专利名称：用于磁盘驱动器的宽双相编码伺服信息的同步检测的制作方法
本申请要求1995年10月23日申请的美国临时申请号60/006013的利益。本申请是1994年10月12日申请的美国专利申请序号08/320,540和1996年7月24日申请的美国专利申请序号08/686,998的部分继续，并且要求这两个申请的利益。
本发明涉及用来存储、检测、和同步检测存储在磁盘驱动器媒体上的伺服信息的设备和方法，尤其涉及在部分响应，最大似然率检测通道和磁盘媒体范围内有用的设备和方法。
通过读在磁盘表面上数据磁道内记录的伺服信息，磁盘驱动器磁头定位器伺服系统能够估计数据传感器磁头位置。记录的伺服信息一般包括磁道(即，柱面和磁头)地址和伺服脉冲串。在磁盘表面上的每条环形数据磁道带有一个唯一的磁道地址，该地址记录在嵌入该磁道中的伺服扇区中，并且伺服脉冲串模式通常每两条或多条磁道重复一次。当磁盘驱动器在查找径向磁道位置时，磁道地址用作相定位信息，以便粗略地估计读磁头的位置，而伺服脉冲串用作精定位信息，以便把磁头精确地定位在要求的径向位置上。
在读磁道地址时的查找期间，可能把磁头定位在两条相邻磁道之间。在这种情况下，磁头可能接收来自两条磁道的叠加信号。对这种不定性的一种解决方法是，把磁道地址编码成葛莱(Gray)编码地址，使任何两条相邻磁道的编码地址仅在单比特(bit)位置上彼此不同。采用这种解决方法，当磁头在两条磁道之间读时，译码该地址之后的不定性是一条磁道，并且通过参考伺服脉冲串或精确位置模式，能在查找确定时间期间分辨一条磁道的误差。
根据一种已知的技术，把每条数据磁道划分成多个扇区。每个扇区包括一个首部段，接着是一个数据段。首部段一般可以包括一个DC擦除字段，一个前同步信号字段，一个首部同步字符、一个磁道地址字段(粗伺服信息)和一个伺服脉冲串字段(精伺服信息)。数据段一般可以包括另一个前同步信号字段、一个数据同步字符、一个用户数据块、和诸错误校正字节。在这个例子中，以与数据段相同的数据速率记录该首部段，并且使用在磁盘驱动器中经一个单读通道结构的同步峰值检测，读在首部段和数据段中的信息。这种方法的一个例子存在于授予Leis等人的共同转让美国专利号5,036,408中，该专利题目是“高效磁盘格式和同步系统”，其公开包括在这里以供参考。
另一种已知的技术是使用同心数据磁道的径向区域或带，每一个区域具有一个与该区域磁盘半径有关的数据传送速率。在这个例子中，诸数据区由一系列的径向延伸嵌入的伺服扇区分开，这些扇区是在工厂中以单一的数据传送速率用伺服信息记录的。一个伺服数据恢复电路根据数据传感器在越过每个扇区时读的信息，异步地(即，对到达的伺服数据没锁相)恢复一个伺服地址标记、一个磁道号和精确位置信息。该伺服恢复电路与用户数据信息峰值检测所使用的读通道电子设备分离。这个例子在授予Moon等人的共同转让美国专利号5,420,730中做了描述，标题是“用于带有数字嵌入扇区伺服的磁盘驱动器的伺服数据恢复电路”，其公开包括在这里以供参考。
在采用峰值检测技术的磁记录中，限制数据存储密度的一个因素一直是，当通时变化越来越相互接近时产生的符号之间的干扰。一种用来增加磁记录中的通量密度同时仍能准确地记录数据的技术是，采用同步取样数据检测。这种技术，通常称为“部分响应、最大似然率(PRML)信号传输，以增加电路复杂性为代价，包括在信号流的模拟量侧或数字量侧，或者在这两侧的快速模数转换过程，和通道均衡，已经提供了有某些提高的数据存储密度。采用PRML磁盘驱动器的一个例子在授予Abbot等人的普通转让美国专利号5,345,342中给出，题目是”使用PRML同步取样数据检测和扇区伺服异步检测的磁盘驱动器“，其公开包括在这里以供参考。在这个专利中描述的方法使在同步取样数据检测通道内的专用电路，能够异步地检测以恒定伺服数据速率记录的嵌入在伺服扇区中的磁道号码值，而用户数据随跨过记录磁盘的径向数据区的不同而不同。使用常规的峰值检测、及样本和保持技术，读和处理伺服脉冲串。
Abbott等人参考上文的专利所教的异步伺服取样技术的改进，存在于后来的授予Fisher等人的共同转让美国专利号5,384,671中，题目是”PRML取样数据通道同步伺服检测器“，其公开包括在这里以供参考。在这种方法中，同步取样数据检测系统的一个定时循环被锁相于伺服信息，同步地取样和译码包括磁道地址和精确位置信息的伺服信息。在这种方法中，把伺服前同步信号字段记录为常规的1/4T正弦波模式，该模式对应于峰值检测通道中的2T模式(T代表单位样本单元或间隔)。
尽管这些已有方法在其各自时期工作良好，但是，增加每单位尺寸磁盘的数据存储容量和数据传送速率，已经直接导致至今未满足的对改进磁盘驱动器磁头伺服格式及同步取样伺服检测方法和结构的需要。
本发明的一般目的在于，提供改进的简化的方法、设备和数据格式，用来提供相对于磁盘驱动器中的数据磁道而定位数据传感器磁头的信息，该磁盘驱动器包括一个部分响应、最大似然率(PRML)同步取样数据检测通道。
本发明的另一个目的在于，提供用于PRML磁盘驱动器的一种伺服格式和设备，该PRML磁盘驱动器不需要用来检测嵌入的伺服信息的单独峰值检测硬件。
本发明的又一个目的在于，减小对磁盘驱动器的磁头位置伺服系统的径向无条理影响，借此以克服先有技术限制和缺点的方式使磁道密度更高。
本发明的另外一个目的在于，提供一种同步取样伺服信息估计方法和设备，该设备基本上利用PRML同步取样数据检测通道的电路元件，借此在提供伺服信息稳定恢复的同时降低了整个电路的复杂程度和成本。
本发明的另一个目的在于，在PRML取样数据检测磁盘驱动器内，提供一种简化的地址译码方法和设备。
本发明又一个目的在于，提供一种更紧凑和更高效的伺服地址格式，能够利用在嵌入的伺服扇区内的更高的码速率、更少的单元次数和更小的冗余度，在PRML磁盘驱动器内同步地取样和检测这些扇区。
本发明另外一个目的在于，在伺服信息恢复操作期间以便于使用多个通道元件的方式，采用一种称作”宽双相码“的双相自同步码，用来编码在磁盘驱动器的存储磁盘表面上嵌入的伺服扇区内记录的磁头位置伺服信息，该磁盘驱动器包括一个PRML同步取样数据检测通道。
本发明的另一个目的在于，提供一种最高有效位(MSB)检测器，用来检测在硬盘驱动器的PRML同步取样数据检测通道中的宽双相编码磁头位置伺服信息。
本发明的又一个目的在于，提供多种伺服脉冲串检测结构，用来检测对映调频伺服字符模式，以便在包括同步取样数据检测通道的硬磁盘驱动器中产生磁头位置误差信号。
根据本发明的原理，磁盘驱动器至少有一个限定记录磁道的旋转磁数据存储磁盘，这些记录磁道由窄伺服辐(spokes)划分成诸数据扇区。用按照带有预定距离的一个码编码的用户数据和用户数据速率，记录位于磁盘上一条记录磁道的诸伺服辐之间的一个数据扇区。记录区的每个伺服辐至少带有一个以伺服码速率用宽双相模式编码的伺服信息字段，把该伺服码速率选成由同步检测数据码速率看来是可靠地稳固。该磁盘驱动器还包括一个同步取样数据检测通道，用来同步地取样和检测伺服信息字段和编码的用户数据。该检测通道包括一个数据传感器磁头，由记录磁道上方的一个伺服控制磁头定位器定位。
