KR100450454B1 - 디스크 장치의 위치 복조 방법 및 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위치 신호의 전환 경계의 단차를 해소하고, 위치 감도에 오차가 생겼더라도 보다 정확한 위치를 복조하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 위치 정보 PosN과 PosQ를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 위치 정보 Pos1과 Pos2를 산출하고, 다음으로 위치 정보(Pos1)로부터 가중 이득 G1=M과 가중 이득 G2=(1-M)을 구하며, 가중 이득(G1)을 제 3 위치 정보(Pos1)에 승산한 승산값과 가중 이득(G2)을 제 4 위치 정보(Pos2)에 승산한 승산값을 가산 합성하여 복조 위치를 산출한다.
Description
본 발명은 헤드를 목표 위치에 위치 결정 제어하기 위해 헤드 위치를 복조하는 디스크 장치의 위치 복조 방법 및 회로에 관한 것으로서, 특히, 헤드에서 판독한 디스크의 위치 신호로부터 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 방법 및 회로에 관한 것이다.
헤드에 의해 디스크 매체를 판독하는 디스크 장치는, 데이터를 기록하는 디스크와, 디스크를 회전시키는 모터와, 디스크 상의 정보를 기록 재생하는 헤드와, 헤드를 목표 위치까지 이동시키는 액추에이터로 이루어진다. 대표적인 장치로서는, 하드 디스크 드라이브(HDD)로서 알려진 자기 디스크 장치 또는 DVD-ROM이나 MO로서 알려진 광 디스크 장치가 있다.
자기 디스크 장치에 있어서는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 디스크(200) 위에 헤드의 위치를 검출하기 위한 위치 정보(202)가 내주로부터 외주까지 원주 방향으로 등간격으로 기록되어 있다. 이 위치 정보(202)는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 서보 마크(204), 그레이 코드(Gray code)를 사용한 트랙 번호(206), 인덱스(208) 및 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)에 대응한 버스트 패턴을 포함하는 오프셋 정보(210)로 이루어진다. 이 위치 정보에서의 트랙 번호(206)와 오프셋 정보(210)를 사용함으로써 헤드의 현재 위치를 파악할 수 있다.
헤드로부터의 위치 정보의 판독 신호는 도 20과 같은 신호 파형으로 되어, 위치 검출 회로에 들어간다. 위치 검출 회로에서는, 서보 마크 신호(212)를 검지하여 위치 신호의 개시 시각을 파악하고, 그레이 코드 신호(214)로부터 트랙 번호를 취출하며, 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)에 대응한 버스트 신호(Ea, Eb, Ec, Ed)로부터 위치 오프셋 값을 취출하여, 메모리에 저장한다.
위치 검출 회로는 MCU(Main Control Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor)에 접속되어 있고, MCU는 메모리의 값을 판독하여 현재의 헤드 위치를 계산에 의해 복조한다. MCU에서는 현재의 위치에 따라 액추에이터에 흐르게 하는 전류값을 계산한다. 계산한 전류값은 DAC에 설정된다. DAC의 출력은 전류 앰프에공급되고, 전류가 액추에이터의 모터(VCM)에 공급된다.
MCU는 HDC(Hard disk Controller)를 경유하여 장치 외부와 접속되어 있다. 장치 외부에는 통상적으로 컴퓨터를 구비하고, 컴퓨터로부터 데이터의 기록 또는 재생 명령이 송신된다. MCU에서는 송신된 명령을 해석하여, 실제 디스크 상의 위치로 변환함으로써 목표 위치를 생성하고, 액추에이터 및 자기 헤드를 목표 위치로 이동시킨다.
종래의 위치 복조 방법은, 도 19와 같이 자기 디스크 상에 지그재그 형상으로 기록되어 있는 버스트 패턴(PosA, PosB, PosC, PosD)을 헤드가 도 21의 신호 파형과 같이 판독할 때에, 그 신호의 면적 또는 절대값의 면적을 위치 검출 회로에 의해 구한다. 이 4개의 버스트 신호(Ea, Eb, Ec, Ed)로부터 검출한 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)를 사용하고, 다음과 같이 하여 2개의 위치 신호 PosN과 PosQ를 계산한다.
PosN = PosA-PosB
PosQ = PosC-PosD
도 21은 계산에 의해 구한 위치 신호 PosN과 PosQ이며, 위치 신호 PosQ는 위치 신호 PosN에 비하여 1/4 트랙만큼 위상이 어긋나게 배치되어 있다.
이 때, 매체 상에 기록되어 있는 트랙 번호와 그 검출 오차, 위치 신호 PosN과 PosQ의 관계는, 도 22와 같이 8개로 나눈 각 구간에서 도 23의 표에 나타낸 바와 같이 된다. 즉, 위치 신호 PosN과 PosQ 중에서 절대값이 작은 것을 사용하고, 대응하는 계산식으로부터 위치를 복조한다.
그러나, 디스크 상의 그레이 번호(또는 트랙 번호)는 위치 신호 PosN과 PosQ의 전환점 부근에서 잘못 판독할 경우가 있다. 그래서, 잘못 판독했다고 판단되었을 경우에는 도 24의 복조 계산을 실행한다.
이러한 도 23과 도 24에 의한 2개의 표를 논리 압축하여 복조식을 C언어의 프로그램으로서 다음에 나타낸 바와 같이 표현할 수 있다. 여기서, G(x)는 그 근방의 위치 x에서의 위치 감도 이득, 즉, 위치 신호 PosN 또는 PosQ를 ADC에 의해 검출한 값을 실제의 트랙 단위로 환산하기 위한 이득으로 한다. 또한, 복조한 그레이 번호와 트랙 번호는 동일하게 하고 있다.
PosN = PosA - PosB;
PosQ = PosC - PosD;
Track = Gray;
if(abs(PosN)＜=abs(PosQ))[
Position = -sgn(PosQ)*G(x)*PosN + Track;
if(sgn(PosQ)*even(Track)＞0.0)
Position += sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0;
] else [
Position = sgn(PosN)*(G(x)*PosQ + even(Track)*0.5) + Track;
]
이 복조 계산 프로그램에 의해 구한 복조 위치와 실제 위치의 관계는 도 25와 같이 직선 특성으로 된다. 또한, 이 복조 계산 프로그램을 회로에 의해 나타내면 도 26과 같이 된다.
복조 회로(218)는 헤드에 의해 판독한 위치 신호를 입력하여, 트랙 번호 및 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)를 복조한다. 가산기(220, 222)는,
PosN = PosA-PosB
PosQ = PosC-PosD
를 계산한다. 승산기(226, 228)는 트랙 번호에 의한 위치 감도 이득 파일(230)의 참조에 의해 미리 기억된 위치 감도 이득을 구하고, 위치 신호 PosN과 PosQ에 승산 한다.
위치 계산 회로(232)는 승산기(226, 228)에 의해 위치 감도가 보정된 위치 신호 PosN과 PosQ를 비교하고, 도 23의 복조표의 대응하는 구간의 계산식에 의해 위치 정보(Pos1)를 구한다. 최종적으로 가산기(234)에 의해 트랙 번호, 오프셋 및 위치(Pos1)를 가산하여 복조 위치를 출력한다. 이 위치 복조의 상세는 일본국 특개평8-195044호에 기재된다.
