专利名称：减小基于频率的伺服磁带系统中的噪声的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及数据存储磁带驱动器，具体地说，涉及减小数据存储磁带驱动器中的基于频率的相同间隙的伺服器的噪声。
背景技术：
磁带数据存储通常提供一个或多个预先记录的伺服轨道以允许相对于这些预先记录的伺服轨道精确地定位磁头。布置在磁头上的伺服元件或传感器用于跟踪所记录的伺服轨道。磁头包括一个或多个相对于这些伺服传感器精确定位的读/写元件。磁带系统的一个实例是IBM 3590，其采用具有预先记录的伺服模式的磁带，所述伺服模式包括三组平行的伺服边缘，每个伺服边缘都是两个不同的记录伺服信号之间的分界面，每组伺服边缘都在中间记录伺服信号的每个相对横向侧上包括一个伺服边缘。
在特定实施例中，对于每个伺服边缘，磁头都包括多个伺服传感器，结果是磁头可以在这些伺服传感器之间步进，每个传感器都在各组不同的交织的数据轨道处横向地定位读/写元件。典型地，对于一组两个伺服边缘的给定伺服模式，首先记录外侧伺服信号并且最后记录中央伺服信号以便提供伺服边缘。每组伺服边缘中的各伺服边缘之间的标称间距是特定距离，但是在伺服边缘之间的磁间隔中存在变化，例如，这是由于预先记录伺服模式的物理写元件的宽度的变化、由于物理写元件的磁特性的变化等。所述变化可以在单个磁带中的伺服轨道之间出现，可以在预先记录设备之间出现并且因此在磁带之间出现。
为了减小预先记录的伺服轨道的边缘间距与标称间距的明显差异，以不同的振幅执行伺服轨道的预先记录，以便试图补偿物理差异并提供更接近标称间距的磁模式。因此，物理距离的差异和振幅补偿倾向于在伺服轨道之间的明显距离方面彼此抵消。这些操作可以为伺服边缘处的轨道跟随(track following)提供足够的信号。
但是，为了增加轨道密度，伺服传感器可以被索引到与线性伺服边缘具有横向偏移的位置以便提供其他交织的多组数据轨道。通过测量两个不同的记录伺服信号的振幅之间的比率来确定索引的位置。因此，当改变记录的伺服信号的振幅以补偿物理距离变化时，对在偏移索引的位置处的预先记录的伺服边缘的轨道跟随将变得不很精确。结果，数据轨道会不同于期望位置，即，被“挤压”在一起，使得使用存在轨道未对准(TMR)的写元件在一个轨道上的写入会导致紧邻数据轨道上的数据错误。
上述IBM 3590的磁带路径是导向的磁带路径。在此类导向的磁带路径实施例中，磁带可以沿第一轴(即，沿磁带的纵轴)以第一方向和相反的第二方向移动。将尽量减少磁带沿与第一轴垂直的第二轴(即，磁带的横向轴)的移动。限制磁带的横向移动可导致减小噪声。
但是，开放通道导向需要另一种方法，其中磁带可以横向地移动远大于索引位置之间的间隔的距离，从而将显著的噪声引入导向过程。导向信噪比因此变为负数，且导向噪声远大于从一个比率到另一个比率的步幅，使得难以使用单调的斜率收集数据点以便执行伺服比率的校准。
在某些实施例中，磁头包括两个磁头模块，典型地称为左侧和右侧磁头模块，它们彼此相邻并且都包括写、读以及伺服元件。为了适应在写后读出数据记录，在一个磁头模块上的写元件将与另一磁头模块上的相对读元件配对。使用此配置，可以立即读取写入磁带的数据并检查错误。如果出现错误，可以快速地重写数据。
在某些实施例中，使用同一磁头模块上的伺服元件作为活动读元件来维护跟踪。因此，如果由左侧磁头模块上的写元件记录数据并且由右侧磁头模块上的读元件读取该数据，则右侧磁头模块上的伺服元件用于跟踪。此类配置会引入某些不精确性，这是由于两个磁头模块之间的距离(无论多小)导致的“特殊滤波”造成的。较新的实施例通过使用同一磁头模块上的伺服元件作为写元件而减小了不精确性，这称为“相同间隙伺服”。
但是，相同间隙伺服在伺服元件生成的信号中引入了其他噪声。由于传送到写元件的写入信号非常接近伺服元件在从磁带读取伺服模式时由伺服元件生成的伺服信号，所以会导致此类噪声。一种用于克服来自相同间隙伺服的噪声的方法是使用不同的电缆和模块布局来增大写入信号与伺服信号之间的间隔。但是，重新设计电缆和模块配置是复杂而昂贵的并且不允许使用现有的硬件组件。
发明内容
