[发明专利]时钟发生器和盘驱动器

说明书

本发明涉及时钟发生器和适用于诸如采样伺服型磁盘驱动设备的盘驱动器。

采样伺服型磁盘驱动器根据从时钟图形再生的信号产生时钟信号。时钟信号提供时间信息，用于从磁盘表面检测头位置伺服信息。时钟图形包括在伺服区中，伺服区在磁盘表面的同心记录磁道上分立地且等间距地排列。

对于用于生成时钟信号的锁相环，本发明的申请人先前建议了一种线性组合型相位比较器(日本未决专利No．Hei 6-290545)，它提供时钟图形再生信号采样值的线性组合作为相位比较结果。图16A，16B，16C描绘了所建议的相位比较器的操作原理。图16A表示时钟信号在相位上滞后于时钟图形的情况，图16B表示时钟图形和时钟信号在相位上相匹配的情况，图16C表示时钟信号在相位上超前于时钟图形的情况。

通过将两个值相加得到相位比较器的输出P_k。其中一个值是通过将从在时间t=(k-1)T有效的时钟图形的一个边沿再生的隔离波形的采样值S_k-1乘以一个加权系数C₀得到的；另一个值是通过将在时间t=(k+1)T有效的再生隔离波形的采样值S_k+1乘以一个加权系数C₁得到的。因为从一个时钟图形边沿再生的隔离波形基本对称，C₀=1和C₁=0。

如果再生隔离波形的峰值恰巧和时钟相位一致并且如果在T=KT时有这个峰值，则采样值S_k-1和S_k+1基本一样并且相位比较输出P_k为0(图16B)。如果存在相位差异，再生隔离波形的峰值和时钟相位不一致，则相位比较输出P_k不为0。(图16A和图16C)

除以上两个采样值外，时钟图形的再生隔离波形的更多的采样值可以用于获得相位比较输出。为了进一步改进，申请人还建议了一种最大似然相位比较器(日本未决专利No．Hei 8-69668)，它大致等于时钟图形再生信号的差分波形的采样值的用于线性组合的加权系数，从而获得了相位比较精确级别接近于理论极限。

从时钟图形再生的隔离波形有陡斜率时，采样值的电平相对于相位改变变化显著。这最小化了噪声的不利影响并允许有效地检测到任何相位差。另一方面，时钟图形的差分波形有大的幅度电平，其中再生隔离波形的斜率陡峭。这允许在线性组合的加权系数和时钟图形再生信号的差分波形的采样值基本一样时，精确地获得相位比较输出。

示例地，时钟图形的再生隔离波形的采样值Z_k-8，…Z_k可以如图17所示使用。在这个例子中，时钟图形再生信号的差分波形的采样值C₀…C₈可以用作如图18所描述的加权系数。这里在两个矢量之间计算内部乘积，一个有元素(Z_k-8，…Z_k)，另一个有元素(C₀，…C₈)。这以高精度提供了相位比较输出。

采样伺服型磁盘驱动器典型的每个盘道有200个伺服区。这样一个增强的伺服采样频率允许盘驱动器以高精度定位其头。产生的高轨道密度提供了大的存储容量。

但是在数据记录中，从数据记录到伺服数据再生的延长的切换时间会增加磁盘上的无用区。这将恶化介质表面的有效利用使大存储容量的益处有折扣。例如，假定每个盘道有200个伺服区，伺服采样频率大约是15KHZ，切换时间是1-3μs。在这种情况下，可用磁盘表面的2％-5％将成为无用区。切换时间是内部电路状态(例如磁头温度变化和头放大器状态改变)稳定和在每一次记录／再生切换之后再生信号波形的DC电平稳定所需的时间。

即使对于申请人先前建议的线性组合类相位比较器或最大似然相位比较器也存在降低介质表面使用率的不利之处，以实现用时钟信号的精确的磁头位置检测。

因此本发明的一个目的是提供一个时钟发生器和盘驱动器，从而在相位方面阻止了将被比较的信号的DC波动对相位比较产生的不利影响。