JPH02246060A

JPH02246060A - 磁気ディスクのサーボ信号復調回路

Info

Publication number: JPH02246060A
Application number: JP6387989A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ueno; 上野　隆久
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-01
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JP2728098B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御をディジタルサ
ーボ制御を用いて行う磁気ディスクのサーボ信号復調回
路に関し、磁気ディスクのサーボ信号復調回路において再生サーボ
信号を直接ディジタル変換して制御ヘッドの位置決め精
度を向上させることを目的とし、磁気ディスク装置の制
御ヘッドからの再生サーボ信号の各パルスを多段階のス
ライスレベルにより所定のディジタル値に変換する比較
回路と、比較回路（１）の出力を一時的に保持するラッ
チ回路と、ラッチ回路の出力を２進コードに変換するコ
ード変換回路と、コード変換回路の出力を時分割で種類
別に一時的に記憶する複数のレジスタ回路と、複数のレ
ジスタ回路に記憶されたデータから制御ヘッドの制御用
のトラック境界検出信号と位置信号とを演算するディジ
タル演算回路とを設けて磁気ディスクのサーボ信号復調
回路を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気ディスクのサーボ信号復調回路に関し、特
に、磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御をディジタ
ルサーボを用いて行う磁気ディスクのサーボ信号復調回
路に関する。

近年、ヘッド制御技術の発達により、高速演算処理プロ
セッタを用いたディジタル制御技術の採用が顕著になっ
てきている。そして、従来のアナログ回路による位置情
報復調手段に代わる磁気ディスク装置のディジタル制御
に適した位置情報復調手段が要求されている。磁気ディ
スク装置には一般にデータヘッドによりデータの書込と
続出が行なわれるデータディスクと、制御ヘッドにより
サーボ信号の続出のみが行われる制御ディスクとがあり
、データディスク上のトラックと制御ディスク上のトラ
ックは対応していると共に、データヘッドと制御ヘッド
のトラック上の位置が同じになっている。そして制御ヘ
ッドの位置決めを行うことによりデータヘッドの読書ト
ラックが制御される。

制御ヘッド上のトラックには何番トラックという情報は
なく、所定トラックに記録されたスタートポイントから
のトラック数をカウントすることによってトラック番号
が管理される。従って、制御ディスクではトラック境界
検出パルスを作ることが重要になる。

第６図はこの制御ディスクの所定トラックに書かれたサ
ーボ信号の磁化反転パターンを示すものである。復調さ
れている位置信号には非線形部があるので、サーボ信号
には位相のずれた２つの位置信号が出るようにされ（二
位相サーボ信号）、それぞれの線形性の良い部分のみを
切り出して使用するようになっている。このために、制
御ディスク上のトラックには間隔Ｔ、が短い２個の同期
信号検出パターン５ＹＮＣと５ＹＮＣとの間に、Ａ、　
　Ｂ。

Ｃ，Ｄで示す間＠Ｔ２の４種類の位置信号検出パターン
が形成され、これらがトラック情報として周方向及び半
径方向に繰り返し記録されている。

そして、これらのサーボ信号を検出し、位置情報を復調
することにより制御ヘッドの位置決めが行われるが、磁
気ディスク装置の位置決め制御のディジタル処理化が進
むにつれて、よりディジタル制御に適した位置情報の復
調手段が要求されている。

〔従来の技術〕

第５図は従来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路の構
成を示すものである。制御ヘッド（図示せず）から再生
されたヘッド再生信号（サーボ信号）はプリアンプ５１
で増幅され、ＡＧＣ回路５２を通ってピークホールド回
路５３にてピークホールドされる。一方、ＡＧＣ回路５
２の出力はＰＬＬ回路５４にも入力されており、このＰ
ＬＬ回路５４はデータ書込クロックを生成する。

