JP2558374B2 - フロッピーディスク装置用読取り回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フロッピーディスク装置（以下FDDとい
う）用読取り回路、特にサドルを除去する構成の改良に
関する。

［従来の技術］ ポリエステル円板表面に磁性粉を塗布したフロッピー
ディスクは、大容量かつ書換え可能なメモリとしてコン
ピュータやワードプロセッサ等の補助メモリに広く用い
られている。フロッピーディスクでは、情報は残留磁化
の磁化変化として記録され、磁気ヘッドにより磁化電化
か電圧変化に変換されて読み出される。

第７図には、従来のFDD用読取り回路の構成が示され
ている。

この図においては、フロッピーディスク10の面上に記
録された磁化変化を電圧変化として読み出す磁気ヘッド
12と、磁気ヘッド12によって読み出された電圧変化を増
幅する増幅器14と、増幅器14の出力を低域濾波するロー
パスフィルタ16と、ローパスフィルタ16の出力を微分す
る微分器18と、微分器18の出力のゼロクロスを検出して
波形波信号を出力するコンパレータ20と、コンパレータ
20の出力を時間領域で濾波するタイムドメインフィルタ
22と、タイムドメインフィルタ22の出力からパルス信号
を整形生成するパルス整形器24と、が示されている。

第８図には、この従来例の動作が示されている。

第８図（Ａ）において、フロッピーディスク10の面上
には、矢印で示す磁化変化100が記録されている。

磁気ヘッド12は、この磁化変化100を読み出し、増幅
器14を介してローパスフィルタ16に供給する。ローパス
フィルタ16から微分器18に出力される電圧波形は、第８
図（Ｂ）に示されるような波形102となる。波形102は、
磁化変化100が反転する部分にピークを有する波形とな
っている。

波形102を微分器18により微分すると、第８図（Ｃ）
に示される微分波形104となる。更に、これをコンパレ
ータ20に供給すると、第８図（Ｄ）に示されるような方
形波信号106となる。すなわち、コンパレータ20は、第
８図（Ｃ）に示される微分波形104のゼロクロスを検出
し、このゼロクロス点において反転するような方形波信
号106を作成する。

コンパレータ20の出力である方形波信号106は、タイ
ムドメインフィルタ22を介してパルス整形器24に供給さ
れる。パルス整形器24は、方形波信号106の立上り／立
下りに応じてパルス信号108を発生させ、このパルス信
号108が外部に出力されることとなる。

第９図には、タイムドメインフィルタ22の動作が示さ
れている。

一般に、FDD装置用読取り回路においては、読取りの
分解能を上げようとすると第９図（Ａ）に示されるよう
な波形の凹部、いわゆるサドル110が発生する。すなわ
ち、微分器18からの出力される微分波形104には、特に
そのピーク近傍においてサドル110が発生することにな
る。

このサドル110は、フロッピーディスク100の面上にお
いて磁化変化100がない部分に対応するものである。す
なわち、フロッピーディスク10の面上の磁化一定の領域
では磁気ヘッド12による読み出し電圧の変化がゼロであ
るため、微分器18によりこれを微分するとゼロ値に近く
なる。

第９図（Ａ）に示されるような微分波形104をコンパ
レータ20に供給すると、第９図（Ｂ）に示されるよう
に、サドル110に対応したパルス112が発生してしまう。

タイムドメインフィルタ22は、このパルス112を除去
すべく、方形波信号106を時間領域で濾波するものであ
る。すなわち、第９図（Ｂ）に示される方形信号106を
除去するためのデジタルフィルタ回路である。詳細に
は、第９図（Ｂ）に示される方形信号106の立ち上がり
及び立ち下がりエッヂを論理微分を用いて検出したもの
に一定の遅延をかけてその時点における第９図（Ｂ）の
論理が前のパルスの論理に対して反転している時に信号
と判別する。

このように、従来においては、タイムドメインフィル
タ22によってサドル110に対応するノイズであるパルス1
12が除去されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のFDD用読取り回路においては、
サドルに応じて切り換えを要するローパスフィルタが必
要であったり、極端に大きなサドルは除去できないなど
の問題点があった。

すなわち、比較的長い時間継続するサドルがある場
合、サドルと信号との間隔が狭くなりサドルの除去が不
可能になってくる。このような障害を除去するためにサ
ドルに応じて切り換えを要するローパスフィルタを設け
ねばならなかった。

一方、ハードディスク装置用読取り回路などにおいて
は、いわゆるレベルスライス回路が用いられていたが、
ハードディスクからの読出しに係る信号の振幅、いわゆ
る出力振幅がほぼ一定であることを前提とした回路であ
り、フロッピーディスクのような出力振幅の変動が大き
い媒体には適さない。

