CN1148749C - 盘驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明是具有至少一个存储数据用盘的盘驱动器。该盘驱动器包括至少一个换能器用于对盘读或写数据。换能器连在一个传动装置上，它把换能器放在相对于盘的一定位置处。传动装置包括一个可控马达，用于推动传动装置及与其相连的换能器。盘驱动器还包括一个斜滑架用于卸载换能器或用于停放离开盘表面的换能器。本发明还提出了在换能器从离开斜滑器的位置到达盘表面上时用于测量和控制传动装置及所连接的换能器的运动的装置与方法。

Description

盘驱动器

本发明所属的领域是盘驱动器，它们又称作直接存取存储器(DASD)。

更具体地说，本发明是关于用来加、卸载一个换能头使其达到或离开盘片的斜滑架(ramp)，以及在换能头通过斜滑架时控制换能头运动的方法。

计算机系统的关键组成部件之一是存储数据的地方。通常，计算机系统利用多个可供普通计算机系统用来存储数据的存储装置。计算机能存储数据的地方之一便是盘驱动器，它也被称作直接存取存储器。

一个盘驱动器或者说直接存取存储器包括若干个盘片，它们类似于用在唱机上的每分钟45转的唱片或者用在CD放送机上的紧致盘。这些盘片叠放在一个主轴上，很象若干个等待放唱的每分钟45转的唱片。然而，在盘驱动器中，盘片被装在主轴上，而且是分开放置的，从而使各个分离的盘片不会互相接触。

每个盘片的表面外表上看是均匀的。然而，实际上每个表面都被分成若干个用于存储数据的部分。在盘上有多个按同心圆分布，就好象树的年轮。紧致盘也象盘驱动器中的盘片那样具有若干个道。不论是盘驱动器还是紧致盘中的道实质上是代替了每分钟45转的唱片上的凹槽。盘驱动器中的每一道又再分成若干个扇区，扇区实质上只是道的一段。

盘驱动器中的盘片可由多种不同的材料制成。最通常的情况是，在转动磁系统中的盘片是由金属、陶瓷、玻璃或塑料的片基以及片基每一侧面上的极薄的可磁化层构成的。这种盘片用于磁性存储器或磁—光存储器。在这种盘上存储数据使盘片上的一部分按照一种代表数据的图象(pattern)被磁化。其他种类的盘片，如CD(紧致盘)中使用的盘片，是塑料的。使用激光在介质上造成许多小坑来存储数据(例如歌曲)。用激光从盘上读取数据。

如前所述，要在转动磁系统中使用的盘片上存储数据，就要使盘片磁化。为了使盘片表面磁化，要使一个小的陶瓷块(称作滑块)通过盘片表面。这个滑块上含有至少一个磁转能器，称作读/写头。一些陶瓷块含有分开的读头和分开的写头。这个单独的读头可以是磁阻头，它也叫做MR头。陶瓷块在盘片上方飞行，距盘表面的高度约为六百万分之一英寸或更小；陶瓷块飞过各磁道，与此同时换能头被供能到不同状态，从而使它下方的磁道被磁化成代表被存储的数据。现在一些系统也使用近接触记录，这里的滑块基本上是在盘表面上的流体润滑层上滑动。使用近接触记录时陶瓷块更靠近盘片移动。

为检索存在磁盘上的数据，含有换能头的陶瓷块或者说滑块从盘片上方通过盘片。盘片上的被磁化部分在换能器或者说读头中产生一个信号。通过查看换能器或读头的输出，可以重建数据并被计算机系统所使用。

和唱片类似，一般一张盘的两面都用于存储数据或为操作盘驱动器所必须的其他信息。因为盘片成一叠存放而且彼此之间有一定距离，所以这一叠盘片中的每一张盘片的上表面和下表面都有各自的滑块和换能头。这种结构与一个随时能播放唱片两面的立体声唱机相类似。唱片的每一侧会有一个唱针去播放唱片的特定侧面。

盘驱动器还有一样东西可与立体声唱机的拾音臂相比较。一个盘驱动器的拾音臂称作传动臂，它支持所有的滑块和它们伴随的换能头，每个盘片的每个表面有一个换能头，这些盘片被支持在一个从一端看上去象一把梳子的结构中。这种结构通常也称作E块(Eblock)。一个金属部分(称作悬臂)把滑动架连到E块上。传动装置的另一端是一个线圈，它构成用于推动传动装置的音圈马达的一部分。整个组合部件通常称作传动装置组件。

与拾音臂类似，传动臂转动从而使连于传动臂上的滑块内的换能器能被移动到盘片上各道上方的位置。以这种方式，换能头能被用于以一种在几道位置之一上代表数据的图象来磁化盘表面，或者用于检测盘片上一道上的被磁化图象。如上文描述的这种传动装置通用于任何类型的盘驱动器，不论是磁盘、磁—光盘、还是光盘。

盘驱动器操作期间的最关键的时刻之一是恰在盘驱动器关闭之前的那一瞬。当关掉盘驱动器时，要采取几个步骤以助于保证盘上的数据被保存好。通常，传动装置组件被移动了，从而使换能器不在盘上含有数据的部分上着落。如何实际上实现这一点，取决于驱动器的设计。本发明感兴趣的盘驱动器设计包括一个斜滑架。带有斜滑架的盘驱动器在技术上是公知的。授予Morehouse等人的美国专利4,933,785号是这种设计之一。带有斜滑架的其他盘驱动器设计见于美国专利5,235,482和美国专利5,034,837。

典型情况是，斜滑架的大部分位于离开盘侧面的地方。斜滑架的一部分位于盘本身之上。在操作过程中，当电源实际被切断之前，传动装置组件把悬臂或者传动装置组件的另一部分摆动到斜滑架顶端的停放位置。这很象一个孩子向后跑上游戏场的滑梯并坐在滑梯顶上。当传动装置组件运动到其组件的各部分处在斜滑架顶部的位置时，滑块或陶瓷块(包括换能器)便被定位，从而它们不与盘片接触。通常，这一步骤被称作卸载换能头。卸载换能头有助于保证盘上的数据保持，因为滑块和盘片之间的不希望的接触会造成盘上数据丢失。

启动一个带有斜滑架的盘驱动器是更关键的时刻。启动包括移动传动装置组件从而使悬臂滑下斜滑架，并使滑块在它达到斜滑架底部时开始飞行。这很象水中滑板，那里的池底就是盘片，而滑板就是斜滑架。当滑行者达到池底时，他从水中掠过而不接触池底，这样他便“飞”起来了。换句话说，最好的斜滑架设计防止滑块与盘的接触，从而防止任何类型的数据丢失。

保证滑块会飞的最通常的机械设计需要带有很平缓坡度的斜滑架。存在一些问题和这一设计有关。最重要的是，一个平缓倾斜的斜滑架要比短斜滑架长，因而需要更大的空间。随着盘驱动器形状因数的压缩，空间变得更加宝贵。当前，市场上最小的盘驱动器的盘片直径为1.3英寸。

在市场上还有PCMCIA形状因数盘驱动器。PCMCIA盘驱动器有信用卡那样的长度和宽度。这些驱动器的高度各有不同。这种驱动器中的盘片直径约1.8英寸。在这样一个小包装中装入一个长的斜滑架是困难的。即使能这样做，也会推向采用更陡的斜滑架，因为更陡的斜滑架会使更多的盘表面能被用于存储数据以满足消费者要增大数据容量的渴望。

