(57)【要約】  データのテストパターン生成方法及び装置、データのテストパターン解析方法及び装置、並びに、データ保存用ディスク媒体及び／又は記録再生ヘッドの試験方法及び装置を開示する。好ましい形態においては、試験のためにデータ保存用ディスク媒体（４）へと書き込まれるデータのテストパターン生成方法を開示する。当該方法は、ディスク（４）を回転させる工程、ディスク（４）の回転速度の変動を検出する工程、ディスク（４）の回転と同調させるために、当該変動に従ってリファレンス・クロック信号（５３）を生成させる工程、及び、当該リファレンス・クロック信号（５３）をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターン（５８）を生成させる工程、を備えている。【選択図】図１
2010527495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験のためにデータ保存用ディスク媒体へと書き込まれるデータのテストパターンを生成させる方法であって、
前記ディスクを回転させる工程と、
前記ディスクの回転速度における変動を検出する工程と、
前記ディスクの回転に同調させるために、前記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程と、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、前記データのテストパターンを生成させる工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記変動を検出する工程が、
前記ディスクと同調して回転する複数のマークを検出する工程と、
検出された前記マークの動きと対応するクロック信号であって、前記リファレンス・クロック信号の生成時に用いられるクロック信号を生成させる工程と、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クロック信号を、位相ロックループへの入力として提供する工程を有し、前記位相ロックループが、前記リファレンス・クロック信号を生成させるものとされている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
オシレータからオシレータ・クロック信号を生成する工程を備え、
前記ディスクが、前記オシレータ・クロック信号によってロックされたモータによって回転され、
前記リファレンス・クロック信号が、前記オシレータ・クロック信号を用いて生成され、前記リファレンス・クロック信号の生成時、前記オシレータ・クロック信号が、前記ディスクの回転速度の変動に基づいて調節される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
データ保存用ディスク媒体から読み取られるデータのテストパターンを解析する方法であって、
前記ディスクを回転させる工程と、
前記ディスクの回転速度における変動を検出する工程と、
前記ディスクの回転に同調させるために、前記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程と、
テストデータ信号を提供するため、前記ディスクからデータのテストパターンを読み取る工程と、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、前記テストデータ信号を解析する工程と、
を備える方法。
【請求項６】
前記変動を検出する工程が、
前記ディスクと同調して回転する複数のマークを検出する工程と、
検出された前記マークの動きと対応するクロック信号であって、前記リファレンス・クロック信号の生成において用いられるクロック信号を生成させる工程と、
を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記クロック信号を、位相ロックループへの入力として提供する工程を有し、前記位相ロックループが、前記リファレンス・クロック信号を生成させるものとされている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
オシレータからオシレータ・クロック信号を生成する工程を備え、
前記ディスクが、前記オシレータ・クロック信号によってロックされたモータによって回転され、
前記リファレンス・クロック信号が、前記オシレータ・クロック信号を用いて生成され、前記リファレンス・クロック信号の生成時、前記オシレータ・クロック信号が、前記ディスクの回転速度の変動に基づいて調節される、請求項６又は７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記解析する工程が、前記テスト出た信号をスペクトル解析する工程を備える、請求項５〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記スペクトル解析する工程が、前記リファレンス・クロックをタイミング・リファレンスとして用いて生成された正弦波信号と、前記テストデータ信号とを混合することで、前記テストデータ信号を中間周波数へと変換する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スペクトル解析する工程が、前記リファレンス・クロックによってクロックされたアナログ・デジタル変換器を用いて、前記テストデータ信号をサンプリングするとともにデジタル化する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも、データ保存用ディスク媒体及び記録再生ヘッドを試験する方法であって、
前記ディスクを回転させる工程と、
前記ディスクの回転速度における変動を検出する工程と、
