[发明专利]采用多模式传感电路用于多个头部传感器元件的数据存储设备

说明书

本发明题为“采用多模式传感电路用于多个头部传感器元件的数据存储设备”。本发明公开了一种数据存储设备，该数据存储设备包括头部，该头部在盘上致动，其中头部包括第一传感器元件和第二传感器元件。当配置成第一单端模式时，将偏置信号施加到所述第一传感器元件，以基于所述第一传感器元件的响应生成第一单端输出信号，并且当配置成第二单端模式时，将所述偏置信号施加到所述第二传感器元件，以基于所述第一传感器元件的响应生成第二单端输出信号。当配置成差分模式时，将偏置信号同时施加到第一传感器元件和第二传感器元件，以基于第一传感器元件和第二传感器元件的响应生成差分输出信号。

背景技术

数据存储设备诸如盘驱动器包括盘和头部，该头部连接到致动器臂的远侧端部，该致动器臂通过音圈马达(VCM)围绕枢轴旋转，以将头部径向定位在盘上。该盘包括多个径向隔开的同心轨道，其用于记录用户数据扇区和伺服扇区。伺服扇区包括头部定位信息(例如，轨道地址)，该头部定位信息由头部读取并由伺服控制系统处理，以在致动器臂从磁道到磁道的搜索时控制它。

通常通过调制感应线圈中的写入电流将数据写入盘，以在称为饱和记录的过程中将磁转换记录到盘表面上。在回读期间，磁转变由读取元件(例如，磁阻元件)感测，并且所得到的读取信号由合适的读取通道解调。热辅助磁记录(HAMR)和微波辅助磁记录(MAMR)是最近的发展，通过在写入操作期间加热盘表面来提高写入数据的质量，以降低磁介质的矫顽磁力，从而使写入线圈生成的磁场能够更容易磁化盘表面。

由于盘以高速旋转，因此在头部与盘之间形成了空气轴承。由于写入/读取信号的质量取决于头部的飞行高度，因此传统头部(例如，磁阻头部)可包括用于控制飞行高度的致动器。可以采用任何合适的动态飞行高度(DFH)致动器，诸如通过热膨胀控制飞行高度的加热器，或压电(PZT)致动器。飞行高度也可能受到头部的其他扩展部件的影响，诸如当近场换能器(NFT)朝向盘突出同时用激光器(HAMR)加热盘时。因此，期望确定适当DFH设置(例如，施加到加热器的适当电流)，其在写入和读取操作期间实现头部的目标飞行高度。为此，可以将触地传感器集成到头部中以确定使得头部的部件(例如，NFT)接触盘表面的DFH设置。

图1A示出了现有技术的盘驱动器，其包括头部2和控制电路6，该头部具有集成的触地传感器4，该控制电路包括差分放大器8，该差分放大器被配置为感测触地传感器4上的电压变化。触地传感器4通过两条引线耦接到控制电路6，每条引线连接到触地传感器4的相应端。控制电压10被施加到触地传感器4的一端，以便使传感器偏置，使得其在线性范围内操作。触地传感器4可以是热敏电阻，其具有随着飞行高度的减小而变化和/或当头部接触盘表面时的电阻。所得的电阻变化被转换为差分放大器8输出的单端输出12的电压。

图1B示出了现有技术的控制电路6，其用于生成表示触地传感器4的响应的单端输出12。控制电路6包括共栅差分放大器，其具有与共栅串联的偏置电压14，该通用栅极在触地传感器4上生成相应的偏置电压。电流源16₁和16₂偏置共栅差分放大器的每个支路，以抵消来自偏置电压14的偏置电流的影响，从而实现单端差分输出12的零参考点(即，静止状态)。控制电压18偏置晶体管20₁和20₂的栅极，以设置Rsense 14相对于接地电位的电压。控制电压18耦接到差分放大器的正端子侧(+)，但是在其他实施方案中，它可以耦接到负端子侧(-)，或者作为放大器输入的共模电压。

图1B中所示的控制电路6的小信号响应可以描述为：

V_输出＝V_输入*G1

其中gm为晶体管的电导系数。

附图说明

图1A示出了头部的现有技术配置，其包括触地传感器和用于生成表示触地传感器的响应的单端输出的控制电路。

图1B示出了现有技术的控制电路，其包括共栅差分放大器，用于生成表示触地传感器的响应的单端输出。