用于最小化和解决在邻近读取元件中诱发的信号互调的二维磁记录系统和方法
【专利说明】用于最小化和解决在邻近读取元件中诱发的信号互调的二 维磁记录系统和方法
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求享有于2013年10月8日提交的美国临时申请第61/888, 283号、于 2013年10月8日提交的美国临时申请第61/888, 300号以及于2013年10月10日提交的 美国临时申请第61/889, 152号的权益。以上引用的申请的全部公开内容通过引用并入本 文。
技术领域
[0003] 本公开内容涉及具有迹线悬置组件的磁记录系统。
【背景技术】
[0004] 本文提供的【背景技术】的描述是出于一般地呈现本公开内容的上下文的目的。当前 命名的发明者的工作（该工作在一定程度上在该【背景技术】部分中被描述）以及该描述的在 提交时可能不以其它方式称为现有技术的方面既没有明示也没有暗示地被承认为针对本 公开内容的现有技术。
[0005] 图1示出硬盘驱动器（HDD) 10,其包括硬盘组件（HDA) 12和HDD印刷电路板 (PCB) 14。HDA12包括一个或多个盘片16,其具有用于磁性存储数据的磁面。数据以二进 制形式被存储为正极性或负极性的磁场。盘片16被布置成堆叠（stack)。盘片和/或堆叠 通过一个或多个主轴电机（一个主轴电机18被示出）旋转。一个或多个读/写磁头（以 下简称为"磁头"）从盘片16的磁面读取数据并且在盘片16的磁面上写入数据。单个磁 头20被示出。每个磁头包括生成磁场的写入元件（例如电感器）和读取元件（例如磁阻 (MR)元件），读取元件感测盘片16之一上的磁场。磁头被安装在一个或多个致动器臂（单 个致动器臂22被示出）的远端。致动器（诸如音圈电机（VCM) 24)相对于盘片16移动致 动器臂22。
[0006]HDA12包括前置放大器器件26。前置放大器器件26可以包括用于放大从磁头接 收的信号的放大器。当读取数据时，生成的磁场导致在磁头20的读取元件中的低电平模拟 信号。放大器放大低电平模拟信号，并且输出放大的模拟信号到读/写（R/W)通道（以下 简称为"读取通道"）模块28。
[0007]HDDPCB14包括读取通道模块28、硬盘控制器（HDC)模块30、处理器32、主轴/ VCM驱动器模块34、易失性存储器36、非易失性存储器38以及输入/输出（I/O)接口 40。 在写操作期间，读取通道模块28可以通过使用纠错码（ECC)(诸如游程长度受限（RLL)码、 里德-所罗门码等）编码数据以提高可靠性。读取通道模块28然后将编码的数据传送到 前置放大器器件26。在读取操作期间，读取通道模块28从前置放大器器件26接收模拟信 号。读取通道模块28将模拟信号转换成数字信号，数字信号被解码以恢复先前存储在盘片 16上的数据。
[0008]HDC模块30控制HDD10的操作。例如，HDC模块30生成命令，该命令控制一个或 多个主轴电机的速度以及一个或多个致动器臂的运动。主轴/VCM驱动器模块34实施命令 并且生成控制信号，该控制信号控制一个或多个主轴电机的速度以及一个或多个致动器臂 的定位。此外，HDC模块30经由I/O接口 40与外部设备（未示出）（诸如在主机设备内的 主机适配器）通信。HDC模块30可以从外部设备接收将被存储的数据，并且可以发送取回 的数据到外部设备。
[0009] 处理器32处理数据，包括编码、解码、过滤和/或格式化。另外，处理器32在读/ 写操作期间处理伺服或定位信息以在盘片16上方放置磁头。存储在盘片16上的伺服保证 数据被写入到盘片16上的正确位置并且从盘片16上的正确位置被读取。在一些实施方式 中，自伺服写入（SSW)模块42可以在于HDD10上存储数据之前使用磁头20在盘片16上 写入伺服。
[0010] 为了提高盘片上的数据存储量，磁道密度（在预定表面区域中存储的数据量）在 增加，磁道宽度在减小，并且磁道间距（或磁道之间的距离）在减小。结果是，磁头的宽度 可以宽于单个磁道的宽度。因为磁头和磁道之间的这一关系，所以磁头可以拾取磁道间噪 声。磁道间噪声可以参考检测到的并且关联于与正在被读取的磁道相邻的一个或多个磁道 的磁场特性。
[0011]HDA12可以包括具有迹线悬置组件（TSA)52的二维磁记录（TDMR)系统50。TSA 52指一个或多个致动器臂和在前置放大器件26和磁头之间延伸的传输线（例如，传输线 54被示出）。传输线（有时也称为迹线）经由一个或多个致动器臂被悬置在盘片16上方。 TDMR系统（诸如TDMR系统50)使用彼此相邻的多个磁头以读取盘片表面上的单个磁道。 来自磁头的信号被处理，以抵消、消除和/或最小化在磁道读取期间检测到的噪声（例如磁 道间噪声）。这提高了信噪比，用于改进存储在磁道上的数据的恢复。