一个前置放大器，用来接收由数据传感器磁头从至少在伺服信息字段中存在的通量变化而磁感应的电模拟信号；一个数字取样器，用来同步地取样电模拟信号，以产生数字样本，及宽双相译码电路，包括一个耦合的最高有效位检测器，用来从译码该编码宽双相模式的同步取样数据检测通道，接收数字样本。
在本发明的一个方面，该数据检测通道包括一个块同步器(chunksynchronizer)，用来为最高有效位检测器产生和提供一个宽双相同步信号。
在本发明的另一个方面，在每个辐的多个伺服信息字段中记录的宽双相磁模式是用于一个二进制零信息值的++--和用于一个二进制一信息值的--++。
在本发明的另一个方面，在每个辐内的一个伺服信息字段包括一个预定位长度的磁道号二进制模式，该模式被译码为一个宽双相码，然后被译码成具有码速率一的一个葛莱码。而且，磁道号二进制模式可以包括一个奇偶或循环冗余校验(CRC)符号，并带有用来接收和译码磁道号二进制模式和用来校验奇偶或CRC符号的电路。
在本发明的又一个方面，在每个辐内的一个伺服信息字段包括两个预定位长度的磁道号二进制模式一个第一磁道号是磁道的一个地址，和一个第二磁道号是一个相邻于该磁道的第二磁道的一个地址。在这个方面，可以用一个偏移延伸进第二磁道中的半磁道来记录第二磁道号，并且第二磁道号还可以包括相对于第一和第二磁道号计算的误差校正码值。在这一方面，把误差校正码译码和校正电路，耦合到用来译码、校验和校正第一和第二磁道号的译码值的同步取样数据检测通道上。
作为本发明的另一个方面，数据记录磁盘带有位于诸数据扇区中的一个模式的径向隔开的诸磁道和多个周向隔开的角形伺服扇形区。诸伺服扇形区包括用来识另磁道和扇形区位置的预编码伺服磁头定位信息，诸伺服扇区的每一个至少带有一个根据一个宽双相码编码的伺服符号的识别字段。根据一个最大距离码用数据符号记录诸数据扇区的每一个，从而可以通过经一个单一同步取样数据检测通道，如一个PRML通道，来检测伺服符号和数据符号，实际上利用该磁道装配和使用磁盘。
根据结合附图提供的最佳实施例的如下详细描述，将更完整地理解和体会本发明的这些和其他目的、优点、方面和特点。
在附图中
图1是一个提供PR4和EPR4目标的磁盘驱动器读通道的方块图。
图2是磁盘驱动器中磁盘的一个记录表面的示意图。
图3表明一个记录在磁盘的一个磁道上的一个伺服扇区上的信号。
图4是伺服扇形区诸字段的方块图；图5A是来自单一写电流脉冲的磁记录的一个模拟信号响应的曲线图，其中已经使该通道等效于一个EPR4目标频谱。
图5B是对，例如，一个二进制一(“--++”)宽双相写电流序列的一个模拟信号响应的曲线图。
图5C是对，例如，一个二进制零(“++--”)宽双相写电流序列的模拟信号响应的曲线图。
图5D是对一个宽双相序列，例如，一个二进制100序列(“--++++--++--”)的一个模拟信号响应的曲线图。
图6A表明用于没有径向干扰的诸磁道号的一个第一伺服扇区布置。
图6B表明用于没有径向干扰的诸磁道号的一个第二伺服扇区布置。
图7是一部分伺服扇区逻辑电路的方块图，该逻辑电路包括一个MSB检测器，一个块同步器和一个误差发生器。
图8是一个1+D滤波器的方块图。
图9是一个块同步器的方块图。
图10是一个MBS检测器的方块图。
图11是一个误差发生器的方块图。
图12是方块图，表示伺服扇区方块图中的一个脉冲串检测器。
图13A-13E表明伺服脉冲串格式。
图14A-14B是伺服脉冲串检测器的方块图。
图15A-15B是分别基于图14A、14B方法的替代的伺服脉冲串检测器结构的方块图。
参见图1，一个磁盘驱动器10包括一个可编程的且自适应的PR4，ML读通道。磁盘驱动器10可以是各种实施例中的一个，如在授予Abott等人的普通转让美国专利号5,341,249中公开的实施例，专利标题是“使用带有数字自适应均衡的PRML级IV取样数据检测的磁盘驱动器”，其公开包括在这里以供参考。(该专利是上文参考的Abbott等人的美国专利号5,345,342的母源)。
磁盘驱动器10至少包括一个数据存储磁盘16。正如常规的那样，一个数据传感器磁头26，例如，一个磁阻磁头，以“悬浮”关系联结在每个磁盘16的一个存储表面上方。磁头26相对于在旋转磁盘16的每个存储表面上限定的大量同心数据存储器71选出的诸磁道定位，见图2。
在驱动器制造期间在磁盘16选择的数据存储表面上，以常规的伺服写过程，写嵌入的伺服模式，见图2，例如，按照在普通转让的美国专利号5,170,299中描述的方法，其公开包括在这里以供参考。要不然，在装配后的伺服写过程期间，驱动器10可以自写其伺服模式的一些或全部。
在读期间，当磁头26紧密地靠近所选数据磁道71的上方航行时它所检测的通量变化由一个读前置放大器电路28预放大。然后，把预放大的模拟信号(或“读信号”)送入一个模拟可变增益放大器(VGA)38中。在受控的放大之后，然后使读信号穿过一个可编程模拟滤波器/均衡器级40。
把模拟滤波器/均衡器40编程，使传感器磁头26正在从其内部读数据的所选数据区70的数据传送速率最佳化。然后，使均衡的模拟读信号在一个高速模数(A/D)转换器46中经取样和量化，高速模数转换器46在与用户数据同步时，产生至少五位分辨率的原始数据样本{X(K)}。
一个自适应数字FIR滤波器48根据要求的PR4通道响应特性，采用用来滤波和调节原始数据样本{X(K}}的自适应滤波器系数，以便产生经滤波和调节的样本{Y(K)}。然后来自FIR滤波器48的带通滤波和调节的数据样本{Y(K)}，经过一个数据总线路径49到一个Viterbi检测器(未表示)，该Viterbi检测器检测带有PR4目标的用户数据。在这些使用一个PR4和一个EPR4目标的实施例中，还使来自FIR滤波器48的滤波和调节的样本{Y(K)}经过一个目标(例如，1+D)滤波器50，目标滤波器51的输出路戏提供被滤波到，例如具有EPR4通道响应特性的信号。PR4和EPR4以外的目标在本发明的考虑范围内，并且目标滤波器50适用于选取的目标。(如果仅要求一个单一的PR4或EPR4目标，则直接用适当的系数编程FIR滤波器48，而不需要一个第二目标滤波器50。)诸样本，包括原始数据样本{X(K)}和滤波的样本{Y(K)}，是以数据取样速率得到的，该数据取样速率具有时钟位时间周期T。该时间T对应于一个在该取样速率下的“位单元”，或更简单点说，对应于一个“单元”。一个定时循环53可以接收，例如，在路径49上的PR4目标样本，并且可以通过A/D转换器46在要求的取样位置使取样和量化同步。类似地，一个增益循环54可以基于，例如，由一个为了接收如路径49上的PR4目标样本而连接的误差测量电路58所产生的诸误差值，控制VGA38。还可以提供一个DC偏移控制循环(在图1中未表示)，以便基于PR4目标样本调节DC偏移。授予Knudson的共同转让美国专利号5,521,945中，描述过一个可以包括一个路径存储器的目标检测器61，如维特比检测器，或一个这种类型的降低复杂性的目标后处理器，该专利标题是“用于取样数据检测的降低复杂性的EPR4后处理器”，其公开包括在这里以供参考。