本发明减小了相同间隙的基于频率的伺服磁带系统中的噪声。在伺服写入操作期间，将传送到写元件的伺服数据信号在频率F1和F2处分离成第一和第二数据信号。类似地，将从写元件所在的同一磁头模块上的伺服元件读取的伺服信号在频率F1和F2处分离成第一和第二伺服信号。对所述两个数据信号进行滤波并且对所述两个伺服信号进行滤波。将第一和第二相关的噪声因数应用于两个滤波后的数据信号并且从两个滤波后的伺服信号减去得到的噪声值，以便在频率F1和F2处生成第一和第二噪声补偿后的伺服信号。
在一个实施例中，通过两个相同的二阶带通(SOBP)滤波器对分离后的数据信号进行滤波，所述二阶带通滤波器输出所述信号的幅度。类似地，通过另外两个相同的二阶带通滤波器对分离后的伺服信号进行滤波。
在另一个实施例中，通过两个相同的Goertzel滤波器对分离后的数据信号进行滤波，所述Goertzel滤波器输出所述信号的实分量和虚分量(幅度和相位)。类似地，通过另外两个相同的Goertzel滤波器对分离后的伺服信号进行滤波。将相关的噪声因数应用于两个写入数据Goertzel滤波器的所有四个输出并且从两个伺服Goertzel滤波器的相应输出减去结果。
图1是采用本发明的磁带系统的实施例的方块图； 图2A是基于三组平行线性伺服边缘的磁带的图示，每个伺服边缘都包括两个不同的记录伺服信号之间的分界面； 图2B是示出磁带磁头的一个实施例的方块图； 图3A是在一组两个图2A的磁带线性伺服边缘中提供四个伺服索引位置的磁带格式的详细图示； 图3B是在一组两个图2A的磁带线性伺服边缘中提供六个伺服索引位置的磁带格式的详细图示； 图4是根据本发明的第一实施例的校准操作的流程图； 图5是根据本发明的第一实施例的数据写入操作的流程图； 图6是根据本发明的第一实施例的数据写入操作的逻辑图； 图7是根据本发明的第二实施例的校准操作的流程图； 图8是根据本发明的第二实施例的数据写入操作的流程图；以及 图9是根据本发明的第二实施例的数据写入操作的逻辑图。
具体实施例方式 本发明的所述功能、结构和特性可以以任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。在以下说明中，提供了具体细节以便彻底理解本发明的实施例。但是，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个特定细节的情况下实现本发明，或使用其他方法、组件来实现本发明。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以免掩盖本发明的各方面。
在以下的流程图中，所示顺序和标记的步骤指示所提供过程的实施例。可以构想其他步骤和过程，它们在功能、逻辑或效果上与所示过程的一个或多个步骤或其各部分等效。另外，提供所使用的格式和符号以说明所述过程的逻辑步骤，并且应理解它们并非限制所述过程的范围。尽管可以在流程图中使用各种的箭头类型和线条类型，但是应理解，它们并非限制相应过程的范围。此外，出现特定过程的顺序可以严格地依照也可以不严格地依照所示的相应步骤的顺序。
图1示出了磁带数据存储系统100。控制单元110经由接口105从/向主机设备102接收/发送数据和控制信号。控制单元110连接到存储器设备107，如用于存储信息和计算机程序的随机存取存储器。主机设备102的实例包括IBM RS/6000处理器。
多元件磁头190包括多个读/写元件，用于从/向磁带197读取和/或记录信息；以及伺服传感器，用于检测包括磁带197上的预先记录的线性伺服边缘的伺服信号。在特定实施例中，磁带磁头190包括薄膜磁阻变换器。在示例性实施例中，可以如图2B所示构造磁头190。磁头190的长度基本上对应于磁带197的宽度。在特定实施例中，磁头190包括三十二个读/写元件对(标记为“RD”和“WR”)以及与三个伺服区250(图2A)、260(图2A)和270(图2A)对应的三组伺服读元件(例如，LS1272、RS6258)。在示例性实施例中，三十二个读/写元件对分成八个组，相邻的组由一组四个的伺服传感器占据的两个轨道来分隔。每组四个的伺服传感器可以被称为“伺服组”，例如，伺服组255、伺服组265以及伺服组275。
在示例性实施例中，磁头190包括单独制造然后结合在一起的左侧和右侧模块。写和读元件沿每个模块的长度横向地交替(即，跨磁带的宽度)，始于左侧模块上适当位置的写元件和右侧模块上对应位置的读元件。因此，左侧模块中的每个写元件都与右侧模块上的对应位置中的读元件配对，并且左侧模块中的每个读元件都与右侧模块上的对应位置中的写元件配对，从而各写/读元件对横向地交替。
