KR20010031051A - 확장 위치 에러 신호 선형화 및 표준화 - Google Patents

확장 위치 에러 신호 선형화 및 표준화 Download PDF

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Abstract

위치 에러 신호(334, 336)를 형성하는 방법은 수직 서보 필드(402)로부터 생성된 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 서보 필드(404)로부터 생성된 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 저장하고, 여기서 수직 서보 필드는 쿼드러쳐 서보 필드로부터 위상이 90도 다르다. 위치 에러 분자(294, 298)는 수직 우치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 산술적으로 결합함으로써 형성된다. 위치 에러 분모(306, 308)는 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 바탕으로 형성된다. 위치 에러 신호(334, 336)는 위치 에러 분모(306, 308)에 의해 위치 에러 분자(294, 298)를 나눔으로써 형성된다.

Description

확장 위치 에러 신호 선형화 및 표준화 {EXTENDED POSITION ERROR SIGNAL LINEARIZATION AND NORMALIZATION}
자기 디스크 드라이브 같은 저장 장치는 다수의 트랙으로 나뉘어진 기록 매체상에 데이타를 저장한다. 데이타는 저장된후 서보 시스템에 의해 목표된 트랙상에 배치된 헤드에 의해 검색된다. 이런 위치 설정은 통상적으로 매체상에 배치된 서보 필드를 사용하여 수행된다. 헤드가 서보 필드상을 통과할때, 헤드는 헤드의 위치를 식별하는 서보 신호를 생성한다. 이런 위치를 바탕으로, 서보 시스템은 헤드의 위치를 조절하여 목표된 위치로 이동시킨다.
바람직하게, 서보 필드로부터의 신호는 선형 위치 에러 신호를 제공하기 위하여 결합될수있다. 만약 위치 에러 신호가 선형이면, 위치 에러 신호의 변화는 헤드 위치 변화량과 같다. 이것은 서보 시스템이 위치 에러 신호로부터 직접적으로 헤드를 이동시키게 한다. 만약 위치 에러 신호가 선형이 아니면, 서보 시스템은 위치 에러 신호로부터 위치를 결정하기 위하여 추가의 계산을 수행하여야 한다. 몇몇 장치에서, 이들 부가적인 계산은 선형 신호로서 비선형 위치 에러 신호를 처리함으로써 피해진다. 그러나, 상기 선형 평가를 사용하는 것은 서보 위치 결정 정확도를 감소시킨다.
통상적으로, 위치 에러 신호는 수직 위치 에러 값(N), 및/또는 쿼드러쳐 위치 에러 값(Q)을 바탕으로 하는 일련의 위치 에러 값으로부터 형성된다. 양쪽 값은 헤드가 디스크를 따라 방사적으로 이동할때 주기적인 방식으로 변환한다. 만약 이들 변화가 방사 위치의 함수로서 그래프화되면, 상기 변화는 수직 위치 에러 신호 및 쿼드러쳐 위치 에러 신호로서 공지된 주기적인 신호 모습을 가진다. 쿼드러쳐 신호는 그것이 수직 신호의 위상과 90도 차이나는 것을 제외하고 수직 신호와 동일한 주기적인 패턴을 가진다. 따라서, 수직 신호가 최대인 방사상 위치에서 쿼드러쳐 신호는 영이다. 유사하게, 쿼드러쳐 신호가 최대인 다른 방사상 위치에서, 수직 신호는 영이다.
종래 기술에서 개발된 수직 및 쿼드러쳐 신호는 제한된 선형 범위를 가진다. 이로 인해, 종래 기술은 그 선형 범위를 확장하는 것이 시도되었다. 하나의 상기 확장은 수직 위치 에러 신호(NPQ), 및 쿼드러쳐 위치 에러 신호(NMQ)를 형성한다. NPQ 신호는 N 및 Q 위치 에러 신호를 함께 합산함으로써 형성된다. NMQ 위치 에러 신호는 N 위치 에러 신호로부터 Q 위치 에러 신호를 감산함으로써 형성된다. 완전한 위치 에러 신호를 형성하기 위하여, 서보 시스템은 정류 위치 또는 경계에서 NPQ 및 NMQ 신호 사이를 정류한다.
좁은 폭의 헤드에 대하여, NMQ 및 NPQ 신호는 N 및 Q 신호보다 각각의 영 주변에서 보다 선형적이다. 그러나, NPQ 및 NMQ 신호에 의해 형성된 완전한 위치 에러 신호는 정류 경계에서 형성된 불연속부를 포함한다. 이들 불연속부는 NPQ 및 NMQ 신호의 크기 차에 의해 형성된다. 상기 위치 에러 신호에서의 불연속부는 감소된 트랙 추종 정밀도를 유발한다.
정류 경계에서 불연속부를 제거하기 위하여 종래 기술은 "심리스(SEAMLESS)"로서 공지된 위치 에러 신호에 대한 제 2 확장 선형화를 개발하였다. 수직 및 쿼드러쳐 심리스 신호는 다음 식으로 표현된다.
