接觸檢測的制作方法【專利摘要】本發(fā)明提供了一種檢測換能頭與存儲介質(zhì)之間接觸的方法。該方法將具有選擇功率電平和已知頻率的輸入信號施加于致動(dòng)器，用于致動(dòng)該磁頭。輸出信號響應(yīng)于該輸入信號被獲取。以與施加于該致動(dòng)器的輸入信號相同的或該相同已知頻率的諧波從該輸出信號提取至少一個(gè)信號分量。確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示磁頭與介質(zhì)之間的接觸。所施加的波形的功率電平被逐步增加直到提取的信號分量指示該磁頭與存儲介質(zhì)之間的接觸?！緦＠f明】接觸檢測【
背景技術(shù)：
】[0001]數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，如盤驅(qū)動(dòng)器，典型地將信息存儲在存儲媒體(如磁盤或光盤)的表面上。在典型的盤驅(qū)動(dòng)器中，一個(gè)或多個(gè)盤被共同安裝在主軸電機(jī)上。該主軸帶動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)以及媒體的數(shù)據(jù)表面穿過相應(yīng)的攜帶用于對存儲媒體讀寫數(shù)據(jù)的換能器的磁頭滑塊下方。[0002]磁頭滑塊以一飛行高度在存儲媒體上方飛行。隨著存儲設(shè)備記錄密度的連續(xù)增力口，該飛行高度會降低。由于媒體表面的不規(guī)則性和操作條件，降低的飛行高度可導(dǎo)致?lián)Q能器與媒體的有害接觸。盡管位于磁頭滑塊中的微致動(dòng)器可主動(dòng)控制換能器與媒體之間的空隙，但與主動(dòng)空隙控制相關(guān)的主要問題之一是可靠的與無損的接觸檢測?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種檢測換能頭與存儲介質(zhì)之間接觸的方法。該方法將具有選擇功率電平和已知頻率的一輸入信號施加于致動(dòng)器用于致動(dòng)該換能頭。響應(yīng)于該輸入信號，輸出信號通過讀/寫通道被獲取?？刂破饕耘c施加于該致動(dòng)器的輸入信號相同已知頻率或該相同已知頻率的諧波，從該輸出信號中提取至少一個(gè)信號分量。確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示換能頭與介質(zhì)之間的接觸。通過逐步增加所施加的波形的功率電平而重復(fù)將輸入信號施加于該致動(dòng)器、響應(yīng)于該輸入信號獲取輸出信號以及從該輸出信號中提取信號分量，直到所提取的信號分量指示該磁頭與存儲介質(zhì)之間的接觸。[0004]描述本發(fā)明實(shí)施例的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀以下詳細(xì)描述和查看相關(guān)附圖后變得顯而易見?！緦＠綀D】【附圖說明】[0005]圖1示出一個(gè)實(shí)施例下的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的示意圖。[0006]圖2示出檢測圖1所示的換能頭與存儲介質(zhì)之間接觸的方法。[0007]圖3示出用于實(shí)施圖2所示方法的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的實(shí)驗(yàn)設(shè)置的示意圖。[0008]圖4示出利用圖3所示設(shè)置的第一實(shí)驗(yàn)性運(yùn)行的圖示。[0009]圖5示出了利用圖4所示設(shè)置的第二實(shí)驗(yàn)性運(yùn)行的圖示。【具體實(shí)施方式】[0010]本公開的實(shí)施例提供了磁頭至媒體的接觸檢測方案，用于數(shù)據(jù)存儲設(shè)備被校準(zhǔn)時(shí)使用。在一個(gè)實(shí)施例中，公開的接觸檢測方案包括驅(qū)動(dòng)耦合至換能頭的致動(dòng)器或加熱器，其利用一已知頻率波形并利用信號處理技術(shù)在響應(yīng)波形中標(biāo)識相同頻率信號。在另一實(shí)施例中，公開的接觸檢測方案包括用已知的高頻脈沖波形來驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器或加熱器。確定校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備時(shí)磁頭至媒體的接觸何時(shí)產(chǎn)生，是數(shù)據(jù)存儲操作與磁頭主動(dòng)空隙控制期間可使用的信息。