JP2522028B2

JP2522028B2 - 垂直磁気記録再生等化方式

Info

Publication number: JP2522028B2
Application number: JP63285417A
Authority: JP
Inventors: 隆幸武田
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPH02132606A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、垂直磁気記録再生方式に関するものであ
り、更に詳しくは単層垂直磁気記録媒体とリングヘッド
によるディジタル磁気記録、もしくは単層垂直媒体とMR
ヘッドによるディジタル磁気記録において、ビットシフ
トを減少させる再生等化方式に関するものである。

〔従来の技術〕

単層垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッドによる垂
直磁気記録では、リング型磁気ヘッドの垂直成分の磁界
分布により、孤立再生波形がダイパルス状になり、従来
の長手記録または単磁極型磁気ヘッドによる垂直磁気記
録のように微分し零クロス検出しても正しく復調できな
い。

そこで、近年、零クロス検出・最大傾斜検出（第７回
日本応用磁気学会講演概要集9aA−９）やヒルベルト変
換による等化方法（昭和59年電子通信学界総合全国大会
講演論文集分冊１−195）などが提案されている。ま
た、再生信号に遅延した再生信号を逆相加算することに
より波形を対称化し、零クロス検出するのに比べビット
シフトを減少させる等化方式が提案されている（信学技
報MR84−54、第11図参照）。さらに、再生信号にその微
分信号を逆相加算することにより、ビットシフトを低減
させる等化方式も提案されている（特公昭60−18333号
公報、第12図参照）。

第11図は再生信号に遅延した再生信号を逆相加算する
等化方式によるものの構成を示しており、等化回路は、
再生信号が入力として供給される端子１と、遅延回路２
と、減衰器３と、加算手段４と、出力を取り出す端子５
とを備えている。

かかる方式では、入力再生信号を遅延回路２及び減衰
器３にそれぞれ供給し、再生信号に遅延再生信号を逆相
加算して出力を取り出す。

また、第12図は、端子１と減衰器３との間に微分回路
６を設ける等化方式による構成を示しており、微分信号
を逆相加算することによってビットシフトを低減させる
ようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、これら二つの等化方式の場合、低い記録密
度までしか用いることができない。すなわち、高記録密
度までビットシフトを抑えるのには使用することができ
ない。

一方、最大傾斜検出方式、すなわち、二次微分後零ク
ロス検出する方式（第13図参照）を用いると、零クロス
検出や前述の二つの等化方式に比べてさらに高記録密度
までビットシフトを抑えられることがわかっている。第
13図において、回路７により二次微分された信号は、零
クロス検出に用いられるようになっている。しかしなが
ら、第14図に示すように、孤立波入力信号（ａ）を二次
微分した信号は、（ｂ）のようにダイパルスの前後にオ
ーバーシュートを持つものになる。

上記方式は、二次微分後零クロス検出する方式である
から、このまま零クロス検出をすると、第15図（ａ）に
示すような記録データパターンの場合において、低記録
密度のところでは、二次微分等化後の波形を示す第15図
（ｂ）のようにサドルが零クロスまで下がり、第15図
（ｃ）（ゼロクロス検出器出力）のように記録ビットが
ないところにエラービットが現れてしまう。

従って、これを避けるためには、ハードディスクで採
用しているように、振幅検出を併用しなければならな
い。すなわち、微分信号が或るレベル以上に達している
時間領域のピークだけを検出するようにしなければなら
ないし、しかも、磁気記録には媒体磁気特性の不均一に
よるモジュレーションや、媒体欠陥によるドロップアウ
トによる振幅変動、また外周側と内周側での速度の違い
による出力の変動が生ずるため、振幅検出をするために
はその回路だけでなく、AGC回路、すなわち平均的な信
号レベルを一定に保つ回路をも付加しなければならな
い。

