磁碟驅動器以及控制方法
2023-06-10 07:41:31
專利名稱：磁碟驅動器以及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種具有旋轉振動檢測器的磁碟驅動器，以及控制該 驅動器的方法，其中該旋轉振動檢測器用於檢測驅動器外殼的旋轉振 動。
背景技術：
在磁碟驅動器例如硬碟驅動器中，當由於來自外部的震動而使得 磁碟外殼發生旋轉振動時，由於該旋轉振動而帶來的幹擾將會隊磁頭 的位置控制系統產生影響，其有可能妨礙磁頭的定位。因此，己經對 該磁碟驅動器採用了一定的措施，用於補償由於磁碟外殼旋轉振動而 帶來的幹擾。
例如，專利文獻1披露了一種磁碟驅動器，其中配備有旋轉振 動檢測器，用於檢測驅動器外殼的旋轉振動，並且將前饋控制系統並 入磁頭位置控制系統，其用於根據檢測到的旋轉振動而輸出用於補償 幹擾的信號。
專利文獻1JP-A-2001-1478
發明內容
本發明要解決的問題
當旋轉振動檢測器配備在磁碟驅動器中時，來自該旋轉振動檢測 器的輸出信號可以含有由於該旋轉振動檢測器的機械共振而引起的幹 擾分量(下文中，稱為共振幹擾分量)。因此，需要抑制該共振幹擾 分量。
但是，由於旋轉振動檢測器的機械共振頻率因產品批次而不同，因此很難抑制在來自旋轉振動檢測器的輸出信號中包含的共振幹擾分 量。例如，當濾波器(所謂的陷波濾波器)被用於抑制特定頻帶的信 號分量時，該共振幹擾分量的頻率也有可能偏離該濾波器的特定頻帶， 並且因此，幾乎無法抑制該共振幹擾分量。並且即使在機械共振頻率 存在變化時將陷波濾波器的特定頻帶加寬以便於抑制共振幹擾時，該 輸入信號中的相位延遲也有可能變得太大，以致於無法通過前饋控制 系統來加強幹擾補償。
根據實際情況完成了本發明，並且本發明的一個目的就是提供一 種磁碟驅動器裝置，其中能夠適當地抑制在來自旋轉振動檢測器的輸 出信號中包含的千擾分量，而與該分量的頻率無關，並且還提供了一 種用於控制該驅動器的方法。
解決該問題的方式
為了解決上述問題，本發明的控制磁碟驅動器的方法的特徵就在 於針對下述磁碟驅動器，其中該磁碟驅動器具有磁碟；磁頭；支 撐機構，用於將磁頭支撐在磁碟上，並可以繞著固定在該磁碟外部的 旋轉軸旋轉；磁頭致動器，用於以可旋轉的方式驅動該支撐機構以沿 著大致徑向移動磁頭；以及旋轉振動檢測器，用於檢測圍繞旋轉軸的、 驅動器外殼的旋轉振動，其中來自該旋轉振動檢測器的輸出信號被用 於控制該磁頭制動器，該方法包括磁頭移動步驟，驅動該磁頭致動 器以在磁碟上移動磁頭；頻率估算步驟，在移動磁頭之後估算在來自 旋轉振動檢測器的輸出信號中包含的每個幹擾分量的頻率；以及抑制 器設置步驟，根據估算的頻率來設置用於抑制幹擾分量的幹擾抑制器。
根據本發明的一個方面，該幹擾抑制器由數字濾波器構成，並且 該抑制器設置步驟包括根據估算的頻率來設置在數字濾波器的轉移函 數中包括的參數。
在該方面中，對於每個頻率確定參數，使得該數字濾波器抑制包括相關頻率的預定頻帶內的信號分量。
根據本發明的另一個方面，該頻率估算步驟包括在如下兩種模式 中進行變換，其中， 一種模式為估算值接近於在來自旋轉振動檢測 器的輸出信號中包含的幹擾分量中的相對較大的幹擾分量的頻率，以 及另一種模式為使得該估算值與該較大幹擾分量的相關頻率匹配。
根據本發明的再另一個方面，重複該磁頭移動步驟，直到在頻率 估算步驟中估算出幹擾分量的頻率。
根據本發明再另一個方面，當來自旋轉振動檢測器的輸出信號含 有多個頻率各不相同的幹擾分量時，針對來自旋轉振動檢測器的輸出 信號，執行磁頭移動步驟、頻率估算步驟以及抑制器設置步驟，使得 第一幹擾抑制器被設置為以便於抑制第一幹擾分量，接著針對該第一 幹擾抑制器的輸出信號，執行磁頭移動步驟、頻率估算步驟以及抑制 器設置步驟，使得第二幹擾抑制器被設置為以便於抑制第二幹擾分量。
根據本發明再另一個方面，該旋轉振動檢測器被安裝在裝置外殼 上，或被安裝在與該裝置外殼連接的基板上。