그런데, 복조 위치가 도 25와 같이 직선을 나타낼 수 있는 것은, 위치 감도 이득을 100% 정확하게 구하는 것이 가능했을 때이다. 그러나, 위치 감도 이득을 측정할 때에는 측정 오차가 생긴다. 이 측정 오차는 경우에 따라 10% 이상으로도 된다.
측정 오차의 원인 중의 하나는 측정 정밀도이다. 위치 감도 이득은, 위치 신호 PosN과 PosQ가 동일해지는 지점에서 위치 결정하면서 측정하고 있다. 그러나, 장치 상에서 측정하기 때문에, 위치 신호 기록 시의 흔들림 및 모터의 요동 등에 영향을 받아 ±10% 정도 위치가 흔들리고 있다.
다른 원인으로서는, 서보 신호를 디스크 매체 위에 기록할 때의 어긋남, 특히 트랙 폭의 어긋남, 노이즈의 영향, 측정 지점의 매체 위의 신호 품질, 복조 회로 노이즈가 있다. 따라서, 100% 완전하게 정확한 위치 감도 이득을 측정하는 것은 불가능하며, 측정 결과에는 반드시 오차가 따른다.
도 27은 위치 감도 이득이 -20% 어긋났을 때의 실제 위치와 복조 위치의 관계이며, 도 28은 위치 감도 이득이 +20% 어긋났을 때의 실제 위치와 복조 위치의 관계이다. 이와 같이 위치 감도 이득이 측정 오차를 가질 경우, 위치 신호 PosN에 의해 복조하는 구간과 위치 신호 PosQ에 의해 복조하는 구간과의 경계에서 단차가 생기게 된다.
이러한 위치 감도 이득의 오차에 따른 영향에는 다음의 2가지가 있다. 첫째는 위치 결정했을 때의 위치 결정 정밀도의 열화이다. 특히, 자기 디스크 장치에 있어서는, 자기 헤드의 판독 소자와 기입 소자가 물리적으로 다르기 때문에, 양자에는 위치 어긋남이 생기고 있다. 따라서, 기입 시의 목표 위치와 그 기록한 신호를 판독하기 위한 판독 위치는 어긋나게 해야만 한다. 이것을 판독 오프셋이라고 부른다.
이 판독 오프셋은, 장치에 탑재되는 자기 헤드의 판독 소자와 기입 소자의 치수 형상, 및 회전형 액추에이터의 요각(yaw angle)에 따라, 트랙마다 또는 복수 트랙을 하나로 합친 존(zone)마다 다른 값을 설정해야만 한다.
따라서, 판독 오프셋의 위치에 따라서는, 위치 신호 PosN과 PosQ의 경계 부근에 목표 위치가 설정되게 된다. 이 때, 위치 감도 이득에 오차가 생기면, PosN에 의해 복조한 위치와 PosQ에 의해 복조한 위치에 어긋남이 생기게 된다. 따라서, 이러한 장소에서 위치 결정하면, 위치 결정 정밀도가 열화하며, 데이터로서 기록되어 있는 정보를 잘못 판독하기 쉽다.
둘째는 검출 위치 그 자체의 정밀도이다. 도 27 및 도 28과 같이 위치 감도 이득이 20% 변화된다는 현상은, 즉, 검출한 위치가 20% 변화되는 것을 가리킨다. 자기 디스크 장치의 위치 결정 제어에 있어서, 목표는 위치 결정 정밀도를 목표 사양 내에 수용하는 것이다. 그런데, 그 검출 위치 자체의 정밀도가 애매하면, 사양 자체를 만족시킬 수 있는지의 여부를 보증하는 것조차 불가능하다.
이와 같이 종래의 위치 복조 방법에서는, 위치 감도 이득이 100% 정확한 것이 전제이나, 이 값을 정확하게 측정할 수 없고, 오차를 갖는 한, 위치 신호 PosN과 PosQ의 복조 경계에서의 단차 발생을 회피할 수는 없었다.
본 발명은 위치 신호의 전환 경계의 단차를 해소하는 동시에, 위치 감도에 오차가 생겼다고 하여도, 보다 정확한 위치를 복조할 수 있는 디스크 장치의 위치 복조 방법 및 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 원리 설명도.
도 2는 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 회로 블록도.
도 3은 헤드 위치 결정 제어의 타임차트.
도 4는 본 발명에 의한 위치 복조 회로의 블록도.
도 5는 본 발명에 의한 합성 복조에서 사용하는 위치 PosN과 PosQ의 구간 설명도.
도 6은 도 5의 위치 PosN과 PosQ로부터 복조한 실제 위치에 대한 검출 위치의 설명도.
도 7은 본 발명의 합성 복조에 사용하는 삼각형 가중함수의 설명도.
도 8은 본 발명의 합성 복조에 사용하는 하한치를 0.5로 제한한 삼각형 가중함수의 설명도.
도 9는 신호 포화 보정을 행하는 본 발명의 위치 복조 회로의 블록도.
도 10은 본 발명의 합성 복조에 사용하는 사다리꼴 가중함수의 설명도.
도 11은 도 10의 사다리꼴을 곡선으로 한 가중함수의 설명도.
도 12는 종래의 위치 복조에 의한 위치 감도 이득(gain)의 변화에 대한 위치결정 정밀도의 측정 결과 설명도.
도 13은 도 8의 하한치를 0.5로 한 삼각형 가중함수를 사용한 본 발명의 위치 복조에 의한 위치 감도 이득의 변화에 대한 위치 결정 정밀도의 측정 결과 설명도.
도 14는 도 10의 사다리꼴 가중함수를 사용한 본 발명의 위치 복조에 의한 위치 감도 이득의 변화에 대한 위치 결정 정밀도의 측정 결과 설명도.
도 15는 본 발명의 합성 복조에서 사용하는 복조표의 설명도.
도 16은 속도 오프셋을 보정하는 본 발명의 복조 회로의 블록도.
도 17은 포화 보정과 속도 오프셋 보정을 행하는 본 발명의 복조 회로의 블록도.
도 18은 디스크 상의 위치 신호의 배치 설명도.
도 19는 디스크 위에 자기 기록된 위치 신호 패턴의 설명도.
도 20은 헤드에서 판독한 위치 신호 파형의 설명도.
도 21은 버스트 신호로부터 복조한 위치 정보 PosN과 PosQ의 설명도.
도 22는 위치 복조 계산을 위해 구분한 복조 구간의 설명도.
도 23은 트랙 번호가 정상인 경우의 복조 계산 설명도.
도 24는 트랙 번호가 이상한 경우의 복조 계산 설명도.
도 25는 위치 감도에 오차가 없을 때의 관측 위치 설명도.
도 26은 종래의 위치 복조 회로의 블록도.
도 27은 위치 감도가 -20% 어긋났을 때의 관측 위치 설명도.