采用较陡斜滑架的一种方法是控制滑块滑下斜滑架时的速度。如果下滑速度能被控制，那么速度的向下部分能被控制从而使滑块不会造成撞击盘片。授予Couse等人的美国专利4,864,437号介绍了控制滑块滑下斜滑架的速度的一种方法。在Couse等人的专利中，音圈马达上的电压受到监视和控制。音圈马达上的电压包括总电压的一个小分量，称作反电动势(Back EMF)。音圈马达包括磁体和传动线圈。当传动线圈切割磁场时便产生反电动势。反电动势的变化是传动线圈穿过由音圈马达的磁体产生的磁场时的速度的函数，因而假定为传动装置下滑斜滑架的速度的函数。这样，有可能由传动马达的反电动势来得到传动装置转动速度的估计值。根据转动速度估计值和已知的斜滑架设计坡度，能计算出垂直方向(垂直于盘表面)的速度分量。为了防止对盘表面的任何损害，小心地控制垂直速度是重要的。

在Couse等人的专利中对速度控制的设计也有问题。最重要的是，反电动势是传动装置线圈上总电压的一个很小分量。当附加电流通过线圈时这一分量还会变得更小。反电动势也还易受噪声干扰。简言之，由于传动装置上电压的反电动势分量小且易受干扰，它不会总是可靠地反映滑块的实际速度。此外，随着盘驱动器操作温度的增加，噪声水平也增加，使得反电动势成为更小的分量，而且甚至更容易受噪声干扰。如果偶然发生错误的指示，即指示速度低于实际速度，那么传动装置线圈中电流的增大可能会使滑块滑下斜滑架的速度增大到使滑块接触盘表面的程度。这会引起换能头碰撞，造成数据丢失。应该记住，盘和滑块之间的接触可能不会立即造成数据丢失。许多情况下它造成在盘外壳内产生颗粒。所产生的颗粒尽管按日常说法似乎是很小的，但对于在离盘表面距离小于六百万分之一英寸的地方飞行的滑块而言，这些颗粒是“巨石”。

另一个问题是，在较小形状因数的情况下传动装置的转动力矩常数急剧下降，这意味着在一个较小形状因数的驱动器中传动马达不能使滑块运动得那样快。例如，在当前的1.8英寸PCMCIA型驱动器中的转动力矩常数大约为2.5英寸驱动器(其形状因数仅大于1.8英寸盘的形状因数)的转动力距常数的10-15％。本质上讲，较小的形状因数必须使用较小的传动马达，而较小的马达产生较小的转矩。当驱动器的高度缩小时这个问题还变得更槽，因为使用了较小的传动马达。这样，随着传动马达变小，有较小的转动力矩使传动装置运动，所以在滑块滑下斜滑架时在短时冲击过程中产生的反电动势信号也变得更小。其结果是噪声进一步淹没了由较慢运动的传动装置产生的较小的反电动势信号。

利用传动马达的反电动势来确定速度的又一个问题是反电动势随音圈马达中永久磁体的温度及线圈电阻的变化而变化。在可能进入膝上计算机或亚膝上计算机(sub-laptop computer)的小形状因数驱动器中可能出现这样的情况，即驱动器可能使滑块停在斜滑架上，而在几分钟之内又使它们再度滑下斜滑架。在这些应用中，盘驱动器将处于或接近驱动器的操作温度。驱动器的操作温度能比它从室温下首次启动时的温度高出50摄氏度之多。在这样一个温度范围，反电动势能变化10-15％。当然反电动势信号的这个差值被翻译成换能器速度垂直分量的10-15％差值，这足以造成换能头接触盘片。

当然，系统可设计能适于“最坏情况”，但这会造成次佳设计。

此外，先有技术没有提出方法去估计为精确估计换能器在斜滑架上的速度函数所需要的几个数据点的初始值。

尽管在速度控制的意义上讲反电动势的测量是一个闭环过程，但使用反电动势没有指出位置。存在的一个潜在问题是不知道换能器在斜滑架上运动过程中换能器的位置。

这样，需要一种装置，能精确地和可重复地测定滑块滑下斜滑架过程中滑块速度，而不受温度涨落、不同的噪声水平、或传动马达温度变化的影响。此外，需要这样一种装置，它能根据换能器仍停留在斜滑架上的时候产生的一个常数通过单次测量便得到速度的估计值。最好是不要根据传动装置组件的传动线圈反电动势来确定滑块速度。

本发明是一种装置和方法，用于估计当换能头或称换能器沿斜滑架向上或向下运动时的位置。也进行可靠的速度估计。没有使用线圈的反电动势，从而排除了与噪声以及随着线圈越来越小使反电动势分量也越来越小这一事实有关的各种问题。

在一组最佳实施例中，一个由两部分组成的传感器的一部分连到传动装置上，而另一部分连到盘驱动器存储设备的外壳上。传感器的输出指示沿斜滑架表面的具体位置。在这一最佳实施例中的传感器是霍尔效应传感器和钮扣磁体。霍尔效应传感器的输出电压响应温度变化而变化。所披露的方法用于当换能器处在斜滑架顶上时的初始测量，并用这一测量值来估计换能器处于各个位置时的(传感器)输出电压。还披露了一种使用盘上道间距作为标尺来精确校准速度估计值的方法。

在第一组中的另一个最佳实施例使用电容探针。在这些实施例的每一个中，伺服电子部件有两个部分。一部分用于换能器位于盘上方时的伺服。伺服电子部件的另一个部分用于换能器位于斜滑架表面时的伺服。在每种情况下都使用一个控制器在伺服电子部件的两个部分之间切换。

另一组最佳实施例中不使用单独的两部分传感器，而是使用记录换能器并使斜滑架的一部分或者被磁化或者产生一个磁场。当换能器通过斜滑架和当换能器通过盘片时能使用同一个伺服电子部件。

所有这些最佳实施例最终用于控制传动装置的运动，而传动装置的运动又控制了换能器沿斜滑架向上或向下运动的速度。

在这些实施例的每一个当中，其优越性在于能测定换能器滑下斜滑架过程中换能器的速度而不必关心驱动传动装置的马达的线圈中的噪声水平以及马达线圈的尺寸。此外，盘驱动器的温度或者不产生影响或者这种影响能被校正。