また、同期信号から各位置パルスを認識するためにゲー
ト信号を作らなければならないので、ＰＬＬ回路５４で
作られたクロック信号はゲート作成回路５５にも入力さ
れている。ゲート作成回路５５はＰＬＬ回路５４で作ら
れたクロックを５ＹＮＣを基準にカウントしながら、あ
るカウント値でゲート信号Ａ−Ｄを作り、この同期信号
により同期が正確にかかる。そして、この同期信号とそ
の次のサーボパターンの同期信号との間隔でサーボ信号
Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄはピークホールド回路５３にホールドされるので
、その間に演算増幅器５６．５７のＡ−ＢとＣ−Ｄの演
算が行なわれて信号ＮとＱが作られ、これがインバータ
で反転されて信号σ、夏が作られ、これらは選択回路５
９に人力される。演算増幅器５８はサーボ信号Ａ、、　
Ｂ、　Ｃ，Ｄを全て加算してＡＧＣ制御信号を作り、こ
れをＡＧＣ回路５２にフィードバックする。これはサー
ボ信号Ａ、　　Ｂ、　Ｃ，Ｄを全て加算した値を基準に
して信号Ａ−Ｄを規格化できるからである。

更に、演算増幅器５６．５７の出力は加減算処理回路６
０を介して比較回路６１に入力され、セレクト信号とな
って選択回路５９に入力される。この選択回路５９はセ
レクト信号を基にして信号Ｎ、　　Ｑの線形部分を取り
出すと共に、進行方向に対する極性も揃えている。選択
回路５９の出力はＡ／Ｄ変換器５３でディジタル信号に
変換されてディジタル・シグナル・プロセッサ（以後Ｄ
ＳＰという〉　による制御回路６４に入力される。また
、比較回路６１からはトラック境界検出パルスＴＸＰ　
も出力され、このトラック境界検出パルスＴＸＰはカウ
ンタ回路６２に入力されて制御ヘッドの現在の移動トラ
ック数が検出される。制御ヘッドのトラック位置情報も
ＤＳＰによる演算処理回路６４に入力される。ＤＳＰに
よる演算処理回路６４は入力される位置情報にディジタ
ル演算処理を施して制御ヘッドを駆動するボイスコイル
モータ（ＶＣＭ）を駆動する制御値を算出し、Ｄ／Ａ変
換器を介してＶＣＭ駆動信号となって図示しない増幅器
に入力される。

第７図は第５図の各部の動作波形を示すものである。演
算増幅器５６．５７で生成される信号Ｎ及び信号Ｑは第
７図（ａ）に示されている。また、加減算処理回路６０
及び比較回路６１で生成される信号が第７図（６）〜（
Ｄに示されている。ここで、信号Ｇは、信号Ｎが信号Ｑ
より大きい時にハイレベルになる信号Ｗと、信号Ｎが信
号−Ｑより大きい時にハイレベルになる信号Ｘとの排他
的論理和の信号である。また、信号Ｈは、信号Ｎが正の
領域にある時にハイレベルになる信号Ｙと、信号Ｑが正
の領域にある時にハイレベルになる信号Ｚとの排他的論
理和の信号である。そして、トラック境界検出パルスＴ
ＸＰはこの信号Ｇと信号Ｈの排他的論理和から作られる
。第７図（ｂ）はセレクト信号により選択回路５９にお
いて取り出される信号Ｎ、　　Ｑの線形部分を示してお
り、第７図（Ｃ）はこの信号Ｎ、　　Ｑの線形部分を進
行方向に対して極性を一致させたものである。

以上のような従来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路
では、Ａ／Ｄ変換器６３によってディジタル化されるま
では信号はアナログ状態である。つまり、従来の磁気デ
ィスクのサーボ信号復調回路では位置情報復調をアナロ
グ回路に依存して生成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、位置パルスをピークホールドし、その出力を
演算増幅器等により加減算して位置信号を生成し、これ
をＡ／Ｄ変換したり、アナログコンパレータにより比較
処理してトラック境界位置検出パルスＴＸＰを生成する
従来の回路はアナログ素子が多く、回路素子によるばら
つき、オフセットが制御ヘッドの位置決め精度を低下さ
せたり、これらの微調整が必要となる。

そこで、サーボ信号のピークホールド値を直接Ａ／Ｄ変
換してＤＳＰで処理してトラック境界位置検出パルスＴ
ＸＰを生成する回路も提案されているが、サーボ信号の
ピークホールド値を直接Ａ／Ｄ変換してＤＳＰで処理し
てトラック境界検出パルスＴＸＰを生成する場合は、ト
ラック境界検出パルスＴＸＰの生成に高速性が要求され
るため、１個のディジタルシグナルプロセッサＤＳＰを
１０ステップ程度のプログラムで専有して使用すること
が必要になり、ＶＣＭ制御用にや別途ＤＳＰが必要とな
り、経済的に不利になるという問題がある。

