用于復原磁阻頭的熱響應(yīng)信號的方法和設(shè)備的制作方法

專利名稱：用于復原磁阻頭的熱響應(yīng)信號的方法和設(shè)備的制作方法
本申請案為中國專利申請?zhí)?6117906.6的申請案的分案申請。
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，更具體地說，涉及用于復原磁阻(MR)頭中所感應(yīng)信號的熱分量的方法和設(shè)備。
通常的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括一個用于以磁形式存儲數(shù)據(jù)的磁介質(zhì)和一個用于分別向和從介質(zhì)寫和讀磁數(shù)據(jù)的傳感器。例如，一個盤存儲設(shè)備包括一個或更多個同軸地安裝在軸電機轂上的數(shù)據(jù)存儲盤。軸電機以數(shù)量級為每分數(shù)千轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動盤。數(shù)字信息通常以磁轉(zhuǎn)變的形式存儲于一系列同心而間隔的道上，這些道組成可磁化的硬實的數(shù)據(jù)存儲盤的表面。這些道通常劃分為眾多扇區(qū)，每個扇區(qū)包括若干信息域，例如包括用于存儲數(shù)據(jù)的、存儲扇區(qū)標識的和存儲同步信息的域。
傳動器組件通常包括眾多向外伸展的臂，帶有一個或更多個安裝在撓性懸架上的傳感器和滑塊體?；瑝K體通常設(shè)計成一個空氣動力抬升體，當軸電機轉(zhuǎn)速增加時它將傳感器頭抬離盤面并由于高速盤轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的氣浮軸承使頭懸浮于盤上方。通常數(shù)量級為50-100納米(nm)的頭與盤面間的距離一般稱為頭盤間距。
將數(shù)據(jù)寫至數(shù)據(jù)存儲盤上的操作通常是通過傳感器組件的寫元件傳送一個電流以產(chǎn)生將盤面特定位置磁化的磁通線。自特定盤位置讀數(shù)據(jù)的操作通常由傳感器組件的讀元件完成，它檢測自盤的磁化處輻射的磁場或磁通線。當讀元件經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的盤面上方時，讀元件與盤面磁化處之間的交互作用的結(jié)果是在讀元件中產(chǎn)生通常稱為回讀信號的電信號。
常規(guī)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)通常采用閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)以將讀/寫傳感器定位于數(shù)據(jù)存儲盤上的特定存儲位置。在正常數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)操作中，通常使用伺服傳感器在盤上跟隨特定道(道跟隨)和尋找特定道和數(shù)據(jù)扇區(qū)位置(尋道)，以讀取信息，該伺服傳感器通常安裝在讀/寫傳感器附近或作為另一方案與傳感器的讀元件裝在一起。
根據(jù)已知伺服技術(shù)，埋嵌的伺服模式信息通常沿著自盤中心向外伸展的段寫至盤上。因此埋嵌的伺服模式在每道的數(shù)據(jù)存儲扇區(qū)之間形成。注意到伺服扇區(qū)通常包含常稱為伺服脈沖串模式的數(shù)據(jù)模式，當將數(shù)據(jù)讀自和寫至盤上特定數(shù)據(jù)扇區(qū)時它用于在道的中心線上維持讀/寫傳感器的最佳對準。伺服信息也可以包括用于標識傳感器位置的扇區(qū)和道的標識代碼。
在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)制造工業(yè)中，當前集中不少精力于將MR元件用作讀傳感器。雖然通常包括一個MR讀元件和一個薄膜寫元件的MR頭看來能比常規(guī)薄膜頭及類似元件提供若干優(yōu)點，但熟悉技術(shù)的人知道，由于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)當前沒有能力適應(yīng)MR頭的若干不好的特性，因此MR頭提供的優(yōu)點不能全部實現(xiàn)。
尤其是，MR元件傳感器在通常代表存放于磁存儲盤上的數(shù)據(jù)或伺服信息的檢測到的磁信號中引進失真。磁信號的失真由很多因素造成，包括MR元件中內(nèi)在的若干個不好特性和當做入MR傳感器組件中時MR元件的特定配置和定向。作為例子，已知通常的MR元件在MR元件寬度方向上表現(xiàn)出讀靈敏度的波動，這已被證實為具有不同嚴重性的伺服控制誤差的影響因素。決定于由MR元件引入的磁信號失真的幅值，例如，伺服扇區(qū)信息可能會被讀錯或成為不可讀，其結(jié)果是可能中斷或丟失伺服控制或在有些情況下造成盤上所存數(shù)據(jù)的無法檢索的損失。
相當數(shù)量的工業(yè)注意力和資源已經(jīng)用于并將繼續(xù)用于尋找答案以減小或消除與失真的磁回讀信號相關(guān)的有害影響。迄今為止，由MR傳感器獲取的回讀信號中的這種失真只被整體地看作不好的噪音，而未全面研究MR元件對其運行環(huán)境中所遇到的不同影響所作出的響應(yīng)。因而也就沒有找到一個能消除或明顯地減小由MR元件引入的磁信號失真的滿意答案。
數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)制造集團迫切地需要一種設(shè)備和方法用于消除在MR元件中感應(yīng)的磁回讀信號的不好的失真。同時還需要提供這種設(shè)備和方法，既適合于裝入現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，同時也能做入新的系統(tǒng)設(shè)計中。本發(fā)明是針對這些和其它需要的。
本發(fā)明是一種使用磁阻(MR)元件自磁存儲介質(zhì)讀取信息信號的設(shè)備和方法，它改變信號以使代表MR元件的熱響應(yīng)的信號的熱分量衰變，并變動此改變的信號以產(chǎn)生能基本上代表自存儲介質(zhì)讀取的信息信號的熱分量的復原的熱信號。
在MR元件中感應(yīng)的信息信號自MR元件送至具有高通濾波特性的臂電子(AE)電路或模塊。AE模塊傳送熱分量內(nèi)容以外的信息信號的內(nèi)容，因而使信息信號的熱分量衰變。一個倒置濾波器自AE模塊接收高通濾波的信息信號并產(chǎn)生一個基本上代表信息信號的熱分量的復原的熱信號。最好由無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器實現(xiàn)的倒置濾波器具有的響應(yīng)基本上是AE模塊的有效高通濾波器的響應(yīng)的倒數(shù)。復原的熱信號可用于檢測盤面缺陷和外形變動，并可用于其它系統(tǒng)的和診斷目的，包括盤面缺陷特性研究、誤差糾正和預測故障分析。
根據(jù)一個實施例，一個信號相加裝置連至AE模塊和倒置濾波器以便自倒置濾波器接收復原的熱信號和自AE模塊接收組合信號。使用MR元件自存儲介質(zhì)讀取的組合信號包括一個熱分量和一個磁分量。信號相加裝置自組合信號中減去復原的熱信號以產(chǎn)生復原的磁信號，從而基本上消除組合信號的熱分量，否則它將使組合信號失真或調(diào)制。在倒置濾波器的一個輸出端提供復原的熱信號及在信號相加裝置的一個輸出端提供復原的磁信號。


圖1是用于自在MR頭中感應(yīng)的回讀信號中提取熱信號和磁信號的設(shè)備的框圖；圖2是其上殼蓋移去后的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的頂視圖；圖3是闡述用于獲取和利用回讀信號的熱信號分量的方法的流程圖；圖4顯示在MR頭中感應(yīng)的回讀信號，它顯示了失真的D.C.基線；圖5顯示圖4的回讀信號，它顯示在由信號分離/復原模塊處理后的復原的D.C.基線；圖6顯示自在特定道處在MR元件中感應(yīng)的回讀信號中提取的熱信號及在AC擦除磁信息后自同一道處獲取的回讀信號；圖7是一個顯示數(shù)據(jù)存儲盤的不同表面缺陷和特征的夸大側(cè)視圖及MR元件對這種缺陷和特征的熱響應(yīng)和磁間距響應(yīng)；
圖8顯示標明頭盤接觸事件的回讀信號；圖9是用于自在MR元件中感應(yīng)的回讀信號中提取熱信號和磁信號和用于復原磁信號的D.C.基線的信號分離/復原模塊的框圖；圖10是用于復原磁回讀信號的D.C.基線的信號分離/復原模塊的框圖；圖11是用于選擇性地傳送回讀信號至信號分離/復原模塊的系統(tǒng)的框圖；圖12闡述在信號分離/復原模塊中使用的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的幅值和相位響應(yīng)；圖13(a)、13(b)和13(c)分別闡述在MR頭中感應(yīng)的回讀信號，回讀信號的復原的磁信號分量和回讀信號的未復原的磁信號分量；圖14闡述在信號分離/復原模塊中使用的窗口FIR濾波器的幅值和相位響應(yīng)；圖15顯示典型AE模塊的高通濾波特性的幅值和相位響應(yīng)；圖16和17分別顯示典型AE模塊的高通濾波特性與倒置濾波器的幅值和相位響應(yīng)的比較，該倒置濾波器的傳遞函數(shù)是AE模塊的有效高通濾波器的傳遞函數(shù)的倒數(shù)。
