专利名称：使用读取增益控制环的飞行高度补偿的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及传感器间隙控制，尤其涉及控制数据存储设备中的读取/ 写入头的飞行高度。
背景技术：
数据存储设备(比如盘片驱动器)允许主机计算机以快速且有效的方式存 储和检索大量的数字数据。典型的盘片驱动器包括多个磁记录盘片，它们被安 装到主轴马达的可旋转轮轴上且髙速旋转。读取/写入头的阵列被设置在盘片的 数据存储表面附近，以便在盘片和主机计算机之间转移数据。可以通过旋转致 动器和闭环伺服系统而使这些头径向地定位在盘片上，并且可以使这些头在空 气轴承上靠近盘片表面飞行。这些头通常包含单独的读取元件和写入元件。
通过在盘片上更窄的轨道上读取和写入数据并且通过在这些头和数据存 储表面之间维持相应更小的飞行高度间隙，便可以在盘片上获得更高的数据存 储密度。头的飞行高度可以根据盘片驱动器中的空气密度变化以及头温度变化 而改变，比如在写入时空气密度变化和头温度变化可能会影响头的尖端从中突 出来的距离(即杆-尖端突出)。 一些盘片驱动器使用加热器可控地加热该头， 以改变该头的飞行高度。 一些盘片驱动器试图将头飞行高度维持在纳米尺度。 使头飞行高度维持在可接受的范围中这一做法随着该范围逐渐减小以获得更 高数据存储密度而变得越来越困难。在可接受的范围之外的操作可能会导致不 可接受的读取/写入误码率和/或头和数据存储表面之间不期望有的接触以及潜 在的数据损失和/或对数据存储表面的破坏。
发明内容
调节头的飞行高度，以补偿盘片表面的高度变化。
在典型的装置中， 一种电路根据自动增益控制环内的可变增益放大器的增
益变化来检测盘片高度变化，当该头从盘片表面进行读取时可变增益放大器放 大读取信号。该电路调节头飞行高度以便补偿检测到的盘片高度变化。
在另一个典型装置中， 一种电路通过利用盘片髙度补偿加热器元件值来调 节加热器元件的加热从而调节头飞行高度，以便补偿盘片表面的高度变化。
在典型的方法中，当头从盘片表面进行读取时，使用自动增益控制环内的 可变增益放大器来放大读取信号。根据可变增益放大器的增益变化，检测盘片 表面的高度变化。调节头飞行髙度以补偿检测到的盘片表面高度变化。
图1是具有根据一些实施方式配置的电子电路的盘片驱动器的透视图。 图2是盘片驱动器的典型头盘片组件的框图。
图3是根据一些实施方式配置的图1所示盘片驱动器的电子电路的一部分 的框图。
图4是根据一些实施方式用于根据可变增益放大器的增益变化来调节头飞 行高度以补偿盘片表面翘曲的操作和方法的流程图。
图5示出了在自动增益控制环内用于放大读取信号的可变增益放大器 (VGAS)的增益变化的曲线图，还示出了横跨盘片上楔形的误码率(BER)。
图6示出了根据一些实施方式可变增益放大器的增益对提供给用于加热该 头的加热器元件的功率的响应以及头飞行高度对加热器元件功率变化的响应 的曲线图。
图7示出了根据一些实施方式对于每一个楔形而言可变增益放大器的增益 对加热器元件功率变化的响应的曲线图。
图8示出了根据一些实施方式在多个不同的楔形处可变增益放大器的增益 对加热器元件功率的响应的线性估算函数的曲线图。
图9示出了根据一些实施方式可形成盘片翘曲补偿加热器值表格的一部分 的加热器元件值的曲线图，用于补偿横跨多个楔形的盘片翘曲。
图IO示出了两个曲线图，其一示出了当该头正在读取且加热器元件功率 被调节以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时可变增益放大器的增益变化，另一个 示出了当该头正在读取且加热器元件功率没有被调节以补偿横跨多个楔形的
盘片翘曲时可变增益放大器的增益变化。