本発明は前記従来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路
の有する問題点を解消し、再生サーボ信号をアナログコ
ンパレータにより直接ディジタル処理することにより、
アナログ素子のばらつきやオフセットにより制御ヘッド
の位置決め精度の低下を防止することができる、或いは
回路の微調整を必要としない磁気ディスクのサーボ信号
復調回路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〕

前記目的を達成する本発明の磁気ディスクのサーボ信号
復調回路の構成が第１図に示される。本発明の磁気ディ
スクのサーボ信号復調回路は、磁気ディスク装置の制御
ヘッドからの再生サーボ信号の各パルスを多段階のスラ
イスレベルにより所定のディジタル値に変換する比較回
路１と、比較回路１の出力を一時的に保持するラッチ回
路２と、ラッチ回路２の出力を２進コードに変換するコ
ード変換、回路３と、コード変換回路３の出力を時分割
で種類別に一時的に記憶する複数のレジスタ回路４と、
複数のレジスタ回路４に記憶されたデータから制御ヘッ
ドの制御用のトラック境界検出信号と位置信号とを演算
するディジタル演算回路５とを備えて構成されることを
特徴としている。

〔作用〕

本発明の磁気ディスクのサーボ信号復調回路によれば、
制御ヘッドから再生されたサーボ信号は多数のスライス
レベルを備えたアナログコンパレータに入力され、この
アナログコンパレータでスライスレベルに応じたディジ
タル値に変換される。

このディジタル値はコード変換回路によって２進数のデ
ータに変換され、以後はこの２進数のデータを基にして
加減算、比較処理、選択処理が行われてトラック境界位
置検出パルスが生成される。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
が、従来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路と同じ部
分については同じ符号を付して説明する。

第２図は本発明の磁気ディスクのサーボ信号復調回路の
一実施例の構成を示すものである。制御ヘッド（図示せ
ず）から再生されたヘッド再生信号（サーボ信号）は従
来回路同様にプリアンプ５１で増幅され、ＡＧＣ回路５
２を通って本発明の復調回路２０に入力される。また、
従来回路同様にＡＧＣ回路５２の出力はデータ書込クロ
ックを生成するＰＬＬ回路５４にも入力されており、こ
のＰＬＬ回路５４で作られるクロックはゲート信号作成
回路５５に入力されている。この実施例ではゲート作成
回路５５は後述するセット、リセット信号を作ってこれ
を復調回路２０のパルスピークＡ／Ｄ変換器２１に入力
する。

復調回路２０は、入力されるアナログ信号のパルスのピ
ーク値を直接ディジタル信号に変換するパルスピークＡ
／Ｄ変換器２１、パルスピークＡ／Ｄ変換器２１から出
力されるディジタル信号の加算、。

減算を行う加減算処理回路２２、加減算処理回路２２に
よって演算された信号の比較を行う比較回路２３、及び
加減算処理回路２２によって演算された信号Ｎ。

Ｑが入力される選択回路２４とから構成される。パルス
ピークＡ／Ｄ変換器２１からは前述のＡ、Ｂ。

Ｃ，Ｄの各パターンのピーク値を示す４種類の信号Ａ、
　Ｂ、　Ｃ，Ｄが出力され、加減算処理回路２２はこの
４種類の信号Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄの加算、減算により、
ＡＧＣ制御信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）と信号Ｎ　（＝Ａ−
Ｂ）及び信号Ｑ　（＝Ｃ−Ｄ）を演算して出力する。ま
た、比較回路２３は加減算処理回路２２の出力を比較し
、選択回路２４にセレクト信号を出力すると共に、トラ
ック境界検出パルスＴＸＰを出力する。また、選択回路
２４は比較回路２３からのセレクト信号により、制御ヘ
ッドの位置信号を出力する。トラック境界検出パルスＴ
ＸＰ及び位置信号とからカウンタ回路６２及びＤＳＰに
よる制御回路６４にて制御ヘッド駆動信号を作る動作は
従来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路と全く同じで
ある。

