专利名称：降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法
技术领域：
本发明是关于一种降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，特别指一种用在电脑、掌上电脑或膝上型电脑的磁盘驱动器中的降低外部信号对磁盘存储系统信号的干扰的方法。
背景技术：
随着便携式电脑朝向轻、薄、短、小的趋势发展，其所运用的数据存储器要求也越来越小。尺寸小、容量大、能耗低、成本低和重量轻，这些都是存储器必须具备的特性。而且，现在磁盘存储器越来越趋向于实用，比如将磁盘驱动器作为主板电路的组装元件，还有将磁盘驱动器应用在掌上电脑和其它电子装置上时，这些都需要磁盘存储系统具有良好的抵抗外界信号干扰的能力。
发明内容本发明所要解决的技术问题是关于一种降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，特别指一种用在电脑、掌上电脑或膝上型电脑的磁盘驱动器中的降低外部信号对磁盘存储系统信号的干扰的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，所述的方法包括(a)提供一导电机架，所述机架进一步包括一顶盖；一垫圈；及一基板，所述基板具有一上升边缘与所述的顶盖配合形成一内部空间；所述机架的具有良好的导电性而为所述的内部空间提供一良好的电磁屏障；(b)将所述的磁盘、读写传感器、马达、模数和数模转换电路及模拟电路安装于所述的内部空间；(c)在基板上安装一个馈通连接器；(d)将数模和模数转换电路的数字部分连接到所述馈通连接器，用来为位于机架内部空间的所述模拟电路和位于外部的所述数字信号处理电路间提供数字接口；(e)将所述顶盖固定于所述基板上，所述垫圈置于所述顶盖和所述基板的上升边缘间，以提供良好的密封性，且在所述基板和所述顶盖间提供电通路。
本发明的优点在于本发明通过将模拟电路及其信号线封入头盘组件中，且加入信号转换电路，该等信号转换电路将头盘组件中的需要传输到头盘组件外部的信号在传输到头盘组件外部前转换成数字信号，而头盘组件外部就仅包括处理数字信号的电路，从而降低外部信号对磁盘存储系统信号的干扰。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法所用到的磁盘驱动器结构的立体分解图。
图2A是本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法所用到的磁盘驱动器结构的俯视图。
图2B是本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法所用到的磁盘驱动器结构的沿2B-2B的方向视图。
图2C是本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法所用到的磁盘驱动器结构的沿2C-2C的方向视图。
图3是本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法所用到的磁盘驱动器的俯视图。
图4是图3沿着剖面线4-4的剖面图。
图5是本发明降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法所用到的磁盘驱动器的电路框图和部分结构图。
具体实施方式请参阅图1，本发明硬盘驱动器1包括一顶盖26、一磁盘10、一安装该磁盘的夹具12、一旋转马达3、旋转制动器15、一凸轮结构18、一惯性锁定器16、一基板6和电路板2。
请结合参阅图2A、2B、2C及图3，磁盘驱动器1的电子组件部分集成在头盘组合件中，另一部分电子元件集成在印刷电路板2中，该磁盘驱动器1从外缘32到外缘33测量的宽度大约为35厘米，从外缘34到外缘35测量的宽度为50.8厘米。这样，该磁盘驱动结构1的覆盖区为35×50.8厘米。该磁盘驱动器1层叠在该印刷电路板2上(参见图2A、图2C)，在该层叠装配关系中，从磁盘驱动结构1顶部到印刷电路板2底部的结合深度大约为10厘米。该磁盘驱动结构1的头盘组合件重量少于50克。