图11示出了两个曲线图，其一示出了当该头正在写入且加热器元件功率 被调节以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时可变增益放大器的增益变化，另一个 示出了当该头正在写入且加热器元件功率没有被调节以补偿横跨多个楔形的 盘片翘曲时可变增益放大器的增益变化。
图12示出了两个曲线图，其一示出了当加热器元件功率被调节以补偿横 跨多个楔形的盘片翘曲时可变增益放大器的增益变化，另一个示出了在加热器
元件功率被调节以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时的BER。
具体实施例方式
现在将参照附图描述本发明的具体典型实施方式。然而，可以采用许多不
同形式来实施本发明，并且不应该被解释为局限于本文所阐明的实施方式；然 而，提供这些实施方式可使本文透彻且完整，并将向本领域技术人员传递本发 明的范围。附图中所示特定的典型实施方式的详细描述中所用的术语并不旨在 限制本发明。
应该理解，在本文中，术语"包括"是开放性的，并包括一个或多个所述 的元件、步骤和/或功能，而并不排除一个或多个未陈述的元件、步骤和/或功 能。在本文中，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另外清晰地指出。在 本文中，术语"和/或"以及"/"包括一个或多个相关罗列的项的任一个和所 有的组合。应该理解，尽管术语第一、第二等可用于描述各种步骤、元件和/ 或区域，但是这些步骤、元件和/或区域应该不限于这些术语。这些术语仅用于 将一个步骤/元件/区域与另一个步骤/元件/区域区分开。由此，下文所讨论的第 一步骤/元件/区域也可以被命名为第二步骤/元件/区域，而不背离本发明的内 容。在这些图的描述中，相同的标号指代相同的元件。
本发明可以用硬件和/或软件来实施(包括固件、常驻软件、微代码等)。 结果，在本文中，术语"信号"可以采用连续波形和/或分立值的形式，比如存 储器或寄存器中的数字值。
下文参照各种实施方式的盘片驱动器、盘片、控制器和操作的框图来描述 本发明。应该理解，各框中的功能/动作可以按操作图示以外的顺序出现。例如，
连续显示的两个框事实上可以基本上同时执行，或者这些框有时候可以按相反 的顺序执行，这取决于所涉及的功能/动作。尽管一些图包括通信路径上的箭头 以显示出什么可能是主要的通信方向，但是应该理解，通信也可以出现在与所 示箭头相反的方向上。
图1示出了盘片驱动器(通常指定为10)的简化图示。盘片驱动器10包
括盘片栈12 (图1中被显示成单个盘片)，主轴马达15使盘片栈12绕着主轴 14旋转(图2)。主轴马达15被安装在底盘16上。致动器臂组件18也被安装在 底盘16上。盘片驱动器IO被配置成根据来自主机设备的写入和读取命令来存 储并检索数据。主机设备包括但不限于台式计算机、膝上型计算机、个人数字 助理(PDA)、数字视频记录器/播放器、数字音乐记录器/播放器、和/或可通信 地耦合以在盘片驱动器10中存储和/或检索数据的另一个电子设备。
致动器臂组件18包括被安装到弯曲臂22上的读取/写入头20(或换能器)， 弯曲臂22附着于致动器臂24，致动器臂24可以绕着枢轴承组件26旋转。读 取/写入头，或简称头，20可以包括磁阻(MR)元件和/或薄膜感应(TFI)元件。致 动器臂组件18也包括音圈马达(VCM) 28，它使头20横跨盘片栈12径向地移 动。主轴马达15和致动器臂组件18耦合到控制器、读取/写入通道电路以及其 它相关的电子电路30，它们是根据至少一个实施方式配置的并且可以被装入一 个或多个被安装到印刷电路板(PCB)32上的集成电路封装之内。控制器、读取 /写入通道电路以及其它相关的电子电路30在下文中被简称为"电路"。电路 30可以包括模拟电路和/或数字电路(比如门阵列)，和/或可以包括由一个或 多个基于微处理器的指令处理设备(比如通用处理器和/或数字信号处理器)来 执行的指令。