도 28은 위치 감도가 +20% 어긋났을 때의 관측 위치 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : SCSI 제어기
12 : 드라이브 제어부
14 : 디스크 인클로저(enclosure)
16 : MCU
18 : 메모리
20 : 프로그램 메모리
22 : 하드 디스크 제어기(HDC)
24 : 데이터 버퍼
26 : 드라이브 논리부(logic)
28 : DSP
30 : 판독 채널(RDC)
32 : 서보(servo) 드라이버
34 : 헤드 IC
36-1∼36-6 : 복합 헤드
38 : 자기 디스크
40 : VCM
42 : SPM
46 : 위치 검출 회로
48 : 제 1 회로부
50 : 제 2 회로부
52 : 제 3 회로부
54 : 복조 회로
56, 58, 80, 82 : 가산기
60, 62, 68, 70 : 승산기
64 : 위치 감도 이득 파일
66 : 위치 계산 회로
72 : 가중함수 파일
74 : 가산 회로
75, 76 : 신호 포화 보정기
82 : 속도 보정기
도 1은 본 발명의 원리 설명도이다. 본 발명은 헤드가 판독한 디스크의 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)를 복조한 후에 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 방법으로서, 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)로부터 서로 위상이 다른 위치 정보를 복조한 후에 위치 감도 이득을 각각 승산하여 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 산출하는 제 1 단계와, 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)를 산출하는 제 2 단계와, 제 3 위치 정보(Ea, Eb, Ec, Ed)로부터 제 1 가중 이득(G1)과 제 2 가중 이득(G2)을 구하고, 제 1 가중 이득(G1)을 제 3 위치 정보(Pos1)에 승산한 승산값과 제 2 가중 이득(G2)을 상기 제 4 위치 정보(Pos2)에 승산한 승산값의 가산값을 포함시켜 복조 위치를 산출하는 제 3 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 위치 복조 방법에 의하면, 위치 감도 이득에 오차를 포함하고 있었다고 하여도, 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 위치 신호 Pos1과 Pos2의 합성 계산에 의해 복조 위치를 구함으로써, 위치 감도 이득의 오차 영향을 회피할 수 있다.
예를 들면, 위치 감도 이득이 +10%의 오차를 포함할 때에는, Pos1은 +10%의 어긋남, Pos2는 -10%의 어긋남으로 되도록 하고, 이 때에 가중 이득이 Pos1과 Pos2에서 양자 모두 0.5이면,
0.5*Pos1+0.5*Pos2
를 계산하면, 위치 감도 이득의 오차 영향은 0(Zero)으로 할 수 있다. 따라서, 위치 신호 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근에서의 단차를 해소할 수 있다.
여기서, 제 1 가중 이득(G1)=M에 대하여 상기 제 2 가중 이득(G2)은 1에서 제 1 가중 이득을 뺀 값 G2=(1-M)이다. 또한, 제 1 가중 이득(M)은, 트랙 센터에서 1, 양측의 트랙 경계 위치에서 0으로 되도록 검출 위치 kx(단, 위치 감도 이득 k=1)에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수 M=-2｜k｜x+1이다.
또한, 제 1 가중 이득은, 위치 감도 이득 k의 변동을 고려하면, 트랙 센터에서 1, 양측의 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치 kx에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수로 한다.
또한, 제 1 가중 이득은, 위치 PosN과 PosQ의 포화 영향을 제거하기 위해, 트랙 센터로부터 양측의 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치 kx에 대하여 사다리꼴로 변화되는 구분 1차함수로 한다.
또한, 제 1 가중 이득은, 사다리꼴로 변화되는 함수 대신에, 트랙 센터로부터 양측의 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 변화되는 사인 곡선(sine curve) 등의 곡선함수로 할 수도 있다.
또한, 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수이고, 위치 PosN과 PosQ의 포화 영향을 제거하기 위해, 포화 특성을 보정한 제 3 위치 정보(Pos1)에 의한 구분 1차함수의 참조에 의해 제 1 가중 이득을 결정한다.
제 2 단계는, 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)마다 헤드의 이동 속도에 비례한 제 1 속도 보정 위치와 제 2 속도 보정 위치를 구하여 가산한다. 이것에 의해, 탐색(seek) 중의 헤드 속도가 0이 아닌 상태일지라도, 정확한 위치를 복조할 수 있다.
본 발명은 헤드가 판독한 디스크의 위치 신호로부터 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 회로를 제공한다. 이 복조 회로는, 위치 신호로부터 서로 위상이 다른 위치 정보를 복조한 후에 위치 감도 이득을 각각 승산하여 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 산출하는 제 1 회로부(48)와, 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)를 산출하는 제 2 회로부(50)와, 제 3 위치 정보(Pos1)로부터 제 1 가중 이득(G1)과 제 2 가중 이득(G2)을 구하고, 제 1 가중 이득을 상기 제 3 위치 정보에 승산한 승산값과 제 2 가중 이득을 상기 제 4 위치 정보에 승산한 승산값의 가산값을 포함시켜 복조 위치를 산출하는 제 3 회로부(52)를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 블록도이다. 도 2에 있어서, 하드 디스크 드라이브는 SCSI 제어기(10), 드라이브 제어부(12) 및 디스크 인클로저(14)로 구성된다. 물론, 호스트와의 인터페이스는 SCSI 제어기(10)에 한정되지 않으며, 적절한 인터페이스 제어기를 사용할 수 있다.
SCSI 제어기(10)에는 MCU(메인 제어 유니트)(16), 제어 기억으로서 사용되는 DRAM 또는 SRAM을 사용한 메모리(18), 제어 프로그램을 저장하는 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리를 사용한 프로그램 메모리(20), 하드 디스크 제어기(HDC)(22) 및 데이터 버퍼(24)가 설치된다.
드라이브 제어부(12)에는 드라이브 논리부(26), DSP(28), 판독 채널(30) 및 서보 드라이버(32)가 설치되고, 판독 채널(30)에는 본 발명의 위치 복조 방법을 채용한 위치 검출 회로(46)가 설치되어 있다.
또한, 디스크 인클로저(14)에는 헤드 IC(34)가 설치되고, 헤드 IC(34)에 대하여 기입 헤드 소자와 판독 헤드 소자를 구비한 복합 헤드(36-1∼36-6)를 접속하고 있다.
복합 헤드(36-1∼36-6)는 자기 디스크(38-1∼38-3)의 각 기록면에 대하여 설치되고, VCM(40)에 의한 로터리 액추에이터의 구동에 의해 자기 디스크(38-1∼38-3)의 임의의 트랙 위치에 이동된다. 자기 디스크(38-1∼38-3)는 스핀들 모터(42)에 의해 일정 속도로 회전된다.
도 3은 도 2의 드라이브 제어부(12)에 설치되어 있는 DSP(28)에 의한 헤드 위치 결정 제어를 위한 서보 제어기에 의한 위치 검출 회로(46)에 의해 검출한 검출 위치의 오차에 따른 코어스(coarse) 제어, 정정(整定) 제어, 팔로잉(following) 제어의 타임차트이다. 또한, 탐색 제어는 코어스 제어와 정정 제어를 포함하는 제어이다.