방정식 1
방정식 2
여기서 심리스n는 수직 심리스 신호이고, 심리스q는 심리스n으로부터 위상이 90도 다른 쿼드러쳐 심리스 신호이고, ｜N｜ 및 ｜Q｜는 N 및 Q의 크기이다.
심리스 방정식은 수직 및 쿼드러쳐 신호를 +/- 1로 표준화한다. 게다가, 보다 넓은 헤드를 위하여, 결과적인 수직 및 쿼드러쳐 심리스 트레이스(trace)는 +/- 1 사이에서 매우 선형적일 것이다. 바람직하지 않게, 좁은 자기 판독기 폭을 가지는 통상적인 헤드에 대하여, 심리스는 실제적으로 크로스 트랙 비선형성을 증가시킨다.
따라서, 종래 기술은 불연속부를 포함하지 않는 좁은 헤드에 대하여 충분히 선형적인 위치 에러 신호를 제공하지 못한다. 본 발명은 이런 문제 및 다른 문제를 처리하고, 종래 기술 이상의 장점을 제공한다.
본 발명은 저장 장치의 서보 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 서보 시스템에 대한 위치 에러 신호에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 블록 다이어그램 및 측면도.
도 2는 한가지 형태의 서보 필드의 일부에 대한 설계도.
도 3은 경로 형태 0상에 중심이 있는 헤드에 의해 형성된 서보 판독 신호를 도시한 도.
도 4는 경로 형태 1상에 중심이 있는 헤드에 의해 형성된 서보 판독 신호를 도시한 도.
도 5는 경로 형태 2상에 중심이 있는 헤드에 의해 형성된 서보 판독 신호를 도시한 도.
도 6은 경로 형태 3에 중심이 있는 헤드에 의해 형성된 서보 판독 신호를 도시한 도.
도 7은 서보 필드의 제 2 형태 부분의 설계도.
도 8-1은 도 7에서 트랙 중심을 따라 이동하는 헤드에 의해 형성된 판독 신호의 그래프.
도 8-2는 헤드 반쪽의 외부 반경에 의해 형성된 도 8-1의 판독 신호의 성분을 도시한 도.
도 8-3은 헤드 반쪽의 내부 반경에 의해 형성된 도 8-1의 판독 신호의 성분을 도시한 도.
도 8-4는 판독 신호의 동기화 정류에 사용되는 사각파를 도시한 도.
도 9는 본 발명의 위치 에러 신호 및 심리스 위치 에러 신호에 대한 이득 비율 대 자기 판독기 폭의 그래프.
도 10은 본 발명의 위치 에러 신호 발생 시스템의 블록도.
도 11은 본 발명의 위치 에러 신호 발생 시스템의 제 2 실시예를 도시한 도.
위치 에러값을 형성하기 위한 방법은 수직 서보 필드로부터 생성된 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 서보 필드로부터 생성된 쿼드러쳐 위치 에러 값을 저장하는 단계를 포함하고, 여기서 수직 서보 필드는 쿼드러쳐 서보 필드로부터 위상이 90도 다르다. 위치 에러 분자는 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 계산적으로 결합함으로써 형성된다. 위치 에러 분모는 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 바탕으로 생성된다. 위치 에러 값은 위치 에러 분모로 위치 에러 분자를 나눔으로써 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 상기된 위치 에러 값 및 심리스 위치 에러 값 사이를 선택하기 위한 능력을 포함한다.
도 1은 본 발명의 저장 시스템(120)의 블록 다이어그램 및 측면도이다. 시스템(120)에서, 디스크(122)는 모터(128)를 통하여 작동하는 제어기(126)의 제어하에서 스핀들(124)에 대하여 회전한다. 제어기(126)는 모터 제어 전도체(130 및 132)를 통하여 모터(128)에 접속된다.
디스크(122)의 회전은 헤드(134)가 디스크(122)의 표면에서 들어올려지게 한다. 헤드(134)는 짐벌(136), 고정 아암(138), 로드 빔(140), 및 작동기(142)로 구성된 서스펜션 어셈블리를 통하여 디스크의 평면상에 배치된다. 서스펜션 어셈블리는 헤드(134)가 디스크(122)의 표면상 아크에서 이동하게 하는 피봇 지점(144)에 대하여 피봇한다.
작동기(142)는 자기 어셈블리(146) 및 자기 코일(148)을 포함한다. 자기 코일(148)은 피봇 지점(144)을 가로지르는 로드 빔(140)의 반대편으로 연장하는 작동기 아암상에 형성된다. 전도체(150 및 152)는 자기 코일(148) 및 제어기(126)에 접속된다. 전도체(150 및 152)를 통하여, 제어기(126)는 자기 코일(148)이 자기 어셈블리(146)의 자석에 의해 형성된 자기 필드와 상호작용하는 자기장을 형성하도록 자기 코일(148)을 통하여 전류를 통과시킨다. 이런 상호작용은 서스펜션 어셈블리(120)가 피봇 지점(144)에 대하여 피봇되도록 하여 디스크(122)를 가로질러 아크에서 헤드(134)를 이동시킨다.