现在参照图2，盘片栈12通常包括多个盘片34，每一个可以具有一对盘 片表面36。盘片34被安装在圆柱形轴上并且主轴马达15使盘片34绕着轴旋 转。致动器臂组件18包括多个头20，每一个头被定位成靠近盘片表面36中不 同的一个。每一个头20被安装到相应的一个弯曲臂22上。VCM 28操作以移 动致动器臂24，由此使这些头20横跨其各自的盘片表面36移动。这些头20 被配置成在空气垫上相对于旋转盘片34的数据记录表面36飞行，同时根据来 自主机设备的写入命令将数据写到数据记录表面上，或者同时根据来自主机设
备的读取命令从数据记录表面中读取数据以产生读取信号。
图2还示出了盘片34上的轨道40和轮辐43。数据被存储在盘片34上的 多个同心轨道40 (或柱面)之内。每一个轨道40被划分成多个径向延伸的楔 形42，径向延伸的轮辐43将这些楔形分开。每一个楔形被进一步划分成伺服 楔形和数据楔形。盘片34的伺服楔形被用于准确地定位头20，使得数据可以 被恰当地写到所选盘片34上并且从所选盘片上进行读取。伺服楔形可以包括 DC擦除区域、前同步码区域、伺服地址标记区域、轨道号区域、轮辐号区域 和伺服猝发区域(比如圆周交错且径向偏置的A、 B、 C、 D伺服猝发)。数据 楔形是存储作为主机-启动写入命令的一部分的、接收到的数据之处，还是可根 据主机-启动读取命令来读取数据之处。
本发明的一些实施方式涉及补偿盘片表面36上可能出现的翘曲，该翘曲 可能是因为使用盘片夹具将盘片34固定到主轴14上而导致的。这种盘片夹具 可能对盘片12施力从而使盘片表面36翘曲(弯曲)。盘片12中最接近主轴 14和盘片夹具的内直径区域可能经历最大幅值的盘片翘曲，结果，产生最大的 "头-盘片"飞行高度变化。在小形状因子的盘片驱动器中(比如小于1.8"直径 盘片)，夹紧导致的盘片翘曲可能最严重，这是因为在盘片表面上使用了最大 面数据密度且可能受盘片翘曲影响的盘片面积相对较大。
图3是图1所示盘片驱动器的电子电路的一部分的框图，它们被配置成刻 画盘片翘曲特性且补偿盘片翘曲。参照图3，图中示出典型的头20相对于盘片 表面36具有一飞行高度(FH)，盘片表面36绕着主轴14旋转。该头20包括读 取/写入元件300 (比如磁阻(MR)元件和/或薄膜感应(TFI)元件)以及加热器元 件310。当读取/写入元件300从盘片表面36中进行读取时，产生了读取信号。 该读取信号最初被头放大器320放大，接下来被可变增益放大器322进一步放 大，经低通滤波器324滤波，并且被提供给读取信号处理电路326。读取信号 处理电路326可以按常规方式操作以检测经放大和滤波的读取信号中的数据， 并且可以向数据控制器52提供检测到的逻辑1和0的序列。数据控制器330 可以对该数据解码并对该数据格式化以便传输到主机设备。主机设备可以包括 但不限于台式计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、数字视频记录器/ 播放器、数字音乐记录器/播放器、和/或可通信地耦合以在盘片驱动器10中存
储和/或检索数据的另一个电子设备。
读取信号处理电路326和/或数据控制器330可以向伺服控制器332提供从 盘片表面36中读取的伺服位置信息。伺服位置信息可以用于检测该头20相对 于盘片表面36上的逻辑块地址(LBA)的位置。伺服控制器332可以使用伺服位 置信息使头20探寻到盘片表面36上的寻址轨道和块，并且在盘片表面36上 数据被写入/读取的同时使头20保持与该轨道对齐。
