專利名稱：減小基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)中的噪聲的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及數(shù)據(jù)存儲磁帶驅(qū)動器，具體地說，涉及減小數(shù)據(jù)存儲磁帶驅(qū)動器中的基于頻率的相同間隙的伺服器的噪聲。

背景技術(shù)：
磁帶數(shù)據(jù)存儲通常提供一個或多個預先記錄的伺服軌道以允許相對于這些預先記錄的伺服軌道精確地定位磁頭。布置在磁頭上的伺服元件或傳感器用于跟蹤所記錄的伺服軌道。磁頭包括一個或多個相對于這些伺服傳感器精確定位的讀/寫元件。磁帶系統(tǒng)的一個實例是IBM 3590，其采用具有預先記錄的伺服模式的磁帶，所述伺服模式包括三組平行的伺服邊緣，每個伺服邊緣都是兩個不同的記錄伺服信號之間的分界面，每組伺服邊緣都在中間記錄伺服信號的每個相對橫向側(cè)上包括一個伺服邊緣。
在特定實施例中，對于每個伺服邊緣，磁頭都包括多個伺服傳感器，結(jié)果是磁頭可以在這些伺服傳感器之間步進，每個傳感器都在各組不同的交織的數(shù)據(jù)軌道處橫向地定位讀/寫元件。典型地，對于一組兩個伺服邊緣的給定伺服模式，首先記錄外側(cè)伺服信號并且最后記錄中央伺服信號以便提供伺服邊緣。每組伺服邊緣中的各伺服邊緣之間的標稱間距是特定距離，但是在伺服邊緣之間的磁間隔中存在變化，例如，這是由于預先記錄伺服模式的物理寫元件的寬度的變化、由于物理寫元件的磁特性的變化等。所述變化可以在單個磁帶中的伺服軌道之間出現(xiàn)，可以在預先記錄設備之間出現(xiàn)并且因此在磁帶之間出現(xiàn)。
為了減小預先記錄的伺服軌道的邊緣間距與標稱間距的明顯差異，以不同的振幅執(zhí)行伺服軌道的預先記錄，以便試圖補償物理差異并提供更接近標稱間距的磁模式。因此，物理距離的差異和振幅補償傾向于在伺服軌道之間的明顯距離方面彼此抵消。這些操作可以為伺服邊緣處的軌道跟隨(track following)提供足夠的信號。
但是，為了增加軌道密度，伺服傳感器可以被索引到與線性伺服邊緣具有橫向偏移的位置以便提供其他交織的多組數(shù)據(jù)軌道。通過測量兩個不同的記錄伺服信號的振幅之間的比率來確定索引的位置。因此，當改變記錄的伺服信號的振幅以補償物理距離變化時，對在偏移索引的位置處的預先記錄的伺服邊緣的軌道跟隨將變得不很精確。結(jié)果，數(shù)據(jù)軌道會不同于期望位置，即，被“擠壓”在一起，使得使用存在軌道未對準(TMR)的寫元件在一個軌道上的寫入會導致緊鄰數(shù)據(jù)軌道上的數(shù)據(jù)錯誤。
上述IBM 3590的磁帶路徑是導向的磁帶路徑。在此類導向的磁帶路徑實施例中，磁帶可以沿第一軸(即，沿磁帶的縱軸)以第一方向和相反的第二方向移動。將盡量減少磁帶沿與第一軸垂直的第二軸(即，磁帶的橫向軸)的移動。限制磁帶的橫向移動可導致減小噪聲。
但是，開放通道導向需要另一種方法，其中磁帶可以橫向地移動遠大于索引位置之間的間隔的距離，從而將顯著的噪聲引入導向過程。導向信噪比因此變?yōu)樨摂?shù)，且導向噪聲遠大于從一個比率到另一個比率的步幅，使得難以使用單調(diào)的斜率收集數(shù)據(jù)點以便執(zhí)行伺服比率的校準。
在某些實施例中，磁頭包括兩個磁頭模塊，典型地稱為左側(cè)和右側(cè)磁頭模塊，它們彼此相鄰并且都包括寫、讀以及伺服元件。為了適應在寫后讀出數(shù)據(jù)記錄，在一個磁頭模塊上的寫元件將與另一磁頭模塊上的相對讀元件配對。使用此配置，可以立即讀取寫入磁帶的數(shù)據(jù)并檢查錯誤。如果出現(xiàn)錯誤，可以快速地重寫數(shù)據(jù)。
在某些實施例中，使用同一磁頭模塊上的伺服元件作為活動讀元件來維護跟蹤。因此，如果由左側(cè)磁頭模塊上的寫元件記錄數(shù)據(jù)并且由右側(cè)磁頭模塊上的讀元件讀取該數(shù)據(jù)，則右側(cè)磁頭模塊上的伺服元件用于跟蹤。此類配置會引入某些不精確性，這是由于兩個磁頭模塊之間的距離(無論多小)導致的“特殊濾波”造成的。較新的實施例通過使用同一磁頭模塊上的伺服元件作為寫元件而減小了不精確性，這稱為“相同間隙伺服”。
但是，相同間隙伺服在伺服元件生成的信號中引入了其他噪聲。由于傳送到寫元件的寫入信號非常接近伺服元件在從磁帶讀取伺服模式時由伺服元件生成的伺服信號，所以會導致此類噪聲。一種用于克服來自相同間隙伺服的噪聲的方法是使用不同的電纜和模塊布局來增大寫入信號與伺服信號之間的間隔。但是，重新設計電纜和模塊配置是復雜而昂貴的并且不允許使用現(xiàn)有的硬件組件。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明減小了相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)中的噪聲。在伺服寫入操作期間，將傳送到寫元件的伺服數(shù)據(jù)信號在頻率F1和F2處分離成第一和第二數(shù)據(jù)信號。類似地，將從寫元件所在的同一磁頭模塊上的伺服元件讀取的伺服信號在頻率F1和F2處分離成第一和第二伺服信號。對所述兩個數(shù)據(jù)信號進行濾波并且對所述兩個伺服信號進行濾波。將第一和第二相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于兩個濾波后的數(shù)據(jù)信號并且從兩個濾波后的伺服信號減去得到的噪聲值，以便在頻率F1和F2處生成第一和第二噪聲補償后的伺服信號。
