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JP2641946B2 - 磁気ディスク装置のサーボ制御装置 - Google Patents

磁気ディスク装置のサーボ制御装置

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Publication number
JP2641946B2
JP2641946B2 JP23716889A JP23716889A JP2641946B2 JP 2641946 B2 JP2641946 B2 JP 2641946B2 JP 23716889 A JP23716889 A JP 23716889A JP 23716889 A JP23716889 A JP 23716889A JP 2641946 B2 JP2641946 B2 JP 2641946B2
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JP
Japan
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signal
position signal
servo
head
phase
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JP23716889A
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JPH03102685A (ja
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雅雄 常川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、磁気ディスクの専用サーボ面の位置情報を
読み取り位置信号を出力するヘッドと、上記位置信号を
利得を制御して増幅するAGC増幅部と、AGC増幅部を介し
た位置信号から位相のずれた二相位置信号を出力するサ
ーボ信号復調部と、該二相位置信号を読み取りサーボ制
御信号を出力する二相位置信号読取部と、サーボ制御信
号に基づいてヘッドの位置決めを行なうサーボ制御部と
を備えた磁気ディスク装置のサーボ制御装置に関し、 サーボ信号復調回路が出力する二相位置信号の振幅の
検出値を一定にして、正確且勝つ高速なシーク動作を行
なうことを目的とし、 上記二相位置信号読取部が読み取った二相位置信号か
らこの二つの信号の振幅の絶対値が一致するときの振幅
値を検出し、これが予め設定した基準値に等しくなるよ
うに上記AGC増幅部の利得を制御するAGC利得制御部を設
けたことにある。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁気ディスク装置のサーボ制御装置に係
り、特に、磁気ディスクの専用サーボ面の位置情報を読
み取り位置信号を出力するヘッドと、上記位置信号を利
得を制御して増幅するAGC増幅部と、AGC増幅部を介した
位置信号から位相のずれた二相位置信号を出力するサー
ボ信号復調部と、該二相位置信号を読み取りサーボ制御
信号を出力する二相位置信号読取部と、サーボ制御信号
に基づいてヘッドの位置決めを行なうサーボ制御部とを
備えた磁気ディスク装置のサーボ制御装置に関する。
近年、中央処理装置等のデータ処理装置等において
は、データの高速に処理するものが現われてきている。
そのため、磁気ディスク装置においても高速なデータの
読み出し及び書き込みが要求されており、より正確且つ
高速なシーク動作可能な磁気ディスク装置のサーボ制御
装置が望まれている。
〔従来の技術〕
従来の磁気ディスク装置のサーボ制御装置として、第
5図に示すものがある。
従来の磁気ディスク装置のサーボ制御装置において
は、第6図に示すように位置情報としてシリンダ(CY)
毎に磁化パターンを変えて磁化された磁気ディスクの専
用サーボ面上を、サーボヘッド12が、シリンダとは垂直
方向に移動してシリンダの位置情報を読み取り位置信号
を出力していた。この位置信号は、ヘッドアンプ13で増
幅されて第7図に示すような波形で出力されていた。
サーボ信号復調回路15では、ヘッドアンプ13から出力
された第7図に示す位置信号から、第8図に示すように
1/4周期だけ位相のずれた二相位置信号、即ちポジショ
ンN信号(POS N)とポジションQ信号(POS Q)とを出
力していた。ポジションN信号は、第7図に示す位置信
号の位置Aの振幅(Ah)から位置Bの振幅(Bh)を引い
た値、即ち、 Ah−Bh=POS N とする。同様に、ポジションQ信号は、同図に示す位置
信号の位置Cの振幅(Ch)から位置Dの振幅(Dh)を引
いた値、即ち、 Ch−Dh=POS Q とする。尚、位置信号は、位置Aの振幅(Ah)と位置B
の振幅(Bh)との和が、Cの振幅(Ch)と位置Dの振幅
(Dh)との和と常に等しくなるようになっている。
一例として、第8図に各シリンダのポジションN信号
