JP2570561B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定磁気ディスク装置
（ＨＤＤ）、フロッピーディスク装置（ＦＤＤ）等のデ
ィスク装置に関する。

【０００２】ディジタルデータの再生においては、ノイ
ズを誤って読み取るとこを防ぐため、及びクロック信号
をともなってデータが記録されている場合にはクロック
パルスとリードパルスとを分離するためにデータウィン
ドウ（window）パルスが使用される。データウィンドウ
パルスはリードパルスをＰＬＬ回路に通すことによって
形成される。ウィンドウパルスは周期性を有して発生
し、このウィンドウパルスの発生期間内のリードパルス
が有効なリードパルスとして抽出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来はウィ
ンドウパルスの中心をリードパルスの中心に一致させる
ように両者の時間上の位置関係を設定した。しかし、本
件出願人がディスク装置のリードエラーの発生の原因を
追及したところ、ゼロクロス近傍のノイズによるリード
パルスの時間軸のずれのためにリードパルスをウィンド
ウパルスによって抽出できない場合があることが分かっ
た。また、ノイズに基づくリードパルスの時間軸のずれ
はディスクの内周側トラックで大きく、外周側トラット
クでは小さくなり、内周側トラックほどリードエラーの
発生確立が大きいことが判明した。

【０００４】そこで、本発明の目的はノイズに基づくリ
ードエラーの発生確率を低減させることができるディス
ク装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の発明は、データが記録された複数のトラックを同心円
状に有する記録媒体ディスクの回転手段と、前記ディス
クから前記データを再生するための信号変換ヘッドと、
前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動するヘッド
移動手段と、前記ヘッドに接続され、ローパスフィルタ
を含んでいる増幅回路と、前記増幅回路に接続された微
分回路と、前記微分回路から得られた微分波形の一方の
側のピークと他方の側のピークとの中間に設定された参
照レベルを前記微分波形が横切る時点でリードパルスを
発生させるために前記微分回路に接続されたリードパル
ス形成回路と、前記リードパルス形成回路から得られた
リードパルスに基づいてデータウィンドウパルスを発生
するデータウィンドウパルス発生手段と、前記リードパ
ルス形成回路から得られたリードパルス又はこれを遅延
したリードパルスと前記データウィンドウパルスとの時
間軸上における一致に基づいてリードパルスを抽出する
リードパルス抽出回路とを備えたディスク装置におい
て、時間軸上においてリードパルスの中心がウィンドウ
パルスの中心よりも遅れた位置になるようにリードパル
スとウィンドウパルスの相対的位置関係を設定するため
の手段が設けられているディスク装置に係わるものであ
る。なお、請求項２に示すように内周側トラックと外周
側トラックとで遅延時間に差を持たせることが望まし
い。

【０００６】

【発明の作用及び効果】高周波ノイズを除去し、低域の
必要な信号成分のみを通過させるローパスフィルタを設
け、ヘッドから得られた再生波形をこのローパスフィル
タを通すと、波形歪みが生じ、この歪みを有する再生波
形をピーク検出のために微分した場合、この波形の一方
のピークと他方のピークとの中間レベル（交流ゼロレベ
ル）近傍が非直線になり、ゼロクロス点よりも進み位相
側（波形図で左側）における傾きがゼロクロス点よりも
遅れ位相側（波形図で右側）における傾きに比べてゆる
やかになることが判った。この結果、ノイズによる波形
歪みが生じた場合にはゼロクロス点の進み位相側（左
側）へのずれが遅れ位相側（右側）へのずれよりも大き
くなった。ノイズによるゼロクロス点のずれと別の理由
によるずれとの和がウィンドウパルスをはみ出すまで大
きくなると、リードパルスの抽出が不可能になり、リー
ドエラーが生じる。本発明においては、ノイズによるリ
ードパルスのずれによるウィンドウマ−ジンの非対称性
を解消するようにリードパルスとウィンドウパルスの相
互時間関係を調整するので、ノイズに基づくリードエラ
ーの発生確率が少なくなる。また、請求項２に示すよう
に内周側トラックと外周側トラックに対応させて調整量
を変えると、全領域においてリードパルスの抽出を良好
に行うことが可能になる。

【０００７】

【実施例】次に、図１〜図６を参照して本発明の実施例
に係わる固定磁気ディスク装置を説明する。図１におい
て、記録媒体磁気ディスク１は着脱不能にディスクモー
タ２に結合されている。モータ２はディスク１を高速且
つ定速回転させる。信号記録再生用の信号変換磁気ヘッ
ド３はコア４とコイル５とから成り、アーム６に支持さ
れている。アーム６の先端のヘッド３をディスク１の半
径方向に移動させて所定トラックに位置決めするために
アーム６はボイスコイルモータから成るヘッド移動装置
７に結合されている。

【０００８】ディスク１は同心円状に多数のトラック
（シリンダ）８を有し、各トラック８には所定のトラッ
クフォーマットに従ってデータが記録されている。１つ
のトラックのフォーマットは多数（この例では４３個）
のセクタ９を含み、各セクタ９は図２に概略的に示すよ
うにＩＤフィールド１０とデータフィールド１１とを含
み、ＩＤフィールド１０にはアドレス信号記録領域１２
とＣＲＣデータ記録領域１３とが設けられている。ま
た、データフィールド１１には主データ（情報）記録領
域１４とＥＣＣデータ（エラーチェック及び訂正デー
タ）記録領域１５とが設けられている。なお、トラック
フォーマット及び主データは周知の１−７符号方式で書
き込まれる。

