用于變量補償飛行高度測量的系統和方法

專利名稱：用于變量補償飛行高度測量的系統和方法
技術領域：
本發明涉及用于向存儲介質和從存儲介質傳輸信息的系統和方法，更具體而言涉 及用于相對于存儲介質定位傳感器系統和方法。
背景技術：
通過使用相對于存儲介質定位的讀/寫頭組件來訪問各種電子存儲介質。讀/寫 頭組件由頭致動器支撐，且可操作用于從存儲介質讀取信息并向存儲介質寫入信息。讀/ 寫頭組件與存儲介質之間的高度通常稱為飛行高度(fly height)。對飛行高度的控制對于 存儲系統的正確操作來說很關鍵。特別地，增大讀/寫頭組件與存儲介質之間的距離通常 導致符號間干擾(inter symbol interference)的增加。在符號間干擾高到不可接受的情 況下，可能變得無法可靠地讀取最初被寫入存儲介質的信息。相反，過小的飛行高度可能導 致讀/寫頭組件上的過度磨損和/或存儲設備的過早損毀。在典型存儲設備中，飛行高度被設置為在預定范圍內工作。在工作期間，周期性地 測量飛行高度以保證其繼續在預定區域內工作。已經開發了用于測量飛行高度的多種方 法，包括光學干涉、讀出信號波形的頻譜分析、以及測量讀出信號的脈沖寬度值。該方法通 常提供對飛行高度的合理估計，然而，它們易受各種誤差的影響。該誤差要求將飛行高度的 預定工作范圍保持得足夠大以便考慮各種誤差。這可能導致飛行高度被設置為使得符號間 干擾過高。因此，出于至少上述原因，在本領域中需要用于相對于存儲介質定位傳感器的先 進系統和方法。

發明內容
本發明涉及用于向存儲介質和從存儲介質傳輸信息的系統和方法，更具體而言涉 及用于相對于存儲介質來定位傳感器的系統和方法。本發明的各種實施例提供了用于計算相對飛行高度的方法。該方法包括在與存儲 介質相距飛行高度的距離處設置頭組件、從寫電路寫入寫圖案(write pattern)、并在讀電 路處接收寫圖案。基于該寫圖案，計算并存儲補償變量(compensation variable)。從存儲 介質接收所存儲的圖案，并至少基于所存儲的圖案和補償變量來對計算飛行高度距離的指
示。在上述實施例的某些實例中，寫圖案和所存儲的圖案是諸如2T、3T、4T、5T、6T......等
的周期性圖案。2Τ圖案包括后面是兩個邏輯0的兩個邏輯1。類似地，3Τ圖案包括后面是 三個邏輯0的三個邏輯1。其它周期性圖案表現出類似的周期性。在某些情況下，計算補償變量包括確定與接收到的寫圖案相對應的信號的基波頻 率，并確定與接收到的寫圖案相對應的信號的高階諧波。將基波頻率除以高階諧波，以產生 補償變量。該高階諧波可以是但不限于三階諧波、四階諧波、或六階諧波。在上述實施例的 特定實例中，通過執行離散傅立葉變換來確定基波頻率并確定高階諧波。在各種情況下，計算對飛行高度距離的指示包括確定與接收到的存儲圖案相對應的信號的基波頻率，并確定與接收到的存儲圖案相對應的信號的高階諧波。將基波頻率除 以高階諧波和補償變量以得到對飛行高度距離的指示。所述高階諧波可以是但不限于二階 諧波、三階諧波、四階諧波、五階諧波、六階諧波等等。在上述實施例的特定實例中，通過進 行離散傅立葉變換來確定基波頻率并確定高階諧波。在上述實施例的特定實例中，補償變量考慮與讀電路相關的模擬 前端中的溫度變 化和電源電壓變化中的一個或多個。在該情況下，可以生成專用于溫度和/或電源電壓的 一個或多個組合的多個補償變量。在各種實例中，寫圖案提供與存儲介質的特定盤區相對 應的基波頻率。在該情況下，可以生成專用于特定盤區的多個補償變量。在某些實例中，可 以生成專用于溫度、電源電壓、和/或盤區的一個或多個組合的多個補償變量。在上述實施例的某些實例中，讀電路包括模擬前端，并且所述補償變量補償該模 擬前端中的溫度變化和/或電源電壓變化。在該實例中，計算補償變量包括計算用于包括 溫度和電源電壓中的一個或多個的第一組合的第一補償變量，并計算用于包括溫度和電源 電壓中的一個或多個的第二組合的第二補償變量。所述方法還包括基于溫度測量和/或電 源電壓測量中的一個或多個來選擇第一補償變量和第二補償變量之一。計算對飛行高度距 離的指示包括確定與接收到的存儲圖案相對應的信號的基波頻率，確定與接收到的存儲圖 案相對應的信號的高階諧波，并將基波頻率除以高階諧波和所選補償變量以產生對飛行高 度距離的指示。本發明的其它實施例提供用于確定飛行高度的系統。該系統包括相對于存儲介質 設置的頭組件、寫通道、以及讀電路。所述讀電路可操作用于從所述頭組件和所述寫通道接 收信息。包括頻率確定電路，其可操作用于從所述讀電路接收與從所述寫通道接收到的信 息相對應的第一信號并基于該第一信號來提供第一基波頻率和第一高階頻率，并且所述頻 率確定電路可操作用于從所述讀電路接收與從所述頭組件通道接收到的信息相對應的第 二信號并基于該第二信號來提供第二基波頻率和第二高階頻率。包括補償變量計算模塊， 其可操作用于將第一基波頻率除以第一高階諧波以得到補償變量。包括飛行高度計算模 塊，其可操作用于將第二基波頻率除以第二高階諧波和補償變量以得到對所述頭組件與所 述存儲介質之間的距離的指示。本發明的其它實施例提供包括存儲介質、設置在與存儲介質相距一定距離處的頭 組件、寫電路和讀電路的存儲系統。所述讀電路可操作用于從所述頭組件和所述寫電路接 收信息。此外，所述讀電路至少包括易受溫度變化和電源電壓變化影響的放大器。