코어스 제어는 목표 위치로의 속도 제어이다. 이 코어스 제어는 속도 제어, PD 제어, 또는 정상 바이어스 추정을 포함하지 않는 옵저버(observer) 제어 등에 의해 실행된다. 즉, 도 3b의 속도에 나타낸 바와 같이, 코어스 제어는 가속, 정속, 감속과 제어 모드를 전환한다.
가속 모드는 도 3a에 나타낸 바와 같이 가속 전류를 흐르게 하여, 속도를 증가시키는 제어이다. 정속 모드는 목표 속도를 유지하도록 전류를 제어하여 속도를 일정 속도로 유지하는 제어이다. 감속 모드는 가속 시와 반대 방향으로 감속 전류를 흐르게 하여, 속도를 목표 위치 부근에서 0에 근접시키는 제어이다. 또한, 거리가 작을 경우에는 정속 모드는 포함되지 않는다.
코어스 제어가 종료되면 정정 제어가 실행된다. 정정 제어는 코어스 제어와 팔로잉 제어의 연결을 행하기 위한 제어 모드이고, 제어계에 적분 요소를 포함한다. 이것에 의해 목표 트랙으로의 인입이 실행된다. 정정 제어 종료 후의 팔로잉 제어는 헤드를 목표 위치에 추종시키는 제어이다. 팔로잉 제어는 PID 제어, PI×LeadLag, 정상 바이어스 추정을 포함하는 옵저버 제어 등으로 구성된다.
도 4는 도 2의 판독 채널(30)에 내장되어 있는 위치 검출 회로(46)의 기능 구성을 나타낸 블록도이며, 본 발명의 원리를 설명하기 위해, 헤드의 속도를 0으로 한 경우를 대상으로 하고 있다.
도 4에 있어서, 위치 검출 회로는 제 1 회로부(48), 제 2 회로부(50), 제 3 회로부(52)로 구성되어 있다. 제 1 회로부(48)는 복조 회로(54), 가산기(56, 58), 승산기(60, 62) 및 위치 감도 이득 파일(64)로 구성된다.
제 1 회로부(48)는 헤드로부터 판독한 디스크의 위치 신호, 구체적으로는 도 21의 신호 파형을 갖는 위치 신호를 입력하고, 트랙 번호(그레이 코드), 버스트 신호의 신호 면적 또는 신호의 절대치 면적을 구하여 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)를 출력한다.
가산기(56, 58)는 복조 회로(54)로부터 출력되는 4개의 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)를 사용하여 2개의 위치 정보 신호(PosN, PosQ)를 다음과 같이 하여 구한다.
PosN = PosA-PosB
PosQ = PosC-PosD
가산기(56, 58)로부터의 위치 정보 PosN과 PosQ는, 승산기(60, 62)에서 위치 감도 이득 파일(64)에 미리 검출하여 저장되어 있는 위치 감도 이득 G(x)를 판독하여 승산하고, 위치 감도의 보정을 행한다.
제 2 회로부(50)는 위치 계산 회로(66)로 구성된다. 이 위치 계산 회로(66)는, 승산기(60, 62)로부터 출력되는 위치 감도가 보정이 완료된 위치 정보 PosN과 PosQ를 비교하고, 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 위치 정보 Pos1과 Pos2를 산출한다.
또한, 위치 계산 회로(66)에는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 인접하는 2개의 트랙을 8개로 나눈 각 구간에서의 위치 정보 PosN과 PosQ 내의 절대치가 작은 쪽을 사용하여, 나중의 설명에서 명확하게 하는 대응하는 계산식으로부터, 위치 감도 이득에 대하여 서로 반대의 영향이 나타나는 위치 정보 Pos1과 Pos2를 산출한다.
제 3 회로부(52)는 승산기(68, 70), 가중함수 파일(72) 및 가산기(74)로 구성된다. 이 제 3 회로부(52)는 위치 정보(Pos1)에 의한 가중함수 파일(72)의 참조에 의해 가중 이득(G1)과 가중 이득(G2)을 구하고, 승산기(68)에 의해 가중 이득(G1)을 위치 정보(Pos1)에 승산하며, 승산기(70)에 의해 가중 이득(G2)을 위치정보(Pos2)에 승산한다. 최종적으로 가산기(74)에 의해 트랙 번호, 오프셋 및 승산기(68, 70)의 승산 결과를 가산함으로써 복조 위치를 산출할 수 있다.
여기서, 위치 정보(Pos1, Pos2)에 승산하는 가중 이득(G1, G2)은 가중 이득 G1=M으로 하면, G2=1-M으로 되는 관계에 있다. 즉, 제 3 회로부(52)에 있어서는, 위치 계산 회로(66)로부터 출력된 위치 감도 이득의 오차 영향이 반대로 나타나는 위치 정보 Pos1과 Pos2에 가중 이득(G1, G2)(단, G1+G2=1)으로서 합성 계산함으로써, 위치 감도 이득의 오차 영향을 회피하고 있다.
다음으로, 도 4의 제 3 회로부(52)에서 사용하는 가중함수의 도출 방법을 설명한다. 도 27 및 도 28에 나타낸 바와 같은 위치 감도의 어긋남에 따른 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근의 단차를 해소하기 위해서는, 검출한 위치 정보 PosN과 PosQ를 더하여 2로 나누는 계산법, 즉, (PosN+PosQ)/2를 생각할 수 있다.
그러나, 이 방법에서는 실제로 헤드의 위치 결정 제어를 행하는 것은 불가능하다. 그 이유는 위치 정보 PosN과 PosQ는 도 22에 나타낸 바와 같이 삼각파이고, 장소마다 기울기가 플러스 또는 마이너스로 변화된다. 또한, 위치 정보 PosN과 PosQ는 위상이 서로 다르기 때문에, 위상 어긋남만큼, 즉, 위치 어긋남도 고려해야만 한다. 따라서, 장소마다 서로 다른 계산식이 필요하게 된다.
도 5는 도 4의 가산기(56, 58)에서 산출되는 위치 정보 PosN과 PosQ를 나타내고 있다. 여기서, 위치 정보 PosQ에 대해서, 굵은 선의 구간(84)에 의해 위치를 복조하고, 동시에 위치 정보 PosN에서의 굵은 선으로 나타낸 구간(86, 88)을 사용하여 위치를 복조하는 것을 생각한다.
도 6은 도 5의 구간(84, 86, 88)의 각각을 사용하여 복조했을 때의 검출 위치를 종축에 취하고, 횡축을 절대 위치로 했을 때의 커브이다. 여기서, 오차도 포함하는 위치 감도 이득을 k로 표현한다. 따라서, 종축의 검출 위치는 kx로 표현한다.