圖18是代表圖16和17的倒置濾波器的信號流通圖；圖19(a)-19(c)顯示盤面三個不同處理點的凹點在信號分離/復原模塊中造成的波形；圖20顯示在檢測到盤面缺陷時磁的和熱的頭盤間距信號間的緊密對應(yīng)；圖21是另一個采用無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器的信號分離/復原模塊的實施例的框圖；圖22顯示在頭盤接觸事件中的磁的和熱的間距信號；圖23是缺陷分類電路的框圖；圖24是一個使用回讀信號的熱信號的誤差糾正過程的流程圖。
現(xiàn)參照附圖，具體地參照圖1，圖1闡述了一個用于自磁存儲介質(zhì)讀取具有磁信號分量和熱信號分量的信息信號和用于將熱的和磁的信號分量自信息信號中分離出來的設(shè)備70。對磁信號進行處理以自磁信號中去除熱信號分量的影響。通常由AE模塊74衰變的熱信號由信號分離/復原模塊76復原。這兩個獨立的磁的和熱的信號即可用于改善數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的運行、性能和可靠性。
圖1中所顯示的磁阻(MR)元件72十分靠近數(shù)據(jù)存儲盤24的表面。由MR元件72自盤24讀取的信息此處一般稱為回讀信號。MR元件72中產(chǎn)生的回讀信號通常由臂電子(AE)模塊放大。AE模塊74通常具有高通濾波特性，這將使回讀信號的熱信號分量的相位和幅值失真。此熱信號分量的失真很大程度上決定于所使用的具體AE模塊74的頻率和相位響應(yīng)。信號分離/復原模塊76包括一個倒置濾波器，其響應(yīng)基本上為AE模塊74的有效高通濾波器的響應(yīng)的倒數(shù)。自AE模塊74接收的高通濾波的回讀信號通過倒置濾波器后即產(chǎn)生復原的熱信號。
如AE模塊74輸出端的曲線所示，模擬回讀信號60包含一個相對地高頻的磁信號分量61a，顯示出由于存在著低頻調(diào)制信號分量而失真的D.C.基線。熟悉技術(shù)的人知道調(diào)制的回讀信號60，或更具體地說，回讀信號60的調(diào)制的磁信號分量61a長久以來被認為是一些數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)故障的一個根源，包括伺服控制誤差和不精確，降低數(shù)據(jù)存儲和檢索的可靠性以及在有些情況下不可檢索地丟失數(shù)據(jù)。
如前面在本發(fā)明背景一節(jié)所述的，相當數(shù)量的工業(yè)注意力和資源曾用于全面了解不好的回讀信號基線調(diào)制的本質(zhì)和根源。如下面將更詳細地討論的，本發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)回讀信號60是一個包括獨立的磁的和熱的信號分量的組合信號，同時回讀信號中的低頻調(diào)制實際上是回讀信號60的獨立熱信息信號分量。另如下面也將詳細地討論的，本發(fā)明者已經(jīng)進一步確定，不好的回讀信號60調(diào)制可以消除或顯著地減少幅值，從而提供一個代表數(shù)據(jù)或伺服信息的基本上純凈的磁信號。
重要的是回讀信號的一直困擾的熱信號分量(通常在這里稱為熱信號)還包括可自回讀信號60中提取的信息內(nèi)容，它可用于不同的熟悉技術(shù)的人以前所不知道的有用目的。例如，熱信號63可用于伺服控制以提供可靠的道跟隨和尋道操作，而不必應(yīng)用根據(jù)常規(guī)伺服控制方法通常使用的磁信號61a。已經(jīng)進一步確定熱信號63所包含的信息能用于確定MR元件72的相對于盤面24的飛越高度，其精確度可至1納米的數(shù)量級，它還可用于一系列其它目的，例如包括盤面分析和外形繪圖，盤缺陷檢測和篩選，糾錯和預測故障分析(PFA)。
圖1中所闡述的設(shè)備可裝入并成為新一代的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的設(shè)計的一部分，此新一代系統(tǒng)開發(fā)出一個復原的、非調(diào)制的磁回讀信號61和一個獨立的復原的熱信號63的實用性，圖1中的設(shè)備也可裝入現(xiàn)有的使用標準MR頭的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中作為改型工作的一部分。一般而言，如圖2中所闡述的，一個采用MR傳感器的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)20通常包括一個或更多個繞軸電機26旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)存儲硬盤24。一個傳動器組件10通常包括眾多交叉安放的傳動器臂11和懸架12，每個懸架支撐一個或更多個用于向和自數(shù)據(jù)存儲盤24寫和讀信息的MR頭傳感器72。
傳動器組件10包括一個與永磁組件16共同工作的線圈組件14，用于對由控制器18產(chǎn)生的控制信號作出響應(yīng)，作為傳動器音圈電機22進行操作?？刂破?8協(xié)調(diào)向和自數(shù)據(jù)存儲盤24傳送數(shù)據(jù)，并與傳動器音圈電機22一起工作，當向和自盤24寫和讀數(shù)據(jù)時將傳動器臂/懸架11/12和MR傳感器72移至預定道28和扇區(qū)25位置。
為了對自回讀信號中分離出熱的和磁的信號分量的一般過程和若干個用于開發(fā)復原的熱信息信號的實用性的有用用途提供了解，參照圖3，它以流程圖形式闡述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于獲取和利用回讀信號的熱信號分量的方法。在步30處由MR元件72自磁存儲盤讀取信息，在MR元件72中感應(yīng)一個回讀信號，該信號看上去帶有失真或調(diào)制，但實際上包含了一個磁信號分量和一個熱信號分量。應(yīng)該注意，當沒有向盤寫任何磁信息時磁信號分量的幅值可能為零。然而，由于以前不了解的現(xiàn)象，熱信號分量總是存在的，而這些不了解的現(xiàn)象現(xiàn)已被本發(fā)明者所理解，特性描述和利用。在步32處自回讀信號中分離或提取出熱信號分量，并使用此處描述類型的倒置濾波器將它恢復。在步32處所分離的回讀信號的磁信號分量通常包括一個D.C.基線調(diào)制，后者使磁信號分量的幅值失真。
在步34處消除磁信號中的基線調(diào)制，從而復原了磁信號的基線。如在判斷步36處確定自回讀信號中提取的復原的熱信號將供伺服控制使用，則在步38處將復原的熱信號傳送至伺服控制并相應(yīng)地進行處理。如磁信號將供伺服控制使用，則在步40處將復原的磁信號傳送至伺服控制。如在判斷步42處確定希望完成頭飛越高度程序，則在步44處將復原的熱信號傳送至估算飛越高度處理器。如在判斷步46處確定希望完成盤面分析或篩選，則在步48處將復原的熱信號傳送至盤面分析處理器。此外，如在判斷步50處確定復原的熱信號需用于完成誤差糾正或預測故障分析(PFA)，則在步52處將復原的熱信號傳送至誤差糾正處理器。
現(xiàn)參照圖4和5，圖中分別闡述一個失真的回讀信號和一個由圖1中所示的信號分離/復原模塊76所復原的非失真回讀信號。所有低頻失真(調(diào)制)，不論由熱的頭盤間距操作或來自AE模塊74的不希望有的濾波或兩者所造成，都可由信號分離/復原模塊76補償。為便于闡述，假定回讀信號60是一個自數(shù)據(jù)存儲盤24上的伺服扇區(qū)中讀取的信號。在此例中，伺服扇區(qū)回讀信號包含一系列信息域，即一個寫糾錯域62、一個同步域64、一個葛萊碼域66和一個脈沖串模式域68?？梢灾栏鹑R碼域66通常包括扇區(qū)和柱面標識域。
在圖4中可看出伺服控制回讀信號的基線是嚴重地失真的，在葛萊碼域66內(nèi)尤其如此?？勺⒁獾脚c葛萊碼域66相關(guān)的低頻失真不是由熱頭盤間距的改變所造成，而是由AE模塊74的高通濾波特點所造成。葛萊碼域66通常是檢測到的幅值，當存在幅值失真時它提供給扇區(qū)和柱面的信息難于可靠地得到譯釋。決定于失真幅值的大小，這種幅值失真又會經(jīng)常引入不同嚴重程度的伺服控制誤差?？勺⒁獾阶詳?shù)據(jù)扇區(qū)中獲取的回讀信號60中的這種幅值失真與伺服扇區(qū)回讀信號相反，會類似地引入檢測和譯釋誤差，從而導致軟或硬的讀取誤差。下面的情況并非不尋常盤24表面上格式化的扇區(qū)中多至15％-20％顯示出類似于圖4中闡述的相當水平的回讀信號失真。
如前所討論的，在此以前熟悉技術(shù)的人對不好的回讀信號60調(diào)制的根源有錯誤理解，誤以為是MR元件72的噪音或MR元件不穩(wěn)定性或運行故障的其它根源所造成。然而，本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)回讀信號失真可能另外由于存在著一個獨立的回讀信號的熱信號分量，它對磁信號分量61a進行調(diào)制，從而使回讀信號60具有時變基線。信號分離/復原模塊76對回讀信號60進行處理以復原如圖5中所示的回讀信號基線，同時在提供復原的熱信號63之外，提供一個基本上純凈的不受熱信號分量干擾的磁信號61b。