모터(128)에 대한 목표된 속도 및 헤드(134)에 대한 목표된 위치는 양방향 버스(156)를 통하여 제어기(126)와 통신하는 처리기(154)에 의해 제어기(126)에 통신된다. 게다가, 제어기(126)는 판독 전도체(162 및 164)를 따라 헤드(134)로부터 신호를 수신한다. 헤드(134)가 서보 필드상을 통과할때, 헤드는 제어기(125)가 헤드의 현재 위치를 결정하기 위하여 사용하는 판독 전도체(162 및 164)를 따라 서보 신호를 생성한다. 헤드의 현재 위치, 및 처리기(154)로부터 수신된 목표된 위치를 바탕으로, 제어기(126)는 자기 코일(148)을 제어하기 위하여 사용되는 전류를 생성한다.
도 2는 디스크(122)상에 헤드를 배치하기 위하여 사용된 서보 선택부(180)에 대한 설계도를 도시한다. 도 2에서, 디스크(122)의 방사상 크기는 수직으로 도시되고 디스크(122)의 각 크기는 수평으로 도시된다. 서보 섹션(180)은 각각 라벨 A,B,C 및 D로 표시된 4개의 분리된 서보 버스트 필드(182, 184, 186 및 188)를 포함한다. 서보 버스트 필드는 방사 방향으로 연장하고 각각은 다수의 절연된 변이 영역을 포함한다. 예를들어, 서보 버스트 필드(182)는 절연된 변이 영역(190 및 192)을 포함하고, 서보 버스트 필드(184)는 절연된 변이 영역(194, 196 및 198)을 포함한다. 각각의 절연된 변이 영역은 디스크의 자기 모멘트 방향으로 일련의 변화를 포함한다. 이들 변화, 또는 변이는 전체 방사 칼럼이 동일 자기 모멘트를 가지도록 각각의 변이 영역내에 방사상으로 연장하는 칼럼에 정렬된다. 이들 변이는 헤드가 변이 영역상을 통과할때 판독 신호를 형성한다.
각각의 버스트 필드 절연 변이 영역은 다른 버스트 필드의 변이 영역으로부터 방사적으로 제공한다. 특히, 서보 버스트 필드(184)의 변이 영역은 트랙 폭만큼 서보 버스트 필드(182)의 변이 영역으로부터 방사적으로 오프셋되고; 버스트 필드(186)의 변이 영역은 트랙 폭의 2배 만큼 서보 버스트 필드(182)의 변이 영역으로부터 방사적으로 오프셋되고, 서보 버스트 필드(188)의 변이 영역은 3배의 트랙 폭만큼 서보 버스트 필드(182)의 변이 영역으로부터 방사적으로 오프셋된다.
헤드가 도 2의 레이아웃상을 통과할때, 헤드는 두개의 트랙 넓이 범위내에서 헤드의 위치를 식별하기 위하여 사용될수있는 서보 판독 신호를 생성한다. 따라서, 만약 헤드의 위치가 도 2의 트랙(3 또는 4)내에 있다고 알려질때, 서보 판독 신호는 두개의 트랙내의 헤드 위치를 제공한다. 서보 버스트 필드의 방사상 패턴이 매번 두개의 트랙을 경험하기 때문에, 두개의 트랙과 떨어진 주변 경로는 동일한 서보 판독 신호를 생성한다. 따라서, 도 2의 트랙 0 및 트랙 2는 동일한 서보 판독 신호를 생성한다.
도 2에서, 트랙 중심을 따르는 경로는 트랙 번호와 교차하는 수평 점선으로 도시된다. 트랙 사이의 경계는 각각의 수평 점선 사이의 1/2 경로에 배치된다. 상기 트랙 중심 라인 및 경계를 따르는 경로는 4개의 형태(0,1,2 또는 3)로 그룹을 이루고, 여기서 동일 형태의 경로는 서보 버스트상에 동일 판독 신호를 생성한다. 예를들어, 트랙(0 및 2)에 대한 트랙 중심 경로는 양쪽의 경로 형태 3이다. 각각의 경로 타입을 따라 생성된 서보 신호의 그래프는 도 3, 4, 5 및 6에 도시된다.
도 3은 0의 경로 타입을 따라 통과하는 판독 헤드에 의해 형성된 판독 신호를 도시한다. 이런 경로 형태를 따라, 판독 헤드의 반쪽만 서보 버스트 필드(182, 및 184)의 변이 영역상을 통과한다. 따라서, 도 3의 서보 신호는 서보 버스트 필드(182) 및 서보 버스트 필드(184) 양쪽에 대하여 1/2 크기이다. 헤드는 이런 서보 버스트 필드에 대한 서보 신호의 영 크기를 유발하는 서보 버스트 필드(186)의 변이 영역을 통하여 통과하지 않는다. 전체 헤드는 풀(full) 크기 서보 신호를 유발하는 서보 버스트 필드(188)의 변이 영역을 통하여 통과한다.
도 4, 5 및 6은 각각 경로 형태 1, 2 및 3을 따라 형성된 판독 신호의 예를 도시한다. 풀 크기 펄스 및 하프 크기 펄스가 도 3, 4, 5 및 6 각각에서 다른 서보 버스트 필드와 연관된다는 것이 주의된다. 이것은 서보 신호가 두개의 트랙 범위내 헤드 위치를 식별하기 위하여 사용되도록 한다.