この選択回路２４の出力はディジタル値であるのでその
ままＤＳＰによる制御回路６４に入力される。

また、比較回路２３からのトラック境界検出パルスＴＸ
Ｐは従来と同じカウンタ回路６２に入力され、制御ヘッ
ドの現在の移動トラック数がカウントされてこの値が制
御ヘッドのトラック位置情報としてＤＳＰによる制御回
路６４に入力される。ＤＳＰによる制御回路６４は人力
される２つの信号により制御ヘッド駆動信号、即ち、制
御ヘッドを駆動するＶＣＭ　（ボイスコイルモータ）を
駆動する信号を生成し、この信号が図示しないＤ／Ａ変
換器を介して増幅回路に入力される。更に、加減算処理
回路２２から出力されるＡ＋Ｂ＋Ｃ＋ＤのＡＧＣ制御信
号はディジタル値であるので、Ｄ／Ａ変換器２５でアナ
ログ値に戻されてＡＧＣ回路５２にフィードバックされ
る。

第３図は第２図のパルスピークＡ／Ｄ変換器２１の内部
構成の一例を示すものである。サーボ信号はまずフラッ
シュ型Ａ／Ｄ変換器で用いられる構成のコンパレータ３
１に人力される。このコンパレータ３１にはＮ個の比較
器３１．〜３１％があり、サーボ信号はこれら比較器３
１．〜３１％の全ての非反転入力に入力され、これら比
較器３１．〜３１、の反転入力には電源ＶｍａｘとＶｍ
ｉｎとの間に直列に接続されたＮ＋１個のラダー抵抗Ｒ
１〜ＲＮ＋１により与えられるＮ段階のスレショルドレ
ベルが設定されている。従って、コンパレータ３１にサ
ーボ信号のあるパルスが入力されると、スレショルドレ
ベルがそのピーク値よりも低い比較器３１ｉ（１≦ｉ≦
Ｎ）からは出力パルスが得られる。

コンパレータ３１の出力はＮ本あり、これらはフリップ
フロップ回路３２にあるＮ個のＲＳフリップフロップ３
２．〜３２．のセット人力Ｓにそれぞれ接続されている
。フリップフロップ３２、〜３２．のリセット人力Ｒに
はゲート信号作成回路５５からのリセット信号が入力さ
れるが、このリセット信号は各パルス毎に出力されるリ
セット信号をＯＲ回路３３を介して取り込んだものであ
る。従って、コンパレータ３１の出力はリセット信号が
入力されるまで、フリップフロップ回路３２にて一旦ラ
ッチされる。そして、ラッチされたフリップフロップ回
路３２のＮ本の出力はコード変換回路３４に入力される
。

このコード変換回路はＮ種類の人力信号をＭビットの２
進数のコードに変換して出力するものである。例えば、
Ｍ＝８であるとすると、入力される信号の種類は最大２
５５通りであり、コンパレータ３１及びフリップフロッ
プ回路３２にはそれぞれ２５５個ずつの比較器及びフリ
ップフロップとがあることになる。

コード変換回路３４にはＡレジスタ３５Ａ　−Ｄレジス
タ３５０の４個のレジスタが接続しており、各レジスタ
３５Ａ〜３５０にはそれぞれＭ個のＤフリップフロップ
３５、〜３５．４がある。コード変換回路３４のＭ本の
出力はそれぞれＭ個のフリップフロップ３５゜〜３５）
ＩのＤ端子に入力される。そして、各レジスタ３５Ａ〜
３５０のＤフリップフロップ３５．〜３５．４　の各Ｃ
Ｋ端子にはゲート信号作成回路５５からのセットＡ信号
〜セッ）Ｄ信号がそれぞれ入力される。よって、サーボ
信号がトラックに記録されたパターンＡからのものであ
る時はそのピーク値が８ビツトの２進数の形でＡレジス
タ３５Ａからラッチされて出力され、同様に、サーボ信
号がトラックに記録されたパターンＢ、Ｃ，Ｄからのも
のである時はそのピーク値が８ピツトの２進数の形でＢ
レジスタ３５Ｂ−Ｄレジスタ３５Ｄからラッチされ出力
される。

