JP2559972B2 - 磁気抵抗ヘッド出力の適応性デジタル線形化方法及び装置 - Google Patents
磁気抵抗ヘッド出力の適応性デジタル線形化方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、出力信号の
非対称及び歪みを低減するための方法及びシステムに関
し、特に、磁気抵抗センサからの出力信号の非対称性及
び歪みを低減するための方法及びシステムに関するもの
である。更に特定すれば、本発明は、ディスク駆動シス
テムの磁気抵抗センサの出力を線形化するための方法及
びシステムに関するものである。
非対称及び歪みを低減するための方法及びシステムに関
し、特に、磁気抵抗センサからの出力信号の非対称性及
び歪みを低減するための方法及びシステムに関するもの
である。更に特定すれば、本発明は、ディスク駆動シス
テムの磁気抵抗センサの出力を線形化するための方法及
びシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁場の存在によって引き起こされる抵抗
率の変化に応答する磁気抵抗（ＭＲ）センサは、磁気デ
ィスク駆動装置のヘッドにおける読み取り変換器として
増々広く用いられている。これは主に、こうしたセンサ
の抵抗の変化がディスク速度と独立しており、磁束にの
み依存するためである。ＭＲヘッドは、入力磁束の関数
である抵抗率を有する磁気抵抗センサである。入力磁束
が増加するにつれ、ＭＲヘッドにおける抵抗は減少す
る。その結果得られるＭＲヘッドの抵抗率のＭＲ抵抗曲
線は極めて非線形である。この曲線が非線形性を含むが
故に、この非線形性を補償しなければ、ＭＲヘッドに取
り付けられている記録チャンネルも歪みを含むことにな
る。
率の変化に応答する磁気抵抗（ＭＲ）センサは、磁気デ
ィスク駆動装置のヘッドにおける読み取り変換器として
増々広く用いられている。これは主に、こうしたセンサ
の抵抗の変化がディスク速度と独立しており、磁束にの
み依存するためである。ＭＲヘッドは、入力磁束の関数
である抵抗率を有する磁気抵抗センサである。入力磁束
が増加するにつれ、ＭＲヘッドにおける抵抗は減少す
る。その結果得られるＭＲヘッドの抵抗率のＭＲ抵抗曲
線は極めて非線形である。この曲線が非線形性を含むが
故に、この非線形性を補償しなければ、ＭＲヘッドに取
り付けられている記録チャンネルも歪みを含むことにな
る。
【０００３】ＭＲヘッドからの出力信号を線形化する１
つの方法は、非線形性を補償するアナログ回路を利用す
ることである。例えば、米国特許第４、７０６、１３８
号の第４図は、ＭＲセンサの抵抗の変動に対する感度を
低下させるためのアナログ回路を開示している。
つの方法は、非線形性を補償するアナログ回路を利用す
ることである。例えば、米国特許第４、７０６、１３８
号の第４図は、ＭＲセンサの抵抗の変動に対する感度を
低下させるためのアナログ回路を開示している。
【０００４】アナログ的な補償方法によれば、ＭＲヘッ
ドのＭＲ抵抗曲線の最も線形な部分の中央の動作点が、
通常選択される動作点である。この動作点をアナログ回
路に設定し、この動作点前後の限られた範囲に対して出
力を線形化する。この方法に関わる１つの問題は、アナ
ログ回路の構成要素の値が時と共にドリフトすることで
ある。その結果、時間が経過するにつれ、アナログ回路
は正確に出力を線形化できなくなる。加えて、特定のＭ
ＲヘッドのＭＲ抵抗率曲線も時間と共に変化する。した
がって、ＭＲヘッドの時間的変化に起因する出力、即ち
異なる利得を得ることになる。
ドのＭＲ抵抗曲線の最も線形な部分の中央の動作点が、
通常選択される動作点である。この動作点をアナログ回
路に設定し、この動作点前後の限られた範囲に対して出
力を線形化する。この方法に関わる１つの問題は、アナ
ログ回路の構成要素の値が時と共にドリフトすることで
ある。その結果、時間が経過するにつれ、アナログ回路
は正確に出力を線形化できなくなる。加えて、特定のＭ
ＲヘッドのＭＲ抵抗率曲線も時間と共に変化する。した
がって、ＭＲヘッドの時間的変化に起因する出力、即ち
異なる利得を得ることになる。
【０００５】更に、ディスク駆動装置では、通常は多数
のＭＲヘッドが単一の増幅器に切り換え接続される。目
下のところ、多ＭＲヘッドの特性即ち利得を注意深く調
和させる必要がある。種々のＭＲヘッドを調和させる
際、１つのＭＲヘッドから増幅器に送られる信号が小さ
すぎるか大きすぎると、問題が生じる。例えば、信号が
小さすぎると、増幅器は信号強度を十分に増加させるこ
とができず、データ・エラーを招くことになる。加え
て、大きすぎる信号が増幅器に入力されると、これもま
たデータ検索においてエラーの原因となる。その結果、
ディスク駆動装置の全てのＭＲヘッドの利得が互いに可
能な限り近い値を持つように、これらのＭＲヘッドを注
意深く調和させなければならない。したがって、１つの
ＭＲヘッドの特性が他の利用可能なＭＲヘッドと共に利
用するには変動が大きすぎる場合、そのＭＲヘッドを除
去しなければならないことが多い。
のＭＲヘッドが単一の増幅器に切り換え接続される。目
下のところ、多ＭＲヘッドの特性即ち利得を注意深く調
和させる必要がある。種々のＭＲヘッドを調和させる
際、１つのＭＲヘッドから増幅器に送られる信号が小さ
すぎるか大きすぎると、問題が生じる。例えば、信号が
小さすぎると、増幅器は信号強度を十分に増加させるこ
とができず、データ・エラーを招くことになる。加え
て、大きすぎる信号が増幅器に入力されると、これもま
たデータ検索においてエラーの原因となる。その結果、
ディスク駆動装置の全てのＭＲヘッドの利得が互いに可
能な限り近い値を持つように、これらのＭＲヘッドを注
意深く調和させなければならない。したがって、１つの