根据由一个块同步器56产生的构造模式，驱动器10还包括一个用来检测宽双相编码伺服信息信号的宽双相检测器52。检测器52和同步器56可以在路径49或路径51上，接收伺服符号样本值。该电路还包括一个同步脉冲串检测器55，同样，检测器55也从路径49或51上接收样本值。一个常规的伺服字段译码器63从宽双相检测器52译码的诸伺服字段，接收、构造和译码伺服符号，并且可以采用在授予Moon等人的普通转让美国专利号5,420,730中所示的方法，该专利的标题是“用于带有数字放入扇区伺服的磁盘驱动器的伺服数据恢复电路”，其公开包括在这里以供参考。来自脉冲串检测器55的位置误差信号(PES)和来自译码器63的伺服字段信息进入一个伺服控制过程电路65，在这里生成执行器电流命令值。这些值施加到一个磁头位置伺服驱动器电路67上，并且供给生成的驱动电流，以驱动一个定位磁头26的音圈电动机(VCM)69。
理想地，元件38、40、46、48、50、52、53、54、55、56、58和63的一些或全部可以包括一个混合模式专用集成电路(ASIC)中，或几个模/数ASIC中。
如图2中所示，一个存储磁盘16的一个典型数据存储表面带有多条同心数据磁道71，磁道71最好布置在一个内起降区LZ与一个径向最外部的周缘数据磁道区70-1之间的多个数据记录区70中。在表明的例子中，例如所示的诸数据磁道布置成，例如，九个数据区，包括最外部区70-1，和径向向里的诸区70-2、70-3、70-4、70-5、70-6、70-7、70-8和70-9。在实际中，最好存在更多的区。每一个数据区带有一个被选择成具体的区半径的区域变化磁畴密度(areal transition domain densities)最佳的位传送速率。
图2还表示了一系列径向延伸的嵌入伺服扇区或“辐”68，例如，他们基本上绕磁盘16的圆周被相等地隔开。尽管图2的表示把伺服辐68表明为通常的梯形，但在实际中，伺服楔沿磁盘径向尺寸稍稍弯曲。通过观察图3，例如，每一个伺服扇区68基本上包括一个伺服前同步信号字段68A、一个伺服识别字段68B、和诸周向交错、径向偏移的伺服脉冲串的一个字段68C。尽管每个磁道的数据扇区数目随数据区不同而变化，但例如嵌入有磁道68的伺服扇区的数目，在本例中在磁盘16的整个表面区域上保持恒定。
最好在工厂中用常规的伺服写设备，以单一的数据单元速率且以磁道到磁道的相位相干性记录诸伺服扇区68。可以通过一个激光伺服记录器和磁头臂装置常规地进行伺服写，例如，如在普通转让的美国专利号4,920,442中描述的那样，其公开包括在这里以供参考。要不然，以区域数据单元速率写诸伺服扇区，如在普通转让的美国专利号5,384,671中描述的那样，上文已经讨论过。另外，磁盘驱动器可以采用部分或全部的“自伺服写”技术，以便进行伺服写。
翻到图4，例如，每个伺服扇区68或“辐”带有一个伺服识别字段的嵌入伺服信息，如表明的那样。在磁盘上的一个清洁区域中大小为例如40个单元的一个可选择DC擦除字段731(在图4中用字段下面的时间“407”表明)在基本上没有或很少有变化的情况下，能用来标志一个伺服扇区68的开始。能从一个2T重复模式，如要求长度的“--++--++--++”写大小为，例如，160个单元的一个前同步信号字段732。由诸定时和增益循环使用前同步信号732，以相对于到达的模拟信号建立正确的增益和锁相，借此通过模数转换器46控制取样量化。可选择DC擦除字段731和前同步信号字段732一起组成图3的前同步信号字段68A。
一个伺服地址标记733用来复位构造时钟。接着便是，例如，磁道数目的三个最低有效位(LSB)。全部辐号735是可选择的，尽管应该提供至少一个信息位，以便能够确定旋转位置。整个磁道号736至少要记录一次。也可以把磁头号(未表示)记录为部分伺服寻址信息。伺服地址标记733，LSB字段734和全部辐号字段735共同组成图3的伺服识别字段68B。
接着寻址信息，记录诸伺服脉冲串737，他们被用来相对于磁道中心确定磁头位置，如将要描述的那样。下文给出各种伺服模式的例子。在字段737中的这些模式与图3的字段68C有关。伺服扇区68的一些或所有字段的长度可以具有可编程的大小。在已经描述的字段中或之后，还可以记录其他的信息字段。例如，驱动器可以把伺服脉冲串校正值(BCV)，记录在直接位于最后伺服字符模式737之后一个短字段738中，如在Shepherd等人在1996年2月27日申请的、普通转让的、共同待决的美国专利申请序号08/607,507中所讲的那样，专利标题是“驱动器中伺服模式误差的校正”，其公开包括在这里以供参考。
我们现在来描述宽双相编码，例如，它可以用于伺服扇区68的数字数据存储字段的一些或全部，如，伺服地址标记733、LSB字段734、辐号字段735和磁道号字段736。在写数字数据时，从一个称作一个符号的未编码位(即，或者是0或者是1)开始。通过编码，即把一个或多个记号或磁体(+或-)赋予二个单元，把诸符号记录在一个磁盘上。(有些模糊地，也可以把这些记号称之为0或1)。在双相码中(一个自同步码在先有技术中，也称作曼彻斯特码、倍频、或调频码)，使用两个记号、诸记号可以编码如下1-＞+-0-＞-+我们用码速率1/4定义一个宽双相(WBP)码如下0-＞++--1-＞--++DC擦除字段731应该没有通量变化，不能以WBP编码。
可以以WBP把前同步字段732用，例如，对于PLL和AGC锁，40个，或可编程数目的WBP记号1(或诸单元“--++”)编码。
伺服地址标记(“SAM”)733可以是一个以WBP编码的九符号字“000100101”，该字标记一个伺服块的开始。这种SAM具有这样的性质，所有的移位(自动相关)至少在5个位置是不一致的，因此允许有2个独立差错而没有同步损失。当附加到刚刚描述的前同步信号732上时，该序列看起来象，…1111111000100101’。这就是一个改进的Barker序列。
磁道号736可以是一个14符号地址或更大，该地址首先用一个正常的葛莱码(用码速率＝1)编码，然后可以再加上一个奇偶符号。结果被以WBP编码。奇偶符号，如果有的话，不能在查寻时使用，但能在读时用来检测信号误差。当在磁道寻找操作期间读磁头26在磁道之间时，使用葛莱编码来避免同时读两个相邻磁道地址时的较大误差。