서보 섹션(180)의 레이아웃을 사용하는 수직 위치 에러 값을 형성하기 위하여, 각각의 지역의 판독 신호의 크기가 결정된다. 이것은 판독 신호를 정류하고 각각의 지역에 대하여 위치 에러 버스트 값을 형성하기 위하여 정류된 신호상 피크 검출 또는 적분을 수행함으로써 달성된다. 서보 버스트 필드(184)에서 판독 신호의 값은 수직 위치 에러 값을 형성하기 위하여 서보 버스트 필드(182)에서 판독 신호의 값으로부터 감산된다. 쿼드러쳐 위치 에러 값을 형성하기 위하여, 서보 버스트 필드(188)에서 판독 신호의 값은 서보 버스트 필드(186)에서 판독 신호의 값으로부터 감산된다.
도 7은 서보 필드에 대한 선택적인 레이아웃을 도시하는 서보 섹션(400)에 대한 레이아웃을 도시한다. 특히, 서보 섹션(400)은 수직 위상 패턴(402) 및 쿼드러쳐 위상 패턴(404)을 포함하는 "눌" 패턴을 도시한다. 각각의 패턴은 균일한 자기 모멘트의 블록으로부터 구성된다. 예를들어, 수직 위상 패턴(402)은 페이지의 우측에 지시된 균일한 자기 모멘트를 가지는 블록(406), 페이지의 좌측에 지시된 균일한 자기 모멘트를 가지는 블록(408)을 포함한다. 도 7에서, 블록(408)과 같은 자기 모멘트를 가지는 디스크의 모든 부분은 하얀색으로 도시되고 블록(406)과 같은 자기 모멘트를 가지는 모든 부분은 검은색으로 도시된다.
수직 위상 패턴(402) 및 쿼드러쳐 위상 패턴(404)이 자기 모멘트의 다른 블록의 로우(row)로 구성된다는 것이 주의된다. 이웃하는 로우는 하나의 로우에서 일방향의 자기 모멘트 변이가 두개의 이웃하는 로우의 반대 방향의 자기 모멘트의 변이와 정렬되도록 서로 오프셋된다. 또한 수직 위상 패턴(402)이 쿼드러쳐 위상 패턴(404)으로부터 방사적으로 오프셋되는 것이 주의된다. 실제적으로, 두개의 패턴은 90도 만큼 오프셋된다.
도 7에서, 4개의 트랙 중심(0, 1, 2 및 3)은 도시된다. 트랙 중심(2)을 따라 통과하는 판독 헤드에 의해 형성된 판독 신호(418)는 도 8-1에 도시된다. 헤드가 수직 위상 패턴(402)을 통하여 통과할때, 전체 수직 위상 패턴을 가로질러 필수적으로 영인 신호 부분(420)을 생성한다. 이런 이유는 판독헤드의 방사상 외부 반쪽 및 판독 헤드의 방사상 내부 반쪽에 의해 생성된 판독 신호(418)의 부분을 도시하는 도 8-2 및 8-3에 도시될수있다.
각각의 헤드 반쪽이 변이 부분을 똑같이 통과하기 때문에, 헤드는 수직 위상 패턴(402)에서 조우하고, 도 8-2 및 8-3에 도시된 신호는 동일한 크기의 펄스를 가진다. 그러나, 수직 위상 패턴(402)의 트랙 중심(2)을 따라, 헤드의 외부 반쪽이 일방향에서 변이 부분과 조우할때, 헤드의 내부 반쪽은 반대 방향에서 변이와 조우한다. 따라서, 도 8-2 및 8-3의 각각의 판독 신호는 같지만 수직 위상 패턴(402)내의 반대 펄스를 가진다. 이로 인해, 판독 신호의 두 부분은 함께 가산되고, 서로 삭제된다.
쿼드러쳐 위상 패턴(404)에서, 트랙 중심(2)을 따라, 전체 판독 헤드는 동일 변이와 만난다. 이것은 도 8-1의 판독 신호(418)의 신호 부분(422)에서 풀 크기 펄스를 유발하는 도 8-2 및 8-3의 신호 부분에서 동일 크기 및 극성의 펄스를 유발한다.
수직 위상 패턴(402) 및 쿼드러쳐 위상 패턴(404)에 의해 제공된 판독 신호는 도 8-4에 도시된 클럭 신호 같은 동기화 클럭 신호와 판독 신호를 혼합함으로써 위치 에러 값을 제공하기 위하여 사용될수있다. 두개의 신호를 함께 결합함으로써, 판독 신호는 특정 위상 패턴에 대한 모든 펄스가 동일 극성을 가지도록 정류된다. 따라서, 수직 위상 패턴에 대한 펄스는 모두 양이거나 모두 음일 것이다. 유사하게, 쿼드러쳐 위상 패턴에 대한 펄스는 모두 양이거나 모두 음일 것이다.