所述存儲 系統還包括頻率確定模塊，其可操作用于在所限定的放大器溫度和放大器電源電壓下從讀 電路接收與從所述寫電路接收到的信息相對應的第一信號，并基于該第一信號來提供第一 基波頻率和第一高階頻率。所述頻率確定電路還可操作用于從所述讀電路接收與從所述頭 組件通道接收到的信息相對應的第二信號并基于該第二信號來提供第二基波頻率和第二 高階頻率。包括補償變量計算模塊，其可操作用于將第一基波頻率除以第一高階諧波以得 到專用于所限定的放大器溫度和所限定的放大器電源電壓的補償變量。包括溫度傳感器， 以提供測量的放大器溫度，并且包括電源電壓傳感器，以提供測量的放大器電源電壓。包括 飛行高度計算模塊，其可操作用于至少部分地基于測量的放大器溫度和測量的放大器電源 電壓來選擇補償變量，并將第二基波頻率除以第二高階諧波和補償變量以得到對距離的指
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本發明內容部分僅僅提供本發明的某些實施例的總體概要。通過以下詳細說明、 隨附權利要求和附圖，本發明的許多其它目的、特征、優點及其它實施例將變得更加顯而易 見。


通過參考在本說明書的其余部分中描述的附圖，可以實現對本發明的各種實施例 的進一步理解。在附圖中，相同的附圖標記在多個圖中自始至終用來指示類似部件。在某 些實例中，由小寫字母構成的下標與附圖標記相關聯，以表示多個類似部件中的一個。當對 附圖標記進行參考而不指明已有下標時，意圖指示所有此類的多個類似部件。圖1描繪現有技術的飛行高度測量系統；圖2描繪依照本發明的一個或多個實施例的包括變量補償的飛行高度測量系統；圖3是描繪依照本發明的某些實施例的用于確定飛行高度的方法的流程圖；圖4示出依照本發明的一個或多個實施例的包括通過盤區進行的變量補償的飛 行高度測量系統；圖5是描繪依照本發明的某些實施例的用于使用盤區信息來確定飛行高度的方 法的流程圖；圖6示出依照本發明的一個或多個實施例的包括通過盤區、溫度和電壓來進行變 量補償的飛行高度測量系統；以及圖7是描繪依照本發明的某些實施例的用于使用盤區信息、溫度和電壓來確定飛 行高度的方法的流程圖。
具體實施例方式本發明涉及用于向存儲介質和從存儲介質傳輸信息的系統和方法，更具體而言涉 及用于相對于存儲介質來定位傳感器的系統和方法。轉到圖1，其描繪了現有技術的飛行高度測量系統100。飛行高度測量系統100包 括寫電路Iio和讀電路120。如本領域中已知的那樣，寫電路110包括接收數字寫數據105 并以可寫格式將其提供給讀/寫頭組件190的寫通道115。如本領域中已知的那樣，讀電路 120包括從讀/寫頭組件190接收信息并將接收到的數據作為數字數據流提供給數據檢測 器195的模擬前端125。特別地，模擬前端125包括從讀/寫頭組件190接收原始模擬信 號的放大器130。放大器130向連續時間濾波器135提供放大輸出，所述連續時間濾波器 135執行模擬低通濾波器功能并向模擬_數字轉換器140提供濾波輸出。模擬-數字轉換 器140將模擬信號轉換成提供給數據檢測器195的一系列數字位。模擬-數字轉換器140的輸出也被提供給可操作用于確定飛行高度185是否過大 或過小的飛行高度計算模塊160。如圖所示，飛行高度185是從讀/寫頭組件190到盤片 (disk platter) 180的表面的距離。相對飛行高度作為飛行高度輸出165而被提供。在工作中，最初將一系列邏輯1和邏輯0寫入盤片180，使得在被讀取時其在放大 器130的輸出端處產生正弦波。該正弦波表現出基波頻率。飛行高度計算模塊160執行離 散傅立葉變換，其不僅產生正弦波的基波頻率、而且產生正弦波的三次諧波。由此，可以基 于以下等式計算飛行高度因數(即飛行高度輸出165)
Trfr-^MMf:- 所測量的基波頻率 飛仃高度輸出165 _所測量的三次諧波頻率當飛行高度增大時，三次諧波頻率相對于基波頻率減小(即飛行高度輸出165增 大)。當飛行高度減小時，三次諧波頻率相對于基波頻率增大(即飛行高度輸出165減小)。然而，已經確定飛行高度輸出165可以實質上隨著溫度、工藝和/或電源電壓而變 化。因此，雖然上述等式提供了對相對飛行高度的合理估計，但在模擬前端125中存在溫 度、電壓和工藝變化的情況下其可能實質上不準確。基于此，已經確定以下等式更準確地表 示飛行高度輸出165
所測量的基波頻率 ^rmmmmies 二所測量的三次諧波頻率0^其中，α AFE是取決于工藝、溫度和/或電壓的考慮了模擬前端125中的變化的變 量。本發明的各種實施例提供考慮α AFE并由此更準確地確定飛行高度的系統和方法。轉到圖2，其描繪了依照本發明的一個或多個實施例的包括變量補償的飛行高度 測量系統200。飛行高度測量系統200包括寫電路210和讀電路220。寫電路210包括接 收數字寫數據205并以可寫格式將其提供給讀/寫頭組件290的寫通道215。寫電路210 可以是能夠向讀/寫頭組件傳輸信息的任何基于電路、組件和/或處理器的功能件。基于 本文提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使用的多種寫電 路。讀電路220包括從讀/寫頭組件290接收信息并將接收到的數據作為數字數據流提供 給數據檢測器295的模擬前端225。