例如，主動(dòng)空隙控制(即，利用位于磁頭中的致動(dòng)器，例如寫入加熱器，來控制媒體與磁頭之間的間距)可基于校準(zhǔn)期間收集的信息而被調(diào)整。[0011]用于數(shù)據(jù)存儲設(shè)備校準(zhǔn)的接觸檢測方案的兩個(gè)示例類型包括當(dāng)磁頭和媒體接觸時(shí)檢測調(diào)制，以及檢測由位置偏差信號(dPES)的變化而測量的偏離磁道信號，位置偏差信號(dPES)由磁頭相對于媒體的接觸為非零的偏斜度時(shí)的摩擦產(chǎn)生。位置偏差信號(PES)是表示換能頭相對于可旋轉(zhuǎn)存儲介質(zhì)上的磁道的徑向位置的信號。在高性能數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中，PES來自預(yù)先記錄的具有對應(yīng)伺服磁頭的伺服盤(專用伺服系統(tǒng))，或來自以預(yù)定間隔嵌入在用戶數(shù)據(jù)塊中的每個(gè)記錄表面的伺服信息(嵌入式伺服系統(tǒng))。該換能頭將伺服信息提供至伺服控制電路，其生成PES，該P(yáng)ES的大小在磁頭位于磁道中心上方(“在磁道上”)時(shí)典型地等于零，并且線性地正比于磁頭和磁道中心的相對偏離磁道的距離。[0012]如果磁頭和媒體的界面具有足夠大的接觸調(diào)制，則利用調(diào)制的檢測接觸，例如通過集成峰值檢測(IntegratedPeakDetection,IPD)比利用dPES方法檢測接觸更加靈敏。如果磁頭和媒體的界面具有較低的調(diào)制，則dPES信號可能是檢測接觸可用的唯一信號。此外，利用dPES信號來檢測磁頭與媒體的接觸可能是困難的，因?yàn)閐PES信號包括來自多個(gè)不同源的噪聲，例如可重復(fù)性突出(ItepeatableRunOut，RR0)、非重復(fù)性突出(Non-RepeatableRunOut，NRR0)、FOS加熱(即，支撐磁頭的懸架上的柔性電纜的加熱)以及數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中的風(fēng)阻。[0013]磁頭和媒體的接觸面在不斷的學(xué)習(xí)中，并且已進(jìn)行開發(fā)來繼續(xù)減小用于更高區(qū)域密度媒體的磁頭至媒體的間距。這些開發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵特征是接觸時(shí)的低調(diào)制。這種界面致使利用調(diào)制檢測磁頭至媒體的接觸面臨巨大的挑戰(zhàn)。所公開的是一種接觸檢測，其使用可用的PES信號但具有高信噪比(SNR)，尤其是對于通常為低調(diào)制接觸的情況。[0014]圖1是根據(jù)本公開實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備112的簡化框圖。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備112包括存儲介質(zhì)114、懸架116，其支撐可對介質(zhì)114上的磁道120讀和寫數(shù)據(jù)的換能頭118。該存儲介質(zhì)114以可旋轉(zhuǎn)盤示出。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備112還包括前置放大器(preamp)148，用于生成在寫操作期間被施加于換能頭118的寫信號，以及用于放大在讀操作期間來自換能器118的讀信號。[0015]耦合至換能頭118的包括讀/寫通道150，其在寫操作期間接收用戶數(shù)據(jù)并與讀信號處理器154—起處理由前置放大器148放大的讀信號。讀信號處理器154除獲取、檢測與解碼以讀信號形式記錄于存儲介質(zhì)114的用戶數(shù)據(jù)之外，讀信號處理器154還可獲取并檢測位置偏差信號(PES)，其指示換能頭偏離磁道多遠(yuǎn)。指示用戶數(shù)據(jù)或偏離磁道數(shù)據(jù)的讀信號被考慮作為圖1所不的輸出信號156。輸出信號156由控制器158接收?？刂破?58包括處理器并可訪問存儲器，在處理用于檢測換能頭118和存儲介質(zhì)114之間接觸的算法中使用?？刂破?58將在下文結(jié)合圖2進(jìn)行討論。[0016]換能頭118包括致動(dòng)器128，例如加熱器，用于移動(dòng)換能元件如讀元件或?qū)懺?，以更接近存儲介質(zhì)114。