+1,n+2のシリンダ中心に対し
左右に0.5シリンダのシリンダ幅の範囲に記録する。
ここで1シリンダ幅は1トラックピッチ(TP)を意味
する。
ボパターンに対し、リードヘッド18をディスクの径方
向に移動すると、左側に示す復調信号A,B,C,Dが
得られる。そして、この復調信号A,Bの差をとること
で位置信号Nが得られ、また復調信号CとDの差をとる
ことで位置信号Qを得ることができる。位置信号Nはシ
リンダ中心に対し例えば±0.5トラックピッチの範囲
で使用され、位置信号Qはシリンダ境界を中心とした±
0.5ピッチの範囲で使用されるように切り換えられ
る。
1,2,3,4,・・・とすると、φ=TP/nの一般
形で現わすことでがき、図5はn=2の場合である。以
下の実施形態は、n=2としてφ=TP/2とした場合
を例にとるが、n=3のφ=TP/3や、n=4のφ=
TP/4としてもよい。
である。補正回路50には、位置信号Nのポジション感
度を非線形から線形に補正するため、ADコンバータ8
0、乗算器82、メモリ読出部84及びメモリテーブル
86を設けている。また位置信号Qのポジション感度を
非線形から線形に補正するため、ADコンバータ88、
乗算器90及びメモリ読出部92を設けており、メモリ
テーブル86は位置信号N側と共通に使用する。
ポジション感度を非線形から線形に補正するための積係
数KN ,KQ が位置信号N,Qをアドレスとして予め格
納されている。このため、ADコンバータ80,88で
取り込まれてデジタルデータに変換された位置信号N,
Qはメモリ読出部84,92に与えられ、それぞれメモ
リテーブル86の参照により、対応する積係数KN ,K
Q を読み出し、乗算器82,90で位置信号N,Qに乗
算し、ポジション感度が非線形から線形に補正された位
置信号Na,Qaを出力する。即ち、補正回路5は Na=KN ・N (1) Qa=KQ ・Q (2) の補正演算を行う。
リ読出部84のブロック図である。メモリ読出部84
は、極性判定回路94、参照値作成回路96及び極性設
定回路98で構成される。このメモリ読出部84の回路
機能は、メモリテーブル86に図8の特性図に示す位置
信号N,Qに対する正規化積係数KN ,KQ が格納され
ていることに対応している。
ーブル86の内容は、横軸に示す位置信号N,Qの範囲 0.00TP≦N,Q≦0.25TP について、縦軸に示す正規化積係数KN ,KQ を格納し
ている。この位置信号N,Qに対する正規化積係数
KN ,KQ の特性曲線100は、具体的には図9のよう
なテーブル情報としてメモリテーブル86に格納されて
いる。即ち、メモリテーブル86のアドレス86−1は
位置信号N,Qに対応し、データ領域86−2は図8の
特性曲線100で与えられる積係数KN ,KQ の数値が
格納されている。
号N,Qの範囲 0.00TP≦N,Q≦0.25TP につき、0.01単位に25アドレスの積係数を格納し
ているが、これは説明を簡単にするためであり、実際に
は位置信号N,Qの範囲を例えば1000アドレスに分
けて各アドレスに対応する積係数を格納している。具体
的には、図6のADコンバータ80,88から出力され
るデジタルデータのビット数によりメモリテーブル86
の分解能が決まる。
100にあっては、ポジション感度を非線形から線形に
補正するための正規化された積係数KN ,KQ を格納し
ている。
つの位置信号N,Qについて、共通にメモリテーブル8
6の特性曲線100を使用していることから、図7のメ
モリ読出部84にあっては、極性判定回路94によって
位置信号Nと位置信号Qの極性を判定し、これに基づい
て補正対象とする位置信号Nのメモリテーブル86の参
照値を参照値作成回路96で作成し、位置信号Nが図8
のメモリテーブル86における0.00≦N≦0.25
TPの範囲になくても、参照値の作成でメモリテーブル
86を参照して、対応する積係数KN を読み出せるよう
にしている。
出部84の構成は、図6における位置信号Q側のメモリ
読出部92についても同様である。即ち、図7における
極性判定回路94及び参照値作成回路96に対する入力
信号が位置信号Nから位置信号Qとなり、また極性判定
回路94に対し単独で位置信号Qの代わりに位置信号N
を入力している。
るメモリ読出部84,90による図8のメモリテーブル
86の読出しに使用する位置信号N,Qの1サイクルノ
変化に対応した極性テーブル参照値を表わしている。即
ち、図5に示したように、位置信号N,Qは2シリンダ
単位、即ち2トラック単位に1サイクルの変化を繰り返
すことから、1サイクルにおける位置信号N,Qの交点
レベル以下のトラック範囲は、トラックピッチTPで表
すと図10(A)のように、 0.00TP<N≦0.25TP 0.75TP<N≦1.00TP 1.00TP<N≦1.25TP 1.75TP<N≦2.00TP の4領域に分かれている。これらの4領域にあっては、
位置信号N,Qの信号極性は(+,−)(+,+)
(−,+)(−,−)となる。図8の特性曲線100の
メモリテーブル86は、位置信号Nのトラック範囲0.
