用于最小化和解決在鄰近讀取元件中誘發(fā)的信號(hào)互調(diào)的二維磁記錄系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于最小化和解決在鄰近讀取元件中誘發(fā)的信號(hào)互調(diào)的二 維磁記錄系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求享有于2013年10月8日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/888, 283號(hào)、于 2013年10月8日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/888, 300號(hào)以及于2013年10月10日提交的 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/889, 152號(hào)的權(quán)益。以上引用的申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過(guò)引用并入本 文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容涉及具有跡線懸置組件的磁記錄系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 本文提供的【背景技術(shù)】的描述是出于一般地呈現(xiàn)本公開內(nèi)容的上下文的目的。當(dāng)前 命名的發(fā)明者的工作（該工作在一定程度上在該【背景技術(shù)】部分中被描述）以及該描述的在 提交時(shí)可能不以其它方式稱為現(xiàn)有技術(shù)的方面既沒有明示也沒有暗示地被承認(rèn)為針對(duì)本 公開內(nèi)容的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 圖1示出硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD) 10,其包括硬盤組件（HDA) 12和HDD印刷電路板 (PCB) 14。HDA12包括一個(gè)或多個(gè)盤片16,其具有用于磁性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的磁面。數(shù)據(jù)以二進(jìn) 制形式被存儲(chǔ)為正極性或負(fù)極性的磁場(chǎng)。盤片16被布置成堆疊（stack)。盤片和/或堆疊 通過(guò)一個(gè)或多個(gè)主軸電機(jī)（一個(gè)主軸電機(jī)18被示出）旋轉(zhuǎn)。一個(gè)或多個(gè)讀/寫磁頭（以 下簡(jiǎn)稱為"磁頭"）從盤片16的磁面讀取數(shù)據(jù)并且在盤片16的磁面上寫入數(shù)據(jù)。單個(gè)磁 頭20被示出。每個(gè)磁頭包括生成磁場(chǎng)的寫入元件（例如電感器）和讀取元件（例如磁阻 (MR)元件），讀取元件感測(cè)盤片16之一上的磁場(chǎng)。磁頭被安裝在一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器臂（單 個(gè)致動(dòng)器臂22被示出）的遠(yuǎn)端。致動(dòng)器（諸如音圈電機(jī)（VCM) 24)相對(duì)于盤片16移動(dòng)致 動(dòng)器臂22。
[0006]HDA12包括前置放大器器件26。前置放大器器件26可以包括用于放大從磁頭接 收的信號(hào)的放大器。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，生成的磁場(chǎng)導(dǎo)致在磁頭20的讀取元件中的低電平模擬 信號(hào)。放大器放大低電平模擬信號(hào)，并且輸出放大的模擬信號(hào)到讀/寫（R/W)通道（以下 簡(jiǎn)稱為"讀取通道"）模塊28。
[0007]HDDPCB14包括讀取通道模塊28、硬盤控制器（HDC)模塊30、處理器32、主軸/ VCM驅(qū)動(dòng)器模塊34、易失性存儲(chǔ)器36、非易失性存儲(chǔ)器38以及輸入/輸出（I/O)接口 40。 在寫操作期間，讀取通道模塊28可以通過(guò)使用糾錯(cuò)碼（ECC)(諸如游程長(zhǎng)度受限（RLL)碼、 里德-所羅門碼等）編碼數(shù)據(jù)以提高可靠性。讀取通道模塊28然后將編碼的數(shù)據(jù)傳送到 前置放大器器件26。在讀取操作期間，讀取通道模塊28從前置放大器器件26接收模擬信 號(hào)。讀取通道模塊28將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)被解碼以恢復(fù)先前存儲(chǔ)在盤片 16上的數(shù)據(jù)。