本発明は、このような問題点を解決することを課題と
してなされたものであり、FDD装置用読取り回路におけ
るタイムドメインフィルタを廃止し、かつフロッピーデ
ィスクの出力振幅変動に追従可能とすることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、磁気ヘ
ッドにより電気信号として読み出されたフロッピーディ
スク上の磁気記録情報に応じた電圧を微分する微分器
と、微分された電圧信号のゼロクロスを検出して方形波
信号を出力するゼロクロスコンパレータと、この方形波
信号を整形してパルス信号を出力するパルス整形器と、
を有するフロッピーディスク装置用読取り回路におい
て、磁気ヘッドから出力されかつバイアス電源によりバ
イアスされた電圧信号を全波整流する第１及び第２全波
整流回路、第１全波整流回路の出力を平滑してしきい値
を決定する平滑回路、バイアス電源の出力を全波整流す
る第３全波整流回路、平滑回路の出力と第３全波整流回
路の出力を加重加算する加算回路、及び加算回路の出力
を第２全波整流回路の出力と比較するコンパレータを有
し、比較の結果に基づきパルス信号を出力する可変レベ
ルスライス回路と、可変レベルスライス回路からのパル
ス信号を微分器の位相ずれ時間に応じて遅延させ、この
パルス信号によりゼロクロスコンパレータの動作を継続
させる遅延回路と、を含むことを特徴とする。

［作用］ 本発明のFDD用読取り回路においては、フロッピーデ
ィスク上に磁気記録された情報が電圧信号として磁気ヘ
ッドにより読み出され、更にこの電圧信号が微分器によ
り微分される。微分された電圧信号について、コンパレ
ータによりゼロクロスが検出され、方形波信号が生成さ
れる。更に、この方形波信号から、パルス整流器によっ
てパルス信号が生成出力される。一方で、磁気ヘッドか
ら読み出された電圧信号は、可変レベルスライス回路に
おいて全波整流され、全波整流された電圧信号が平滑さ
れてしきい値が決定される。また、可変レベルスライス
回路においては、全波整流された電圧信号がしきい値と
比較され、この比較の結果に基づいてパルス信号が出力
される。可変レベルスライス回路から出力されるパルス
信号は、遅延回路に供給され、この遅延回路は、微分器
の位相ずれ時間に応じてパルス信号を遅延させ、遅延さ
れたパルス信号によりコンパレータの動作が継続される
こととなる。

従って、フロッピーディスクから読み出された電圧信
号の整流・平滑値に応じて可変レベルスライス回路にお
けるしきい値が決定されるため、フロッピーディスクか
ら読み出された電圧信号に振幅変動が生じても、これに
追従し、かつ、レベルスライスを行って、サドルに係る
ノイズを除去することが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、第７図乃至第９図に示される従来例と同様の
構成には、同一の符号を付し説明を省略する。

第１図には、本発明の一実施例に係るFDD用読取り回
路の構成が示されている。

この図においては、ローパスフィルタ16の出力がレベ
ルスライス回路26に接続されており、レベルスライス回
路26は、更に遅延回路28、コンパレータ20に順次に接続
されている。また、微分器18は、遅延回路28に接続され
ている。

第２図には、本発明の特徴に係るレベルスライス回路
26の構成が示されている。

この図においては、ローパスフィルタ16からの差動電
圧が入力される全波整流回路30及び32が示されている。
また、この全波整流回路30及び32の入力には、抵抗34及
び36を介してそれぞれバイアス電源が接続されており、
従って、全波整流回路30及び32には、バイアスされた差
動電圧が入力される。

また、この図においては、バイアス電源に抵抗38及び
40を介して２個の入力端が接続された全波整流回路42が
示されている。この全波整流回路42の出力端は、所定の
抵抗比を有する抵抗44及び46を介して全波整流回路30の
出力端に接続されており、全波整流回路30及び42の出力
端には平滑用コンデンサ48が接続されている。

更に、この図においては、コンパレータ50が示されて
おり、このコンパレータ50のプラス入力には全波整流回
路32の出力端が、マイナス入力には全波整流回路30と全
波整流回路42の接続に係る抵抗44及び46の接続点が、そ
れぞれ接続されている。コンパレータ50の出力は、遅延
回路28に接続される。

更に、第３図には、レベルスライス回路26に含まれる
全整流回路30,32,42の構成が示されている。

すなわち、全波整流回路30、32及び42は、同様の構成
を有している。

第３図においては、トランジスタ52と54のコレクタ及
びエミッタがそれぞれ接続されており、コレクタ側には
一定の定電流源56が、エミッタ側には第２の定電流源58
が、それぞれ接続されている。また、定電流源56及び58
には、クランプ回路60が接続されている。

トランジスタ52及び54のベースには、それぞれ抵抗62
及び64を介してトランジスタ66及び68のエミッタが接続
されている。このトランジスタ66及び68のエミッタに
は、定電流源70及び72がそれぞれ接続されている。