00≦N≦0.25について作成されている。したがっ
て、それ以外の領域及び位置信号Nについては、図示の
テーブル参照値を参照して図8のメモリテーブル86か
ら対応する正規化積係数を読み出せば良い。ここで位置
信号Nに対し位置信号Qは0.5トラックピッチの位相
遅れを持っていることから、 N=Q+0.5TP をN信号テーブル参照値に代入することで、Q信号テー
ブル参照値を得ることができる。図10(A)のQ信号
テーブル参照値は、実際には図10(B)のように設定
されている。
6,図7の補正回路50における位置信号N,Qの持つ
非線形のポジション感度を線形のポジション感度に補正
するための原理を説明する。
り、縦軸に位置信号N,Qをとった場合の特性図であ
る。ここで実トラック位置X及び位置信号N,Qは、そ
れぞれトラックピッチTPで表わす数値を使用してい
る。図11において、実トラック位置Xの0≦X≦2T
Pの範囲で位置信号Nは1サイクル変化し、これに対し
位置信号Qは0.5TPの位相遅れをもって同じく1サ
イクルの変化をしている。この位置信号N,Qを実トラ
ック位置Xについて正弦関数で近似して表わすと次式の
ようになる。
おり、両者の交点C1,C2,C3,C4は、位置信号
N,Qについては一定の0.25TPであり、実トラッ
ク位置XについてはX=0.25TP,0.75TP,
1.25TP,1.75TPのそれぞれの位置となる。
Qは実トラック位置Xに対し非線形の正弦関数で近似さ
れている。このため図12のように、位置信号N,Qの
絶対値の交点C1〜C4を検出し、交点レベルを一定レ
ベルに一致させるようにAGC増幅器に利得を設定して
増幅することでポジション感度を一定にしても、交点C
1〜C4以下のポジション感度は非線形のままである。
して、本発明にあってはポジション感度が線形となる位
置信号Na,Qaに補正する。補正された位置信号N
a,Qaの実トラック位置Xに対するポジション感度は
線形であることから、 Na=X (5) Qa=X−0.5TP (6) となる。したがって、補正前の位置信号N,Qと補正後
の位置信号Na,Qaとの間には、前記(1)(2)式
を(3)(4)の補正された位置信号Na,Qaで置き
換えることで、次式の関係が得ある。0 N=sinNa (7) Q=sinQa (8) 即ち、位置信号Na,Qaはポジション感度が線形であ
るが、これが正弦関数で近似した実際に得られる位置信
号N,Qについては非線形となっている。このため
(7)(8)式の関係から、線形のポジション感度を持
つ位置信号Na,Qaは次式で求めることができる。
行う。図13は(7)(8)式の線形のポジション感度
を持つ位置信号Na,Qaを横軸にとり、非線形の位置
信号N,Qを縦軸にとった特性である。ここで横軸の位
置信号Na,QaはトラックピッチTPであるが、縦軸
の位置信号N,Qについては振幅の最大値を1にして正
規化した値をとっている。この場合、位置信号N,Qの
交点レベルCLはCL=1/√2となる。
関数から横軸の線形のポジション感度に対する縦軸の非
線形のポジション感度は、位置信号Na,Qaに対する
位置信号N,Qの傾きであることから、正弦曲線の微分
で表わすことができる。そこで、(7)(8)式を微分
して傾きN´,Q´を求めると、 N´=(sinNa)´=cosNa (11) Q´=(sinQa)´=cosQa (12) のようになる。
(11)式を表わしている。この図14において、微分
位置信号N´を0.00<Na≦0.25TPの範囲で
Na=0.25の交点の一定ゲイン(1/√2)に補正
するためには、微分位置信号N´の逆数(1/N´)を
求め、これに図13の位置信号Nを掛け合わせればよ
い。この点は 0.75TP<Na≦1.00TP 1.00TP<Na≦1.25TP 1.75TP<Na≦2.00TP の範囲についても同様である。
N´)として得られる積係数KN の位置信号Nに対する
特性である。図8のメモリテーブル86の特性曲線10
0は、この図15における位置信号Nの0.00<Na
≦0.25TPの範囲の特性曲線102を格納したもの