为更好地理解本发明，可参考所附图件，其中：

图1是盘驱动器的部件分解图；

图2是盘驱动器的斜滑架的等角投影图；

图3是盘驱动器的加载臂的等角投影图；

图4是所发明的速度控制器的一个最佳实施例的示意图；

图5显示出电压和距霍尔效应传感器的距离之间的关系曲线如何随温度变化；

图6显示出由于音圈马达的短时冲动，只有电压和距霍尔效应传感器的距离关系曲线的一小部分被用于检测传动装置和小钮扣磁体之间的距离；

图7显示出电压和距霍尔效应传感器的距离之间的关系曲线如何随距离而改变；

图8A是初始启动盘驱动器的方法的流程图；

图8B是启动盘驱动器的方法的流程图；

图9是本发明速度控制器第二最佳实施例(光的)的示意图；

图10是本发明速度控制器第三最佳实施例(电容探针)的示意图；

图11是本发明速度控制器第四最佳实施例(磁条)的示意图；

图12是带有一载电流导线(置于斜滑架凸缘上)的一个实施例以及该系统的相关电子电路的流程图；

图13是图12中所用的柔性电缆(它将放在斜滑架的凸缘上)一部分的顶视图；

图14A是带有一个电容片置于E块各臂之间的一种传动装置组件的侧视图；

图14B是图14A的顶视图，并包括盘驱动器的其他几个部分；

图15是与图14A和图14B所示电容传感器有关的示意图；

这些图件不是打算作为本发明的限定，而只是提供出来用于图示下文中要描述的本发明最佳实施例。

本申请中描述的发明适用于具有转动或线性传动装置的盘驱动器或称直接存取存储器(“DASD”)的各种机械结构。图1是带有转动传动装置的盘驱动器10的部件分解图。盘驱动器10包括外壳12和外壳盖14。外壳12和外壳盖14构成盘的容器。传动装置组件20可转动地连接到外壳12的传动装置主轴18上。传动装置组件20包括一个梳形结构22，它带有一组臂23。加载杆或加载弹簧24连在梳形结构22上的单个臂23上。一个载有磁换能器50(示于图3)的滑块26连到每个加载弹簧24的末端。滑块26与换能器50构成了多次称作换能头的部件。应该指出，许多滑块有一个换能器50，这如图中所示。但也应该指出，本发明同样适用于具有不只一个换能器的滑块，例如所谓MR或称磁阻换能头，其中一个换能器50通常用于读，而另一个通常用于写。在传动臂组件20的与加载弹簧24和滑块26相对的一端上是音圈28。

一对磁体30连到外壳12内部。一对磁体30和音圈28是音圈马达的关键部件，音圈马达用于对传动装置组件20加力使其绕传动装置主轴18转动。装在外壳12上的还有一个主动轴马达32。主动轴马达32包括一个转动部分，称作主动轴套(HUB)33。图1中，一个单个盘34连于主动轴套33上。在其他盘驱动器中可以有多个盘片连到轴套上。本发明同样适用于具有多个盘片连到主动轴马达轴套上的盘驱动器。

连到外壳12上的还有一个斜滑架结构36。现在看图1和图2两张图，斜滑架结构有两个斜滑架部分38。斜滑架两部分38之一用于从盘的底表面加载和卸载换能器，而另一部分用于从盘的顶表面加载和卸载换能器。图2中所示斜滑架结构36是固定的，而且斜滑架部分38的每一部分都有一部分位于盘片上方。应该指出，本发明也能用于转入和转出加载/卸载部分的斜滑架上。

图2是给出斜滑架结构36详细构造的等角投影图。斜滑架结构36包括斜滑架部分38和斜滑架支持结构40。支持结构40有第一开口41和第二开口42，用于把斜滑架36安装到外壳12上的一对相应栓钉上。斜滑架结构36包括一个倾斜面44和一个停车制动器46。斜滑架结构36或支持结构40上被换能器(图3所示)穿过的那一部分也可以制成可被换能器读出的。例如，在下文中详细描述的一个最佳实施例中，在最靠近接能器的斜滑架部分38的侧面装有一片磁化带。在另一实施例中，斜滑架部分38能被溅镀或用其他方法敷涂一个磁层。这个溅镀的斜滑架部分而后可被磁化。于是，对于这两个实施例中的任何一个，最靠近换能器的斜滑架部分便能够在加载或卸载传动装置的过程中读斜滑架部分，从而能从斜滑架本身直接确定位置信息和速度信息。

图3详细绘出加载杆24及连到加载杆24末端的滑块26。滑块26包括至少一个换能器50。传递信号线52与滑块26中的每个换能器50相连并沿着加载杆24的凸缘延伸。在加载杆24上还连有斜滑架引导部件(riding member)54。斜滑架引导部件54包括一延伸部56，它实际上与斜滑架结构的斜滑架部分38的表面接触。斜滑架引导部件54的延伸部56包括一弯曲部分，它插入斜滑架部分38(图2所示)的停车制动器46内部。

现在转到图4，将显示和说明第一个最佳实施例。图4所示传动装置组件20与图1所示的那一个相似。图4所示传动装置组件20在其一端有滑块26和换能头50，在其另一端有音圈28。图4中还显示出一个伺服系统，它可以认为有二组电子部件—一组用于盘片表面上的伺服70，它在图4中的左半部，另一组用于穿过斜滑架结构的伺服80，它在图4中的右半部。这两个伺服系统的共同元件是ZOH(零阶保持)装置67和音圈马达驱动器68。ZOH装置输出某一信号电平，直到下一个信号馈入该装置为止，这类似于具有保持功能的数—模转换器。换句话说，ZOH装置67的输出是阶梯函数。ZOH装置67从伺服系统之一取得信号并向音圈马达28输出一个所希望的电流，直至下一个信号输入到ZOH装置67。音圈马达又控制与盘34处于换能关系的换能器，并在滑块和换能器沿斜滑架结构的斜滑架部分38向上(卸载换能头)或向下(加载换能头)的过程中控制滑块和换能器。在一总控制器71控制下的开关69在盘伺服电路70和斜滑架伺服电路80之间切换。总控制器71是微控制器的一部分，如可从德克萨斯仪器公司得到的部件TM5320M25号。

现在更仔细看一下图4所示电子电路示意图。盘伺服电子部件70包括一个臂电路模块72，位置误差信号发生器74和传动装置查询和位置控制器76。盘伺服电路是盘驱动器技术领域公知的，所以对其描述和操作的讨论将被简略。在操作中，来自换能器50的读部分的信号穿过信号传送线52(图3所示)。图4中的线73表示换能器50到臂电子模块72的信号传送线。臂电子部件实质上是净化和放大信号。来自臂电子部件72的信号被输出到位置误差信号发生器，它把读到的位置与所希望的位置加以比较，并向传动装置查询和位置控制器76输出一个位置误差信号。在传动装置查询和位置控制器76中，计算或估计出速度并与所希望的速度进行比较。传动装置查询和位置控制器76实际上是一个多目的微处理器，因此速度计算是和其他计算一起进行的。传动装置查询和位置控制器76输出一个信号以控制传动装置，从而使它在下一个取样时刻更接近于和所希望的位置或速度相一致。盘伺服电子部件70将只用于换能器处在盘34上方的时候，所以在段时间里开关69将处在图4所示的“b”位置。

斜滑架伺服电子部件80包括一个小的钮扣磁体81连到传动装置组件20上，一个霍尔效应传感器82固定连接在外壳12上靠近小钮扣磁体81的位置，一个自适应速度线性化装置86，一个所希望斜滑速度源87，一个相加结点88，以及一个数字速度补偿装置89。

在操作过程中，当换能器50要加载到盘上时，小钮扣磁体81和霍尔效应传感器82之间的距离将增加，因为此时换能器50是沿斜滑架部分38向下滑行。当卸载换能器时，小钮和磁体和霍尔效应传感器82之间的距离将减小，因为换能器沿斜滑架部分38向上运动。刚才描述的关系描述了这样一个驱动器在那里霍尔效应传感器装在盘34的最边缘上。如果霍尔效应传感器装在其他地方，那么这种关系将会改变。更需要的是，随着霍尔效应传感器82和小钮扣磁体81之间距离的变化，由线84代表的霍尔效应传感器82输出作为距离的逆相似函数而变化。