トランジスタ66及び68のベースは、それぞれ全波整流
回路の入力端となっており、トランジスタ52及び54のエ
ミッタは、それぞれ出力端となっている。

第４図には、第３図に示される全波整流回路の動作が
示されている。

第３図に示される全波整流回路に、第４図（Ａ）及び
（Ｂ）に示されるような差動入力118及び120があったも
のとする。すると、差動入力118及び120は、それぞれト
ランジスタ66及び68を介してトランジスタ52及び54のベ
ースに入力される。トランジスタ52及び54のエミッタか
らの出力は、第４図（Ｃ）において破線で示される波形
122のようになる。すなわち、全波整流波形となる。

この波形122が、例えばコンデンサ47または48に供給
され平滑されると、第４図（Ｃ）に示される波形124の
ような平滑された波形となる。

ここで、第４図（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、
ピークパルス126及び128が差動入力118及び120に重畳し
た場合を考える。すると、これに応じてピークパルス13
0が全波整流波形122に発生する。ここで、第３図に示さ
れる全波整流回路が第１の電流源56及び第２の電流源58
により定電流で駆動されているため、トランジスタ52及
び54のエミッタからの出力に係る全波整流波形122にお
けるピークパルス130は、コンデンサ48による平滑波形1
24にほとんど寄与しない。

従って、第３図に示される全波整流回路によれば、作
動入力118及び120に重畳したピークパルス126及び128の
影響を除去することができる。

このような構成を有する全波整流回路を、第２図にお
ける全波整流回路30、32及び42に用いることにより、第
２図に示されるレベルスライス回路26は、第５図に示さ
れるような動作となる。

例えば、全波整流回路30及び32の入力波形が第５図
（Ａ）に示される正弦波132及びこれと差動する波形で
あると仮定する。この場合、全波整流回路30及び32から
出力される電圧波形134は、第５図（Ｂ）に示されるよ
うに、共に全波整流波形となる。これらのうち、全波整
流回路30の出力は、コンデンサ48により平滑され、第５
図（Ｃ）に示されるように全波整流回路30の入力に係る
波形132の振幅に応じた実効値を有する平滑波形136とな
る。

一方、全波整流回路42の出力は、入力がバイアス電源
に抵抗38及びを40を介して接続されていて定電圧回路に
なっているため第５図（Ｄ）に示されるような直流電圧
138となる。

このような波形136及び138がそれぞれ全波整流回路30
及び42から出力され、抵抗44及び46に供給されると、コ
ンパレータ50のマイナス入力には直流電圧が入力される
ことになる。すなわち、全波整流回路30への差動入力の
振幅に応じて、コンパレータ50のマイナス入力に係る直
流電圧の値が決定されることとなる。また、抵抗44及び
46の値は、この電圧が全波整流回路30及び42の出力電圧
の合計に対して30〜40％程度となるよう設定される。こ
の図においては、抵抗44は、抵抗46の倍の値の抵抗を有
するように設定されている。

一方で、コンパレータ50のプラス入力には、全波整流
回路32から出力される電圧波形134が入力されている。
従って、コンパレータ50における比較の結果出力される
電圧は、第５図（Ｅ）に示されるように、波形134がコ
ンパレータ50のマイナス入力に係る直流電圧を上回る部
分において発生するパルス140となる。

第６図には、このような構成及び動作を有するレベル
スライス回路26を採用している本実施例の動作が、タイ
ミングチャートとして示されている。

第６図においては、フロッピーディスク10から磁気ヘ
ッド12によって読み出され、増幅器14及びローパスフィ
ルタ16を介して微分器18に供給される電圧信号は、例え
ば第６図（Ａ）に示されるような波形142となる。

一方で、この波形142は、本発明の特徴に係るレベル
スライス回路26にも入力される。

レベルスライス回路26は、波形142が差動入力される
と、前述のような動作により波形142の整流・平滑値に
応じてしきい値を決定し、このしきい値と波形142の全
波整流波形（全波整流回路32の出力）を比較する。この
しきい値比較の結果、レベルスライス回路26のコンパレ
ータ50からはパルス信号が出力される。

このパルス信号は、遅延回路28に供給され、所定時間
だけ遅延される。すなわち、遅延回路28は、パルス信号
を遅延させ、第６図（Ｂ）に示されるような信号146を
生成する。この遅延時間Δｔは、微分回路18の位相ずれ
時間に相当する。

一方で、微分回路18による微分波形は、第６図（Ｃ）
に示されるような波形144となる。このような波形144
は、コンパレータ20に入力される。

コンパレータ20には、前述のように遅延回路28から出
力される波形146も供給されている。コンパレータ20
は、波形144がゼロクロスする部分のうち、波形146がＨ
レベルをとる部分のみをゼロクロスとして検出し、第６
図（Ｄ）に示されるような波形148を生成してパルス整
形器24に出力する。