通过一个信号调节可变增益放大器322的增益，该信号被称为可变增益放 大器增益信号(VGAS)，该信号是自动增益控制电路328响应于来自低通滤波器 324的经滤波的读取信号而产生的。自动增益控制电路328、可变增益放大器 322和低通滤波器324可以构成自动增益控制环，它通过VGAS来改变可变增 益放大器322的增益从而试图维持相对恒定的读取信号幅值(该幅值被提供给 读取信号处理电路326)，而不管盘片表面36上的磁转变强度变化和头飞行高 度变化。根据伺服楔形中定义好的图形(比如其中定义好的增益控制图形)， 自动增益控制环可以改变VGAS。如上所述，当盘片从轨道中进行读取时，盘 片表面36的翘曲导致了头飞行高度的变化。如果没有调节头飞行高度以补偿 翘曲的盘片表面36，则读取信号幅值的变化可能导致可变增益放大器322的增 益出现过大的变化且经放大的读取信号的信噪比(SNR)出现不可接受的减小。 减小的读取信号SNR可能会限制在盘片表面36上可靠地实现的数据存储密度。
根据一些实施方式，提供了盘片翘曲补偿电路340，它刻画了盘片表面36 的翘曲的范围并且产生一个加热器值的表格，可调节这些加热器值以补偿翘曲 的盘片表面36的特征。当头20移过盘片表面36上的扇区和径向区域并经历 因翘曲而导致的相应的盘片表面高度变化时，飞行高度控制器电路350使用盘 片翘曲补偿加热器值来调节头飞行高度FH。
盘片翘曲补偿电路340可以包括模数(A/D)转换器342、盘片翘曲刻画单元 344、加热器对VGAS响应刻画单元346以及盘片翘曲补偿加热器值表格产生 单元348。模数转换器342将来自自动增益控制电路328的模拟VGAS (它控 制可变增益放大器322的增益)转换成数字VGAS。盘片翘曲刻画单元344基 于数字VGAS的分布来确定横跨盘片表面36的楔形的翘曲分布。盘片翘曲刻 画单元344还可以确定横跨盘片表面36上多个径向延伸区域(比如沿着内直
径区域、中间直径区域和外直径区域，或者沿着盘片表面36上任何其它定义
好的径向延伸区域(比如轨道的分组))的翘曲分布。因为盘片翘曲可能沿着 内直径区域最大，所以与沿着中间直径区域相比，沿着内直径区域，盘片翘曲
刻画单元344可能会通过记录用于表示更多楔形和/或一个楔形之内更多轨道 的VGAS变化的值，以更高的保真度来确定翘曲分布；与沿着中间直径区域相 比，沿着外直径区域，盘片翘曲刻画单元344可能会通过记录用于表示更少楔 形和/或一个楔形之内更少轨道的VGAS变化的值，以更低的保真度来确定翘 曲分布。
此外，盘片翘曲刻画单元344可以产生针对盘片表面36的第一侧面的第 一组盘片翘曲刻画值，接下来利用第一组盘片翘曲刻画值以及第一侧面上的盘 片翘曲与第二侧面上的盘片翘曲对称且相反的相关假定来产生盘片表面36的 相反第二侧面的盘片翘曲刻画。
加热器对VGAS响应刻画单元346通过一系列值来改变加到加热器元件 310的功率，同时测量VGAS的变化以便从中确定针对盘片表面36的至少一些 楔形的、VGAS对加热器元件功率变化的响应，并且可以针对盘片表面36的所 有楔形来确定该响应。产生单元348基于所确定的翘曲分布且还基于所确定的 VGAS对提供给加热器元件310的功率变化的响应，来产生用于盘片翘曲补偿 加热器值表格的值。同样，因为盘片翘曲可能沿着内直径区域最大，所以与沿 着中间直径区域相比，沿着内直径区域，盘片翘曲刻画单元344可能会产生更 多楔形和/或一个楔形之内更多轨道的值；与沿着中间直径区域相比，沿着外直 径区域，盘片翘曲刻画单元344可能会产生更少楔形和/或一个楔形之内更少轨 道的值。
飞行高度控制器电路350包括加热器控制器电路352以及盘片翘曲补偿加 热器值表格354，该表格包含由产生单元348产生的值。表格354包含加热器 值，可调节这些值以补偿盘片表面36的翘曲分布(如刻画单元344所确定的 那样)，还可调节以补偿VGAS对加热器元件功率变化的响应(如刻画单元346 所确定的那样)。加热器值是针对盘片表面36的至少一些楔形内的至少一些 径向区域定义的，并且可以是针对盘片表面36的所有楔形内的所有径向区域 定义的。例如，可以针对横跨盘片的16个径向区域来定义加热器值，其中在