这样，霍尔放应传感器82的输出给出位置信息。给定若干个取样时刻，这种离散的位置信息能转换成速度信息。自适应速度线性化装置86将来自霍尔效应传感器82的模拟信号转换成一系列数字输出。自适应速度线性化装置86还把霍尔效应传感器的非线性输出转换成线性函数。在相加结点/加法器/比较器88处将自适应速度线性化装置的输出(它是实际测量的斜滑速度)与所希望的斜滑速度加以比较。所希望斜滑速度与实际斜滑速度之差即为相加结点/加法器/比较器88的输出。相加结点88的输出是数字速度补偿装置89的输入，数字速度补偿装置89产生一控制信号，从而使传动装置更接近于所希望的斜滑速度。斜滑伺服电子部件80将只用于换能器50处于斜滑器部分38上的时候，所以在这段时间里开关69将处在图4所示的“a”位置。

图5给出霍尔效应传感器82的输出如何随霍尔效应传感器82和连在传动装置组件20上的磁体81之间的距离X而变化。图5中画出了两条曲线。曲线90是在第一温度，曲线92是在第二温度。图5显示出输出电压也随温度变化，还图形显示出当存在温度变化时曲线的形状没有显著变化。曲线只是随温度变化而平移。这种平移的发生主要是因为温度变化改变了磁场强度。这样，当给定X值时，霍尔效应传感器的输出随着温度变化的存在而变化。还值得注意的是，在第一曲线y＝f(x)上对应于给定x值的点处的斜率或差分不同于第二曲线y＝f(x)上对应同一给定X值的点处的斜率。这是由于当温度变化而使整个曲线基本上平移时，x值保持相同，从而使在给定值x的点y处所取点斜率实质上是取自被平移曲线上的另一个点。在以下几段中将指出这一点的重要性。

一般地说，为了有一种有效的方法去确定换能器和滑块在上下斜滑架过程中的速度，就必须对滑块或换能器在给定时刻在斜滑架上的位置作出精确测量或精确估计。如果能在两个取样时刻确定位置的精确测量值或估计值，便能简单地得到速度值，即从第二位置减去第一位置从而得到所超过的距离，然后再除以取样时间差。

因为在第一曲线90或第二曲线92上霍尔效应传感器的输出电压(y＝f(x))作为温度的函数而变化，所以如果没有附加信息或附加假设便难于把霍尔效应传感器的输出与斜滑架上的实际位置关联起来。估计传动装置臂相对于斜滑架的初始位置的一种方法是对霍尔效应传感器输出曲线y(x)的位置作一假定。可以假定一组初始条件，其中可包括启动驱动器的典型温度。在所设置的“典型”条件下典型地启动驱动器后立即在几个已知位置测量霍尔效应传感器的输出。这些值然后被存储于非易失存储器空间。只要每次启动驱动器时的初始条件保持不变，这种作法就是有效的。当启动条件与假定的“典型”条件不一致时，问题便会发生。当发生这种情况时，霍尔效应传感器的输出便不再与小钮扣磁体81和霍尔效应传感器82之间的特定距离相关。

已经研制出另一种方法把霍尔效应传感器y(x)的输出电压曲线的位置与小钮扣磁体和霍尔效应传感器82之间的距离关联起来。用很简单的语言说，这种方法是估计已知x值处y＝f(x)的点斜率。因为点斜率的变化取决于对于给定的已知x值该曲线平移到了什么地方，所以如果已知点斜率便能精确估计出曲线y＝f(x)的位置。一旦知道了曲线y＝f(x)的平移位置，便能得到霍尔效应传感器输出的相关关系，从而能精确估计出霍尔效应传感器82和小钮扣磁体81之间的距离。所使用的已知x值x₀是当传动装置使其带换能器的滑块停在斜滑器结构36上的时候霍尔传感器82相对于小钮扣磁体81的位置。

现在转到图6和图7，我们将开始讨论用于估计y＝f(x)＝霍尔效应传感器输出曲线相对于小钮扣磁体和霍尔效应传感器82之间距离的位置的方法和装置。图6所示曲线y是霍尔效应传感器82的输出作为与小钮扣磁体81距离增加的函数。图6所示曲线y对应于在特定温度下生成的若干曲线中的任何一条，包括图5所示的曲线92或曲线90。图6所示x₀值是当换能器停在斜滑架结构36上的时候钮扣磁体81的霍尔效应传感器82之间的距离。图6表明，与曲线y起作用的整个距离x相比，霍尔效应传感器82和钮扣磁体81之间的距离x是很短的。所以，由于传动装置组件20(图1所示)的短时冲动，在盘驱动器中只使用了曲线y的较小部分。结果，因为由于传动装置组件20的冲动造成的距离x与曲线y＝f(x)有效的整个距离x相比较小，所以有理由假定函数y＝f(x)是分段线性的。在1.8英寸盘驱动器中钮扣磁体81和霍尔效应传感器82之间的全程约为3毫米。在3.5英寸驱动器中x₀和x之间的整个距离与此大致相同。因为x变化的距离占曲线y＝f(x)的很小部分，可以假定在受影响的区域内函数y＝f(x)基本上是分段线性的。所以，做出这一假定便提供了一个逻辑起点—即y(x)能表述为一个如下所示的线性方程式：

y(x)＝Γ(B，I)|α(I)+β(I)x|            方程1

这里，

Γ(B，I)＝未知的非线性增益常数

B＝磁场强度

I＝霍尔效应传感器电流

α(I)＝电流I的一个非线性函数

β(I)＝电流I的一个非线性函数

现在，已经假定该方程是线性的，故可写成：

y(x)＝Γ(B，I)[α(I)]+Γ(B，I)β(I)x_        方程2

根据简单代数，形如y＝mx+b的方程式中斜率项为m。这样，

方程2中直线斜率为

斜率＝T(B，I)β(I)                           方程3

斜率的鲁捧估计定义为

$\widehat{\mathrm{\β}}=\mathrm{\Γ}(B,I)\mathrm{\β}\left(I\right)=\frac{y\left(x_2\right)-y\left(x_1\right)}{x_2-x_1}$                                            方程4

这里y(x₁)是当传动装置在圆柱C上循道(track following)时测量的每一整个转动(per integral revolution)的平均霍尔效应电压，X₁是钮扣磁体和霍尔装置之间的距离。类似地，在一给定圆柱C2，测量在距离x₂的y(x₂)。请注意，由于伺服写的高精度，差值x₂-x₁能以高精确度得知。正是这一个精确度给了我们对斜率的极好估计。

现在回到方程1，将导出估计值α和比值η。首先，对α(I)Γ(B，I)解方程1，如下面方程(5)所示，再令x＝x₀＝x₀(nom)

α(I)Γ(B，I)＝y(x₀)-B(I)Γ(B，I)x₀(nom)          方程5

下面定义α的估计值

为：

$\widehat{\mathrm{\α}}=\mathrm{\α}\left(I\right)\mathrm{\Γ}(B,I)$                                  方程6

由方程(2)我们定义β的估计值

$\widehat{\mathrm{\β}}=\mathrm{\β}\left(I\right)\mathrm{\Γ}(B,I)$                                  方程7

将方程(6)和(7)代入(5)，得到

$\widehat{\mathrm{\α}}=y\left(x_0\right)-\widehat{\mathrm{\β}}{x}_0\left(\mathrm{nom}\right)$                                  方程8

