采用多個讀取元件以增加用于二維磁記錄的徑向帶的磁盤驅動器的制造方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]磁盤驅動器包括磁盤和連接到致動器臂的遠端的磁頭，該致動器臂通過音圈電機(VCM)繞樞軸旋轉以將磁頭徑向定位在磁盤上方。磁盤包括多個徑向間隔開的同心磁道，其用于記錄用戶數據扇區和伺服扇區。伺服扇區包括磁頭定位信息(例如，磁道地址)，其由磁頭讀取并由伺服控制系統處理，以在致動器臂從磁道到磁道查找時控制致動器臂。
[0002]圖1示出現有技術的磁盤格式2，包括由圍繞每個伺服磁道的圓周記錄的伺服扇區^-6,限定的若干伺服磁道4。每個伺服扇區6 i包括用于存儲周期性圖案的前導碼8和用于存儲具體圖案的同步標記10，所述周期性圖案允許讀取信號的適當增益調整和時序同步，所述具體圖案用于將符號同步到伺服數據字段12。伺服數據字段12存儲粗糙磁頭定位信息，諸如伺服磁道地址，該信息用于在查找操作期間將磁頭定位在目標數據磁道上方。每個伺服扇區6,進一步包括伺服脈沖組14 (例如，N和Q伺服脈沖)，其相對于彼此并相對于伺服磁道中心線以預定相位記錄。基于相位的伺服脈沖14提供精細磁頭位置信息，其用于在讀/寫操作期間進行中心線追蹤并訪問數據磁道。位置誤差信號(PES)通過讀取伺服脈沖14產生，其中PES表示磁頭相對于目標伺服磁道的中心線的測量位置。伺服控制器處理PES以產生施加到磁頭致動器(例如，音圈電機)的控制信號，以便在減少PES的方向上徑向致動磁盤上方的磁頭。
[0003]數據通常通過調制寫入元件的寫入電流被寫入到數據磁道內的數據扇區，例如，使用非歸零(NRZ)信號，從而將磁轉變寫到磁盤表面上。然后讀取元件(例如磁阻(MR)元件)被用于將磁轉變轉換為由讀取通道解調的讀取信號。記錄和復制過程可以被考慮為通信信道，其中通信解調技術可被用于解調讀取信號。
[0004]當從磁盤讀取數據時，讀取通道通常將讀取信號采樣，以產生讀取信號樣本，所述讀取信號樣本根據目標響應(例如，部分響應)被均衡。序列檢測器(例如，維特比檢測器(Viterbi檢測器))檢測來自均衡的樣本的所估計的數據序列，并且所估計的數據序列中的誤差被校正，例如，使用里德-所羅門(Reed-Solomon)糾錯碼(ECC)或使用低密度奇偶校驗(LDPC)碼。
【發明內容】
【附圖說明】
[0005]圖1示出包括由伺服扇區限定的多個伺服磁道的現有技術的磁盤格式。
[0006]圖2A示出根據一個實施例的磁盤驅動器，其包括磁盤和磁頭，該磁盤具有多個磁道，該磁頭包括至少三個讀取元件，該至少三個讀取元件包括第一讀取元件、第二讀取元件和第二讀取兀件。
[0007]圖2B是根據一個實施例的流程圖，其中當磁頭在磁盤的第一徑向帶(band)內時，使用第一讀取元件和第二讀取元件檢測記錄在磁盤上的數據，并且當磁頭在磁盤的第二徑向帶內時，使用第一讀取元件和第三讀取元件檢測記錄在磁盤上的數據。
[0008]圖2C示出一個實施例，其中三個磁頭中的兩個被用于根據磁頭的傾斜角從磁盤讀取數據。
[0009]圖3A-圖3C示出一個實施例，其中當磁頭從磁盤的中間直徑移向磁盤的外徑時，第二讀取元件和第三讀取元件被用于從磁盤讀取數據，并且然后當磁頭相對于數據磁道的磁道間距，傾斜角超過閾值時，第一讀取元件和第三讀取元件被使用。
[0010]圖3D-圖3F示出一個實施例，其中當磁頭從磁盤的中間直徑移向磁盤的內徑時，第一讀取元件和第二讀取元件被用于從磁盤讀取數據，并且然后當磁頭相對于數據磁道的磁道間距，傾斜角超過閾值時，第一讀取元件和第三讀取元件被使用。