每个径向区域中定义一个或多个加热器值以补偿根据沿该径向区域中一个轨
道的VGAS变化测量到的盘片翘曲。
加热器控制器电路352根据表格354中的值以及头20当前的楔形和径向位置 来调节加到加热器元件310上的功率。为了补偿加热器元件功率变化与头飞行 高度变化之间的响应延迟时间，加热器控制器电路352可以从表格354中检索 那些与头位置(它是头20当前的楔形位置前面的至少一个楔形)相关联的值。 例如，加热器控制器电路352可以从表格354中检索那些与该头当前楔形位置 前面四个楔形的那个楔形相关联的值。或者，为了补偿加热器元件功率变化和 头飞行高度之间的响应延迟时间，表格354中至少一些值可以与偏移楔形位置 相关联，比如与产生单元348针对其产生数据的那个楔形前面偏移预定数目的 楔形的那个楔形相关联。响应延迟时间和相关数目的楔形和可能是在前面的， 可能取决于盘片表面36的旋转速度、加热器元件310的操作功率范围以及头 20的热-机械结构。图4是根据一些实施方式用于根据VGAS来调节头飞行髙 度以补偿盘片表面36的翘曲的操作和方法400的流程图。参照图4，框401中 执行一些操作，比如由盘片翘曲刻画单元344来刻画盘片表面36的翘曲分布。 例如，可以通过在头20读取多个顺序伺服楔形中的增益控制图形时随着自动 增益控制环调节读取信号的幅值而测量VGAS从而确定翘曲盘片表面36的分 布，并且可以在向加热器元件310提供默认功率水平的情况下执行。当该头正 在读取以产生不同伺服楔形(即VGASREAD (楔形号))的VGAS读取相关值 时，且当该头正在写入以产生不同伺服楔形(即VGASread(楔形号))的VGAS 写入相关值时，可以在框402中确定单独的VGAS值。
图7示出了根据一些实施方式对于每一个楔形而言可变增益放大器322的 增益对加热器元件功率变化的响应的曲线图。参照图7，观察到采样VGAS值 的大小横跨多个楔形以与翘曲盘片表面36相对应的大致正弦方式进行振荡。 曲线702对应于在加热器元件功率水平为零的情况下测得的VGAS值的平均 值，曲线704对应于在加热器元件功率水平为32时测得的VGAS值的平均值。 相应地，基于横跨盘片表面36上的多个楔形和横跨多个径向区域的采样VGAS 值的变化，可以测量翘曲盘片表面36的分布。
在框404中，分析VGAS值以识别具有最高翘曲大小的楔形，它对应于具
有最小VGAS值的楔形。具有最髙翘曲大小的楔形是具有最低VGAS值的那一 个，因为相应的最小相对头飞行髙度提供了最强的相对信号幅值以及最低的相 对VGAS值。可以定义用于在最翘曲的楔形中进行读取和写入的VGAS值为目 标VGAS值，比如由下列方程提供
VGASREADTARGE广min(VGASREAD(楔形号))以及
VGASWRITE—TARGE产min(VGASwiOTE(楔形号))
具有最高翘曲大小的楔形也可以对应于最先检测到头20和盘片表面36之 间的接触之处，因此，也可以用于基于导致头-盘片接触的加热器元件功率水平 来限定加热器元件310的默认功率水平。
为了确定应该如何修改加到加热器元件310的功率以便补偿测得的盘片翘 曲，在框406中测量VGAS值对加热器元件功率变化的响应，比如由图3的刻 画单元346来测量，同时该头从盘片表面36中进行读取，并且在框412中， 同时头20向盘片表面36进行写入。针对盘片表面36上每一个楔形确定VGAS 响应，并且可以是针对所有的楔形而确定的。特别是，在框408中，加热器元 件功率在一范围内变化，该范围可能从零功率水平延伸到比应该使头20接触 盘片表面36的最大功率水平低一个阈值量的功率水平。在每一个增大的加热 器功率水平处，可以测量并记录VGAS值。针对每一个相关的加热器功率水平 和相应的楔形号，即VGAS肌AD(加热器[O,...,触地-l]，楔形号)，可以记录所得 的VGAS值的测量结果。参照图4，在框410中，可以定义线性关系，它有效 地估计(近似)测得的VGAS值和相关联的加热器功率水平之间的关系。相应 地，每一个楔形都可以具有一个线性估计函数，定义该函数以使测得的VGAS 值和加热器功率水平关联起来。对于每一个楔形(i)，通过产生一组斜率参数(比 如写入时的 读取时的 和轴截距点(写入时的C