위치 감도 이득이 정확한 값보다도 클 때는 선(90)의 커브를 그린다. 한편, 오프셋 0의 위치부터 1/2 트랙 어긋난 위치 정보(PosN)를 사용하여 복조하는 위치에서는 선(92)의 커브를 그리게 된다. 이 선(90)과 선(92)의 커브에 대해서 각각을 식으로 표현하면 다음과 같이 된다.
ya=kx (1)
yb=k(x-0.5)+0.5 (2)
이상적으로는, 위치 감도 이득 k의 값이 오차를 갖고 있어도 복조 위치 y가 절대 위치 x에 대하여 y=x의 관계를 갖는 것이다. 그래서, 2개의 커브를 서로 더하여, 파선(94)으로 나타낸 정확한 복조 위치의 커브와 일치하기 위한 조건을 구한다. 구체적으로는 복조 위치 ya에 가중 이득 M을 곱하고, 복조 위치 yb에 복조 이득 (1-M)을 곱하여 양자를 합성하는 것을 생각한다.
y=Mkx+(1-M)(k(x-0.5)+0.5)=0.5(k-1)M+kx-0.5(k-1) (3)
이 (3)식이 위치 감도 이득 k의 영향을 받지 않기 위해서는, 검출 위치 kx가 절대 위치 x와 일치하면 된다. 그를 위한 이득 M의 조건은 다음 식에 의해 산출된다.
x=0.5(k-1)M+kx-0.5(k-1)
0.5(k-1)M=-(k-1)x+0.5(k-1)
M=-2x+1 (4)
즉, 가중 이득 M은 절대 위치 x의 1차함수이면 좋다.
여기서는, 도 6의 선(90)의 커브에 대하여 +측에 있는 선(92)의 커브를 생각했으나, 동일하게 하여 -측에 있는 선(95)의 커브와의 관계에 대해서 생각하면,
M=2x+1 (5)
로 된다. 그리고, 절대 위치 x의 절대치를 취함으로써 (4)식 및 (5)식을 다음 식으로 정리하여 표시할 수 있다.
M=-2｜x｜+1 (6)
즉, 도 7에 나타낸 삼각형 가중함수를 곱하면 된다는 것을 알 수 있다.
그러나, 여기서 하나 주의해야 할 것이 있다. 그것은 가중함수 M은 절대 위치 x의 함수이며, (6)식에는 어디에도 위치 감도 이득 k의 영향이 포함되어 있지 않다. 그런데, 실제로 측정할 수 있는 것은 검출 위치 kx뿐이며, 오차를 포함하는 위치 감도 이득 k는 미지(未知)로 되는 문제가 있다.
이 미지의 위치 감도 이득 k에 의한 문제가 현저하게 나타나는 것은, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근의 복조 시이다. 이 전환 경계 부근의 복조 시에 있어서는, 가중 이득 M=0.5에 가까운 값을 사용해야 한다. 그런데, y=x 대신에 y=kx를 사용할 수밖에 없기 때문에, 가중 이득 M이 0.5로 되지는 않는다.
예를 들면, 위치 감도 이득 k=1.2일 때에 검출 위치 y=kx를 사용하여 가중함수 M'를
M'=2kx+1
로부터 절대 위치 x=0.25인 경우에 대해서 계산하면, M'=0.4로 된다. 이 때의 검출 위치 ya와 yb를 (1)식 및 (2)식으로부터 계산하면,
ya=0.3
yb=0.2
로 된다. 따라서, (3)식에서 주어지는 합성 복조 결과는
y=M*ya+(1-M)*yb
=0.4*0.3+(1-0.4)*0.2
=0.24
로 된다. 즉, 정확한 위치 x=0.25로부터 합성 복조 결과는 0.01만큼 벗어나게 된다.
이 현상을 회피하기 위해서는, 가중함수 M의 계산 결과의 하한치에 제한을 두는 것이 좋다. 즉,
M=-2x+1(x＞=0일 때)
2x+1(x＜0일 때)
의 조건과 함께, M＜0.5일 때 M=0.5로 제한한다는 조건을 부가하면 좋다.
이 경우, 위치 감도 이득 k=1.2에 대해서 합성 복조 결과를 산출하면,
y=0.5*0.3+0.5*0.2
=0.25
로 되고, 어긋남이 생기지 않는다. 이와 같이 가중함수 M의 하한치를 0.5로 제한함으로써, 검출 위치 kx에 의한 가중함수의 참조에 따른 오차를 해소하는 것이 가능해진다. 도 8은 가중함수의 하한치를 0.5로 제한했을 경우의 수정 후의 가중함수이다.
도 8과 같이 가중함수의 하한치를 0.5로 제한하여도, 다음의 결점이 더 있다. 이 결점은 위치 정보 PosN과 PosQ의 포화 영향이다. 위치 정보 PosN 및 PosQ는, 판독 코어 폭이 디스크에 기록되어 있는 버스트 신호의 버스트 폭보다 좁기 때문에, 삼각파로 되지는 않으며, 도 21에 나타낸 바와 같이, 정상(頂上)이 납작해진 포화 파형을 나타낸다.
실제의 특성을 측정하면, 도 21의 포화 부분은 완전히 평탄하게 되지는 않고 직선으로 된다. 이것은 헤드의 검출 감도가 사각형으로 되지는 않고 곡선으로 되기 때문이다.
이 위치 정보 PosN과 PosQ의 포화 영향을 해소하기 위해서는, 도 9의 블록도와 같이, 하나는 포화 특성을 고려한 위치의 복조를 행한다.
도 9의 블록도는 도 4와 기본적으로 동일하나, 제 2 회로부의 위치 계산 회로(66)로부터 출력된 위치 정보(Pos2)를 신호 포화 보정기에 입력하고, 포화 부분을 삼각형의 비포화 상태로 보정하고 있다. 신호 포화 보정기(76)에는 포화 특성의 반대 특성 커브를 가진 테이블이 저장되어 있다.
이 포화 특성의 반대 특성 커브는, 사전에 다수의 헤드 특성으로부터 평균적인 커브를 구해 두어도 좋으며, 헤드마다 커브를 측정할 수도 있다. 따라서, 신호 포화 보정기(76)로부터 출력되는 위치 정보(Pos2)는, 포화 부분이 보상된 삼각형으로 변화되는 위치 정보로 되고, 이것에 승산기(70)에 의해 가중함수 파일(72)로부터 판독한 가중 이득 G2=1-M을 승산 함으로써, 위치 정보 PosN과 PosQ의 포화 영향을 제거하고 있다.
여기서, 도 9에서는 신호 포화 보정기(76)를 위치 정보(Pos2) 측에만 구비하고 있으나, 위치 정보(Pos1) 측에 구비할 수도 있다.
위치 정보 PosN과 PosQ의 포화 영향을 제거하는 두번째 방법은, 도 10과 같이 가중함수를 사다리꼴 가중으로 하는 것이다. 즉, 트랙 센터로 되는 중심 위치 0의 가중은 1로 설정하고, 이 가중 위치의 범위를 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 앞까지 1로 설정하며, 전환 경계 부근의 가중은 0.5로 설정하여, 그 사이를 직선으로 연결함으로써 사다리꼴 가중을 얻고 있다.
이 사다리꼴 가중함수는, 위치 감도의 변동에 대한 영향을 무시하고, 전환 경계에서 생기는 단차의 해소만을 목적으로 하면, 하나의 해소 방법으로 될 수 있다.