讀電路220可以是能夠從讀/寫頭組件向接收裝置傳 輸信息的任何基于電路、組件和/或處理器的功能件。基于本文所提供的公開，本領域的技 術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使用的多種讀電路。模擬前端225可以包括從讀/寫頭組件290接收原始模擬信號的放大器230。放 大器230向連續時間濾波器235提供放大輸出，所述連續時間濾波器235執行模擬低通濾 波器功能并向模擬_數字轉換器240提供濾波輸出。模擬-數字轉換器240將模擬信號轉 換成被提供給數據檢測器295的一系列數字位。模擬前端225可以是能夠從讀/寫頭組件 接收信息并提供其數字表示的任何基于電路、組件和/或處理器的功能件。基于本文所提 供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使用的多種模擬前端。 此外，讀/寫頭組件290可以是能夠向存儲介質記錄信息并感測先前被寫入存儲介質的信 息的任何電路、裝置和/或組件。基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關 于本發明的不同實施例使用的多種讀/寫頭組件。包括數據控制器電路245，其用于將數據從寫電路210引向讀/寫頭組件290 (即 標準寫模式)或讀電路220(即回送(loopback)模式)、以及從讀/寫頭組件290引向讀 電路220 (即標準讀模式)。模擬-數字轉換器240的輸出被另外提供給可操作用于確定 飛行高度285是否過大或過小的飛行高度計算模塊260。如圖所示，飛行高度285是從讀/ 寫頭組件290到盤片280的表面的距離。相對飛行高度作為飛行高度輸出265而被提供。 此外，模擬_數字轉換器240的輸出被提供給可操作用于確定模擬前端225的α AFE的飛行 高度校準模塊250。基于周期性校準使能信號257來啟用飛行高度校準模塊250，并且每當斷定(assert)周期性校準使能信號257時向存儲器255更新所確定的aAFE值。aAFE可以 從存儲器255獲取并由飛行高度計算模塊260使用以計算飛行高度輸出265。在操作中，當斷定周期性校準使能信號257時，以回送模式配置數據控制器245， 使得經由寫電路210寫入的數據被提供給讀電路220。在此配置中，一系列邏輯1和邏輯 0經由寫電路210被寫入讀電路。該系列的邏輯1和邏輯0在連續時間濾波器235的輸出 端處產生正弦波。應注意的是可以使用其它重復波形來代替正弦波。正弦波表現出基波頻 率。當斷定周期性校準使能信號257時，飛行高度校準模塊250對接收到的正弦波執行離 散傅立葉變換，其不僅產生正弦波的基波頻率，而且產生正弦波的三次諧波。由此，基于以 下等式來計算aAFE:
aAFE=在回送模式中所測量的基波頻率/在回送模式中所測量的三次諧波頻率該a AFE此值被寫入存儲器255。在本發明的一個特定實施例中，飛行高度校準模 塊250包括能夠提供基波頻率和三次諧波頻率的離散時間傅里葉變換電路。這兩個頻率被 提供給執行固件/軟件指令的處理器，所述固件/軟件指令執行前一等式的數學處理。在 本發明的其它實施例中，以硬件來執行數學處理。在標準操作期間，當未斷定周期性校準使能信號257時，經由讀/寫頭組件290從 盤片280讀取相應系列的邏輯0和邏輯1，并通過數據控制器245將其提供給讀電路225。 來自模擬-數字轉換器240的輸出被提供給飛行高度計算模塊260。飛行高度計算模塊 260執行離散傅立葉變換，其再次產生正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波。通過其以 及來自存儲器255的CIafe的值，可以基于以下等式來計算飛行高度因數(即飛行高度輸出 265)
飛行高度輸出265=所測量的基波頻率/所測量的三次諧波頻率*aAFE當飛行高度增大時，三次諧波頻率相對于基波頻率減小(即飛行高度輸出265增 大)。當飛行高度減小時，三次諧波頻率相對于基波頻率增大(即飛行高度輸出265減小)。 通過在飛行高度輸出265的計算中結合aAFE，可以減小由于溫度、電源電壓和工藝而引起 的模擬前端上的變化。轉到圖3，流程圖300描繪了依照本發明的某些實施例的用于確定飛行高度的方 法。遵循流程圖300，確定是否選擇校準處理(方框305)。可以通過例如斷定周期性校準使 能信號257來選擇該校準處理。在選擇校準處理的情況下(方框305)，設置數據回送(方 框310)。該回送用于使經由寫電路寫入的數據被直接傳遞到讀電路。6T圖案(即具有12T 的周期的111111000000)經由寫電路寫入(方框315)并經由讀電路接收(方框320)。該 圖案產生正弦波。對正弦波執行諧波感測以確定正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波 頻率(方框325)。在本發明的一個特定實施例中，使用產生基波頻率和三次諧波頻率的離 散傅立葉變換來進行諧波感測。將基波頻率除以三次諧波頻率以產生aAFE(方框330)，該 a AFE被存儲到存儲器(方框335)。在正常操作模式下(即當未選擇校準時)(方框305)，系統被設置為從存儲介質向讀電路傳輸信息(方框375)。從存儲介質讀取6T圖案(方框380)，并對該6T圖案執行諧 波感測(方框385)。該諧波感測可以是與在校準階段期間使用的諧波感測相同的諧波感 測。因此，例如，可以通過對由6T圖案生成的正弦波執行離散傅立葉變換來進行諧波感測。 這產生了正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波頻率。將基波頻率除以三次諧波頻率和先 前存儲在存儲器中的CIafe值(方框390)。所產生的值作為補償的飛行高度值被提供(方 框 395)。