であり、この特性曲線102は 0.75TP<N≦1.00TP 1.00TP<N≦1.25TP 1.75TP<N≦2.00TP の範囲の特性曲線104,106,108に上下及びま
たは左右を入れ替えることで重なり合う同一の特性曲線
である。
信号N=0.25TPの積係数KN0=1として正規化し
ており、この正規化した積係数KN が図8の特性曲線1
00となる。
信号Q´を求めた後に、その逆数としての積係数KQ を
求め、最終的に正規化することで、図8の特性曲線10
0に対応する位置信号Qに対する積係数KQ を得ること
ができる。したがって、図13の関係から得られる積係
数KN ,KQ は KN =1/(√2・cosN) (13) KQ =1/(√2・cosQ) (14) で与えられる。
(2)式に代入すると、Na=KN ・N={1/(√2
・cosN)}・N (15)Qa=KQ ・Q={1/
(√2・cosQ)}・Q (16)の関係が得られ
る。
置信号N,Qに対する正規化積係数KN ,KQ の値は実
測により求めることが望ましい。この実測は図11のよ
うに、実トラック位置Xに対する位置信号N,Qを求
め、実トラック位置X=Na,Qaとして図13の関係
を得て図14のように微分し、この微分結果から図15
のように逆数を求めて、最終的に図16のように正規化
すれば良い。
えば1.1μmと極めて小さく、0.25トラックピッ
チ以下の範囲で例えば0.01TP単位に位置信号N,
Qを実測することは事実上できない。そこで、図17の
ような位置信号検出系における角周波数ωに対する回ル
ープゲインGのボード線図で示される関係を利用して測
定することができる。
合せしたときの角周波数ωに対する開ループゲインGは
直線110のようになり、ゼロクロス点のゲイン0dB
が位置信号N,Qの交点のポジション感度を表す。この
状態からヘッドをずらし、もしポジション感度が増加し
たとすると開ループゲインGは直線112のようにプラ
ス側にシフトする。またポジション感度が低下すれば開
ループゲインGは直線114のようにマイナス側にシフ
トする。
ゼロクロス点のゲイン方向の動きを例えば周波数スペク
トラム分析装置で測定することで、非線形のポジション
感度を測定できる。これは図11のように、位置信号N
の微分N´を得たことに相当する。したがって、このよ
うに測定されたゲインの逆数を求めて正規化すること
で、図8,図9のような位置信号N,Qに対する正規化
積係数KN ,KQ を求めることができる。
フト量を測定する周波数スペクトラムの解析装置にあっ
ては、ゼロクロスより小さい角周波数ωについては圧縮
効果により周波数スペクトラムは得られず、一方、ゼロ
クロスを超える角周波数ωについてはヘッドが機械的に
動かないことから同じく周波数スペクトラムは得られ
ず、したがってゼロクロスをピーク位置とした山型の変
化が生ずることでゲイン即ちポジション感度の実測がで
きる。
の補正は、ポジション感度を正弦関数で近似している
が、これを余弦関数で近似しても良い。即ち図11につ
いて、実トラック位置Xに対する位置信号N,Qを図示
の正弦関数ではなく余弦関数で近似することで N=cosX (17) Q=cos(X−0.5TP) (18) とする。この場合、線形のポジション感度を持つ位置信
号Na,Qaは正弦関数の場合の Na=X (19) Qa=X−0.5TP (20) と同じになる。そこで(17)(18)式を(19)
(20)式の線形のポジション感度を持つ位置信号N
a,Qaで表すと、 N=cosNa (21) Q=cosQa (22) の関係が得られる。
持つ位置信号N,Qを線形のポジション感度の位置信号
Na,Qaに補正するためには、 Na=cos-1N (23) Qa=cos-1Q (24) を行えば良い。
り、横軸に示す線形のポジション感度を持つ位置信号N
a,Qaに対する非線形のポジション感度を持つ縦軸の
位置信号N,Qの値で決まる傾き、即ちゲインは、(2
1)(22)式を微分して N´=(cosNa)´=−sinNa (25) Q´=(cosQa)´=−sinQa (26) となる。
表している。この図19の微分位置信号N´、即ち図1
8の位置信号Naに対するNの傾きの逆数を求めると図
20のようになる。そして図20における0<N≦0.