在一個實施例中，通過兩個相同的二階帶通(SOBP)濾波器對分離后的數(shù)據(jù)信號進行濾波，所述二階帶通濾波器輸出所述信號的幅度。類似地，通過另外兩個相同的二階帶通濾波器對分離后的伺服信號進行濾波。
在另一個實施例中，通過兩個相同的Goertzel濾波器對分離后的數(shù)據(jù)信號進行濾波，所述Goertzel濾波器輸出所述信號的實分量和虛分量(幅度和相位)。類似地，通過另外兩個相同的Goertzel濾波器對分離后的伺服信號進行濾波。將相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于兩個寫入數(shù)據(jù)Goertzel濾波器的所有四個輸出并且從兩個伺服Goertzel濾波器的相應輸出減去結(jié)果。



圖1是采用本發(fā)明的磁帶系統(tǒng)的實施例的方塊圖； 圖2A是基于三組平行線性伺服邊緣的磁帶的圖示，每個伺服邊緣都包括兩個不同的記錄伺服信號之間的分界面； 圖2B是示出磁帶磁頭的一個實施例的方塊圖； 圖3A是在一組兩個圖2A的磁帶線性伺服邊緣中提供四個伺服索引位置的磁帶格式的詳細圖示； 圖3B是在一組兩個圖2A的磁帶線性伺服邊緣中提供六個伺服索引位置的磁帶格式的詳細圖示； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的校準操作的流程圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的數(shù)據(jù)寫入操作的流程圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的數(shù)據(jù)寫入操作的邏輯圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的校準操作的流程圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的數(shù)據(jù)寫入操作的流程圖；以及 圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的數(shù)據(jù)寫入操作的邏輯圖。

具體實施例方式 本發(fā)明的所述功能、結(jié)構(gòu)和特性可以以任何適當?shù)姆绞浇M合在一個或多個實施例中。在以下說明中，提供了具體細節(jié)以便徹底理解本發(fā)明的實施例。但是，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，可以在沒有一個或多個特定細節(jié)的情況下實現(xiàn)本發(fā)明，或使用其他方法、組件來實現(xiàn)本發(fā)明。在其他情況下，未詳細示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作以免掩蓋本發(fā)明的各方面。
在以下的流程圖中，所示順序和標記的步驟指示所提供過程的實施例?？梢詷?gòu)想其他步驟和過程，它們在功能、邏輯或效果上與所示過程的一個或多個步驟或其各部分等效。另外，提供所使用的格式和符號以說明所述過程的邏輯步驟，并且應理解它們并非限制所述過程的范圍。盡管可以在流程圖中使用各種的箭頭類型和線條類型，但是應理解，它們并非限制相應過程的范圍。此外，出現(xiàn)特定過程的順序可以嚴格地依照也可以不嚴格地依照所示的相應步驟的順序。
圖1示出了磁帶數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)100?？刂茊卧?10經(jīng)由接口105從/向主機設備102接收/發(fā)送數(shù)據(jù)和控制信號?？刂茊卧?10連接到存儲器設備107，如用于存儲信息和計算機程序的隨機存取存儲器。主機設備102的實例包括IBM RS/6000處理器。
多元件磁頭190包括多個讀/寫元件，用于從/向磁帶197讀取和/或記錄信息；以及伺服傳感器，用于檢測包括磁帶197上的預先記錄的線性伺服邊緣的伺服信號。在特定實施例中，磁帶磁頭190包括薄膜磁阻變換器。在示例性實施例中，可以如圖2B所示構(gòu)造磁頭190。磁頭190的長度基本上對應于磁帶197的寬度。在特定實施例中，磁頭190包括三十二個讀/寫元件對(標記為“RD”和“WR”)以及與三個伺服區(qū)250(圖2A)、260(圖2A)和270(圖2A)對應的三組伺服讀元件(例如，LS1272、RS6258)。在示例性實施例中，三十二個讀/寫元件對分成八個組，相鄰的組由一組四個的伺服傳感器占據(jù)的兩個軌道來分隔。每組四個的伺服傳感器可以被稱為“伺服組”，例如，伺服組255、伺服組265以及伺服組275。
在示例性實施例中，磁頭190包括單獨制造然后結(jié)合在一起的左側(cè)和右側(cè)模塊。寫和讀元件沿每個模塊的長度橫向地交替(即，跨磁帶的寬度)，始于左側(cè)模塊上適當位置的寫元件和右側(cè)模塊上對應位置的讀元件。因此，左側(cè)模塊中的每個寫元件都與右側(cè)模塊上的對應位置中的讀元件配對，并且左側(cè)模塊中的每個讀元件都與右側(cè)模塊上的對應位置中的寫元件配對，從而各寫/讀元件對橫向地交替。
帶盤電機系統(tǒng)(未在圖1中示出)沿第一軸(即，磁帶197的縱軸)以第一方向并且可選地以相反的第二方向移動磁帶197，走帶機構(gòu)(tapedeck)支撐磁帶197以便讀取和寫入。在特定實施例中，走帶機構(gòu)未使磁帶橫向地精確保持在適當位置。相反，在這些實施例中，可以采用其中能夠橫向地移動磁帶的開放通道導向。