前記ディスクの回転に同調させるために、前記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程と、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させる工程と、
前記ヘッドを用いて前記ディスクに前記データのテストパターンを書き込む工程と、
テストデータ信号を提供するため、前記ヘッドを用いて前記ディスクから前記データのテストパターンを読み取る工程と、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、前記テストデータ信号を解析する工程と、
を備える方法。
【請求項１３】
前記変動を検出工程が、
前記ディスクと同調して回転する複数のマークを検出する工程と、
検出された前記マークの動きと対応するクロック信号であって、前記リファレンス・クロック信号の生成において用いられるクロック信号を生成させる工程と、
を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記クロック信号を、位相ロックループへの入力として提供する工程を有し、前記位相ロックループが、前記リファレンス・クロック信号を生成させるものとされている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記解析する工程が、前記テストデータ信号をスペクトル解析する工程を備える、請求項１２〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
（１）前記ディスクがオシレータ・クロック信号によってロックされたモータによって回転させられ、
（２）前記リファレンス・クロック信号が、オシレータ・クロック信号から生成されるとともに、該オシレータ・クロック信号が、前記リファレンス・クロック信号の生成時、前記ディスクの回転速度における変動に従って調整され、
前記（１）、（２）において、同一のオシレータ・クロック信号が用いられる、請求項１２〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
試験のためにデータ保存用ディスク媒体へと書き込まれるデータのテストパターンを生成する装置であって、
前記ディスクを回転させるスピンドル、
前記ディスクの回転速度における変動を検出するように設けられた検出器、
前記ディスクの回転に同調させるために、前記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させるように設けられた処理装置、及び、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させるように設けられたパターン生成装置、
を備える装置。
【請求項１８】
前記ディスクと同調して回転されるものとされた複数のマークと、該マークを読み取り可能に設けられた読み取り装置と、
検出された前記マークの動きに対応するクロック信号を生成させるように設けられたデコーダと、を備え、
前記リファレンス・クロック信号の生成時に前記クロック信号が用いられる、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記クロック信号を入力として受信可能に設けられた位相ロックループを備え、該位相ロックループが、前記リファレンス・クロック信号を生成させるように設けられている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
オシレータ・クロック信号を生成させるように設けられたオシレータと、
前記ディスクを回転させるように設けられるとともに、前記オシレータ・クロック信号にロックされたモータと、
を備え、
前記オシレータ・クロック信号が、前記ディスクの回転速度の変動に従って調整されるとともに、前記処理装置が、前記オシレータ・クロック信号を用いて、前記リファレンス・クロック信号を生成させるように設けられている、請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
データ保存用ディスク媒体から読み取られるデータのテストパターンを解析する装置であって、
前記ディスクを回転させるスピンドルと、
前記ディスクの回転速度における変動を検出するように設けられた検出器と、
前記ディスクの回転に同調させるために、前記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させるように設けられた処理装置と、
テストデータ信号を提供するために、前記ディスクからデータのテストパターンを読み取るように設けられたコントローラと、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、前記テストデータ信号を解析するように設けられたアナライザと、
を備える装置。
【請求項２２】
前記ディスクと同調して回転されるものとされた複数のマークと、該マークを読み取り可能に設けられた読み取り装置と、
検出された前記マークの動きに対応するクロック信号を生成させるように設けられたデコーダと、を備え、
前記リファレンス・クロック信号の生成時に前記クロック信号が用いられる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記クロック信号を入力として受信可能に設けられた位相ロックループを備え、該位相ロックループが、前記リファレンス・クロック信号を生成させるように設けられている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
オシレータ・クロック信号を生成させるように設けられたオシレータと、
前記ディスクを回転させるように設けられるとともに、前記オシレータ・クロック信号にロックされたモータと、
を備え、