25TPの範囲の特性曲線116について、その絶対値
を求めて正規化すると、図21のメモリテーブル76に
格納された位置信号N,Qに対する正規化積係数KN ,
KQ の特性曲線124を得ることができる。もちろん、
実際のメモリテーブル76は特性曲線124に基づき、
例えば図9のようなテーブルデータとして格納される。
モリテーブル76を使用した場合の図6,図7の補正回
路50に設けているメモリ読出部84,92における位
置信号N,Qの交点レベル以下の範囲での極性テーブル
参照値は、図12(A)のようになる。
曲線124は、図20の特性曲線116に基づいて作成
しているが、この特性を他の特性曲線118,120,
122のトラック範囲についても適用するため、各トラ
ック範囲を示す位置信号N,Qの極性に基づいて、それ
ぞれ対応するN信号テーブル参照値及びQ信号テーブル
参照値を使用する。
0.5TPの位相遅れがあり、 N=Q+0.5TP であることから、図22(A)のN信号テーブル参照値
に代入することで、Q信号テーブル参照値を得ている。
またQ信号テーブル参照値は実際には図22(B)の値
をとることになる。
弦関数で近似した場合の積係数KN,KQ は、 KN =−1/(√2・sinN) (27) KQ =−1/(√2・sinQ) (28) となる。したがって、(21)(28)式を(1)
(2)式に代入することで非線形のポジション感度を持
つ位置信号N,Qを線形のポジション感度を持つ位置信
号Na,Qaに補正するための関係式は Na=KN ・N=−{1/(√2・sinN)}・N (29) Qa=KQ ・Q=−{1/(√2・sinQ)}・Q (30) となる。
感度の非線形を正弦関数または余弦関数で近似する場合
を例にとっているが、これ以外に多項式で近似しても良
い。この多項式による近似は、位置信号Na,Qaに対
し下信号N,Qを N=AN XN +AN-1 XN-1 +・・・+A0 Q=AN (X−0.5TP)N +AN-1 (X−0.5TP)N-1 +・
・・+A0 で近似すると共に、実際のトラック位置に対する補正さ
れた2つの位置信号Na,Qaの線形関数を Na=X Qa=X−0.5TP とすることで、両者の関係式 N=AN NaN +AN-1 NaN-1 +・・・+A0 (31) Q=AN QaN +AN-1 QaN-1 +・・・+A0 (32) が得られる。
式程度で十分な近似を得ることが可能である。即ち、2
次多項式として N=A2 Na2 +A1 Na+A0 (33) Q=A2 Qa2 +A1 Qa+A0 (34) で近似する。
の実施形態にあっては図2の実施例に設けた補正回路5
0及びポジション感度検出回路70の処理をMPU36
のプログラム制御により行うようにしたことを特徴とす
る。このため、ディスクコントローラ12のハードウェ
アとしての補正回路50及びポジション感度検出回路7
0は不要となり、バス38に対しAGC増幅器46,4
8からの位置信号N,Qをデジタルデータに変換して読
み込むADコンバータ126,128を設けている。
整機能は、図2のポジション感度検出回路70の回路機
能をプログラム制御により実現する。即ち、装置出荷
時、立ち上げ時、あるいはタイマ等によるキャリブレー
ションタイミングでAGC増幅器46,48より出力さ
れる位置信号N,QをADコンバータ126,128で
読み込み、それぞれの絶対値の交点レベルを検出してそ
の平均値を求め、RAM42に記憶する。そして、検出
した交点レベルを一定レベル(理論値)とするように、
DAコンバータ100を介してAGC増幅器46,48
の利得を設定する。これによって、AGC増幅器46,
48より出力される位置信号N,Qは常に一定レベル
(理論値)に保たれる。
レベルの検出に基づいてポジション感度が補正された位
置信号N,Qについて、図6の補正回路50に示したと
同じ補正機能によりADコンバータ126,128で読
み込んだ非線形のポジション感度を持つ位置信号N,Q
を線形のポジション感度を持つ位置信号Na,Qaに補
正する。
も、例えばポジション感度の非線形を正弦関数で近似し