伺服軌道跟隨器150以相對于磁帶運動的縱向方向的橫向或橫截方向引導磁帶磁頭190的運動，即，磁頭沿第二軸以第三和相反的第四方向移動，其中該第二軸基本上與上述的第一軸垂直?？刂茊卧?10連接到一個或多個帶盤電機并且控制磁帶197在縱向方向上的方向、速度以及加速度。
磁帶197上的數(shù)據(jù)軌道平行布置并且平行于線性伺服邊緣。因此，在伺服軌道跟隨器150導致磁帶磁頭190的伺服傳感器軌道跟隨線性伺服邊緣或與伺服邊緣具有橫向偏移的伺服索引位置時，讀/寫元件將跟蹤一組平行的數(shù)據(jù)軌道。如果希望跟蹤另一組平行的數(shù)據(jù)軌道，則磁帶磁頭190被橫向地索引到另一伺服邊緣或另一伺服索引位置，或?qū)⒉煌乃欧鞲衅髋c同一或不同的伺服邊緣或伺服索引位置對齊。
當要將磁帶磁頭190移動到選定的索引位置時，控制單元110使得索引控制器170接收來自獨立位置傳感器180的橫向位置信號，并且索引控制器170將適當?shù)男盘柊l(fā)送到伺服邏輯160以選擇適當?shù)乃欧壍?，同時控制單元110將適當?shù)男盘柊l(fā)送到伺服間隙選擇器130以選擇適當?shù)乃欧鞲衅鳌Ｔ诿绹鴮＠?,946,159號中討論了獨立位置傳感器180，在該專利中，獨立位置傳感器180被稱為非伺服位置傳感器并且指示了磁頭190相對于磁帶路徑195的橫向機械位置。
磁帶系統(tǒng)100可以是雙向的，其中為縱向磁帶移動的一個方向選擇讀/寫元件中的多個元件，并且為移動的相反方向選擇讀/寫元件中的其他多個元件。控制單元110還通過向讀/寫間隙選擇單元120發(fā)送信號來選擇讀/寫元件中的適當元件。
一旦選擇了一個或多個伺服邊緣，伺服間隙選擇器130就向伺服檢測器140提供伺服信號，伺服邏輯160采用該信息來定位磁頭190以軌道跟隨所檢測的邊緣。根據(jù)本發(fā)明，伺服邏輯160采用伺服檢測器140讀出的伺服信息以及來自獨立位置傳感器180的機械定位信息來校準軌道跟隨伺服。還在伺服邏輯160中實現(xiàn)軌道跟隨伺服邏輯，后者采用讀出的伺服信號來確定所讀出的伺服信號的比率，根據(jù)本發(fā)明采用所述比率來跟蹤指定的伺服索引位置。
參考圖2A，示出了多組(例如，三組)平行的線性伺服邊緣250、260和270，每個伺服邊緣都包括兩個不同的記錄伺服信號之間的分界面，每組伺服邊緣在中間記錄伺服信號的每個相對橫向側(cè)上都包括伺服邊緣中的一個伺服邊緣。作為實例，將相應多個具有橫向偏移的伺服傳感器(即，伺服傳感器組255、265、275(圖2B))布置在磁頭190上以讀出每個相應邊緣處的伺服信號。可以另外提供多個伺服傳感器(即，傳感器272、274、276、278)以允許在其他數(shù)據(jù)軌道處定位磁頭。
參考圖3A，示出了形成線性伺服邊緣312和314的伺服信號的典型磁帶格式，線性伺服邊緣312和314包括兩個不同的記錄伺服信號之間的分界面。一組伺服邊緣包括外側(cè)帶320和322，其具有單個第一頻率的恒定振幅信號的記錄模式，在其他伺服信號的內(nèi)側(cè)帶310的每一側(cè)上，具有在單個第二頻率的恒定振幅猝發(fā)信號318與零振幅空信號316之間交替的記錄模式。典型地，伺服信號320、310以及322具備伺服保護帶324和326以使外側(cè)帶320和322免于由數(shù)據(jù)軌道區(qū)302和304導致的噪聲。
為了減小預先記錄的伺服軌道的邊緣間距350與標稱間距的明顯差異，以不同的振幅執(zhí)行伺服信號的預先記錄以試圖補償物理差異并提供更接近標稱間距的磁模式。此外，采用三個伺服傳感器來同時讀出三個伺服軌道。因此，物理距離的差異和振幅補償傾向于在得到的伺服軌道之間的明顯距離方面彼此抵消。這些操作可以為伺服邊緣處的軌道跟隨提供足夠的信號。
但是，為了增加數(shù)據(jù)軌道密度，在圖3A的實施例中，校準四個伺服索引位置，即，索引位置0、1、2和3。這些索引位置相對于該組線性伺服邊緣的讀出伺服邊緣具有橫向偏移。索引位置0對應于磁帶軌道位置340上的傳感器位置330。類似地，索引位置1、2和3分別對應于磁帶軌道位置342、344和346上的傳感器位置332、334和336。這四個索引位置的相對位置是0，2，1，3。
作為實例，伺服索引位置可以在兩個方向中的任一方向上橫向地偏離伺服邊緣大約四分之一的內(nèi)側(cè)帶310寬度，從而提供四個索引位置。伺服傳感器的讀出寬度基本上與預定距離350相同。通過測量兩個不同的記錄伺服信號的振幅之間的比率(例如，由圖1的伺服檢測器140測量)來確定索引位置。伺服邏輯160操作伺服軌道跟隨器150以在期望的測量比率處進行軌道跟隨。例如，測量比率將是讀出的外側(cè)帶信號320加上內(nèi)側(cè)帶信號318的和與讀出的外側(cè)帶信號320之間的比率，從而實現(xiàn)空信號316。此處的圖示和說明采用此比率。