前記オシレータ・クロック信号が、前記ディスクの回転速度の変動に従って調整されるとともに、前記処理装置が、前記オシレータ・クロック信号を用いて、前記リファレンス・クロック信号を生成させるように設けられている、請求項２１〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
前記アナライザが、前記テストデータ信号をスペクトル解析可能に設けられた、請求項２１〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記アナライザが、ミキサを備えており、該ミキサが、前記リファレンス・クロックをタイミング・リファレンスとして用いて生成された正弦波信号と、前記テストデータ信号とを混合することで、前記テストデータ信号を中間周波数へと変換可能に設けられている、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記アナライザが、アナログ・デジタル変換器を備えており、該アナログ・デジタル変換器が、前記リファレンス・クロックによってクロックされ、前記テストデータ信号をサンプリングするとともにデジタル化可能とされている、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
少なくとも、データ保存用ディスク媒体及び記録再生ヘッドを試験する装置であって、
前記ディスクを回転させるスピンドルと、
前記ディスクの回転速度における変動を検出するように設けられた検出器と、
前記ディスクの回転に同調させるために、前記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させるように設けられた処理装置と、
リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させるように設けられたパターン生成装置と、
前記ヘッドを用いて前記ディスクに前記データのテストパターンを書き込んだ後、テストデータ信号を提供するため前記ヘッドを用いて前記ディスクから前記データのテストパターンを読み取るように設けられたコントローラと、
前記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、前記テストデータ信号を解析するように設けられたアナライザと、
を備える装置。
【請求項２９】
前記ディスクと同調して回転されるものとされた複数のマークと、該マークを読み取り可能に設けられた読み取り装置と、
検出された前記マークの動きに対応するクロック信号を生成させるように設けられたデコーダと、を備え、
前記リファレンス・クロック信号の生成時に前記クロック信号が用いられる、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記クロック信号を入力として受信可能に設けられた位相ロックループを備え、該位相ロックループが、前記リファレンス・クロック信号を生成させるように設けられている、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記アナライザが、前記テストデータ信号をスペクトル解析可能に設けられた、請求項２８〜３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
オシレータ・クロック信号を生成させるように設けられたオシレータと、
前記ディスクを回転させるように設けられるとともに、前記オシレータ・クロック信号にロックされたモータと、
を備え、
前記オシレータ・クロック信号が、前記ディスクの回転速度の変動に従って調整されるとともに、前記処理装置が、前記オシレータ・クロック信号を用いて、前記リファレンス・クロック信号を生成させるように設けられている、請求項２８〜３１のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データのテストパターン生成装置及び方法、データのテストパターン解析装置及び方法、並びに、データ保存用ディスク媒体及び／又は記録再生ヘッドの試験装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実施形態において、本発明は、概して、本技術分野においてスピンスタンド（spinstands）や電動試験装置（dynamic electrical test machines）としてよく知られている、ヘッド媒体の試験装置に関する。本技術分野において、スピンスタンドは、当初、ディスクドライブ（例えばヘッド、ディスク及びチャネル）等の様々な構成部材を評価及び最適化可能とする調査や開発時に用いられるツールとして、開発された。現在では、スピンスタンドは、ディスクドライブユニットへと実装される前において、製造された記録再生ヘッド又はディスクを各々試験するために、ディスクドライブの製造時においても用いられている。
【０００３】
典型的なスピンスタンドには、モータ駆動のスピンドルが備えられており、当該スピンドルの上にて、試験に供されるディスクが搭載されるとともに回転される。また、スピンスタンドには、試験に供される記録再生ヘッドを保持するとともに位置決めするためのヘッド・ロード機構が備えられている。スピンスタンドには、さらに、スピンスタンドコントローラが備えられており、当該コントローラによる制御のもと、回転時、ヘッドがディスクの表面を移動（flown）し、当該ヘッドにより、テストデータが、ディスクへと書き込まれることが可能となり、或いは、ディスクからの読み取りが可能となる。スピンスタンドを用いて試験を行う場合、まず、ヘッドがディスクのトラック位置に合わせられ、テストデータが当該トラックへと書き込まれる。続いて、テストデータがヘッドによって読み取られ、測定、解析され、そして、結果がユーザへと知らされる。