磁信號與熱信號之間的獨立性由圖6中所示波形所闡述。圖6(a)中所示波形代表使用MR頭和配置為低通濾波器的數(shù)字濾波器自磁回讀信號中提取的熱信號。在獲取圖6(a)所示波形之后，產(chǎn)生該波形所在的道經(jīng)受了磁AC擦除。同一MR頭移至被擦除道的同一位置以獲取圖6(b)中所示波形。可以看出圖6(a)中所示提取的熱信號與圖6(b)中所示自被擦除道獲得的回讀信號基本相同。圖6中提供的兩個波形證實回讀信號中存在著兩個同時讀取的熱的和磁的信號以及這些信號是獨立的和可分離的。
回讀信號可由它的兩個獨立和可分離的分量所表示這一事實揭示了以前不知道的、使用MR頭獲取的回讀信號中可用的信息內(nèi)容。尤其是可自熱信號中獲得有關(guān)盤面的信息。圖7中闡述了靠近數(shù)據(jù)存儲磁盤24的表面24a的MR滑塊67和MR72的夸大側(cè)視圖。盤面24a具有一個在顯微鏡級別上的變化的外形。如闡述的那樣，盤面24a可包括不同表面缺陷，例如凹點122、凸起124、或一段沒有磁性材料的表面部分126。應(yīng)該理解，例如槽、凹點、和凸起這樣的表面特征可能是有目的地做在盤面24a上以便在盤面24a上將信息編碼。
如圖7所闡述，MR元件72的熱響應(yīng)電壓電平119作為MR元件72與盤面24a之間的間距的函數(shù)而變化，該間距以參數(shù)Y表示。MR元件72的電阻變化導致磁回讀信號的變化。更具體地說，典型MR元件是一個對磁場存在敏感的電阻器，它的元件正、負引線電氣上接至一個電流源。通過引線對MR元件加上一個偏移電流。在正常操作中，盤面24a上的磁場轉(zhuǎn)變影響MR元件72的電阻，產(chǎn)生MR元件72兩端的電壓波動。這些電壓以記錄在盤面24a上的磁數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變的頻率出現(xiàn)，它們是回讀信號的磁信號分量的基礎(chǔ)。
MR元件72的電阻也受頭盤間距影響。更具體地說，頭盤間距的變化的結(jié)果是伴隨的從由恒定偏移電流加熱的MR元件72傳至盤24的熱量的變化。熱量傳送是頭盤間距的倒函數(shù)。如自MR元件72傳出的熱量增加(小間距)，則MR元件72的溫度及其電阻將減小。如熱量傳送減小，則MR元件72的溫度和電阻將增加(大間距)。因此MR元件72與盤24之間熱量傳送的變化會導致MR元件72溫度的變動。MR元件中的溫度變化導致MR元件72的電阻的相應(yīng)變化，因此由恒定偏移電流提供的MR元件72兩端的電壓也相應(yīng)地變化。注意到滑塊飛越高度的變動頻率大大低于磁轉(zhuǎn)換的頻率。因此MR元件72中溫度變化的頻率顯著地低于磁數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，此溫度變化是回讀信號的熱分量的基礎(chǔ)。
如圖7所闡述，在盤24的外形表面變化與熱信號119的幅值變化之間存在著倒數(shù)關(guān)系。當頭盤間距(Y)瞬時地增加時，導致MR元件72與盤面24a之間空氣間距絕緣層的相應(yīng)增加，從而促使MR元件72中溫度增加。由于通常用于制造MR元件72的MR元件材料具有正溫度系數(shù)，這種MR元件中的溫升導致MR元件72電阻相應(yīng)地增加。例如，坡莫合金是用于制造MR元件的最佳材料，具有+3×10-3/℃的溫度系數(shù)。舉例來說，經(jīng)過盤面24a上凸起124上方的MR元件72與盤面24a之間的熱量傳送增加，從而使MR元件72冷卻。MR元件72的這種冷卻導致MR元件電阻的下降，而這又導致在恒定偏移電流作用下MR元件72兩端的電壓VTH相應(yīng)地下降。
可以看出，作為上述MR元件72與盤面24a之間的相互作用的結(jié)果，盤面24a上的凹點122使MR元件72兩端的熱電壓信號VTH119作為增大的頭盤分隔距離(Y)的函數(shù)在幅值上增加。還可看出，盤面24a上的凸起124使熱電壓信號VTH119作為減小的頭盤分隔距離的函數(shù)在幅值上減小。為便利起見，可能希望將熱電壓信號VTH119倒置以使盤面24a外形直接地不是倒數(shù)地對應(yīng)于熱電壓信號VTH119的變化。因此MR頭電壓的負值-VTH能提供盤面24a外形的定性標志，將“冷區(qū)”標志為峰和“熱區(qū)”標志為谷。
圖7中還顯示經(jīng)過處理的對應(yīng)于盤面24a變化的磁間距信號121?？梢钥闯龃砰g距信號121不正確地將某些表面特征，例如缺磁區(qū)126，的存在標志為盤面24a外形的變化。當與用熱信號119提供的盤面圖像信息比較時，還可看出磁間距信號121提供有關(guān)其它表面特征，例如凸起124，的劣質(zhì)標志。
應(yīng)該理解熱信號通常包含代表MR元件與盤相互作用時熱響應(yīng)的信號。如盤面的發(fā)射性或吸收性變化，則結(jié)果的熱信號也將相應(yīng)地變化。從下面的討論中將能更好地理解到諸如表面外形或發(fā)射性/吸收性等的盤面的變化可以有目的地引入并用回讀信號的兩個分量的信息內(nèi)容加以利用。
另一個從盤面影響回讀信號特征的MR元件72特性是MR元件72與盤面或其它阻擋物發(fā)生物理接觸。例如，當在盤面和MR元件72之間發(fā)生臨時物理接觸時出現(xiàn)熱粗糙度(TA)。例如，對凸起124的熱電壓響應(yīng)的負(冷卻)峰隨即被一個大而淺的正峰響應(yīng)所代替，后面又立即隨之以連續(xù)的如圖8所示的負冷卻響應(yīng)。該正峰響應(yīng)系由MR元件72與盤面24a上的局部粗糙度之間的機械摩擦生熱所造成。由于與熱粗糙度相關(guān)連的機械摩擦的作用，在物理接觸的區(qū)域內(nèi)可能刮去磁性層。這將導致磁性缺損126，但這并非這類缺損的唯一根源。
參照圖9，圖中闡述了以前結(jié)合圖1討論的信號分離/復原模塊76的實施例。應(yīng)該理解信號分離/復原模塊76可用于完成將磁信號自回讀信號中分離出來的單項任務(wù)，以便去除對熱信號或其它因素有影響的回讀信號的低頻調(diào)制分量。在另一實施例中，信號分離/復原模塊76可用于完成雙重任務(wù)首先自回讀信號60中分離出磁信號分量以去除低頻熱信號分量，此外是自回讀信號中提取熱信號，從而有可能隨后以基本上獨立的形式處理磁信號和熱信號兩者的信息內(nèi)容。
如圖9中所示，在其位置十分靠近數(shù)據(jù)存儲磁盤24的MR元件72中感應(yīng)了回讀信號。如下面將更詳細地討論的，回讀信號調(diào)制內(nèi)容作為熱信號分量特性的函數(shù)在頻率和幅值上都有變化。
在一個實施例中，由AE模塊74自MR元件72接收的回讀信號被模數(shù)轉(zhuǎn)換器84由模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。另一方案是，AE模塊可以是一個包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的數(shù)字裝置。根據(jù)AE模塊74的數(shù)字實施例，使用線性相位可編程濾波器能在回讀信號的熱信號分量中不產(chǎn)生或產(chǎn)生很小相位或幅值失真。
數(shù)字化的回讀信號接著送至延遲裝置86和線性相位可編程濾波器88?？删幊虨V波器88是一個具有長度N的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其中N代表可編程濾波器8的脈沖響應(yīng)系數(shù)或抽頭的數(shù)量。當加至可編程濾波器88輸入端的回讀信號通過可編程濾波器88時，它經(jīng)受對應(yīng)于可編程濾波器長度N的全部信號延遲。
根據(jù)此實施例，可編程濾波器使用合適的抽頭系數(shù)和加權(quán)系數(shù)進行編程以便通過回讀信號中較低頻率的熱信號分量而濾掉較高頻率磁信號分量。如此一來，可編程濾波器88配置為低通濾波器并編程以通過熱信號分量，后者通常認為是中頻信號，其大部能量位于大約10仟赫(KHz)至大約100-200KHz的頻率范圍內(nèi)。注意到回讀信號的磁信號分量具有大約20兆赫(MHz)與100MHz之間的頻率范圍?？删幊虨V波器88輸出端的熱信號80送至信號相加裝置90。熱信號80也可自可編程濾波器88的輸出端送至數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的其它部件，例如送至伺服控制用于控制道跟隨和尋道操作的目的。
延遲裝置86自模數(shù)轉(zhuǎn)換器84接收回讀信號60并按回讀信號通過可編程濾波器88所需時間延遲的等效時間長短將回讀信號向信號相加裝置90的傳送加以延遲。如此方式，包含磁的和熱的信號分量兩者的回讀信號與由可編程濾波器88自回讀信號中提取的熱信號80基本上同一時間抵達信號相加裝置90。信號相加裝置90對回讀信號和熱信號80完成解調(diào)操作以產(chǎn)生一個復原的回讀信號78。因此圖9中顯示的實施例中闡述的信號分離/復原模塊76提供了組合回讀信號的磁的和熱的信號分量的分離，此外并產(chǎn)生一個非失真的復原的磁回讀信號78和一個復原的熱信號80。