在一种另外的伺服扇区布置中，在每个伺服扇区68中写两次磁道地址(磁道号)，并且成对的磁道地址互不相同。在图6A中，在表现为图中诸径向队列的行列中，第一写奇数磁道地址(A1，A3，A5，A7)，而第二写偶数磁道地址(A2、A4、A6、A8)。在图6B中，第二列记录与第一列相同的磁道号，但记录的第二列具有半个磁道的偏移。在两种格式中，在磁道跟随期间，读磁头26的每个位置都能读一个地址，而没有来自两列至少一列中的一个相邻磁道的干扰。为此，不需要葛莱编码，并且能把ECC字段加到每个地址上，如图所示。在第一格式(图6A)中，不确定性是一个磁道；在第二格式(图6B)中，不确定性是半个磁道。在寻找时，可以通过使用来自具有两个磁道周期的伺服脉冲串的一个位置误差信号，来识别要读的列。对于这种使用，应该靠近诸磁道地址定位伺服脉冲串，从而使从磁头读伺服脉冲串时和读磁道地址时开始，读磁头26的径向位置不显著变动。
用于WBP码的MSB检测器和块同步器上述的WBP伺服信息编码排列被便利地用于一个PRML取样数据检测通道之内，在该通道中，可以使用通道的多个电路元件来恢复伺服信息。例如，一个单一读通道专用集成电路(ASIC)可以包括少量的附加电路，借此使ASIC能检测编码的用户数据符号以及编码的伺服信息符号。例如，可以采用一个路径序列检测器，如一个维特比检测器60(图12)，来检测WBP编码的伺服信息，例如，象在1996年7月24日申请的、普通转让的、共同待决的美国专利申请序号08/686,998中所述的那样，专利标题是“用于使用维特比检测的磁盘驱动器的宽双相数字伺服信息和估计”，其公开包括在这里以供参考。要不然，可以由在同步数据检测通道之内的一个“最高有效位”(MSB)检测器，恢复WBP编码的伺服信息。在一个MSB检测器中，沿着一个信号取样一系列的点。当检测到一个变化时，通道决定该变化是逻辑“1”还是逻辑“0”。这一点可以通过考虑样本点的2’S补码的最高有效位(例如，6位样本)和采用如下分析来确定0＝逻辑“1”MSB＝1＝逻辑“0”翻到图7，可以连接一个用来检测宽双相码的最高有效位(“MSB”)检测器52，以便接收来自1+D滤波器50的一个输出端的一个EPR4目标数据流。要不然，可以把MSB检没器52连接到1+D滤波器50的输出端，以接收一个PR4目标数据流。MSB检测器52使用来自块同步器56的相信息来解译WBP码。把来自MSB检测器52的译码数据与误差发生器58中在滤波器50输出路径51上的原始数据相比较，以产生用于PLL、AGC和DC偏移循环的诸误差信号。
翻到图8，以另外过分详的方式表示1+D滤波器50，以说明把计算结果分离成偶数和奇数部分的技术，使用该技术来实现要求的具有很小时钟频率的样本处理带宽。滤波器50从FIR滤波器48分别接收奇数和偶数6位样本，Pr4-0〔50〕和Pr4-e[50]。诸样本在寄存器501和502处被延迟，如图所示，并且在加法器503和504处求和，如图所示，以经结冲寄存器505和506产生分别是奇数和偶数EPR4样本epr4-o[60 ]和epr4-e[60]的7位和。由于对奇数和偶数样本分别运算，所以滤波器50以2T，即一半的通道时钟速率运行。
翻到图9，块同步器56锁到WBP符号上，就是说，锁到前同步信号正弦波的四个可能相位的一个上(每一个相位是分开的一个单元)。块同步器56输入来自1+D滤波器50的EPR4波形，并把四个单元的一个选作基准单元，由该基准单元MSB检测器将做出决定，以及误差发生器58将产生误差。为了实现这一点，块同步器56把到达的EPR4信号与用于某一窗口长度，例如12个单元的两个正交基准信号相乘，然后累加相乘后的信号。两个正交信号是例如在单元时钟间隔10-1010-10…和010-1010-1…中。对于偶数和奇数流，分别用acc-e和acc-0代表两个累加值，按如下估计前同步信号的相位位置POS[1]＝1acc-e1＞1acc-o1；如果(1acc-e1＞1acc-o1)则POS
＝Sign(acc-e)否则POS
＝sign(acc-o)。
位置的两位，POS[10]，表示在前同步信号中‘-’到‘+’变化的位置。我们记得，可以把前同步信号磁铁(--++--++--++…)看作是一个WBP编码的1序列。注意在一个WBP码系列的多个单元的中部，即，一个前同步信号字段，中不能有一个0样本，因为在这里总是有变化。于是，在能用一个EPR4目标取样的5个理想电平(例如，-1，-1/2，0，1/2，1)中，仅有两个可能在一个WBP码的中部-1和1。因为重复的‘--’或‘++’在变化之前，所以-1/2和1/2也不可能在那里。于是，在前同步信号中的EPR4样一将包括一个均匀间隔的+1流，其位置表示WBP码的中心。这一位置用POS[10]表示。在实际中，由模数转换器46在转换成伺服样本期间，给输入到MSB检测器52的伺服数据一个极性符号。
正交基准信号‘…10-10’由一个交替连接在1与0之间的寄存器561实现，并且响应来自寄存器561的多路复用器562和563或者输出其正常的输入，或者输出其相反的输入，于是在用1和-1相乘的诸样本之间交替变化。把高位，例如偶数样本的4位epr4-e[63]输入进多路复用器562的0输入端，而把其相反量输入进该多路复用器的1输入端。类似地，把奇数样本的高位4位epr4-0[63]输入进多路复用器563。加法器564求使用寄存器565的偶数序列acc-e的和，以累加结果。类似地，加法器566和寄存器567累加acc-o。在比较器568中比较acc-e和acc-o的绝对值，以产生位POS[1]，并且还把这个位用来在多路复用器569中，选择位POS
的值或者是acc-e(即，acc-e[6])的符号，或者是acc-o的符号。
翻到图10，表示MSB检测器52，多路复用器521使用来自估计WBP码中心位置的块同步器56的POS[10]，以便把四个连续样本的高位位的一个选作WBP符号的译码值。这4位是epr4-0[6]522。延迟2T的epr4-o[6]524、epr4-e[6]523、和延迟2T的epr4-e[6]525。2T延迟由寄存器526和527分别提供，并且这些寄存器以单元速率的一半计时。多路复用器521的相反输出通过寄存器528提供，寄存器528以四分之一的单元速率计时，以便每4T提供一个译码符号。
在另外一个实施例中，图10的MSB检测器能提供误差信息以及MSB译码。通过扩展寄存器526和527及多路复用器521以接收全部样本值(而不是所述的那样，仅为高位位)，寄存器528处的输出就是整个选取的样本，而不仅仅是其高位位。还使用高位位提供译码的WBP符号，但是，如果选取值比一个阈值接近零的话，现在就可以使用整个值来产生一个误差信号。(请回忆用WBP编码，无噪音样本值要么应该是最大值，要么应该是最小值，但永远不应该是零值。)熟悉本专业的技术人员将会理解，WBP码是极性敏感的，其中把“1”定义为--++，而把“0”定义为++--。如果，例如，在导线连接时使磁头传感器的极性相反，则将检测到前同步信号和块同步器(他们不是极性敏感的)，但不能正确地读正确的SAM和其他的数据字段，因为块同步将会相位相差180度并且数据样本的数值将变为相反的。为了保护相反极性的读元件，使用一个倒转位控制标志。在这种情况下，在为检测一个正确的SAM已经进行多次失败的偿试之后，控制处理器或状态机(state machine)将计时完毕，因此设定倒转控制位并重复SAM检索序列。倒转控制位被输入块同步器，并且MSB检测器起作用。校正极性倒转的逻辑是1.如果倒转(FLIP)，那么实际上相POS[10]＝0可认为是相POS〔10〕＝2。