本發明的磁碟驅動器包括磁碟；磁頭；支撐機構，用於將磁頭 支撐在磁碟上，並可以繞著固定在該磁碟外部的旋轉軸旋轉；磁頭致 動器，用於驅動該支撐機構沿著大致徑向移動磁頭；旋轉振動檢測器， 用於檢測圍繞所述旋轉軸的、驅動器外殼的旋轉振動；磁頭移動裝置， 用於驅動該磁頭致動器以在磁碟上移動磁頭；頻率估算裝置，用於在 移動磁頭之後估算在來自旋轉振動檢測器的輸出信號中包含的每個幹 擾分量的頻率；以及抑制器設置裝置，用於基於估算的頻率來設置用 於抑制幹擾分量的幹擾抑制器；其中，來自該旋轉振動檢測器的輸出 信號被用於控制該磁頭制動器。
本發明的優點
本發明的發明者發現，包含在來自旋轉振動檢測器的輸出信號中 的共振幹擾分量幾乎無法被衰減，並且當驅動該磁頭致動器來移動磁 頭時，在移動磁頭之後，在來自旋轉振動檢測器的輸出信號中，共振 幹擾分量會保留一段時間。這樣，在本發明中，設置了幹擾抑制器， 其用於移動該磁頭，以便於在移動該磁頭之後估算在來自旋轉振動檢 測器的輸出信號中包含的共振幹擾分量的頻率；以及基於該估算的頻 率來抑制共振幹擾分量。這樣，就能夠適當地抑制在來自旋轉振動檢 測器的輸出信號中包含的共振幹擾分量，而與該分量的頻率無關。
圖1為示出根據本發明實施例的磁碟驅動器的結構例子的方框
圖2為示出正常操作期間主控電路的運行結構例子的方框圖； 圖3為示出濾波器設置期間主控電路的運行結構例子的方框圖； 圖4為示出圖3中頻率估算塊的運行結構例子的方框圖； 圖5為示出在濾波器設置期間主控電路的操作例子的流程圖； 圖6為示出在磁頭尋道操作期間的和之後的來自旋轉振動檢測器 的輸出信號的圖7為示出圖6中相關部分的放大圖，以及該圖的Fourier變換的
圖8為示出各個濾波器係數之間驅動對應關係的說明圖； 圖9為示出圖5中確認步驟的操作例子的流程圖；以及 圖10為示出圖9中確認步驟之後的操作例子的流程圖。
具體實施例方式
下面參照附圖來說明本發明的優選實施例。
圖1示出了根據本發明實施例的磁碟驅動器的結構例子。磁碟驅 動器1在外殼9中容納有磁碟2，心軸馬達3，磁頭4，懸掛臂5，支架6，音圈馬達7，以及前置放大器14。
並且，該磁碟驅動器1具有主控電路10，讀/寫通道(R/W通道) 13，以及馬達驅動器17，它們都位於連接在外殼9上的基板上。該主 控電路10包括微處理單元(MPU)以及硬碟控制器(HDC)。
並且，該磁碟驅動器1具有旋轉振動檢測器30，其位於連接在外 殼9上的基板上。該旋轉振動檢測器30由多個加速度傳感器32以及 電路部分34構成。該多個加速度傳感器32可以直接連接至外殼9。
該磁碟2安裝在心軸馬達3上，並且在圖中箭頭DR的方向上被 旋轉驅動。在磁碟2上形成了多個同心排列的磁軌21。沿著圓周方向 以一定周期在每個磁軌21中提供了伺服數據區23。並將各個伺服數據 區23之間的區域作為用戶數據區25。
該磁頭4包括讀元件和寫元件，其被安裝在懸掛臂5的末端並且 支撐在磁碟2上。該懸掛臂5連接至支架6，其中該支架6與一部分音 圈馬達7集成。該懸掛臂5和支架6形成了磁頭4的支撐機構，並且 可以繞著固定在磁碟2外部的旋轉軸P進行旋轉。作為磁頭致動器的 一個例子，該音圈馬達7旋轉地驅動該支架6，以大致在徑向上將被支 撐在懸掛臂5末端的磁頭4移動至磁碟2上。
該旋轉振動檢測器30檢測外殼9相對於旋轉軸P的旋轉振動，並 將表示該旋轉振動的信號輸出給主控電路10。該多個加速度傳感器32 分別被設置為與外殼9相連的基板上，例如，如圖1所示彼此有一定 距離的位置。該加速度傳感器32被設置為使得當每個傳感器檢測相同 方向上的加速度時，該傳感器會輸出相同信號。該電路部分34，例如， 包括差動放大器電路,對各個加速度傳感器32輸出中的差異進行放大， 並輸出放大後的差異。通過這種方式，當在來自多個加速度傳感器32 的輸出中發現了差異時，該電路部分34就會輸出信號，因此就能夠檢測到外殼9的旋轉振動。
主動電路10中包括的MPU進行整個驅動器的控制，讀取存儲在 未示出的存儲器中的程序並執行該程序，以便於實現各種控制例如磁
頭的定位控制或者記錄/再現數據的控制。在該實施例中，該MPU起磁