该磁盘驱动器1的上盖26和基座6相互密封，包容了至少一磁盘10，该磁盘10夹持在一主轴马达3和轴承之间。该壳体内还装设有一旋转驱动结构15，该旋转驱动结构15包括若干悬臂14，若干磁头5、一凸轮装置18、一柔性互连电路44、一内部防撞装置25和一永久磁铁(图未标识)。悬臂14支撑在该基座6上，可围绕一中心轴(图未标识)旋转，该悬臂延伸两加载臂14-1、14-2，该加载臂14-1、14-2一端结合一磁头5，其末端装设有一提升杆17，该磁头5飞行时与磁盘10盘面平行，该提升杆17的中心线相对加载臂14-1、14-2的中心线偏离一偏移量；该凸轮装置18安装在基座6上并靠近该提升杆17与磁盘10的边缘，该凸轮装置18具有一凸轮面18-1，该凸轮面18-1前端延伸一具有一定角度的倾斜面18-2，该倾斜面18-2用来将该提升杆17导入该凸轮面18-1。该凸轮面18-1与提升杆17相互配合支撑该悬臂14，提升杆接触该凸轮面以沿该加载臂的中心线产生一支撑力。
该等采用动态磁盘读写方式的磁头5装设在加载臂14-1、14-2的末端，并利用一提升杆17来实现磁头5在磁盘10上的起飞与停泊动作，该等提升杆17也分别装设在该加载臂14-1、14-2的末端，磁头5在非工作状态时，提升杆1 7停靠在该凸轮装置18之上，该凸轮装置18用来支撑该提升杆17，防止破坏磁头5或划伤磁盘10。该种磁盘驱动结构在工作状态可承受10克震动力，在非工作状态可承受200克的震动力。印刷电路板2紧靠在该磁盘驱动结构1的下方，磁盘驱动结构1的基板6由铝材铸造而成，该基板6形成一开口7，主轴马达3的外缘部分稍稍延伸超过该开口7的边缘，所以组装后该开口7被主轴马达3所封闭。该基板6还形成有一开口8，以使空气可以在壳体内部和外部间流通，一特定的空气过滤器9密封在该基板6的开口8上，该空气过滤器9的外径大于该开口8的内径，以过滤进入壳体的空气防止污染。磁盘10旋转支撑在该心轴11上，并通过一夹具12将该磁盘10夹持在心轴11上。
该磁盘驱动结构1的工作电压为3.0或5.0伏，其采用传统的接触式动态磁头读写，在非工作状态下磁头停靠在磁盘表面的着陆区。
基板6上设有馈通连接器19及该馈通连接器上延伸的若干终端20。该馈通连接器19为头盘组合件的内外电路提供电连接。例如，电路板2上包括多个电路(下文将结合图5和7B进行更为详细的描述)。读写集成电路21中包括了读写前置放大器电路，读写前置放大器集成电路21通过连接器20与馈通连接器19的终端20的连接来与磁盘驱动器1的外部通信。从旋转马达3出来的信号和通往旋转马达3的信号皆通过扁平电缆23传输。扁平电缆23的一端连接着旋转马达3，另一端连接着连接器24。连接器24插于馈通连接器19的部分终端20上而与磁盘驱动器1的外部进行通信。
电路板2上的母连接器28位于馈通连接器19的终端20正下方而将磁盘驱动器1内部的信号连接到电路板2上。公连接器29将磁盘驱动器1的头盘组合件和电路板2上的电路直接连接到磁盘驱动器1和其附属电路连接着的系统。磁盘驱动器1和其使用到的系统间的接口可以有多种形式，如SCSI，微通道或AT总线。电路2上的集成电路30和31实现外部驱动电路装置(如图5所示)。
图5是电路板2中包括的驱动电路和控制电路装置的电路框图及部分结构图，以及包括在磁盘驱动器1的机架之内的读写模拟集成电路21。旋转马达3的起转和驱动控制都是通过旋转控制和驱动电路74的电子控制完成的，在本实施例中，旋转控制电路74被包括在电路板2中。旋转控制电路74可通过Allegro微系统公司的元件号为ULM8902的芯片来实现，名为具有反电动势感应的无刷三相直流马达驱动器。上载入臂14-1位于磁盘10的读写区域上方，并按需要定位传感器，表明磁道地址。电缆(图未示)中的电子传导元件提供来自读写前置放大器21上的读写记录元件的模拟信息。该电子传导元件在本实施例中位于基板6上。该读写前置放大器21可通过Silicon系统公司的元件号为32R2030的放大器来实现。读写前置放大器21使记录和重放磁盘10表面的数字信息更为便利。这种功能是业界所熟知的。来自读写前置放大器21的信号被提供到读写合成电路87，并且读写前置放大器21也接收来自读写合成电路87的信号。在本实施例中，读写合成电路87被包括在电路板2中。