圖10闡述信號分離/復原模塊76的另一個實施例，其中通過信號分離/復原模塊將調(diào)制的回讀信號處理后產(chǎn)生一個復原的磁回讀信號。根據(jù)此實施例，MR元件72自數(shù)據(jù)存儲磁盤檢測到含有磁的和熱的信號分量的幅值失真的回讀信號，并將它送至AE模塊74。接著該調(diào)制的回讀信號由采樣器84數(shù)字化并傳送通過合適地配置的可編程濾波器88以產(chǎn)生非失真的復原的磁回讀信號78?？删幊虨V波器88最好是一個有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，如此編程以使組合回讀信號的相對高頻的磁信號分量能通過而摒棄組合回讀信號中相對低頻的熱信號分量。雖然FIR濾波器以外的其它濾波器也可用作可編程濾波器88，但重要的是濾波器88具有基本完善的線性相位響應(yīng)以便達到最佳性能。這容易用數(shù)字FIR濾波器達到。在某些應(yīng)用場合中容許濾波器88具有一定程度的非線性相位特性。
一般說來，當一個信號通過濾波器時，它的幅值和/或相位被改變。信號改變的特點和程度取決于濾波器的幅值和相位特性。濾波器的相位延遲或組合延遲提供一個濾波器如何改變信號的相位特性的有用量度。具有非線性相位特性的濾波器在通過它的信號中產(chǎn)生相位失真。產(chǎn)生相位失真的原因是信號中的每個頻率分量的延遲量不和頻率成正比，因而改變了它們的諧波關(guān)系。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一定種類的FIR濾波器能提供完善的線性相位響應(yīng)，這對于基本上消除由熱信號分量的影響造成的回讀信號的不好的調(diào)制和產(chǎn)生一個復原的磁回讀信號78是必需的。
參照圖11中闡述的實施例，其中顯示了將信號分離/復原模塊76選擇性地連至其中通常通過回讀信號的記錄通道或使它與之脫開的能力。所顯示的可編程濾波器88連至其中存放著一批可編程濾波器參數(shù)集的只讀存儲器(ROM)94。在采用FIR濾波器88的實施例中，ROM94中通常存放著一批抽頭加權(quán)集96，并可能另外存放至少一套復原抽頭加權(quán)集98。在采用具有高通濾波特性的模擬AE模塊74的實施例中，可編程濾波器88可以是一個連至ROM94的IIR濾波器。
只為闡述目的而不加任何限制作用，現(xiàn)假定一個具體數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的記錄通道包括單個10抽頭FIR濾波器88。該10抽頭FIR濾波器88連至配置為存放64套不同的抽頭加權(quán)集96的ROM94，這些集中任何一套可裝入FIR濾波器88供將其響應(yīng)重新編程之用。如前所討論的，當伺服控制器試圖處理失真的回讀信號時，由伺服扇區(qū)中讀取的調(diào)制的磁回讀信號可產(chǎn)生特別有害的結(jié)果。例如，伺服扇區(qū)的葛萊碼域66中所包含的扇區(qū)和柱面信息可能被誤譯釋或無法讀取。
信號分離/復原模塊76可選擇性地使用于只處理來自圖11中所示埋嵌于數(shù)據(jù)扇區(qū)中的伺服扇區(qū)的回讀信號信息。根據(jù)此實施例，在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的記錄通道中采用的單個可編程濾波器88可以分時地工作，一部分時間通過信號分離/復原模塊76和伺服通道處理對應(yīng)于伺服扇區(qū)的回讀信號及另外一部分時間通過數(shù)據(jù)通道處理對應(yīng)于數(shù)據(jù)扇區(qū)的回讀信號。當讀取數(shù)據(jù)扇區(qū)信息時，回讀信號選擇性地通過數(shù)據(jù)通道以便繞過信號分離/復原模塊76。
如圖11中所描述的，并根據(jù)采用埋嵌的伺服結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲盤24的實施例，當數(shù)據(jù)存儲盤24通常以數(shù)千RPM轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，一個數(shù)據(jù)扇區(qū)和伺服扇區(qū)交錯相處的信息串通過MR元件72。當MR元件72讀取來自數(shù)據(jù)扇區(qū)102的信息時，在MR元件72中產(chǎn)生的回讀信號傳送至AE模塊74、FIR濾波器88和數(shù)據(jù)通道以便繞過信號分離/復原模塊76。可注意到，當處理自數(shù)據(jù)扇區(qū)102中獲取的信息時，F(xiàn)IR濾波器使用一套或數(shù)套抽頭加權(quán)集96編程。
當伺服扇區(qū)104靠近MR元件72時，存放于ROM94中的復原抽頭加權(quán)集98裝入FIR濾波器88，從而替代以前裝入的駐留在FIR濾波器88中的抽頭加權(quán)集。復原抽頭加權(quán)集98將FIR濾波器88配置以去除自伺服扇區(qū)104中讀取的回讀信號的熱信號分量，并產(chǎn)生一個對應(yīng)于存放于伺服扇區(qū)104中的純凈磁信號的復原的磁回讀信號78。復原的磁回讀信號78接著送至伺服控制并作相應(yīng)處理。當與伺服扇區(qū)104鄰近的數(shù)據(jù)扇區(qū)106靠近MR元件72時，一套選好的抽頭加權(quán)集96被裝入FIR濾波器88以替代原先裝入的復原抽頭加權(quán)集98。自數(shù)據(jù)扇區(qū)106獲得的回讀信號通過FIR濾波器88和數(shù)據(jù)通道得到處理以便繞過信號分離/復原模塊76。對自伺服扇區(qū)獲得的回讀信號的選擇性處理過程以類似方式重復。
應(yīng)該理解，圖11中闡述的實施例特別適用于改進在讀/寫通道中包括單個可編程濾波器88的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。可以理解可能希望包括一個附加的可編程濾波器以便將第一可編程濾波器配置為在伺服通道中運行，而將第二可編程濾波器配置為在數(shù)據(jù)通道中運行。根據(jù)使用兩個這類獨立可編程濾波器的配置，自數(shù)據(jù)扇區(qū)獲得的回讀信號的復原操作使數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的誤差率性能得到改進。
可注意到當檢測到同步(Sync)域64或其它標志伺服扇區(qū)起始的信號時可完成將存放于ROM94中的復原抽頭加權(quán)集98裝入可編程濾波器88的過程。類似地，可對同步域或其它標志伺服扇區(qū)起始的信息信號進行檢測以確定何時將用于數(shù)據(jù)扇區(qū)的抽頭加權(quán)集96裝入可編程濾波器88以便自數(shù)據(jù)扇區(qū)讀取信息。為了解有關(guān)適合于在信號分離/復原模塊76中使用的FIR濾波器的設(shè)計、實施和編程的更多細節(jié)，可參閱E.C.Ifeachor和.W.Jervis的“數(shù)字信號處理”一書(Addison-WesleyPublishing Company，Inc.1993)。
回至圖4和5，圖4中所示調(diào)制的回讀信號代表在被信號分離/復原模塊76處理之前回讀信號的曲線。圖5中回讀信號的圖形闡述經(jīng)過信號分離/復原模塊76處理后的圖4的回讀信號。熱信號分量對圖4中所示回讀信號的不良影響通過采用信號分離/復原模塊76中的9抽頭FIR濾波器得到消除，以產(chǎn)生圖5中所示復原的磁回讀信號78。圖12中顯示用于產(chǎn)生圖5中所示復原的磁回讀信號的9抽頭FIR濾波器的幅值和相位特性。
具體說，可在圖12(b)中看出在感興趣的頻率范圍內(nèi)9抽頭濾波器表現(xiàn)出完善的線性相位響應(yīng)。圖13闡述了9抽頭FIR濾波器在消除回讀信號的基線偏移或調(diào)制中的有效性。圖13(a)的回讀信號表現(xiàn)出一個不穩(wěn)定或幅值變化的基線。在圖13(b)中，在原失真的回讀信號通過恰當?shù)鼐幊痰?抽頭FIR濾波器后，圖13(a)中明顯的回讀信號的調(diào)制基線已被復原。用于復原回讀信號基線的9抽頭濾波器的抽頭加權(quán)系數(shù)被定義為包括以下B(i)＝(1/9)×(-1，-1，-1，-1，8，-1，-1，-1，-1)或B(i)＝(-.111，-.111，-.111，-.111，.889，-.111，-.111，-.111，-.111)注意到圖13(c)中所示波形是由于圖13(a)中所示調(diào)制的回讀信號通過常規(guī)高通Butterworth濾波器而產(chǎn)生?？梢钥闯?，在使回讀信號通過常規(guī)高通濾波器后，仍然存在回讀信號基線的不良調(diào)制。
如前所指出的，用于復原回讀信號基線至圖13(b)所示曲線的9抽頭FIR濾波器的幅值和相位特性分別示于圖12(a)和12(b)。自圖12(a)可看出在濾波器的通帶中可能出現(xiàn)某種程度的波紋，這可通過將窗口功能加至9抽頭FIR濾波器的抽頭加權(quán)系數(shù)上而使之消除。作為例子，可在9抽頭FIR濾波器的抽頭加權(quán)系數(shù)加上Hamming窗口以產(chǎn)生一個具有下列抽頭加權(quán)系數(shù)的帶窗口的復原濾波器B(i)＝(-.0089，-.0239，-.06，-.0961，.8889，-.0961，-.06，-.0239，-.0089)