頭移動裝置、頻率估算裝置以及抑制器設置裝置的功能。這些功能將
在後面詳述。
在磁頭4的定位控制中，該MPU根據從R/W通道13輸入的伺服 數據來指定磁頭4的當前位置，並生成表示磁頭4的目標位置與其當 前位置之間的誤差的誤差信號(PES:位置誤差信號)。接著，該MPU 根據該PES生成用於驅動音圈馬達7的控制信號，並將該控制信號輸 出給馬達驅動器17。這樣，該磁頭4就會尋找目標位置處的磁軌上的 點，並被定位在該點上。
在該主控電路10中包括的HDC具有接口控制器，誤差校正單元， 緩衝器控制器等。當HDC從外部主機接收要被記錄在磁碟2中的用戶 數據時，該HDC將該用戶數據輸出給R/W通道13。並且，當從R/W 通道13將自磁碟2再現的用戶數據輸入給HDC時，該HDC將該用戶 數據傳輸給外部主機。這時，該HDC根據MPU的控制將用戶數據臨 時存儲在未示出的緩衝器存儲器中。
當從主控電路10將用戶數據輸入給R/W通道13時，該通道13 對該用戶數據進行調製，並將該數據輸出給前置放大器14。並且，當 將再現信號從前置放大器14輸入給R/W通道13時，其中該再現信號 是由磁頭4從磁碟2中再現的，該通道13將該再現信號轉換為數字數 據，接著對該數據進行解調，接著將解調後的數據輸出給主控電路10。 並且，該R/W通道13以某一採樣周期從該再現信號中提取伺服數據， 並將該伺服數據輸出給主控電路10。當從R/W通道13將要被記錄到磁碟2中的數據輸入給前置放大
器14時，該前置放大器將該數據轉換為記錄信號，並將該信號輸出給 磁頭4。並且，當從磁頭4將自磁碟2讀出的再現信號輸入給前置放大 器14時，該前置放大器14就會對該再現信號進行放大，並將信號輸 出給R/W通道13。
當將來自主控電路10的用於音圈馬達7的控制信號輸入給馬達驅 動器17時，該馬達驅動器對該控制信號進行模擬轉換，接著對轉換後 的信號進行放大，並輸出該信號給音圈馬達7。並且，當將來自主控電 路10的用於心軸馬達7的控制信號輸入給馬達驅動器17時，該馬達 驅動器對該控制信號進行模擬轉換，接著對轉換後的信號進行放大， 並輸出該信號給心軸馬達7。
圖2示出了主控電路10的正常操作期間的運行結構例子。在正常 操作期間，該主控電路10功能性地具有誤差信號發生器41，控制器 45，加法器49，陷波濾波器(幹擾抑制器)53,以及旋轉振動補償器 55。並且，該主控電路IO具有模數轉換器(AD轉換器)51。
該誤差信號發生器41生成誤差信號(PES)，其中該誤差信號表 示從R/W通道13輸入的伺服數據指定的磁頭4的當前位置與根據來自 外部裝置的記錄指令或再現指令確定的磁頭4的目標位置之間的位置 誤差，並將該誤差信號輸出給控制器45。
該控制器45根據從誤差信號發生器41輸入的PEC生成用於驅動 音圈馬達7的控制信號，並將該控制信號輸出給加法器49。生成該控 制信號用於抑制磁頭4的位置誤差，從而穩定整個控制系統。
該AD轉換器51對來自旋轉振動檢測器30的輸出信號進行模數 轉換，並將轉換後的信號輸出給陷波濾波器53。
11配備該陷波濾波器53就是為抑制來自旋轉振動檢測器30的輸出
信號中所包含的共振幹擾分量(由於旋轉振動檢測器30的機械共振而 引起的幹擾分量)。該陷波濾波器53抑制來自旋轉振動檢測器30的 輸出信號的分量中特定頻帶(在該頻帶中能夠有效地進行抑制)的信 號分量。根據將在後面描述的結構和操作來設置該陷波濾波器53的特 定頻帶。
該旋轉振動補償器55基於來自旋轉振動檢測器30的輸出信號生 成補償信號，用於補償由於外殼9的旋轉振動而導致的幹擾，並將該 補償信號輸出給加法器49，其中該補償信號作用於包括控制器45的反 饋控制系統，並且在所述輸出信號中通過陷波濾波器53來抑制特定頻 帶的信號分量。
該加法器49將從控制器45輸出的控制信號與從旋轉振動補償器 55輸出的補償信號相加，並將相加後的信號輸出給馬達驅動器17，以 便於驅動該音圈馬達7。
圖3示出了濾波器設置期間主控電路的運行結構例子。建立該運 行結構以設置陷波濾波器53。在濾波器設置期間，該主控電路10在功 能上除了具包括控制器45等，另外還具有頻率估算塊60。