ＭＲヘッドの特性が他の利用可能なＭＲヘッドと共に利
用するには変動が大きすぎる場合、そのＭＲヘッドを除
去しなければならないことが多い。
【０００６】したがって、ＭＲヘッドからの出力を適応
的に線形化し、同時に、経時変化する構成要素やＭＲヘ
ッド自体の特性に付随する問題を除去する方法及びシス
テムを有することが望ましい。
的に線形化し、同時に、経時変化する構成要素やＭＲヘ
ッド自体の特性に付随する問題を除去する方法及びシス
テムを有することが望ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、出力信号における非対称性及び歪みを低減する
方法及びシステムを提供することである。
目的は、出力信号における非対称性及び歪みを低減する
方法及びシステムを提供することである。
【０００８】本発明の別の目的は、磁気抵抗センサから
の出力信号における非対称性及び歪みを低減する方法及
びシステムを提供することである。
の出力信号における非対称性及び歪みを低減する方法及
びシステムを提供することである。
【０００９】本発明の更に別の目的は、ディスク駆動シ
ステムの磁気抵抗センサからの出力を線形化する方法及
びシステムを提供することである。
ステムの磁気抵抗センサからの出力を線形化する方法及
びシステムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】先の目的は、下記のよう
にして達成される。この発明により提供される方法及び
システムは、磁気抵抗センサから出力されるデジタル出
力信号を検出することにより、磁気抵抗センサから出力
されるデジタル出力信号をデジタル的に線形化する段階
を含む。その後、線形化係数をデジタル出力信号に相関
させる。この線形化係数を利用してデジタル出力信号を
変更し、該デジタル出力信号を線形化する。
にして達成される。この発明により提供される方法及び
システムは、磁気抵抗センサから出力されるデジタル出
力信号を検出することにより、磁気抵抗センサから出力
されるデジタル出力信号をデジタル的に線形化する段階
を含む。その後、線形化係数をデジタル出力信号に相関
させる。この線形化係数を利用してデジタル出力信号を
変更し、該デジタル出力信号を線形化する。
【００１１】線形化係数は、磁気抵抗センサに変動磁場
入力を加え、この変動磁場に応答して磁気センサから出
力されるデジタル出力信号を検出することによって決定
され、生成されたデジタル出力信号は変動磁場入力の関
数である。次に、デジタル出力信号から非線形利得定数
を計算することができる。線形係数の各々は選択された
動作点に対応する。
入力を加え、この変動磁場に応答して磁気センサから出
力されるデジタル出力信号を検出することによって決定
され、生成されたデジタル出力信号は変動磁場入力の関
数である。次に、デジタル出力信号から非線形利得定数
を計算することができる。線形係数の各々は選択された
動作点に対応する。
【００１２】
【実施例】本願の発明は、ディスク駆動装置又はダイレ
クト・アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）の公知の機械構成
と共に用いることができる。図１は、ディスク駆動装置
１０の分解図を示している。ここには回転式アクチュエ
ータが示されているが、本発明は線形アクチュエータに
も応用可能である。ディスク駆動装置１０は、ハウジン
グ１２と、組立て後はフレーム１６内に取り付けられる
ハウジング・カバー１４とを備えている。ハウジング１
２のアクチュエータ軸１８には、アクチュエータ・アー
ム組立て体２０が回転可能に取り付けられている。アク
チュエータ・アーム組立て体２０の一端には、Ｅブロッ
ク、即ちアーム２３を有する櫛型構造２２が設けられて
いる。アーム２３の櫛状構造即ちＥブロック構造２２に
は、負荷ばね２４が取り付けられている。各負荷ばねの
端部にはスライダ２６が取り付けられており、これが、
ＭＲ読み取りヘッド及び書き込みヘッドである一対の磁
気要素を担持している。アクチュエータアーム構造体２
０の他端には、負荷ばね２４及びスライダ２６に対向し
てボイス・コイル２８が設けられている。
クト・アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）の公知の機械構成
と共に用いることができる。図１は、ディスク駆動装置
１０の分解図を示している。ここには回転式アクチュエ
ータが示されているが、本発明は線形アクチュエータに
も応用可能である。ディスク駆動装置１０は、ハウジン
グ１２と、組立て後はフレーム１６内に取り付けられる
ハウジング・カバー１４とを備えている。ハウジング１
２のアクチュエータ軸１８には、アクチュエータ・アー
ム組立て体２０が回転可能に取り付けられている。アク
チュエータ・アーム組立て体２０の一端には、Ｅブロッ
ク、即ちアーム２３を有する櫛型構造２２が設けられて
いる。アーム２３の櫛状構造即ちＥブロック構造２２に
は、負荷ばね２４が取り付けられている。各負荷ばねの
端部にはスライダ２６が取り付けられており、これが、
ＭＲ読み取りヘッド及び書き込みヘッドである一対の磁
気要素を担持している。アクチュエータアーム構造体２
０の他端には、負荷ばね２４及びスライダ２６に対向し
てボイス・コイル２８が設けられている。
【００１３】ハウジング内に一対の磁石が取り付けられ
ている。磁石３０とボイス・コイル２８とは、ボイス・
コイル・モータの主要な部品であり、アクチュエータ組
立て体に力を加えてアクチュエータ軸１８の周りに回転
させる。ハウジング１２内にはスピンドル軸３２も取り
付けられている。スピンドル軸３２には多数のディスク
３４が回転可能に取り付けられており、図１では、８枚
のディスクがスピンドル軸３２に取り付けられている。