带盘电机系统(未在图1中示出)沿第一轴(即，磁带197的纵轴)以第一方向并且可选地以相反的第二方向移动磁带197，走带机构(tapedeck)支撑磁带197以便读取和写入。在特定实施例中，走带机构未使磁带横向地精确保持在适当位置。相反，在这些实施例中，可以采用其中能够横向地移动磁带的开放通道导向。
伺服轨道跟随器150以相对于磁带运动的纵向方向的横向或横截方向引导磁带磁头190的运动，即，磁头沿第二轴以第三和相反的第四方向移动，其中该第二轴基本上与上述的第一轴垂直。控制单元110连接到一个或多个带盘电机并且控制磁带197在纵向方向上的方向、速度以及加速度。
磁带197上的数据轨道平行布置并且平行于线性伺服边缘。因此，在伺服轨道跟随器150导致磁带磁头190的伺服传感器轨道跟随线性伺服边缘或与伺服边缘具有横向偏移的伺服索引位置时，读/写元件将跟踪一组平行的数据轨道。如果希望跟踪另一组平行的数据轨道，则磁带磁头190被横向地索引到另一伺服边缘或另一伺服索引位置，或将不同的伺服传感器与同一或不同的伺服边缘或伺服索引位置对齐。
当要将磁带磁头190移动到选定的索引位置时，控制单元110使得索引控制器170接收来自独立位置传感器180的横向位置信号，并且索引控制器170将适当的信号发送到伺服逻辑160以选择适当的伺服轨道，同时控制单元110将适当的信号发送到伺服间隙选择器130以选择适当的伺服传感器。在美国专利第5,946,159号中讨论了独立位置传感器180，在该专利中，独立位置传感器180被称为非伺服位置传感器并且指示了磁头190相对于磁带路径195的横向机械位置。
磁带系统100可以是双向的，其中为纵向磁带移动的一个方向选择读/写元件中的多个元件，并且为移动的相反方向选择读/写元件中的其他多个元件。控制单元110还通过向读/写间隙选择单元120发送信号来选择读/写元件中的适当元件。
一旦选择了一个或多个伺服边缘，伺服间隙选择器130就向伺服检测器140提供伺服信号，伺服逻辑160采用该信息来定位磁头190以轨道跟随所检测的边缘。根据本发明，伺服逻辑160采用伺服检测器140读出的伺服信息以及来自独立位置传感器180的机械定位信息来校准轨道跟随伺服。还在伺服逻辑160中实现轨道跟随伺服逻辑，后者采用读出的伺服信号来确定所读出的伺服信号的比率，根据本发明采用所述比率来跟踪指定的伺服索引位置。
参考图2A，示出了多组(例如，三组)平行的线性伺服边缘250、260和270，每个伺服边缘都包括两个不同的记录伺服信号之间的分界面，每组伺服边缘在中间记录伺服信号的每个相对横向侧上都包括伺服边缘中的一个伺服边缘。作为实例，将相应多个具有横向偏移的伺服传感器(即，伺服传感器组255、265、275(图2B))布置在磁头190上以读出每个相应边缘处的伺服信号。可以另外提供多个伺服传感器(即，传感器272、274、276、278)以允许在其他数据轨道处定位磁头。
参考图3A，示出了形成线性伺服边缘312和314的伺服信号的典型磁带格式，线性伺服边缘312和314包括两个不同的记录伺服信号之间的分界面。一组伺服边缘包括外侧带320和322，其具有单个第一频率的恒定振幅信号的记录模式，在其他伺服信号的内侧带310的每一侧上，具有在单个第二频率的恒定振幅猝发信号318与零振幅空信号316之间交替的记录模式。典型地，伺服信号320、310以及322具备伺服保护带324和326以使外侧带320和322免于由数据轨道区302和304导致的噪声。
为了减小预先记录的伺服轨道的边缘间距350与标称间距的明显差异，以不同的振幅执行伺服信号的预先记录以试图补偿物理差异并提供更接近标称间距的磁模式。此外，采用三个伺服传感器来同时读出三个伺服轨道。因此，物理距离的差异和振幅补偿倾向于在得到的伺服轨道之间的明显距离方面彼此抵消。这些操作可以为伺服边缘处的轨道跟随提供足够的信号。