該頻率估算塊60具有以下功能估算包含在來自旋轉振動檢測器 30的輸出信號中的共振幹擾分量的頻率。具體而言，如圖4中所示， 該頻率估算塊60在功能上具有帶通濾波器62，頻率估算部分64，以 及收斂測試部分66。
該帶通濾波器62抑制從AD轉換器51輸入的來自旋轉振動檢測 器30的輸出信號分量中低頻和高頻範圍內的信號分量，接著將該信號 輸出給頻率估算部分64。這樣，僅切出一頻率範圍，其中該共振幹擾 分量被認為是出現在該旋轉振動檢測器30的輸出信號中。每個頻率估算部分64以及收斂測試部分66的操作將在後面進行 更詳細地描述。
圖5示出了該主控電路IO的濾波器設置期間運行例子。
步驟S1為磁頭移動步驟。該主控電路IO允許進行尋道操作，即 驅動音圈馬達7將磁頭4移動一定距離。由於該尋道操作而導致該外 殼9圍繞著該旋轉軸P發生旋轉振動。磁頭4的移動距離可以被設置 為使得外殼9能夠適當地發生旋轉振動。例如，將該距離設置為對應 於磁碟2的半徑的距離。
圖6示出了在磁頭4的尋道操作期間和之後來自旋轉振動檢測器 30的輸出信號。圖6中的箭頭示出了該尋道操作的結束點。從圖6中 可以知道，一些振動分量保留在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中， 而不會在尋道操作之後被衰減(圖6中用虛線包圍的區域)。
圖7 (A)示出了圖6中被虛線包圍區域的放大圖。圖7 (B)示 出了受到傅立葉變換之後的區域。如圖7 (B)所示，尋道操作之後保 留的振動分量具有陡峭尖峰。
經過尋道操作之後保留的振動分量被確認為共振幹擾分量(由於 旋轉振動檢測器30的機械共振而引起的幹擾分量)。也就是說，可以 確定的是，當進行了磁頭4尋道操作時，該共振幹擾分量保留在尋道 操作之後的來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中。
因此，在後面描述的步驟中為了估算共振幹擾分量的頻率，在步 驟S1中，就需要進行磁頭尋道工作，以使得該共振幹擾分量出現在來 自旋轉振動檢測器30的輸出信號中圖5中的步驟S2和S3分別為頻率估算步驟。該步驟S2基於頻率 估算部分64的功能。在步驟S2中，該主控電路10對磁頭4的尋道操 作之後出現在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中的共振幹擾分量的 頻率進行估算。'
為了估算共振幹擾分量的頻率，可以使用如JP-A-2003-109335等 中所述的通過使用跟蹤峰值濾波器來進行的頻率估算方法。例如，該 主控電路10將來自旋轉振動檢測器30的輸出信號的相位與來自跟蹤 峰值濾波器(未示出)的輸出信號的相位進行比較，並根據比較結果 來更新該跟蹤峰值濾波器的峰值頻率，以便於使得該峰值頻率能夠跟 隨該共振幹擾分量的頻率。這樣，就能夠估算出該共振幹擾分量的頻 率。
具體而言，通過根據如下的數字表達式1至5進行計算來估算共 振幹擾分量的頻率。
數字表達式1
formula see original document page 14
該數字表達式1表示跟蹤峰值濾波器的分母。由於該跟蹤峰值濾 波器的分子與峰值頻率無關，因此省略掉了對於該分子的詳細描述。
x表示來自旋轉振動檢測器30的輸出信號。具體而言，x表示從 圖4中的帶通濾波器62輸入到頻率估算部分64中的信號，y表示來自 跟蹤峰值濾波器的輸出信號。
C為濾波器常數。在該實施例中，C根據計算次數n的而變化(詳 細內容將在後面描述)。
B為濾波器常數。該B為包括峰值頻率的濾波器常數，並用如下的數字表達式2來表示。在該跟蹤峰值濾波器中，該峰值頻率被指定 作為估算頻率，用於估算共振幹擾分量。
數字表達式2
^2,cos(2"/，7;)
f表示峰值頻率(估算頻率)。Ts表示釆樣時間。
數字表達式3
該數字表達式3表示y的均方。31為係數<
數字表達式4
5(" +1) =a2 p"廣