现在可以由方程6得到的

和方法7得到的 来设定比值η。如下面的方程9中所见，在比值η中消去了未知的非线性增益常数Γ(B，I)。

$\mathrm{\η}=\frac{\widehat{\mathrm{\α}}}{\widehat{\mathrm{\β}}}=\frac{\mathrm{\α}\left(I\right)\mathrm{\Γ}(B,I)}{\mathrm{\β}\left(I\right)\mathrm{\Γ}(B,I)}=\frac{\mathrm{\α}\left(I\right)}{\mathrm{\β}\left(I\right)}$                                  方程9

因为Γ(B，I)消去了，尽管由于温度使磁场B变化，但η保持为基本不变的常数，即η独立于Γ(B，I)。

取

和 为方程(6)和(7)所定义的形式将

和

代入方程1，于是得到如下方程：

$y\left(x\right)=\widehat{\mathrm{\α}}+\widehat{\mathrm{\β}}x$                                  方程10

由方程(9)，

$\mathrm{\η}\·\widehat{\mathrm{\β}}=\widehat{\mathrm{\α}}$                                  方程11

用等式(11)代入方程(10)中的

得到

$y\left(x\right)=\mathrm{\η}\·\widehat{\mathrm{\β}}+\widehat{\mathrm{\β}}x$                                  方程12

对方程(12)解

得到方程(13)：

$\widehat{\mathrm{\β}}=\frac{y\left(x\right)}{\mathrm{\η}+x}$               方程13

方程(13)是重要的，因为在已经估计出η并把η存入不易失存储器中之后，能使用该方程估计传动装置处在停放位置时的

值。当传动装置处在停放位置时，悬体被放在斜滑架上的x₀位置(标称位置)，其误差在正负0.005毫米之内，这是构成传动装置各驱动器部件的制造容差。比值η是根据在盘上两道测量的Γ(B，I)β(I)x及Γ(B，I)α(I)的实际值确定的。在制造的时候，能确x₁和x₂，并可利用盘上的任何一种伺服系统很接近地重复。一旦测定了η，总能通过测量传动装置处于停放位置时的y(x₀(标称值))来估计曲线斜率或β，因为x₀(标称值)和η是已知的。在第一次估计η之前，可以初始使用一个标称值或制造时的值。然后β的估计值能被用于找出换能头滑下斜滑架时的速度，因为起始点x₀标称值是已知的，而且斜率或霍尔传感器的输出(y₀)随距离的变化也是已知的。这一过程对于温度变化很迟钝，因而允许盘驱动器用于不同的温度条件。

由此，便能相当简单地导出换能头滑下斜滑架的速度。霍尔效应传感器的电压y(x)以频率

$f_s=\frac{1}{T_s}$                        方程14

取样。考虑第n个和第(n-1)个取样值，于是取样速度V_n可写成：

$V_n=\frac{X_n-X_{n-1}}{T_s}=\frac{Y_n-Y_{n-1}}{\widehat{\mathrm{\β}}{T}_s}$                        方程15

上式中最右手端的式中包含的变量或者是已知的，或者是在时间间隔Ts的两头取样时刻由霍尔效应传感器测定的。这最后一部分给出了速度，而且成为系统控制换能头滑下斜滑架速度的控制方程。

图8A和8B给出操作斜滑架控制系统所必须的步骤。现在转到图8A，将讨论在最初时刻校准斜滑速度控制的详细步骤。第一步是确定这是否是一个特定盘有史以来的第一次。这由决策框120表示。应该指出，这个框代表该驱动器有史以来的最初一次启动，而不是指每次盘驱动器的启动。换句话说，决策框120代表一个一次性事件，即那时没有来自盘驱动器的由盘驱动器以经各次运行所得到的数据。最初当所制造的盘驱动器第一次启动时，没有来自盘驱动器的数据可作为任何估计的基础。在这种情况下，应用于类似设计的每个驱动器的数据被用来把换能头放到盘上。在传动装置和换能头滑下斜滑架时，当传动装置处在斜滑架顶部的停放位置时，测量霍尔效应传感器82在小钮扣磁体81的磁场中的电压输出。如图7所示，为简单计，把f(x₀)定义为当传动装置组件20处在停放位置时霍尔效应传感器和小钮扣磁体81之间的距离。这可以认为是把图6中的y-轴移到图7中的新位置。其结果是当x＝0时实际上测量的是方程 $y\left(x\right)=\widehat{\mathrm{\β}}x+\widehat{\mathrm{\α}}$ [方程10]中的y截距 这由图8A中的121步表示。接下来，如122步所表示的，假定一个标称的或制造时的η值。y(x₀)的测量值、假定的η(标称值)以及x₀(标称值)被用来估计

标称值，如123步所示。X₀(标称值)是在斜滑架上的一个在制造容差范围内的一个位置。所以，

的标称值是由一个测量值和两个假定值计算出来的估计值。下一步，即124步，是用

标称估计算来控制滑块第一次滑下斜滑架。在其后的滑下斜滑架的历程中测量y(x₀)以得到

的估计值。下一步(126步)是测量霍尔效应传感器在两道位置(它们彼此间的距离精确知道)处的输出电压值y(x)。这是因为在硬盘驱动器中所有同心道的物理位置在其制造时已由高精度外定位系统机械地记录在了盘表面上。所以任意两道的间距是已知的，介于几微米的容差内。盘何服系统70(例如嵌入的或专用的伺服系统)用于精确定位和在几微米范围内遵循给定道。这样，两道间距以高精度已知。利用这样一个“尺棍”，便能得到优质的校准。盘伺服系统70用于在所希望的道上循道几个完全的转圈，并将霍尔效应传感器的输出对循道时间周期求平均值。在盘上的已知各位置必须在整数转圈上平均，以消除盘上各道的任何可重复的偏离(runout)。一旦得到y(x)的两个值，便能用上述方程4求出

一旦 和

已知，便能如128步所示计算出系统的比值η。这个值在130步存储，并随时更新。决策框132代表一种方式根据所希望的持续时间t来决定重新校准。当然，便使用多种不同的标准作为重校准系统的选择标准。重校准η值需要重复126、127、128及130步。在130步，所使用的y(x₀)值是最后一次当换能头位于斜滑架的停放制动器中x₀位置时霍尔效应传感器的测量值。

现在回到图8B，将讨论本发明的操作及其优点。在初始校准之后，η值将是已知的而且如框134所示能从非易失存储器中调出。当传动装置组件20处在x₀的停放位置时，测量霍尔效应传感器82的电压输出，从而产生y(x₀)，如框136所示。距离x₀也是已知的，如框138所示。下一步是利用测量的y(x₀)、已知的x₀以及计算出的η，用框140所示公式导出在未知温度下曲线的斜率或

的初始估计值。一旦知道了曲线斜率和起始点x₀，便能确定由霍尔效应传感器输出电压所代表的距离的精确估计值。当然，位置能用来控制传动装置滑下斜滑架的运动，然而，在最佳实施例中的速度是用框142所示方程估计的。然后将速度估计值与希望速度值进行比较，如果有差异的话，便用该差值控制医八音圈马达线圈中的电流，以期在下一个取样时刻估计速度值与希望速度值一致，如框144所示。当硬盘驱动器在正常运转时，可用方程4对斜率β值进行更新。