在具有上列抽頭加權(quán)系數(shù)的9抽頭帶窗口的FIR濾波器的輸出量中消除了紋波，如圖14(a)中所示。圖14(b)進一步顯示，帶窗口的9抽頭FIR濾波器保留了它的完善的線性相位響應(yīng)。應(yīng)注意，將例如Hamming窗口的窗口功能加至可編程FIR濾波器88后，會得到一個非零的DC增益和使低頻響應(yīng)略有增大。
現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖15-22，其中闡述了信號分離/復原模塊76的另一實施例，它特別適用于對自使用MR元件72的數(shù)據(jù)存儲磁盤中獲取的回讀信號采用高通濾波的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。此實施例既可用于新設(shè)計的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)也可用于改進的系統(tǒng)。在設(shè)計例如圖1中闡述的AE模塊74的模擬AE模塊時，經(jīng)常希望將高通濾波與預放大器一起包括進來，其目的是摒棄回讀信號中低于磁信號分量頻率范圍的信號內(nèi)容。AE模塊74的高通濾波特性使組合回讀信號的熱信號分量的幅值和相位兩者都失真。此熱信號失真的嚴重性取決于所采用的具體AE模的幅值和相位響應(yīng)。
作為例子，適用于AE模塊74的高通濾波器可有約為500KHz的截止頻率表現(xiàn)出非線性相位特性。然而與有用的熱信號信息相關(guān)連的頻率通常低于200KHz，位于10KHz至大約100KHz之間。可以知道具有大約500KHz的截止頻率的高通濾波器會顯著地使回讀信號的熱信號分量的幅值和相位失真。然而回讀信號的磁信號分量卻不受高通濾波器的影響，因為磁信號的頻率范圍通常約為高通濾波器截止頻率的20倍至40倍。
在圖15(a)和15(b)中分別顯示了一個具有高通濾波特性的典型模擬AE模塊74的幅值和相位響應(yīng)的曲線。該高通濾波器的截止頻率約為500KHz。在500KHz處具有單極點及具有圖15中所示幅值和相位響應(yīng)的AE模塊74的有效高通濾波器的模擬傳遞函數(shù)的數(shù)字等效函數(shù)可定義如下H=bh(1)+bh(2)·Z-11+ah(2)·Z-1---(1)]]>其中bh(1)＝.9876bh(2)＝.9876
ah(2)＝-.9752由AE模塊74的高通濾波特性引入的熱信號的幅值和相位上的失真可使用其傳遞函數(shù)為高通濾波器傳遞函數(shù)的倒數(shù)的倒置濾波器來有效地去除。將自AE模塊輸出的回讀信號通過倒置濾波器，即將熱信號在幅值和相位兩方面都復原至其起源形式。例如，用于將通過一個具有上述式[1]的傳遞函數(shù)的高通濾波器的回讀信號改善的倒置濾波器的傳遞函數(shù)由下式給出H-1=1+ah(2)·Z-1bh(1)+bh(2)·Z-1---(2)]]>AE模塊74的有效高通濾波器及以上式[2]中描述的倒置濾波器的幅值和相位響應(yīng)分別繪于圖16和17中。具體地說，倒置濾波器及AE模塊74的有效高通濾波器的幅值響應(yīng)分別示如圖16中的170和172。倒置濾波器及有效高通濾波器的相位響應(yīng)分別示如圖17中的曲線176和174。
在一個實施例中，一個無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器用作信號分離/復原模塊76中的倒置濾波器，使用目的是復原高通濾波后回讀信號中的熱信號內(nèi)容。IIR濾波器的脈沖響應(yīng)具有無限持續(xù)時間，與此相反，F(xiàn)IR濾波器的脈沖響應(yīng)具有有限持續(xù)時間。不像FIR濾波器那樣顯示出完善的線性相位響應(yīng)，IIR濾波器的相位響應(yīng)是非線性的，在頻帶邊緣尤其如此。雖然模擬濾波器可作為另一種方案，但IIR濾波器提供一系列優(yōu)點，能適合于用作倒置濾波器以便復原由于模擬AE模塊74的高通濾波特性而失真的熱信號幅值和相位。
圖18中闡述的信號流動圖代表一個配置為倒置濾波器的一階IIR濾波器。具有由以上式[2]表示的傳遞函數(shù)的一階IIR倒置濾波器的圖18中信號流動圖的有關(guān)系數(shù)如下a1＝.9876a2＝-.9876b1＝.1b2＝-.9752為了解在信號分離/復原模塊76中適用作倒置濾波器的IIR濾波器的設(shè)計，實施和編程方面的更多細節(jié)，可參閱E.C.Ifeachor和B.W.Jervis的“數(shù)字信號處理”一書(Addison-Wesley Publishing Company，Inc.1993)。
圖19闡釋的三條波形顯示用于復原曾通過高通濾波器的回讀信號的熱信號分量初始幅值和相位的倒置濾波器的有效性。圖19(a)顯示用MR頭在數(shù)據(jù)存儲盤面的凹點上掃描而檢測到的回讀信號。圖19(a)中所示磁回讀信號是從曾以20MHz寫頻率寫入的道中檢測而得。該磁回讀信號以8位分辨率和100MHz頻率進行采樣。圖19(b)中所示信號代表圖19(a)的回讀信號的計算的峰峰幅值。此外，圖19(b)中所示信號代表圖19(a)中所示回讀信號的磁信號分量，它清楚地顯示出，由于MR讀元件經(jīng)過凹點上方而使幅值顯著地減小。圖19(c)闡述圖19(a)的回讀信號通過AE模塊74的有效高通濾波器后的熱信號分量。將圖19(b)和圖19(c)的波形進行比較可看出回讀信號的磁的和熱的信號分量之間彼此并不完全對應(yīng)。這個熱的與磁的信號之間的不好的相關(guān)性是模擬AE模塊74的有效高通濾波特性明顯地將熱信號偏移而造成熱信號失真的結(jié)果。
如圖20所闡述的，信號分離/復原模塊76的倒置濾波器復原熱信號162的幅值和相位。注意到圖20中闡述的熱的和磁的信號被描繪為頭盤間距信號，這將在下面詳細討論?？梢钥闯觯敻咄V波后的熱信號通過倒置濾波器后，磁信號與復原的熱信號彼此之間表現(xiàn)出緊密的對應(yīng)。
如前面結(jié)合圖7討論的，在MR頭中感應(yīng)的熱信號作為頭盤間距的函數(shù)而變化。因此熱信號所含信息可用于檢測盤的表面外形的變化。不同的表面特征，例如凹點、槽孔、凸起、熱粗糙度、顆粒污染和類似情況，都可利用熱信號加以檢測。應(yīng)理解可能有目的地將這些表面特征放入盤面以使用熱信號獲得不同類型的信息。
例如，可能在盤面中包括同心的和徑向的細長凹紋，其目的是使用熱信號確定道和扇區(qū)位置。另外，可使用熱信號完成盤面的詳細外形繪圖?？梢岳斫庾曰刈x信號中提取的熱信號的可用性能夠有利地應(yīng)用于廣泛的不同用途。作為進一步的例子，一個或更多個有一定深度的細紋可在盤面中制出，供MR頭的熱響應(yīng)定標之用，以便使用熱信號獲得頭盤間距測量。
熟悉技術(shù)的人知道可使用由讀/寫傳感器產(chǎn)生的磁回讀信號確定盤面與傳感器之間間距的變化。這種使用磁回讀信號確定頭盤間距的方法稱為諧波比飛越(HRF)間隙測試。HRF測試是一種已知的使用磁頭盤間距信號測量支撐傳感器的滑塊飛越高度的方法，此方法可就地完成，也可在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)外殼內(nèi)完成。HRF方法描述于美國專利號4,777,544中，它已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并在這里引用以供參考。HRF測量方法是一種連續(xù)、瞬時的測量回讀信號的頻譜中兩條譜線比例的方法。兩條瞬時譜線值涉及直接處于MR傳感器下面的記錄媒體的同一體積元件。HRF測量方法利用磁回讀信號確定相對于盤面的瞬時頭間隙。
根據(jù)一個實施例，在MR頭中感應(yīng)的回讀信號的熱信號分量用于定性地確定頭盤間距的變化。在又一個實施例中，利用磁信號將熱信號定標以便定量地確定頭盤間距。參照圖21，其中以框圖形式顯示了用于處理回讀信號以獲取磁的和熱的頭盤間距信息。由MR元件72自盤面24檢測到回讀信號。為便于闡述，假定回讀信號是一個包含磁的和熱的信號分量的組合信號，并認為不含磁信號分量的回讀信號包含一個能用于確定頭盤間隙的熱信號。由MR元件72檢測的回讀信號送至AE模塊74并接著送至高通濾波器150。高通濾波器150被示為AE模塊74之外的一個部件，但被提供為通常代表AE模塊74的高通濾波特性。有效的高通濾波器150的傳遞函數(shù)以H0表示。來自高通濾波器150的輸出信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器151采樣以產(chǎn)生高通濾波的回讀信號的數(shù)字采樣信號。
如圖21中所闡述的，在熱信號提取濾波器157的輸出端處159標示的熱信號可使用以上討論過的任何方法產(chǎn)生。例如，數(shù)字化的回讀信號可送至倒置濾波器156，后者糾正由AE模塊74的高通濾波器150所引入的失真。該倒置濾波器156的傳遞函數(shù)標以H0-1。然后由可以是FIR濾波器的熱信號提取濾波器157提取熱信號?？梢岳斫?，倒置濾波器156和熱信號提取濾波器157可包埋在一個信號IIR濾波器內(nèi)以恢復由于高通濾波器150的作用而失真的熱信號。另一方案是，回讀信號可在高通濾波器150之前的地點抽頭出來并輸入至熱信號提取濾波器157，后者可以是上面詳細討論過的FIR濾波器。由熱信號提取濾波器157提取的熱信號送至平均值濾波器158，后者又產(chǎn)生一個與頭盤間距線性地相關(guān)的熱間距信號162。平均值濾波器158是一個數(shù)字移動平滑求平均值濾波器。
