具有电荷反馈驱动微激励器的盘片驱动器制造技术

一种盘片驱动器磁头定位装置（１００）包括一磁头（１１０），一支撑磁头（１１０）的支承件（１１２），一工作上耦连到支承件（１１２）的压电微激励器（１３０），以及一工作上耦连到压电微激励器（１３０）的电荷反馈驱动器（２０２）。还提供了一种相对于存储媒体（１６２）定位磁头（１１０）的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术有关于数据存储系统，特别是关于在盘片驱动器磁头定位装置中微激励器(microactuator)的使用。盘片驱动器数据存储系统使用刚性盘片，盘片上涂复有可磁化的介质，用于在多个同心圆轨道上存储数字信息。盘片安装在一个主轴电机上，电机使盘片旋转并使盘片的表面在各个盘片磁头滑动下通过。滑块和传感器一起常被称为“磁头”。每个滑块由磁道访问臂和支承件(suspension)支撑。磁道访问臂在电子伺服控制电路的控制下跨越盘片表面把滑块从一个磁道移动到另一磁道一进行磁道跟随操作。支承件把磁道访问臂与滑块相连。支承件通过相对刚性的负载臂提供负载力迫使滑块针对盘片表面。另外，支承件在滑块的俯仰方向上是柔性的并能旋转方向以使滑块跟随盘片形态。这种俯仰和旋转的柔软性是通过一种万向接头结构获得的，它可与负载臂形成一体或作为一单独构件焊接到负载臂上。已提出将微激励器用于提供盘片驱动伺服系统中滑块和传感器的“精细”定位控制。这些微激励器已被沿着支承件或在支承件和磁头间的各个位置上安放。装有微激励器的支承件常使用压电器件，它能随所加电压的改变而改变长度。这一长度改变用于使滑块和传感器相对于盘片表面移动。然而，众所周知压电器件受电压控制驱动器驱动时具有滞迟特性。滞迟特性在盘片驱动伺服系统中特别麻烦，因它限制了磁头能被定位在所需磁道内的精确性。本专利技术旨在解决现有技术中的这类或其它问题。专利技术概述本专利技术的一个方面是关于盘片驱动器磁头定位装置，该装置包括一个磁头，支撑磁头的支承件，一个工作上与支承件耦连的压电微激励器，以及一个工作上与压电微激励器耦合的电荷反馈驱动器。在一个实施例中，电荷反馈驱动器包括用于接收位置命令信号的位置命令输入，位置控制输出，电荷驱动器电路和电荷反馈电路。位置控制输出跨接到压电微激励器两端。电荷驱动电路耦合在位置命令输入和位置控制输出之间。电荷反馈电路具有耦连到位置控制输出的电荷反馈输入和耦连到电荷驱动电路的电荷反馈输出。电荷反馈电路适用于感测通过位置控制输出传递给微激励器的电荷。电荷反馈电路可包括测流电阻器(current sensing resistor)(与位置控制输出串联并形成电荷反馈的输入)以及电压测量电路(耦连在测流电阻器两端并具有耦连到电荷反馈输出的电压反馈输出)。驱动器电路可包括运算放大器，上拉晶体管(pull-up transistor)的下拉晶体管(pull-down transistor)。运算放大器具有分别与位置命令输入和电荷反馈输出相连的第一放大器输入和第二放大器输入，以及放大器输出。上拉晶体管连到位置控制输出的第一端子并具有连接到放大器输出的一个控制端。下拉晶体管连接到位置控制输出的第一端子并具有耦连到放大器输出的一个控制端。盘片驱动器磁头定位装置还可以包括电荷复位电路(具有一电荷复位命令输入)以及第一第二开关。复位命令输入接收复位信号，它具有有效和无效两种状态。第一开关耦连在位置控制输入和电荷驱动器电路之间并且当复位信号处于无效状态时开关具有闭合状态而当复位信号处于有效状态时开关具有打开状态。第二开关跨接在微激励器两端，当复位信号处于无效状态时开关具有打开状态而当复位信号处于有效状态时则具有闭合状态。盘片驱动器磁头定位装置还包括连接在电荷反馈输出和位置命令输入间的误差反馈电路。误差反馈电路包括积分器、纠错电路和求和元件。积分器在选定的时间周期内对电荷反馈输出积分并产生表示传递给压电微激励器的电荷的积分器输出。纠错电路连接到积分器的输出和位置控制器的输入并且适用于产生一校正信号，该校正信号代表了在与位置命令信号对压电微激励器的命令的位移和与积分器输出相对应的实际位移间的比较。