図１に示すように、ディスク３４は離間した関係でスピ
ンドル軸３２に取り付けられている。ディスク３４を内
部モータ（図示せず）を利用して回転させる。
ている。磁石３０とボイス・コイル２８とは、ボイス・
コイル・モータの主要な部品であり、アクチュエータ組
立て体に力を加えてアクチュエータ軸１８の周りに回転
させる。ハウジング１２内にはスピンドル軸３２も取り
付けられている。スピンドル軸３２には多数のディスク
３４が回転可能に取り付けられており、図１では、８枚
のディスクがスピンドル軸３２に取り付けられている。
図１に示すように、ディスク３４は離間した関係でスピ
ンドル軸３２に取り付けられている。ディスク３４を内
部モータ（図示せず）を利用して回転させる。
【００１４】ディスク上に記録された磁場Ｈ（ｔ）に対
するＭＲヘッドの抵抗応答Ｒ（Ｈ）は
するＭＲヘッドの抵抗応答Ｒ（Ｈ）は
【数１】 で表すことができる。ここで、Ｒ0はＭＲヘッドの正規
化抵抗であり、Ｈ0はＭＲヘッドの正規化磁場である。
化抵抗であり、Ｈ0はＭＲヘッドの正規化磁場である。
【００１５】Ｒ0とＨ0は使用される特定のＭＲヘッドの
関数であり、製造プロセスの変動に左右される。
関数であり、製造プロセスの変動に左右される。
【００１６】本発明の実施例において説明される特定の
ＭＲセンサは、ディスク駆動システムで用いるためのＭ
Ｒヘッドと呼ばれるが、別のシステムにおける別の形式
のＭＲセンサを本発明の実施例にしたがって用いること
もできる。例えば、本発明の代りの実施例では、ディス
ク駆動装置の代りに、バブル・メモリのためのセンサと
してＭＲセンサを備えてもよい。
ＭＲセンサは、ディスク駆動システムで用いるためのＭ
Ｒヘッドと呼ばれるが、別のシステムにおける別の形式
のＭＲセンサを本発明の実施例にしたがって用いること
もできる。例えば、本発明の代りの実施例では、ディス
ク駆動装置の代りに、バブル・メモリのためのセンサと
してＭＲセンサを備えてもよい。
【００１７】次に、図２は、典型的な正規化されたＭＲ
ヘッド抵抗応答のグラフ表示である。この応答は、磁気
飽和効果のために、理想的な二次応答からは逸脱してい
る。この効果は、図２に示したローレンツ形の曲線を生
じる。
ヘッド抵抗応答のグラフ表示である。この応答は、磁気
飽和効果のために、理想的な二次応答からは逸脱してい
る。この効果は、図２に示したローレンツ形の曲線を生
じる。
【００１８】一定のバイアス電流をＭＲヘッドに供給
し、磁場とバイアス磁場とを加えた一定の磁場（ａ ｃ
ｏｎｓｔａｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｌｕｓ ｂｉａ
ｓ ｆｉｅｌｄ）Ｈ＝−Ｈ1を発生することによって、
ＭＲヘッド曲線上の動作点が求まる。動作点は、ＭＲヘ
ッド抵抗曲線の最も線形性の良い部分の中央に位置して
いる。Ｒ（Ｈ／Ｈ0）は座標［（Ｈ1／Ｈ0）、Ｒ（−Ｈ1
／Ｈ0）］によって指定され、図２ではＭＲヘッド抵抗
曲線上の点５０によって示されている。
し、磁場とバイアス磁場とを加えた一定の磁場（ａ ｃ
ｏｎｓｔａｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｌｕｓ ｂｉａ
ｓ ｆｉｅｌｄ）Ｈ＝−Ｈ1を発生することによって、
ＭＲヘッド曲線上の動作点が求まる。動作点は、ＭＲヘ
ッド抵抗曲線の最も線形性の良い部分の中央に位置して
いる。Ｒ（Ｈ／Ｈ0）は座標［（Ｈ1／Ｈ0）、Ｒ（−Ｈ1
／Ｈ0）］によって指定され、図２ではＭＲヘッド抵抗
曲線上の点５０によって示されている。
【００１９】アナログ補償方法では、逆抵抗関数Ｒ
-1（Ｈ／Ｈ0）を利用する。例えば、連続的な磁場強度
Ｈ（ｔ）に対して式１を解くと、
-1（Ｈ／Ｈ0）を利用する。例えば、連続的な磁場強度
Ｈ（ｔ）に対して式１を解くと、
【数２】 が求まる。ここで、ｔは連続的な時間である。
【００２０】次に、図３は、公知の典型的な線形化され
た記録チャンネルを示している。軸１０１の周りを角速
度ω（ラディアン／秒）で回転するディスク１００上の
磁気情報によって、出力電圧信号ｖ（ｔ）はＭＲヘッド
１０４から増幅器１０６へ伝えられる。増幅器１０６
は、アーム・エレクトロニクス（ＡＥ）のプリアンプ・
モデュールとすることができる。増幅器１０６は利得Ａ
で出力電圧信号ｖ（ｔ）１０２を増幅し、増幅信号ｅ
（ｔ）１０８を生成する。増幅信号ｅ（ｔ）１０８はサ
ンプラ１２によってデジタル信号ｅ（ｍ）１１０に変換
される。その後、デジタル信号ｅ（ｍ）１１０は線形化
器１１４によって線形化され、線形化された信号ｙ
（ｍ）１１５が生成される。
た記録チャンネルを示している。軸１０１の周りを角速
度ω（ラディアン／秒）で回転するディスク１００上の
磁気情報によって、出力電圧信号ｖ（ｔ）はＭＲヘッド
１０４から増幅器１０６へ伝えられる。増幅器１０６
は、アーム・エレクトロニクス（ＡＥ）のプリアンプ・
モデュールとすることができる。増幅器１０６は利得Ａ
で出力電圧信号ｖ（ｔ）１０２を増幅し、増幅信号ｅ
（ｔ）１０８を生成する。増幅信号ｅ（ｔ）１０８はサ
ンプラ１２によってデジタル信号ｅ（ｍ）１１０に変換
される。その後、デジタル信号ｅ（ｍ）１１０は線形化
器１１４によって線形化され、線形化された信号ｙ
（ｍ）１１５が生成される。
【００２１】次に、加算器１１６において、オフセット
Ｙ0（Ｈ1／Ｈ0）が線形化された信号ｙ（ｍ）１１５か
ら除去され、信号Δｙ（ｎ）１１８が生成される。この
信号はパーシャル・レスポンス・デジタル・フィルタ
（ＰＲＤＦ）を通過し、データ処理システムにおいて利
用される出力信号を形成する。このオフセットは次に、
線形化された信号１１５からＤＣ項を除去するのに利用
される。このＤＣ項は、バイアス電流によるＭＲヘッド
