专利名称：具有双读写头取样的盘驱动伺服系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到盘驱动器。本发明尤其涉及一种盘驱动器中的伺服定位系统。
背景技术：
一般的盘驱动器包括一片或多片磁盘，安装成绕盘心或轴旋转。一般的盘驱动器也包括由水压空气轴承支撑的在磁盘上飞转的传感器。传感器和水压空气轴承总称为数据读写头。驱动控制器通常用于根据从主机系统接收到的命令控制盘驱动器。驱动控制器控制盘驱动器，从磁盘上检索信息和把信息存储到磁盘上。
电机激励器在负反馈闭环伺服系统内工作。激励器在盘的表面上径向移动数据读写头，进行磁道搜索操作，并把传感器直接保持在盘表面上的磁道上，进行磁道跟踪操作。
一般向数据读写头提供写信息，对磁盘表面上的磁通反转进行编码，表示要存储的数据，从而把信息存储在磁盘表面的同心磁道上。在从盘上检索数据时，驱动控制器控制电机激励器，使数据读写头在磁盘上飞转，检测磁盘上的磁通反转，根据那些磁通量反转产生读信号。读信号一般由驱动控制器进行控制，并进行解码，恢复出由存储在磁盘上的磁通量反转表示的、从而由数据读写头提供的读信号表示的数据。
在嵌入式伺服型系统中，伺服信息记录在也包含存储在盘驱动器上的数据的磁道上。伺服数据(或伺服脉冲串)写到数据磁道上，并且一般环绕每个圆周磁道时间上均等被间隔。要存储在盘驱动器上的数据写在伺服脉冲串之间。
当传感器读取伺服信息时，传感器向伺服控制处理器提供由位置解调器解码的以数字形式出现的位置信号。伺服控制处理器主要把传感器在盘(如嵌入的伺服脉冲串所指示的)上的实际径向位置与所希望的位置比较，并指令激励器移动以使位置误差最小。
过去，使用专用的伺服型系统。在专用伺服系统中，盘驱动器内的整个盘表面专用于伺服信息。因此，可以保持对伺服信息的高取样速率。然而，为了增加盘的存储容量，使用上述嵌入(或扇形)伺服系统。这种类型的系统的一个缺点是由于数据也存储在包含伺服信息的磁道上，因此，伺服信息可获得的取样率低于专用伺服系统。由于伺服位置信息的取样率降低，所以增加对一些性能的限制。
发明内容
伺服系统在盘驱动系统的盘表面上对传感器进行定位。驱动器中的每个盘表面具有多个间隔的伺服样本记录在其上。盘表面中至少两个表面上的伺服样本以相互偏移的关系记录。设置有多个传感器，其中一个传感器与多个盘表面的每个表面关联。激励器臂组件耦接到传感器上，以使传感器相对于盘表面移动。伺服控制系统耦接到激励臂组件上，以控制激励臂组件的位置。伺服控制系统包括读取器，构筑成从至少两个盘表面上读取伺服样本，以在一个伺服时间周期内读取至少两个伺服样本。
附图概述
图1是根据本发明的盘驱动器部分的框2A和2B是本发明操作的时序图。
图3是根据本发明的盘驱动器部分的另一个实施例的框图。
本发明的实施方式图1是根据本发明的盘驱动器的定位系统10部分的框图。定位系统10包括盘叠层22、电机激励器18、预放大器22、读/写通道24、伺服解调器26、伺服处理器28和功率放大器30。
可磁编码盘14的叠层安装成绕轴16旋转。电机激励器18用于对多个数据传感器20相对于盘14进行定位。较佳地，一个传感器20与每片盘14的每个表面相关联。传感器20从与它们相关的磁盘14的表面上读取数据，包括伺服脉冲串。传感器20通过提供表示已在磁盘14的相关表面上编码的磁通量反转的读信号读取数据。
当要从一个传感器20读取时，利用适当的多路复用电路(未图示)来选择特定传感器20，并把其读取的信号提供给预放大器22。预放大器22放大所选传感器20的读取信号，并把放大的信号提供给读/写通道24。读/写通道24根据预放大器22提供的读信号恢复信息。读/写通道24恢复的信息包括存储在盘叠层12上的数据以及写到盘叠层12的盘表面上的伺服信息。把数据提供给盘驱动控制器或主机系统(未图示)。
把读/写通道24恢复的伺服信息提供给伺服解调器26。伺服解调器26对伺服脉冲串进行解码，取出位置信息，并把该信息以数字形式提供给伺服控制处理器28。立置信息表示所选传感器20在其相关盘表面上的实际位置。伺服控制处理器28把从伺服位置解调器26接收到的解码位置信号与所希望的位置信号进行比较，确定传感器位置误差。传感器位置误差表示解码位置信号指示的所选的传感器20的实际位置与所希望位置信号指示的所希望位置之间的差值。