2.如果倒转，那么翻转传到MSB检测器的数据的MSB。
翻到图11，误差发生器首先由MSB检测器52的输出产生理想波形，然后从实际读的信号减去该理想波形，以产生一个误差信号。使用误差信号和理想信号，来修正相位检测器、增益循环、和DC偏移循环。
把MSB检测器52译码的一对连续符号用作查找表583中的一个两位索引，以选择用于理想EPR4波形的4个值，把输入端581处的ref-pk[60]用作理想波形的峰值。(寄存器582提供较早的符号对，寄存器582以WBP周期4T定时。)查找表583提供的4个值列表如下。(用于理想波形的峰值表示为“Y”。)当前 早先输出符号 符号 123 40 0 0r0-r1 0 -r/2 0 r/2r0 1 r/2 0 -r/2 -r1 1 0 -r0 r由每个符号对的表583提供的4个值由多路复用器584和585选取，以分别通过寄存器586和587产生理想偶数和奇数的EPPR4波形，多路复用器584和585在一个4T周期上选择交替的输入。锁闭表583的1、2、3和4输出也是到一组减法器591的1、2、3和4输入。
多路复用器590使用块同步相位POS〔10〕，适当地使来自1+D滤波器50的EPR4样本epr4-o[60]和epr4-e[60]，与通过使用锁闭表583产生的理想波形相匹配，锁闭表583刚才已经描述过。提供的奇数EPR4样本在路径593处没被延迟，而是由寄存器593a、593b、和593c成功地延迟了2T，也把这些寄存器的输出提供给所示的多路复用器590。偶数EPR4样本类似地提供在路径594处，并经寄存器594a、594b、和594c至多路复用器590。如下的表表示基于相位POS〔10〕以及偶数和奇数EPR4样本值的、多路复用器590的输出5，6，7和8，偶数和奇数EPR4样本值用y-e(k)和y-o(k)表示。(时间索引K以2T的步长增加。)输出相位 5 6 7 800 y-o(k) y-e(k) y-o(k-1)y-e(k-1)01 y-e(k) y-o(k-1)y-e(k-1)y-o(k-2)10 y-0(k-1)y-e(k-1)y-o(k-2)y-e(k-2)11 y-e(k-1)y-o(k-2)y-e(k-2)y-o(k-3)由减法器组591从来自多路复用器590的对应样本值上，减去来自查找表583的理想值，如图所示，从而从多路复用器590的5输出上减去表583的1输出，从6输出上减去2输出，等等。这些相减的结是就是误差信号，这些误差信号经多路复用器595和597以4T的周期(与到查找表583的WBP符号输入速率相对应)缓冲，然后再经寄存器596和598分别缓冲，以提供一个偶数和奇数误差信号流err-e[60]和err-o[60]。
翻到图12，可以使用一个用于带有EPR4目标的WBP码的PRML检测的维特比检测器60，来检测在伺服扇区中的所有WBP编码数字信息，如磁道号、磁头号、和扇区号。维特比检测器60可以是一个差分度量(difference-metric)检测器，或一个树查找检测器，或者是一个常规维特比检测器，如在1996年7月24日申请的、普通转让的、共同待决的美国专利申请序号08/686,998中描述的那样，并且专利标题是“用于使用检测的磁盘驱动器的宽双相数字伺服信息和估计”，其公开包括在这里以供参考。要不然，可以通过一个用于带有PR4目标的WBP码的维特比检测器，如一个差分度量检测器或一个树查找检测器，或者可以通过一个常规的维特比检测器，来代替EPR4检测器，而译码伺服扇区中的WBP编码数据，也正如在上文参考的共同待决专利申请中所描述的那样。
回到图12，一个数字伺服脉冲串检测器55还从目标滤波器50接收EPR4目标输出信号。要不然，脉冲串检测器54可以从FIR滤波器48的输出端接收一个PR4目标，其中使用能用，例如一个PR4目标，检测的字符格式。
翻到图13A-13E，将描述五种伺服脉冲串格式。数据磁道的中心用TK0、TK1、TK2和TK3表示。在每一种格式中的脉冲串以两个伺服磁道一个周期地重复。在图13A中，用图表明第一种格式，这种格式我们称之为类型I格式，即，全V磁道脉冲串。把类型I脉冲串A、B和C(以及，可选择的D)写为一个数据磁道的宽度。因为写磁头小于这一宽度，所以至少两次通过才能写脉冲串，并且在每一个脉冲串内至少能找到一个擦除区。还有一个擦除区(未表示)，例如，在脉冲串A与脉冲串C之间沿TK1伸展。
在图13B中，用图表明第二种格式，这种格式我们称之为类型II格式，即，窄脉冲串。在这种格式中，每个脉冲串E、F、G和H仅写一次；于是在脉冲串之内没有擦除区。在径向相邻脉冲串(如E与F)之间的距离是一个磁道宽度的一半。写磁头一般会超过这一宽度，因此每一个脉冲串通常会伸过一个磁道中心。
在类型I和类型II格式中，脉冲串通常是恒定频率和幅值的正弦波。
在图13C中，用图表明第三格式，这种格式我们称之为对映格式。在这种格式中，写脉冲串--J、K、L、和M--，以填充留下的空白空间，例如，在类型I格式中的A与B脉冲串之间(图13A)。没有记录的区域用相反(或对映)极性的正弦波形填充。于是，如果在脉冲串J中的信号是sin(x)，则在脉冲串J中的信号就是sin(x)。在脉冲串L和M中的波形对应于脉冲串J和K的波形。
与采用类型I和类型II的情况不同，在对映格式中信息是很重要的。于是，在读这种脉冲串格式的同时，把PLL取样相位锁住且不被更新，以便“校正”相位信息。同理，这种格式容易受由脉冲串之内的擦除区产生的误差、径向相位不连续、和累积相位误差的影响。为了使磁盘驱动器限制这些误差的影响，可以在字符本身之前记录一个可选择的再同步模式(未表示)，如在上面参考的专利中所讲的那样，该专利申请于1994年10月11日，共同待决的美国专利申请序号是08/320,540，标题是“在磁盘驱动器中用于精确磁头位置的并发伺服脉冲串同步检测”；现在的美国专利号是5,576,906，其公开包括在这里以供参考。
在图13D中，用图表明第四种格式，这种格式我们称之为压缩格式。这种格式在形式上象类型I，不同之处在于，与采用其他格式的情况不同，以压缩格式把伺服信息写在辐磁道SPOKETK0、SPOKE TK1、SPOKE TK2和SPOKE TK3上，这些幅磁道不对应于数据磁道，数据磁道在这里表示为DATA TK0，DATATK1和DATA TK2。每一个脉冲串P、Q、R和S仅写一次；于是，在脉冲串之内没有擦除区，而脉冲串依然为伺服磁道的全宽度。注意采用这种格式在跟踪一个奇数标号的数据磁道时，如磁道DATA TK1，磁盘驱动器将不能跟随一个伺服磁道中心。事实上，磁头将被理想准确地放在两条伺服磁道之间，并且必须使用脉冲串格式的两磁道周期性，分析葛莱编码号之间的磁道号不定性，例如，这些葛莱编码是在跟踪数据磁道DATA TK1的同时，从辐磁道SPOKE TK1和SPOKE TK2接收的。