但是，为了增加数据轨道密度，在图3A的实施例中，校准四个伺服索引位置，即，索引位置0、1、2和3。这些索引位置相对于该组线性伺服边缘的读出伺服边缘具有横向偏移。索引位置0对应于磁带轨道位置340上的传感器位置330。类似地，索引位置1、2和3分别对应于磁带轨道位置342、344和346上的传感器位置332、334和336。这四个索引位置的相对位置是0，2，1，3。
作为实例，伺服索引位置可以在两个方向中的任一方向上横向地偏离伺服边缘大约四分之一的内侧带310宽度，从而提供四个索引位置。伺服传感器的读出宽度基本上与预定距离350相同。通过测量两个不同的记录伺服信号的振幅之间的比率(例如，由图1的伺服检测器140测量)来确定索引位置。伺服逻辑160操作伺服轨道跟随器150以在期望的测量比率处进行轨道跟随。例如，测量比率将是读出的外侧带信号320加上内侧带信号318的和与读出的外侧带信号320之间的比率，从而实现空信号316。此处的图示和说明采用此比率。
为了轨道跟随一个或多个边缘，一旦选择一个或多个伺服边缘，图1的伺服间隙选择器130就将伺服信号提供给伺服检测器140，后者以预定采样率通过数字方式检测伺服信号，并且提供所选择的伺服传感器中的每个传感器的伺服信号比率。伺服逻辑160采用此伺服信号比率来确定距边缘的位移，并且操作伺服轨道跟随器150以定位磁头190，以便在距边缘的期望位移处进行轨道跟随。
图4是根据本发明的第一实施例的校准操作400的流程图。在初始微代码载入(IML)期间(步骤402)，启用适当的数据写元件并且将数据发送到重复伺服模式频率F1和F2的写元件(步骤404)。同时，启用适当的伺服读元件(步骤406)。将位置误差信号通道的输出馈送入带通滤波器(例如，17抽头(tap)带通滤波器)以分离F1和F2信号(步骤408)。将到相同间隙(磁头模块)的写元件的数字写入均衡后的信号馈送入相同的滤波器(步骤410)。对来自两个带通滤波器的多组得到的信号通过相同的二阶带通(SOBP)滤波器进行处理(步骤412、414)。来自四个滤波器的输出是 a)数据写入模式的F1的幅度； b)馈送给伺服通道的F1的幅度； c)数据写入模式的F2的幅度；以及 d)馈送给伺服通道的F2的幅度。
从这四个值可以确定两个幅度转换函数(步骤416) i)(馈送给伺服通道的F1)/(数据写入模式的F1)；以及 ii)(馈送给伺服通道的F2)/(数据写入模式的F2)。
然后校准完成(步骤418)。
现在转到图5的流程图和图6的逻辑图，将描述根据第一实施例的数据写入操作(步骤500)。当磁带经过磁头时，某一磁头模块的伺服元件读取伺服模式(步骤502)并且将数据发送到同一磁头模块的写元件(步骤504)。在与校准期间执行的类似过程中，将位置误差信号通道600的输出馈送给带通滤波器(例如，17抽头带通滤波器602)以分离F1和F2信号(步骤506)。滤波器602的采样率优选地应是F1和F2两者的第一公共谐波，其在此处所述的实施方式中为9.384兆赫。将到写元件604的写入均衡后的信号馈送入相同的滤波器606(步骤508)，优选地使用与采样率相同的写入时钟速率。对来自两个带通滤波器的各组得到的信号分别通过各组相同的SOBP滤波器608A、608B和610A、610B进行处理(步骤510、512)。接着，将来自校准操作的F1和F2转换函数612A、612B应用于两个滤波后的写入均衡信号(步骤514)以便获得F1和F2写入信号中的估计噪声幅度的值。然后从滤波后的伺服信号减去这些幅度614A、614B(步骤516)以消除大量噪声。将得到的信号发送给磁带驱动器的轨道跟随模块(步骤518)。
图7是根据本发明的第二实施例的校准操作700的流程图。在初始微代码载入(IML)期间(步骤702)，启用适当的数据写元件并且将数据发送到重复伺服模式频率F1和F2的写元件(步骤704)。同时，启用适当的伺服读元件(步骤706)。将位置误差信号通道(优选地，PES通道1和3)的输出馈送入带通滤波器(例如，17抽头带通滤波器)以分离F1和F2信号(步骤708)。所述滤波器的采样时钟优选地约为9.384兆赫并且基础频率优选地为78个采样长。滤波器的采样率应是F1和F2两者的第一公共谐波，其在此处所述的实施方式中为9.384兆赫；并且基础频率时间需要等于实际伺服测量时间，其在此情况下是78个采样长。将到相同伺隙(磁头模块)的写元件的数字写入均衡后的信号馈送入相同的滤波器(步骤710)。所述滤波器的采样时钟优选地是写入时钟并且基础频率应等于上述基础频率，其在此处所述的实施方式中为312个采样长。对来自两个带通滤波器的多组得到的信号通过多组相同的Goertzel滤波器进行处理(步骤712、714)以便输出实值(代表幅度)和虚值(代表相位)。来自四个滤波器的输出是 a)数据写入模式的F1的实值； b)数据写入模式的F1的虚值； c)馈送给伺服通道的F1的实值； d)馈送给伺服通道的F1的虚值； e)数据写入模式的F2的实值； f)数据写入模式的F2的虚值； g)馈送给伺服通道的F2的实值；以及 h)馈送给伺服通道的F2的虚值。