在一個(gè)實(shí)施例中，模擬開關(guān)125可包括用于設(shè)置頻率的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，該模擬開關(guān)125被饋送DC分量(以虛線表示以顯示第一實(shí)施例)，其為致動(dòng)器128供電。從模擬開關(guān)125提供至致動(dòng)器128的信號為輸入信號或參考信號129。讀/寫通道150響應(yīng)于輸入信號129而生成輸出信號156。[0017]然而，鑒于加熱器致動(dòng)的慢速響應(yīng)，來自DC分量的頻率可具有某些考慮因素。加熱器的熱時(shí)間常量(即，表征加熱器對時(shí)變輸入的響應(yīng)的上升時(shí)間)預(yù)計(jì)大于100μS。完全伸出(即，當(dāng)致動(dòng)器或加熱器被完全伸出時(shí))約為時(shí)間常量的五倍。因此，如果要完全伸出，則加熱器驅(qū)動(dòng)頻率近似為IkHz或更低。應(yīng)當(dāng)注意的是一旦該磁頭遠(yuǎn)離接觸而該致動(dòng)器或加熱器正縮回時(shí)，不會生成接觸響應(yīng)信號。因此，只有時(shí)間響應(yīng)信號的一半利用DC分量生成。因此，在另一實(shí)施例中，一個(gè)非常高頻率(相對于其時(shí)間常量)的脈沖可被施加于該致動(dòng)器或加熱器。這種脈沖表示由通電引起的加熱和由斷電引起的冷卻(脈沖)不會成為DC情況下的完整周期。事實(shí)上，加熱器可在等值的DC電源下僅伸出最大值的一部分。高頻脈沖的效應(yīng)在提供電源方面接近于DC，但這個(gè)實(shí)施例的熱擾動(dòng)產(chǎn)生了(Angstrom)埃級調(diào)制。加熱器的伸出將等同于由DC電源所引起的一脈沖串的平均功率。因此，DC電壓近似為脈沖最大電壓的0.707倍，假設(shè)占空比(即，脈沖導(dǎo)通的時(shí)間頻率)為50%。[0018]圖2示出了檢測換能頭118與存儲介質(zhì)114之間接觸的方法200。在塊202，輸入信號或參考信號(U從模擬開關(guān)125被施加至致動(dòng)器128，例如位于換能頭中的加熱器。該致動(dòng)器128被配置成移動(dòng)換能頭從而控制換能頭118與存儲介質(zhì)114之間的間隔距離。該輸入信號或參考信號包括選擇功率電平(即，第η級功率電平)和已知頻率。該選擇功率電平和已知頻率被存儲于存儲器中，用于控制器158在其后的使用中訪問。在塊204，響應(yīng)于該輸入信號或參考信號而獲取輸出信號(Vsig)。該輸出信號被表不為:[0019]【權(quán)利要求】1.一種檢測換能頭與存儲介質(zhì)之間接觸的方法，該方法包括:將輸入信號施加于致動(dòng)器用于致動(dòng)所述換能頭，所述輸入信號具有選擇功率電平和已知頻率；響應(yīng)于所述輸入信號獲取輸出信號；以與施加于所述致動(dòng)器的輸入信號相同的已知頻率或相同已知頻率的諧波，從得到輸出信號提取至少一個(gè)信號分量；確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能頭與介質(zhì)之間的接觸；以及將所述輸入信號施加于所述致動(dòng)器、響應(yīng)于所述輸入信號獲取輸出信號以及從所述輸出信號提取至少一個(gè)信號分量通過增加所施加的波形的功率電平而被重復(fù)，直到至少一個(gè)提取的信號分量指示所述換能頭與存儲介質(zhì)之間的接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述輸出信號包括位置偏差信號(PES)。3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述輸出信號包括讀信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能頭與介質(zhì)之間的接觸包括當(dāng)至少一個(gè)提取的信號分量具有大于閾值的值時(shí)確定接觸發(fā)生。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中當(dāng)至少一個(gè)提取的信號分量指示接觸發(fā)生時(shí)，接著確定在所選擇功率電平下發(fā)生的接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中施加于所述致動(dòng)器的具有選擇功率電平和已知頻率的輸入信號包括DC分量。