然后伺服控制处理器28产生位置校正信号，数模(D/A)转换器(未图示)把位置校正信号转换成模拟信号，并通过功率放大器30加到激励器18上。位置校正信号使激励器18相对于盘14的表面径向移动传感器20，以使传感器位置误差最小。
图2A是盘14表面上伺服脉冲串较佳编码的时序图。在对图2A的描述中，假设盘14具有两个相对的记录了数据的表面。那些表面称为表面0和表面1。在较佳实施例中，表面0上的伺服脉冲串以与表面1上的伺服脉冲串相偏移的形式记录。
例如，图2A示出了每个伺服时间周期t1在盘表面0上记录伺服脉冲串32。在记录在表面0上的数据写在伺服脉冲串32之间，此外，在较佳实施例中，每个伺服时间周期t3记录存储在表面1(与同一个盘14上的表面0相对的表面)上的伺服信息，其中t1等于t3。然而存储在表面1上的伺服脉冲串34在时间上与表面0上的伺服脉冲器32相偏移，以使伺服脉冲器34在伺服脉冲器32之后的时间t2上产生。在较佳实施例中，时间t2等于时间周期t1与t3的一半，所以伺服脉冲串34产生在伺服脉冲串32之间的一半上。
在磁道搜索操作期间(再参照图1)，由主机或其它控制器向伺服控制处理器28提供目标磁道信号。目标磁道信号表示伺服处理器28要对希望的传感器定位的磁道。然后伺服处理器28通过功率放大器30向激励器18提供位置信号。接着激励器18搜索所希望的磁道(即，相对于盘14的相关表面径向移动传感器20，以使传感器20定位在所希望的磁道上)。
在这种磁道搜索操作期间，盘驱动器不从盘叠层12中读回数据，仅读取位置信息，以使伺服控制处理器28可以确定激励器18已使传感器20移到正确的磁道上的时间。在已有的系统中，伺服处理器28简单地选择所希望的传感器20，并在每次伺服时间周期t1时读取伺服脉冲串(例如从表面0读取伺服脉冲串32)。
然而，在本发明的一个较佳实施例中，伺服控制处理器28在磁道搜索操作期间交替地从表面0和1上读取伺服脉冲串32和34。换句话说，伺服控制处理器28首先选择对应于表面0的传感器20，读取第一伺服脉冲串32。然后，在读取了第一伺服脉冲串32之后，伺服控制处理器28选择对应于表面1的第二传感器20，并从表面1读取伺服脉冲串34。伺服控制处理器28连续交替地从表面0和1读取伺服脉冲串，直到完成磁道搜索操作。这可以使伺服控制处理器28每个时间周期t2从所选盘14接收到伺服脉冲串，时间周期t2接近正常伺服时间周期t1的一半。这有效地加倍了伺服系统10的取样率，从而显著地增加了驱动性能，而不增加盘驱动器的任何硬件。而且，由于在磁道搜索期间不读取数据，因此本发明可以在数据访问次数或整个期间没有任何劣化地完成。
图2B是本发明另一实施例的时序图。在图2B中，伺服脉冲串记录在盘叠层12的三个表面上(表面0、表面1和表面2)。在该实施例中，伺服脉冲串32和34相互(分别在表面0和1上)不偏移伺服时间周期t1的一半。而是，伺服脉冲串32和34相互偏移时间周期t3，时间周期t3接近伺服时间周期t1的三分之一。此外，伺服脉冲串36记录在盘叠层12的表面2上，它与伺服脉冲串34分离另一个为伺服时间周期t1的三分之一的时间周期t3。因此，从第一伺服脉冲串32开始，伺服脉冲串34偏移伺服时间周期t1的三分之一的时间周期t3，伺服脉冲串36偏移伺服时间周期t1的三分之二的时间周期t2。
对于这种记录方案，在磁道搜索操作期间，反馈系统10在与表面0、1和2相关的三个传感器20之间进行转换。这可以使伺服控制处理器28在单个伺服时间周期t1期间获得三个伺服脉冲，而不是在已有驱动器中仅获得的一个伺服脉冲串。这有效地使伺服控制处理器28的取样率增加到三倍，而不增加反馈系统10的硬件。
当然，以多个表面偏移伺服脉冲串的技术可以对任何适当数量的表面都可以进行。然而，在较佳实施例中，伺服样本应当在所用的几个盘表面之间彼此等间隔。而且，已发现，本发明的较佳实施例要用于单盘14的相对表面。已发现盘14具有某些偏心度。然而，那些偏心度一般相等地影响盘14的上下表面。因此，这些偏心度对精度的影响较小。然而，对多个盘14的工作使盘叠层12的表面之间的伺服样本相关性带来一点麻烦，可能降低精度。