た場合には、図8の特性曲線100の内容を格納した例
えばRAM42等に準備されたテーブル情報を参照して
正規化積係数KN ,KQ を求め、これに読み込んだ位置
信号N,Qを乗算することで、線形のポジション感度に
補正された位置信号Na,Qaを得る。
形変換処理であり、ステップS1でサンプルタイミング
をチェックしており、サンプルタイミングに達するとA
Dコンバータ126から位置信号Nのデータを読み込
み、ステップS3で図10の対応関係からそのときの位
置信号Nについての極性とテーブル参照値を生成して積
係数KN を読み出す。
KN にそのときの位置信号Nを乗算することで、ポジシ
ョン感度が線形に補正された位置信号Naを得る。そし
てステップS5で、補正位置信号NaにステップS3で
判定された極性符号を乗算して、位置信号を用いた制御
処理を行わせる。このような処理を、ステップS6で終
了指示があるまで繰り返す。
線形のポジション感度を持つ位置信号に補正するための
フローチャートである。この場合にも、ステップS1で
サンプルタイミングを判別すると、ステップS2でAD
コンバータ126により位置信号Qをデジタルデータに
変換して読み込み、ステップS3で、そのときの位置信
号Qの極性とテーブル参照値を例えば図10の情報から
作成し、テーブル参照で、対応する積係数KQ を読み出
す。
Q をそのときの位置信号Qに掛け合わせて、ポジション
感度が線形となる位置信号Qaを求め、ステップS5
で、ステップS3で求めている極性符号を乗算し、位置
信号を用いた制御のために出力する。このようなステッ
プS1〜S5の処理を、ステップS6で終了指示がある
まで繰り返す。
ョン感度調整処理とポジション感度補正処理をMPU3
6で行っているが、MPUの代わりにデジタル・シグナ
ルプロセッサ(DSP)を使用してもよい。
ら復調された位置信号N,Qのポジション感度の非線形
特性を正弦関数、余弦関数、多項式で近似する場合を例
にとっているが、これ以外の適宜の関数による近似を行
っても良いことはもちろんである。
位相φ=TP/2とした場合を例にとるものであった
が、位相φ=TP/3としてもよい。この場合には、図
5の媒体パターンの記録としては、パターンA,Bは、
シリンダn,n+1,n+2,・・・のシリンダ境界を
中心位置として両側に1/3シリンダ幅をもって、デー
タの記録周波数より十分高い周波数のパターンを記録す
る。パターンC,Dは、パターンA,Bに対し1/3シ
リンダずらして、シリンダn,n+1,n+2のシリン
ダ中心に対し左右に1/3シリンダのシリンダ幅の範囲
に記録する。位相φ=TP/4、TP/5,・・・とす
ることもできる。
ず、その目的及び利点を損なわない範囲の適宜の変形を
含む。更に本発明は、上記の実施形態の数値による限定
は受けない。
ば、漏れ磁束の影響により非線形のポジション感度を持
つ2相1信号について交点検出に基づいて一点でのポジ
ション感度を補正した後に、更に交点レベル以下の位置
信号の範囲についてポジション感度を非線形から線形に
補正するようにしたため、トラックセンタを中心とした
位置信号N,Qの交点位置となるトラック範囲内でポジ
ション感度が正確に一定値に調整され、ポジション感度
が高精度で一定値に調整されているため、大容量化、小
型化の要求に伴ってトラック密度(TPI)が大きくな
っても高精度の位置決め制御を実現することができる。
ット説明図
パターンのヘッド位置に対する位置復調信号の説明図
線形に補正する補正回路のブロック図
積係数の特性図
積係数の説明図
とテーブル参照値の説明図
度補正前の位置信号P,Qの特性図
度補正前の位置信号P,Qの絶対値の特性図
もつ位置信号Na,Qaに対する非線形のポジション感
度をもつ位置信号N,Qの特性図
特性図
て正規化した積係数のKN の特性図
ゲインの変化を示したボード線図
もつ位置信号Na,Qaに対する非線形のポジション感
度をもつ位置信号の特性図
特性図
近似に基づいて得た正規化積係数の特性図
に格納した場合の図8のメモリ読出部における極性とテ