為了軌道跟隨一個或多個邊緣，一旦選擇一個或多個伺服邊緣，圖1的伺服間隙選擇器130就將伺服信號提供給伺服檢測器140，后者以預定采樣率通過數(shù)字方式檢測伺服信號，并且提供所選擇的伺服傳感器中的每個傳感器的伺服信號比率。伺服邏輯160采用此伺服信號比率來確定距邊緣的位移，并且操作伺服軌道跟隨器150以定位磁頭190，以便在距邊緣的期望位移處進行軌道跟隨。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的校準操作400的流程圖。在初始微代碼載入(IML)期間(步驟402)，啟用適當?shù)臄?shù)據(jù)寫元件并且將數(shù)據(jù)發(fā)送到重復伺服模式頻率F1和F2的寫元件(步驟404)。同時，啟用適當?shù)乃欧x元件(步驟406)。將位置誤差信號通道的輸出饋送入帶通濾波器(例如，17抽頭(tap)帶通濾波器)以分離F1和F2信號(步驟408)。將到相同間隙(磁頭模塊)的寫元件的數(shù)字寫入均衡后的信號饋送入相同的濾波器(步驟410)。對來自兩個帶通濾波器的多組得到的信號通過相同的二階帶通(SOBP)濾波器進行處理(步驟412、414)。來自四個濾波器的輸出是 a)數(shù)據(jù)寫入模式的F1的幅度； b)饋送給伺服通道的F1的幅度； c)數(shù)據(jù)寫入模式的F2的幅度；以及 d)饋送給伺服通道的F2的幅度。
從這四個值可以確定兩個幅度轉(zhuǎn)換函數(shù)(步驟416) i)(饋送給伺服通道的F1)/(數(shù)據(jù)寫入模式的F1)；以及 ii)(饋送給伺服通道的F2)/(數(shù)據(jù)寫入模式的F2)。
然后校準完成(步驟418)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5的流程圖和圖6的邏輯圖，將描述根據(jù)第一實施例的數(shù)據(jù)寫入操作(步驟500)。當磁帶經(jīng)過磁頭時，某一磁頭模塊的伺服元件讀取伺服模式(步驟502)并且將數(shù)據(jù)發(fā)送到同一磁頭模塊的寫元件(步驟504)。在與校準期間執(zhí)行的類似過程中，將位置誤差信號通道600的輸出饋送給帶通濾波器(例如，17抽頭帶通濾波器602)以分離F1和F2信號(步驟506)。濾波器602的采樣率優(yōu)選地應是F1和F2兩者的第一公共諧波，其在此處所述的實施方式中為9.384兆赫。將到寫元件604的寫入均衡后的信號饋送入相同的濾波器606(步驟508)，優(yōu)選地使用與采樣率相同的寫入時鐘速率。對來自兩個帶通濾波器的各組得到的信號分別通過各組相同的SOBP濾波器608A、608B和610A、610B進行處理(步驟510、512)。接著，將來自校準操作的F1和F2轉(zhuǎn)換函數(shù)612A、612B應用于兩個濾波后的寫入均衡信號(步驟514)以便獲得F1和F2寫入信號中的估計噪聲幅度的值。然后從濾波后的伺服信號減去這些幅度614A、614B(步驟516)以消除大量噪聲。將得到的信號發(fā)送給磁帶驅(qū)動器的軌道跟隨模塊(步驟518)。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的校準操作700的流程圖。在初始微代碼載入(IML)期間(步驟702)，啟用適當?shù)臄?shù)據(jù)寫元件并且將數(shù)據(jù)發(fā)送到重復伺服模式頻率F1和F2的寫元件(步驟704)。同時，啟用適當?shù)乃欧x元件(步驟706)。將位置誤差信號通道(優(yōu)選地，PES通道1和3)的輸出饋送入帶通濾波器(例如，17抽頭帶通濾波器)以分離F1和F2信號(步驟708)。所述濾波器的采樣時鐘優(yōu)選地約為9.384兆赫并且基礎頻率優(yōu)選地為78個采樣長。濾波器的采樣率應是F1和F2兩者的第一公共諧波，其在此處所述的實施方式中為9.384兆赫；并且基礎頻率時間需要等于實際伺服測量時間，其在此情況下是78個采樣長。將到相同伺隙(磁頭模塊)的寫元件的數(shù)字寫入均衡后的信號饋送入相同的濾波器(步驟710)。所述濾波器的采樣時鐘優(yōu)選地是寫入時鐘并且基礎頻率應等于上述基礎頻率，其在此處所述的實施方式中為312個采樣長。對來自兩個帶通濾波器的多組得到的信號通過多組相同的Goertzel濾波器進行處理(步驟712、714)以便輸出實值(代表幅度)和虛值(代表相位)。來自四個濾波器的輸出是 a)數(shù)據(jù)寫入模式的F1的實值； b)數(shù)據(jù)寫入模式的F1的虛值； c)饋送給伺服通道的F1的實值； d)饋送給伺服通道的F1的虛值； e)數(shù)據(jù)寫入模式的F2的實值； f)數(shù)據(jù)寫入模式的F2的虛值； g)饋送給伺服通道的F2的實值；以及 h)饋送給伺服通道的F2的虛值。
從這八個值可以確定四個轉(zhuǎn)換函數(shù)(步驟716) i)(饋送給伺服通道的實F1)/(數(shù)據(jù)寫入模式的實F1)； ii)(饋送給伺服通道的虛F1)/(數(shù)據(jù)寫入模式的虛F1)； iii)(饋送給伺服通道的實F2)/(數(shù)據(jù)寫入模式的實F2)； iv)(饋送給伺服通道的虛F2)/(數(shù)據(jù)寫入模式的虛F2)。