データの書き込み及び／又は読み取りに係る種々のパラメータが、スピンスタンドによって制御可能とされるとともに変化可能とされることで、様々な状況で、ヘッド又はディスクの性能や特性を調査することができる。通常、コンピュータ或いは同様の処理装置は、スピンスタンドで行われる種々の試験に供され、当該スピンスタンドで為された測定の結果を解析・表示するものとされる。それに加えて、専用のパラメータ測定機器、スペクトル解析装置、或いは、オシロスコープを用いて、スピンスタンドで為された測定の結果を解析、表示させることもできる。このようにして、一連の試験が行われる。これには、例えば、いわゆるビット誤り率（ＢＥＲ）に係るバスタブや、トラックスクイズ、トラックセンタ、読み取り・書き込みオフセット、上書き等が含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
試験中において想定され得るエラーの原因の一つとして、ディスクの回転速度の変動に起因するものがある。通常、スピンドルを回転させるために、高度に正確なモータが用いられ、ディスクはそのスピンドルに接続されている。それにもかかわらず、モータの回転速度は、ある程度の許容誤差範囲内でしか制御することができず、ディスクの回転速度について、望ましくない変動が生じることとなる。このような速度変動により、ディスクに書き込まれる際、及びディスクから読み取られる際の双方において、テストデータパターンに歪みが生じる。このような歪みは、高度に正確であることが必要とされる性能試験において、重大な問題を引き起こす虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、試験のためにデータ保存用ディスク媒体へと書き込まれるデータのテストパターンを生成する方法であって、ディスクを回転させる工程、ディスクの回転速度における変動を検出する工程、ディスクの回転に同調させるために、当該変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程、及び、当該リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させる工程、を備える方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
ディスクの回転に同調されたリファレンス・クロック信号を生成させるとともに、これを用いてデータのテストパターンを生成させることで、ディスクの回転における変動を許容して、テストパターンがディスクに書き込まれる場合にディスク表面に対して空間的に正確とされるような、テストパターンを生成させることができる。これにより、データが読み取られ、得られた信号が、元々のデータテストパターンよりも正確に表現されることとなる。
【０００７】
例えば、試験周波数がディスクのトラックへと書き込まれる場合において、従来の構成にあっては、ディスクに実際に表される試験周波数は、トラック毎にある程度変化することとなり、これにより、回復周波数が拡散されることとなって、信号の測定評価において正確性を欠くこととなっていた。これに対して、本発明の第１の態様によれば、周波数を、ディスクの回転誤差に順応させるように調節することができ、それによって、書き込み周波数パターンが、ディスクにおいて空間的により正確とされ、ディスクから読み取られる信号の拡散を抑制することができる。これは、周波数電力が、正確な周波数に対して、より急激に収束されるとともに拡散が抑制されることとなって、読み取られた信号における周波数検出が、簡素化されることを意味する。
【０００８】
本発明の好ましい態様において、上記の変動を検出する工程は、ディスクと同調して回転する複数のマークを検出する工程、及び、検出されたマークの動きに対応するクロック信号を生成させる工程を備えており、当該クロック信号がリファレンス・クロック信号を生成させる場合に使用される。このような構成によって、ディスクの回転における変動を測定する好適な方法が提供され、リファレンス・クロック信号を生成させることができる。マークは、レーザー干渉法を用いて読み取られる光学マークとすることができる。当該光学マークは、ディスクそのものや、スピンドル、又はディスクとともに回転するその他部材に付けられていればよい。或いは、マークが、ディスクにおいて磁気的に検出される磁気マークであってもよい。通常、多くのマークを設けることが好ましく、これによって、ディスクの回転における変動を、より高分解能で決定することができる。
【０００９】
本発明の好ましい態様において、上記方法には、入力としてのクロック信号を、位相ロックループへと提供する工程が備えられ、当該位相ロックループは、上記のリファレンス・クロック信号を生成させるために設けられる。これにより、リファレンス・クロック信号を生成させる簡易な方法が提供される。位相ロックループを用いることで、リファレンス・クロック信号の生成が調整可能とされ、位相ロックループの操作を司る公知の原理に基づいたアプリケーションに適合される。
【００１０】
本発明の具体的態様において、上記方法には、オシレータからオシレータ・クロック信号を生成させる工程が備えられており、ディスクが、オシレータ・クロック信号にロックされたモータとともに回転され、リファレンス・クロック信号が、オシレータ・クロック信号を用いて生成され、オシレータ・クロック信号が、リファレンス・クロック信号の生成時に、ディスクの回転速度の変動に従って調節される。実際には、本態様においては、一つのオシレータを用いて、リファレンス・クロックを生成させるとともにモータをロックする。仮に、各々別個のクロックを用いた場合は、熱ドリフトにより、クロックが相互してドリフトする虞があり、ディスクに書き込まれるパターンにおいて位相誤差を生じさせる虞がある。それぞれにクロックが一つずつ備えられることで、このような誤差を大幅に解消することができる。