또한, 도 11의 가중함수와 같이, 트랙 센터로 되는 중심 위치 0에서 가중을 1로 설정하고, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근에서는 가중을 0.5로 하며, 그 사이를 곡선으로 연결하는 가중함수로 할 수도 있다. 이 경우의 곡선으로서는, 예를 들어, 사인 곡선을 사용한다.
이상과 같이, 위치 감도의 변동 영향이 반대로 나타나는 2개의 위치 정보 Pos1과 Pos2를 가중 이득을 사용하여 합성함으로써 복조 위치를 산출하는 본 발명의 위치 복조 방법을 실제의 자기 디스크 장치에 적용하여 실험한 결과를 이하에나타낸다.
도 12는 도 26의 블록도로 실현되는 종래의 위치 복조 방법의 복조 결과이다. 도 12a는 위치 감도 이득에 측정값 그 자체를 사용한 경우, 도 12b는 위치 감도 이득의 측정값을 80%로 감소시킨 경우, 도 12c는 위치 감도 이득의 측정값을 120%로 증가시킨 경우이다.
또한, 횡축은 오프셋을 나타내고, 종축에는 위치 결정 정밀도(TRO)를 나타내고 있다. 이 측정은 위치 결정 목표를 조금씩 변위시킴으로써 오프셋을 미소하게 변화시키면서 위치 결정 정밀도를 측정하고 있다. 또한, 측정에 사용한 디스크는, 디스크 위에 기록되어 있는 트랙 번호(그레이 번호)를 2/3배로 한 값이 실제로 판독/기입하는 트랙으로 된다. 따라서, 측정 결과는 단위로서 그레이 번호를 사용하고 있다.
이 종래의 위치 복조 방법에 있어서는, 위치 감도 이득의 측정값 그 자체에 처음부터 오차가 있기 때문에, 도 12a의 측정값 그 자체에 대해서도, 위치 정보 PosN과 PosQ의 경계 부근인 트랙 번호를 나타내는 정수에 대한 ±0.5의 개소에서 위치 결정 정밀도가 열화하고 있다.
또한, 도 12b 및 도 12c의 위치 감도 이득의 측정값의 ±20% 변동에 따라, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근에서의 위치 결정 정밀도가 크게 열화하고 있다. 또한, 오프셋 0의 개소에 있어서도, 위치 감도 이득의 변동에 따라 위치 결정 정밀도가 크게 변화되고 있다.
이와 같이 종래의 위치 복조 방법은, 위치 감도 이득의 변동에 대하여 약한복조 방법이라고 할 수 있다. 또한, 도 12의 측정 결과에 있어서는, 보상기에 의해 폐쇄 루프 제어계를 구성한 결과이며, 이 때문에 위치 감도 이득을 변동시키는 것은 관측 위치의 크기가 변화되는 동시에 폐쇄 루프 이득이 변화된다. 따라서, +20% 위치 감도 이득을 변화시키면 결과가 +20% 커진다고 단정할 수 없는 점에 주의가 필요하다.
도 13은 도 8에 나타낸 삼각형이면서 하한치를 0.5로 제한한 가중함수를 사용하여 본 발명에 의한 위치 정보 PosN과 PosQ의 합성 복조를 행한 결과이다. 이 합성 복조의 측정에 사용한 장치, 회로 및 제어 방법은 도 12의 종래의 복조 방법의 경우와 동일하며, 복조 계산만이 상이하다.
도 13a는 위치 감도 이득의 측정값 그 자체이며, 도 13b가 위치 감도 이득의 측정값을 -20% 변화시켜 80%로 한 경우, 도 13c가 +20% 변화시켜 120%로 한 경우의 측정 결과이다. 이 도 13a 내지 도 13c에 있어서는, 도 13a의 위치 감도 이득이 측정값 그 자체일 경우에는, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근의 위치 결정 정밀도가 도 12b의 종래의 복조 방법과 비교하여 개선되었음을 알 수 있다.
또한, 도 13b 및 도 13c와 같이 위치 감도 이득을 측정값에 대하여 ±20% 변화시켜도, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근은 물론, 오프셋 0 부근에서도 위치 결정 정밀도는 거의 변화되지 않았음을 알 수 있다.
이와 같이 하한치를 0.5로 제한한 삼각형의 가중함수를 사용함으로써, 위치 감도 이득의 변동에 대하여 저감도 위치 복조 방법을 실현하는 것을 시험 결과로부터 확인할 수 있다.
도 14는 도 10의 사다리꼴 가중함수를 사용한 경우의 본 발명의 위치 복조 방법에 의한 측정 결과이다. 이 경우에도, 이 사다리꼴 가중함수를 사용한 경우에는, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근으로 되는 트랙 번호에 대한 ±0.5 부근의 위치 결정 정밀도는, 도 14b 및 도 14c와 같이 위치 감도 이득을 ±20% 변동시킨 경우에서도 도 12b 및 도 12c에 비하여 작아졌음을 알 수 있고, 위치 결정 정밀도가 개선되었다.
다만, 사다리꼴 가중함수를 사용한 경우, 오프셋 0에서의 위치 결정 정밀도는 위치 감도 이득 변동의 영향을 받게 되나, 도 12b 및 도 12c의 종래의 복조 방법과 비교하면 개선되었음을 알 수 있다.
다음으로, 도 4의 제 2 회로부(50)에 설치되어 있는 위치 계산 회로(66)에서의 에러 정보를 포함한 압축 복조를 설명한다. 종래의 복조 방법의 도 23 및 도 24의 복조표에 나타낸 바와 같이, 위치 복조 시에는 에러 상태를 고려할 필요가 있다. 이것을 본 발명의 위치 복조 방법에 적합한 논리 압축식으로서 구하여 본다.
여기서, 위치 신호(PosA, PosB, PosC, PosD)는 AD 컨버터에 의해 얻어진 각 버스트 신호의 면적값이고, Gsns는 현재 위치 부근에서의 위치 감도 이득이며, M(x)는 절대치 x에 관한 가중함수로 한다.
도 23에 나타낸 바와 같이, 구분 번호 1∼8로 표현되는 각 구간에 대해서, 위치 정보 PosN과 PosQ를 비교하여, 절대치가 작은 쪽에 대해서는 도 23의 표와 동일하도록 계산한다. 한편, 절대치가 큰 위치 정보에 대해서는, 절대치가 작은 쪽의 위치 정보에 맞추어 계산값을 생성한다.
즉, 도 23의 종래의 복조 방법에서 나타낸 PosN, PosQ 및 그레이 번호를 사용하여 도 15에 나타낸 8가지의 각 구분마다 계산식을 세운다. 그리고, 그레이 번호가 정확한 정상일 경우의 복조표에 있어서, 절대치가 큰 쪽의 식도 함께 구하는 것이 좋다. 이 도 15의 표를 논리 압축하여 복조식을 C언어의 프로그램으로서 작성하면, 다음에 나타낸 바와 같은 표현으로 할 수 있다.