該數字表達式4表示包括估算頻率f的濾波器常數B。這裡，數 字表達式4右側的第二項被假定作為如下面的數字表達式5所示的dB。
32為係數。
數字表達式5
在該實施例中，在估算共振幹擾分量的頻率時，根據計算次數11 在第一模式和第二模式之間進行變換，其中在該第一模式中，跟蹤峰
值濾波器估算頻率接近在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含的 幹擾分量中的相對較大的幹擾分量的頻率，並且在該第二模式中，該 跟蹤峰值濾波器估算頻率f收斂於該相關的較大幹擾分量的頻率。
具體而言，作為第一模式，當計算次數n小於預定數時，在數字表達式1中包括的濾波器係數C被設置為略小於l，並且作為第二模式， 當計算次數n不小於預定數時，該濾波器係數C被設置為1。在通常跟 蹤峰值濾波器中，該濾波器係數C被設置為1。
如在第二模式中(如在通常跟蹤峰值濾波器中)，當該濾波器系
數C被設置為1時，跟蹤峰值濾波器的估算頻率f能夠收斂於在來自 旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含的幹擾分量的頻率。但是，如圖 7(B)中所示，當在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含多個幹
擾分量時(該分量不限於共振幹擾分量)，該跟蹤峰值濾波器的估算 頻率f可以收斂於具有相對較小峰值強度的幹擾分量的頻率。這是因為
該跟蹤峰值濾波器的增益在該估算頻率f是無限的，因此該跟蹤峰值濾 波器的輸出在頻率f可以保持恆定水平，而與該幹擾分量的峰值強度無 關。
另一方面，如在第一模式中，當該濾波器係數C被設置為小於1 的值時，即使在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含多個幹擾分 量，該跟蹤峰值濾波器的估算頻率f能夠接近相對較大的幹擾分量(例 如，共振幹擾分量)的頻率。這是因為該跟蹤峰值濾波器的增益在估 算頻率f是有限的，因此，該跟蹤峰值濾波器的輸出取決於幹擾分量的 峰值強度而水平不同。但是，由於該濾波器係數C不為1，因此該跟蹤 峰值濾波器的估算頻率f能夠接近該相關的較大的幹擾分量，但不是完 全收斂。
因此，在該實施例中，在第一模式中，該跟蹤峰值濾波器的估算 頻率f能夠接近在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含的幹擾分 量中的相對較大的幹擾分量的頻率，接著在第二模式中，該跟蹤峰值 濾波器的估算頻率f收斂於該相關的較大的幹擾分量的頻率。據此，即 使在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含多個幹擾分量，該跟蹤
峰值濾波器的估算頻率f也能夠收斂於相對較大的幹擾分量的頻率。算次數I1的增加，可以將該濾波器係數 C設置為接近l。據此，由於在該模式變為第二模式之前，該跟蹤峰值 濾波器的估算頻率f能夠進一步接近相對較大的幹擾分量的頻率，因此 在該模式變為第二模式之後，該跟蹤峰值濾波器的估算頻率f能夠更準 確地收斂於該相關的較大的幹擾分量的頻率。
步驟S3基於收斂測試部分66的功能。在步驟S3，該主控電路10 根據用數字表達式5表示的dB來確定跟蹤峰值濾波器的估算頻率f是 否收斂於在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含的共振幹擾分量 的頻率。具體而言，當跟蹤峰值濾波器的計算次數n超過預定數量時， 則該主控電路10將dB的絕對值與閾值進行比較，從而確定該估算頻 率f是否收斂。
這裡，當跟蹤峰值濾波器的估算頻率f不收斂於在來自旋轉振動 檢測器30的輸出信號中包含的共振幹擾分量的頻率時(S3:否)，則 該主控電路IO返回至步驟SI，以再次進行磁頭4的尋道操作，並再一 次在步驟S2估算共振幹擾分量的頻率，假設先前估算頻率f的值為初 始值。通過這種方式，即使通過一次尋道操作不能估算共振幹擾分量 的頻率，也可以通過重複步驟Sl和S2來估算該共振幹擾分量的頻率。