【００１１】
本発明に係る方法は、ディスクを回転させる工程、ディスクの回転速度における変動を検出する工程、ディスクの回転に同調させるため、上記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程、ディスクからデータのテストパターンを読み取り、テストデータ信号を提供する工程、及び、上記のリファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、上記テストデータ信号を解析する工程、を備えるものであってもよい。このようにすることで、好ましい位相ロックループ構造が提供される。Divide-by-nカウンタは、リファレンス・クロック信号が、クロック信号とは異なった周波数であってもよいことを意味している。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、データ保存用ディスク媒体から読み取られるデータのテストパターンを解析する方法であって、ディスクを回転させる工程、ディスクの回転速度における変動を検出する工程、ディスクの回転に同調させるために、上記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程、テストデータ信号を提供するため、ディスクからデータのテストパターンを読み取る工程、及び、リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、テストデータ信号を解析する工程、を備える方法が提供される。
【００１３】
ディスクの回転に同調するリファレンス・クロック信号を生成させるとともに、これをテストデータ信号の解析に用いることによって、データを読み取る際、ディスクの回転における変動を許容することができる。これによって、より簡易的にデータを解析することができるとともに、結果の正確性を向上させることができる。
【００１４】
例えば、試験周波数がディスクのトラックに書き込まれる場合、従来の構成にあっては、ディスクから読み取られる回復テストデータ信号が、ディスクの回転における変動に起因して歪むため、回復周波数が拡散し、信号の測定が困難となってしまう。これに対して、本態様によれば、回復データテスト信号が、ディスクの回転誤差に応じて復調され、ディスクの回転速度における変動を排除し、それによって、ディスクから読み取られる信号の解析が周波数拡散によって影響を受けることを抑制することができる。これは、周波数電力が、正確な周波数に対して、より急激に収束されるとともに拡散が抑制されることとなって、読み取られた信号における周波数検出が、簡素化されることを意味する。
【００１５】
上記の解析工程は、上記のテストデータ信号のスペクトルを解析する工程でもよい。後述するように、本発明に係る構成は、狭周波数帯の評価試験において用いられる場合に、特に有利となる。
【００１６】
スペクトルを解析する工程は、タイミング・リファレンスとして上記リファレンス・クロックを用いて生成させた正弦波信号を用いて、上記のテストデータ信号を混合することにより、上記テストデータ信号を中間周波数へと変換させるものでもよい。このような構成とすることで、スペクトル解析試験の一部として、データ信号において、より正確なスーパーヘテロダイン操作が可能となり、スペクトルアナライザをディスク速度に標準化できる。
【００１７】
スペクトルを解析する工程は、リファレンス・クロックによりクロックされたアナログ・デジタル変換器を用いて、テストデータ信号をサンプリングするとともにデジタル化するものであってもよい。これにより、スペクトルアナライザをディスク速度に標準化できる。本発明に係る構成は、デジタル処理でスペクトル分析の一部又はすべてを実行するスペクトルアナライザにおいても用いることができる。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、少なくとも、データ保存用ディスク媒体や記録再生ヘッドを試験する方法であって、ディスクを回転させる工程、ディスクの回転速度における変動を検出する工程、ディスクの回転に同調させるために、上記変動に従ってリファレンス・クロック信号を生成させる工程、リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させる工程、ヘッドを用いてディスクにデータのテストパターンを書き込む工程、テストデータ信号を提供するため、ヘッドを用いてディスクからデータのテストパターンを読み取る工程、及び、リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、上記テストデータ信号を解析する工程、を備える方法が提供される。
【００１９】
上述した方法を利用することにより、より正確な試験方法を提供することができる。リファレンス・クロック信号は、ディスクの回転における変動を相殺するため、ディスクへと書き込まれるデータのパターンを生成させる場合、或いは、ディスクの回転における変動を相殺するため、ディスクから読み取られるデータ信号を分析する場合の双方に用いられる。
【００２０】
実施形態において、本発明に係る方法は、（１）上記ディスクがオシレータ・クロック信号にロックされたモータによって回転させられ、（２）上記リファレンス・クロック信号が、オシレータ・クロック信号から提供されるとともに、当該オシレータ・クロック信号が、リファレンス・クロック信号の生成時、ディスクの回転速度における変動に基づいて調整され、上記（１）、（２）に係る工程において、同じオシレータ・クロック信号が用いられる。このような構成においては、別個のオシレータ・クロックが装置内に備えられるというよりもむしろ、単一のオシレータ・クロックが試験装置全体のリファレンスとして用いられる。このことにより、二つの別個のクロック間で主に生じる熱ドリフトの影響を回避することができ、ディスクにデータを書き込む場合、及び、ディスクからデータを読み取り、解析する場合の双方において、システム全体でエラーの原因を回避することができる。