이 프로그램은 Gray+offset과 Pos1을 사용한 부분은 종래의 복조 방법의 프로그램과 동일하나, Pos2를 사용한 식을 추가하며, Pos1에서 가중함수를 참조하는 점이 상이하다.
PosN = Gsns * (PosA-PosB);
PosQ = Gsns * (PosC-PosD);
Track = Gray;
Position = Track;
if(abs(PosN)＜=abs(PosQ))[
Pos1 = -sgn(PosQ)*PosN;
if(sgn(PosQ)*even(Track)＞0.0)
Position += sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0;
Pos2 = sgn(PosQ)*(PosN+sgn(PosQ)*0.5);
] else [
Pos1 = sgn(PosN)*PosQ;
Position = sgn(PosN)*even(Track)*0.5 + Track;
Pos2 = sgn(PosN)*(PosQsgn(PosQ)*0.5);
]
G1 = M(Pos1);
G2 = 1-G1;
Position += G1*Pos1 + G2*Pos2;
이 프로그램에서 함수 Mx는 가중함수이다. 예를 들면, 도 8에 나타낸 하한치를 0.5로 설정한 삼각형 가중함수 M(x)는 다음 프로그램에 의해 표현할 수 있다.
float M(float x)
[
float data;
if(x ＜ 0)
data = 2*x+1;
else
data = -2*x+1;
if (x ＜ 0. 5) x=0.5;
else if (x ＞ 1.0) x=1.0;
return data;
]
또한, 이 삼각형 가중함수를 구하는 프로그램은 디스크 위에서 판독 트랙과 기입 트랙이 동일한 트랙 폭인 경우이나, 디스크 위에서 판독 트랙에 대하여 기입트랙 폭이 3/2배로 클 경우에는, 이와 같이 하여 구한 가중 이득의 값에 대하여 2/3배로 하는 것이 좋다.
다음으로, 본 발명에서의 속도 오프셋을 고려한 위치 복조 방법을 설명한다. 도 4의 블록도에 나타낸 본 발명의 위치 복조 방법은, 헤드를 목표 트랙에 추종시키는 팔로잉 제어에 있어서, 헤드의 속도, 즉, 액추에이터의 속도를 0으로 한 경우의 위치 복조를 대상으로 하고 있다. 이것에 대하여 헤드를 액추에이터의 구동에 의해 목표 위치로 이동시키고 있는 탐색 중에서의 헤드 속도가 0이 아닌 경우에 대해서는, 속도 보정을 필요로 한다.
도 16은 속도 오프셋을 고려한 본 발명의 위치 복조 방법의 기능 블록도이다. 도 16에 있어서, 위치 검출 회로의 제 1 회로부(48), 제 2 회로부(50) 및 제 3 회로부(52)의 구성은 도 4와 동일하나, 속도 오프셋을 보정하기 위해, 제 2 회로부(52)의 위치 계산 회로(66)로부터 출력된 위치 정보 Pos1과 Pos2에 대하여 새롭게 가산기(78, 80)를 설치하고, 여기에 속도 보정기(82)에 의해 구한 속도 오프셋을 가산하고 있다.
속도 보정기(82)에 의해 산출되는 속도 오프셋은,
속도 오프셋=(속도 이득) ×(그 시점의 속도 예상값)
이다. 여기서, 속도 이득은 PosN과 PosQ에서 서로 다른 값을 취한다. 구체적으로는,
(PosN의 속도 이득)=T1/Ts
(PosQ의 속도 이득)=T2/Ts
로 된다.
여기서, Ts는 샘플 주기, T1 및 T2는 도 21에 나타낸 인덱스 신호(216)로부터 버스트 신호(Ea, Eb) 사이, 및 Ec, Ed 사이까지의 시간이다. 또한, 속도 오프셋을 구하기 위해 속도 이득에 승산하는 그 시점의 속도 예상값 Vel은 옵저버 제어에 의해 얻어지는 탐색 속도이다. 또한, 속도 오프셋을 고려한 복조 계산에 대해서는 동일 출원인의 일본국 특원2000-063845에 제안되어 있다.
이러한 속도 오프셋을 고려한 본 발명의 위치 복조 방법을 C프로그램으로 표현하면 다음과 같이 된다. 여기서, PosN과 PosQ의 위치 관계가 역전되지 않기 위한 최대 속도를 Vel MAX로 하고 있다.
PosN = Gsns * (PosA-PosB);
PosQ = Gsns * (PosC-PosD);
Track = Gray;
Position = Track;
If (abs(Vel)＜= MAX#VEL)[
if(abs(PosN)＜=abs(PosQ))[
PosOfs = -sgn(PosQ)*PosN + Vel*T1/Ts;
if(sgn(PosQ)*even(Track)＞0.0)
Position += sgn(PosQ)*sgn(PosN)*1.0;
PosOfs2 = sgn(PosQ)*(PosN+sgn(PosQ)*0.5) + Vel*T2/Ts;
] else [
PosOfs = sgn(PosN)*PosQ PosN + Vel*T2/Ts;
Position = sgn(PosN)*even(Track)*0.5 + Track;
PosOfs2 = sgn(PosN)*(PosQsgn(PosQ)*0.5) + Vel*T1/Ts;
]
G1 = M(PosOfs);
G2 = 1-G1;
Position += G1*PosOfs + G2*PosOfs2;
]
도 17은 도 9에 나타낸 신호 포화 보정기를 사용한 실시형태에 대해서 속도 오프셋을 고려한 복조를 행한 실시형태의 기능 구성의 블록도이다. 이 도 17에 있어서는, 제 2 회로부(50)에 설치한 위치 계산 회로(66)로부터의 위치 정보 Pos1 및 Pos2의 각각에 대하여, 새롭게 가산기(80) 및 속도 보정기(82)에 의해 속도 오프셋의 보정을 행하고, 이어서 신호 포화 보정기(75, 76)를 설치하며, 위치 정보 Pos1과 Pos2의 양쪽에 대해서 포화 부분을 보정하여 포화 영향을 회피하고 있다.
따라서, 신호 포화 보정기(75)에서 포화가 개시된 위치 정보 Pos1에 의해 가중함수 파일(72)을 참조하여 정확한 가중 이득을 판독하여 승산기(68, 70)에 의해 승산하여, 합성 복조를 보다 정확하게 행할 수 있다.
또한, 모든 복조 처리에 있어서, 오프셋에 대한 비선형 이득의 보정은 종래와 동일하다. 또한, 본 발명의 위치 복조 방식에 속도 오프셋을 고려한 복조를 부가할 경우, 특별한 처리는 필요하지 않으며, 단지 부가하는 것만으로도 충분하다.
또한, 상기의 실시형태는 디스크를 항상 일정 회전수로 회전시키는 장치를 예시한 것이었으나, 디스크 회전값을 헤드의 위치에 따라 변화시키는 장치에서도 동일하다.