然后校準完成(步驟718)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8的流程圖和圖9的邏輯圖，將描述根據(jù)第二實施例的數(shù)據(jù)寫入操作(步驟800)。當磁帶經(jīng)過磁頭時，某一磁頭模塊的伺服元件讀取伺服模式(步驟802)并且將數(shù)據(jù)發(fā)送到同一磁頭模塊的寫元件(步驟804)。在與校準期間執(zhí)行的類似過程中，將位置誤差信號通道900的輸出饋送給帶通濾波器(例如，17抽頭帶通濾波器902)以分離F1和F2信號(步驟806)。濾波器902的采樣率優(yōu)選地應是F1和F2兩者的第一公共諧波，其在此處所述的實施方式中為9.384兆赫。將到寫元件904的寫入均衡后的信號饋送入相同的濾波器906(步驟808)，優(yōu)選地使用與采樣率相同的寫入時鐘速率。對來自兩個帶通濾波器的各組得到的信號分別通過各組相同的Goertzel濾波器908A、908B和910A、910B進行處理(步驟810、812)，從而得到F1和F2濾波后的信號中的每個信號的實值和虛值。接著，將來自校準操作的F1和F2轉(zhuǎn)換函數(shù)612A、612B、612C、612D應用于四個濾波后的寫入均衡信號(步驟814)以便獲得F1和F2寫入信號中的估計噪聲幅度和相位的值。然后從濾波后的伺服信號減去這些值614A、614B、614C、614D(步驟816)以消除大量噪聲。得到的信號被發(fā)送給磁帶驅(qū)動器的軌道跟隨模塊(步驟818)。
重要的是指出，雖然在完整功能的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的上下文中說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以以指令的計算機可讀存儲介質(zhì)的形式和各種形式來發(fā)布本發(fā)明的諸過程，并且本發(fā)明均可適用而與實際用于執(zhí)行發(fā)布的信號承載介質(zhì)的特定類型無關(guān)。計算機可讀存儲介質(zhì)的實例包括可記錄型介質(zhì)，例如，軟盤、硬盤驅(qū)動器、RAM和CD-ROM。
出于示例和說明目的給出了對本發(fā)明的描述，并且所述描述并非旨在是窮舉的或是將本發(fā)明限于所公開的形式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多修改和變化都將是顯而易見的。實施例的選擇和描述是為了最佳地解釋本發(fā)明的原理、實際應用，并且當適合于所構(gòu)想的特定使用時，使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的具有各種修改的各種實施例。此外，盡管以上根據(jù)方法和系統(tǒng)進行了說明，但是也可以使用包含用于減小相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)中的噪聲的指令的計算機程序產(chǎn)品來滿足本領(lǐng)域的需要。
權(quán)利要求
1.一種減小相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)中的噪聲的方法，包括以下步驟
對相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)進行噪聲校準以生成第一和第二相關(guān)的噪聲因數(shù)；
傳送數(shù)據(jù)磁帶以跨越磁頭模塊，所述磁頭模塊包括寫元件和伺服讀元件；
將要寫入所述磁帶的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述寫元件；
從所述伺服讀元件接收原始伺服信號，所述原始伺服信號包括來自所述數(shù)據(jù)信號的噪聲；
分別在頻率F1和F2處將所述原始伺服信號分離成第一和第二伺服信號；
分別對所述第一和第二伺服信號進行濾波以生成第一和第二濾波后的伺服信號；
分別在頻率F1和F2處將所述數(shù)據(jù)信號分離成第一和第二數(shù)據(jù)信號；
分別對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波以生成第一和第二濾波后的數(shù)據(jù)信號；
分別將所述第一和第二相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于所述第一和第二濾波后的數(shù)據(jù)信號，以分別生成第一和第二相關(guān)的噪聲值；以及
分別從所述第一和第二濾波后的伺服信號減去所述第一和第二噪聲值以生成第一和第二噪聲補償后的伺服信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中
將所述原始伺服信號分離成第一和第二伺服信號的步驟包括通過第一多抽頭帶通濾波器處理所述原始伺服信號；以及
將所述數(shù)據(jù)信號分離成第一和第二數(shù)據(jù)信號的步驟包括通過與所述第一多抽頭帶通濾波器具有相同特性的第二多抽頭帶通濾波器處理所述數(shù)據(jù)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中
對所述第一和第二伺服信號進行濾波的步驟包括分別通過第一和第二二階帶通濾波器處理所述第一和第二伺服信號；以及
對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波的步驟包括分別通過與所述第一和第二二階帶通濾波器分別具有相同特性的第三和第四二階帶通濾波器處理所述第一和第二數(shù)據(jù)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中對相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)進行噪聲校準的步驟包括
將所述第一相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第一濾波后的伺服信號的幅度與所述第一數(shù)據(jù)信號的幅度的比率；以及