步驟S4和S5分別為抑制器設置步驟。在步驟S4，該主控電路10 根據通過步驟Sl至S3獲得的估算頻率來計算在陷波濾波器53的轉移 函數中包括的濾波器係數(參數)。並且，在步驟S5中，該主控電路 10將計算得到的濾波器係數設置給陷波濾波器53。
具體而言，通過下面的數字表達式6來表示該陷波濾波器53的轉 移函數。
數字表達式6formula see original document page 18
X表示輸入給陷波濾波器53的輸入信號，即來自旋轉振動檢測器 30的輸出信號。Y表示來自陷波濾波器53的輸出信號。
C表示與在數字表達式1中包括的濾波器係數C相同的濾波器系 數。這裡，該濾波器係數C被設置為1。
B表示與由數字表達式2表示的濾波器係數B相同的濾波器係數， 其隨該陷波濾波器53的特定頻帶(能夠進行有效抑制的頻帶)的中心 頻率(峰值頻率)而定。
K， E和F分別為濾波器係數，它們都隨該陷波濾波器53特定頻 帶的特性例如寬度而定。
該主控電路10使用通過步驟S1-S3獲得的濾波器係數B (也就是 說，該濾波器係數B包括跟蹤峰值濾波器的估算頻率f，該估算頻率收 斂於在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含的共振幹擾分量)作 為如數字表達式6表示的陷波濾波器53的濾波器係數B。這樣，由於 可以允許該陷波濾波器53特定頻帶的中心頻率與在來自旋轉振動檢測 器30的輸出信號中包含的共振幹擾分量的頻率相匹配，因此就能夠抑 制該共振幹擾分量。
並且，該主控電路IO根據對應關係來確定其他濾波器係數K， E 和F，其中該對應關係是之前根據經步驟Sl-S3獲得的濾波器係數B而 確定的。 下文中，將描述各個濾波器係數之間的對應關係。之前通過使用 外部計算機等計算該對應關係來確定濾波器係數B與各個濾波器係數 K、 E以及F之間的對應關係。具體而言，通過利用外部計算機等，在該變中心頻率的同時來生 成多個陷波濾波器，其中每個陷波濾波器都具有所希望的特性，並且 從該陷波濾波器導出濾波器係數B與每個濾波器係數K、 E和F之間
的對應關係，所述濾波器係數B取決於該中心頻率。
圖8示出了用於導出各濾波器係數之間的對應關係的示意圖。
圖8 (A)示出了多個陷波濾波器的特性，其中這些濾波器具有互 不相同的中心頻率，所述陷波濾波器通過利用外部計算機等生成。上 面的圖表示增益-頻率特性，下面的圖表示輸出信號相對於輸入信號的 相位-頻率特性。
由於在用於補償旋轉振動的前饋控制系統中利用這些陷波濾波 器，因此生成該濾波器以使得它們在低頻範圍內具有相同的相位-頻率 特性。這樣，在低頻範圍內給出了具有相同特性的前饋控制系統，其 中在該低頻範圍內對旋轉振動進行補償而與選擇的陷波濾波器無關。
圖8 (B)示出了在取決於中心頻率的濾波器係數B與圖8 (A) 所示的多個陷波濾波器的其他濾波器係數K、 E和F之間的對應關係。
圖8 (B)示出了繪製出的點，以示出在取決於中心頻率的濾波器 係數B與圖8 (A)所示的多個陷波濾波器的其他濾波器係數K、 E和 F之間的對應關係，並且示出了通過連接這些繪製的點而得到的函數曲 線。
在該實施例中，示出按照這種方式獲得的各個濾波器係數之間的 對應關係的函數被預先存儲在主控電路IO中包括的存儲器等中。需要 注意的是，對該函數並非是限制性的，並且表格等也可以被存儲，只 要它示出了濾波器係數之間的對應關係就行。該主控電路10基於存儲的函數從通過步驟Sl至S3得到的濾波器
係數B中獲得相應的濾波器係數K、 E和F，並將該濾波器係數設置給 陷波濾波器53。
這樣，該主控電路10就能夠設置陷波濾波器53，以便於具有如 下特性，即特定頻帶的寬度相對較窄，並接著降低該陷波濾波器53的 相位延遲。
並且，基於預先確定的各個濾波器係數之間的對應關係來獲得濾 波器係數K、 E和F，因此圖8中所示計算不需要由主控電路IO進行， 因此能夠很容易地設置該陷波濾波器53。