求和元件对位置命令信号和校正信号求和并产生校正的位置命令信号加到驱动器电路。纠错电路还可以包括偏差(offset)控制输入，通过偏差控制输入可对校正信号调节。在另一实施例中，电荷反馈电路包括一基准电容和一电压反馈放大器。基准电容在第一和第二位置控制输入间与压电微激励器串联，并在其间形成一基准节点。电压反馈放大器具有耦连到位置命令输入的非反相输入，耦连到基准节点的反相输入以及耦连到驱动器电路的输出。在另一实施例中，电荷反馈电路包括电压反馈放大器和电流镜(currentmirror)。电压反馈放大器具有反相输入，连到位置命令输入的非反相输入和连到驱动电路的输出。电流镜具有第一引脚(leg)和第二引脚，第一引脚跨过位置控制输出与基准电容串联，第二引脚跨过位置控制输出与微激励器串联，反相输入连接到基准电容与第一引脚之间。本专利技术的另一个方面是关于在盘片驱动器中控制磁头相对于存储媒体的径向位置的方法。该方法包括相对于存储媒体支持磁头以及接收指示磁头的命令径向位置的位置命令信号。根据位置命令信号，产生微激励器驱动信号并通过压电微激励器把它用于改变磁头实际径向位置。测量由驱动信号传递给压电微激励器所表示的电荷，微激励器驱动信号根据测得的电荷表示而改变。本专利技术的另一个方面是关于盘片驱动器磁头定位装置，该装置包括磁头和微激励器。微激励器根据位置命令和传递给压电微激励器元件的电荷，通过微激励器而控制磁头相对于存储媒体的径向位置。附图简述附图说明图1是可采用本专利技术磁头定位装置的盘片驱动器透视图。图2是根据本专利技术的一个实施例的盘片驱动器框图，用于说明伺服控制电路。图3顶视图示出了盘片驱动器中具有一对侧向间隔的压电条状材料的微激励器支承件。图4所示为典型的压电材料位移相对输入电压的曲线图。图5是压电晶体的透视图。图6是按照本专利技术的一个实施例的磁头位置控制回路框图。图7是按照本专利技术的一个实施例的微激励器原理图，它采用了电荷反馈控制。图8是按照本专利技术的一个实施例的用于图7所示微激励器控制器中的差分驱动电路的原理图。图9是按照本专利技术的另一个实施例的电荷反馈驱动器原理图，该反馈驱动器从基准电容处产生镜像电荷加入压电晶体。图10是按照本专利技术再一个实施例的电荷反馈驱动器的原理图。较佳实施例的详细描述图1是盘片驱动器100的透视图，图中表示可使用本专利技术的电荷反馈驱动器。盘片驱动器100包括一个具有基座102和顶盒(未示出)的外壳。盘片驱动器还包括通过盘片卡具108安装在主轴电机(未示出)上的一组盘片106。盘片组106包括安装在绕中心轴109共同旋转的多个单独盘片。每个盘片表面有一个相关的磁头，该磁头安装在盘片驱动器100上用于与盘片表面通信。在图1所示示例中，磁头(head)100由支承件112支持，支承件依次又附着在激励器116的磁道访问臂114。图1所示的激励器具有所谓旋转移动线圈激励器类型并包括一个音圈马达(VCM)，一般如118所示。音圈电机118绕枢轴120旋转带有它所附装磁头110的激励器116以将磁头110沿盘片内径124和盘片外径间的路径122定位在一条所需磁道上。音圈电机在内部电路128的控制下工作。也可使用其它类型的激励器1例如线性激励器。激励器116提供了磁头110相对于所需数据磁道的“路线”定位过程。盘片驱动器100还包括一个沿支承件112的压电微激励器(“μA”)，如130略图所示，它为磁头110提供关于所需数据磁道的“精细”定位。对微激励器130所施加电压的改变导致各磁头110相对于盘片表面在径向位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，包括：磁头，支撑所述磁头的支承件；工作上耦连到所述支承件的压电微激励器；以及工作上耦连到所述压电微激励器的电荷反馈驱动器。

【技术特征摘要】