WRITE 、 读取时的
CREAD)，便可以计算VGAS响应对加热器功率分布的线性估计函数。图8示出 了对于楔形数为0、 50、 100和150而言的VGAS值对加热器元件功率水平(即 加热器元件数模转换器(DAC)寄存器值)的响应的各种典型线性估计函数的 曲线图。对于每一个楔形(i)，通过基于下列方程对测得的加热器元件功率值(加
热器DAC)和相关VGAS值求和并求平均便可以确定线性估计函数的斜率值(m)
和轴截距值(C):
甽=^, cn， 其中"y都
在写入操作和读取操作之间，斜率参数并不显著变化。相应地，通过使用 读取和写入操作所共用的斜率参数，可以简化用于确定线性估计函数的过程，
并且可以实现存储器利用的相应减小。相应地，对于特定楔形(i)，可以定义读
取和写入操作的斜率如下
相似的是，当向加热器元件供给零功率(加热器DAOO)时，就视为特 定楔形(c[i])的截距参数密切地对应于采样VGAS值。相应地，通过使用零加热 器功率处的VGAS值，在执行该过程中便可以获得进一步的计算减小，如下
Cread[i] = VGASread —zeroDAC[(]cwrite[i〗=VGASwrite —zeroDAC[1]
刻画单元346可以在框412中进一步刻画在头20正在将数据写到盘片表 面36上的同时VGAS值对加热器元件功率变化的响应。特别是，在框414中， 加热器元件功率是在一范围内变化，比如上文结合框408所解释的那样，并且 测量且记录相应的VGAS值。在框416中，比如通过上文结合框410所描述的 操作，定义一线性关系，它功能性地估计(近似)在测得的VGAS值和相关的 加热器功率水平之间的关系。
因为写入操作导致对头20有热作用(这是用加热器元件310进行加热的 补充)，这种写入导致的加热可以近似为常量，该常量被添加到总的输出加热 器功率。相应地，VGAS值对用于读取操作和用于写入操作的加热器元件功率 变化的响应可以作为VGAS响应值之间相对恒定的偏移而彼此关联起来。由此， 通过确定用于读取的VGAS响应值且接下来移动那些已确定的VGAS响应值
(增大轴截距点)以确定用于写入的VGAS值，便可以大致简化头20正在读 取时和正在写入时确定VGAS响应值的过程。用于写入的VGAS响应值的斜率 可以设置成等于已确定的用于读取的VGAS响应值的斜率，就像上文针对框 416所描述的那样。通过使用VGASwwte(楔形号，加热器元件功率=0)，基于上 文针对框414所描述的操作，可以确定用于写入的轴截距。
在确定好用于VGAS响应的线性估计函数的斜率和轴截距参数之后，现在 可以产生加热器值，当头20经历因翘曲而导致的变化的盘片高度时，针对测 得的盘片翘曲来调节(补偿)这些值从而将头飞行高度维持在可接受的范围内。 在框418中，产生了经补偿的加热器值以便用在盘片翘曲补偿加热器值表格之 中。特别是，基于下列方程可以确定用于每一个楔形的经补偿的读取加热器值 和经补偿的写入加热器值 -
读取加热器值(楔形号)=int[(VGASREAD_ target— 号))/mREAD(楔形号)];以及
写入加热器值(楔形号)=int[(VGASWRITE target— Cread(楔形 号》/mwRm(楔形号)], 针对楔形号O, l，....,N.