とポジションQ信号とを示す。まず、シリンダ0(CY
O)の位置では、 POS N=0,POS Q=−h (ただし、各位置A,B,C,Dの最大振幅をhとする) となる。また、シリンダ1(CY 1)の位置では、 POS N=h,POS Q=0 となる。更に、シリンダ2(CY 2)の位置では、 POS N=0,POS Q=h となり、第8図に示すようにヘッドの移動方向とは逆方
向にポジションN信号のほうがポジションQ信号より1/
4周期だけ位相が進むことになる。
そして、AGCアンプ14は、ヘッドアンプ13から出力さ
れた位置信号の位置Aの振幅(Ah)、位置Bの振幅(B
h)、位置Cの振幅(Ch)、及び位置Dの振幅(Dh)と
の和を予め定めた所定値kと等しい状態、即ち、 Ah+Bh+Ch+Dh=k にして、サーボ信号復調回路15が上記二相位置信号を出
力できるように、ヘッドアンプ13からの位置信号を増幅
し利得を制御している。
そして、マイクロプロセッサ17では、ADコンバータ16
を介してサーボ信号復調回路15が出力した二相位置信号
を受け、ポジションN信号及びポジションQ信号の値
と、そのピーク点をカウントした値とからサーボヘッド
12の位置を検出する一方、ポジションN信号或はポジシ
ョンQ信号の振幅値の時間変化によりヘッド移動の速度
を検出して得た位置あるいは速度から計算してヘッドモ
ータ11に駆動すべき電流値を指示する電流制御信号を、
DAコンバータ(DAC)18を介してパワーアンプ19に対し
て送出していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来の磁気ディスク装置のサーボ制御装置
のAGCアンプ14では、ヘッドアンプ13から出力された位
置信号の各位置A,B,C,Dにおける振幅の和が、予め抵抗
分割や固定抵抗等により設定した所定値kと等しくなる
ように利得を制御して、サーボ信号復調回路15が出力す
る二相位置信号をADコンバータ(ADC)16に入力させて
いた。
このため、その抵抗分割回路自体の特性のバラツキ、
温度による回路特性の変化、経時変化等の影響により上
記所定値kに誤差が生じ、その値が変った場合には、AG
Cアンプ14がその誤差を含む正確でない所定値kと等し
くなるように利得を制御するので、サーボ信号復調回路
15が出力するポジションN信号及びポジションQ信号の
値も変動して誤差を生じ、さらにADコンバータ16の入力
ゲインの誤差による検出誤差も加わり、マイクロプロセ
ッサ17がヘッドモータ11に対して正確な電流制御信号を
送出できなくなる虞れがあった。また、マイクロプロセ
ッサ17は、速度検出をポジションN信号或はポジション
E信号の時間比較により行なっていたので速度検出にも
誤差が生じ正確な電流制御信号を送出できず、正確且つ
高速なヘッドのシーク動作ができない虞れがあるという
問題があった。
そこで本発明は、抵抗分割回路自体の特性のバラツ
キ、温度による回路特性の変化、経時変化、ADコンバー
タ16の入力ゲイン誤差等の影響があっても、サーボ信号
復調回路が出力する二相位置信号の振幅の検出値を一定
にし、正確且つ高速なシーク動作を行なうことのできる
磁気ディスク装置のサーボ制御装置を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明にあって、上記課題を解決するための手段は、
第1図に示すように、磁気ディスクの専用サーボ面の位
置情報を読み取り位置信号を出力するヘッド1と、上記
位置信号を利得を制御して増幅するAGC増幅部2と、AGC
増幅部2を介した位置信号により位相のずれた二相位置
信号を出力するサーボ信号復調部3と、該二相位置信号
を読み取りサーボ制御信号を出力する二相位置信号読取
部4と、サーボ制御信号に基づいてヘッド1の位置決め
を行なうサーボ制御部5とを備えた磁気ディスク装置の
サーボ制御装置において、上記二相位置信号読取部4が
読み取った二相位置信号からこの二つの信号の振幅の絶
対値が一致するときの振幅値を検出し、これが予め設定
した基準値に等しくなるように上記AGC増幅部2の利得
を制御するAGC利得制御部6を設けたことにある。
〔作用〕
本発明の作用を第1図に基づいて説明すると、まず、
ヘッド1が磁気ディスクの専用サーボ面の位置情報を読
み取り位置信号を出力する。AGC増幅部2はこの位置信
号の利得を制御して増幅する。そして、サーボ信号復調
部3はAGC増幅部2を介した位置信号により位相のずれ
た二相位置信号を出力する。この二相位置信号は二相位
置信号読取部4に入力しそこで読み取られて、サーボ制
御部5の操作量を制御するサーボ制御信号を出力させ
る。そして、このサーボ制御信号に基づいてはサーボ制
御部5がヘッド1の位置決めを行なう。
その際に、AGC利得制御部6は、上記サーボ信号復調
部4が読み取った二相位置信号からこの二つの信号の振
幅の絶対値が一致するときの振幅値を検出し、これが予
め設定した基準値に等しくなるように上記AGC増幅部2
の利得を制御する。
このため、AGC増幅部2の利得は補正されて二相位置