ーブル参照値の説明図
を設けた本発明の他の実施形態のブロック図
処理のフローチャート
処理のフローチャート
ラック位置に対する位置信号P,Qと絶対値の特性図
ッド) 18−1〜18−4:リードヘッド(MRヘッド) 20:ヘッドIC回路 22:AGCアンプ 24:リード復調回路 26:パラレル/シリアル変換器 28:ライト変調回路 30:ディクスコントローラ 32:インタフェース回路 34:バッファメモリ 36:MPU(プロセッサ) 38:バス 40:ROM 42:RAM 44:位置信号復調回路 46,48:AGC増幅器 50:補正回路 54,60,100:DAコンバータ 56,62:ドライバ 58:ボイスコイルモータ(VCM) 64:スピンドルモータ(SNM) 66:磁気ディスク 68:ヘッドアクチュエータ 70:ポジション感度検出回路 71,72:絶対値回路 74:交点レベル検出回路 76:記憶器 80,88:ADコンバータ 82,90:乗算器 84,92:メモリ読出部 86:メモリテーブル 96:極性判定回路 94:参照値作成回路 98:極性設定回路
Claims (14)
- 【請求項1】ディスク媒体に埋め込み記録された2相サ
ーボ情報の読取信号から復調された位相φが所定トラッ
クピッチ(TP/n)だけ異なる位置信号N,Qの交点
の信号レベルを検出し、該交点信号レベルが所定レベル
となるようにAGC増幅器の利得を調整するポジション
感度調整部と、 前記AGC増幅器から出力された2つの位置信号N,Q
の実際のトラック位置に対する非線形のポジション感度
を線形のポジション感度に補正する感度補正部と、を設
けたことを特徴とする記憶装置。 - 【請求項2】請求項1記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、前記位置信号の非線形のポジション感度を
前記ポジション感度調整部で検出された交点の一定感度
をもつ線形のポジション感度に補正することを特徴とす
る記憶装置。 - 【請求項3】請求項2記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、トラックセンタから前記交点に対応したト
ラック位置の範囲で、前記位置信号の非線形のポジショ
ン感度を線形のポジション感度に補正することを特徴と
する記憶装置。 - 【請求項4】請求項3記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、前記AGC増幅器から出力された2つの位
置信号N,Qのポジション感度を所定の非線形関数で近
似して線形のポジション感度に補正することを特徴とす
る記憶装置。 - 【請求項5】請求項4記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、実際のトラック位置Xに対する前記AGC
増幅器から出力された2つの位置信号N,Qを正弦関数 N=sinX Q=sin(X−TP/n) で近似すると共に、実際のトラック位置Xに対し補正さ
れた2つの位置信号Na,Qaの線形関数を Na=X Qa=X−TP/n として両者の関係式 N=sinNa Q=sinQa を設定し、該関係式から前記補正された位置信号Na,
Qaを Na=sin-1N Qa=sin-1Q により算出して非線形のポジション感度を線形に補正す
ることを特徴とする記憶装置。 - 【請求項6】請求項5記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、前記補正された位置信号Na,Qaを Na={1/(√2・cosN)}・N Qa={1/(√2・cosQ)}・Q により算出することを特徴とする記憶装置。 - 【請求項7】請求項6記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、前記補正された位置信号Na,Qaの算出
に使用する積係数 KN =1/(√2・cosN) の値をテーブル情報として予め準備し、前記AGC増幅
器からの位置信号P,Qによる前記テーブル情報の参照