圖5中的步驟S6為確定步驟。在該確定步驟中，該主控電路10 確定設置有濾波器係數的陷波濾波器53是否能夠抑制在來自旋轉振動 檢測器30的輸出信號中包含的共振幹擾分量。
圖9示出了該確定步驟的運行例子。在如下的說明中，與上述流 程圖中的步驟重疊的步驟分別被標記上了與圖9中相同的數字，因此 省略了對於這些步驟的詳細說明。
首先，該主控電路IO允許磁頭移動步驟(Sl)中的磁頭4的尋道 操作，使得共振幹擾分量出現在來自該旋轉振動檢測器30的輸出信號 中。
接下來，該主控電路10基於從陷波濾波器53輸出的輸出信號或 輸入至該陷波濾波器53的輸入信號來確定是否能夠抑制在來自旋轉振 動檢測器30的輸出信號中包含的共振幹擾分量。通過計算輸入到陷波 濾波器53中的輸入信號的平方和以及從陷波濾波器輸出的輸出信號的 平方和來進行該確定。分別用如下的數字表達式7和8來表示輸入給陷波濾波器53的輸
入信號的平方和pin，以及從陷波濾波器輸出的輸出信號的平方和p。ut。
數字表達式7formula see original document page 21
數字表達式8formula see original document page 21
該主控電路10計算輸入信號的平方和Pin與輸出信號的平方和
P。ut，直到計算次數N達到預定數值，並將它們之間的比率與閾值進行
比較，從而確定是否能夠抑制該共振幹擾分量。
當從該確認中確定平方和的比率低於該閾值，並且因此能夠抑制
該共振幹擾分量時(S63:是)，則處理結束。
另一方面，當平方和比率高於閾值，並且因此無法抑制該共振幹
擾分量時(S63:否)，則處理切換至圖10中所示的運行例子。在圖 10中所示的運行例子中，設置新的陷波濾波器(未示出)，用於抑制 在來自陷波濾波器53的輸出信號中保留的共振幹擾分量。
首先，在磁頭移動步驟(Sl)中，該主控電路10允許進行磁頭4 尋道工作，使得共振千擾分量出現在來自在步驟S5中設置的陷波濾波 器53 (第一陷波濾波器)的輸出信號中。
接著，按照與步驟S2相同的處理，該主控電路10在磁頭4的尋 道操作之後對包含在來自陷波濾波器53的輸出信號中的共振幹擾分量 的頻率進行估算(S22)。接著該主控電路10基於獲得的估算頻率f來計算濾波器係數，並按照與步驟S5相同的處理(S52)，將該計算 得到的濾波器係數設置給新的陷波濾波器(第二陷波濾波器)。
按照這種方式設置的新陷波濾波器被提供在該陷波濾波器53的 下遊一側(圖2中的陷波濾波器53與旋轉振動檢測器55之間)，並 且抑制在來自陷波濾波器53的輸出信號中保留的共振幹擾分量。
接著，該主控電路IO執行確認步驟(S6),以確定是否抑制了在 來自被設置有濾波器係數的新的陷波濾波器的輸出信號中包含的共振 千擾分量，並且當該共振幹擾分量被抑制時(S63，是)，則該主控電 路10結束處理。另一方面，當共振幹擾分量保留在來自新陷波濾波器 的輸出信號中時(S63，否)，該主控電路IO重複與前面相同的處理， 直到該共振幹擾分量被完全抑制。
根據上述處理，即使在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含 有多個共振幹擾分量，也能夠完全抑制該共振幹擾分量。附圖標記
1 磁碟驅動器
2 磁碟
3 心軸馬達
4 磁頭
5 懸掛臂
6 支架
7 音圈馬達
9 外殼
10 主控電流
13 R/W通道
14 前置放大器 17 馬達驅動器 21 磁軌
23 伺服數據區
25 用戶數據區
30 旋轉振動檢測器
32 加速度傳感器
34 電路部分
41 誤差信號發生器
45 控制器
49 加法器
51 模數轉換器
53 陷波濾波器
55 旋轉振動補償器
60 頻率估算塊
62 帶通濾波器
64 頻率估算部分
66 收斂測試部分
權利要求