轉到圖4，其描繪了依照本發明的一個或多個實施例的包括通過盤區進行變量補 償的飛行高度測量系統400。飛行高度測量系統400包括寫電路410和讀電路420。寫電 路410包括寫通道415，其接收數字寫數據405并以可寫格式將其提供給讀/寫頭組件490。 寫電路410可以是能夠向讀/寫頭組件傳輸信息的任何基于電路、組件和/或處理器的功 能件。基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使 用的多種寫電路。讀電路420包括從讀/寫頭組件490接收信息并將接收到的數據作為數 字數據流提供給數據檢測器495的模擬前端425。讀電路420可以是能夠從讀/寫頭組件 向接收裝置傳輸信息的任何基于電路、組件和/或處理器的功能件。基于本文所提供的公 開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使用的多種讀電路。模擬前端425可以包括從讀/寫頭組件490接收原始模擬信號的放大器430。放 大器430向連續時間濾波器435提供放大輸出，所述連續時間濾波器435執行模擬低通濾 波器功能并向模擬_數字轉換器440提供濾波輸出。模擬-數字轉換器440將模擬信號轉 換成被提供給數據檢測器495的一系列數字位。模擬前端425可以是能夠從讀/寫頭組件 接收信息并提供其數字表示的任何基于電路、組件和/或處理器的功能件。基于本文所提 供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使用的多種模擬前端。 此外，讀/寫頭組件490可以是能夠向存儲介質記錄信息并感測先前被寫入存儲介質的信 息的任何電路、裝置和/或組件。基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關 于本發明的不同實施例使用的多種讀/寫頭組件。包括數據控制器電路445，其用于將數據從寫電路410引向讀/寫頭組件490 (即 標準寫模式)或讀電路420 (即回送模式)，以及從讀/寫頭組件490引向讀電路420 (即標 準讀模式)。模-數轉換器440的輸出被另外提供給可操作用于確定飛行高度485是否過 大或過小的飛行高度計算模塊460。如圖所示，飛行高度485是從讀/寫頭組件490到盤片 480的表面的距離。相對飛行高度作為飛行高度輸出465而被提供。此外，模擬-數字轉 換器440的輸出被提供給飛行高度校準模塊450，其可操作用于確定模擬前端425的α AFE。 基于周期性校準使能信號457來啟用飛行高度校準模塊450，并且每當斷定周期性校準使 能信號457時向查找存儲器455更新所確定的CIafe值。CIafe可以從存儲器455獲取并由 飛行高度計算模塊460使用以計算飛行高度輸出465。在操作中，當斷定周期性校準使能信號457時，以回送模式配置數據控制器445， 使得經由寫電路410寫入的數據被提供給讀電路420。在此配置中，一系列邏輯1和邏輯0 經由寫電路410被寫入讀電路420。該系列的邏輯1和邏輯0在連續時間濾波器435的輸 出端處產生正弦波。應注意的是可以使用其它重復波形來代替正弦波。正弦波表現出的基 波頻率根據多個盤區492的哪一個預期復制圖案而不同。特別地，盤片480被劃分成標記為 A G的多個徑向盤區492。應注意的是盤區的數目僅僅是示例性的，且依照本發明的不同實施例可以采用任何數目的盤區。反映被寫到更接近中心的盤區(例如盤區G)的被寫入 圖案的基波頻率比反映被寫到更接近外緣的盤區(例如盤區A)的被寫入圖案的基波頻率 高。由盤區輸入493來指示特定盤區，盤區輸入493指示盤區492中的哪一個將通過經由 寫電路410寫入的數據進行復制。當斷定周期性校準使能信號457時，飛行高度校準模塊 450對接收到的正弦波執行離散傅立葉變換，其不僅產生正弦波的基波頻率，而且產生正弦 波的三次諧波。由此，基于以下等式來計算α AFE:
在回送模式中所測量的基波頻率 aAFE =在回送模式中所測量的三次諧波頻率該CIafe值被寫入查找存儲器455中的由盤區輸入493指定的位置中。在本發明的 一個特定實施例中，飛行高度校準模塊450包括能夠提供基波頻率和三次諧波頻率的離散 時間傅里葉變換電路。這兩個頻率被提供給執行固件/軟件指令的處理器，所述固件/軟 件指令執行前一等式的數學處理。在本發明的其它實施例中，以硬件來執行數學處理。用 被寫入查找存儲器455的不同的α AFE值對每個盤區492重復該處理。在標準操作期間，當未斷定周期性校準使能信號457時，經由讀/寫頭組件490從 盤片480讀取相應系列的邏輯0和邏輯1，并由數據控制器445將其提供給讀電路425。在 接收到數據時，斷定指示圖案來源于盤區492中的哪一個的盤區輸入493。來自模擬-數字 轉換器440的輸出被提供給飛行高度計算模塊460。飛行高度計算模塊460執行離散傅立 葉變換，其再次產生正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波。由此并通過對應于從查找存 儲器455訪問的、由盤區輸入493識別的盤區492的α AFE值，可以基于以下等式來計算飛 行高度因數(即飛行高度輸出465)