將所述第二相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第二濾波后的伺服信號的幅度與所述第二數(shù)據(jù)信號的幅度的比率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中
對所述第一和第二伺服信號進行濾波的步驟包括分別通過第一和第二Goertzel帶通濾波器處理所述第一和第二伺服信號；以及
對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波的步驟包括分別通過與所述第一和第二Goertzel帶通濾波器分別具有相同特性的第三和第四Goertzel帶通濾波器處理所述第一和第二數(shù)據(jù)信號；
其中
所述第一Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F1處的所述第一濾波后的伺服信號的幅度和相位的實分量和虛分量；
所述第二Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F2處的所述第二濾波后的伺服信號的幅度和相位的實分量和虛分量；
所述第三Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F1處的所述第一濾波后的數(shù)據(jù)信號的幅度和相位的實分量和虛分量；以及
所述第四Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F2處的所述第二濾波后的數(shù)據(jù)信號的幅度和相位的實分量和虛分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中對相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)進行噪聲校準的步驟進一步包括生成第三和第四相關(guān)的噪聲因數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中對相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)進行噪聲校準的步驟包括
將所述第一相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第一濾波后的伺服信號的實分量的幅度與所述第一數(shù)據(jù)信號的實分量的幅度的比率；
將所述第二相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第一濾波后的伺服信號的虛分量的相位與所述第一數(shù)據(jù)信號的虛分量的相位的比率；
將所述第三相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第二濾波后的伺服信號的實分量的幅度與所述第二數(shù)據(jù)信號的實分量的幅度的比率；以及
將所述第四相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第二濾波后的伺服信號的虛分量的相位與所述第二數(shù)據(jù)信號的虛分量的相位的比率。
8.一種可通過可編程計算機使用的計算機可讀存儲介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品中包含用于減小相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)中的噪聲的計算機可讀代碼，所述計算機可讀代碼包括用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一權(quán)利要求的方法的指令。
9.一種計算機系統(tǒng)，包括實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一權(quán)利要求的方法的裝置。
10.一種從/向磁帶讀取/寫入數(shù)據(jù)的相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)，所述磁帶具有多個沿磁帶長度縱向延伸的橫向隔開的數(shù)據(jù)軌道并且還具有至少一個沿磁帶長度縱向延伸并且在兩個數(shù)據(jù)軌道之間橫向布置的伺服軌道，所述伺服軌道具有以第一頻率F1記錄在兩個外側(cè)伺服帶上的第一伺服信號以及以第二頻率F2記錄在內(nèi)側(cè)伺服帶上的第二伺服信號，所述磁帶系統(tǒng)包括
運動系統(tǒng)，能夠沿磁帶路徑以第一方向和相反的第二方向縱向地移動磁帶；
磁頭，能夠以第三方向和相反的第四方向相對于所述磁帶路徑橫向地移動，所述磁頭包括
第一磁頭模塊，包括
寫元件，能夠向磁帶記錄數(shù)據(jù)信號；以及
伺服元件，能夠檢測包括第一記錄的伺服信號和第二記錄的伺服信號的伺服信號；以及
第二磁頭模塊，其橫向地布置在所述第一磁頭模塊附近，所述第二磁頭模塊包括讀元件，所述讀元件橫向地與所述第一磁頭模塊上的所述寫元件相對地布置，所述讀元件能夠檢測磁帶上的數(shù)據(jù)信號；
伺服檢測器，能夠與所述伺服元件通信以及與伺服邏輯通信，其中所述伺服檢測器提供包括所檢測的第一記錄的信號與所檢測的第二記錄的信號的比率的伺服信號；
獨立位置傳感器，提供包括所述磁頭相對于所述磁帶路徑的橫向位置的測量的IPS信號；
伺服環(huán)路，其響應于所述IPS信號并且能夠以所述第三方向和所述第四方向移動所述磁頭；
存儲器設備；