信号読取部4から出力される二相位置信号の検出値も一
定となり、サーボ制御部5によりヘッド1の位置決めを
正確に行なうことができる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る磁気ディスク装置のサーボ制御装
置の実施例について第2図を参照して説明する。
同図において、31は回転してヘッドを移動させるヘッ
ドモータ、32は第6図に示すようにシリンダ(CY)毎に
位置情報として磁化パターンを変えて磁化された磁気デ
ィスクの専用サーボ面上を、シリンダとは垂直方向に移
動して、シリンダの位置情報を読み取り位置信号を出力
するサーボヘッド、33はサーボヘッド32から出力された
位置信号を第7図に示すように増幅するヘッドアンプ、
34はヘッドアンプ33から出力される信号の利得を従来例
で示したように制御するAGCアンプ、35はAGCアンプ34を
介してヘッドアンプ33が出力した位置信号から1/4周期
だけ位相のずれた二相位置信号、即ちポジションN信号
(POS N)とポジションQ信号(POS Q)信号とを出力す
るサーボ信号復調回路である。
また、36は上記二相位置信号をアナログディジタル変
換するA/Dコンバータ(ADC)、37はADコンバータ36を介
した上記二相位置信号に基づいて、ポジションN信号及
びポジションQ信号の値とその周期点をカウントした値
とからサーボヘッド12の位置を検出する一方、ポジショ
ンN信号或はポジションQ信号の振幅値の時間比較によ
りヘッド移動の速度を検出し、ヘッドの位置制御及び速
度制御のためにヘッドモータ31に流すべき電流を指示す
る電流制御信号を当該ヘッドモータ31に対し送出してサ
ーボヘッド32のシーク動作を制御するマイクロプロセッ
サ(MPU)、38はマイクロプロセッサ37からの電流制御
信号をディジタルアナログ変換するD/Aコンバータ(DA
C)、39は電流制御信号に基づいてヘッドモータ33を駆
動させる電流を出力するパワーアンプ、40はヘッドモー
タ31に供給される電流の値をA/Dコンバータ36を介して
マイクロプロセッサ37にフィードバックして、ヘッドモ
ータ31の制御を安定化させる電流検出回路である。以上
の装置は従来のものと同一のものである。
更に、本実施例は、電源投入時と動作中に適宜、キャ
リブレーションシーク、即ち低速度でヘッドモータを駆
動し、マイクロプロセッサ37が二相位置信号を検出し、
2つの信号の振幅の絶対値が一致するときの振幅値を複
数(本実施例の場合、例えば100回とする)検出し、そ
の平均を求め、これが予め設定した基準値lに等しくな
るようにD/Aコンバータ42を介してAGCアンプ34に対し利
得制御信号を送出するAGC利得制御部41を有する。2つ
の信号の振幅の絶対値が一致するときの振幅値とは、第
4図に示すような、振幅a1とb1の値のことである。
次に、本実施例の作用を第3図に示すフローチャート
を参照して説明する。
まず、磁気ディスクが回転している時に、マイクロプ
ロセッサ37は、磁気ディスクの駆動装置に対して位置制
御信号及び速度制御信号を出力し、その指令内容に基づ
いてヘッドモータ31を回転させる(ST1)。
その際、マイクロプロセッサ37は、二相位置信号の振
幅の絶対値が等しくなるときにその振幅値を検出するサ
ンプル回数の全サンプル回数を100回に設定しておく(S
T2)。
ヘッドモータ31が回転すると、サーボヘッド32は、第
6図に示すような回転する磁気ディスクの専用サーボ面
上を移動して磁化パターンである位置情報を検出して、
第7図に示すような位置信号を出力する。この位置信号
はヘッドアンプ33及びAGCアンプ34を介してサーボ復調
回路35に入力し、そこでポジションN信号とポジション
Q信号とからなる二相位置信号に変換して出力される。
位置信号から二相位置信号の変換方法は従来例で示した
ものと同一である。そして、ポジションN信号とポジシ
ョンQ信号とはマイクロプロセッサ37で同時に検出され
る(ST3)。
そして、AGC利得制御部41では、マイクロプロセッサ3
7で検出するポジションN信号の読み取り値(Ni)の絶
対値|Ni|と、ポジションQ信号の読み取り値(Qi)の絶
対値|Qi|とが等しくなった時に、その絶対値|Ni|或は|Q
i|を検出する(ST4)。
そして、AGC利得制御部41は、その絶対値|Ni|或は|Qi
|を検出したら、サンプル回数をJとして、そのJに1
づつ加算していくと共に、絶対値が等しい時の振幅の積
算値をKとして、そのKに|Ni|或は|Qi|を加算してい
く。尚、一方、サンプル回数J及び積算値Kは共に初期
値を0とする(ST5)。
そして、全サンプル回数を100回と決めているので、
サンプル回数が100回になったか否かを判断して(ST
6)、サンプル回数が100回に達していなければ、マイク
ロプロセッサ37でポジションN信号とポジションQ信号
とを検出するところから、サンプル回数の比較までを繰
り返す(ST3〜6)。
一方、サンプル回数が100回に達したなら、AGC利得制