이런 동기화 혼합으로 인해, 펄스의 크기 및 극성은 헤드 위치를 가리킨다. 따라서, 만약 헤드가 트랙(2)로부터 트랙(1)으로 중심이 벗어나면, 수직 위상 패턴으로부터 펄스의 크기는 증가하고, 펄스는 양의 극성을 가질 것이다. 만약 헤드가 트랙(2)으로부터 트랙(3)으로 중심이 벗어나 있으면, 수직 위상 패턴으로부터 펄스의 크기는 증가하고, 펄스는 음의 극성을 가질 것이다.
각각의 위상 패턴에 대한 위치 에러 값을 생성하기 위하여, 동시에 정류된 판독 신호는 수직 위상 섹션 및 쿼드러쳐 위상 섹션으로 나뉘어진다. 그 다음 두개의 섹션은 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 형성하기 위하여 적분된다.
당업자는 도 2 및 도 7에 도시된 것과 다른 서보 패턴이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 도 2 및 도 7에 도시된 서보 패턴은 단순히 도시적이다. 위상이 90도 다른 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 제공하는 임의의 서보 패턴은 본 발명에 사용될수있다.
본 발명하에서, 확장된 수직 및 확장된 쿼드러쳐 위치 에러 신호는 생성될수있다. 본 발명에 의해 "NPQ+심리스n로서 참조되는 수직 위치 에러 신호는 다음과 같이 정의된다.
방정식 3
여기서 ｜x｜는 x의 크기를 나타낸다. 본 발명의 쿼드러쳐 위치 에러 신호는 "NPQ+심리스q"로서 참조되고 다음 방정식으로 기술된다.
방정식 4
방정식 3에서 분자가 종래 기술의 NPQ 위치 에러 신호와 같고 방정식 4의 분자가 종래 기술의 NMQ 위치 에러 신호와 같다는 것이 주의된다. 방정식 3 및 방정식 4에서 분모는 종래 기술의 NMQ 및 NPQ 위치 에러 신호의 크기의 합과 같다는 것이 주의된다. 이들 크기에 나뉘어짐으로써, 본 발명은 +1 및 -1 사이의 값으로 제한되는 두개의 위치 에러 신호를 형성한다.
본 발명의 수직 및 쿼드러쳐 위치 에러 신호는 한개일수있거나 상기된 NPQ+심리스n및 NPQ+심리스q위치 에러 신호 사이에서 정류함으로써 함께 사용될수있다. 이런 정류는 위치 에러 신호가 +/- 0.5와 같을때 발생한다.
비록 상기된 위치 에러 신호가 보다 좁은 헤드에 대해 보다 우수한 선형성을 제공할지라도, 종래 기술의 심리스 위치 에러 신호는 보다 넓은 헤드에 대해 보다 우수한 선형성을 제공하는데 공헌한다. 본 발명의 일측면은 본 발명의 NPQ+심리스 위치 에러 신호 및 종래 기술의 심리스 위치 에러 신호 사이 스위칭하는 메카니즘을 제공한다. 이런 메카니즘은 저장 시스템에서 사용된 헤드 폭에 대하여 각각의 위치 에러 신호의 이득 비율을 바탕으로 한다. 따라서, 만약 위치 에러 신호가 선택된 범위에서 4의 최대 기울기 및 2의 최소 기울기를 가지면, 2의 이득 비울을 가진다. 바람직한 이득 비율 사양은 2 이하의 이득 비율을 요구한다.
도 9는 트랙 폭으로 표준화된 자기 판독기 폭의 함수로서 NPQ+심리스 위치 에러 신호 및 심리스 위치 에러 신호에 대한 이득 비율의 그래프이다. 이득 비율은 수직 축(240)상에 도시되고 표준화된 자기 판독기 폭은 수평 축(242)상에 도시된다. 그래프(244)는 NPQ+심리스 위치 에러 신호에 대한 이득 비율 및 자기 판독기 폭 사이의 관계를 도시하고 그래프(246)는 심리스 위치 에러 신호에 대한 이득 비율 및 자기 판독기 사이의 관계를 도시한다.
도 9의 그래프로부터, .65 이하의 표준화된 자기 판독기 폭에 대하여, 본 발명의 NPQ+심리스의 위치 에러 신호는 가장 작은 이득 비율을 가지기 때문에 서보 시스템에 의해 헤드의 위치를 결정하는데 사용되어야 한다. .65의 표준화된 자기 판독기 폭 이상에서, 심리스 위치 에러 신호는 서보 시스템에 의해 사용되어야 한다.
도 10은 본 발명의 서보 시스템내에서 발견된 위치 에러 신호 발생 회로(258)의 블록도이다. 특히, 발생 회로(258)는 상기 도 2에 도시된 패턴 같은 서보 패턴으로 사용되도록 설계된다. 발생 회로(258)는 판독 회로(도시되지 않음)에 의해 발생 회로(258)에 제공된 서보 판독 신호(260)을 바탕으로 위치 에러 신호를 생성한다.
판독 신호(260)는 동기화 회로(262) 및 피크 검출 및 홀딩 회로(264)에 제공된다. 판독 신호(260)의 변이를 바탕으로, 동기화 회로(262)는 타이밍 회로(268)에 제공된 클럭 신호(266)를 생성한다. 타이밍 회로(268)는 피크 검출 및 홀딩 회로(264)에 제공된 타이밍 간격(270)을 생성한다.