在图13E中，用图表示第五种格式，这种格式我们称之为频率格式。在这种格式中，与以前描述的格式不同，脉冲串不是全部以一种频率记录的。跨过一半磁道的全径向宽度来记录频率格式。如在图13E中所示，把径向序列脉冲串S、T、U和V记录为具有角频率W1和W2的正弦波，从而使脉冲串序列的形式是S是sin w1t；T是sin w2t；U是-sin w1t；及V是-sin w2t。这两个频率必须是不同的，并且应该选择成没有交叉谐波。
翻到图14A-14B，脉冲串检测器54根据记录伺服脉冲串用的格式，而采用不同的形式。翻到图14A，脉冲串检测器541对于诸同步格式，如对映格式和频率格式，是有用的。乘法器542把EPR4样本波形乘以一个正弦波1010。其结果由在寄存器544中的加法器543累加。来自寄存器544的检测器的输出，代表由两个径向相邻脉冲串，如图13C的脉冲串K和J，产生的(总)复合信号的有正负号的幅值。当读磁头准确地在两个脉冲串之间且在例如磁道TK1上时，这一输出理论上为零。
翻到图14B，脉冲串检测器55对于非同步脉冲串格式，例如类型I、类型II、和压缩格式是有用的。脉冲串检测器55通过用两个具有90°相位偏移的正交正弦波乘以EPR4样本波形，计算字符信号的相位-幅值向量；在乘法器551、加法器552、和累加寄存器553中，使用第一正弦波10-10；在乘法器554、加法器555、和累加寄存器556中，使用第二正交的正弦波0-101。这一过程的结果是一个相位一幅值向量。向量的实数部分在寄存器553中，而其虚数部分在寄存器556中。当已经读了脉冲串时，对于相位-幅值的量，用电路557求其实数部分的平方，且用电路558求其虚数部分的平方，再用加法器559求这两个平方的和，最后用电路560求和的平方根，来计算脉冲串的幅值。这一计算的幅值估计脉冲串与读磁头之间的重叠程度，并且以后用来估计相对于重复的两磁道脉冲串模式的磁头位置。(注意，在所考虑的非同步类型I、类型II和压缩的诸脉冲串格式中，没有两个脉冲串是径向相邻的，所以字符检测器一次将只有一个脉冲串要处理。)现在将描述用于频率格式的两个替代脉冲串检测器。第一个替代脉冲串检测器如同图14A所示的一对字符检测器541那样工作，如图15A中所示。到该对第一检测器541A的正弦波输入具有一个到乘法器542的输入，该输入是一个具有角频率W1的正弦波。第二检测器541B具有一个到其乘法器542角频率为W2的正弦波输入。每个检测器541、541B的输出是对应角频率的脉冲串信号的带符号幅值，并且把这些带符号幅值在一个比较电路545中相比较，以估计读磁头的位置。
用于频率格式的第二个替代脉冲串检测器，与刚才描述的第一个不同，对径向相位不相干性或相位误差是不敏感的。第二个，如在图15B中所示，重复图14B所示一对脉冲串检测器55的工作。在该对检测器55A中的第一个中输入给乘法器551和554的正弦波具有角频率W1。输入到第二个检测器55B的乘法器551和554的正弦波具有角频率W2。两个检测器55A和55B的输出(其每一个估计对应频率的脉冲串信号的不带符号幅值)被一个比较电路546比较，以估计读磁头的位置。
已经如此描述了本发明的一个实施例，现在应该理解，本发明的目的已全部达到，并且熟悉本专业的技术人员应该明白，本发明的多种结构变更和大不相同的实施例与应用是不言自明的，而不脱离本发明的精神和范围。这里的公开和描述纯粹是说明性的，并且不打算有任何限制的意思。
权利要求
1.一种磁盘驱动器，包括至少一个旋转数据存储磁盘，该磁盘带有一个限定记录磁道的主要表面，该记录磁道带有由多个伺服辐隔开的数据存储扇区；一个记录磁道的至少一个数据扇区，该记录磁道记录有按照具有一个预定距离和一个预定用户数据码速率的一种代码来编码的用户数据；至少一个伺服辐，具有以一种宽双相码模式记录的伺服信息符号；一个同步取样数据检测通道，该通道包括一个数据传感器磁头，由一个伺服控制的执行器定位在记录磁道上方，一个前置放大器，用来根据至少在伺服信息字段中存在的通量变化来接收由数据传感器磁头磁感应出的电模拟信号，一个数字取样器，用来同步地取样电模拟信号，以产生数字信号，及数据检测路径装置，被连接成接收数字样本和用于用户数据的最大似然率检测；宽双相译码电路，被耦合成从同步取样数据检测通道接收双相码模式的数字样本，用来把编码的宽双相码模式译码成恢复的伺服信息符号。
2.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，同步取样数据检测通道包括用来均衡响应一个预定目标频谱的通道滤波器/均衡器装置。
3.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，宽双相译码电路包括一个最高有效位检测器。
4.根据权利要求3所述的磁盘码动器，还包括一个耦合到同步取样数据检测通道上的块同步器，用来对最高有效位检测器产生和施加一个宽双相同步信号。
5.根据权利要求4所述的磁盘驱动器，其中，宽双相译码电路包括反转位装置，用来在试图恢复伺服信息符号失败之后，反转伺服信息的极性。
6.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，伺服信息符号包括多个具有以宽双相码来编码的符号的伺服信息字段。
7.根据权利要求6所述的磁盘驱动器，其中，宽双相码的磁铁模式是对于二进制0信息值是++--，而对于二进制1信息值是--++。
8.根据权利要求7所述的磁盘驱动器，其中，多个伺服信息字段中的一个包括一个伺服地址标记模式。
9.根据权利要求8所述的磁盘驱动器，其中，伺服地址标记模式是一个从标记一个伺服块开始的九符号字000100101(二进制)。
10.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，伺服信息符号包括有预定位长度的一个磁道号二进制模式，该模式被译码成一个宽双相码，然后再以一的码速率译码成葛莱码。
11.根据权利要求10所述的磁盘驱动器，其中，磁道号二进制模式包括一个极性符号，并且该磁盘驱动器还包括用来接收和译码磁道号二进制模式以及校验极性符号的装置。
12.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，伺服信息符号包括有预定位长度的两个磁道号二进制模式，一个第一磁道号是磁道的一个地址，而一个第二磁道号是相邻于该磁道的一个第二磁道的一个地址。
13.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其中，以一半磁道偏移地延伸进第二磁道来记录第二磁道号。