このように、従来は、再生信号に遅延した再生信号を
逆相加算する方式や、再生信号にその微分信号を逆相加
算する方式では、記録密度特性のD50よりも或る程度低
い記録密度までしか用いることができず、一方、これに
対するに、二次微分による方式（最大傾斜検出方式）で
はそれら二方式に比べ高密度まで使用することができる
のであるけれども、しかし、この方式ではAGC回路を設
け振幅検出を併用しなければならず、復調回路の規模が
大きくなる欠点を有する。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめ
て、高記録密度までビットシフトを抑え、しかも、複雑
な振幅検出を併用する必要のない等化を行うことのでき
る垂直磁気記録再生等化方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、単層垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッ
ドによるディジタル磁気記録、もしくは単層垂直媒体と
MRヘッドによるディジタル磁気記録における垂直磁気記
録再生等化方式であって、再生信号を二次微分した信号に再生信号を逆相加算す
ることを特徴としている。

〔作用〕

本発明においては、二次微分することにより孤立再生
波形のシャープさを増大させビットシフトを減少させて
いる。また、二次微分した信号は記録密度の低いところ
でサドルが下がるが、これにサドルの下がり方が少ない
元の信号を加えることにより、低記録密度におけるエラ
ーの原因であるサドルの下がり方を少なく抑えることが
できる。したがって、AGC回路・振幅検出回路のような
大規模な復調回路の増大なしに、高記録密度を実現する
ことができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る垂直磁気記録再生等
化方式の基本的な構成を示す図であり、端子101は再生
信号が供給される端子で、再生信号としては、単層垂直
磁気媒体とリング型磁気ヘッドによるディジタル磁気記
録、もしくは単層垂直媒体とMRヘッドによるディジタル
磁気記録において再生して得られる信号が入力される。

端子101の入力信号は、図示の例では、直接に二次微
分回路102の入力として与えられる一方、減衰器103に与
えられる。減衰器103へも、直接与えられるようになっ
ている。

加算手段104には、二次微分回路102の出力と減衰器10
3を通して得られる信号とが供給され、ここで再生信号
を二次微分した信号に再生信号を逆相加算し、端子105
へ等化器出力として加算手段104の出力が送出されるよ
うになされている。

このように本方式では、単相垂直磁気記録媒体とリン
グ型磁気ヘッドによるディジタル磁気記録、もしくは単
相垂直媒体とMRヘッドによるディジタル磁気記録におい
て、再生信号を二次微分した信号に再生信号を逆相加算
するようにしている。

上記垂直磁気記録再生等化方式によれば、従来方式に
おける問題が解消される。

以下、これを説明するに、まず、その基本的原理は、
次の通りである。

すなわち、本発明に従う方式においては、二次微分す
ることにより孤立再生波形のシャープさを増大させ、ビ
ットシフトを減少させるようにする。ここで、二次微分
した信号は記録密度の低いところでサドルが下がるが、
これにサドルの下がり方が少ない元の信号（または元の
信号にその微分信号を逆相加算して対称化した信号）を
加えれば、これにより、低記録密度におけるエラーの原
因であるサドルの下がり方を少なく抑えることができ
る。サドルが下がることがエラー発生の原因であるの
で、上記の如くこれを防止すれば、AGC回路・振幅検出
回路のような大規模な復調回路の増大なしに、高記録密
度を実現することができることになる。

更に、第２図及び第３図をも参照して具体的に説明す
る。ここに、第２図，第３図は、第１図の構成の場合の
動作を説明するための図であって、第２図（ａ）〜
（ｃ）は、それぞれ再生波形、二次微分波形、等化器出
力の様子を示し、また、第３図（ａ）〜（ｃ）は、記録
データパターン、本方式による等化後の波形、ゼロクロ
ス検出器出力の様子を示す。

今、第１図において、再生信号が入力されたとする
と、その孤立波形に対する各部の波形は第２図のように
なる。すなわち、入力信号（第２図（ａ））を二次微分
した信号は、第２図（ｂ）のようにダイパルスの前後に
オーバーシュートを持つものになる。これに入力信号を
適当に減衰して逆相加算すると、第２図（ｃ）のように
オーバーシュートを除去することができる。従って、第
３図（ａ）〜（ｃ）に示すように、記録密度の低いとこ
ろでもサドルが零に近づかなくなるため、そのまま零ク
ロス検出してもサドルに起因するエラーの発生がなくな
る。