Tf7廣產^丨.4廠 所測量的基波頻率^ 飛^fft度輸出465 “所測量的三次諧波頻率綱當飛行高度增大時，三次諧波頻率相對于基波頻率減小(即飛行高度輸出465增 大)。當飛行高度減小時，三次諧波頻率相對于基波頻率增大(即飛行高度輸出465減 小)。通過在飛行高度輸出465的計算中結合CIafe，可以減小由于溫度、電源電壓和工藝而 引起的模擬前端上的變化。通過使用盤區，可以特別地針對從其生成數據的特定區域生成 對α AFE的更準確的估計結果。轉到圖5，流程圖500描繪了依照本發明的某些實施例的用于使用盤區專用信息 來確定飛行高度的方法。遵循流程圖500，確定是否選擇校準處理(方框505)。例如可以 通過斷定周期性校準使能信號457來選擇該校準處理。在某些情況下，在制造存儲系統期 間、在燒制存儲介質期間、或存儲系統使用壽命期間的指定或所選時間進行校準。在選擇校 準處理的情況下(方框505)，設置數據回送(方框510)。該回送用于將經由寫電路寫入 的數據直接傳遞到讀電路。另外，選擇第一盤區，將針對該第一盤區計算aAFE信號(方框 512)。6T圖案(即具有12T的周期的111111000000)經由寫電路寫入(方框515)，并經由 讀電路接收(方框520)。6T圖案的頻率根據所選盤區而變化。該圖案產生正弦波。對正 弦波執行諧波感測以確定正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波頻率(方框525)。在本發 明的一個特定實施例中，使用產生基波頻率和三次諧波頻率的離散傅立葉變換來進行諧波感測。將基波頻率除以三次諧波頻率以提供專用于所選盤區的aAFE(方框530)，并將CIafe值存儲到存儲器中的對應于所選盤區的地址(方框535)。然后，確定是否仍存在α AFE值要被生成并存儲到存儲器的附加盤區(方框540)。 在仍存在附加盤區的情況下(方框540)，選擇下一個盤區(方框545)并對所選盤區重復方 框515-540的處理。在不存在附加盤區的情況下(方框540)，存儲器已經填充了用于每個 相應的盤區的α AFE值，并認為校準的處理完成。在正常操作模式下(即當未選擇校準時)(方框505)，系統被設置為從存儲介質向 讀電路傳輸信息(方框575)。從存儲介質讀取6T圖案(方框580)，并對該6T圖案執行諧 波感測(方框585)。該諧波感測可以是與在校準階段期間使用諧波感測相同的諧波感測。 因此，例如，可以通過對由6T圖案生成的正弦波執行離散傅立葉變換來進行諧波感測。這 產生正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波頻率。確定得到數據的盤區(方框587)，并使 用該信息從存儲器中選擇適當的aAFE值。將基波頻率除以三次諧波頻率和專用于所識別 的盤區的α AFE值(方框590)。所得到的值作為補償飛行高度值被提供(方框595)。轉到圖6，其描繪了依照本發明的一個或多個實施例的包括通過盤區、溫度和電壓 進行補償的飛行高度測量系統600。飛行高度測量系統600包括寫電路610和讀電路620。 寫電路610包括寫通道615，所述寫通道615接收數字寫數據605并以可寫格式將其提供給 讀/寫頭組件690。寫電路610可以是能夠向讀/寫頭組件傳輸信息的任何基于電路、組件 和/或處理器的功能件。基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發 明的不同實施例使用的多種寫電路。讀電路620包括模擬前端625，所述模擬前端625從讀 /寫頭組件490接收信息并將接收到的數據作為數字數據流提供給數據檢測器695。讀電 路620可以是能夠從讀/寫頭組件向接收裝置傳輸信息的任何基于電路、組件和/或處理 器的功能件。基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實 施例使用的多種讀電路。模擬前端625可以包括從讀/寫頭組件690接收原始模擬信號的放大器630。放 大器630向連續時間濾波器635提供放大輸出，所述連續時間濾波器635執行模擬低通濾 波器功能并向模擬_數字轉換器640提供濾波輸出。模擬-數字轉換器640將模擬信號轉 換成被提供給數據檢測器695的一系列數字位。模擬前端625可以是能夠從讀/寫頭組件 接收信息并提供其數字表示的任何基于電路、組件和/或處理器的功能件。基于本文所提 供的公開，本領域的技術人員將想到可以關于本發明的不同實施例使用的多種模擬前端。 此外，讀/寫頭組件690可以是能夠向存儲介質記錄信息并感測先前被寫入存儲介質的信 息的任何電路、裝置和/或組件。