での電圧降下に起因する不要成分である。ＰＲＤＦは、
等化デジタル・フィルタであり、磁気記録チャンネルの
一部である。
Ｙ0（Ｈ1／Ｈ0）が線形化された信号ｙ（ｍ）１１５か
ら除去され、信号Δｙ（ｎ）１１８が生成される。この
信号はパーシャル・レスポンス・デジタル・フィルタ
（ＰＲＤＦ）を通過し、データ処理システムにおいて利
用される出力信号を形成する。このオフセットは次に、
線形化された信号１１５からＤＣ項を除去するのに利用
される。このＤＣ項は、バイアス電流によるＭＲヘッド
での電圧降下に起因する不要成分である。ＰＲＤＦは、
等化デジタル・フィルタであり、磁気記録チャンネルの
一部である。
【００２２】更に図３を参照すると、ＭＲヘッド１０４
からの出力電圧信号ｖ（ｔ）１０２は、ディスク面から
供給される磁場が全くない場合にはＶ0で表され、ＭＲ
ヘッド抵抗とバイアス電流との積に等しい。電圧Ｖ0は
増幅器１０６によって利得Ａで増幅される。サンプラ１
１２は、この増幅器出力即ち増幅信号ｅ（ｔ）１０８を
一定の時間間隔Ｔでサンプリングし、その結果として得
られたサンプル出力ｅ（ｍＴ）をデジタル信号ｅ（ｍ）
１１０に変換する。この場合、ｍはサンプリング・イン
デックスとして利用され、正の整数である。
からの出力電圧信号ｖ（ｔ）１０２は、ディスク面から
供給される磁場が全くない場合にはＶ0で表され、ＭＲ
ヘッド抵抗とバイアス電流との積に等しい。電圧Ｖ0は
増幅器１０６によって利得Ａで増幅される。サンプラ１
１２は、この増幅器出力即ち増幅信号ｅ（ｔ）１０８を
一定の時間間隔Ｔでサンプリングし、その結果として得
られたサンプル出力ｅ（ｍＴ）をデジタル信号ｅ（ｍ）
１１０に変換する。この場合、ｍはサンプリング・イン
デックスとして利用され、正の整数である。
【００２３】デジタル信号ｅ（ｍ）１１０は線形化器１
０６を通る。線形化器１０６は線形化アルゴリズムを実
施し、その出力はｅ（ｍ）の非線形関数であり、ｙ
（ｍ）で示される。数学的には、このアルゴリズムは
０６を通る。線形化器１０６は線形化アルゴリズムを実
施し、その出力はｅ（ｍ）の非線形関数であり、ｙ
（ｍ）で示される。数学的には、このアルゴリズムは
【数３】 によって表される。ここで、ｙ0は線形化器出力ｙ
（ｍ）とＥ0とＡＶ0とに対する正規化係数である。式３
の２番目の式で用いられている記号「ｇ」は、線形化器
の非線形関数性を示している。
（ｍ）とＥ0とＡＶ0とに対する正規化係数である。式３
の２番目の式で用いられている記号「ｇ」は、線形化器
の非線形関数性を示している。
【００２４】ｅ（ｍ）に対する式は
【数４】 から見出すことができる。ここでＨ（ｍ）は式２におけ
る連続的な磁場強度Ｈ（ｔ）のサンプリングされたもの
として考えることができる。Ｈ（ｔ）は
る連続的な磁場強度Ｈ（ｔ）のサンプリングされたもの
として考えることができる。Ｈ（ｔ）は
【数５】 で表すことができる。なお、ΔＨ（ｔ）はディスクから
の記録信号であり、Ｈ1はバイアス電流によって与えら
れるバイアス磁場である。式５をサンプリングしデジタ
ル化した式は
の記録信号であり、Ｈ1はバイアス電流によって与えら
れるバイアス磁場である。式５をサンプリングしデジタ
ル化した式は
【数６】 で表すことができる。式４を式３に代入することによっ
て、
て、
【数７】 が求まる。
【００２５】式７は、式３によって記述されたアルゴリ
ズムが、サンプリングされたＭＲヘッドの磁場Ｈ（Ｍ）
を線形化していることを示している。式６を式７に代入
すると、
ズムが、サンプリングされたＭＲヘッドの磁場Ｈ（Ｍ）
を線形化していることを示している。式６を式７に代入
すると、
【数８】 が与えられる。
【００２６】線形化を行なった後、バイアス電流によっ
て発生されたオフセット（Ｙ0）（Ｈ1／Ｈ0）を除去し
て発生されたオフセット（Ｙ0）（Ｈ1／Ｈ0）を除去し
【数９】 を得る。式９は、線形化器の微分出力Δｙ（ｍ）とディ
スク上の記録信号ΔＨ（ｍ）を運ぶ情報との間の直接の
線形関係を示している。このアルゴリズムの効果は図４
に示されており、そこには動作点５０の前後の正規化さ
れた磁束が描かれている。
スク上の記録信号ΔＨ（ｍ）を運ぶ情報との間の直接の
線形関係を示している。このアルゴリズムの効果は図４
に示されており、そこには動作点５０の前後の正規化さ
れた磁束が描かれている。
【００２７】本発明の実施例によれば、多数の動作点
を、特定のＭＲヘッドに対して線形化することができ
る。Ｒ（Ｈ）に対する閉じた形の関数は、アナログの場
合に前記したような出力信号を線形化するためのバイア
スとしては利用されない。式１で与えられる、ＭＲヘッ
ドの抵抗に対する閉じた形の式Ｒ（Ｈ（ｔ）／Ｈ）を仮
定する代りに、デジタル化された増幅器出力ｅ（ｍ）を
利用することにより、Ｒ（Ｈ（ｔ）／Ｈ）が間接的に測
定される。ｅ（ｍ）は式４から解るようにＨ（ｍ）の関
数である。これらの測定は増分的にバイアス磁場Ｈを変
化させ、各ＭＲヘッドに対するｅ（ｍ）を記憶すること
により、消去された又は用いられていないディスクの部
分即ちΔＨ（ｍ）＝０から得ることができる。この場
合、式６がＨ（ｍ）＝−Ｈ1（即ち、増分固定値）を与
え、式４から
を、特定のＭＲヘッドに対して線形化することができ
る。Ｒ（Ｈ）に対する閉じた形の関数は、アナログの場
合に前記したような出力信号を線形化するためのバイア
スとしては利用されない。式１で与えられる、ＭＲヘッ
ドの抵抗に対する閉じた形の式Ｒ（Ｈ（ｔ）／Ｈ）を仮
定する代りに、デジタル化された増幅器出力ｅ（ｍ）を
利用することにより、Ｒ（Ｈ（ｔ）／Ｈ）が間接的に測
定される。ｅ（ｍ）は式４から解るようにＨ（ｍ）の関
数である。これらの測定は増分的にバイアス磁場Ｈを変
化させ、各ＭＲヘッドに対するｅ（ｍ）を記憶すること
により、消去された又は用いられていないディスクの部