피크 검출 및 홀딩 회로(264)는 각각의 서보 버스트 필드(A, B, C 및 D)에 할당된 서보 신호(260)의 부분을 분리하기 위하여 시간 간격(270)을 사용한다. 피크 검출 및 홀딩 회로(264)는 판독 신호(260)의 다른 부분이 계산적으로 결합되도록 이들 부분내의 래치 피크 크기 및 4개의 판독 신호(260) 부분을 분리한다. 피크 검출 및 홀딩 회로(264)는 각각 서보 버스트 필드(A, B, C 및 D)에 관한 서보 버스트 값(272, 274, 276 및 278)을 생성한다.
서보 버스트 값(274)은 N으로서 공지된 수직 위치 에러 값(282)을 생성하기 위하여 산술 유니트(280)에 의해 서보 버스트 값(272)로부터 감산된다. 서보 버스트 값(278)은 Q로서 공지된 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 생성하기 위하여 산술 유니트(284)에 의해 서보 버스트 값(276)으로부터 감산된다.
위치 에러 값(282 및 286)은 조합 논리 유니트(288 및 290)에 제공된다. 조합 논리 유니트(288)는 본 발명의 NPQ+심리스 위치 에러 값을 제공하고 조합 논리(290)는 종래 기술의 심리스 위치 에러 값을 제공한다.
조합 논리(288)에서, 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)은 NMQ 위치 에러 값(294)을 형성하기 위하여 산술 유니트(292)에 의해 수직 위치 에러 값(282)으로부터 감산된다. 위치 에러 값(282 및 286)은 NPQ 위치 에러 값(298)을 형성하기 위하여 산술 유니트(296)에 의해 함께 합산된다.
NMQ 위치 에러 값(294) 및 NPQ 위치 에러 값(298)은 산술 유니트(304)뿐 아니라 각각의 정류기(300 및 302)에 제공된다. 정류기(300 및 302)는 산술 유니트(304)에 제공된 위치 에러 크기(306)를 형성하기 위하여 NMQ 위치 에러 값(294) 및 NPQ 위치 에러 값(298)의 절대 값을 형성한다. 산슐 유니트(304)는 수직 NPQ+심리스n위치 에러 값(310) 및 쿼드러쳐 NPQ+심리스q위치 에러 값(312)을 형성하기 위하여 상기 방정식 3 및 4에서 NMQ 위치 에러 값(394), NPQ 위치 에러 값(398) 및 위치 에러 크기(306 및 308)를 사용한다.
조합 논리(290)는 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 정류기(314 및 316), 및 산술 유니트(318)에 지향시킨다. 정류기(314 및 316)는 위치 에러 값(282 및 286)의 절대 값을 제공하여, 산술 유니트(318)에 제공되는 위치 에러 크기(320 및 322)를 형성한다. 산술 유니트(318)는 심리스 수직 위치 에러 값(324) 및 심리스 쿼드러쳐 위치 에러 값(326)을 형성하기 위하여 상기 방정식 1 및 2를 사용한다.
비록 조합 논리(288 및 290)가 정류기를 사용하여 크기 값을 형성하는 것이 기술되었지만, 당업자는 보다 정교한 논리가 사용될수있다는 것을 인식할 것이다. 특히, 수직 및 쿼드러쳐 위치 에러 값의 극성은 위치 에러 값상에서 수행되는 산술 동작 형태를 선택하기 위하여 사용될수있따. 예를들어, 만약 수직 위치 에러 값이 음이고 쿼드러쳐 위치 에러 값이 양이면, 수직 위치 에러 값은 크기의 가산을 달성하기 위하여 쿼드러쳐 위치 에러 값으로부터 감산될수있다.
위치 에러 값(310, 312, 324 및 326)은 제어 라인(332)을 통하여 마이크로제어기(330)에 의해 제어된 논리(328)를 선택하기 위하여 제공된다. 선택 논리(328)는 NPQ+심리스n위치 에러 값(310) 및 NPQ+심리스q위치 에러 값(312)을 그 출력(334 및 336)에 제공하거나 심리스 수직 위치 에러 값(334) 및 심리스 쿼드러쳐 위치 에러 값(326)을 그 출력(334 및 336)에 제공한다. 마이크로제어기(330)는 대응하는 위치 에러 신호가 서보 시스템과 연관된 특정 자기 판독기에 대해 보다 낮은 이득 비율을 제공하는 기준을 바탕으로 두세트의 위치 에러 값 사이에서 선택한다.
선택 논리가 도 10에 도시될 지라도, 당업자는 마이크로처리기(330)가 선택 논리를 사용하는 직접적으로 산술 유니트(304 및 318)의 인에이블 입력을 제엉할수있다는 것을 인식할 것이다. 상기 실시예에서, 각각의 산술 유니트(304 및 318)의 출력은 함께 결합된다.