14.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其中，伺服信息符号还包括相对于第一和第二磁道号计算的错误纠正码值；该磁盘驱动器还包括耦合到同步取样数据检测通道上的错误纠正码译码和纠正电路，用来译码、校验和纠正第一和第二磁道号的译码值。
15.一种磁盘驱动器，包括至少一个旋转数据存储磁盘，该磁盘带有一个限定记录磁道的主要表面，该记录磁道由窄伺服辐划分成数据扇区；一个记录磁道的一个数据扇区，该记录磁道用于记录按照具有预定距离的代码和用户数据码速率来编码的用户数据；记录区的一个伺服辐，该伺服辐带有至少一个前同步信号字段和至少一个伺服信息字段，后一字段用一种宽双相模式以等于四分之一用户数据码速率的伺服码速率编码；及一个同步取样数据检测通道，该通道包括一个数据传感器磁头，由一个伺服控制的执行器定位在记录磁道上方，一个前置放大器，用来根据至少在伺服信息字段中存在的通量变化来接收数据传感器磁头磁感应出的电模拟信号，一个数字取样器，用来同步地取样电模拟信号，以产生数字样本，一个部分响应滤波器，用来把数字样本滤波到一种部分响应IV级目标频谱，以产生PR4样本；及一个1+D滤波器，被连接成把PR4样本滤波到EPR4目标样本，D是单位延迟算子；和宽双相译码电路，被耦合成从同步取样数据检测通道接收数字样本，用来译码编码的宽双相模式，该宽双相译码电路包括一个最高有效位检测器，被连接成接收EPR4目标样本，用来检测和产生作为译码的宽双相二进制值的最高有效位，及一个块同步器，被连接成接收EPR4目标样本和响应前同步信号字段，用来把四个单元中的一个选作一个基准单元，并把该基准单元用作到最高有效位检测器的一个宽双相构造信号，而构造宽双相编码的伺服信息字段。
16.根据权利要求15所述的磁盘驱动器，其中，最高有效位检测器包括响应一个控制信号的电路，用来反转译码的宽双相模式数据的极性。
17.根据权利要求15所述的磁盘驱动器，其中，宽双相译码电路还包括一个连接到最高有效位检测器上，连接到块同步器上并接收EPR4目标样本的误差发生器电路，用来把EPR4目标样本与最高有效位相比较，以便产生误差信号。
18.根据权利要求17所述的磁盘驱动器，其中，同步取样数据检测通道还包括一个用来控制数字取样器计时的计时控制回路，并且其中把误差信号反馈给计时控制回路，以校正计时误差。
19.根据权利要求17所述的磁盘驱动器，其中，同步取样数据检测通道还包括一个可变增益放大器和一个用来控制该可变增益放大器的增益的增益控制回路，并且其中把误差信号反馈给该增益控制回路以校正增益误差。
20.根据权利要求17所述的磁盘驱动器，其中，同步取样数据检测通道还包括一个DC偏移调节电路、和一个用来控制DC偏移调节电路的DC偏移控制回路，并且其中把误差信号反馈给DC偏移控制回路。
21.根据权利要求17所述的磁盘驱动器，其中，1+D滤波器包括奇数和偶数样本分离电路，用来把样本分离成EPR4奇数样本和EPR4偶数样本。
22.根据权利要求21所述的磁盘驱动器，其中，块同步器包括乘法装置，用来把一个奇数正交信号乘以输入的EPR4奇数样本以产生一个奇数乘积，以及用来把一个偶数正交信号乘以输入的EPR4偶数样本以产生一个偶数乘积；累加装置，用来在一个预定单元窗口长度上累加奇数乘积以产生一个奇数累加acc-o，以及用来在该预定单元窗口长度上累加偶数乘积以产生一个偶数累加acc-e；及估计装置，用来按照POS〔1〕＝|acc-e|＞|acc-o|；如果(|acc-e|＞|acc-o|)那么POS〔0〕＝sign(acc-e)否则POS
＝sign(acc-e)估计前同步字段的基准宽双相。其中，在前同步信号字段中，POS〔1〕估计-磁铁的位置，而POS〔0〕估计+磁铁的位置；该估计装置还用来产生一个给最高有效位检测器的选择信号POS〔10〕，以便标记在伺服信息字段中宽双相编码信息的一个相位中心。
23.根据权利要求22所述的磁盘驱动器，其中，最高有效位检测器包括第一寄存器装置，以一半时钟速率来计时，用来接收EPR4奇数样本和用来每隔一个EPR4奇数样本锁存一次；第二寄存器装置，以一半时钟速率来计时，用来接收EPR4偶数样本和用来每隔一个EPR4偶数样本锁存一次；一个第一多路复用器，用来接收没锁存的和锁存的EPR奇数和偶数样本，第一多路复用器装置受选择信号POS〔10〕控制，用来从伺服信息字段中选取一个接收的值作为一个译码的二进制符号；及第三寄存器装置，以四分之一的时钟速率来计时，用来以宽双相译码的数据速率保持和产生译码的二进制符号。
24.根据权利要求23所述的磁盘驱动器，其中，宽双相译码电路还包括一个连接到最高有效位检测器上和块同步器上且接收EPR4目标样本的误差发生电路，用来把EPR4目标样本与最高有效位相比较，以便产生误差信号；该误差发生器电路包括一个发生器，响应从第三寄存器供给的泽码二进制符号，用来产生理想的EPR4波形；一个第二多路复用器装置，受选择信号POS〔10〕控制，用来及时地从有理想EPR4波形的1+D滤波器接收实际的EPR4奇数样本和EPR4偶数样本，并且及时地匹配这些样本；及一个减法器电路，用来区别匹配的实际EPR4的值与理想的EPR4的值，以产生误差信号。
25.根据权利要求24所述的磁盘驱动器，其中，误差发生器电路还包括第三和第四多路复用器装置，用来把误差信号分离成奇数误差信号err-o，和偶数误差信号err-e；和第四和第五寄存器装置，以四分之一的时钟速率计时，用来以宽双相译码数据速率缓冲和产生奇数误差信号err-o和偶数误差信号err-e。
26.一种宽双相检测器，装在一个同步取样数据检测通道之内，该检测器用来检测来自诸伺服扇区的宽双相编码伺服符号，这些伺服扇区嵌在磁存储媒体数据磁道的诸数据扇区之内，该通道与磁存储媒体相联；并且该检测器包括块同步器装置，连接成从数据检测通道接收多位数字样本，用来产生一个构造控制信号，从而把数字样本构成宽双相伺服符号，及一个最高有效位检测器装置，响应最高有效位位置的多位数字样本，和响应构造控制信号，以便把宽双相伺服符号译码成伺服信息符号。
27.根据权利要求26所述的宽双相检测器，其中，最高有效位检测器装置包括用来二次(2s)补码每一个多位数字样本和分析最高有效位位置的装置，从而使零等于一的一个伺服符号值，且一等于零的一个伺服符号值。
28.根据权利要求26所述的宽双相检测器，该检测器还包括连接于块同步器装置和最高有效位检测器装置的反转位装置，用来翻转输入的多位数字样本的极性。
29.一种同步伺服模式检测器，装在一个同步取样数据检测通道中，该检测器用来同步地检测从磁存储媒体的数据磁道的数据扇区内所嵌的伺服扇区读的磁头精位置偏移值，由一个读出传感器使磁存储媒体与该通道联结，伺服扇区包括一个反映和调频伺服脉冲串模式；该检测器包括一个乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个预定周期性角函数，以产生一个乘积；一个加法器，用来累加该乘积，及一个寄存器，用来保持累加的乘积。