分即ちΔＨ（ｍ）＝０から得ることができる。この場
合、式６がＨ（ｍ）＝−Ｈ1（即ち、増分固定値）を与
え、式４から
【数１０】 が求まる。
【００２８】Ｈ1の各増分に対して、ｅ（−Ｈ1／Ｈ0）
の若干の値を収集し、平均を取り、本発明の実施例によ
るＭＲヘッドに対するノイズの影響を最少化することが
できる。通常、各ディスク面には１つ以上のＭＲヘッド
が存在し、典型的なディスク駆動装置では４枚以上のデ
ィスクが通常は利用される。この測定は、ディスク駆動
装置内の個々のＭＲヘッド各々に対して行なうことがで
きる。
の若干の値を収集し、平均を取り、本発明の実施例によ
るＭＲヘッドに対するノイズの影響を最少化することが
できる。通常、各ディスク面には１つ以上のＭＲヘッド
が存在し、典型的なディスク駆動装置では４枚以上のデ
ィスクが通常は利用される。この測定は、ディスク駆動
装置内の個々のＭＲヘッド各々に対して行なうことがで
きる。
【００２９】次に、添え字「ｉ」を、個々のＭＲヘッド
を指定するための整数として利用する。これらの増分的
測定の結果は、下記の表１に示すような、線形化のため
の暫定的な（更新可能な）ルックアップ・テーブルに記
憶される。
を指定するための整数として利用する。これらの増分的
測定の結果は、下記の表１に示すような、線形化のため
の暫定的な（更新可能な）ルックアップ・テーブルに記
憶される。
【００３０】
【表１】
【表２】 図５は、本発明の実施例によるルックアップ・テーブル
を利用した記録チャンネルにおけるＭＲヘッド出力を適
応的にデジタル線形化するためのシステムを示してい
る。ＭＲヘッド２００は、ディスク２０４上のデータに
応答して電気信号ｖ（ｔ）２０２を生成する。電気信号
２０２は利得係数Ａを有する増幅器２０６によって増幅
され、増幅された信号ｅi（ｔ）２０８が生成される。
増幅された信号ｅi（ｔ）２０８は、サンプラ２１２に
よってデジタル信号ｅi（ｍ）２１０に変換される。ｉ
番目のヘッドからのサンプリングされた値ｅi（ｍ）＝
ｅi（Ｈ（ｍ）／Ｈ0）は表２と比較され、Ｋi（Ｈ
（ｍ）／Ｈ0）の値を、表２を組み込んだルックアップ
・テーブル２１４における補間によって決定する。この
Ｋi（Ｈ（ｍ）／Ｈ0）の値は乗算器２１６でｅi（Ｈ
（ｍ）／Ｈ0）と乗算され、ｆi（ｍ）２１８の線形化さ
れた値が生成される。アナログ手法による場合と同様
に、ＤＣ項が加算器２２２においてオフセット２２０に
よって除去されてから、信号はＰＲＤＦ２２４に供給さ
れる。
を利用した記録チャンネルにおけるＭＲヘッド出力を適
応的にデジタル線形化するためのシステムを示してい
る。ＭＲヘッド２００は、ディスク２０４上のデータに
応答して電気信号ｖ（ｔ）２０２を生成する。電気信号
２０２は利得係数Ａを有する増幅器２０６によって増幅
され、増幅された信号ｅi（ｔ）２０８が生成される。
増幅された信号ｅi（ｔ）２０８は、サンプラ２１２に
よってデジタル信号ｅi（ｍ）２１０に変換される。ｉ
番目のヘッドからのサンプリングされた値ｅi（ｍ）＝
ｅi（Ｈ（ｍ）／Ｈ0）は表２と比較され、Ｋi（Ｈ
（ｍ）／Ｈ0）の値を、表２を組み込んだルックアップ
・テーブル２１４における補間によって決定する。この
Ｋi（Ｈ（ｍ）／Ｈ0）の値は乗算器２１６でｅi（Ｈ
（ｍ）／Ｈ0）と乗算され、ｆi（ｍ）２１８の線形化さ
れた値が生成される。アナログ手法による場合と同様
に、ＤＣ項が加算器２２２においてオフセット２２０に
よって除去されてから、信号はＰＲＤＦ２２４に供給さ
れる。
【００３１】次に、図６は、本発明の実施例による、動
作点３００の前後における線形化利得係数Ｋを示すグラ
フを示している。曲線３０２は、ＭＲヘッドに対する正
規化されたＭＲヘッドの抵抗率を表し、線３０４は、曲
線３０２に接する及び接しない種々の線を示している。
作点３００の前後における線形化利得係数Ｋを示すグラ
フを示している。曲線３０２は、ＭＲヘッドに対する正
規化されたＭＲヘッドの抵抗率を表し、線３０４は、曲
線３０２に接する及び接しない種々の線を示している。
【００３２】本発明の１つの利点は、線形化がテーブル
の参照によって、又は、ＭＲヘッド毎に最適化されたＭ
Ｒ関数の一般化された数学的表現によって達成されるの
で、ＭＲの非線形性の数学的近似に関する仮定を何等行
なう必要がないということである。
の参照によって、又は、ＭＲヘッド毎に最適化されたＭ
Ｒ関数の一般化された数学的表現によって達成されるの
で、ＭＲの非線形性の数学的近似に関する仮定を何等行
なう必要がないということである。
【００３３】本発明の別の利点は、デジタル線形化のた
めの線形化係数を決定するために利用されるＭＲヘッド
の測定を、ＭＲヘッドの製造中に行なうことができ、前
記のように記憶して線形化器で用いることができるとい
うことである。加えて、これらの測定は、ＭＲヘッドの
経時変化を考慮して、製造後に行なうこともできる。換
言すると、本発明の適応的な特徴は、必要な線形化の変
化の監視及び補正を考慮している。例えば、エレクトロ
ミグレーション、外部磁場、摩耗及び物理的衝撃等によ
るＭＲ応答の変化は、本発明の実施例にしたがって補償
することができる。
めの線形化係数を決定するために利用されるＭＲヘッド
の測定を、ＭＲヘッドの製造中に行なうことができ、前
記のように記憶して線形化器で用いることができるとい
うことである。加えて、これらの測定は、ＭＲヘッドの
経時変化を考慮して、製造後に行なうこともできる。換
言すると、本発明の適応的な特徴は、必要な線形化の変
化の監視及び補正を考慮している。例えば、エレクトロ
ミグレーション、外部磁場、摩耗及び物理的衝撃等によ
るＭＲ応答の変化は、本発明の実施例にしたがって補償
することができる。
【００３４】本発明の実施例によれば、変動する特性を