도 11은 본 발명하에서 신호 발생 회로의 제 2 실시예인 신호 발생 회로(500)를 도시하는 블록도이다. 신호 발생 회로(500)는 도 7에 도시된 "눌(null)" 패턴 같은 서보 패턴으로 사용할 수 있다. 신호 발생 회로(500)는 수직 위치 에러 값(N) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(Q)을 발생시키는 방식으로 도 10의 신호 발생 회로(258)와 다르다. 신호 발생 회로(500)가 위치 에러 값(N 및 Q)로부터 위치 에러 값(334 및 336)을 형성하는 방식은 도 10의 발생 회로(258)에 대해 기술된 것과 같다. 따라서, 도 10 및 도 11 양쪽에서 동일 기능을 수행하는 회로 엘리먼트는 양쪽 도면에서 동일 숫자이다.
도 11의 발생 회로(500)에서, 판독 신호(502)는 신호 발생기(508) 및 게이트 회로(510)에 입력되는 기준 클럭 신호(506)를 형성하는 동기화 회로(504)에 입력된다. 신호 발생기(508)는 바람직하게 필수적으로 사각파가 아닌 혼합 신호(512)를 생성하기 위하여 기준 클럭 신호(506)를 사용한다.
혼합 신호(512)는 판독 신호(502)를 수신하는 혼합 회로(514)에 입력된다. 혼합 회로(514)는 혼합 신호(512)에 의해 판독 신호(502)를 곱한다. 혼합 신호(512)가 판독 신호(502)에 동기화되기 때문에, 곱셈은 동시에 정류된 신호(516)을 유발한다. 정류된 신호(516)는 양 및 음의 부분 모두를 가질수있다. 그러나, 단일 서보 필드에서 단일 위상 패턴에 대응하는 판독 신호의 임의의 부분에 대하여, 정류된 신호(516)는 단일 극성을 가져야 한다. 이런 형태의 정류는 도 8-4와 관련하여 추가로 논의된다.
정류된 신호(516)는 적분 신호(520)를 생성하기 위하여 정류된 신호를 적분하는 적분기(518)에 입력된다. 적분 신호(520)는 샘플을 디지탈 신호(524)로 전환하는 아날로그 대 디지탈 컨버터(522)에 의해 샘플링된다.
디지탈 신호(524)는 기준 클럭(506)을 사용하여 측정된 설정 간격에서 게이트 회로(510)에 의해 게이트된다. 게이트 회로(510)는 홀딩 회로(526)에 대한 게이팅 디지탈 신호(524) 및 홀딩 회로(528)에 대한 게이팅 디지탈 신호(524) 사이에서 교번한다. 바람직하게 게이팅 간격은 값이 게이팅될때 디지탈 신호(524)가 서보 위상 패턴의 단부에 도달하는 헤드에 대응하는 최대값이도록 하는 시간이다. 이런 처리를 통하여, 홀딩 회로(526)는 수직 위치 에러 값(N)을 홀딩하고, 홀딩 회로(528)는 쿼드러쳐 위치 에러 값(Q)을 홀딩한다.
홀딩 회로(526)는 산술 유니트(318, 292 및 296), 및 정류기(314)에 결합되어, 상기 엘리먼트들에 수직 위치 에러 값(N)을 제공한다. 홀딩 회로(528)는 산술 유니트(318, 292 및 296), 및 정류기(316)에 결합되어 상기 엘리먼트들에 쿼드러쳐 위치 에러 값(Q)을 제공한다.
비록 본 발명이 NPQ+심리스 수직 및 쿼드러쳐 위치 에러 신호의 분자를 생성하기 위한 특정 산술 관계를 사용하여 기술되었지만, 당업자는 이들 방정식이 본 발명의 범위내에서 변화될수있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 기준 측면은 수직 및 쿼드러쳐 위치 에러 신호가 위치 에러 신호의 분자를 생성하기 위하여 함께 사용될수있다는 것이다. 수직 및 쿼드러쳐 신호가 산술적으로 결합되는 방법은 서보 시스템의 특정 실행에 따른다.
요약하여, 본 발명은 기록 매체(122)에 걸쳐 트랜스듀서 헤드 위치를 가리키는 위치 에러 값(334, 336)을 생성하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 수직 서보 필드(402) 및 수직 서보 필드(402)로부터 위상이 90도 다른 쿼드러쳐 서보 필드(404)로부터 생성된 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 저장하는 단계를 포함한다. 위치 에러 분자(294, 298)는 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 결합함으로써 산술적으로 형성된다. 위치 에러 분모(306, 308)는 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 바탕으로 형성된다. 위치 에러 분자(294)는 위치 에러 값(310)을 형성하기 위하여 위치 에러 분모(306, 308)에 의해 나뉘어진다.