从这八个值可以确定四个转换函数(步骤716) i)(馈送给伺服通道的实F1)/(数据写入模式的实F1)； ii)(馈送给伺服通道的虚F1)/(数据写入模式的虚F1)； iii)(馈送给伺服通道的实F2)/(数据写入模式的实F2)； iv)(馈送给伺服通道的虚F2)/(数据写入模式的虚F2)。
然后校准完成(步骤718)。
现在转到图8的流程图和图9的逻辑图，将描述根据第二实施例的数据写入操作(步骤800)。当磁带经过磁头时，某一磁头模块的伺服元件读取伺服模式(步骤802)并且将数据发送到同一磁头模块的写元件(步骤804)。在与校准期间执行的类似过程中，将位置误差信号通道900的输出馈送给带通滤波器(例如，17抽头带通滤波器902)以分离F1和F2信号(步骤806)。滤波器902的采样率优选地应是F1和F2两者的第一公共谐波，其在此处所述的实施方式中为9.384兆赫。将到写元件904的写入均衡后的信号馈送入相同的滤波器906(步骤808)，优选地使用与采样率相同的写入时钟速率。对来自两个带通滤波器的各组得到的信号分别通过各组相同的Goertzel滤波器908A、908B和910A、910B进行处理(步骤810、812)，从而得到F1和F2滤波后的信号中的每个信号的实值和虚值。接着，将来自校准操作的F1和F2转换函数612A、612B、612C、612D应用于四个滤波后的写入均衡信号(步骤814)以便获得F1和F2写入信号中的估计噪声幅度和相位的值。然后从滤波后的伺服信号减去这些值614A、614B、614C、614D(步骤816)以消除大量噪声。得到的信号被发送给磁带驱动器的轨道跟随模块(步骤818)。
重要的是指出，虽然在完整功能的数据处理系统的上下文中说明了本发明，本领域的技术人员将理解，可以以指令的计算机可读存储介质的形式和各种形式来发布本发明的诸过程，并且本发明均可适用而与实际用于执行发布的信号承载介质的特定类型无关。计算机可读存储介质的实例包括可记录型介质，例如，软盘、硬盘驱动器、RAM和CD-ROM。
出于示例和说明目的给出了对本发明的描述，并且所述描述并非旨在是穷举的或是将本发明限于所公开的形式。对于本领域的技术人员来说，许多修改和变化都将是显而易见的。实施例的选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理、实际应用，并且当适合于所构想的特定使用时，使得本领域的其他技术人员能够理解本发明的具有各种修改的各种实施例。此外，尽管以上根据方法和系统进行了说明，但是也可以使用包含用于减小相同间隙的基于频率的伺服磁带系统中的噪声的指令的计算机程序产品来满足本领域的需要。
权利要求
1.一种减小相同间隙的基于频率的伺服磁带系统中的噪声的方法，包括以下步骤
对相同间隙的基于频率的伺服磁带系统进行噪声校准以生成第一和第二相关的噪声因数；
传送数据磁带以跨越磁头模块，所述磁头模块包括写元件和伺服读元件；
将要写入所述磁带的数据信号发送到所述写元件；
从所述伺服读元件接收原始伺服信号，所述原始伺服信号包括来自所述数据信号的噪声；
分别在频率F1和F2处将所述原始伺服信号分离成第一和第二伺服信号；
分别对所述第一和第二伺服信号进行滤波以生成第一和第二滤波后的伺服信号；
分别在频率F1和F2处将所述数据信号分离成第一和第二数据信号；
分别对所述第一和第二数据信号进行滤波以生成第一和第二滤波后的数据信号；
分别将所述第一和第二相关的噪声因数应用于所述第一和第二滤波后的数据信号，以分别生成第一和第二相关的噪声值；以及
分别从所述第一和第二滤波后的伺服信号减去所述第一和第二噪声值以生成第一和第二噪声补偿后的伺服信号。