基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將想到可以關 于本發明的不同實施例使用的多種讀/寫頭組件。包括數據控制器電路645，其用于將數據從寫電路610引向讀/寫頭組件690 (即 標準寫模式)或讀電路620 (即回送模式)，以及從讀/寫頭組件690引向讀電路620 (即標 準讀模式)。連續時間濾波器635的輸出被另外提供給可操作用于確定飛行高度685是否 過大或過小的飛行高度計算模塊660。如圖所示，飛行高度685是從讀/寫頭組件690到盤 片680的表面的距離。相對飛行高度作為飛行高度輸出665而被提供。此外，連續時間濾 波器635的輸出被提供給可操作用于確定模擬前端625的α AFE的飛行高度校準模塊650。 基于周期性校準使能信號657來啟用飛行高度校準模塊650，并且每當斷定周期性校準使能信號657時向查找存儲器655更新所確定的CIafe值。CIafe值可以從存儲器655獲取并 由飛行高度計算模塊660使用以計算飛行高度輸出665。在操作中，當斷定周期性校準使能信號657時，以回送模式配置數據控制器645， 使得經由寫電路610寫入的數據被提供給讀電路620。在此配置中，一系列邏輯1和邏輯0 經由寫電路610被寫入讀電路620。該系列的邏輯1和邏輯0在連續時間濾波器635的輸 出端處產生正弦波。應注意的是可以使用其它重復波形來代替正弦波。正弦波表現出的基 波頻率根據多個盤區692的哪一個預期復制圖案而不同。特別地，盤片680被劃分成多個 標記為A G的徑向盤區692。應注意的是盤區的數目僅僅是示例性的，并且依照本發明的 不同實施例可以采用任何數目的盤區。反映被寫到更接近中心的盤區(例如盤區G)的被寫 入圖案的基波頻率比反映被寫到更接近外緣的盤區(例如盤區A)的被寫入圖案的基波頻 率高。由盤區輸入693來指示特定盤區，盤區輸入693指示將通過經由寫電路610寫入的 數據來復制盤區692中的哪一個。當斷定周期性校準使能信號657時，飛行高度校準模塊 650對接收到的正弦波執行離散傅立葉變換，其不僅產生正弦波的基波頻率，而且產生正弦 波的三次諧波。由此，基于以下等式來計算αχ:
_ 在回送模式中所測量的基波頻率 aAFE =在回送模式中所測量的三次諧波頻率針對溫度(由溫度傳感器675指示)和電源電壓(由電源傳感器670指示)的不 同變化重新計算此值。將所計算的aAFE值寫入查找存儲器655中的由盤區輸入693、溫度 (由溫度傳感器675的輸出指示)和電源電壓(由電源傳感器670的輸出指示)指定的位 置。在本發明的一個特定實施例中，飛行高度校準模塊650包括能夠提供基波頻率和三次 諧波頻率的離散時間傅里葉變換電路。這兩個頻率被提供給執行固件/軟件指令的處理 器，所述固件/軟件指令執行前一等式的數學處理。在本發明的其它實施例中，以硬件執行 數學處理。對每個盤區692、和所選的溫度和電源電壓變化重復此處理，對于每次計算，不同 的α AFE值被寫入查找存儲器655。在標準操作期間，當未斷定周期性校準使能信號657時，經由讀/寫頭組件690從 盤片680讀取相應系列的邏輯0和邏輯1，并由數據控制器645將其提供給讀電路625。在 接收到數據時，斷定指示圖案來源于哪個盤區692的盤區輸入693。來自連續時間濾波器 635的輸出被提供給飛行高度計算模塊660。飛行高度計算模塊660執行離散傅立葉變換， 其再次產生正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波。由此并通過對應于從查找存儲器655 訪問的、由盤區輸入493、溫度和電源電壓所識別的盤區492的CIafe值，可以基于以下等式 來計算飛行高度因數(即飛行高度輸出665)
放雄給ψ⑷ 所測量的基波頻率 飛^^度^出665 所測量的三次諧波頻率 11 當飛行高度增大時，三次諧波頻率相對于基波頻率減小(即飛行高度輸出665增 大)。當飛行高度減小時，三次諧波頻率相對于基波頻率增大(即飛行高度輸出665減小)。 通過在飛行高度輸出665的計算中結合aAFE，可以減小由于溫度、電源電壓和工藝而引起 的模擬前端上的變化。通過使用盤區，可以特別地針對從其生成數據的特定區域、以及變化的溫度和電源電壓生成對α AFE的更準確的估計結果。轉到圖7，流程圖700描繪了依照本發明的某些實施例的用于使用盤區專用信息 來確定飛行高度的方法。遵循流程圖700，確定是否選擇校準處理(方框705)。例如可以 通過斷定周期性校準使能信號657來選擇該校準處理。在某些情況下，在制造存儲系統期 間、在燒制存儲介質期間、或存儲系統使用壽命期間的指定或所選時間進行校準。在選擇校 準處理的情況下(方框705)，設置數據回送(方框710)。該回送用于將經由寫電路寫入的 數據直接傳遞到讀電路。另外，選擇第一盤區和溫度/電源電壓組合，將針對該組合計算