【００２１】
本発明の第４の態様によれば、試験のためにデータ保存用ディスク媒体へと書き込まれるデータのテストパターンを生成する装置であって、ディスクを回転させるスピンドル、ディスクの回転速度における変動を検出するように設けられた検出器、ディスクの回転に同調させるために、上記変動に基づいてリファレンス・クロック信号を生成させるように設けられた処理装置、及び、上記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させるように設けられたパターン生成装置、を備える装置が提供される。
【００２２】
本発明の第５の態様によれば、データ保存用ディスク媒体から読み取られるデータのテストパターンを解析する装置であって、ディスクを回転させるスピンドル、ディスクの回転速度における変動を検出するように設けられた検出器、ディスクの回転に同調させるために、上記変動に基づいてリファレンス・クロック信号を生成させるように設けられた処理装置、テストデータ信号を提供するために、ディスクからデータのテストパターンを読み取るように設けられたコントローラ、及び、上記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、テストデータ信号を解析するように設けられたアナライザ、を備える装置が提供される。
【００２３】
本発明の第６の態様によれば、少なくとも、データ保存用ディスク媒体や記録再生ヘッドを試験する装置であって、ディスクを回転させるスピンドル、ディスクの回転速度における変動を検出するように設けられた検出器、ディスクの回転に同調させるために、上記変動に基づいてリファレンス・クロック信号を生成させるように設けられた処理装置、上記リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、データのテストパターンを生成させるように設けられたパターン生成装置、ヘッドを用いてディスクにデータのテストパターンを書き込んだ後、テストデータ信号を提供するため、ヘッドを用いてディスクからデータのテストパターンを読み取るように設けられたコントローラ、及び、リファレンス・クロック信号をタイミング・リファレンスとして用いて、上記テストデータ信号を解析するように設けられたアナライザ、を備える装置が提供される。
【００２４】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照しながら、一例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るスピンスタンドの一形態を概略的に示している。
【図２】図２は、図１のスピンスタンドと併せて用いられるスペクトルアナライザの一形態を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１において、スピンスタンド１は、モータ３により駆動される空気軸受スピンドル２を備えており、ここにディスク４が搭載されている。スピンスタンド１には、さらに、ヘッドジンバルアセンブリ５を保持するとともに、ヘッドジンバルアセンブリ５の記録再生ヘッド６をディスク４の表面に位置決めするため、ヘッド・ロード機構（不図示）が備えられており、データは、ディスク４のトラックへと書き込み可能とされ、或いは、トラックから読み取り可能とされている。上述したように、スピンスタンド１は、公知のものである。
【００２７】
スピンスタンド１には、スピンドル２に連結されたレーザエンコーダシステム７が備えられており、スピンドル２の位置を正確に決定可能としている。レーザエンコーダシステム７の原理については、本技術分野で周知であり、ここでは詳細を省略する。特に、好適なレーザエンコーダシステム７は、サーボトラック記録装置とともに使用するために開発されてきており、これを用いると、連続的に記録されるサーボトラックが、必要とされる高い精度で、互いに正確な位相に保持可能とされる。このような次第ではあるが、スピンドルの端部であってディスク４とは反対側の端部には、エンコーダ片７ａが備えられている。片７ａは、回折格子を備えており、すなわち、黒から白への一連の色調変化を有しており、また、片７ａは、スピンドル２の軸と同心に位置決めされた環状体として設けられている。環状体には、少なくとも何千もの色調変化があることが好ましく、また、場合によっては何百万もの色調変化がある。色調変化は、環状体の円周に等角に生じていることが好ましい。
【００２８】
スピンスタンド１には、スピンドル２にある片７ａを読み取るために、格子干渉計７ｂが搭載されている。干渉計７ｂは、片７ａへと照射されるレーザ（不図示）を有しており、レーザを通過させながら、干渉計７ｂの検出部（不図示）によって、片７ａの色調変化が検出可能とされている。このような方法で、レーザエンコーダシステム７は、検出された片７ａの測定結果から、未加工のエンコーダ信号５１を生成させる。
【００２９】
未加工のエンコーダ信号５１は、未加工のエンコーダ信号５１を処理し、クロック信号５２の形で、処理済みのエンコーダ信号を生成させるように設けられた、光学タイミングクロック装置８を通過する。クロック信号５２のエッジは、片７ａの検出された色調変化に対応している。
【００３０】
尚、ディスク４の回転における変動を測定するために、他の構成としてもよい。例えば、片７ａがスピンドル２に取り付けられている形態に替えて、片７ａが、ディスク４、或いはディスク４とともに回転する他の部分に取り付けられている形態であってもよい。また、光学マークである必要はなく、磁気マークを用いてもよい。磁気マークは、ディスク４の表面に設けることができる。
【００３１】