第４図は第３図のパルスピークＡ／Ｄ変換器２１の動作
を示す波形図である。

第６図に示したような制御ディスクのサーボパターンが
制御ヘッドにより再生されると、第４図（ａ）のような
再生）言号（位置パルス）が２位相サーボ信号としてパ
ルスピークＡ／Ｄ変換器２１のコンパレータ３１に入力
される。ここで、同期信号５ＹＮＣはデータ書込クロッ
クを生成するためのＰＬＬ回路の同期用のパルスである
。また、この同期信号５ＹＮＣのタイミングとＰＬＬ回
路５４のクロックにより、ゲート信号作成回路５５にお
いて生成され、パルスピークＡ／Ｄ変換器２１に入力さ
れるセットへ信号〜セッ）Ｄ信号は第４図ら）〜（ｅ）
に示すような波形であり、ＯＲ回路３３に入力されるリ
セットＡ信号〜リセッ）Ｄ信号は第４図（ｆ）〜（ｉ）
に示すような波形である。

コンパレータ３１に成る再生信号が入力されると、この
再生信号は全ての比較器３１．〜３１、の非反転入力に
加えられ、第４図（」）、父に示すように再生信号のピ
ーク値がスレショルドレベルを超えた比較器のみからだ
け、第４図（ｎ）に示すようなパルスが出力される。各
比較器３１．〜３１つの出力は対応するフリップフロッ
プ３２１〜３２．Ｉ　に入力されるが、再生信号のピー
ク値がスレショルドレベルヲ超工た比較器に接続するフ
リップフロップのみがセットされ、その出力端子Ｑから
は第４図（０）に示すようなパルスが出力される。なお
、フリップフロップ回路３２への第４図（ホ）に示すリ
セット信号は、第４図（１）に示すセット信号の立ち下
がりに対応しており、第４図（０）に示すようにこのリ
セット信号によりフリップフロップ回路３２の各フリッ
プフロップ３２１〜３２．Ｉはコンパレータ出力がセッ
ト端子Ｓに入力される前にリセットされる。

そして、コード変換回路３４の出力は第４図（ロ）に示
すようになり、このコード変換回路３４の出力は各レジ
スタに入力されるセット信号の立ち上がりでレジスタに
記憶され、第４図（４）に示すような出力となり、各位
置パルスのピーク値がレジスタから出力される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、再生サーボ信号
をアナログコンパレータにより直接ディジタル処理する
ことにより、アナログ素子のばらつきやオフセットによ
り制御ヘッドの位置決め精度の低下を防止することがで
き、ヘッド位置決め精度が向上する、或いは回路の微調
整を省略出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ディスクのサーボ信号復調回路の
原理構成図、第２図は本発明の磁気ディスクのサーボ信
号復調回路の一実施例の構成図、第３図は第２図のパル
スピークＡ／Ｄ変換器の具体的な構成例を示す図、第４
図は第２図の回路の動作を説明する波形図、第５図は従
来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路の構成図、第６
図は制御ディスクへのサーボ信号の記録方法を説明する
図、第７図は従来の磁気ディスクのサーボ信号復調回路
の動作を説明する波形図である。１・・・比較回路、２・・・ラッチ回路、３・・・コー
ド変換回路、４・・・レジスタ回路、５・・・ディジタ
ル演算回路、２１・・・パルスピークＡ／Ｄ変換器、２
２・・・加減算処理回路、２３−・・比較回路、２４・
・・選択回路、３１・・・コンパレータ、３２・・・フ
リップフロラフ回路、３４・・・コード変換回路、３５
Ａ〜３５Ｄ・・・レジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】磁気ディスク装置の制御ヘッドからの再生サーボ信号の
各パルスを多段階のスライスレベルにより所定のディジ
タル値に変換する比較回路（１）と、比較回路（１）の
出力を一時的に保持するラッチ回路（２）と、ラッチ回路（２）の出力を２進コードに変換するコード
変換回路（３）と、コード変換回路（３）の複数種の出力を時分割で種類別
に一時的に記憶する複数のレジスタ回路（４）と、複数
のレジスタ回路（４）に記憶されたデータから制御ヘッ
ドの制御用のトラック境界検出信号と位置信号とを演算
するディジタル演算回路（５）と、を備えていることを
特徴とする磁気ディスクのサーボ信号復調回路。