图9给出本发明的第二个最佳实施例。这个最佳实施例有许多与前述相同的部件，然而，已使用白光目标100和光源以及检测器102来取代霍尔效应传感器和磁体。光目标连在传动装置组件20上。这个最佳实施例直接用光源及检测器102检测来自与传动装置组件30相连的光耙100的光强度来校准距离，从而使这一实施例能够运行。光耙100的形状可以改变，以产生不同的光强度。其形状可以改变以产生距离和光强度之间的不同的函数关系。当换能器通过斜滑器部分38时，其光源和检测器输出能从位置信息转换成速度信息。在相加器/比较器/加法器88处将这一实际的、校准过的速度信息与来自希望的斜滑速度源87的希望速度加以比较。实际的和希望的速度之差作为输出信号被送到数字速度外偿装置89，在那里输出一信号控制传动装置，以使它在下一个取样时刻达到所希望的速度值。如前面所述的一样，总控制器71在斜滑器伺服电路80和盘伺服电路70之间切换。盘伺服电路的工作方式与前述具有霍尔效应传感器的最佳实施例中的工作方式相同。

在另一实施例中，光源和一半光栅可连在机壳上。这将代替霍尔效应传感器或检测器与传感器102。光栅的另一半将连到传动装置上，从而构成一个光栅。传动装置的运动引起光栅内的运动，它又使光源的强度是正弦变化。这种强度变化能被变换成变化的信号。对此变化进行计数可给出位置和速度随时间改变的直接测量值。用两个光源，使二个光源放在适当位置从而使所产生的信号相位彼此相差90度。以彼此相位相差90度的两个信号，能确定一个光栅的运动的那一半的方向。

进一步的考虑是，在盘驱动器中能使用光电子部件作为盘上以及斜滑架上的伺服系统。这样做通常需要很细的光栅100。

图10给出另一个实施例，这里用一电容探针来代替霍尔效应传感器82或图9中的光栅和光读出器。在这一具体实施例中，是根据两极板之间的电容来测量距离的。与霍尔效应传感器相似，所测二极板之间的电容将作为距离的函数而变化。所测电容的差值可用于确定传动装置和探针之间的距离。在这一实施例中，一电容探针104连外壳12上。一极板106连到传动装置组件20上。当然，如精通本门技术的人所清楚理解的那样，探针104和极板106能很容易地互换位置，而且这样的实施例同样有效。

电容差将用于磁定换能头滑下斜滑架过程中的速度。电容探针104的输出能由换能器通过斜滑架部分38的位置信息变换成速度信息。在相加器/比较器/加法器88中将这一实际的经校准的速度信息与来自希望的斜滑速度源87的希望速度加以比较。实际和希望速度之差作为输出信号被送到数字速度补偿装置89，在那里输出一个信号去控制传动装置，从而使其在下一个取样时刻达到所希望的速度。如前述一样，总控制器71在斜滑架伺服电路80和盘伺服电路70之间切换。盘伺服电路70的工作方式与前述带有霍尔效应传感器的最佳实施例中的工作方式完全相同。

采用这样的系统，将有两个与前述实施例中十分相似的伺服电路。一个智能控制总控制器(它通常是一个微控制器的一部分)，在盘所伴随的斜滑架伺服系统80和盘伺服系统70之间切换。当换能头通过斜滑架结构时斜滑架伺服系统80将运转，而当换能头通过盘片34时则盘伺服系统70将运转。

现在参考图14A、14B和15，将讨论一个电容传感器的最佳结构。如图14A和14B所示，一个电容极板200在物理上与盘驱动器10的外壳12相连。电容极板200与构成外壳的铸件电绝缘，因而可以在电容极板200上放置电荷而不是在整个外壳12上放置电荷。作为电容器一个极板的这个电容极板所放置的位置使它能插入传动装置组件20的两臂23之间并具有所希望的空隙。臂23通常是位于转动轴和与总体连接部分之间的平板。传动装置组件20的臂23通过柔性电缆(示画出)中的一条导线接地。所以，臂23作为一个电容器的接地极板。当传动装置组件23转动以推动换能器滑下斜滑架36(未画出)时，臂23靠近电容极板200部分的面积改变，这种改变又造成了电容的改变。

现在看图15，导线202连在电容极板200之间，它成为图15所示电路204的一部分。电路204实际上是一个RC电路，它作为一个可变振荡器。电路204中包括由电容极板200和传动装置组件20的臂23组成的可变电容器、一个施密特触发器206、以及一个连到电压源210的电阻208。当然，电路204中的一些部件，除了电容极板200和臂23以外，都可构成一个芯片或者由分离元件构成。这种芯片的一个实例可从德克萨斯仪器公司买到，其部件号是SN74ASC2502。电容极板200和传动装置组件20的臂23是电路中的电容器。这样形成的电容器是可变电容器，因为电容极板200最靠近臂的部分的面积是变化的。如本门技术中公知的，两极板之间的电容随靠近的面积而变化。电容器两极板之间的电容还与电容器极板间的距离成反比。所以，选择臂23和电容极板200之间的空隙，以产生所希望的电容。

下面将借助图15和更基本的众所周知的原理来讨论电容传感器的操作。其原理是RC电路有一个时间常数，简单地说，就是一个电容器能载有一定量的电荷，而电容器从连到电源上的电阻取得电荷使其达到这一电荷水平所需要的时间将依赖于RC电路中的电阻值和电容值。在RC电路中构成的电阻208保持为常数。由电容极板200和传动装置组件20的臂23组成的电容器随着传动装置组件20的转动而变化。因为电容的变化，电路的时间常数也将变化。所构成的RC电路的总电容包括：上述极板200和臂23之间的可变电容；极板200和外壳铸件之间的杂散电容；到地引出端电容；以及电路输入端电容。

在操作过程中，由电路204构成一个可变频率振荡器。电路的振荡频率依赖于传动装置组件20相对于电容极板200的位置，因为臂23相对于极板200的位置改变电路204中的电容。当电路204中的施密特触发器206的电压达到某一水平时，该施密特触发器206便使电容与地短路。在电容被与地短路之后，电容器开始重新充电并达到一定水平，这时施密特触发器再次使电容器与地短路。这一过程不停地重复下去。在施密特触发器206上的电压达到由施密特触发器206使电容器与地短路的水平所需要的时间随着电容或传动臂23相对于极板200的位置而改变。这样，所形成的振荡器电路的频率变化是臂23相对于极板200位置的函数，因而能用于确定换能器50相对于斜滑架结构36的位置。

在实践中，换能器50处于停放制动器46处传动装置组件20的位置与斜滑架末端这两个位置之间的频率变化是一个重要的测量值。虽然电容将作为温度的函数而变化，但是当传动装置部件20移动换能器通过斜滑架36的RC电路经过的频率范围的变化并不发生显著的改变。所以，当初始启动盘驱动器时，换能器50处在停放制动器46处，便测量频率。还测量在斜滑架36末端处的频率。这个频率差，或者说频率范围被存储在非易失存储器中。当初始启动盘驱动器后换能器50要沿着斜滑架36向下运动时，记录下在停放位置的频率，并给该初始频率加上量程数(range figure)。由此总能确定换能器50相对于斜滑架36的位置。这样得到的位置信息能再用于确定在取样时刻的速度，这个速度可与所希望的速度比较，并在一个闭环过程中进行校正。其优越性在于，滑下斜滑架过程中的频率变化大致与换能器50相对于斜滑架的位置一一对应。一旦换能器已经通过斜滑架达到盘片上，便可以关掉RC电路204，以防止对盘存储器中的读、写操作造成任何干扰。