7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中施加于所述致動(dòng)器的具有選擇功率電平和已知頻率的輸入信號包括高頻脈沖分量。8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中至少一個(gè)提取的信號分量包括振幅并且其中確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能元件與介質(zhì)之間的接觸包括確定如果輸出信號的振幅大于振幅閾值則發(fā)生接觸。9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述致動(dòng)器包括位于換能頭中的加熱器。10.一種檢測換能頭與存儲介質(zhì)之間接觸的方法，該方法包括:將輸入信號施加于致動(dòng)器用于致動(dòng)所述換能頭，所述輸入信號具有選擇功率電平和已知頻率；響應(yīng)于所述輸入信號獲取輸出信號；以施加于所述致動(dòng)器的輸入信號相同的已知頻率或相同已知頻率的諧波，從所述輸出信號提取至少一個(gè)信號分量；確定至少一個(gè)提取的信號分量是否具有大于閾值的值；以及將輸入信號施加于所述致動(dòng)器、響應(yīng)于所述輸入信號獲取輸出信號以及從所述輸出信號提取至少一個(gè)信號分量通過增加所施加波形的功率電平而被重復(fù)，直到至少一個(gè)提取的信號分量的值大于所述閾值。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中確定至少一個(gè)提取的信號分量是否具有大于閾值的值包括確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能元件與介質(zhì)之間的接觸。12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中施加于所述致動(dòng)器的具有選擇功率電平和已知頻率的輸入信號包括DC分量。13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中施加于所述致動(dòng)器的具有選擇功率電平和已知頻率的輸入信號包括高頻脈沖分量。14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中至少一個(gè)提取的信號分量包括振幅并且其中確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能元件與介質(zhì)之間的接觸包括確定所述接觸是否在輸出信號的振幅大于振幅閾值時(shí)發(fā)生。15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述致動(dòng)器包括位于所述換能頭中的加熱器。16.—種設(shè)備,包括:致動(dòng)器被配置用以致動(dòng)換能頭并且接收具有選擇功率電平和已知頻率的輸入信號；通道被配置用以響應(yīng)于所述輸入信號而獲取輸出信號；控制器被配置以:以與施加于所述致動(dòng)器的輸入信號相同的已知頻率或相同已知頻率的諧波，從所述輸出信號提取至少一個(gè)信號分量；確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能頭與表面之間的接觸。17.根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其中所述輸出信號包括位置偏差信號(PES)。18.根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其中所述輸出信號包括讀信號。19.根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其中所述致動(dòng)器包括位于換能頭中的加熱器。20.根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其中當(dāng)來自所述輸出信號的至少一個(gè)提取的信號分量具有大于閾值的值時(shí)，該控制器確定至少一個(gè)提取的信號分量是否指示所述換能頭與介質(zhì)之間的接觸?！疚臋n編號】G11B5/60GK103493132SQ201280010717【公開日】2014年1月1日申請日期:2012年1月30日優(yōu)先權(quán)日:2011年2月28日【發(fā)明者】D·劉,周霖,A·K·海姆斯,L·C·尼潘鮑伯,M·T·約翰遜申請人:希捷科技有限公司