有し且つディスク駆動装置のようなシステムでデータの
検索に利用される多数のＭＲセンサを、記録チャンネル
から得られる信号が同じになるように調整することがで
きる。言い替えれば、全てのＭＲヘッドの利得を等しく
することができるので、どの特定のＭＲヘッドを利用し
てデータを検索しているかを出力信号の分析によって外
部から識別することを不可能にする。
有し且つディスク駆動装置のようなシステムでデータの
検索に利用される多数のＭＲセンサを、記録チャンネル
から得られる信号が同じになるように調整することがで
きる。言い替えれば、全てのＭＲヘッドの利得を等しく
することができるので、どの特定のＭＲヘッドを利用し
てデータを検索しているかを出力信号の分析によって外
部から識別することを不可能にする。
【００３５】ディスク駆動装置のＭＲヘッドを調和させ
ることに加えて、本発明は、ＭＲヘッドを利用する特定
のディスクに対し、そのＭＲヘッドを調和させる能力を
提供する。この能力が重要なのは、ディスク上の磁気コ
ーティングがディスク毎に品質を異にするからである。
信号の振幅は、コーティングに関連する若干のパラメー
タに比例する。例えば、あるパラメータはディスク材料
層の磁気腐食性を含んでいる。この腐食性はディスク毎
に異なり、異なる信号利得を生じさせる。このように、
ディスク駆動装置によっては、良好なディスク面と低劣
なＭＲヘッドを、或は、低劣なディスク面と良好なＭＲ
ヘッドを含む。本発明の実施例によれば、ディスク駆動
装置からの信号は、ＭＲヘッドの特性又はディスクの特
性とは無関係に、利得が常に同じになるように設定され
る。
ることに加えて、本発明は、ＭＲヘッドを利用する特定
のディスクに対し、そのＭＲヘッドを調和させる能力を
提供する。この能力が重要なのは、ディスク上の磁気コ
ーティングがディスク毎に品質を異にするからである。
信号の振幅は、コーティングに関連する若干のパラメー
タに比例する。例えば、あるパラメータはディスク材料
層の磁気腐食性を含んでいる。この腐食性はディスク毎
に異なり、異なる信号利得を生じさせる。このように、
ディスク駆動装置によっては、良好なディスク面と低劣
なＭＲヘッドを、或は、低劣なディスク面と良好なＭＲ
ヘッドを含む。本発明の実施例によれば、ディスク駆動
装置からの信号は、ＭＲヘッドの特性又はディスクの特
性とは無関係に、利得が常に同じになるように設定され
る。
【００３６】更に、「特定の線形化線」がバイアス動作
点に接する必要はない。実際、線の位置及び傾斜は、本
発明の実施例によれば、ヘッド毎に個別に位置決めする
ことができる。
点に接する必要はない。実際、線の位置及び傾斜は、本
発明の実施例によれば、ヘッド毎に個別に位置決めする
ことができる。
【００３７】次に、ＭＲヘッドの不安定性に関しては、
観察が示すところによれば、この不安定性は、ＭＲヘッ
ドにバイアスを与えるのに利用される小さなバイアス電
流によって悪化される。一方、バイアス電流を大きくす
れば、不安定性を低減することができるが、大きいバイ
アス電流が原因で生じる非線形を増加させることにな
る。本発明の実施例による適応性デジタル線形化方法及
びシステムは、所与のＭＲヘッドに対して、非線形の問
題を起こすことなく不安定性を最少限に抑えるように動
作点を設定することができるので、このようなトレード
オフの必要性をなくすることができる。
観察が示すところによれば、この不安定性は、ＭＲヘッ
ドにバイアスを与えるのに利用される小さなバイアス電
流によって悪化される。一方、バイアス電流を大きくす
れば、不安定性を低減することができるが、大きいバイ
アス電流が原因で生じる非線形を増加させることにな
る。本発明の実施例による適応性デジタル線形化方法及
びシステムは、所与のＭＲヘッドに対して、非線形の問
題を起こすことなく不安定性を最少限に抑えるように動
作点を設定することができるので、このようなトレード
オフの必要性をなくすることができる。
【００３８】また、本発明は、異なる感度又は利得を有
する異なるＭＲヘッドが記録チャンネルへの入力に対し
て同じ感度を示すようにすることができるので、所与の
ＭＲヘッドをその究極の能力で利用することができる。
更に、選択した動作点には無関係に、ＭＲヘッドにおけ
る非対称性を本質的に除去することができる。
する異なるＭＲヘッドが記録チャンネルへの入力に対し
て同じ感度を示すようにすることができるので、所与の
ＭＲヘッドをその究極の能力で利用することができる。
更に、選択した動作点には無関係に、ＭＲヘッドにおけ
る非対称性を本質的に除去することができる。
【００３９】加えて、本発明は、ディスク上のファイル
がいつ故障するかを決定するのに利用することもでき
る。この特徴は、ある期間にわたって本発明の実施例に
したがって構成したテーブルの変化の履歴を調べること
によって達成することができる。このようにして、故障
する可能性があると思われるディスクの領域からデータ
を移動させることができる。
がいつ故障するかを決定するのに利用することもでき
る。この特徴は、ある期間にわたって本発明の実施例に
したがって構成したテーブルの変化の履歴を調べること
によって達成することができる。このようにして、故障
する可能性があると思われるディスクの領域からデータ
を移動させることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上、この発明を若干の実施例を参照し
て詳述したところから明らかなように、この発明は、磁
気抵抗センサからの出力信号の非対称性及び歪みを低減
することができ、更に、ディスク駆動システムの磁気抵
抗センサの出力を線形化することができるという格別の
効果を奏する。
て詳述したところから明らかなように、この発明は、磁
気抵抗センサからの出力信号の非対称性及び歪みを低減