2.根据权利要求1的方法，其中
将所述原始伺服信号分离成第一和第二伺服信号的步骤包括通过第一多抽头带通滤波器处理所述原始伺服信号；以及
将所述数据信号分离成第一和第二数据信号的步骤包括通过与所述第一多抽头带通滤波器具有相同特性的第二多抽头带通滤波器处理所述数据信号。
3.根据权利要求1的方法，其中
对所述第一和第二伺服信号进行滤波的步骤包括分别通过第一和第二二阶带通滤波器处理所述第一和第二伺服信号；以及
对所述第一和第二数据信号进行滤波的步骤包括分别通过与所述第一和第二二阶带通滤波器分别具有相同特性的第三和第四二阶带通滤波器处理所述第一和第二数据信号。
4.根据权利要求3的方法，其中对相同间隙的基于频率的伺服磁带系统进行噪声校准的步骤包括
将所述第一相关的噪声因数确定为所述第一滤波后的伺服信号的幅度与所述第一数据信号的幅度的比率；以及
将所述第二相关的噪声因数确定为所述第二滤波后的伺服信号的幅度与所述第二数据信号的幅度的比率。
5.根据权利要求1的方法，其中
对所述第一和第二伺服信号进行滤波的步骤包括分别通过第一和第二Goertzel带通滤波器处理所述第一和第二伺服信号；以及
对所述第一和第二数据信号进行滤波的步骤包括分别通过与所述第一和第二Goertzel带通滤波器分别具有相同特性的第三和第四Goertzel带通滤波器处理所述第一和第二数据信号；
其中
所述第一Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F1处的所述第一滤波后的伺服信号的幅度和相位的实分量和虚分量；
所述第二Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F2处的所述第二滤波后的伺服信号的幅度和相位的实分量和虚分量；
所述第三Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F1处的所述第一滤波后的数据信号的幅度和相位的实分量和虚分量；以及
所述第四Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F2处的所述第二滤波后的数据信号的幅度和相位的实分量和虚分量。
6.根据权利要求5的方法，其中对相同间隙的基于频率的伺服磁带系统进行噪声校准的步骤进一步包括生成第三和第四相关的噪声因数。
7.根据权利要求6的方法，其中对相同间隙的基于频率的伺服磁带系统进行噪声校准的步骤包括
将所述第一相关的噪声因数确定为所述第一滤波后的伺服信号的实分量的幅度与所述第一数据信号的实分量的幅度的比率；
将所述第二相关的噪声因数确定为所述第一滤波后的伺服信号的虚分量的相位与所述第一数据信号的虚分量的相位的比率；
将所述第三相关的噪声因数确定为所述第二滤波后的伺服信号的实分量的幅度与所述第二数据信号的实分量的幅度的比率；以及
将所述第四相关的噪声因数确定为所述第二滤波后的伺服信号的虚分量的相位与所述第二数据信号的虚分量的相位的比率。
8.一种可通过可编程计算机使用的计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述计算机程序产品中包含用于减小相同间隙的基于频率的伺服磁带系统中的噪声的计算机可读代码，所述计算机可读代码包括用于实现根据权利要求1-7中的任一权利要求的方法的指令。
9.一种计算机系统，包括实现根据权利要求1-7中的任一权利要求的方法的装置。
10.一种从/向磁带读取/写入数据的相同间隙的基于频率的伺服磁带系统，所述磁带具有多个沿磁带长度纵向延伸的横向隔开的数据轨道并且还具有至少一个沿磁带长度纵向延伸并且在两个数据轨道之间横向布置的伺服轨道，所述伺服轨道具有以第一频率F1记录在两个外侧伺服带上的第一伺服信号以及以第二频率F2记录在内侧伺服带上的第二伺服信号，所述磁带系统包括
运动系统，能够沿磁带路径以第一方向和相反的第二方向纵向地移动磁带；
磁头，能够以第三方向和相反的第四方向相对于所述磁带路径横向地移动，所述磁头包括
第一磁头模块，包括
写元件，能够向磁带记录数据信号；以及
伺服元件，能够检测包括第一记录的伺服信号和第二记录的伺服信号的伺服信号；以及