[0008]HDC模塊30控制HDD10的操作。例如，HDC模塊30生成命令，該命令控制一個(gè)或 多個(gè)主軸電機(jī)的速度以及一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器臂的運(yùn)動(dòng)。主軸/VCM驅(qū)動(dòng)器模塊34實(shí)施命令 并且生成控制信號(hào)，該控制信號(hào)控制一個(gè)或多個(gè)主軸電機(jī)的速度以及一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器臂 的定位。此外，HDC模塊30經(jīng)由I/O接口 40與外部設(shè)備（未示出）（諸如在主機(jī)設(shè)備內(nèi)的 主機(jī)適配器）通信。HDC模塊30可以從外部設(shè)備接收將被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并且可以發(fā)送取回 的數(shù)據(jù)到外部設(shè)備。
[0009] 處理器32處理數(shù)據(jù)，包括編碼、解碼、過(guò)濾和/或格式化。另外，處理器32在讀/ 寫操作期間處理伺服或定位信息以在盤片16上方放置磁頭。存儲(chǔ)在盤片16上的伺服保證 數(shù)據(jù)被寫入到盤片16上的正確位置并且從盤片16上的正確位置被讀取。在一些實(shí)施方式 中，自伺服寫入（SSW)模塊42可以在于HDD10上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之前使用磁頭20在盤片16上 寫入伺服。
[0010] 為了提高盤片上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，磁道密度（在預(yù)定表面區(qū)域中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量）在 增加，磁道寬度在減小，并且磁道間距（或磁道之間的距離）在減小。結(jié)果是，磁頭的寬度 可以寬于單個(gè)磁道的寬度。因?yàn)榇蓬^和磁道之間的這一關(guān)系，所以磁頭可以拾取磁道間噪 聲。磁道間噪聲可以參考檢測(cè)到的并且關(guān)聯(lián)于與正在被讀取的磁道相鄰的一個(gè)或多個(gè)磁道 的磁場(chǎng)特性。
[0011]HDA12可以包括具有跡線懸置組件（TSA)52的二維磁記錄（TDMR)系統(tǒng)50。TSA 52指一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器臂和在前置放大器件26和磁頭之間延伸的傳輸線（例如，傳輸線 54被示出）。傳輸線（有時(shí)也稱為跡線）經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器臂被懸置在盤片16上方。 TDMR系統(tǒng)（諸如TDMR系統(tǒng)50)使用彼此相鄰的多個(gè)磁頭以讀取盤片表面上的單個(gè)磁道。 來(lái)自磁頭的信號(hào)被處理，以抵消、消除和/或最小化在磁道讀取期間檢測(cè)到的噪聲（例如磁 道間噪聲）。這提高了信噪比，用于改進(jìn)存儲(chǔ)在磁道上的數(shù)據(jù)的恢復(fù)。
[0012] 圖2示出可以用于圖1的HDA12的TDMR系統(tǒng)60。TDMR系統(tǒng)60包括讀取元件 62、傳輸線64和前置放大器器件66。前置放大器器件66包括差分放大器68。每個(gè)讀取兀 件62連接到差分放大器68中的相應(yīng)差分放大器和傳輸線64中的相應(yīng)成對(duì)傳輸線。讀取 元件62彼此分離。由于讀取元件62彼此分離，所以讀取元件62之間的噪聲耦合以及由讀 取元件62檢測(cè)到的信號(hào)的交叉耦合被最小化。結(jié)果，信號(hào)的磁頭間調(diào)制是微不足道的。差 分放大器68提供差分輸出信號(hào)0utl、0ut2。每個(gè)差分放大器68的增益可以被調(diào)節(jié)以增加 輸出信號(hào)Out1、0ut2的幅度和/或提高相應(yīng)的信噪比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]提供一種系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)包括傳輸線、讀取元件和差分放大器。讀取元件串聯(lián)連 接。每個(gè)讀取元件連接到傳輸線中的相應(yīng)成對(duì)傳輸線。差分放大器經(jīng)由傳輸線被分別連接 到讀取元件。差分放大器被配置為放大從傳輸線中的相應(yīng)成對(duì)傳輸線接收的差分信號(hào)。
[0014] 在其它特征中，傳輸線包括第一傳輸線、第二傳輸線和第三傳輸線。讀取元件包括 第一元件和第二元件。差分放大器包括第一差分放大器和第二差分放大器。第一元件連接 到第一傳輸線。第二元件連接到第二傳輸線和第三傳輸線。第一傳輸線連接到第一差分放 大器的第一輸入端。第二傳輸線連接到第一差分放大器的第二輸入端。第三傳輸線連接到 第二差分放大器的第一輸入端。