で前記積係数KN,KQ 求め、前記位置信号P,Qの各
々に乗算して非線形のポジション感度を線形のポジショ
ン感度に補正することを特徴とする記憶装置。 - 【請求項8】請求項7記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、前記位置信号N、Qを両者の極性に応じて (+,−); +N , +(Q+TP/n) (+,+);+(2TP/n−N),+{1−(Q+T
P/n)} (−,+);−(2TP/n+N),+{1+(Q+T
P/n)} (−,−);−(4TP/n−N),−{4TP/n−
(Q+TP/n)} に変換して前記テーブル情報を参照することを特徴とす
る記憶装置。 - 【請求項9】請求項4記載の記憶装置に於いて、前記感
度補正部は、実際のトラック位置Xに対する前記AGC
増幅器から出力された2つの位置信号N,Qを余弦関数 N=cosX Q=cos(X−TP/n) で近似すると共に、実際のトラック位置Xに対しポジシ
ョン感度が線形となる補正された2つの位置信号Na,
Qaを線形関数 Na=X Qa=X−TP/n として両者の関係式 N=cosNa Q=cosQa を設定し、該関係式から前記補正された位置信号Na,
Qaを Na=cos-1N Qa=cos-1Q により算出して非線形のポジション感度を線形に補正す
ることを特徴とする記憶装置。 - 【請求項10】請求項9記載の記憶装置に於いて、前記
感度補正部は、前記補正された位置信号Na,Qaを Na={1/(√2・sinN)}・N Qa={1/(√2・sinQ)}・Q により算出することを特徴とする記憶装置。 - 【請求項11】請求項10記載の記憶装置に於いて、前
記感度補正部は、前記補正された位置信号Na,Qaの
算出に使用する積係数 KN=1/(√2・sinN) の値をテーブル情報として予め準備し、前記AGC増幅
器からの位置信号P,Qによる前記テーブル情報の参照
で前記積係数KN,KQを求め、前記位置信号P,Qの各
々に乗算して非線形のポジション感度を線形のポジショ
ン感度に補正することを特徴とする記憶装置。 - 【請求項12】請求項11記載の記憶装置に於いて、前
記感度補正部は、前記位置信号N、Qを両者の極性に応
じて (+,+);+( TP/n−N),+{ TP/n−
(Q+TP/n)} (−,+);−( TP/n+N),+{ TP/n+
(Q+TP/n)} (−,−);−(3TP/n−N),−{3TP/n−
(Q+TP/n)} (+,−);+(3TP/n+N),−{3TP/n+
(Q+TP/n)} に変換して前記テーブル情報を参照することを特徴とす
る記憶装置。 - 【請求項13】請求項4記載の記憶装置に於いて、前記
感度補正部は、実際のトラック位置Xに対する前記AG
C増幅器から出力された2つの位置信号N,Qの非線形
関数を多項式 N=ANXN+AN-1 XN-1 +・・・+A0 Q=AN(X−TP/n) N+AN-1 (X−TP/n) N-1+・・
・+A0 で近似すると共に、実際のトラック位置に対する補正さ
れた2つの位置信号Na,Qaの線形関数を Na=X Qa=X−TP/n とすることで両者の関係式 N=AN NaN +AN-1 NaN-1 +・・・+A0 Q=AN QaN +AN-1 QaN-1 +・・・+A0 を設定して非線形のポジション感度の線形に補正するこ
とを特徴とする記憶装置。 - 【請求項14】ディスク媒体に埋め込み記録された2相
サーボ情報の読取信号から復調された位相φが所定トラ
ックピッチだけ異なる位置信号N,Qの交点の信号レベ
ルを検出し、該交点信号レベルが所定レベルとなるよう
にAGC増幅器の利得を調整するポジション感度調整過
程と、 前記AGC増幅器から出力された2つの位置信号N,Q
の実際のトラック位置に対する非線形のポジション感度
を、線形のポジション感度に補正する感度補正過程と、
を備えたことを特徴とする記憶装置のポジション感度設
定方法。
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