在模數(shù)轉(zhuǎn)換器151輸出端提供的回讀信號也可送至幅值檢測器152，例如FIR濾波器，后者檢測回讀信號的峰峰值并自回讀信號中提取磁信號分量。使磁信號通過對數(shù)裝置154可獲取磁信號的對數(shù)值，對數(shù)裝置154產(chǎn)生的磁信號與頭盤間距有線性關(guān)系。分別提取磁的和熱的間距信號160和162兩者之后，由于磁信號定標是已知的并只決定于信號的記錄的波長，因此可對熱信號定標。重要的是應(yīng)知道磁間距信號160和提取的熱信號162兩者的負值(或倒數(shù))與頭盤間距(Y)成線性比例。
在圖20中一同闡述了由熱信號提取濾波器157和平均值濾波器處理所得的熱問題信號162及由幅值檢測器152和對數(shù)裝置154處理所得的磁間距信號160。注意到通常取峰峰信號的對數(shù)值并乘以根據(jù)有名的Wallace公式得出的輸出電壓變化對磁間距變化的已知靈敏度，從而計算出線性化的磁間距信號160。自圖20中可看出，除信號高度不同和熱間距信號162的時間常數(shù)較長以外，磁間距信號160和熱間距信號162都描述一個盤面凹點?？梢允褂镁€性化磁間距信號160對熱間距信號162定標以準確地反映真實頭盤間距，這將在下面更詳細地進行討論。
本發(fā)明的重要優(yōu)點涉及使用MR元件72的熱響應(yīng)就地或在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)外殼內(nèi)檢測頭盤間距變化的能力。使用MR元件72的熱響應(yīng)的就地頭盤間距測量對于盤制造業(yè)的測試和篩選是有用的，并可在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的服務(wù)期間在現(xiàn)場完成預測故障分析(PFA)。熱間距信號162可進一步用于檢測數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的頭與盤面的接觸。
現(xiàn)參照圖22，其中顯示出頭盤接觸事件，例如MR頭與局部熱粗糙度(TA)的接觸的磁的和熱的間距信號160和162兩者。磁間距信號160已通過取磁信號的對數(shù)而被線性化。熱間距信號162系使用以前描述的倒置濾波方法所確定?？梢钥闯?，當盤粗糙度使MR元件72在自盤面向上的方向內(nèi)位移時，MR元件至盤的間距在增加。磁的和熱的間距信號160和162兩者都標示出在0至約25微秒期間頭盤間距的這類逐步增大。在MR元件72經(jīng)過粗糙度后，在MR元件72回至穩(wěn)態(tài)飛越高度之前出現(xiàn)某種程度的氣浮軸承(頭盤間距)調(diào)制。圖22中可看出氣浮軸承調(diào)制在大約35微秒處開始并持續(xù)至70微秒。
磁的和熱的間距信號160和162間的波形特征的相似性表明熱間距信號162可用于就地檢測頭盤接觸，而不必求助于測試臺設(shè)備或外部測試器。注意到具體數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)所需倒置濾波器的特性決定于AE模塊74的高通濾波器的極點位置。對于采用IIR濾波器或FIR濾波器的實施例而言，只需修改系數(shù)或抽頭加權(quán)系數(shù)。在采用IIR濾波器的實施例中，當高通濾波器150的極點頻率發(fā)生變化時，可以自適應(yīng)地或動態(tài)地進行這種修改。例如，極點頻率通常隨溫度變化。應(yīng)該理解此處描述的倒置濾波器150不限于一階IIR結(jié)構(gòu)。
在MR頭中感應(yīng)的熱信號幅值通常為用于MR頭中的具體MR元件的函數(shù)。例如，制造過程和材料的變動會導致MR元件響應(yīng)的變動。因此，為精確地使用MR頭的熱響應(yīng)以確定頭盤間距變化，希望使用磁響應(yīng)就地對熱響應(yīng)定標。例如，可使用有名的Wallace間距損失公式獲取精確的磁間距信息?？稍谕？繋е兄谱鲆粋€例如徑向槽或凹點的定標凹陷并用它產(chǎn)生熱的和磁的信號調(diào)制其供就地完成熱間距定標之用。能為該槽精確地確定磁間距，而這又能用于為MR元件的熱電壓響應(yīng)定標。
另一個方法涉及使用HRF方法或其它類似方法進行的磁頭盤間距測量與熱間隙測量的組合。根據(jù)此組合測試，完成一個同時的熱的和磁的“減速”，其中將兩個盤速之間的熱電壓變化與兩個盤速之間的有名的(HRF)間距變化進行比較。由于AE模塊74的高通截止頻率通常比盤轉(zhuǎn)速頻率大數(shù)個數(shù)量級，因此難于在采用具有高通濾波特性的AE模塊74中在盤轉(zhuǎn)速下完成熱信號的復原。
AE模塊74的高通頻率濾波特性使MR頭的熱響應(yīng)的頭盤間距定標更為復雜。具有高通濾波特性的AE模塊74的傳遞函數(shù)HAE(S)通常由下列一次近似式代表HAE(S)=KAEss+a---(3)]]>其中KAE是記錄頻率時AE模塊74的增益，及“a”是裝入AE模塊74的有效高通濾波器的截止頻率。增益的典型值為KAE＝170，但AE模塊74的增益一般波動較大。典型的截止頻率“a”約為325Khz，而通常伴隨著大的容差值+/-125Khz。
在表面分析篩選中需檢測的凸起似的表面缺陷的頻率通常在10KHz與100KHz之間的范圍內(nèi)。MR頭的熱響應(yīng)可直接譯釋這些頻率，而由于磁記錄載波頻率的存在磁響應(yīng)將在20MHz的范圍內(nèi)將這些頻率向上偏移。AE模塊74的高通特性將使頻率在400KHz以下的熱響應(yīng)中所有凸起擾動幅值在不同數(shù)量上衰減，而磁響應(yīng)則不受影響。為復原熱響應(yīng)的衰減量，必須使用一定積分方式。采用其傳遞函數(shù)H1NV(S)為AE模塊74的傳遞函數(shù)HAE(S)的倒數(shù)(也即H1NV(S)＝1/HAE(S))的倒置濾波器即可完成此復原過程。例如自一個轉(zhuǎn)速為7200RPM的盤中讀取數(shù)據(jù)的MR頭中存在的最低頻率為120Hz，而用于檢測盤面凸起的最低頻率約為10KHz。由此看出，一個偽倒置濾波器，例如一個其零點(“a”)位于400KHz處和極點(“b”)位于5KHz處的超前一滯后濾波器可能更適合于此種用途。
偽倒置濾波器具有如下形式的傳遞函數(shù)HP-INV(S)=s+as+b---(4)]]>以及該偽倒置濾波器與AE模塊串到以后的總傳遞函數(shù)成為H(s)=HAE(s)HP-INV(s)=KAE(ss+a)(s+as+b)=KAEss+b--(5)]]>因此，以上補償?shù)膫鬟f函數(shù)H(S)成為一個具有5KHz截止頻率的高通濾波器，它適用于以非失真的形式允許與盤面凸起有關(guān)連的頻率通過。
高通截止頻率“a”的大的波動能導致復原的熱響應(yīng)的大波動。每個MR頭的高通截止頻率“a”、增益KAE和靈敏度[nm/mv]的精確估計對于可靠定標是重要的。由于缺少AE模塊74的低頻(也即≤120Hz)響應(yīng)，可用另一種方法作為參考標準支持熱定標過程。此支持方法在此處稱為磁回讀信號調(diào)制(RSM)法，它是已知的根據(jù)Wallace間距損失方法用于確定頭盤磁間距的自定標方法。一個有效的熱定標過程部分地以RSM方法為依據(jù)并當傳動器靠在?？繋е械呐鲎矒鯄K上時初始地完成，以檢驗包含定標凹陷的道的回讀信號的熱的和磁的分量兩者。
定標凹陷做在空白盤的兩面并經(jīng)受拋光和濺射處理以允許自所做的凹陷處獲得磁的和熱的數(shù)據(jù)兩者。應(yīng)注意到做在?？繋е械陌枷菀部闪硗庾龀芍圃斐龅耐蛊?。然而凸起更易導致頭/盤干擾(HDI)并可能由于頭盤碰撞而導致頭或盤的永久性損害。凸起還可能導致頭的抬起和氣浮軸承調(diào)制，因此看來它不適合于用作永久性定標點。相反地，一個“純凈”凹點不會導致頭的抬起，也不會導致任何氣浮軸承調(diào)制、盤襯底表面上的定標槽制造時也不貴。
在討論定標過程的實施例之前，對若干個與定標過程有關(guān)連的變量下定義可能是有幫助的。注意到LF(低頻)一詞系指盤轉(zhuǎn)速頻率(RPM/60)的數(shù)量級，例如7200RPM轉(zhuǎn)速時的120Hz。參照式6和7，VTH(LF)一詞代表?？繋е谐远税键c處獲取的數(shù)據(jù)以外的AE模塊的恢復的熱電壓(基線)響應(yīng)的每轉(zhuǎn)平均值，并通常以毫伏(mv)表示。VTH(Pit)一詞是自?？繋е卸税键c中產(chǎn)生的在若干轉(zhuǎn)內(nèi)求平均AE模塊的恢復的平均熱電壓峰值，并通常以毫伏(mv)表示。δHRF(LF)代表?？繋е谐远税键c獲取的數(shù)據(jù)以外的RSM頭盤隔離距離的每轉(zhuǎn)平均估算值，并通常以納米(nm)表示。最后，δHRF(Pit)一詞是自停靠帶中定標凹點中產(chǎn)生的在若干轉(zhuǎn)內(nèi)求平均的HRF頭/盤間距的平均峰值，并通常以納米(nm)表示。
