[发明专利]智能包络线检测器及部分响应最大似然数据增益控制方法

说明书

本发明涉及调节信号即具体的混合信号的增益的方法和设备，更具体地涉及用于调节直接存取存储设备(DASD)中部分应答最大似然(PRML)和伺服通道的信号增益的智能的基于阈值的具备热噪音(asperity)鲁棒性(robustness)和零信号容差的时钟定时的包络线检测器。

在硬盘驱动器中，数据通道和伺服通道可由单个集成电路(IC)提供；然而PRML和伺服通道对增益控制各有它们自己的明确要求。数据通道在读操作中使用复杂的同步增益和定时控制回路，而在闲置时通常需要包络线检测器将增益保持于读操作开始时快速获取所需的水平。

通常伺服通道需要包络线检测器在低频模拟增益控制(AGC)域内准确地设置增益，然后在定时标记、灰码和部分位置信息内保持增益。

在PRML数据通道内，适当的数据检测操作需要归一化的回读信号幅值。通常在模拟信号回路中将可变增益放大器(VGA)用于为回读信号定标。必须维持一个可接受的信号幅值容差以支持最大似然检测器的正常运行。已知的PRML和伺服通道要求一个模拟包络线检测器或是一个数字采样装置以便对VGA提供增益校正。授权给Jonathan D.Coker和Richard L.Galbraith并于1995年8月1日转让给本受让人的美国专利号5,438,460提供了一种异步数字采样增益控制装置的例子。授权给Hirt等人并于1988年6月7日转让给本受让人的美国专利号4,750,058提供了另一种增益控制装置。

在前沿硬盘驱动器中随着飞越高度的减小，热噪音日益成为问题。热噪音通常在读取的信号中产生短暂偏移。在许多已知增益控制装置中，通常热噪音会引起VGA的不正确调节。所有已知包络线检测器对热噪音不具备鲁棒性。

授权给Richard L.Galbraith，Gregory J.Kerwin和Joey M.Poss并于1995年8月3日转让给本受让人的美国专利号5,438,460公开了PRML数据通道中数据检测用的热噪音补偿方法和设备。在所公开的热噪音补偿方法和设备超过许多已知装置而提供改进的同时，采用了数字采样解决方法。

由于间隙、一些代码字和类似问题，硬盘驱动器中也普遍存在着短时间的零信号。已知的包络线检测器以低增益情况下的恢复时间为代价，对此提供一些容差。

使用模拟包络线检测电路的缺点包括自低增益情况中恢复的困难。其它问题是模拟包络线检测电路在处理热噪音时不具备智能性；及无法有效地处理可能由PRML码、间隙、和类似问题引起的零信号时期。

所有以前的采样数字解决方法有其它问题，包括需要高速模数转换器(ADC)。使用异步采样所引起的另一个问题是在随意模式上建立的坏的峰峰幅值。在处理热噪音时也不具备智能性。

本发明的主要目的是提供用于调节信号增益的改进的方法和设备。其它目的是提供实际上没有负作用的这类改进的增益调节方法，此方法还不需高速模数转换器，并且能克服现有技术装置的许多的缺点。

简言之，提供了用于调节信号增益的方法和设备。众多比较器将该信号与众多阈值进行比较。连至比较器的包络线检测器包括一个用于检测信号幅值的峰值捕获功能块及用于检测信号极性的极性存储器。对峰值捕获功能块和极性存储器作出响应，增益控制功能块用于设置增益校正值。本发明的信号增益调节方法和设备的特征包括对信号中的热噪音和零间隙两者都智能地保持增益控制值不变。

下面在图中所阐述的本发明最佳实施例的详细描述将使本发明和其它目的和优点很好地被理解，图中：

图1是直接存取存储设备(DASD)中部分应答最大似然(PRML)和伺服通道的环境内本发明的混合信号的增益控制设备的框图；

图2是根据本发明的图1的控制设备的智能的基于阈值的时钟定时的包络线检测器的原理图和框图；

图3是用于阐述图1的控制设备的比较器块的输入信号与比较器阈值电平的图；

图4是用于阐述与图3中所示输入信号相对应的比较器输出量的图；

图5是图2的智能的基于阈值的时钟定时包络线检测器的置位复位捕获块的原理图；

图6是图5的捕获块的置位复位锁存器所用真值表；

图7是用于阐述图5的置位复位捕获块的操作的时序图；

图8是用于阐述图1的控制设备的可变增益放大器(VGA)的相对于位时的输出信号幅值的例图；以及

图9是对应于图8的用于阐述图1的控制设备的VGA电容电压的图。