第二磁头模块，其横向地布置在所述第一磁头模块附近，所述第二磁头模块包括读元件，所述读元件横向地与所述第一磁头模块上的所述写元件相对地布置，所述读元件能够检测磁带上的数据信号；
伺服检测器，能够与所述伺服元件通信以及与伺服逻辑通信，其中所述伺服检测器提供包括所检测的第一记录的信号与所检测的第二记录的信号的比率的伺服信号；
独立位置传感器，提供包括所述磁头相对于所述磁带路径的横向位置的测量的IPS信号；
伺服环路，其响应于所述IPS信号并且能够以所述第三方向和所述第四方向移动所述磁头；
存储器设备；
能够与所述伺服检测器、所述存储器设备、所述独立位置传感器以及所述伺服环路通信的逻辑，所述逻辑执行以下操作
对所述磁带系统进行噪声校准以生成第一和第二相关的噪声因数；
引导所述运动系统传送数据磁带以纵向地跨越所述磁头；
将要记录在所述磁带上的数据信号发送到所述写元件，所述数据信号包括噪声；
接收所传送的数据信号作为原始数据信号，所述原始数据信号包括所述噪声；
从所述伺服元件接收原始伺服信号，所述原始伺服信号包括来自所传送的数据信号的噪声；
分别在所述第一和第二频率F1和F2处将所述原始伺服信号分离成所述第一和第二伺服信号；
分别对所述第一和第二伺服信号进行滤波以生成第一和第二滤波后的伺服信号；
分别在所述频率F1和F2处将所述数据信号分离成第一和第二数据信号；
分别对所述第一和第二数据信号进行滤波以生成第一和第二滤波后的数据信号；
分别将所述第一和第二相关的噪声因数应用于所述第一和第二滤波后的数据信号，以分别生成第一和第二相关的噪声值；以及
分别从所述第一和第二滤波后的伺服信号减去所述第一和第二噪声值以生成第一和第二噪声补偿后的伺服信号。
11.根据权利要求10的磁带系统，其中所述逻辑
通过经由第一多抽头带通滤波器处理所述原始伺服信号来将所述原始伺服信号分离成第一和第二伺服信号；以及
通过经由与所述第一多抽头带通滤波器具有相同特性的第二多抽头带通滤波器处理所述数据信号来将所述数据信号分离成第一和第二数据信号。
12.根据权利要求10的磁带系统，其中所述逻辑
通过分别经由第一和第二二阶带通滤波器处理所述第一和第二伺服信号来对所述第一和第二伺服信号进行滤波；以及
通过分别经由与所述第一和第二二阶带通滤波器分别具有相同特性的第三和第四二阶带通滤波器处理所述第一和第二数据信号来对所述第一和第二数据信号进行滤波。
13.根据权利要求12的磁带系统，其中所述逻辑通过以下操作对相同间隙的基于频率的伺服磁带系统进行噪声校准
将所述第一相关的噪声因数确定为所述第一滤波后的伺服信号的幅度与所述第一数据信号的幅度的比率；以及
将所述第二相关的噪声因数确定为所述第二滤波后的伺服信号的幅度与所述第二数据信号的幅度的比率。
14.根据权利要求10的磁带系统，其中所述逻辑
通过分别经由第一和第二Goertzel带通滤波器处理所述第一和第二伺服信号来对所述第一和第二伺服信号进行滤波；以及
通过分别经由与所述第一和第二Goertzel带通滤波器分别具有相同特性的第三和第四Goertzel带通滤波器处理所述第一和第二数据信号来对所述第一和第二数据信号进行滤波；
其中
所述第一Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F1处的所述第一滤波后的伺服信号的幅度和相位的实分量和虚分量；
所述第二Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F2处的所述第二滤波后的伺服信号的幅度和相位的实分量和虚分量；
所述第三Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F1处的所述第一滤波后的数据信号的幅度和相位的实分量和虚分量；以及
所述第四Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F2处的所述第二滤波后的数据信号的幅度和相位的实分量和虚分量。
15.根据权利要求14的磁带系统，其中所述逻辑还通过生成第三和第四相关的噪声因数来校准所述相同间隙的基于频率的伺服磁带系统。
16.根据权利要求15的磁带系统，其中所述逻辑通过以下操作来校准所述相同间隙的基于频率的伺服磁带系统
将所述第一相关的噪声因数确定为所述第一滤波后的伺服信号的实分量的幅度与所述第一数据信号的实分量的幅度的比率；