30.一种同步伺服模式检测结构，装在一个同步取样数据检测通道中，该结构用来同步地检测，从磁存储媒体数据磁道的数据扇区内所嵌入的伺服扇区读的磁头精确位置偏移值，一个读出传感器使磁存储媒体与该通道联结，伺服扇区包括一个反映和调频伺服脉冲串模式，该模式具有一个第一频率ω1和一个第二频率ω2，该结构包括第一和第二伺服模式检测器，第一检测器用来接收和译码第一频率ω1的伺服脉冲串分量，和第二检测器用来接收和译码第二频率ω2的伺服脉冲串分量；第一和第二检测器有一个都包括一个乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个预定周期性角函数，以产生一个乘积；一个加法器，用来累加该乘积；及一个寄存器，用来把累加的乘积用作一个输出；和还包括比较装置，用来比较第一和第二检测器的输出，以确定磁头精确位置偏移值。
31.一种同步伺服脉冲串检测器，装在一个同步取样数据检测通道之内，该检测器用来同步地检测，从磁存储媒体数据磁道的数据扇区内嵌入的伺服扇区读的磁头精确位置偏置值，一个读出传感器使该通道与磁存储媒体联结，该伺服扇区包括一个反映和调频伺服脉冲串模式；该检测器对径向相位误差是不敏感的，并且包括一个第一检测器部分，该部分包括一个第一乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个第一预定周期性角函数，以产生一个第一乘积，一个第一累加器，用来累加该第一乘积；一个第一寄存器，用来保持累加的第一乘积，及一个第一平方电路，用来周期地平方累加的第一乘积；一个第二检测器部分，该部分包括一个第二乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个第二预定周期性角函数，以产生一个第二乘积，一个第二加法器，用来累加第二乘积，一个第二寄存器，用来保持累加的第二乘积，及一个第二平方电路，用来周期性地平方累加的第二乘积，一个加法电路，用来组合平方的累加第一乘积和平方的累加第二乘积，以产生一个位置误差和；和一个平方根电路，用来得到位置误差和的平方根。
32.一种同步伺服模式检测器结构，装在一个同步取样数据检测通道之内，该结构用来同步地检测从磁存媒体数据磁道的数据扇区内嵌八的伺服扇区读的磁头精确位置偏移值，一个读出传感器使该通道与磁存储媒体联结，伺服扇区包括一个反映和调频伺服脉冲串模式，该模式具有一个第一频率ω1和一个第二频率ω2，该结构包括第一和第二伺服模式检测器，第一和第二伺服模式检测器对径向相位误差是不敏感的；第一伺服模式检测器，用来接收第一频率ω1，并且包括一个第一检测器部分，第一检测器部分包括一个第一乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个第一预定周期性角函数，以产生一个第一乘积，一个第一加法器，用来累加第一乘积，一个第一寄存器，用来保持累加的第一乘积，及一个第一平方电路，用来周期地平方累加的第一乘积；一个第二检测器部分，第二检测器部分包括一个第二乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个第二预定周期性函数，以产生一个第二乘积，一个第二加法器，用来累加第二乘积，一个第二寄存器，用来保持累加的第二乘积，及一个第二平方电路，用来周期地平方累加的第二乘积；一个加法器电路，用来组合平方的累加第一乘积和平方的累加第二乘积，以产生一个位置误差和，和一个平方根电路，用来得到和产生用于ω1频率的位置误差和平方根；第二伺服模式检测器，用来接收第二频率ω2，并且包括一个第一检测器部分，第一检测器部分包括一个第一乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同步样本乘以一个第一预定周期性角函数，以产生一个第一乘积，一个第一加法器，用来累加第一乘积；一个第一寄存器，用来保持累加的第一乘积，及一个第一平方电路，用来周期地平方累加的第一乘积；一个第二检测器部分，第二检测器部分包括一个第二乘法器，用来把伺服脉冲串模式的同部样本乘以一个第二预定周期性角函数；以产生一个第二乘积，一个第二加法器，用来累加第二乘积，一个第二寄存器，用来保持累加的第二乘积，及一个第二平方电路，用来周期地平方累加的第二乘积；一个加法器电路，用来组合平方的累加第一乘积和平方的累加第二乘积，以产生一个位置误差和，和一个平方根电路，用来得到和产生用于ω2频率的位置误差和的平方根；和比较装置，用来比较ω1和ω2频率的平方根，以产生磁头精确位置偏移值。
33.一种数据记录磁盘，带有一种模式的径向隔开磁道、和多个位于数据扇区内的周向隔开的角伺服扇区，还带有预先记录的、用来辨别磁道和扇区位置的伺服磁头定位信息；伺服扇区的每一个都至少带有一个包括伺服符号的辨字段，这些伺服符号按照一种宽双相码编码；其中，诸数据扇区的每一个按照一种最大距离码记录有数据符号，使伺服符号和数据符号可以由一个相对于磁盘航行的数据传感器读出，并且在通过磁盘驱动器的同步取样数据检测通道时可以被检测，磁盘驱动器包括磁盘和传感器。
34.根据权利要求33所述的数据记录磁盘，其中，通道包括一个部分响应的、最大似然率取样数据检测通道。
35.根据权利要求34所述的数据记录磁盘，其中，通道包括一个均衡器装置，用来均衡通道对一个部分响应，IV级的目标(PR4)的响应。
36.根据权利要求34所述的数据记录磁盘，其中，通道包括均衡器装置，用来均衡通道对一个扩展部分响应、IV级的目标(PR4)的响应。
37.根据权利要求33所述的数据记录磁盘，其中，包括宽双相码的磁铁模式是对于二进制零信息值是++--，而对于二进制一信息值是--++；其中，同步取样数据检测通道同步地取样磁铁模式，并且包括一个检测器，用来把样本转换成二进制零信息和二进制一信息。
38.根据权利要求37所述的数据记录磁盘，其中，检测器是一个最高有效位检测器。
全文摘要
一种磁盘驱动器数据存储磁盘限定由诸窄伺服辐划分成数据扇区的记录磁道。一个位于伺服辐之间的数据扇区记录有按照一种具有预定距离的代码和用户数据码速率来编码的用户数据。记录区的每一个伺服辐至少带有一个以宽双相码模式编码的伺服信息字段。该磁盘驱动器还包括:一个同步取样数据检测通道,带有一个由一个伺服控制执行器定位在记录磁道上方的数据传感器磁头;一个前置放大器,用来接收数据传感器磁头根据至少在伺服信息字段中存在的通量变化来磁感应出的电模拟信号;一个数字取样器,用来同步地取样电模拟信号以产生数字样本;及宽双相译码电路,被耦合成从同步取样数据检测通道接收数字样本,以便译码宽双相码模式。
文档编号G11B27/30GK1193436SQ96191565
公开日1998年9月16日 申请日期1996年10月17日 优先权日1995年10月23日
发明者迈克尔·D·莱斯, 阿拉·帕塔波蒂安, 马修·P·维, 理查德·M·埃利希, 凯文·D·费希尔, 詹姆斯·A·亨森, 小威廉·R·艾金 申请人:昆腾公司