图3是根据本发明的另一个实施例，其中即使在磁道跟踪操作期间也增加伺服脉冲串的取样率。在磁道跟踪操作期间，激励器18把所选的传感器20保持在在所希望的磁道上的单个径向位置上从而能从该磁道恢复数据。图3所示的实施例在驱动器上增加了少量的附加硬件，即使在磁道跟踪操作期间也可以读取多个伺服脉冲串。
图3所示的定位电路38与图1所示的定位电路10相似，并且相似的项进行相似的编号。然而，定位系统38与定位系统10的不同之处是在电路中设置了多个预放大器22o至22n，以及附加的滤波电路40和多路复用器42。此外，读/写通道24的输出不再提供给伺服位置解调器26，而是简单地送到数据输出。
对于反馈系统38，在磁道跟踪操作期间，所选的传感器20向预放大器22o提供其读取的信号，接着，后者向读/写通道24提供放大的信号。与图1所示的系统一样，读/写通道24从放大的读取信号中恢复出数据，并把该数据提供给主机或其它类似的控制器。
然而，预放大器22o的输出也提供给滤波电路40。此外，适当数据的其它传感器20也向余下的预放大器22提供读取的信号。那些预放大器的输出把放大后的读取信号提供给滤波电路40，接着，后者把经滤波的输出信号提供给多路复用器42。
伺服控制处理器29向多路复用器42提供选择信号，选择要读取伺服脉冲串的一个传感器20。把多路复用器42的伺服脉冲串提供给伺服解调器26，后者解调伺服位置信息，并以数字形式向伺服控制处理器28提供。伺服控制处理器28控制多路复用器42转换通过各传感器20，以在每个伺服时间周期t1期间读取多个伺服脉冲串。
当然，伺服控制处理器28可以控制多路复用器42在磁道跟踪操作期间从适当数量的传感器20读取，以把伺服取样率提高到所希望的程度。还应注意，与参照图1所作的描述一样，图3所示的反馈系统适于在磁道搜索操作期间增加取样率。然而，简单地增加了少量的预放大电路22o至22n以及滤波电路40和多路复用电路42，使反馈系统38提供了增加伺服取样率的能力，即使在磁道跟踪操作期间正在读取数据。
因此，可以看出，本发明通过在盘的相对侧面上的两个传感器之间交替转换，加倍取样率，从而提加伺服取样率。本发明还可以选择性地在三个或更多个传感器20之间进行转换，从多个盘的表面上读取，有力地提高伺服取样率。
还应注意，虽然本发明讨论了从单传感器读取伺服脉冲串，然后在多个传感器之中进行转换，但是传感器也可以通过在定位系统中复制附加电路(例如伺服解调电路26)并行读取。
再应注意，虽然本发明讨论了嵌入伺服类系统，但也可以应用于混合伺服系统。混合系统一般既包括嵌入伺服信息，也包括专用伺服表面。本发明用于从驱动器的嵌入伺服部分读取信息。
虽然已参照较佳实施例描述了本发明，但本技术领域的熟练人员可以认识到可以对形式和细节作改变，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种在盘驱动器的控制激励器臂的位置的方法，其特征在于，包含提供多个盘表面，每个盘表面上记录有伺服样本，记录在多个盘表面的不同表面上的伺服样本彼此呈偏移关系，每个盘表面上的伺服样本隔开一个伺服间隔；相对于多个传感器移动盘表面，多个传感器中的每个传感器相对于多个盘表面之一定位，从其读取信息，每个伺服时间周期，每个盘表面上的伺服样本以一个伺服样本速率移过相应的传感器；从多个盘表面上读取伺服样本，以在一个伺服时间周期内读取一个以上的伺服样本；以及根据读取的伺服样本，控制激励器臂的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，读取伺服样本包含从多个盘表面的第一盘表面上读取伺服样本；以及在从第一盘表面读取伺服样本之间，至少从多个盘表面的第二盘表上读取伺服样本。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从第一盘表面读取伺服样本包含从第一盘表面读取连续的伺服样本，每个伺服时间周期读取一个伺服样本。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，至少从第二盘表面读取伺服样本包含从第二盘表面读取连续的伺服样本，每个伺服时间周期读取一个伺服样本。