图11显示出又一个最佳实施例。在这个实施例中，在滑块26中的换能器50用作确定在斜滑架上位置的传感器，也用作确定盘上位置的传感器。在这个实施例中，斜滑架部分38包括一个附加凸缘39，它的设计使得在转动装置组件20使滑块26沿斜滑架部分38运动时它靠近滑块26中的换能器50。凸缘39可设计成为斜滑架支持结构40的一部分。凸缘39包括一个能被磁化的部分。在图11中这一部分显示为靠近换能器的表面39′上的一层。凸缘39的表面39′被磁化成具有可被换能器50读出的伺服图象。表面39′可以是外加磁条，直接溅镀到凸缘39上的磁层，含有氧化铁颗粒的材料层，或者任何其他已知的可被磁化的材料层。应该指出，除了凸缘39外，整个斜滑架结构36(示于图2)或某些部分也能用可磁化表面覆盖。

图12显示出图11所示本发明实施例的一个变体。在这一变体中，所提供的凸缘39带有一载电流线43。导线43在本最佳实施例中是柔性电路172的一部分，该柔性电路172的形状对应于斜滑架部分38的凸缘39。柔性电路172附着在凸缘39的表面。导线43也能嵌在凸缘39中。应该指出，导线43最好与凸缘39的边缘成一角度，并与换能器50运动路径成一角度。所示角度相对于换能器50运动路径为45度(图13中更详细显示出来)。在这一角度，导线周围的磁场包括一个分量，其方向与盘34上的磁场变化(transitions)方向相同(图1所示)。当然，这一角度不是绝对必须的，而且这个角度可以改变而实现上述同一目的。还应指出，在垂直磁记录的情况下，导线43的感兴趣的磁场分量物是垂直于盘34的表面，这时导线43与换能器50的运动路径之间的角度将不重要。

载电流导线连接于电流发生器150。当传动装置部件20(图1所示)使换能器在凸缘39上方运动时，接通该电流发生器。当换能器50处于和盘34发生换能关系状态时，该电流发生器被关掉。关掉电流发生器150是为防止换能器50被定位读数据时的噪声和对换能器50的干扰，也为了减小驱动器的总耗电量。

图12还包括电子电路152用于读由载电流导线43产生的磁场变化和在盘34上的磁场变化。该电于电路包括一个臂电子模块154和一个读通道156。这两个电路都是技术上公知的，所以将只是很一般地加以描述。臂电子模块放大和净化从盘上读出的信号。读通道或者对读到的信号解码并把来自盘的数据送到计算机系统，或者对来自计算机系统的数据编码并送到盘上。电子电路152还包括一个低频解调器158和一个规则的或较高频率的解调器160。开关162在低频解调器158和较高频解调器160之间切换。该电路还包括一个带通滤波器164和一个径向位置指示器166以及“与门”168。电子电路152与换能器50相连，换能器50读盘34，这也如图12所示。盘34包括一个斜滑架结构36位于盘34的外围。盘34包括一个位于盘34的磁化部分以外的道或磁化部分的道中的区域170，这一区域包括以恒定频率发生的(磁场)变化。盘上的这一区域被以恒定频率写入，该区域靠近盘的外围，也靠近斜滑架结构36。

在运行时，用于读磁场变化的电子电路152按本段所描述的方式操作。臂电子模块154和读通道156按传统方式操作。当换能器50通过盘的恒定频率部分时，所产生的信号是恒定频率的。臂电子模块154的输出也是一个恒定频率信号。来自臂电子模块154的恒定频率信号被输入到带通滤波器164，当信号输入频率与读盘34上恒定频率图象170产生的信号的频率相匹配时，带通滤波器164便产生一个输出。当传动臂(未画出)使换能器50位于盘的外围道上方时，径向位置检测器166输出一个信号。当带通滤波器164和径向位置检测器166都有输出时，与门产生一个输出信号。径向位置检测器166保证如果当换能器50位于其他区域而不是盘34上的恒定频率区170时偶然产生恒定频率信号时不会从与门产生输出。

与门168的输出控制电流发生器150以及低频解调器158和较高频解调器160之间的切换。与门可以认为是一个触发信号，用于在读位于斜滑架凸缘39上的载电流导线43产生的磁场变化和读盘34上磁场变化之间的切换。基本上讲，与门168的输出使电流发生器150接通或切断，并使开关162在低频解调器158和较高频解调器160之间切换。当换能器在盘上方并对盘读或写数据时，对载电流导线的电源处于切断位置，而开关162所处位置是使较高频解调器160被用于解调数据。当换能器在斜滑架凸缘39上运动时，电流发生器150接通从而在载电流导线43中产生电流，而且开关所处位置是使低频解调器158被用于读由导线43产生的磁场变化。

当换能器通过盘34的恒定频率区170时，它触发电子电路152中的切换。例如，当读数据时，由换能器50产生的信号以高频解调器160解调，而且电流发生器150是关掉的。传动装置把换能器移向斜滑架结构36并通过盘的恒定频率区170。恒定频率区170引起一个恒定频率信号和一个来自带通滤波器164的输出，它输入到与门168。当传动装置把换能器放到盘的外围区(这一区域对应于盘34的恒定频率部分170)附近时，径向位置指示器166输出一个信号。径向位置指示器的输出也输入到与门。与门168响应来自径向位置指示器166和带通滤波器164的输出，向电流发生器150和开关162输出一信号。电流发生器响应与门信号而接通，开关响应与门信号从换能器信号通过高频解调器160的位置移到换能器信号通过较低频解调器158的位置。所以，当换能器50沿斜滑架向上奔向停放位置时，在导线43中存在电流，而且较低频解调器158被用于读所产生的变化信号。

当在停放位置时，电流发生器150接通，并在导线43中产生电流。开关162的位置使较低频率解调器158准备好读变化信号。当换能器滑下斜滑架并在凸缘39之上时，低频解调器158对信号解调。在被解调信号中数出的变化信号给出换能器相对于凸缘39和斜滑架的位置的直接指示。这个位置信息能用于计算换能器50滑下斜滑架的速度。计算出的速度可与在具体位置的希望速度进行比较，其差值可用作反馈去控制传动装置音圈马达的音圈电流，以便在滑下斜滑器的下一个位置产生所希望的速度。在换能器滑下斜滑架之后，它通过盘34的恒定频率区170。恒定频率区引起一个具有恒定频率的信号，它输入到带通滤波器164。带通滤波器164输出一个信号，它是与门168的输入。与此同时，径向位置指示器166指出换能器50位于盘34外围的恒定频率区170，并向与门168输入一个信号。结果，与门输出一个信号，它是电流发生器150和开关162的输入。电流发生器150一接到来自与门168的信号便被关掉，而开关162被移位到使较高频解调器158能解调读入的数据。这样，如所能看到的那样，盘的恒定频率区170产生一个恒定频率信号，它产生一个来自带通滤波器164的输出信号。径向位置指示器保证换能器50是在恒定频率区上读，并使与门168产生一个触发信号去切换电流发生器的通断以及切换到两个解调器中的另一个。电流发生器150和开关162的状态取决于是从盘上读数据还是从载电流导线43读变化信号。应该指出，电流发生器150不一定必须是单独的装置，它可以是盘驱动器电源的一部分。还应指出，当系统已被关掉时，盘驱动器将把滑块26及它之内的换能器56放到斜滑架结构36顶部的停放制动器46中的停放位置。所以，当首次给盘驱动器加电时，电流发生器150应被加电，而开关162应放在使用低频解调器158的位置。