することができ、更に、ディスク駆動システムの磁気抵
抗センサの出力を線形化することができるという格別の
効果を奏する。
【図１】ディスク駆動システムの分解図。
【図２】典型的な正規化されたＭＲヘッド抵抗応答のグ
ラフを示す図。
ラフを示す図。
【図３】従来から公知の典型的な線形化された記録チャ
ンネルを表す図。
ンネルを表す図。
【図４】動作点前後の正規化された磁束のグラフを示す
図。
図。
【図５】本発明の実施例に係る、ルックアップ・テーブ
ルを利用した記録チャンネルにおけるＭＲヘッド出力を
適応的にデジタル線形化するためのシステムを示す図。
ルを利用した記録チャンネルにおけるＭＲヘッド出力を
適応的にデジタル線形化するためのシステムを示す図。
【図６】本発明の実施例に係る、動作点前後の線形化利
得係数Ｋを示すグラフ。
得係数Ｋを示すグラフ。
１０：ディスク駆動装置、 １２：ハウジング、 １
６：フレーム、 ２０：アクチュエータ・アーム組立て
体、 ３４：ディスク、 １０４：ＭＲヘッド、１０
６：線形化器、 １１２：サンプラ、
６：フレーム、 ２０：アクチュエータ・アーム組立て
体、 ３４：ディスク、 １０４：ＭＲヘッド、１０
６：線形化器、 １１２：サンプラ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴードン・ジェームズ・スミス アメリカ合衆国55904、ミネソタ州 ロ チェスター、サウス・イースト、カント リークリーク・コート 5321番地
Claims (8)
- 【請求項１】 磁気抵抗センサによって検出される変動
磁場に起因して前記磁気抵抗センサから出力されるデジ
タル出力信号をデジタル的に線形化するための方法であ
って、 前記磁気抵抗センサから出力される前記デジタル出力信
号を検出する段階と、 前記デジタル出力信号の検出に応答して、前記デジタル
出力信号に複数の線形化係数の１つを相関させる段階
と、 前記デジタル出力信号を前記複数の線形化係数の前記１
つによって変更し、前記デジタル出力信号を線形化する
段階と、を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、前記複数
の線形化係数が、 前記磁気抵抗センサに変動磁場入力を加える段階と、 前記変動磁場入力に応答して、前記磁気抵抗センサから
出力され且つ前記変動磁場入力の関数である前記デジタ
ル出力信号を検出する段階と、 前記デジタル出力信号から、各々が複数の動作点の特定
の１つに対応する複数の線形化係数を決定する段階と、
によって決定されることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 入力磁束に対して非線形応答を有する磁
気抵抗センサから出力される出力信号を線形化するため
のシステムであって、 前記入力磁束に応答して前記磁気抵抗センサから出力さ
れる前記出力信号を検出する手段と、 前記出力信号の検出に応答して、記憶手段に配置された
複数の線形化係数の１つを前記出力信号に相関させる手
段と、 前記複数の線形化係数の前記１つを利用して前記出力信
号を変更し、線形出力信号を生成する手段と、を具備す
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項４】 請求項３記載のシステムであって、前記
複数の線形化係数を決定する手段を更に含み、該手段
が、 前記磁気抵抗センサに変動磁場入力を加える手段と、 前記変動磁場入力に応答して前記磁気抵抗センサから出
力され且つ前記変動磁場入力の関数である前記出力信号
を検出する手段と、 前記出力信号から前記複数の線形化係数を決定する手段
と、を備えることを特徴とするシステム。 - 【請求項５】 入力磁束に対して非線形な応答をする
磁気抵抗センサから出力されるデジタル信号を線形化す
るための線形化装置であって、 前記磁気抵抗センサから出力される前記デジタル信号を
検出する命令手段と、 前記デジタル信号の検出に応答して、記憶手段に配置さ
れた複数の線形化係数の１つを前記デジタル信号に相関
させる命令手段と、 前記複数の線形化係数の前記１つを利用して前記デジタ
ル信号を変更し、線形デジタル出力信号を生成する命令
手段と、を具備することを特徴とする線形化装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の線形化装置であって、前
記複数の線形化係数を決定する命令手段を更に含み、該
命令手段が、 前記磁気抵抗センサに変動磁場入力を加える命令手段
と、 前記変動磁場入力に応答して前記磁気抵抗センサから出
力され且つ前記変動磁場入力の関数である前記デジタル
信号を検出する命令手段と、 前記デジタル信号から、各々が複数の動作点の特定の１
つに対応する複数の非線形利得定数を決定する命令手段
と、を備えることを特徴とする線形化装置。 - 【請求項７】 データを記憶するためのディスク駆動装
置であって、 ディスクと、 スライダと、 前記スライダに取り付けられ、前記ディスク上に配置さ
れたデータを読み取る磁気抵抗センサと、 前記磁気抵抗センサに電気的に接続され且つ該磁気抵抗
センサから出力されるデジタル信号を線形化する手段で
あって、前記磁気抵抗センサから出力される前記デジタ
ル信号を検出する手段と、前記デジタル信号の検出に応
答して前記デジタル信号に線形化係数を相関させる手段
と、前記線形化係数を利用して前記デジタル信号を変更
し、線形デジタル信号を生成する手段とを含む手段と、
を具備することを特徴とするディスク駆動装置。 - 【請求項８】 請求項７記載のディスク駆動装置であっ
て、前記複数の線形化係数を決定する手段を更に備え、
該手段が、 前記磁気抵抗センサに変動磁場入力を加える手段と、 前記変動磁場入力に応答して磁気抵抗センサから出力さ