图5中的制动器驱动和断电卸载电路88提供用来定位将读写元件的控制信号。到制动器线圈45的控制信号是模拟信号且由制动器驱动和断电卸载电路88提供。如业界所熟知的，嵌入式伺服系统所提供的反馈信号是模拟信号。而主计算机设备89所提供的用来将读写记录元件定位在设计的磁道上的寻找控制信号是数字信号。为了将嵌入式伺服环路反馈的模拟信号转换为数字信号，且将定位一个特殊磁道所需要的数字信号转换为模拟信号，本电路装置中使用了一制动器数模与模数转换电路90。该电路90可使用美国马萨诸塞州诺伍德市的模拟设备公司生产的元件号为AD7773的芯片来实现，名为硬盘驱动器的完全嵌入式伺服前端。
磁盘控制器91连接在读写合成电路87、数据总线92和RAM缓冲器93之间，并通过连接器29与电路板2的外部电路通信。磁盘控制器91可使用加利福尼亚的Milpitas公司的Cirrus Logic电路来实现，名为整合PC盘和控制器，元件号为CL-SH265。RAM缓冲器93可以是任何具有32k地址容量、带宽为8位的数据存储设备。
电路板2进一步包括微处理器94，该微处理器94连接着数据总线92、只读存储器95、门阵列96。微处理器94可以使用型号为68HC11的摩托罗拉微处理器或者元件号为80C196的英特尔的微处理器，或者是具有同样功能的其它微处理器。只读存储器95可以是适合的具有32k地址容量、带宽为8位的数据存储设备。多路复用的低地址和数据总线92连接着门阵列96可使得微处理器94和门阵列96间的信息双向流动。
通过图5所示的电路可实现磁盘驱动器1使用的嵌入式伺服系统。如图5所示硬盘10进一步多个环形磁道，例如磁道121-I和121-(I+1)。如果硬盘10的两面都用来存储数据，则硬盘表面对应的磁道近似于住面。每一磁道被嵌入式伺服区域120-1到120-n内预先记录的信息分成一个或者多个扇区，如SCT-01、SCT-02，……，SCT-n。每一个伺服区域120-j，j＝1，2，…，n，包括m个同中心的伺服区域，m为磁盘上同心数据磁道的数量，也就是j位置上的每个数据磁道的伺服区域(磁盘表面共有n*m个伺服区域)。
请参阅图4和图5，业界中通常将装有磁头磁盘的密封壳中所包括的磁头磁盘结构及该密封壳中含有其它的装置及电路称为头盘组件。该密封壳必须是超净的以支持低的飞行高度，因此，其中的气流系统必须充分的密封与隔离。本发明中，该密封壳除了包括上述的基板6及顶盖26外，还包括提供一垫子27，基板6和顶盖26最好由铝材制成，但也可以是其他导电材料制成。为了使该密封壳达到静电屏蔽作用，该垫子27可由导电材料制成，例如可以是镀银材料，在基板6和顶盖26间提供电传导。该垫子27也可以由弹性材料制成，该材料必须有足够好的空气密封性，且当基板6与顶盖26固定在一起时，该垫子不会影响基板6和顶盖26间的金属与金属的接触。
为了防止外部电信号的干扰，可以将电路封入该密封壳。因为该基板6与顶盖26都是导电的，结合以上的密封技术就可提供一个防止外部电信号侵入及进而影响电路功能的密封壳。外部电信号的干扰通常是仅针对载有模拟信号的电路和导体。所以将模拟电路及其信号线封入头盘组件中，且加入信号转换电路，该等信号转换电路将头盘组件中的需要传输到头盘组件外部的信号在传输到头盘组件外部前转换成数字信号，而头盘组件外部就仅包括处理数字信号的电路。这样就提供了一个抵抗外部信号干扰的磁盘驱动系统。当然，数字电路也可以包括在载头盘组件中，但是，这样会增大头盘组件的体积且无必要。而且一些数字电路会产生噪音信号，该噪音信号会影响低级模拟信号，所以将需要将两者分开。例如，总线或接口电路通常被强烈地驱动产生突出的信号边缘，突出的信号边缘会产生噪音进而影响低级模拟信号，例如图5读写传感器和读写前置放大器21间传输的信号。