这个实施例变体的优点在于不需要磁表面39′，也不需要在表面39′上写一伺服图象。此外，如果有颗粒产生的话也将是最少的，因为剥掉了可磁化表面39′便将不会产生颗粒。此外，当传动装置组件20把滑块26和换能器50放到盘的上方时载电流导线中的电流将被切断。这将最大限度地减小产生杂散磁场的可能性，而这种杂散磁场对于盘上存储的数据会有害的。当然，在导线43中的电流水平会设计得足够低，从而使电流产生的磁场不会影响盘上的磁场，如果数据是磁性存储在盘上的话。这样，关掉导线43中的电流将是一种可选的保险形式。

如图12所示，在这另一种解决办法中将这样放置导线43，使得当传动装置组件20使载有换能器50的滑块26在斜滑架结构40的斜滑部分36上方运动时导线43将与换能器50的运动路径交叉。其优越性在于，交叉图象将产生彼此相反的磁场，从而当传动装置使换能器沿斜滑架下滑时能对这些反向磁场计数。

导线43中的电流可以是中等频率的交变电流。这将产生一个高频，它比通过具有相反电流方向的各段导线的行程所产生的频率显著地高。当所用交变电流的频率显著高于穿过各段导线的频率时，这较高的频率被振幅调制。如果这振幅被整流和滤波，那么在穿过导线时将会发现高振幅而在每段导线之间将产生零电压。当使用直流从而产生很低频率的穿过导线速率时，对于含有不利于通过很低频率的耦合电容的系统以及对于产生很低电压的电感读头，这个较高频率是显著的。

导线43将不会提供象盘上的伺服图象同样的位置精度。为测量在斜滑部分38上方的速度并不需要那样的精度。结果，如果在磁材料表面39′上写入伺服图象，那么其精度也可以低于盘表面上的伺服图象。斜滑架上的伺服图象将不同于盘上的伺服图象，以提供一种手段来容易地区分这两种伺服图象。

现在转到图13，图中显示出适于在斜滑架凸缘39上放置的柔性电路172的一部分的顶视图。载电流导线43在柔性电路172之内。载电流导线43形成为一个连续的路径，而且如前所述，它相对于柔性电路172的边缘成一角度。在图13中，由载电流导线43产生的磁场用矢量H表示。换能器50沿着垂直于凸缘39中心线或凸缘39边缘的一条线读磁场。在图13中加了一条表示线173，换能器50最可能沿这条线读磁场变化。线173与载电流导线43成一角θ。这样，将被换能器50读的磁场分量等于：

Hcos(π/2-θ)

这又能写成展开式：

H[cosπ/2cosθ+sinπ/2sinθ]

因为sinπ/2＝1而cosπ/2＝0，于是该表达式可写成：

                        Hsinθ

这样，可以看出，通过增大载电流导线43与线173之间的角θ，将使矢量H的可读分量变大。

应该指出，能使用许多其他类型的传感器来实现本发明，例如激光。

已经描述了本发明及实现本发明的最好方式。应该理解，前面的描述只是演示性的，能使用其他装置和技术而不偏离所附权利要求书中描述的本发明的整个范围。

Claims (23)

1.一盘驱动器，包括：

一个外壳；

可转动连接到所述外壳上的至少一个盘；

一个传动装置，进一步包括：

连到所述传动装置上的一个换能器，所述换能器可定位到与所述盘发生换能关系；以及

移动所述传动装置从而使所述换能器从相对于一盘的一个位置移到相对于所述盘的另一位置的装置；

一个连到所述外壳上的斜滑架，其取向使传动装置的一部分通过该斜滑器上方加载或卸载换能器；

一个传感器，用于感知传动装置通过斜滑架时所述换能器的运动速率；以及

一个伺服系统，包括用于相对于所述磁盘定位所述换能器的第一伺服装置，和用于相对于所述斜滑架定位所述换能器的第二伺服装置。

2.权利要求1的盘驱动器，其特征在于所述传感器是一个霍尔效应传感器。

3.权利要求1的盘驱动器，其特征在于传感器是光传感器。

4.权利要求1的盘驱动器，其特征在于传感器包括一个电容探针。

5.权利要求1的盘驱动器，其特征在于传感器在传动装置位于所述斜滑架上时包括该换能器。

6.权利要求1的盘驱动器，其特征在于还包含一个控制器，用于在所述第一伺服装置和所述第二伺服装置之间切换。

7.权利要求1的盘驱动器，其特征在于传感器包括电阻-电容RC电路部分。

8.权利要求1的盘驱动器，其特征在于传感器包括一个电流源和电容电路。

9.权利要求7的盘驱动器，其特征在于该传动装置还包括至少一个臂，而且该外壳包括一个连到外壳上的电容极板，所述至少一个臂和所述电容极板构成所述RC电路中的可变电容电容器。

10.一个盘驱动器，包括：

一个外壳；

与所述外壳转动连接的至少一个盘；

一个传动装置，它还包括：

与所述传动装置相连的换能器，所述换能器可定位到与所述盘发生换能关系；以及

移动所述传动装置从而使所述换能器从相对于一盘的一个位置移到相对于所述盘的另一位置的装置；以及

一个连到所述外壳上的斜滑架，所述斜滑架有一斜滑表面，当传动装置把换能器移动到斜滑架上方时该斜滑表面接近于换能器，这里的斜滑表面包括位置信息，这一信息能在传动装置把换能器移到斜滑架上方时被所述换能器读出。

11.权利要求10的盘驱动器，其特征在于该换能器包括一个光换能器。

12.权利要求10的盘驱动器，其特征在于该换能器包括一个磁性换能器。

13.权利要求12的盘驱动器，其特征在于斜滑表面包括一磁性材料，所述斜滑表面包括可由换能器读出的伺服图象。

14.权利要求13的盘驱动器，其特征在于斜滑表面敷以氧化铁磁性材料。

15.权利要求13的盘驱动器，其特征在于斜滑表面包括被溅镀上去的一个磁性层。

16.权利要求13的盘驱动器，其特征在于斜滑表面包括一个粘贴上去的磁性条。

17.权利要求13的盘驱动器，其特征在于斜滑表面包括一个嵌入的导体。

18.权利要求17的盘驱动器，其特征在于该导体是一个导线，其所在位置与换能器通过斜滑表面上方时换能器的运动路径交叉。

19.权利要求17的盘驱动器，其特征在于所述至少一个盘磁性地存储数据，而导线所载电流做到由导线所产生的磁场不影响所述至少一个盘上存储的数据。

20.权利要求17的盘驱动器，其特征在于导线载有电流并产生磁场。

21.权利要求20的盘驱动器，其特征在于该电流是直流DC电流。

22.权利要求20的盘驱动器，其特征在于该电流是交流AC电流。

23.权利要求20的盘驱动器，其特征在于当换能器位于盘上方时导线中的电流被切断。

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