御部41は、上記積算値K、即ち|Ni|と|Qi|とが等しい時
のその|Ni|或は|Qi|を100回分の合計値をサンプル回数
である100で割り平均AVEを求める(ST7)。
そして、AGC利得制御部41は、予め決めておいた基準
値lとその平均値AVEとの比(C)を求める(ST8)。
そして、基準値lとその平均値AVEとの比(C)が1
に、つまり基準値lとその平均値AVEとが等しくなるよ
うにAGCアンプ34の利得を制御する利得制御信号をAGCア
ンプ34に対して送出する(ST8)。
このため、AGCアンプ34では、その利得を予め設定し
ておいた基準値lと、上記絶対値|Ni|と上記絶対値|Qi|
とが等しくなった時のその絶対値|Ni|或は|Qi|の平均値
AVEとが等しくなるように制御される。
従って、本実施例によれば、AGCアンプ34の利得の制
御を抵抗分割或いは固定抵抗により予め設定した安定値
kと等しくするのではなく、AGC利得制御部41が、サー
ボ信号復調回路35から出力される二相位置信号を検出
し、予め設定しておいた基準値との誤差を求めて補正量
をAGCアンプ34にフィードバックさせて、AGCアンプ34
に、二相位置信号読取部で検出する信号のゲインがその
基準値と常に等しくなるように利得を制御させているの
で、その抵抗分割回路自体の特性のバラツキ、温度によ
る回路特性の変化、経時変化、ADCの入力ゲイン誤差等
の影響がなくなり、サーボ信号復調回路35から常に振幅
を一定とした安定した二相位置信号を出力できる。その
結果、マイクロプロセッサ37が、常にヘッドモータ11に
対して正確な制御信号を送出でき、正確且つ高速でより
信頼度の高いヘッドのシーク動作を行なうことができ、
最終的にアクセスタイムを短縮することができる。
また、本実施例では、ヘッド及びディスクの特性のバ
ラツキにより二相位置信号の波形の形状が変わることが
ある。このような場合には、二相位置信号であるポジシ
ョンN、及びポジションQ信号のうち振幅の小さい方の
信号を用いて、実際の位置検出を行うため、二つの信号
の振幅の絶対値が等しくなる位置の振幅の検出値を一定
にするほうが、ピーク点の振幅の検出値を一定にした場
合より正確な位置信号を得ることができる。
尚、本実施例では、ポジションN信号とポジションQ
信号との交点で振幅を検出して補正していたが、本発明
では、二相位置信号の波形の形状が大きく変わらない条
件下ではそれ以外の場所で二相位置信号の振幅を検出し
て補正を行ってもよい。また、本発明では本実施例で示
したサンプル回数は例示したものであって、本発明では
それに限定されるものではない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、AGC利得制御
部が、サーボ信号復調部から出力される二相位置信号を
検出して、予め設定しておいた基準値との誤差を求めて
補正量をフィードバックさせ、常に二相位置信号の振幅
の検出値が等しくなるようにAGC増幅部の位置信号の利
得を制御しているので、二相位置信号読取部は安定した
二相位置信号を読み取ることができる。その結果、常に
サーボ制御部に正確なサーボ制御信号が入力するので、
正確且つ高速でより信頼度の高いヘッドのシーク動作を
行なうことができ、最終的にアクセスタイムを短縮する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図を示す図、第2図は本発明に係
る磁気ディスク装置のサーボ制御装置の実施例を示す
図、第3図は利得制御信号を求めるまでの本実施例の作
用を示すフローチャート、第4図は本実施例で振幅の絶
対値が等しい位置を示す図、第5図は従来例を示す図、
第6図は磁気ディスク上のシリンダの状態を示す図、第
7図はヘッドが出力する位置信号を示す図、第8図は二
相位置信号を示す図である。 1……ヘッド 2……AGC増幅部 3……サーボ信号復調部 4……二相位置信号読取部 5……サーボ制御部 6……AGC利得制御部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気ディスク上の位置情報を読み取り位置
    信号を出力するヘッドと、 この位置信号の利得を制御して増幅するAGC増幅部と、 AGC増幅部を介した位置信号により位相のずれた二相位
    置信号を出力するサーボ信号復調部と、 該二相位置信号を読み取りサーボ制御信号を出力する二
    相位置信号読取部と、 サーボ制御信号に基づいてヘッドの位置決めを行なうサ
    ーボ制御部とを備えた磁気ディスク装置のサーボ制御装
    置において、 上記二相位置信号読取部が読み取った二相位置信号から
    この二つの信号の振幅の絶対値が一致するときの振幅値
    を検出し、これが予め設定した基準値に等しくなるよう
    に上記AGC増幅部の利得を制御するAGC利得制御部を設け
    たことを特徴とする磁気ディスク装置のサーボ制御装
    置。
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