US 1999-6-10 09/329,612;US 1998-6-15 60/089,341;US1．一种盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，包括磁头，支撑所述磁头的支承件；工作上耦连到所述支承件的压电微激励器；以及工作上耦连到所述压电微激励器的电荷反馈驱动器。2．如权利要求1所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，进一步包括耦连到所述压电微激励器的电荷复位电路。3．如权利要求1所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，所述电荷反馈驱动器包括用于接收位置命令信号的位置信号输入；耦连到所述压电微激励器两端的位置控制输出；在所述位置命令输出和所述位置命令输出之间耦合的电荷驱动器电路；以及具有耦连到所述位置控制输出的电荷反馈输入和耦连到所述电荷驱动器电路的电荷反馈输出的电荷反馈电路，所述电路适合于感测通过所述位置控制输出传递到所述微激励器的电荷。4．如权利要求3所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，所述电荷反馈电路包括测流电阻器，与所述位置控制输出串联耦合并形成为所述电荷反馈输入；以及电压测量电路，跨接耦连到所述测流电阻器两端并具有耦连到电荷反馈输出的电压反馈输出。5．如权利要求3所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，所述驱动器电路包括包含第一和第二放大器输入和一个放大器输出的运算放大器，其中所述第一和第二放大器输入分别耦连到所述位置命令输入和所述电荷反馈输出；上拉晶体管，耦连到所述位置控制输出的第一端子并具有一耦连到所述放大器输出的控制端；以及下拉晶体管，耦连到所述位置控制输出的所述第一端子并具有一耦连到所述放大器输出的控制端。6．如权利要求3所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，进一步包括电荷复位电路，该电路包括用于接收复位信号的电荷复位命令输入、耦合在所述位置控制输入和所述电荷驱动器电路之间的第一开关以及跨接耦合在所述微激励器两端的第二开关，其中，所述复位信号具有有效状态和无效状态，所述第一开关在所述复位信号处于无效状态时具有闭合状态而当所述复位信号处于有效状态时具有打开状态，所述第二开关在所述复位信号处于无效状态时具有打开状态而当所述复位信号处于无效状态时具有闭合状态。7．如权利要求3所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，进一步包括耦合在所述电荷反馈输出和所述位置命令输入间的误差反馈电路。8．如权利要求7所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，所述误差反馈电路包括积分器，在所选的时间周期内对所述电荷反馈输出积分并产生表示传递给所述压电微激励器的电荷的积分器输出；纠错电路，耦连到所述积分器输出和所述位置控制输入并且合适于产生校正信号，该校正信号代表了与所述位置命令信号对应的所述压电微激励器的命令位移和与所述积分器输出对应的所述压电微激励器的实际位移之间的比较结果；和求和元件，它对所述位置命令信号和所述校正信号求和以产生施加到所述驱动器电路的经校正的位置命令信号。9．如权利要求8所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，所述纠错电路具有偏差控制输入并且所述校正信号可通过所述偏差控制输入而被调整。10．如权利要求3所述的盘片驱动器磁头定位装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：DW杨茨，JC莫里斯，BG莫洛伊，DA斯卢泽韦斯基，JS赖特，
申请(专利权)人：西加特技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]