[0012] 图2示出可以用于图1的HDA12的TDMR系统60。TDMR系统60包括读取元件 62、传输线64和前置放大器器件66。前置放大器器件66包括差分放大器68。每个读取兀 件62连接到差分放大器68中的相应差分放大器和传输线64中的相应成对传输线。读取 元件62彼此分离。由于读取元件62彼此分离，所以读取元件62之间的噪声耦合以及由读 取元件62检测到的信号的交叉耦合被最小化。结果，信号的磁头间调制是微不足道的。差 分放大器68提供差分输出信号0utl、0ut2。每个差分放大器68的增益可以被调节以增加 输出信号Out1、0ut2的幅度和/或提高相应的信噪比。
【发明内容】
[0013]提供一种系统，并且该系统包括传输线、读取元件和差分放大器。读取元件串联连 接。每个读取元件连接到传输线中的相应成对传输线。差分放大器经由传输线被分别连接 到读取元件。差分放大器被配置为放大从传输线中的相应成对传输线接收的差分信号。
[0014] 在其它特征中，传输线包括第一传输线、第二传输线和第三传输线。读取元件包括 第一元件和第二元件。差分放大器包括第一差分放大器和第二差分放大器。第一元件连接 到第一传输线。第二元件连接到第二传输线和第三传输线。第一传输线连接到第一差分放 大器的第一输入端。第二传输线连接到第一差分放大器的第二输入端。第三传输线连接到 第二差分放大器的第一输入端。
[0015] 在其它特征中，系统进一步包括模块，模块被配置为从差分放大器接收相应通道 上的输出信号并且基于输出信号来恢复数据。差分放大器被配置为放大差分信号以生成输 出信号。
[0016] 在其它特征中，系统进一步包括器件、磁头和组件。器件包括差分放大器。磁头被 布置在磁盘的同一表面上。每个磁头包括读取元件中的相应读取元件。组件包括传输线。 组件在磁盘的位于器件和磁头之间的部分的上方悬置传输线。
[0017] 在其它特征中，提供了一种方法，并且该方法包括：经由读取元件执行读取操作， 其中读取元件串联连接，并且其中每个读取元件连接到传输线中的相应成对传输线；经由 传输线将读取元件的输出提供至差分放大器，其中差分放大器经由传输线分别连接到读取 元件；以及经由差分放大器放大从传输线中的相应成对传输线接收的差分信号。
[0018] 在其它特征中，该方法进一步包括：经由差分放大器放大差分信号以生成输出信 号；从差分放大器接收相应通道上的输出信号；以及基于输出信号恢复数据。
[0019] 在其它特征中，器件包括差分放大器。读取元件被布置在相应磁头中。磁头被布 置在磁盘的同一表面上。传输线被悬置在磁盘的处于器件和磁头之间的部分的上方。
[0020] 本公开内容的应用性的其它方面将从详细描述、权利要求书和附图中变得显而易 见。详细描述和具体示例仅旨在说明的目的而不旨在限制本公开内容的范围。
【附图说明】
[0021] 图1是根据现有技术的硬盘驱动器的功能框图。
[0022] 图2是根据现有技术的TDMR系统的功能框图。
[0023] 图3是并入串联连接的读取元件的另一TDMR系统的功能框图。
[0024] 图4是根据本公开内容的并入串联连接的读取元件的、每个读取元件两条传输线 的TDMR系统的功能框图。
[0025] 图5是根据本公开内容的图示读取信号的电压生成和读取元件的对应等效阻抗 表示的TDMR系统的功能框图。
[0026] 图6包括图5的TDMR系统的第一读取兀件电压、第一差分电压和第一提取电压 (extractedvoltage)的电压图。
[0027] 图7包括图6的第一差分电压和第一提取电压的频率图。
[0028] 图8包括图5的TDMR系统的第二读取元件电压、第二差分电压和第二提取电压的 电压图。
[0029] 图9包括图8的第二差分电压和第二提取电压的频率图。
[0030] 图10是图示图5的TDMR系统的共模噪声的功能框图。
[0031] 图11是图示用于图5的TDMR系统中的共模噪声消除的虚设路径的功能框图。
[0032] 图12示出根据本公开内容的TDMR方法。
[0033] 图13是根据本公开内容的图示来自多个读取元件和增益控制模块的信号的互调 的TDMR系统的功能框图。
[0034] 图14图示图13的TDMA系统的训练、校准和操作方法。
[0035] 在附图中，附图标记可以被重复使用，以标识相似和/或相同要素。
【具体实施方式】
[0036] 为了最小化TDM系统中读取元件之间的空间，读取元件可以串联连接。图3示出 可以用于图1的HDA12中的示例TDMA系统70。TDMA系统70包括：具有读取元件72和传 输线74的读取电路71 ;以及具有差分放大器78的前置放大器器件76。前置放大器器件76 可以取代图1的前置放大器器件26。读取元件72串联连接，并且可以位于驱动器的磁头中 (例如，在图