디스크 드라이브에 배치된 본 발명의 서보 시스템은 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(296)을 저장하기 위한 저장 수단(526, 528)을 포함한다. 또한 본 발명의 서보 시스템은 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 제 1 위치 에러 분자(298)에 결합하기 위한 제 1 산술 수단(296)을 포함한다. 제 2 산술 수단(292, 296, 300 및 302)은 수직 위치 에러 값(282) 및 쿼드러쳐 위치 에러 값(286)을 바탕으로 위치 에러 분모(306 및 308)을 형성한다. 제 3 산술 수단(304)은 제 1 위치 에러 값(312)을 형성하기 위하여 위치 에러 분모(306 및 308)에 의해 제 1 위치 에러 분자(298)을 나눈다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 서보 시스템은 제 2 위치 에러 분모(320 및 322)를 형성하기 우한 제 6 산술 수단(314 및 316)을 더 포함한다. 서보 시스템은 제 2 위치 에러 분모(322 및 320)에 의해 수직 위치 에러 값(282)을 나눔으로써 제 3 위치 에러 값(324)을 형성하기 위하여 제 7 산술 수단(318)을 더 포함한다. 본 발명의 추가 실시예는 제어 위치 에러 값(334)을 생성하기 위하여 제 1 위치 에러 값(312) 및 제 3 위치 에러 값(324) 사이에서 선택하기 위한 선택 메카니즘(328 및 330)을 포함한다.
비록 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 기능의 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시예의 다수의 특성 및 장점이 다음 상세한 설명에서 기술될지라도, 본 상세한 설명은 도시적이고, 첨부된 청구범위가 표현되는 측면의 넓은 일반적인 의미에 의해 지시된 전체 범위까지 본 발명의 원리내의 구조 및 장치 부분에서 변화가 이루어질수있다는 것이 이해된다. 예를들어, 특정 엘리먼트는 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 동일 기능성을 실질적으로 유지하며 위치 에러 신호에 대한 특정 응용을 바탕으로 변화할 수 있다. 게다가, 비록 기술된 바람직한 실시예가 자기 디스크 드라이브에 관한 것일지라도, 본 발명이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 광학 디스크 드라이브, 자기 광학 디스크 드라이브 및 테이프 드라이브 시스템과 같이 다른 시스템에 적용될수있다는 것이 인식될 것이다.

Claims (10)

  1. 기록 매체상에서 트랜스듀서 헤드의 위치를 가리키는 위치 에러 값을 형성하기 위한 방법에 있어서,
    기록 매체상에 배치된 수직 서보 필드로부터 생성된 수직 위치 에러 값 및 기록 매체상에 배치된 쿼드러쳐 서보 필드로부터 생성된 쿼드러쳐 위치 에러 값을 저장하는 단계를 포함하는데, 상기 수직 서보 필드는 쿼드러쳐 서보 필드로부터 위상이 90도 다르고;
    수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 산술적으로 결합함으로써 위치 에러 분자를 형성하는 단계;
    수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 바탕으로 위치 에러 분모를 형성하는 단계;
    위치 에러값을 형성하기 위하여 위치 에러 분모에 의해 위치 에러 분자를 나누는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 에러 분자와 다른 제 2 위치 에러 분자를 형성함으로써 제 2 위치 에러 값을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 위치 에러 분자는 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 산술적으로 결합함으로써 형성되고, 제 2 위치 에러 값은 위치 에러 분모에 의해 제 2 위치 에러 분자를 나눔으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 위치 에러 분모는 위치 에러 분자의 크기 및 제 2 위치 에러 분자의 크기의 합인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 위치 에러 분자는 수직 위치 에러 값 플러스 쿼드러쳐 위치 에러 값과 같고 제 2 위치 에러 분자는 수직 위치 에러 값 마이너스 쿼드러쳐 위치 에러 값과 같은 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기록 매체상에 트랜스듀서 헤드 위치를 결정하기 위하여 위치 에러 값을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 매체에 관련하여 헤드의 위치를 결정하기 위한 디스크 드라이브 서보 시스템에 있어서,
    헤드에 의하여 매체로부터 판독되는 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 저장할수있는 홀딩 회로; 및
    상기 홀딩 회로에 결합되며, 제 1 위치 에러 분자를 형성하기 위하여 수직 우치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러를 결합하고, 수직 위치 에러 값 및 쿼드러쳐 위치 에러 값을 바탕으로 위치 에러 분모를 형성하고, 및 제 1 위치 에러 값을 형성하기 위하여 위치 에러 분모에 의해 제 1 위치 에러 분자를 나눌수있는 조합 논리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 조합 논리부는,
    제 2 위치 에러 분자를 형성하기 위하여 수직 위치 에러 값으로부터 쿼드러쳐 위치 에러 값을 감산하고,
    제 1 위치 에러 분자를 형성하기 위하여 쿼드러쳐 위치 에러 값에 수직 위치 에러 값을 가산하고,
    제 1 위치 에러 분자의 크기 및 제 2 위치 에러 분자의 크기를 합산함으로써 위치 에러 분모를 형성할수있는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 수직 위치 에러 값 크기 플러스 쿼드러쳐 위치 에러 값 크기와 같은 제 2 위치 에러 분모를 형성하고 제 2 위치 에러 분모에 의해 수직 위치 에러 값을 나눔으로써 제 3 위치 에러 값을 형성할수있는 제 2 조합 논리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 헤드 위치를 제어하기 위하여 사용될수있는 제어 위치 에러 값으로서 제 1 위치 에러값 또는 제 3 위치 에러 값을 선택하는 선택 메카니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서, 기록 매체상에 트랜스듀서 헤드 위치를 결정하기 위하여 위치 에러 값을 사용할수있는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보 시스템.
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