れ且つ前記変動磁場入力の関数である前記デジタル信号
を検出する手段と、 前記デジタル信号から前記複数の非線形利得定数を決定
する手段と、を備えることを特徴とするディスク駆動装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/888,573 US5283521A (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Method and system for adaptive digital linearization of an output signal from a magnetoresistive head |
| US888573 | 1997-07-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0644510A JPH0644510A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2559972B2 true JP2559972B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=25393443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5086288A Expired - Lifetime JP2559972B2 (ja) | 1992-05-26 | 1993-04-13 | 磁気抵抗ヘッド出力の適応性デジタル線形化方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5283521A (ja) |
| JP (1) | JP2559972B2 (ja) |
| KR (1) | KR0138276B1 (ja) |
| CN (1) | CN1028685C (ja) |
| GB (1) | GB2267383B (ja) |
| HK (1) | HK70396A (ja) |
| MY (1) | MY107842A (ja) |
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| JP3648308B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2005-05-18 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 等化器および磁気記録信号再生装置 |
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| US6587292B1 (en) | 1999-04-16 | 2003-07-01 | Infineon Technologies North America Corp. | Magneto-resistive asymmetry compensation loop |
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| JP4090699B2 (ja) | 2001-04-02 | 2008-05-28 | 株式会社日立製作所 | 生体光計測装置 |
| GB2401238B (en) * | 2003-04-28 | 2007-11-14 | Hewlett Packard Development Co | Apparatus and method for use in transferring data from a storage medium |
| US7106533B2 (en) * | 2004-10-15 | 2006-09-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus, system, and method for mitigating signal asymmetry |
| US7872824B1 (en) | 2007-06-11 | 2011-01-18 | Western Digital (Fremont), Llc | Setting an operating bias current for a magnetoresistive head by computing a target operating voltage |
| US7804657B1 (en) | 2007-06-11 | 2010-09-28 | Western Digital Technologies, Inc. | Setting an operating bias current for a magnetoresistive head using ratio of target voltage and measured voltage |
| US7760458B1 (en) | 2008-08-12 | 2010-07-20 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive adjusting head bias during servo synchronization to compensate for over/under sensitivity |
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| AT369605B (de) * | 1981-02-06 | 1983-01-25 | Philips Nv | Wiedergabegeraet |
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