能夠與所述伺服檢測器、所述存儲器設備、所述獨立位置傳感器以及所述伺服環(huán)路通信的邏輯，所述邏輯執(zhí)行以下操作
對所述磁帶系統(tǒng)進行噪聲校準以生成第一和第二相關(guān)的噪聲因數(shù)；
引導所述運動系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)磁帶以縱向地跨越所述磁頭；
將要記錄在所述磁帶上的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到所述寫元件，所述數(shù)據(jù)信號包括噪聲；
接收所傳送的數(shù)據(jù)信號作為原始數(shù)據(jù)信號，所述原始數(shù)據(jù)信號包括所述噪聲；
從所述伺服元件接收原始伺服信號，所述原始伺服信號包括來自所傳送的數(shù)據(jù)信號的噪聲；
分別在所述第一和第二頻率F1和F2處將所述原始伺服信號分離成所述第一和第二伺服信號；
分別對所述第一和第二伺服信號進行濾波以生成第一和第二濾波后的伺服信號；
分別在所述頻率F1和F2處將所述數(shù)據(jù)信號分離成第一和第二數(shù)據(jù)信號；
分別對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波以生成第一和第二濾波后的數(shù)據(jù)信號；
分別將所述第一和第二相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于所述第一和第二濾波后的數(shù)據(jù)信號，以分別生成第一和第二相關(guān)的噪聲值；以及
分別從所述第一和第二濾波后的伺服信號減去所述第一和第二噪聲值以生成第一和第二噪聲補償后的伺服信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的磁帶系統(tǒng)，其中所述邏輯
通過經(jīng)由第一多抽頭帶通濾波器處理所述原始伺服信號來將所述原始伺服信號分離成第一和第二伺服信號；以及
通過經(jīng)由與所述第一多抽頭帶通濾波器具有相同特性的第二多抽頭帶通濾波器處理所述數(shù)據(jù)信號來將所述數(shù)據(jù)信號分離成第一和第二數(shù)據(jù)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的磁帶系統(tǒng)，其中所述邏輯
通過分別經(jīng)由第一和第二二階帶通濾波器處理所述第一和第二伺服信號來對所述第一和第二伺服信號進行濾波；以及
通過分別經(jīng)由與所述第一和第二二階帶通濾波器分別具有相同特性的第三和第四二階帶通濾波器處理所述第一和第二數(shù)據(jù)信號來對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的磁帶系統(tǒng)，其中所述邏輯通過以下操作對相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)進行噪聲校準
將所述第一相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第一濾波后的伺服信號的幅度與所述第一數(shù)據(jù)信號的幅度的比率；以及
將所述第二相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第二濾波后的伺服信號的幅度與所述第二數(shù)據(jù)信號的幅度的比率。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的磁帶系統(tǒng)，其中所述邏輯
通過分別經(jīng)由第一和第二Goertzel帶通濾波器處理所述第一和第二伺服信號來對所述第一和第二伺服信號進行濾波；以及
通過分別經(jīng)由與所述第一和第二Goertzel帶通濾波器分別具有相同特性的第三和第四Goertzel帶通濾波器處理所述第一和第二數(shù)據(jù)信號來對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波；
其中
所述第一Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F1處的所述第一濾波后的伺服信號的幅度和相位的實分量和虛分量；
所述第二Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F2處的所述第二濾波后的伺服信號的幅度和相位的實分量和虛分量；
所述第三Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F1處的所述第一濾波后的數(shù)據(jù)信號的幅度和相位的實分量和虛分量；以及
所述第四Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F2處的所述第二濾波后的數(shù)據(jù)信號的幅度和相位的實分量和虛分量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的磁帶系統(tǒng)，其中所述邏輯還通過生成第三和第四相關(guān)的噪聲因數(shù)來校準所述相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的磁帶系統(tǒng)，其中所述邏輯通過以下操作來校準所述相同間隙的基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)