所建議的熱定標過程使用低頻(LF)SM頭盤間距的每轉(zhuǎn)平均估算值δHRF(LF)以及相應(yīng)的當傳動器靠在?？繋е信鲎矒鯄K上時及除自定標凹點獲取的數(shù)據(jù)以外所獲取的平均熱基線電壓VTH(LF)進行預測。被排除在外的熱的和磁的凹點數(shù)據(jù)的平均峰值為VTH(Pit)和δHRF(Pit)。
第i個頭所用“AC”定標系數(shù)C(i)可如下確定C(i)=δHRF(LF)-δHRF(Pit)VTH(Pit)-VTH(LF)[nm/mv]--(6)]]>應(yīng)注意到對于凹點而言，下列情況成立δHRF(LF)＞δHRF(Pit)及VTH(LF)＞VTH(Pit)。第I個熱頭盤間距的近似式成為δTH(i)＝δHRF(LF)+C(i)·ΔVTH[7]其中ΔVTH＝VTH(defect)-VTH(LF)。在凸起的情況下，假定不存在頭與MR元件的接觸，只有冷卻，因此ΔVTH＜0。在凹點的情況下，由于頭盤間隔增大，將使MR元件加熱，因此ΔVTH＞0。由于近似的熱頭盤間距公式是在定標凹點的位置處定標的(也即此情況下的內(nèi)徑停靠帶，但對裝載/卸除驅(qū)動器而言也可在外徑處)，可以在缺陷出現(xiàn)的道半徑處更新平均RSM頭盤間距δHRF(LF)，從而改進精確度。為在制造篩選中完成這點，會在缺陷半徑處寫一條磁道。
即使沒有MR頭熱響應(yīng)的定標，回讀信號的熱信號分量也可用于提供一個定性的而非定量的盤面特性的分析。因此，可以完成盤面分析篩選以便使用一個內(nèi)在規(guī)范化方法來檢測盤的缺陷。一個這種方法立足于將盤道上的內(nèi)在“背景”熱信號信息用作參考。自它導得截斷水平(即故障閾值)。重要的是注意到可以在沒有磁層涂到盤面的情況下完成對盤面外形的定量和定性估價這兩項。因此不論是有意提供的還是無意提供的空白盤，在將空白盤進一步加工之前，這種不帶磁層的空白盤可用于徹底地分析盤缺陷和特征的存在情況。由于此，可避免對有缺陷的空白盤的昂貴的加工。
一個典型的數(shù)據(jù)存儲磁盤所用熱背景可看作由五個基本頻率組所組成。第一組包括占支配地位和通常處于2.5MHz與10MHz之間的范圍內(nèi)的伺服模式頻率。第二組包括自每個伺服脈沖串的起始至結(jié)尾都定義的和通常處于60KHz與70KHz之間的范圍內(nèi)的伺服長度頻率。第三組包括約為10KHz的伺服間頻率或伺服脈沖串之間時間間隔的倒數(shù)。第四組頻率是超過10Mhz的數(shù)據(jù)模式頻率。如道被擦除則磁數(shù)據(jù)模式可取消。
第五組頻率是寬帶的并涉及盤外形，其中頭盤間距隨著盤面的波動而變化。第五組的上限由通常約為1微秒的MR響應(yīng)的熱時間常數(shù)所限制。經(jīng)過適當濾波，這五個“噪音”源對回讀信號幅值調(diào)制的影響可選擇性地加以抑制。注意到頭盤接觸事件的信噪比通常超過10∶1(20分貝)，因此可以容易地檢測到。
有不少濾波方案可用于將以上提到的五個噪音源濾波。這些濾波方案包括使用橢圓濾波器以將回讀信號濾波。帶阻橢圓濾波器較Butterworth或Chebyshev濾波器更能提供大衰減系數(shù)和較小相位失真。一個有用的濾波方案使用兩個帶阻濾波器。每個四階數(shù)字橢圓帶阻濾波器具有兩個由位于Z平面單位圓上的傳遞函數(shù)的兩對復數(shù)零點所形成的缺口。一個“低缺口”四階橢圓濾波器能消除約15KHz以下的頻率。實際上伺服間模式頻率的問題最大，因為它接近與盤面缺陷有關(guān)的所需檢測的帶寬。低缺口橢圓濾波器可設(shè)計為能提供在120Hz和10.8KHz處的缺口以便在此頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生大的衰減系數(shù)(例如20-60分貝)。第二個四階橢圓缺口濾波器配置為高缺口濾波器，能使其頻率約為5MHz及其三次諧波約為15MHz的伺服模式頻率衰減。這兩個頻率是主導的。一個四階橢圓缺口濾波器能在此頻率范圍內(nèi)提供大的衰減。由于常用數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的軸速度是精確的，所以這些頻率是固定的。
如上所描述的，回讀信號的磁的和熱的分量兩者都包含有關(guān)自其中讀取回讀信號的盤面的表面特性的信息。下面表1中列出對不同類型盤面缺陷和永久地寫下的伺服扇區(qū)的磁的和熱的間距信號響應(yīng)之間的比較。通過將組合回讀信號分離為獨立的磁的和熱的信號分量，即有機會使用兩個獨立的、同時的MR頭響應(yīng)以檢測同一“未知現(xiàn)象”或表面缺陷。在盤面分析中使用兩個獨立的熱的和磁的信號能明顯地提高缺陷檢測的分辨率和可靠性?？墒褂脙删S(2D)檢測方法而不是一維(1D)方法實現(xiàn)增強型缺陷檢測。一維檢測方法被認為是或使用磁信號或使用熱信號而不同時使用兩種信號的一種方法。同時使用于同一瞬間自同一MR元件獲取的兩個獨立的磁的和熱的信號能提供有力工具，用于檢測未知盤面缺陷并將它們分類。
下面表1提供了對于圖7中所示簡單盤面缺陷和永久性地記錄的磁的和熱的MR頭盤間距響應(yīng)的差別的歸納。應(yīng)該理解許多盤面缺陷，例如抓痕和槽孔，是典型的若干簡單缺陷的復雜組合，因此會產(chǎn)生更為復雜的MR頭響應(yīng)。
表1
參照以上表1，可如下完成用于盤面缺陷分析的方法。首先，在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中提供的每個盤的每個面上完成熱掃描。將超過預定正與負閾值的熱電壓的熱響應(yīng)結(jié)果顯示出來。由于熱響應(yīng)對缺磁區(qū)和預先寫入的伺服扇區(qū)不靈敏，因此該過程將伺服扇區(qū)和缺磁區(qū)看作有效表面缺陷而在它們中間消除磁模式。注意到只使用磁信號的缺陷分析過程會錯誤地將缺磁區(qū)或放錯位置的永久性記錄標示為表面缺陷。在熱掃描時對熱閾值檢測器的觸發(fā)可歸結(jié)為三種基本的表面缺陷類型，也即凹點，凸起和熱粗糙度(TAs)，或這種缺陷類型的組合。
接著可在觸發(fā)熱閾值處的盤面位置處寫入磁信息以便完成磁缺陷驗證過程，例如將上面表1中提供的磁響應(yīng)特性用在HRF或RSM方法中。由于只有凸起的熱粗糙度應(yīng)標示為有效的故障情況，因此在將缺陷盤或裝有缺陷盤的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)摒棄之前必須同時出現(xiàn)熱檢測器和HRF/RSM檢測器兩者的觸發(fā)操作。
因此，響應(yīng)于頭盤間距變化而產(chǎn)生的MR元件的加熱和冷卻可用于檢測和鑒別對盤24的機械損傷和其它非致命性盤缺陷，如凹點和缺磁區(qū)，其中機械損傷提供摒棄盤的足夠理由，而非致命性缺陷提供的摒棄盤的理由并不充分。此種盤面缺陷分析可就地完成，也可在發(fā)運之前在完全可以運行的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)內(nèi)完成。此外，可在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的現(xiàn)場服務(wù)周期內(nèi)就地完成分析，及按預定時刻完成，以便完成對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的預測故障分析。另一方案是可對不涂磁層的空白盤進行盤面缺陷分析以便避免對有缺陷的空白盤作進一步處理。
一種用于將盤缺陷分類的方法可使用自MR頭中提取的熱信號的負的和正的峰值。缺陷分類方法的一個實施例由下列關(guān)系導出對于盤槽紋(例如凹點)而言，當由于頭盤間距增加而使MR元件加熱時，熱信號的幅值也增大。對于這一類盤缺陷，很少會發(fā)生任何冷卻，而冷卻會使MR頭產(chǎn)生一個負極性熱信號。
對于近于頭盤接觸的情況而言，MR元件冷卻。MR元件的冷卻導致產(chǎn)生負向變化熱電壓信號VTH。用于測試盤的機械損傷的準則如下(V+)+|V-|＞T[8]其中V+是VTH的正峰值；V-是VTH的負峰值；以及T是熱電壓閾值，如被超過，則標示存在著盤的機械損傷。
本發(fā)明者已經(jīng)確定式[8]的測試準則可用于精確地標識已有的或即將發(fā)生的盤機械損傷的存在。將式[8]應(yīng)用于確定盤機械損傷的存在是合適的，因為這種損傷總是伴隨著加熱和冷卻兩者，加熱由離開頭的盤缺陷所造成而冷卻由MR元件靠近盤面所造成。對于其它不伴隨盤面的向上隆起的盤缺陷而言，例如涂覆凹點，因為不會出現(xiàn)顯著的MR元件冷卻量，在熱電壓信號中不會出現(xiàn)足夠引起關(guān)注的足夠大的負峰值，此外，完全影響磁信號的盤缺陷，例如缺磁區(qū)，不會導致產(chǎn)生可覺察的熱響應(yīng)。由于常規(guī)篩選過程無法可靠地驗證是否存在伴隨缺磁區(qū)或其它缺陷的盤機械損傷，因此以前數(shù)據(jù)存儲磁盤制造商的通常做法是將可疑的表現(xiàn)出非災(zāi)難性缺磁特點的盤摒棄。
一般說來，可用曲線鑒別通過和不合格的篩選準則。一條篩選曲線的例子由下式給出V-n+C1V+m＝C2[9]其中V-是最小熱電壓，V+是最大熱電壓，及n、m、C1和C2是常數(shù)。例如，如取n＝m＝2和C1＝1，則“通過-不合格”曲線是半徑為 的圓的一段。