第15図についての説明で述べた如く、第15図（ｂ）の
ようにサドルが零クロスするまで下がると、これに伴い
エラーが発生し、従ってまた、そのためにAGC回路・振
幅検出回路を付加しなければならないのに対し、第１図
の構成によるときは、そのようなことがなく、高記録密
度までビットシフトを抑え、しかも、複雑な振幅検出を
併用する必要のない等化を行うことができるものであ
る。

以上述べた等化方法は、孤立再生波形の対称性がよい
とき、すなわちダイパルス比が100％に近いときに有効
である。

第４図は、再生信号を二次微分した信号に再生信号を
逆相加算し、さらに再生信号を微分した信号を加算する
垂直磁気記録再生等化方式によるものの構成の一例を示
している。

第４図の場合は、第１図の微分回路141と、第２の微
分回路142を使用し、これらによって２回微分して得た
信号を加算手段143に加える一方、第１の微分回路141の
出力を減衰器144を介して加算手段143に与え、減衰器10
3からの信号と第２の微分回路142からの信号とを用い
て、第１図の場合と同様に再生信号を二次微分した信号
に再生信号を逆相加算し、更に再生信号を微分した信号
を加算するようにしている。

このように、更に再生信号の微分信号をも加算するの
は、孤立再生波形が非対称である場合を考慮したもので
ある。

すなわち、第１図の場合は、孤立再生波形の対称性が
よいときには、構成も簡単であって、この点で特に有利
である。しかしながら、垂直磁気記録の孤立再生波形は
非対称であることも多い。そこで、このような場合には
第４図のような構成にして微分出力を加え対称化してや
ることにより、良い結果が得られる。このときの各部の
波形を第５図に示す。第５図（ａ）〜（ｄ）は、それぞ
れ再生波形、微分波形、２回微分した波形、等化器出力
の様子を示している。

第５図から判るように微分波形のピークは再生波形の
最大傾斜位置に対応するので、加算すると対称化でき
る。このようにして対称化することができるので、垂直
磁気記録の孤立再生波形が非対称である場合であったと
しても、これに対応でき、従って第４図の場合は、第１
図のものに加えて更に対応性を増大させることができ
る。

このように、上述した垂直磁気記録再生等化方式は、
再生信号を二次微分した信号に再生信号を逆相加算する
か、もしくは再生信号を二次微分した信号に再生信号を
逆相加算しさらに再生信号を微分した信号を加算するよ
うにしており、前者のものは後者と比較すれば、簡単な
構成で済み、また、後者の方式は、必要に応じ、非対称
な波形のときに用いて好適である。

第６図は、更に後者の方式において、再生信号を二次
微分した信号と再生信号のそれぞれに遅延を施すように
した垂直磁気記録再生等化方式のものの構成の一例を示
している。

第６図の構成の場合には、二次微分信号を得るのに二
次微分回路161を使用する（第４図の場合には、再生信
号の微分出力を得るのに、２回微分のための回路の一
部、すなわち微分回路141を兼用する構成を採用してい
る）と共に、その二次微分回路161及び減衰器103の前段
に遅延回路162を設け、これによって再生信号と二次微
分信号に遅延を与えるようにしている。

このように遅延を施すのは、次のような観点からであ
る。

第４図及び第５図で説明したように、第１図の構成に
加えて更に再生信号を微分した信号を加算すると対称化
できる。しかし、このように対称化できるものの振幅が
減少してしまい、これはS/N比に影響を与える。従っ
て、高いS/N比が要求される場合には、望ましくは、か
かる振幅の減少を抑えるようにするのがよい。そこで、
このような場合には、更に第６図のように再生信号と二
次微分信号に適当な遅延を施すようにし、このようにす
ることによって、振幅の減少を抑え、S/N比の低下が少
ない等化を行うことができる。

第７図及び第８図は、それぞれ、第１図の構成におい
て遅延回路171を付加し、第６図の構成において更に遅
延回路181を付加した構成を示している。これは、以下
のような遅延量補正のためである。