將所述第一相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第一濾波后的伺服信號的實分量的幅度與所述第一數(shù)據(jù)信號的實分量的幅度的比率；
將所述第二相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第一濾波后的伺服信號的虛分量的相位與所述第一數(shù)據(jù)信號的虛分量的相位的比率；
將所述第三相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第二濾波后的伺服信號的實分量的幅度與所述第二數(shù)據(jù)信號的實分量的幅度的比率；以及
將所述第四相關(guān)的噪聲因數(shù)確定為所述第二濾波后的伺服信號的虛分量的相位與所述第二數(shù)據(jù)信號的虛分量的相位的比率。
17.一種從/向磁帶讀取/寫入數(shù)據(jù)的基于頻率的相同間隙的伺服磁帶系統(tǒng)的噪聲消除架構(gòu)，所述磁帶具有多個沿磁帶長度縱向延伸的橫向隔開的數(shù)據(jù)軌道并且還具有至少一個沿磁帶長度縱向延伸并且在兩個數(shù)據(jù)軌道之間橫向布置的伺服軌道，所述伺服軌道具有以第一頻率F1記錄在兩個外側(cè)伺服帶上的第一伺服信號以及以第二頻率F2記錄在內(nèi)側(cè)伺服帶上的第二伺服信號，所述架構(gòu)包括
第一多抽頭帶通濾波器，用于將原始伺服信號分離成第一和第二伺服信號；
第二多抽頭帶通濾波器，其與所述第一多抽頭帶通濾波器具有相同特性并且用于將原始數(shù)據(jù)信號分離成第一和第二數(shù)據(jù)信號；
第一和第二Goertzel帶通濾波器，用于分別對所述第一和第二數(shù)據(jù)信號進行濾波；
第三和第四Goertzel帶通濾波器，其與所述第一和第二Goertzel帶通濾波器分別具有相同特性并且用于分別對所述第一和第二伺服信號進行濾波；
其中
所述第一Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F1處的所述第一濾波后的數(shù)據(jù)信號的幅度和相位的實分量和虛分量；
所述第二Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F2處的所述第二濾波后的數(shù)據(jù)信號的幅度和相位的實分量和虛分量；
所述第三Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F1處的所述第一濾波后的伺服信號的幅度和相位的實分量和虛分量；以及
所述第四Goertzel帶通濾波器的輸出包括分別代表頻率F2處的所述第二濾波后的伺服信號的幅度和相位的實分量和虛分量。
第一乘法器，用于將第一相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于所述第一Goertzel帶通濾波器的輸出的實分量以生成第一增益因數(shù)；
第二乘法器，用于將第二相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于所述第一Goertzel帶通濾波器的輸出的虛分量以生成第二增益因數(shù)；
第三乘法器，用于將第三相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于所述第二Goertzel帶通濾波器的輸出的實分量以生成第三增益因數(shù)；
第四乘法器，用于將第四相關(guān)的噪聲因數(shù)應用于所述第二Goertzel帶通濾波器的輸出的虛分量以生成第四增益因數(shù)；
第一加法器，用于將所述第一增益因數(shù)應用于所述第三Goertzel帶通濾波器的輸出的實分量以生成第一噪聲補償后的伺服信號；
第二加法器，用于將所述第二增益因數(shù)應用于所述第三Goertzel帶通濾波器的輸出的虛分量以生成第二噪聲補償后的伺服信號；
第三加法器，用于將所述第三增益因數(shù)應用于所述第四Goertzel帶通濾波器的輸出的實分量以生成第三噪聲補償后的伺服信號；以及
第四加法器，用于將所述第四增益因數(shù)應用于所述第四Goertzel帶通濾波器的輸出的虛分量以生成第四噪聲補償后的伺服信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減小基于頻率的伺服磁帶系統(tǒng)中的噪聲的方法和系統(tǒng)。從頻率F1和F2處的濾波后的伺服信號減去得到的噪聲值以生成頻率F1和F2處的第一和第二噪聲補償后的伺服信號。通過兩個二階帶通濾波器對F1和F2數(shù)據(jù)信號進行濾波，所述二階帶通濾波器輸出所述信號的幅度。類似地對F1和F2伺服信號進行濾波?；蛘撸ㄟ^兩個Goertzel濾波器對F1和F2數(shù)據(jù)信號進行濾波，所述Goertzel濾波器輸出所述信號的實分量和虛分量，并且類似地通過兩個其他Goertzel濾波器對F1和F2伺服信號進行濾波。將相關(guān)噪聲因數(shù)應用于寫數(shù)據(jù)Goertzel濾波器的輸出并且從伺服Goertzel濾波器的相應輸出減去結(jié)果。
文檔編號G11B20/24GK101609706SQ20091014936
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者A·赫利文耶, D·L·斯旺森, S·C·威爾斯 申請人:國際商業(yè)機器公司