可采用盤面缺陷檢測電路建立對特定類型的表面缺陷的標識。在圖23中闡述的實施例中，使用模擬電路實現(xiàn)一個缺陷標識電路91，當然知道，作為另一方案可將缺陷標識電路91實現(xiàn)為數(shù)字電路或通過數(shù)字信號處理操作來實施。缺陷檢測標識電路91測量負熱“冷卻”峰值VTH(cool)與熱粗糙度“加熱”尖峰的正峰值VTH(warm)之間的總熱電壓信號差ΔTH(TA)以檢測熱粗糙度(TA)，由下式給出
ΔVTH(TA)＝VTH(warm)-VTH(cool)[10]由信號分離/復原模塊76自回讀信號中提取熱電壓信號VTH，并將它送至一個正峰值保持電路71和一個負峰值保持電路73。正峰值保持電路71存儲熱信號的正峰值電壓VTH(warm)，而負峰值保持電路73則存儲熱信號的負峰值電壓VTH(cool)。一個用比較器配置中存在的運算放大器實現(xiàn)的凹點檢測器75被定標以便將合適的輸入閾值電壓T(PIT)和正峰值電壓VTH(warm)進行比較，從而檢測表面凹點。
一個類似地實現(xiàn)的凸起檢測器79被定標以便將合適的輸入閾值電壓T(BUMP)和負峰值電壓VTH(cool)進行比較，從而檢測表面凸起。一個類似地實現(xiàn)的熱粗糙度檢測器77被定標以便將合適的輸入閾值電壓T(TA)和由相加電路81產(chǎn)生的熱信號差值(VTH(warm)-VTH(cool))進行比較，從而檢測熱粗糙度。在不采用正的和負的峰值保持電路71和73的實施例中，可以連續(xù)地監(jiān)視相對于預先設(shè)置的用于標識缺陷的閾值的熱響應(yīng)電壓VTH的最大正峰值和最小負峰值。
三個比較器75、77和79的邏輯電平可配置為形成與下面表2中所示通過/不合格判定表連用的一個三位字(TA、BUMP、PIT)。如前所討論的，可以將磁道寫至盤上并完成HRF和/或RSM檢驗測試。以便在出現(xiàn)盤故障的情況下連續(xù)地完成檢驗過程。
表2
參照圖24，其中闡述了用于完成利用回讀信號的熱信號分量的誤差糾正程序的不同步驟。圖24中以流程圖形式描述的誤差糾正程序適用于糾正嚴重誤差造成的數(shù)據(jù)誤差，一般是執(zhí)行若干標準誤差糾正程序后完成的。在步530處標識包含丟失的或無法讀取的信息的缺陷扇區(qū)。在步532處將缺陷的扇區(qū)或盤區(qū)的回讀信號采樣。在步534處存儲采樣的回讀信號。所存儲的對應(yīng)于缺陷扇區(qū)的回讀信號標示如RS(DEFECT)＝M(DEFECT)+T(DEFECT)，其中RS(DEFECT)代表自缺陷扇區(qū)獲取的總回讀信號，M(DEFECT)代表自缺陷扇區(qū)獲取的回讀信號的磁信號分量，及T(DEFECT)代表自缺陷扇區(qū)獲取的回讀信號的熱信號分量。
在步536處，盤面區(qū)的缺陷扇區(qū)被擦除。在完成缺陷盤面位置的擦除操作后，在步538處將擦除的缺陷扇區(qū)的回讀信號進行采樣。自擦除的缺陷扇區(qū)獲取的回讀信號的采樣值表示為RS(ERASE)＝T(ERASE)，其中RS(ERASE)代表自擦除的缺陷扇區(qū)獲取的總回讀信號采樣值，及T(ERASE)代表自擦除的缺陷扇區(qū)獲取的回讀信號RS(ERASE)的熱信號分量。注意到由于擦除過程基本上消除了所有來自缺陷扇區(qū)的磁信號分量，所以回讀信號RS(ERASE)的磁信號分量并不包括在內(nèi)。
然而，注意到雖經(jīng)過擦除過程，但盤面上的微小裂縫仍會保留小量磁通。由于此點，如步540處所示，希望從自擦除的缺陷扇區(qū)中獲得的回讀信號中提取熱信號T(ERASE)并將它存儲起來。注意到，上面結(jié)合圖6(a)和6(b)所討論的熱信號波形證實T(DEFECT)與T(ERASE)基本相同。在步542處，自在步532處由缺陷扇區(qū)獲得的回讀信號中減去在步538處為擦除的缺陷扇區(qū)獲取的回讀信號。如步542所示，此減法運算產(chǎn)生缺陷扇區(qū)的復原的磁信號分量M(RECOVERED)。復原的磁信號M(RECOVERED)接著存儲于存儲器中或數(shù)據(jù)存儲盤上其它地方。在最后一步546中，將復原的磁信號M(RECOVERED)自存儲器中傳送通過正常的數(shù)據(jù)記錄通道，在通道中信息被編碼為二進制字。
當然，應(yīng)該知道可在不背離本發(fā)明的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下對上面討論的實施例進行不同修改或補充。相應(yīng)地，本發(fā)明的范圍不應(yīng)只限于上面討論的具體實施例，而只應(yīng)由下面提出的權(quán)利要求書的完全和明確的范圍所規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括一個代表MR元件熱響應(yīng)的熱分量；對信號進行高通濾波，使得與信號熱分量相關(guān)的第一頻率范圍之上的信號成分通過，并且衰減信號的熱分量；以及經(jīng)過倒置濾波器傳遞高通濾波的信號，該倒置濾波器具有一個與高通濾波步驟相關(guān)的響應(yīng)實質(zhì)上相反的響應(yīng)，以便產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量。
2.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括一個代表MR元件熱響應(yīng)的熱分量；將該信號傳遞經(jīng)過一個具有高通濾波特性的電路，使得與信號熱分量相關(guān)的信號成分之外的成分通過，并使信號的熱分量衰減；以及將該信號傳遞經(jīng)過一個倒置濾波器，該倒置濾波器具有一個與同高通濾波步驟相關(guān)的響應(yīng)實質(zhì)上相反的響應(yīng)，以便產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量。
3.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括一個代表MR元件熱響應(yīng)的熱分量；對該信號進行修改，衰減信號熱分量；以及將修改后的信號傳遞經(jīng)過無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器，以便產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量。
4.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括一個與第一頻率范圍相關(guān)的磁分量和一個代表MR元件熱響應(yīng)的熱分量；傳遞與第一頻率范圍相關(guān)的信號成分，從而衰減信號的熱分量；以及傳遞低于第一頻率范圍的信號成分，產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量。
5.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括一個代表MR元件熱響應(yīng)的熱分量；傳遞實質(zhì)上高于500千赫的信號成分，從而衰減信號的熱分量；以及抑制實質(zhì)上高于500千赫的信號成分，產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量。
6.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括伺服信息；對該信號進行修改，從而衰減代表MR元件熱響應(yīng)的信號的熱分量；以及改變修改后的信號，產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量，復原熱信號代表伺服信息。
7.一種對利用磁致電阻(MR)元件從存儲介質(zhì)獲得的信號進行處理的方法，該方法包括以下步驟利用MR元件從存儲介質(zhì)讀取信號，該信號包括一個磁分量和一個代表MR元件熱響應(yīng)的熱分量；修改該信號，從而衰減熱分量；改變修改后的信號，產(chǎn)生一個復原的熱信號，該復原的熱信號實質(zhì)上代表從存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量；以及通過從信號中去除復原的熱信號，提取磁分量。
全文摘要
一種使用磁阻(MR)元件自磁存儲介質(zhì)讀取信息信號、修改該信號以使代表MR元件熱響應(yīng)的信號熱分量衰變及改變該修改的信號以產(chǎn)生基本上代表自存儲介質(zhì)讀取的信號的熱分量復原的熱信號的設(shè)備和方法。MR元件中感應(yīng)的信息信號自MR元件送至具有高通濾波性能的臂電子(AE)模塊。AE模塊使熱分量以外的信息信號通過,從而使熱分量衰變。用無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器實現(xiàn)的倒置濾波器自AE模塊中接收高通濾波的信號和產(chǎn)生基本上代表信息信號熱分量的復原的熱信號。
文檔編號G11B20/10GK1352452SQ0113706
公開日2002年6月5日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月2日
發(fā)明者戈登·J·史密斯, 哈爾·杰馬·奧特森 申請人:國際商業(yè)機器公司