[发明专利]在磁盘驱动器中的反复伺服偏离误差的补偿

说明书

发明领域

本发明一般涉及磁盘驱动器装置的领域，尤其涉及(但不限于)对磁盘驱动器磁盘上的伺服信息位置的反复偏离(runout)误差的补偿。

发明背景

磁盘驱动器使得现代计算机系统的用户能够以迅速和有效的方式存储和检索大量的数据。一个典型的磁盘驱动器容纳了多个(诸如五至十个)圆形的磁盘，这些磁盘沿轴向对准，并且由主轴电动机使它们以恒定的高速(诸如每分钟10,000转)旋转。当磁盘旋转时，操作机构组件使一组读/写磁头在磁盘表面移动，从在磁盘表面上确定的磁道存储和检索数据。

为了控制磁头相对于磁道的位置，一般使用闭环数字伺服系统。伺服系统根据在制造磁盘驱动器写至磁盘的伺服信息产生指出磁头位置的位置误差信号(PES)。响应于检测得的位置，伺服系统输出电流至操作机构电动机(诸如音圈电动机，或VCM)，用该操作机构电动机来转动操作机构组件(因而磁头)，使其横越磁盘表面。

在磁盘驱动器制造业中有接连不断的提供新一代磁盘驱动器产品趋势，这些产品的数据存储容量更大，而数据传输速率也更快。由于可用于记录数据的磁盘表面区域的大小保持大体上恒定(或者当磁盘驱动器成为要变小的因素时甚至减小)，为了增大数据容量，继续不断地在区域记录密度方面作显著的改进，其做法之一是增加能在每条磁道上记录的比特数，其做法之二是增加在每个磁盘上的磁道数。

用于确定磁道的伺服信息是在磁盘驱动器制造期间用高度精密的伺服磁道写入器写入的。虽然希望磁道是同心的，但由于有诸如轴承公差、主轴谐振、磁盘不对准等等不可控制的因素，故有在伺服信息位置中引入误差的情况。于是，每条磁道一般不是理想同心的，而是呈现了某些随机的、反复的变化，有时把它称之为反复偏离，或RRO。RRO于是作为PES的误差成份出现。

虽然RRO先前对于伺服系统的工作影响很小，但当达到较高的磁道密度时，RRO具有不断增加的负面影响。特别，RRO能够最终导致可达到的磁道密度的上限，因为RRO打破了对可以用的磁道不对准的估计并且减小了伺服系统能够提供稳定的伺服控制的范围。

已经揭示了消除主要的正弦RRO成分的方法，诸如由1995年3月28日授予Supino的第5,402,280号美国专利和1995年4月4日授予Painter的第5,404,253号美国专利所揭示的方法。这些和其他的方法一般包括使用正弦表以产生具有选出的幅值和频率的正弦校正信号，将该信号加至PES，用以消除主要的正弦RRO成分。

然而，这些和其他的现有技术不足以补偿PES中的基本上是随机的、非正弦(或复杂正弦)的RRO。因此需要一种改进的方法来补偿磁盘驱动器的磁盘上的伺服信息的位置的随机改变。

发明概要

本发明的目的在于揭示用于在磁盘驱动器中补偿反复的伺服偏离误差的设备和方法。

按照较佳的实施例，磁盘驱动器包括磁盘，在其上，把伺服信息安排成确定磁盘上的磁道的多个伺服字段。靠近磁盘设置操作机构组件，该组件包括存取伺服字段的磁头和使磁头相对于磁盘移动的操作机构电动机(音圈电动机，或VCM)。

响应于伺服信息，伺服电路通过施加电流至操作机构电动机来控制磁头的径向位置。由磁盘上的伺服字段的径向位置的误差造成的反复的伺服偏离误差由伺服电路通过使用补偿值来补偿，这些补偿值存储在伺服字段的补偿字段中。

当磁头跟踪一条选出的磁道时，通过测量施加至操作机构电动机的电流来确定补偿值，对电路测量样本的序列作两次积分来确定电流的第二次积分，并且使用电流的第二次积分来确定补偿值。

通过阅读下面的详细描述以及研究附图，将使这些和其他种种特征以及表示本发明特征的优点更加明显。

附图概述

图1提供了按照本发明的较佳实施例构造的磁盘驱动器的顶视平面图。

图2是图1的磁盘驱动器的功能方框图。

图3提供了磁盘驱动器的磁盘的一部分上的多个伺服楔的图解，说明了伺服信息存储在磁盘上的方式。

图4示出磁盘上的磁道的一部分，示出确定磁道的伺服字段以及在其内存储用户数据的用户数据部分。

图5示出图4的伺服字段之一，它包括用于存储补偿值的补偿字段(COMP)，该补偿值用来减小与伺服字段的径向位置相关联的误差。

图6提供磁盘驱动器的伺服电路的操作的概念图。

图7提供COMPENSATON VALUE(补偿值)例行程序，该例行程序说明了由磁盘驱动器进行的步骤，用以得出存储在磁盘驱动器的伺服字段的补偿字段中的补偿值，该例行程序表示由伺服电路的数字信号处理器使用的编程。