信號(方框712)。6T圖案(即具有12T的周期的111111000000)經由寫電路寫入(方 框715)，并經由讀電路接收(方框720)。6T圖案的頻率根據所選盤區而變化。該圖案提 供正弦波。對正弦波執行諧波感測以確定正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波頻率(方 框725)。在本發明的一個特定實施例中，使用離散傅立葉變換來進行諧波感測，其產生基波 頻率和三次諧波頻率。將基波頻率除以三次諧波頻率以產生專用于所選盤區的aAFE(方框 730)，并將a AFE值存儲到存儲器中的對應于所選盤區的地址(方框735)。然后確定是否仍存在將針對所選盤區生成a AFE值的附加溫度/ 電源電壓組合(方 框736)。在仍存在附加溫度/電源電壓組合的情況下(方框736)，選擇下一溫度/電源電 壓組合(方框738)并對所選溫度/電源電壓組合重復方框715-736處理。在不存在附加 溫度/電源電壓組合的情況下(方框738)，存儲器已經填充有用于特定盤區的每個期望溫 度/電源電壓組合的aAFE值。然后，確定是否仍存在a AFE值將生成并存儲到存儲器的附加盤區(方框740)。在 仍存在附加盤區的情況下(方框740)，選擇下一個盤區(方框745)并對所選盤區重復方框 715-740的處理。在不存在附加盤區的情況下(方框740)，存儲器已經填充了用于每個相 應的盤區、溫度和電源電壓的a AFE值，并認為校準的處理完成。在正常操作模式下(即當未選擇校準時)(方框705)，系統被設置為從存儲介質向 讀電路傳輸信息(方框775)。從存儲介質讀取6T圖案(方框780)，并對該6T圖案執行諧 波感測(方框785)。該諧波感測可以是與在校準階段期間使用的諧波感測的相同諧波感 測。因此，例如，可以通過對由6T圖案生成的正弦波執行離散傅立葉變換來進行諧波感測。 其產生正弦波的基波頻率和正弦波的三次諧波頻率。確定得到數據的盤區，并測量溫度和 電源電壓(方框787)，并使用該信息從存儲器中選擇適當的CIafe值。將基波頻率除以三次 諧波頻率和專用于所識別的盤區、溫度和電源電壓的aAFE值(方框790)。所產生的值作為 補償飛行高度值而被提供(方框795)。因此，本發明提供了用于測量飛行高度的新型系統、設備、方法和配置。雖然上文 已經給出了對本發明的一個或多個實施例的詳細說明，但在不違背本發明的精神的情況 下，各種替換、修改、和等價物對于本領域的技術人員來說是顯而易見的。例如，為了進行對 高階諧波的操作，可以修改上述系統和設備。因此，例如，所述方法可以包括測量代替6T圖 案被寫入的12T圖案(即具有24T的周期的111111111111000000000000)的激波頻率和四
次諧波或六次諧波。在這種情況下，以下等式用來定義aAFE:
_ 在回送模式中所測量的基波頻率 aAFE =在回送模式中所測量的四次或六次諧波頻率
類似地，依照以下等式來計算用于計算飛行高度輸出的等式
飛行高度輸出=所測量的基波頻率/所測量的四次或六次諧波頻率*aAFE
所測量的四次或六次諧波頻率艦基于本文所提供的公開，本領域的技術人員將認識到依照本發明的不同實施例可 以進行多種其它測量和計算以獲得準確的飛行高度。因此，不應將以上說明視為限制本發 明的范圍，本發明的范圍由隨附權利要求限定。
權利要求
一種用于確定飛行高度的系統，該系統包括相對于存儲介質設置的頭組件；寫通道；讀電路，其中，所述讀電路可操作用于從所述頭組件和所述寫通道接收信息；頻率確定電路，其中，所述頻率確定電路可操作用于從所述讀電路接收與從所述寫通道接收到的信息相對應的第一信號并基于該第一信號來提供第一基波頻率和第一高階頻率，并且其中，所述頻率確定電路可操作用于從所述讀電路接收與從頭組件通道接收到的信息相對應的第二信號并基于該第二信號來提供第二基波頻率和第二高階頻率；補償變量計算模塊，其中，所述補償變量計算模塊可操作用于將所述第一基波頻率除以第一高階諧波以產生補償變量；以及飛行高度計算模塊，其中，所述飛行高度計算模塊可操作用于將所述第二基波頻率除以第二高階諧波和所述補償變量以產生對所述頭組件與所述存儲介質之間的距離的指示。
2.權利要求1的系統，其中，從所述寫通道接收到的信息和從所述頭組件接收到的信 息對應于選自由以下各項組成的組中的圖案6T圖案和12Τ圖案。
3.權利要求1的系統，其中，所述第一高階諧波和所述第二高階諧波選自由以下各項 組成的組三階諧波、四階諧波、以及六階諧波。
4.權利要求1的系統，其中，所述頻率確定電路實現離散傅立葉變換。
5.權利要求1的系統，其中，所述系統還包括存儲器，并且其中，所述存儲器可操作用 于從所述補償變量計算模塊接收所述補償變量，并且其中，所述存儲器可操作用于向所述 飛行高度計算模塊提供所述補償變量。
6.權利要求5的系統，其中，所述補償變量是專用于所述存儲介質的第一區的第一補 償變量；其中，所述頻率確定電路可操作用于從所述讀電路接收與從所述寫通道接收到的 信息相對應的第三信號并基于該第三信號來提供第三基波頻率和第三高階頻率；其中，所 述第三基波頻率專用于所述存儲介質的第二區；并且其中，所述補償變量計算模塊可操作 用于將所述第三基波頻率除以第三高階諧波以產生專用于所述存儲介質的第二區的第二 補償變量。
7.權利要求6的系統，其中，所述飛行高度計算模塊接收第二信息源自于所述存儲介 質的第二區的指示；并且其中，所述飛行高度計算模塊可操作用于將所述第二基波頻率除 以所述第二高階諧波和所述第二補償變量以產生對所述頭組件與所述存儲介質之間的距 離的指示。