请继续参阅图5，图5中用虚线125将图5所示电路的模拟电路和数字电路分隔开，虚线125右下方所示的电路处理模拟信号，且在信号传输到虚线125左方所示的电路前将其转换为数字信号。尤其是读写前置放大器21、读写合成电路87、制动器驱动和断电卸载电路88、旋转控制和驱动电路74及制动器模数和数模转换电路90都是处理模拟信号的，但是模拟信号在传输磁盘驱动系统的其它电路前被转换成数字信号。
本发明将前述的模拟电路放置于头盘组件的密封壳中，且将通过适当的连接器将数字信号传输到磁盘驱动系统的其它部分，该密封壳具有电磁屏蔽作用。在本发明的磁盘驱动系统中仅有数字信息从头盘组件的内部传输到头盘组件外部的电路中，其中的任何电路接口都不会影响数字信号，因为数字信号与其它类型的信号相比不易受到干扰。所以本发明有效地降低外部信号对磁盘存储系统信号的干扰。
权利要求
1.一种降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，所述的磁盘存储系统包括一磁盘驱动器，所述磁盘驱动器具有至少一磁盘以存储信息和一用来转动所述磁盘的马达，所述磁盘存储系统进一步包括一传感器制动器装置，一读写传感器，模拟电路包括用来定位所述读写传感器的模拟电路，既使用模拟信号也使用数字信号的电路，模数转换电路和数摸转换电路，用来处理所述系统中的数据的数字信号处理电路，所述的方法包括以下步骤(a)提供一导电机架，所述机架进一步包括一顶盖；一垫圈；及一基板，所述基板具有一上升边缘与所述的顶盖配合形成一内部空间；所述机架的具有良好的导电性而为所述的内部空间提供一良好的电磁屏障；(b)将所述的磁盘、读写传感器、马达、模数和数模转换电路及模拟电路安装于所述的内部空间；(c)在基板上安装一个馈通连接器；(d)将数模和模数转换电路的数字部分连接到所述馈通连接器，用来为位于机架内部空间的所述模拟电路和位于外部的所述数字信号处理电路间提供数字接口；及(e)将所述顶盖固定于所述基板上，所述垫圈置于所述顶盖和所述基板的上升边缘间，以为所述顶盖提供良好的密封性，且在所述基板和所述顶盖间提供电通路。
2.如权利要求1所述的降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，其特征在于步骤(a)进一步包括提供铝材料制成的所述顶盖和基板。
3.如权利要求1所述的降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，其特征在于步骤(a)进一步包括提供电导材料制成的所述垫圈。
4.如权利要求1所述的降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，其特征在于步骤(a)进一步包括提供弹性材料制成的所述垫圈。
5.如权利要求4所述的降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，其特征在于执行步骤(e)使得所述顶盖接触所述基板。
全文摘要
一种降低外部信号对磁盘存储系统信号干扰的方法，所述的方法包括(a)提供一导电机架，所述机架进一步包括一顶盖；一垫圈；及一基板，所述基板具有一上升边缘与所述的顶盖配合形成一内部空间；所述机架的具有良好的导电性而为所述的内部空间提供一良好的电磁屏障；(b)将所述的磁盘、读写传感器、马达、模数和数模转换电路及模拟电路安装于所述的内部空间；(c)在基板上安装一个馈通连接器；(d)将数模和模数转换电路的数字部分连接到所述馈通连接器；(e)将所述顶盖固定于所述基板上，所述垫圈置于所述顶盖和所述基板的上升边缘间，以提供良好的密封性，且在所述基板和所述顶盖间提供电通路。
文档编号H05K9/00GK1505033SQ0215210
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日
发明者布鲁斯·依莫, 詹姆士·莫利郝斯, 迈克尔·尤坦里克, 约翰·布拉盖勒, 尤坦里克, 莫利郝斯, 布拉盖勒, 布鲁斯 依莫 申请人:深圳易拓科技有限公司