[0015] 在其它特征中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括模塊，模塊被配置為從差分放大器接收相應(yīng)通道 上的輸出信號(hào)并且基于輸出信號(hào)來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。差分放大器被配置為放大差分信號(hào)以生成輸 出信號(hào)。
[0016] 在其它特征中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括器件、磁頭和組件。器件包括差分放大器。磁頭被 布置在磁盤的同一表面上。每個(gè)磁頭包括讀取元件中的相應(yīng)讀取元件。組件包括傳輸線。 組件在磁盤的位于器件和磁頭之間的部分的上方懸置傳輸線。
[0017] 在其它特征中，提供了一種方法，并且該方法包括：經(jīng)由讀取元件執(zhí)行讀取操作， 其中讀取元件串聯(lián)連接，并且其中每個(gè)讀取元件連接到傳輸線中的相應(yīng)成對(duì)傳輸線；經(jīng)由 傳輸線將讀取元件的輸出提供至差分放大器，其中差分放大器經(jīng)由傳輸線分別連接到讀取 元件；以及經(jīng)由差分放大器放大從傳輸線中的相應(yīng)成對(duì)傳輸線接收的差分信號(hào)。
[0018] 在其它特征中，該方法進(jìn)一步包括：經(jīng)由差分放大器放大差分信號(hào)以生成輸出信 號(hào)；從差分放大器接收相應(yīng)通道上的輸出信號(hào)；以及基于輸出信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)。
[0019] 在其它特征中，器件包括差分放大器。讀取元件被布置在相應(yīng)磁頭中。磁頭被布 置在磁盤的同一表面上。傳輸線被懸置在磁盤的處于器件和磁頭之間的部分的上方。
[0020] 本公開內(nèi)容的應(yīng)用性的其它方面將從詳細(xì)描述、權(quán)利要求書和附圖中變得顯而易 見。詳細(xì)描述和具體示例僅旨在說(shuō)明的目的而不旨在限制本公開內(nèi)容的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硬盤驅(qū)動(dòng)器的功能框圖。
[0022] 圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的TDMR系統(tǒng)的功能框圖。
[0023] 圖3是并入串聯(lián)連接的讀取元件的另一TDMR系統(tǒng)的功能框圖。
[0024] 圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的并入串聯(lián)連接的讀取元件的、每個(gè)讀取元件兩條傳輸線 的TDMR系統(tǒng)的功能框圖。
[0025] 圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的圖示讀取信號(hào)的電壓生成和讀取元件的對(duì)應(yīng)等效阻抗 表示的TDMR系統(tǒng)的功能框圖。
[0026] 圖6包括圖5的TDMR系統(tǒng)的第一讀取兀件電壓、第一差分電壓和第一提取電壓 (extractedvoltage)的電壓圖。
[0027] 圖7包括圖6的第一差分電壓和第一提取電壓的頻率圖。
[0028] 圖8包括圖5的TDMR系統(tǒng)的第二讀取元件電壓、第二差分電壓和第二提取電壓的 電壓圖。
[0029] 圖9包括圖8的第二差分電壓和第二提取電壓的頻率圖。
[0030] 圖10是圖示圖5的TDMR系統(tǒng)的共模噪聲的功能框圖。
[0031] 圖11是圖示用于圖5的TDMR系統(tǒng)中的共模噪聲消除的虛設(shè)路徑的功能框圖。
[0032] 圖12示出根據(jù)本公開內(nèi)容的TDMR方法。
[0033] 圖13是根據(jù)本公開內(nèi)容的圖示來(lái)自多個(gè)讀取元件和增益控制模塊的信號(hào)的互調(diào) 的TDMR系統(tǒng)的功能框圖。
[0034] 圖14圖示圖13的TDMA系統(tǒng)的訓(xùn)練、校準(zhǔn)和操作方法。
[0035] 在附圖中，附圖標(biāo)記可以被重復(fù)使用，以標(biāo)識(shí)相似和/或相同要素。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為了最小化TDM系統(tǒng)中讀取元件之間的空間，讀取元件可以串聯(lián)連接。圖3示出 可以用于圖1的HDA12中的示例TDMA系統(tǒng)70。TDMA系統(tǒng)70包括：具有讀取元件72和傳 輸線74的讀取電路71 ;以及具有差分放大器78的前置放大器器件76。前置放大器器件76 可以取代圖1的前置放大器器件26。讀取元件72串聯(lián)連接，并且可以位于驅(qū)動(dòng)器的磁頭中 (例如，在圖