[0011]圖4A和圖4B示出一個實施例，其中在外徑和內徑徑向帶處，使用單個磁頭和一維解調算法檢測記錄在磁盤上的數據，并且在內徑徑向帶處，使用兩個磁頭和二維解調算法檢測數據。
[0012]圖5示出根據一個實施例二維解調算法可用于相對于磁頭的傾斜角和數據磁道的磁道間距檢測記錄在磁盤上的數據的程度。
[0013]圖6示出一個實施例，其中數據磁道的徑向密度相對于磁頭的傾斜角改變以及一維或二維解調算法可以用于檢測記錄在磁盤上的數據。
[0014]圖7A示出根據一個實施例的磁盤驅動器，其包括具有使用一維或二維解調算法訪問的多個磁道的磁盤。
[0015]圖7B是根據一個實施例的流程圖，其中當磁頭在磁盤的第一徑向帶內時，使用二維解調算法檢測記錄在磁盤上的數據，并且當磁頭在磁盤的第二徑向帶內時，使用一維解調算法檢測記錄在磁盤上的數據。
[0016]圖8A-圖8F示出一個實施例，其中第一讀取元件和第三讀取元件被制造為具有相對徑向偏移(故意或由于制造公差導致)。
【具體實施方式】
[0017]圖2A示出包括磁盤16和磁頭20的根據一個實施例的磁盤驅動器，磁盤16包括多個磁道18，磁頭20包括至少三個讀取元件，至少三個讀取元件包括第一讀取元件221、第二讀取元件2?和第三讀取元件22 3 (圖2C)。磁盤驅動器進一步包括經配置以執行圖2B的流程圖的控制電路24，其中當磁頭在磁盤的第一徑向帶25A內時(方框26)，使用第一讀取元件和第二讀取元件檢測記錄在磁盤上的數據(方框28)。當磁頭在不同于第一徑向帶的磁盤的第二徑向帶25B內時(方框30)，使用第一讀取元件和第三讀取元件檢測記錄在磁盤上的數據(方框32)。如圖2C所示，在一個實施例中，當磁頭20在磁盤16的第一徑向位置上方時(例如，在磁盤16的中間直徑的附近)，第一讀取元件221與第三讀取元件22 3沿磁道向下(down-track)基本對齊。在另一個實施例中，控制電路24選擇三個讀取元件22「223中的兩個，來基于磁頭的徑向位置(例如，徑向帶)檢測記錄在磁盤上的用戶數據，而未選擇的讀取元件不被用于讀取用戶數據。
[0018]在圖2A的實施例中，多個同心伺服磁道由嵌入的伺服扇區34Q-34N限定，其中多個同心數據磁道18相對于伺服磁道以相同或不同的徑向密度被限定。控制電路24處理從讀取元件中的至少一個發出的讀取信號36以解調伺服扇區并產生位置誤差信號(PES)，所述位置誤差信號表示磁頭相對于目標磁道的實際位置與目標位置之間的誤差。控制電路24使用合適的補償濾波器對PES進行濾波，以產生施加到音圈電機(VCM)40的控制信號38，音圈電機(VCM) 40繞樞軸旋轉致動器臂42，以便在減少PES的方向上徑向致動磁盤16上方的磁頭20。伺服扇區34-34可以包括任何合適的磁頭位置信息，諸如用于粗糙定位的磁道地址和用于精細定位的伺服脈沖。伺服脈沖可以包括任何合適的圖案，諸如基于振幅的伺服圖案或基于相位的伺服圖案。
[0019]在一個實施例中，讀取元件中的至少兩個產生的讀取信號被處理以使用二維解調算法檢測記錄在目標數據磁道中的數據，這意味著為了檢測記錄在目標數據磁道中的數據，由至少一個相鄰數據磁道導致的磁道間干擾(ITI)被補償。圖3A示出該實施例的一個示例，其中當磁頭20在磁盤16的中間直徑處時，由第二讀取元件2?產生的讀取信號和由第三讀取元件223產生的讀取信號被處理，以檢測記錄在目標數據磁道44B中的數據。也就是說，當檢測記錄在目標數據磁道44B中的數據時，由相鄰數據磁道44C導致的ITI通過處理第三讀取元件223產生的讀取信號而被補償。ITI補償可以以任何合適的方式實現，諸如通過在模擬或數字域中從第二讀取元件2?產生的讀取信號中減去第三讀取元件22 3產生的讀