8.一種用于計算相對飛行高度的方法，該方法包括 在與存儲介質相距飛行高度距離處設置頭組件； 從寫電路寫入第一圖案；在讀電路處接收第一圖案； 至少基于所述第一圖案，計算補償變量； 存儲所述補償變量； 從所述存儲介質接收第二圖案；至少基于所述第二圖案和所述補償變量，計算對所述飛行高度距離的指示。
9.權利要求8的方法，其中，所述第一圖案和所述第二圖案是6Τ圖案。
10.權利要求8的方法，其中，計算補償變量包括 確定與接收到的第一圖案相對應的信號的基波頻率；確定與接收到的第一圖案相對應的信號的高階諧波；以及 將所述基波頻率除以所述高階諧波以產生所述補償變量。
11.權利要求10的方法，其中，所述高階諧波選自由以下各項組成的組三階諧波、四 階諧波、以及六階諧波。
12.權利要求10的方法，其中，通過進行離散傅立葉變換來確定基波頻率并確定高階 諧波。
13.權利要求8的方法，其中，計算對飛行高度距離的指示包括 確定與接收到的第二圖案相對應的信號的基波頻率；確定與接收到的第二圖案相對應的信號的高階諧波；以及將所述基波頻率除以所述高階諧波和所述補償變量以產生對飛行高度距離的指示。
14.權利要求13的方法，其中，所述高階諧波選自由以下各項組成的組三階諧波、四 階諧波、以及六階諧波。
15.權利要求13的方法，其中，通過進行離散傅立葉變換來確定基波頻率并確定高階 諧波。
16.權利要求8的方法，其中，所述讀電路包括模擬前端；并且其中，所述補償變量補償 所述模擬前端的選自由以下各項組成的組的一個或多個變量溫度、電源電壓、以及盤區。
17.權利要求8的方法，其中，所述讀電路包括模擬前端，并且其中，所述補償變量補償所述模擬前端的選自由 以下各項組成的組的一個或多個變量溫度和電源電壓；以及其中，計算補償變量包括計算用于包括溫度和電源電壓中的一個或多個的第一組合的 第一補償變量，并計算用于包括溫度和電源電壓中的一個或多個的第二組合的第二補償變 量；選擇所述第一補償變量和所述第二補償變量之一；以及其中，計算對飛行高度距離的指示包括；確定與接收到的第二圖案相對應的信號的基波頻率；確定與接收到的第二圖案相對應的信號的高階諧波；以及將所述基波頻率除以所述高階諧波和所選補償變量以產生對飛行高度距離的指示。
18.權利要求17的方法，其中，選擇所述第一補償變量和所述第二補償變量之一包括 測量溫度和電源電壓中的至少一個；以及基于測量的溫度和測量的電源電壓中的一個或多個的組合來選擇所述第一補償變量 和所述第二補償變量之一。
19.權利要求8的方法，其中，所述存儲介質至少包括第一盤區和第二盤區；其中，所述 第一圖案表現出專用于第一盤區的基波頻率；其中，所述補償變量專用于第一盤區；并且 其中，該方法還包括確定所述第二圖案源自于所述第一盤區；至少部分地基于確定出所述第二圖案源自于所述第一盤區，選擇所述補償變量； 其中，計算對飛行高度距離的指示包括確定與接收到的第二圖案相對應的信號的基波頻率；確定與接收到的第二圖案相對應的信號的高階諧波；以及將所述基波頻率除以所述高階諧波和所選補償變量以產生對飛行高度距離的指示。
20. 一種存儲系統，該存儲系統包括存儲介質；設置在與所述存儲介質相距一定距離處的頭組件； 寫電路；讀電路，其中，所述讀電路可操作用于從所述頭組件和寫通道接收信息，其中，所述讀 電路至少包括可操作用于將接收到的信號放大的放大器，并且其中，所述放大器易受溫度 變化和電源電壓變化的影響；頻率確定模塊；其中，所述頻率確定模塊可操作用于在所限定的放大器溫度和放大器 電源電壓下從讀電路接收與從寫通道接收到的信息相對應的第一信號，并基于該第一信號 來提供第一基波頻率和第一高階頻率，并且其中所述頻率確定電路可操作用于從所述讀電 路接收與從頭組件通道接收到的信息相對應的第二信號并基于該第二信號來提供第二基 波頻率和第二高階頻率；補償變量計算模塊，其中，所述補償變量計算模塊可操作用于將所述第一基波頻率除 以第一高階諧波以產生專用于所限定的放大器溫度和所限定的放大器電源電壓的補償變 量；溫度傳感器，其可操作用于提供測量的放大器溫度； 電源電壓傳感器，其可操作用于提供測量的放大器電源電壓；以及 飛行高度計算模塊，其中，所述飛行高度計算模塊可操作用于至少部分地基于測量的 放大器溫度和測量的放大器電源電壓來選擇補償變量，并將第二基波頻率除以第二高階諧 波和所述補償變量以產生對距離的指示。
全文摘要
本發明的各種實施例提供用于確定飛行高度的系統和方法。例如，公開了用于飛行高度確定的系統，其包括相對于存儲介質設置的頭組件、寫通道、以及讀電路。所述讀電路可操作用于從頭組件和寫通道接收信息。包括頻率確定電路，其可操作用于從所述讀電路接收與從所述寫通道接收到的信息相對應的第一信號并基于該第一信號來提供第一基波頻率和第一高階頻率，并且所述頻率確定電路可操作用于從所述讀電路接收與從所述頭組件通道接收到的信息相對應的第二信號并基于該第二信號來提供第二基波頻率和第二高階頻率。包括補償變量計算模塊，其可操作用于將第一基波頻率除以第一高階諧波以產生補償變量。包括飛行高度計算模塊，其可操作用于將第二基波頻率除以第二高階諧波和補償變量以產生對所述頭組件與所述存儲介質之間的距離的指示。
文檔編號G11B21/02GK101821808SQ200880111275
公開日2010年9月1日 申請日期2008年7月28日 優先權日2008年7月28日
發明者N·格雷夫 申請人:艾格瑞系統有限公司