产生位置误差信号的方法、写入数据轨道的方法及测试磁头的方法和设备技术

本发明专利技术揭示一种产生位置误差信号的方法，该方法对与磁盘（１）的数据轨道有关的读／写磁头的所希望的径向位置产生位置误差信号。在该方法中，轨道具有限定用于该轨道（１０１）的多个伺服空位（１０８）的多个伺服脉冲，该伺服空位被定位从而在与该轨道有关的多于四个不同的径向位置上存在伺服空位，伺服空位限定预定轨迹，例如螺旋形，该预定轨迹与该轨道（１０１）具有已知的位置关系，该轨迹穿过该轨道（１０１）的径向区域延伸。以及用于测试读／写磁头的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生位置误差信号的方法、写入数据轨道的方法及测试石兹头的方法和i殳备本专利技术涉及产生位置误差信号的方法、写入数据轨道的方法以及用于测试 》兹头的方法和设备。在各种实施例中，本专利技术一4殳涉及磁头介质测试设备，例如本领域中一般已知作为自旋支架(spin-stands )。在本领域中自旋支架(spin stands)被首先开发作为在研究和开发过程中 使用的工具，以允许磁盘驱动的各种部件的性能被评价和优化，上述各种部件 例如是^兹头、磁盘和通道(channel )。现在也通常在磁盘驱动制造领域使用自 旋支架(spin stand)来在被装配为磁盘驱动部件之前测试每一个生产的读/写 /磁头或/f兹盘。在本领域中公知的典型的测试设备包括马达驱动轴和支持组件，在该马达 驱动轴上安装能够由受到测试的磁头写入和读出的磁盘，该支持组件用于支持 受测试的磁头并且当旋转时在磁盘之上飞行(flying)磁头。该测试设备还 包括允许磁头被设置在磁盘上的布置。该布置通常包括用于将磁头定位在磁盘 的表面上的任意位置的粗定位装置，例如X-Y定位阶段(stage )。粗定位装置用于通常在磁盘上的测试轨道的区域中对磁头定位。通常也设 置细定位装置(例如压电元件制动器或类似的微型制动器)以进行磁头的细定 位。细定位装置用于在轨道的中央寻找并定位磁头，然后以小的增量从轨道中 央轻微推动(microjog)磁头。当进行测试时，首先将磁头定位在轨道的中央，然后使用细定位装置在轨 道上或跨越轨道在各种径向位置上定位磁头。将测试数据写入轨道，随后以磁 头的各种径向偏移量由磁头读取测试数据。通常，必须在每一个偏移量上经过 磁盘的多次旋转进行该读取以抵制噪声。这样，可以进行一系列测试，包括例 如所谓的比特误差率(BER)测试(bathbub)、轨道挤压、轨道中线、读/写偏 移等。通常，细定位装置具有高精确的内部传感器以确定在输入到细定位装置的所希望的位置(所谓的指示的位置)和由细定位装置达到的实际位置之间 的误差。该误差项可以被反馈到用于细定位装置的控制环以减少或消除任何误 差并获取更精确的定位。然而，尽管细定位装置具有该反馈控制，但是还存在 系统无法直接地确定上述在所希望的或指示的^f兹头偏移量和实际磁头偏移量 之间引入的一些误差。这表示在与轨道中央相关的各种偏移量上的磁头的定位 实际是开环。在实践中，这是不希望的，因为来自各种源特别是来自热漂移的 噪声能够影响系统，使细位置传感器的内部传感器无法看到该误差并且因 此该系统无法补偿该误差，从而导致在荻取希望的偏移量和保持希望的偏移量 两者中都有误差。为了解决该问题，在现有技术中已经提出了使用磁盘上的伺服轨道以允许 要确定的磁盘上的磁头的完全定位。在该方案中，测试轨道包括两种类型的数据。第一套数据是伺服脉冲(servo burst)的形式，其通常以被分成扇区的伺 月l轨道的形式被布置。如在现有技术中公知的，这些有效的伺服脉沖限定了在 磁盘上测试轨道的位置，并且这些有效的伺服脉冲被磁头使用以根据位置误差 信号(PES)来建立它相对于轨道的磁头的位置。在将^t盘安装到测试设备中 之前，可以将伺服脉冲预写入磁盘。更普遍地，当磁盘首次被安装到测试设备 中时，作为磁盘初始化处理的一部分，可以由磁头写入伺服脉冲。无论怎样写 入伺服轨道，很可能相同的伺服轨道随后将用于测试多个磁头(通常好几百或 好几千个^f兹头)。第二套数据是测试数据，其与被分成扇区的伺服轨道的伺服脉沖一起被交 叉写入。由设备中被测试的每一个磁头重新写入并读取该数据以允许各个^兹头 的读/写性能被测量。最后将从伺服脉冲获取的PES反馈到伺服控制器，并使用该PES以减少 在磁头的指示位置中的任何误差(例如归因于热漂移的误差)。