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从第一和第二盘表面读取连续的伺服样本包括交替利用与第一盘表面关联的第一传感器和与第二盘表面关联的第二传感器从第一和第二盘表面读取伺服样本，以在每个伺服时间周期读取至少两个伺服样本。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从第一和第二盘表面读取连续伺服样本包含与第一盘表面关联的第一传感器和与第二盘表面关联的第二传感器并行地进行读取，以在每个伺服时间周期读取至少两个伺服样本。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，至少从第二盘表面读取伺服样本包含在从第一盘表面伺服样本读数之间，从多个附加盘表面而不是从第一盘表面读取伺服样本。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含进行搜索操作，以搜索目标磁道；以及在搜索操作期间读取伺服样本。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含进行磁道跟踪操作，以跟踪指定的磁道；以及在磁道跟踪操作期间读取伺服样本。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多个盘表面包含在第一盘的一侧面上的第一盘表面和在第一盘第二面一侧上的第二盘表面，读取伺服样本包含交替地从第一盘表面和第二盘表面读取伺服样本。
11.一种在具有伺服定位器的盘驱动系统内在盘上定位传感器的方法，其特征在于，该方法包含开始搜索目标磁道；在搜索期间，从第一盘表面上反复读取伺服样本；根据从第一盘表面上读取的伺服样本控制伺服定位器；在从第一盘表面伺服样本读数之间，从第二盘表面读取伺服样本；以及根据从第二盘表面读取的伺服样本控制伺服定位器。
12.一种盘驱动器，包含多个盘表面，每个盘表面其上记录有多个间隔伺服样本，多个盘表面的至少两上表面上的伺服样本彼此偏转记录；多个传感器，每个传感器与多个盘表面之一相关联；电动机，可操作地耦接到盘表面上，相对于传感器移动盘表面，在每个伺服时间周期上，使伺服样本通过相关联的传感器一次；激励臂组件，耦接到传感器上，以相对于盘表面移动传感器；以及伺服控制装置，耦接到激励臂组件上，控制激励臂组件的位置，伺服控制装置包括读取器，该读取构筑成从至少两个盘表面读取伺服样本，以在一个伺服时间周期内读取至少两个伺服样本。
13.如权利要求12所述的盘驱动器，其特征在于，读取器构筑成从至少两个盘表面的第一盘表面上读取伺服样本，在从第一盘表面伺服样本读数之间，从至少两个盘表面的至少第二盘表面上读取伺服样本。
14.如权利要求13所述的盘驱动器，其特征在于，读取器包括在从第一盘表面伺服样本读数之间从多个附加盘表面而不是从第一盘表面读取伺服样本的装置。
15.如权利要求14所述的盘驱动器，其特征在于，盘驱动器包括第一盘，其中多个盘表面中至少两个盘表面包含第一盘一侧上的第一盘表面和第一盘的第二侧面上的第二盘表面，读取器包括从第一盘表面和第二盘表面交替读取伺服样本的装置。
全文摘要
一种伺服系统(10,38),在盘驱动系统内在盘表面上对传感器(20)进行定位。驱动器内的每个盘表面上记录有多个间隔的伺服样本(32,34)。至少两个盘面(0,l)上的伺服样本(32,34)彼此以偏移方式记录。设置有多个传感器(20),每个传感器(20)与多个盘表面(0,l)的每一个相关联。激励器臂组件(18)耦接到传感器(20)上,相对于盘表面移动传感器(20)。伺服控制系统耦接到激励器臂组件(18)上,控制激励臂组件(18)的位置。伺服控制系统包括读取器(24),该读取器(24)构筑成从至少两个盘表面(0,l)上读取伺服样本(32,34),以便在一个伺服时间周期(ti)内读取至少两个伺服样本(32,34)。
文档编号G11B5/596GK1226333SQ9719489
公开日1999年8月18日 申请日期1997年2月7日 优先权日1996年5月24日
发明者马克·L·埃利奥特, 保罗·A·盖洛韦 申请人:美国西加特技术有限公司