すなわち、一般に、微分回路・二次微分回路などの回
路を通る度に信号は遅延してゆく。この影響は、特に信
号の周波数が高い場合、顕著となる。従って、このよう
な回路的な遅延量を補正するために、第７図，第８図の
ように再生信号にも遅延を施した方がよい場合もある。

第９図は本発明方式（第４図に示すもの）に従う等化
回路の具体的な一つの回路図を示したものである。

なお、第９図中の数値は、抵抗値、コンデンサの静電
容量を示す。

第９図の構成と従来の等化回路（第11図・第12図・第
13図に示すもの、及び単に零クロスを行った場合）とを
垂直磁気記録に適用した比較結果を以下に説明する。な
お、実験には、膜厚0.4μｍのCoCr単相垂直媒体とギャ
ップ長0.4μｍのリング型フェライト磁気ヘッドを用い
た。ヘッド媒体間の相対速度は1m/sとした。

以上の条件下において、実験したところ、第10図に示
す結果が得られた。

第10図は、110パターンでのビットシフトの記録密度
依存性を測定したものである。図中のl2は再生波形をそ
のまま零クロス検出した場合、l3は再生信号に遅延した
再生信号を逆相加算する等化方式（第11図）を用いた場
合、l4は再生信号にその微分信号を逆相加算する等化方
式（第12図）を用いた場合のそれぞれのシフトビット特
性である。また、l5の最大傾斜検出を行った場合（第13
図）の、l1は本発明に従う上記等化回路による場合のシ
フトビット特性である。図から判るように、本発明に従
う方式によれば、最大傾斜検出を行った場合とほぼ同
等、すなわち再生波形をそのまま零クロス検出した場合
の1.6倍、再生信号に遅延した再生信号を逆相加算する
等化方式を用いた場合の1.4倍、再生信号にその微分信
号を逆相加算する等化方式を用いた場合の1.25倍の高記
録密度まで実用レベルである20％のビットシフトに抑え
ることができた。しかも、最大傾斜検出を行う場合のよ
うに、AGC回路・振幅検出回路などを付加する必要もな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、高記録密度ま
でビットシフトを抑え、しかも、複雑な振幅検出を併用
する必要のない等化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２図はその動作を説明するための図、第３図は同じく動作説明に供する図、第４図は本発明の実施例の他の構成を示すブロック図、第５図はその動作を説明するための図、第６図は本発明の実施例の更に他の構成を示すブロック
図、第７図は同じく更に他の構成を示すブロック図、第８図は同じく更にまた他の構成を示すブロック図、第９図は本発明方式に従う等化回路の具体的回路構成の
一例を示す回路図、第10図はその効果を示す図、第11図は従来技術の構成を示す図、第12図は同じく他の例の構成を示す図、第13図は同じく更に他の例の構成を示す図、第14図は従来技術の動作を示す図、第15図は同じく従来技術の動作を説明するための図であ
る。 101,104……端子 102,161……二次微分回路 103,144……減衰器 104,143……加算手段 141,142……微分回路 162,171,181……遅延回路 l1……本発明方式に従って得られるビットシフト特性 l2……再生波形をそのまま零クロス検出した場合の特性 l3……再生信号に遅延した再生信号を逆相加算する等化
方式を用いた場合の特性 l4……再生信号にその微分信号を逆相加算する等化方式
を用いた場合の特性 l5……最大傾斜検出を行った場合の特性

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単層垂直磁気記録媒体とリング型磁気ヘッ
ドによるディジタル磁気記録、もしくは単層垂直媒体と
MRヘッドによるディジタル磁気記録における垂直磁気記
録再生等化方式であって、再生信号を二次微分した信号に再生信号を逆相加算する
ことを特徴とする垂直磁気記録再生等化方式。
【請求項２】再生信号を二次微分した信号に再生信号を
逆相加算し、更に再生信号を微分した信号を加算するこ
とを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録再生等化方
式。
【請求項３】再生信号を二次微分した信号と再生信号の
それぞれに遅延を施すことを特徴とする請求項２記載の
垂直磁気記録再生等化方式。