例如，US-B-6023145和US-B-6538838 二者都一般的公开了在磁头介质测 试设备中使用该形式的伺服方案的配置。在这些方案中，伺服轨道的布置和来自伺服轨道的位置误差信号的产生本 质上类似于在最终用途中在磁头磁盘装配中磁头定位系统通常的工作方式。然 而，如将要说明的，由于多个原因，该系统不适合用在磁头测试设备中。单，这里示出线性的轨道1，轨道1通常与磁盘同径向并同中心。)伺服脉沖结构2具有公知作为伺服脉冲的四个系列的周期性磁跃迁A-脉沖、B-脉冲、 C-脉沖和D-脉冲(3a、 b、 c、 d)。在伺服结构2内写入每一个伺服脉冲3a、 b、 c、 d以在半个轨道径向间隔重复，并且该每一个伺服脉沖具有相互不同的径 向偏移量。通常，轨道1周围存在大约250个伺服结构2。通常，轨道l周围 的每一个伺服结构2还包括唯一的轨道地址(未示出)，可以将轨道地址数字 地解码以给出伺服结构2的粗位置。当读/写磁头4 (附图说明图1A中所示越过轨道轴线5 )穿过轨道1并越过祠服脉 冲结构2沿圆周流动时，由磁头依此检测每一个伺服脉沖3a、 b、 c、 d,并产 生信号，该信号具有与磁头4径向地与各个脉冲3a、 b、 c、 d重叠的程度成比 例的强度。图1B示出怎样从这四个信号中获取正交幅度调制(QAM)位置误 差信号(PES)。两种迹线(trace)被获取从A和B脉沖3a、 b获取的第一信 号6等于(A-B) / (A+B );从C和D脉沖3c 、 d获取的第二信号7等于(C-D) / ( C+D )。如图1B所示，信号6、 7提供电压参考，该电压参考给出相对于轨道l、 磁头4的径向位置的测量，其在轨道1的每一个象限Q1、 Q2、 Q3、 Q4都是 准线性的。作为解调处理的一部分，被选择的脉沖对3a、 b; 3c、 d是对于磁 头所处的象限给出最线性信号6; 7的脉沖对(即，对于Q1是C和D,对于 Q2是A和B，等等)。从而，无论磁头4处于Q1、 Q2、 Q3、 Q4中哪一个象 限，都对磁头4产生适当的准线性PES。然而，即使在每一个象限Q1、 Q2、 Q3、 Q4中，也将存在某种程度的线性误差，如果没有^f交正这些误差则这些误 差会将一些误差引入系统中。另夕卜，该伺服方案很可能受到增益误差的影响。这是由被测试的磁头的读 取元件的宽度的变化造成的。由于制造公差，读取元件的宽度可以有20%的 变化。当使用不同的磁头检测给定的伺服脉冲时，宽度的这些变化会导致产生 轻微不同的信号并从而导致增益误差。图1B中所示的第一信号的两个迹线6a、 6b相应于图1A中所示的不同宽度4a、 4b的磁头读取元件，并示出增益误差 的影响(用实线和断线分别绘制)。应当理解，存在一些与轨道相关的磁头位置使得该处A-B或C-D,即在 该位置，从A脉冲和B脉冲或C脉冲和D脉冲检测的信号是相同的。在该位 置，磁头的增益和线性不影响从伺服脉冲获取的信号的精确性。A-B或C-D 的位置被称为伺服空位(servo null )，， 8。如从图1B可以看出的，对于每一 个象限Q1、 Q2、 Q3、 Q4,在伺服空位8和在接近伺服空位8的位置，通常 信号是最线性的，并且在离伺服空位8最远的位置，信号是最不线性的。应该注意，其它伺服脉冲布置也是可能的，包括例如宽度调制的伺服脉沖 和相位调制的伺服脉冲。所有的这些都遇到由非线性误差和增益误差引起的相 同的基本问题。由于通常仅需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法对读／写磁头相对于磁盘数据轨道希望的径向位置产生位置误差信号，其中，该轨道具有多个伺服脉冲，多个伺服脉冲用于限定该轨道的多个伺服空位，该多个伺服空位被定位使得在相对于轨道的超过四个不同的径向位置上都存在伺服空位，伺服空位限定预定轨迹，该预定轨迹与该轨道具有已知的位置关系，该轨迹穿过该轨道的径向区域延伸，该方法包括：　（ａ）根据所述已知的位置关系，确定对应与所述磁头相对于轨道的所希望的径向位置的、空位轨迹上的目标空位位置；　（ｂ）使用磁头检测至少一个伺服空位的位置；　（ｃ）从所述至少一个被检测到的伺服空位位置来确定磁头相对于目标空位位置的位置误差；　（ｄ）根据所述位置误差产生位置误差信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-2-10 60/771,879;US 2006-6-29 60/817,0841. 