クロック信号５２は、位相ロックループ（ＰＬＬ）１０へと送られる。位相ロックループ１０は、出力としてリファレンス・クロック信号５３を生成させる。当業者には明らかなように、ＰＬＬを実装する方法は数多くある。下記においては、一つの方法についてのみ詳述する。
【００３２】
ＰＬＬ１０は、通常、クロック信号５２からの位相情報を抜き出し、当該位相情報を用いてクリスタルオシレータ（水晶発信器）１１からのオシレータ・クロック信号５４を調整し、リファレンス・クロック信号５３を生成させる。これは、負のフィードバックループにおいて、リファレンス・クロック信号５３をフィードバックすることにより行われる。このような形態において、リファレンス・クロック信号５３は、まず、divide-by-nカウンタ１２によって分割され、分割リファレンス・クロック信号５５を供する。このような分割によって、周波数が、クロック信号５２の周波数程度に下げられる。クロック信号５２及び分割リファレンス信号５５は、位相検出器１３へと送られ、これら二つの信号の位相差が決定される。位相差は、検出器出力５６において、ＤＣレベルとして表される。公知のように、この場合、ＰＬＬ１０の性能を向上させるため、任意に、フィルタ１４によってフィルタリングしてもよい。フィルタ信号５７は、制御信号として、ベクトル変調器１５へと送られる。ベクトル変調器１５には、第一の入力としてフィルタ信号５７が供される。水晶発信器１１は、オシレータ・クロック信号５４を生成させ、これもベクトル変調器１５へと送られる。ベクトル変調器１５は、入力されるオシレータ信号５４の位相を調整するように設けられており、モータ３に由来する、分割リファレンス・クロック信号５５とクロック信号５２との間の位相差は、０とされ、或いは０の方へと減少される。
【００３３】
従って、リファレンス・クロック信号５３を生成させるにあたって、ディスク４の回転に同調させるために、ディスク４の回転における変動を考慮して、リファレンス・クロック信号５３が調整される。
【００３４】
現状では、スピンスタンドによって為される多くの標準試験は、狭周波数帯の電力測定を用いて行われる必要がある。当該試験の一つに、いわゆる「上書き（overwrite）」試験がある。この試験は、第一の周波数を有するテストデータのパターンを、記録再生ヘッド６を用いてディスク４のトラックへと書き込み、その後、引き続いて、この第一のパターンとは異なる周波数を有する第二のテストデータのパターンで上書きする工程を含んでいる。そして、トラックがヘッド６によって読み取られ、得られた信号が解析されて、第一の周波数において上書きされたパターンの残留信号電力が測定される。これは、第一の周波数に収束された狭周波数帯の測定システムによって達成される。通常、試験時ディスクへと書き込まれるデータパターンが異なる周波数であっても機能させるに十分な柔軟性を備えさせるように、狭周波数帯の測定システムは、広い周波数帯域に亘って高分解能で操作可能であることが望ましい。実際は、調整されたスペクトルアナライザ或いはこれと同様の装置を用いて信号解析が行われる。
【００３５】
第一の周波数パターンに係る残留信号電力は、通常、比較的低く、当該信号を検出・測定する際は、高ダイナミックレンジである測定システムを用いる必要がある。実際は、このことは、スペクトルアナライザが、このような目的のため、低い分解能帯域幅（resolution bandwidth、ＲＢＷ）を有している必要があることを意味する。例えば、次世代型スピンスタンドは、ＲＢＷを１０ｋＨｚへと低減させた仕様となっている。しかしながら、テストデータの書き込みの際、及びテストデータの読み込みの際の双方において、モータの速度変動に起因して、ヘッドによって最終的に読み取られたデータ信号の振動数成分が歪められるとともに、拡散する虞がある。例えば、典型的なモータの速度変動は±０．００１％であり、最悪の場合、測定信号に係る周波数における誤差が、±０．００２％にもなる（すなわち、パターン書き込みの際、±０．００１％の誤差が生じ、パターン読み込みの際、±０．００１％の誤差が生じる。）。このような誤差について、５００ＭＨｚの通常の記録周波数信号に当てはめた場合、読み取り周波数には、最悪の場合、±１０ｋＨｚ以上の変化が生じる。したがって、想定され得る周波数拡散をうまく処理しながら、低レベル信号を取り出すのに十分狭いＲＢＷを達成することは、大変難しくなってきている。さらに、このようなことは、近年の当該技術分野の傾向が、ヘッド６の信号対ノイズ比を低下させる方向にあることで、ますます大きな問題となっている。このことは、スペクトルアナライザにおいて、狭周波数帯域のフィルタ幅をさらに低下させる必要があることを意味している。また、次世代型スピンスタンド装置は、最大２．５ＧＨｚまでの記録周波数で操作可能であることが期待されている。したがって、従来の構成では次第に不適当なものとなってきている。
【００３６】
他のスピンスタンド試験においても、スピンドル速度に係る変動によって生じる同様の問題が生じている。
【００３７】
一実施形態において、リファレンス・クロック信号５３は、パターン生成装置１６へと送られ、データのテストパターン５８を生成させるためのタイミング・リファレンスとして用いられる。その後、データのテストパターン５８は、ヘッド６により、ディスク４へと書き込まれる。これによって、ディスク４に書き込まれるデータのテストパターン５８に係る、ディスク４の回転における変動に起因する空間的な拡散が低減される。従って、例えば、上述したような上書き試験を行う場合において、このようなデータのテストパターン５８を生成させる方法を用いることで、第一及び／又は第二の周波数に係るテストデータパターンをディスク４へと書き込む際に、歪みの問題や当該書き込まれた周波数の拡散を抑制することができる。
【００３８】