또한, 디스크 위에 기록되어 있는 트랙을 데이터의 기록 재생용 트랙과 동일하게 하여 설명하고 있으나, 디스크 상의 트랙을 2/3배하여 데이터의 기록 재생용 트랙으로 할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에서는
PosN = PosA-PosB
PosQ = PosC-PosD
로서 설명하고 있으나, 신호의 기록 순서는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면,
PosN = PosA-PosC
PosQ = PosB-PosD
일 수도 있고,
PosN = PosA-PosD
PosQ = PosB-PosC
로 할 수도 있다. 또한,
PosN = (PosA - PosB)/(PosA+PosB)
PosQ = (PosC - PosD)/(PosC+PosD)
와 같이, 정규화하고 나서 이용할 수도 있다.
또한, 본 발명은 그 목적과 이점을 달성하는 적절한 변형을 포함하며, 상기실시형태에 나타낸 수치에 한정되지 않는다.
(부기)
(부기 1)
헤드가 판독한 디스크의 위치 신호를 복조한 후에 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 위치 신호로부터 서로 위상이 다른 위치 정보를 복조한 후에 위치 감도 이득을 각각 승산하여 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 산출하는 제 1 단계와, 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)를 산출하는 제 2 단계와, 상기 제 3 위치 정보(Pos1)로부터 제 1 가중 이득(G1)과 제 2 가중 이득(G2)을 구하고, 상기 제 1 가중 이득을 상기 제 3 위치 정보에 승산한 승산값과 상기 제 2 가중 이득을 상기 제 4 위치 정보에 승산한 승산값의 가산값을 포함시켜 상기 복조 위치를 산출하는 제 3 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 2)
부기 1의 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 1 가중 이득에 대하여 상기 제 2 가중 이득은 1에서 제 1 가중 이득을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 3)
부기 1의 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 트랙 경계 위치에서 0으로 되도록 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 4)
부기 1의 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 5)
부기 1의 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 사다리꼴로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 6)
부기 1의 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 변화되는 곡선함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 7)
부기 1의 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은,트랙 센터에서 1, 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수이고, 포화 특성을 보정한 상기 제 3 위치 정보에 의한 상기 구분 1차함수의 참조에 의해 상기 제 1 가중 이득을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 8)
부기 1의 위치 복조 방법에 있어서, 상기 제 2 단계는, 상기 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)마다 헤드의 이동 속도에 비례한 제 1 속도 보정 위치와 제 2 속도 보정 위치를 구하여 가산하는 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
(부기 9)
헤드가 판독한 디스크의 위치 신호를 복조한 후에 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 위치 신호로부터 서로 위상이 다른 위치 정보를 복조한 후에 위치 감도 이득을 각각 승산하여 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 산출하는 제 1 회로와, 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 상기 제 2 위치 정보(PosQ)를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)를 산출하는 제 2 회로와, 상기 제 3 위치 정보(Pos1)로부터 제 1 가중 이득과 제 2 가중 이득을 구하고, 상기 제 1 가중 이득을 상기 제 3 위치 정보에 승산한 승산값과 상기 제 2 가중 이득을 상기 제 4 위치 정보에 승산한 승산값의 가산값을 포함시켜 상기 복조 위치를 산출하는 제 3 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
(부기 10)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 1 가중 이득에 대하여 상기 제 2 가중 이득은 1에서 제 1 가중 이득을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
(부기 11)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 트랙 경계 위치에서 0으로 되도록 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
(부기 12)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
(부기 13)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 사다리꼴로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치복조 회로.
(부기 14)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 변화되는 곡선함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
(부기 15)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수이고, 포화 특성을 보정한 상기 제 3 위치 정보에 의한 상기 구분 1차함수의 참조에 의해 상기 제 1 가중 이득을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
(부기 16)
부기 9의 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서, 상기 제 2 회로는, 상기 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)마다 헤드의 이동 속도에 비례한 제 1 속도 보정 위치와 제 2 속도 보정 위치를 구하여 가산하는 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 위치 감도 이득의 오차에 따른 위치의검출 오차를 최소한으로 억제하는 동시에, 위치 정보 PosN과 PosQ의 전환 경계 부근에서의 복조 오차를 회피하여 단차를 회피할 수 있다. 이것에 의해, 디스크 장치에서의 보다 정확한 위치 검출 및 위치 결정 정밀도를 실현할 수 있다.
Claims (10)
- 헤드가 판독한 디스크의 위치 신호로부터 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 방법에 있어서,상기 위치 신호로부터 서로 위상이 다른 위치 정보를 복조한 후에 위치 감도 이득을 각각 승산하여 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 산출하는 제 1 단계와,상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)를 산출하는 제 2 단계와,상기 제 3 위치 정보(Pos1)에 의한 가중함수 파일의 참조에 의해 제 1 가중 이득과 제 2 가중 이득을 구하고, 상기 제 1 가중 이득을 상기 제 3 위치 정보(Pos1)에 승산한 승산값과 상기 제 2 가중 이득을 상기 제 4 위치 정보(Pos2)에 승산한 승산값의 가산값을 포함시켜 상기 복조 위치를 산출하는 제 3 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득에 대하여 상기 제 2 가중 이득은 1에서 제 1 가중 이득을 뺀 값인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 트랙 경계 위치에서 0으로 되도록 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 사다리꼴로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 변화되는 곡선함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터에서 1, 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 삼각형으로 변화되는 구분 1차함수이고,포화 특성을 보정한 상기 제 3 위치 정보에 의한 상기 구분 1차함수의 참조에 의해 상기 제 1 가중 이득을 결정하는 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 단계는, 상기 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)마다 헤드의 이동 속도에 비례한 제 1 속도 보정 위치와 제 2 속도 보정 위치를 구하여 가산하는 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 방법.
- 헤드가 판독한 디스크의 위치 신호를 복조한 후에 복조 위치를 산출하는 디스크 장치의 위치 복조 회로에 있어서,상기 위치 신호로부터 서로 위상이 다른 위치 정보를 복조한 후에 위치 감도 이득을 각각 승산하여 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)를 산출하는 제 1 회로부와,상기 제 1 위치 정보(PosN)와 상기 제 2 위치 정보(PosQ)를 비교하여 위치 감도 이득의 오차 영향이 서로 반대로 나타나는 제 3 위치 정보(Pos1)와 제 4 위치 정보(Pos2)를 산출하는 제 2 회로부와,상기 제 3 위치 정보(Pos1)에 의한 가중함수 파일의 참조에 의해 제 1 가중 이득과 제 2 가중 이득을 구하고, 상기 제 1 가중 이득을 상기 제 3 위치 정보에 승산한 승산값과 상기 제 2 가중 이득을 상기 제 4 위치 정보에 승산한 승산값의 가산값을 포함시켜 상기 복조 위치를 산출하는 제 3 회로부를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 가중 이득은, 트랙 센터로부터 양측의 상기 제 1 위치 정보(PosN)와 제 2 위치 정보(PosQ)의 전환 위치 앞에서 1, 상기 전환 위치 부근에서 하한치 0.5로 제한된 검출 위치에 대하여 사다리꼴로 변화되는 구분 1차함수인 것을 특징으로 하는 디스크 장치의 위치 복조 회로.
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