一种方法，该方法对读/写磁头相对于磁盘数据轨道希望的径向位置产生位置误差信号，其中，该轨道具有多个伺服脉冲，多个伺服脉冲用于限定该轨道的多个伺服空位，该多个伺服空位被定位使得在相对于轨道的超过四个不同的径向位置上都存在伺服空位，伺服空位限定预定轨迹，该预定轨迹与该轨道具有已知的位置关系，该轨迹穿过该轨道的径向区域延伸，该方法包括:(a)根据所述已知的位置关系，确定对应与所述磁头相对于轨道的所希望的径向位置的、空位轨迹上的目标空位位置；(b)使用磁头检测至少一个伺服空位的位置；(c)从所述至少一个被检测到的伺服空位位置来确定磁头相对于目标空位位置的位置误差；(d)根据所述位置误差产生位置误差信号。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括检测至少在径向上 最接近vf兹头的伺服空位的位置。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(b)包括检测多个伺服 空位的位置，步骤(c)包括在所述多个空位位置之间进行插值以寻找所述位 置误差，根据所述已知的位置关系计算所述插值。4. 根据权利要求1到3任一项所述的方法，其中，通过磁盘的连续旋转 计算位置误差的平均值以产生位置误差信号。5. 根据权利要求1到4任一项所述的方法，其中，选择磁头的希望的径 向位置以与伺服空位相符合。6. 根据权利要求1到5任一项所述的方法，其中，轨道与磁盘同中心， 多个伺服空位沿圆周间隔并且在每一个圆周位置上具有不同的径向位置。7. 根据权利要求1到6任一项所述的方法，其中，伺服空位在磁盘上均 匀间隔。8. 根据权利要求1到7任一项所述的方法，其中，伺服空位的位置在沿 围绕轨道的单一径向方向上连续延伸。9. 根据权利要求1到8任一项所述的方法，其中，伺服空位的径向位置 随着圆周位置而线性改变。10. 根据权利要求1到9任一项所述的方法，其中，伺服空位的位置限定磁盘上的伺服空位的至少 一个螺旋形的至少 一部分。11. 根据权利要求IO所述的方法，其中，螺旋形的螺距是轨道的宽度。12. 才艮据权利要求1到5任一项所述的方法，其中，伺服空位轨迹与》兹盘 同中心。13. 根据权利要求12所述的方法，其中，轨道限定了正弦波。14. 根据权利要求13所述的方法，其中，正弦波具有等于轨道周长的波长。15. 根据权利要求1到14任一项所述的方法，其中，磁盘初始是空的伺 服脉冲，所述方法包括，在步骤(a)之前，执行对》兹盘写入所述伺服脉冲的 步骤。16. —种测试读/写磁头的方法，该方法包括 将磁头指示到相对于磁盘的轨道所希望的位置；根据权利要求l到15任一项所述的方法，对磁头的实际位置和所希望的 位置之间的差异产生位置误差信号；使用设置的闭环控制器来控制磁头的位置以将位置误差信号实际减少到 实质上为0;以及测试》兹头。17. —种在磁头介质测试设备中使用读/写磁头对磁盘写入数据轨道的方 法，该i兹盘具有多个伺服脉冲，该伺服脉冲限定了多于四个伺服空位，该方法 包括写入所述数据轨道^f吏其与所述多于四个的伺服空位一致，从而伺服空位限 定具有与轨道相关的已知位置关系的预定轨迹，该轨迹越过轨道的径向区域延伸。18. 根据权利要求17所述的方法，其中，轨道与磁盘同中心，多个伺服 空位沿圆周间隔并且在每一个圆周位置上具有不同的径向位置。19. 根据权利要求17或18所述的方法，其中，伺服空位的位置在沿围绕 轨道的单一径向方向上连续延伸。20. 根据权利要求17到19任一项所述的方法，其中，伺服空位的径向位 置随着圆周位置而线性改变。21. 根据权利要求17到20任一项所述的方法，其中，伺服空位的位置限 定磁盘上的伺服空位的至少一个螺旋形的至少一部分。22. 根据权利要求17所述的方法，其中，伺服空位轨迹与磁盘同中心。23. 根据权利要求22所述的方法，其中，轨道限定了正弦波。24. 根据权利要求17到23任一项所述的方法，其中，磁盘初始是空的伺 服脉沖，所述方法包括，在写入数据轨道的步骤之前，执行对,兹盘写入所述祠 服脉冲的步骤。25. —种用于测试读/写磁头的设备，该设备包括磁盘，其具有轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔阿兰迈尔斯，
申请(专利权)人：齐拉泰克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]