1.一種控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於針對具有下述部件的磁碟驅動器，其中該磁碟驅動器具有磁碟，磁頭，支撐機構，用於將所述磁頭支撐在所述磁碟上，並可以繞著固定在該磁碟外部的旋轉軸旋轉，磁頭致動器，用於以可旋轉的方式驅動所述支撐機構以沿著所述磁碟的大致徑向移動所述磁頭，以及旋轉振動檢測器，用於檢測圍繞所述旋轉軸的、驅動器外殼的旋轉振動，其中來自所述旋轉振動檢測器的輸出信號被用於控制所述磁頭制動器；該方法包括磁頭移動步驟，驅動所述磁頭致動器以在所述磁碟上移動所述磁頭，頻率估算步驟，在移動所述磁頭之後估算在來自所述旋轉振動檢測器的輸出信號中包含的每個幹擾分量的頻率，以及抑制器設置步驟，基於所述估算的頻率來設置用於所述抑制幹擾分量的幹擾抑制器。
2. 根據權利要求1的控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於 所述幹擾抑制器由數字濾波器構成，以及所述抑制器設置步驟包括根據所述估算的頻率來設置所述數字 濾波器的轉移函數中包含的參數。
3. 根據權利要求2的控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於-對於每個頻率確定所述參數，以使得所述數字濾波器抑制包括所述相關頻率的預定頻帶內的信號分量。
4. 根據權利要求1的控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於 所述頻率估算步驟包括 在如下兩種模式中進行變換，一種模式為估算值接近於在來自所述旋轉振動檢測器的輸出信 號中包含的幹擾分量中的相對較大的幹擾分量的頻率，以及另一種模式為使得該估算值與該相關的較大幹擾分量的頻率匹配。
5. 根據權利要求1的控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於 重複所述磁頭移動步驟，直到在所述頻率估算步驟中估算出所述幹擾分量的頻率。
6. 根據權利要求1的控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於 當來自旋轉振動檢測器的所述輸出信號包含多個頻率各不相同的幹擾分量時，針對來自所述旋轉振動檢測器的所述輸出信號，執行所述磁頭移 動步驟、所述頻率估算步驟以及所述抑制器設置步驟，使得設置第一 幹擾抑制器以抑制第一幹擾分量，以及然後針對來自所述第一幹擾抑制器的輸出信號，執行所述磁頭移動步 驟、所述頻率估算步驟以及所述抑制器設置步驟，使得設置第二幹擾 抑制器以抑制第二幹擾分量。
7. 根據權利要求l的控制磁碟驅動器的方法，其特徵在於 所述旋轉振動檢測器被安裝在裝置外殼上，或被安裝在與該裝置外殼連接的基板上。
8. —種磁碟驅動器，包括 磁碟，磁頭，支撐機構，用於將所述磁頭支撐在所述磁碟上，並可以繞著固定 在所述磁碟外部的旋轉軸旋轉，磁頭致動器，用於以可旋轉的方式驅動所述支撐機構以沿著所述 磁碟的大致徑向移動所述磁頭，旋轉振動檢測器，用於檢測圍繞所述旋轉軸的、驅動器外殼的旋 轉振動，磁頭移動裝置，用於驅動所述磁頭致動器以在所述磁碟上移動所 述磁頭，頻率估算裝置，用於在移動所述磁頭之後估算來自所述旋轉振動 檢測器的輸出信號中包含的每個幹擾分量的頻率，以及抑制器設置裝置，用於基於所述估算的頻率來設置用於抑制所述千擾分量的幹擾抑制器；其中，來自所述旋轉振動檢測器的輸出信號被用於控制所述磁頭 制動器。
全文摘要
提供了一種磁碟驅動器，其中能夠適當地抑制來自旋轉振動檢測器的輸出信號中包含的幹擾分量，而與該分量的頻率無關，並且還提供了控制該驅動器的方法。在根據本發明的控制方法中，針對具有用於檢測驅動器外殼的旋轉振動的旋轉振動檢測器30的磁碟驅動器1，主控電路10執行磁頭移動步驟，驅動音圈馬達以在磁碟上移動磁頭；頻率估算步驟，在移動磁頭之後估算在來自旋轉振動檢測器30的輸出信號中包含的每個幹擾分量的頻率；以及抑制器設置步驟，根據所述估算的頻率來設置用於抑制幹擾分量的陷波濾波器。
文檔編號G11B5/55GK101308665SQ20081009159
公開日2008年11月19日 申請日期2008年4月21日 優先權日2007年5月18日
發明者內田博, 池戶學 申請人:日立環球儲存科技荷蘭有限公司