将所述第二相关的噪声因数确定为所述第一滤波后的伺服信号的虚分量的相位与所述第一数据信号的虚分量的相位的比率；
将所述第三相关的噪声因数确定为所述第二滤波后的伺服信号的实分量的幅度与所述第二数据信号的实分量的幅度的比率；以及
将所述第四相关的噪声因数确定为所述第二滤波后的伺服信号的虚分量的相位与所述第二数据信号的虚分量的相位的比率。
17.一种从/向磁带读取/写入数据的基于频率的相同间隙的伺服磁带系统的噪声消除架构，所述磁带具有多个沿磁带长度纵向延伸的横向隔开的数据轨道并且还具有至少一个沿磁带长度纵向延伸并且在两个数据轨道之间横向布置的伺服轨道，所述伺服轨道具有以第一频率F1记录在两个外侧伺服带上的第一伺服信号以及以第二频率F2记录在内侧伺服带上的第二伺服信号，所述架构包括
第一多抽头带通滤波器，用于将原始伺服信号分离成第一和第二伺服信号；
第二多抽头带通滤波器，其与所述第一多抽头带通滤波器具有相同特性并且用于将原始数据信号分离成第一和第二数据信号；
第一和第二Goertzel带通滤波器，用于分别对所述第一和第二数据信号进行滤波；
第三和第四Goertzel带通滤波器，其与所述第一和第二Goertzel带通滤波器分别具有相同特性并且用于分别对所述第一和第二伺服信号进行滤波；
其中
所述第一Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F1处的所述第一滤波后的数据信号的幅度和相位的实分量和虚分量；
所述第二Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F2处的所述第二滤波后的数据信号的幅度和相位的实分量和虚分量；
所述第三Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F1处的所述第一滤波后的伺服信号的幅度和相位的实分量和虚分量；以及
所述第四Goertzel带通滤波器的输出包括分别代表频率F2处的所述第二滤波后的伺服信号的幅度和相位的实分量和虚分量。
第一乘法器，用于将第一相关的噪声因数应用于所述第一Goertzel带通滤波器的输出的实分量以生成第一增益因数；
第二乘法器，用于将第二相关的噪声因数应用于所述第一Goertzel带通滤波器的输出的虚分量以生成第二增益因数；
第三乘法器，用于将第三相关的噪声因数应用于所述第二Goertzel带通滤波器的输出的实分量以生成第三增益因数；
第四乘法器，用于将第四相关的噪声因数应用于所述第二Goertzel带通滤波器的输出的虚分量以生成第四增益因数；
第一加法器，用于将所述第一增益因数应用于所述第三Goertzel带通滤波器的输出的实分量以生成第一噪声补偿后的伺服信号；
第二加法器，用于将所述第二增益因数应用于所述第三Goertzel带通滤波器的输出的虚分量以生成第二噪声补偿后的伺服信号；
第三加法器，用于将所述第三增益因数应用于所述第四Goertzel带通滤波器的输出的实分量以生成第三噪声补偿后的伺服信号；以及
第四加法器，用于将所述第四增益因数应用于所述第四Goertzel带通滤波器的输出的虚分量以生成第四噪声补偿后的伺服信号。
全文摘要
本发明涉及一种减小基于频率的伺服磁带系统中的噪声的方法和系统。从频率F1和F2处的滤波后的伺服信号减去得到的噪声值以生成频率F1和F2处的第一和第二噪声补偿后的伺服信号。通过两个二阶带通滤波器对F1和F2数据信号进行滤波，所述二阶带通滤波器输出所述信号的幅度。类似地对F1和F2伺服信号进行滤波。或者，通过两个Goertzel滤波器对F1和F2数据信号进行滤波，所述Goertzel滤波器输出所述信号的实分量和虚分量，并且类似地通过两个其他Goertzel滤波器对F1和F2伺服信号进行滤波。将相关噪声因数应用于写数据Goertzel滤波器的输出并且从伺服Goertzel滤波器的相应输出减去结果。
文档编号G11B20/24GK101609706SQ20091014936
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月18日 优先权日2008年6月19日
发明者A·赫利文耶, D·L·斯旺森, S·C·威尔斯 申请人:国际商业机器公司