因为沿着内直径区域的盘片翘曲可能会最大，所以可以执行框418处的操 作，与沿着中间直径区域相比，沿着内直径区域，可以产生用于更多楔形和/ 或一个楔形之内更多轨道的更多的盘片翘曲补偿加热器值；与沿着中间直径区 域相比，沿着外直径区域，可以产生用于更少楔形和/或一个楔形之内更少轨道 的更少的盘片翘曲补偿加热器值。
图9示出了根据一些实施方式的典型加热器元件值的曲线图，这些值都经 过计算以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲。当头20横跨多个楔形移动时，可以 在多个楔形内对分散的原始的加热器元件值求平均以减小噪声，就像图9中的 曲线图900所示那样，并且可以除去其中的恒定偏移以促进经补偿的加热器值 的使用以及控制提供给加热器元件310的功率。经补偿的加热器值(图900) 被编排到图3中的盘片翘曲补偿加热器值表格354中。
如上所述，加热器控制器电路352根据盘片翘曲补偿加热器值表格354中
的值且还根据头20当前的楔形和径向位置，来调节被加到加热器元件310上
的功率。
图IO示出了两个曲线图，其一 (曲线图1002)示出了当头20正在读取且 基于表格354中的盘片翘曲补偿加热器元件值(曲线图900)来调节加热器元 件功率以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时的可变增益放大器的增益变化。另一
个曲线图(1004)示出了当头20正在读取且没有调节加热器元件功率以补偿 横跨多个楔形的盘片翘曲时的可变增益放大器的增益变化。
图11示出了两个曲线图，其一 (曲线图1102)示出了当头20正在写入且 基于表格354中的盘片翘曲补偿加热器元件值(曲线图900)来调节加热器元 件功率以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时的可变增益放大器的增益变化。另一 个曲线图(1104)示出了当头20正在写入且没有调节加热器元件功率以补偿 横跨多个楔形的盘片翘曲时的可变增益放大器的增益变化。注意到，在图10 和11中，当基于表格354中的盘片翘曲补偿加热器元件值(曲线图900)来调 节加热器元件功率以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时，VGAS的分布更平些。 相应地，自动增益控制环(比如可变增益放大器322、低通滤波器324和自动 增益控制电路328)可以产生经放大和滤波的读取信号值以便由读取信号处理 电路326使用，这些读取信号值具有更高的信噪比，当头20从盘片表面36的 翘曲区域中进行读取时也可以获得。
图12示出了两个曲线图，其一 (散射曲线图1202)示出了当加热器元件 功率被调节以补偿横跨多个楔形的盘片翘曲时的可变增益放大器328的增益变 化。另一个曲线图(1204)示出了当加热器元件功率被调节以补偿横跨多个楔形 的盘片翘曲时的误码率(BER)。相应地，图12示出了当头20从盘片表面36的 翘曲区域中进行读取时，盘片翘曲补偿加热器元件值的使用可以使VGAS平坦 化并且提供更低的更一致的BER。例如，就像图12中相应的楔形80到180所 示的那样使用盘片翘曲补偿的情况下，可以大致改善当头飞行高度不经调节时 出现在图5中楔形80到180之间相对较差的BER。相应地，在头20横跨翘曲 盘片表面36而移动时，通过使用盘片翘曲补偿加热器元件值来调节提供给加 热器元件310的功率，便可以改善读取信号的信噪比，且相应地改善从盘片12 中读取的数据的BER。参照图4，可以在读取/写入时确定VGAS分布，并且与一个或多个阈值相 比以确定当前的加热器值是否充分地补偿了盘片表面翘曲，如果没有，则可以 重复框401-420的操作以进一步调节加热器值，直到所得的VGAS分布是可接 受的。
在附图和说明书中，已揭示了典型的实施方式，尽管使用了特定的术语， 但是只以一般和描述性的意义来使用它们，且没有限制的意思，该范围是由权 利要求书阐明的。
权利要求
1. 一种装置，包括用于根据自动增益控制环内的可变增益放大器的增益变化来检测盘片高度变化并且调节头飞行高度以补偿检测到的盘片高度的电路，其中可变增益放大器在头从盘片表面中进行读取时放大读取信号。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路在头从盘片表面上多个 不同楔形和不同轨道中进行读取时根据可变增益放大器的增益变化产生盘片高度 刻画值，并且根据盘片高度刻画值来调节头飞行高度。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，与针对盘片表面的外直径区域相比，沿着盘片表面的内直径区域，所述电路产生用于更多径向轨道位置的盘片高度刻画值。
4. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，与针对盘片表面的外直径区域相 比，沿着盘片表面的内直径区域，所述电路产生用于更多楔形的盘片高度刻画值。
5. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电路产生用于第一盘片表面 的第一组盘片高度刻画值，并且利用第一组盘片高度刻画值以及第一和第二盘片表 面的对称和相反翘曲的相关假定来产生用于相反的第二盘片表面的第二组盘片高 度刻画值。
6. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电路产生增益响应值，所述增益响应值用于表示可变增益放大器的增益对提供给用于对头进行加热的加热器 元件的功率的变化的响应，所述电路还根据盘片高度刻画值以及与头的位置相关的增益响应值来调节提供给加热器元件的功率从而调节头飞行高度。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电路产生当头正在读取数据时的第一组增益响应值以及当头正在写入数据时的第二组增益响应值，通过使用盘 片高度刻画值和第一组增益响应值在读取数据的同时调节加热器元件功率，并且通 过使用盘片高度刻画值和第二组增益响应值在写入数据的同时调节加热器元件功率。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电路使用盘片高度刻画值和 增益响应值来产生盘片高度补偿加热器值表格，该表格标识在盘片上相应楔形和径 向位置处的加热器元件功率的变化，并且所述电路还根据盘片高度补偿加热器值表 格中的至少一个值来调节头飞行高度，该至少一个值是根据头的位置而标识的。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，与针对盘片表面的外直径区域相 比，沿着盘片表面的内直径区域，所述电路针对更多的径向轨道位置在盘片高度补 偿加热器值表格中产生更多的值。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，与针对盘片表面的外直径区域相 比，沿着盘片表面的内直径区域，所述电路针对更多的楔形在盘片高度补偿加热器 值表格中产生更多的值。
11. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电路通过从盘片高度补偿加 热器值表格中检索与该头的当前楔形位置前面的一个头位置相关联的值，来补偿加 热器元件功率的变化与头飞行高度的相应变化之间的响应延迟时间。
12. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，盘片高度补偿加热器值表格的至 少一些值与盘片上的偏移位置相关联以补偿加热器元件功率的变化与头飞行高度 的相应变化之间的响应延迟时间。
13. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电路通过在零以及用于使该 头触摸盘片表面的触地功率水平以上一阈值功率水平之间的范围中重复地改变提 供给加热器元件的功率并且针对盘片表面上每一个楔形测量可变增益放大器的相 应增益变化，来产生增益响应值。
14. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电路通过重复地改变提供给 加热器元件的功率并且针对盘片表面上多个楔形中的每一个测量可变增益放大器 的相应增益变化，来产生增益响应值；所述电路从增益响应值中产生可变增益放大 器的增益对加热器元件功率变化的响应的线性估计；以及所述电路根据该线性估计 产生用于多个楔形的增益响应值。
15. —种装置，包括用于利用盘片高度补偿加热器元件值来调节加热器元件的加热以补偿盘片表 面高度变化进而调节头飞行高度的电路。
16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述电路调节头飞行高度所用 的盘片高度补偿加热器元件值是基于自动增益控制环内的可变增益放大器的增益 变化而产生的，所述可变增益放大器用于在头从盘片表面上多个楔形中进行读取时 放大读取信号。
17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述电路调节头飞行高度所用 的盘片高度补偿加热器元件值还是基于可变增益放大器的增益对提供给用于对头 进行加热的加热器元件的功率的变化的响应而产生的。
18. —种方法，包括当头从盘片表面中进行读取时，使用自动增益控制环内的可变增益放大器来 放大读取信号；根据可变增益放大器的增益变化，检测盘片表面的高度变化；以及调节头飞行高度以补偿检测到的盘片表面高度变化。
19. 如权利要求18所述的方法，还包括产生增益响应值，所述增益响应值用于表示可变增益放大器的增益对提供给用于对头进行加热的加热器元件的功率 的变化的响应，其中通过根据检测到的盘片表面高度变化和所产生的增益响应值来 调节加热器元件功率进而调节头飞行高度。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，头飞行高度是根据盘片高度补 偿加热器元件值来调节的，这些值是基于头位置而选择的并且被用于调节对头进行 加热的加热器元件的加热过程。
全文摘要
揭示了用于调节头飞行高度以便补偿盘片表面的高度变化的装置和方法。典型的装置包括一种根据自动增益控制环内的可变增益放大器的增益变化来检测盘片高度变化的电路，该可变增益放大器在该头从盘片表面中进行读取时对读取信号进行放大。该电路调节头飞行高度以便补偿检测到的盘片高度变化。
文档编号G11B21/21GK101383157SQ200810215718
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月2日 优先权日2007年9月7日
发明者D·H·吴, E·C·S·沈, H·Y·马克, L·N·林, U·H·卡恩 申请人:希捷科技有限公司