パルス整形器24は、この波形148を微分して第６図
（Ｅ）に示されるような立上り／立下りパルス150を生
成し、これを整形して第６図（Ｆ）に示されるパルス15
2を生成する。

従って、この実施例においては、フロッピーディスク
10の面上における磁化が一定の部分において生じるサド
ルの影響を除去してパルス152を生成することができ
る。すなわち、波形142がピークとなっているときの
み、波形148が反転し得る。また、フロッピーディスク1
0からの読出しに係る電圧信号142の振幅、すなわち出力
振幅が変動した場合にも、レベルスライス回路26の全波
整流回路30の出力により、しきい値が決定されるため、
この出力振幅変動に追従することができる。

また、従来のタイムドメインフィルタを用いた構成に
比べ、長時間継続するサドルに対応することができる。
すなわち、サドルマージンを大きく取ることができる。

更に、同様の理由から、ローパスフィルタ16としてサ
ドルに応じて切り換えを要するフィルタを用いる必要が
なくなる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、フロッピーデ
ィスクの読出しに係る電圧信号の振幅が変動した場合に
も、これに追従することが可能であり、更に長時間継続
するサドルに対してもその影響を排除することが可能で
サドルマージンを大きく取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るフロッピーディスク
装置用読取り回路の構成を示すブロック図、 第２図は、この実施例におけるレベルスライス回路の構
成を示すブロック図、 第３図は、この実施例における全波整流回路の構成を示
す回路図、 第４図は、この実施例における全波整流回路の動作を示
す波形図であって、第４図（Ａ）及び（Ｂ）は作動入力
の波形図、第４図（Ｃ）は整流及び平滑波形図、 第５図は、レベルスライス回路の動作を示す波形図であ
って、第５図（Ａ）は入力波形図、第５図（Ｂ）は全波
整流波形図、第５図（Ｃ）は整流及び平滑波形図、第５
図（Ｄ）は直流電圧図、第５図（Ｅ）はレベルスライス
回路のコンパレータの出力パルス図、 第６図は、本実施例の動作を示すタイミングチャート図
であって、第６図（Ａ）はフロッピーディスクからの読
出しに係る電圧信号の波形図、第６図（Ｂ）は遅延回路
の出力に係る方形波信号波形図、第６図（Ｃ）は微分器
からの出力に係る波形図、第６図（Ｄ）はコンパレータ
の出力波形図、第６図（Ｅ）はコンパレータ出力を微分
した信号の波形図、第６図（Ｆ）はパルス整形器から出
力されるパルスの波形図、 第７図は、従来のフロッピーディスク装置用読取り回路
の構成を示すブロック図、 第８図は、この従来例の動作を示すタイミングチャート
図であって、第８図（Ａ）はフロッピーディスク上での
磁化変化図、第８図（Ｂ）はフロッピーディスクから読
み出された電圧信号の波形図、第８図（Ｃ）はフロッピ
ーディスクから読み出された電圧信号の微分波形図、第
８図（Ｄ）はコンパレータの出力波形図、第８図（Ｅ）
はパルス整形器の出力波形図、 第９図は、タイムドメインフィルタの動作を示すタイミ
ングチャート図であって、第９図（Ａ）は微分器の出力
波形図、第９図（Ｂ）はコンパレータの出力波形図、第
９図（Ｃ）はタイムドメインフィルタの出力波形図であ
る。 10……フロッピーディスク 12……磁気ヘッド 18……微分器 20……コンパレータ 24……パルス波形器 26……レベルスライス回路 28……遅延回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヘッドにより電気信号として読み出さ
   れたフロッピーディスク上の磁気記録情報に応じた電圧
   信号を微分する微分器と、微分された電圧信号のゼロク
   ロスを検出して方形波信号を出力するゼロクロスコンパ
   レータと、この方形波信号を整形してパルス信号を出力
   するパルス整形器と、を有するフロッピーディスク装置
   用読取り回路において、 磁気ヘッドから出力されかつバイアス電流によりバイア
   スされた電圧信号を全波整流する第１及び第２全波整流
   回路、第１全波整流回路の出力を平滑してしきい値を決
   定する平滑回路、バイアス電源の出力を全波整流する第
   ３全波整流回路、平滑回路の出力と第３全波整流回路の
   出力を加重加算する加算回路、及び加算回路の出力を第
   ２全波整流回路の出力と比較するコンパレータを有し、
   比較の結果に基づきパルス信号を出力する可変レベルス
   ライス回路と、 可変レベルスライス回路からのパルス信号を微分器の位
   相ずれ時間に応じて遅延させ、このパルス信号によりゼ
   ロクロスコンパレータの動作を継続させる遅延回路と、 を含むことを特徴とするフロッピーディスク装置用読取
   り回路。