ディスク４の回転における変動は、ヘッド６によって読み取られるテストデータ信号５９（ヘッド信号５９としても周知）の忠実性にも影響を及ぼす。このような影響を抑制するため、実施形態においては、リファレンス・クロック信号５３をタイミング・リファレンスとして用いて、テストデータ信号５９の解析を行い、テストデータ信号５９がリファレンス・クロック信号５３によって復調される。したがって、再度上書き試験を行った場合において、ディスク４からの読み取り時、このようなテストデータ信号５９を解析する方法を用いて、テストデータ信号５９のスペクトル解析を行って、テストデータの上書きされた第一の周波数パターンの残留信号電力を検出することで、上記の歪みの問題や書き込まれた周波数の拡散をさらに抑制することができる。
【００３９】
図２には、テストデータ信号５９のスペクトル分析を行うための装置２０の一形態が示されている。スペクトルアナライザ２０は、スーパーヘテロダイン原理に基づいて機能する入力ステージを備えている。ここで、ヘッド６によって測定されたテストデータ信号５９は、所定の周波数を中間周波数（ＩＦ）へと偏移させるために、選択された周波数正弦波６０と混合される。本実施形態においては、調節可能な合成器２１が用いられて、望ましい周波数６０を生成させる。テストデータ信号５９及び生成された周波数６０は、ミキサ２２へと送られ、ここで、これら信号が混合されて、所定の周波数をＩＦへと偏移させる。或いは、調節可能な合成器は、所定の周波数帯域に亘ってスペクトル解析を行うために、掃引発信器へと接続されていてもよい。
【００４０】
偏移されたテストデータ信号６１は、ＩＦフィルタ２３によってフィルタリングされ、不要なヘテロダイントーンが除去される。その後、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２４によって、フィルタ信号６２がサンプリングされるとともにデジタル化される。ＡＤＣ２４へと向かうクロック６３は、リファレンス・クロック信号５３から得られたものである。リファレンス・クロック信号５３は、ＡＤＣクロック合成器２５へと送られる。ＡＤＣクロック合成器２５は、タイミング・リファレンスとしてリファレンス・クロック信号５３に基づいて、ＡＤＣ２４へと向かうクロック信号６３を生成させるものである。したがって、ＡＤＣ２４は、リファレンス・クロック信号５３によってクロックされているので、ＡＤＣ２４によって生成されたサンプル信号６４は、ディスク４の回転における変動に起因した周波数拡散が生じることがない。
【００４１】
サンプル信号６４は、その後、デジタル信号処理（ＤＳＰ）システム３０を通過する。当該ＤＳＰシステム３０の入力ステージとしては、先入れ先出しバッファ３１（ＦＩＦＯ）が用いられており、当該ＦＩＦＯにおいてサンプル信号６４が受信される。ＦＩＦＯ３１は、アナライザ２０の待ち時間向上のため、処理を行うＤＳＰシステム３０が、ＡＤＣ２４のサンプリング周波数よりも非常に高い割合でクロックされ得るように、交差する非同期性のクロック領域を保護していることが好ましい。ＤＳＰシステム３０には、さらに、デジタルダウン変換器３２が備えられており、当該デジタルダウン変換器３２がＦＩＦＯ３１からサンプル信号６４を受信し、そして、サンプル信号６４がベースバンド信号６５へとダウン変換される。ベースバンド信号６５は、ＲＢＷフィルタのように機能するローパス・フィルタ３３を通過する。最終的に、フィルタ信号６６が、当該信号６６における電力を測定する電力検出器３４を通過し、記録可能とされ、或いは、ユーザへと表示可能とされている。
【００４２】
ＡＤＣのサンプリングクロック６３は、ディスク４の回転速度で調整されたリファレンス・クロック信号５３から得られたものであるため、ＡＤＣ２４により生成されたサンプル信号６４は、ディスク４の回転における変動に起因した周波数拡散が生じることがない。このことは、スペクトルアナライザ２０がディスク速度に標準化されていることを意味する。
【００４３】
上述した次第ではあるが、スペクトルアナライザ２０をディスク速度に標準化可能な方法は他にもある。例えば、ＡＤＣのサンプリングクロック６３をリファレンス・クロック信号５３から得ることに替えて、スーパーヘテロダイン周波数６０をリファレンス・クロック信号５３から派生させてもよい。このことによっても、ＡＤＣ２４により生成されるサンプル信号６４について、ディスク４の回転における変動に起因した周波数拡散が生じることがなく、スペクトルアナライザ２０がディスク速度に標準化される。
【００４４】
さらに、図１においては、ディスク４の回転を制御するために用いられるモータ制御装置４０が、ＰＬＬ１０をクロックする同一のオシレータ１１によってクロックされ、或いは、当該同一のオシレータ１１よってロックされるものとされている。このような場合は、装置内で別個のオシレータ・クロックが備えられるというよりもむしろ、単一のオシレータ・クロック５４が、試験装置１、２０全体のリファレンスとして用いられる。このことにより、二つの別個のクロック間で主に生じる熱ドリフトの影響を回避することができ、ディスク４にデータを書き込む場合、及び、ディスク４からデータを読み取り、解析する場合の双方において、システム全体でエラーの原因を回避することができる。
【００４５】
上記説明は、リファレンス・クロック５３が、テストデータ信号５９の解析のためのタイミング・リファレンスとして、どのように用いられ得るのかを示す一例に過ぎない。本願内容に基づいて、他の形態とすることもできる。
【００４６】
以上、本発明にかかる実施形態について、特に図示した形態に関連して説明した。しかしながら、本発明の範囲内で、実施形態の変更、修正が為され得るものとして解されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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