【０００９】再び図１を説明すると、ヘッド３のコイル
５は差動信号出力手段としての差動増幅回路１６に接続
され且つライト回路１７にも接続されている。ディスク
１とヘッド３との間に相対的走査運動が生じることによ
り、差動増幅回路１６に結合されたリードパルス形成回
路１８は再生波のピークに対応した位置でリードパルス
を出力する。なお、このリードパルスはディスク１上の
磁化反転位置に対応している。

【００１０】リードパルス形成回路１８の出力端子は遅
延回路１９を介してリードパルス抽出回路２０の一方の
入力端子に接続されていると共にデータウィンドウパル
ス発生回路２１に接続されている。データウィンドウパ
ルス発生回路２１は周知のＰＬＬ（フェーズ・ロック・
ループ）回路２２と本発明に従って付加された可変遅延
回路２３とから成る。ＰＬＬ回路２２はリードパルス形
成回路１８から得られたリードパルスを入力として図６
（Ｂ）に示すデータウィンドウパルスを発生する。図６
（Ｂ）のデ−タウィンドウパルスのほぼ中間にリードパ
ルスを位置決めするためにリードパルス形成回路１８の
出力リードパルスは遅延回路１９によって図４（Ａ）の
位置にシフトされる。ＰＬＬ回路２２の出力端子は可変
遅延回路２３を介してデータパルス抽出回路２０の他方
の入力端子に接続されている。

【００１１】リードパルス抽出回路２０は、図６（Ｃ）
のデータウィンドウパルスの発生期間に存在する図６
（Ａ）のリードパルスを論理積回路によって抽出して図
６（Ｄ）に示すように出力する。従って、図６（Ａ）に
おいて破線で示すようなノイズが混入していたとしても
これはリードパルス抽出回路２０で除去され、リードパ
ルスのみが送出される。

【００１２】リードパルス抽出回路２０の出力端子は１
−７符号信号をＮＲＺ信号（リードデータ）に変換する
ための周知の１−７デコーダ２４と、クロック発生器２
５とに接続されている。クロック発生器２５はリードパ
ルスとライン２６で与えられた第１の標準クロックＣＫ
1 とに基づいてデコーダ用クロックを形成してデコーダ
２４に与える。

【００１３】ＥＣＣ回路２７はデコーダ２４と第２の標
準クロックライン２８とに接続され、デコーダ２４から
得られたデータブロックの各リードデータのエラー検出
及びエラー訂正を実行する。このエラー検出及びエラー
訂正は図２のＥＣＣデータ記録領域１５に書き込まれて
いるＥＣＣデータに基づいて実行される。ＥＣＣデータ
に基づくエラーチェック及びエラー訂正は周知であるの
で、詳しい説明を省略する。ＥＣＣ回路２７はエラー訂
正後のリードデータをライン２９に出力する。

【００１４】アドレス検出回路３０は各トラック８のア
ドレスを検出してコントローラ３１に通知する。

【００１５】コントローラ３１はＣＰＵ（マイクロプロ
セッサ）３１ａとメモリ３１ｂとを含んでいる。メモリ
３１ｂは可変遅延回路２３の制御データを格納してい
る。可変遅延回路２３は内周側トラック８ａと外周側ト
ラック８ｂとで異なる遅延を与える。このため、メモリ
３１ｂは内周側トラック８ａと外周側トラック８ｂとに
対応して異なる遅延制御データを格納しており、各遅延
制御データはアドレス検出回路３０の出力に基づいて選
択的に読み出され、ライン３２によって可変遅延回路２
３に送られる。

【００１６】図３は図１の可変遅延回路２３を原理的に
示す。この可変遅延回路２３は入力端子３３と出力端子
３４との間に直列に接続された６個の遅延素子３５ａ〜
３５ｆと、７個のスイッチＳ1 〜Ｓ7 と、制御回路３６
とから成る。制御回路３６はコントローラ３１のメモリ
３１ｂから与えられた制御データをデコードしてスイッ
チＳ1 〜Ｓ7 をオン・オフ制御する。スイッチＳ1 〜Ｓ
7 は遅延素子３５ａ〜３５ｆの動作を制御する。即ち、
各遅延素子３５ａ〜３５ｆの入力端子と出力端子との間
が短絡された時にはデータウィンドウパルスが各遅延素
子３５ａ〜３５ｆをバイパスし、遅延動作が生じない。
図３には図示の都合上６個の遅延素子３５ａ〜３５ｆが
示されているのみであるが、実際には更に多く設ける。

【００１７】次に、増幅回路１６及びリードパルス形成
回路１８の詳細を図４及び図５を参照して説明する。増
幅回路１６はデータの再生波形を通過させるためのロー
パスフィルタ４１と、自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器４
２とから成る。この増幅回路１６に入力する再生波形は
内周側トラック８ａと外周側トラック８ｂとに対応して
図５（Ａ）に示すように得られる。図５（Ａ）の再生波
形がローパスフィルタ４１を通る図５（Ｂ）に示すよう
に波形歪みが生じる。この波形歪みはローパスフィルタ
４１の周波数特性に基づいて生じる。

【００１８】リードパルス形成回路１８は微分回路４３
とゼロクロスコンパレータ４４とモノマルチバイブレー
タから成るリードパルス発生回路４５とから成る。図５
（Ｂ）の波形を微分回路４３に通すと図５（Ｃ）に示す
微分波形が得られる。この微分波形が０ボルトレベルＬ
0 を横切る点（ゼロクロス点）が図５（Ｂ）の波形のピ
ークに対応する。従って、微分波形をゼロクロスコンパ
レータ４４に入力させることによってゼロクロスを検出
すれば再生波形のピーク時点（磁化反転時点）を検出す
ることができる。なお、この実施例では微分波形が直流
バイアス電圧を含まない状態で示されているが、直流バ
イアス電圧を含んでもよい。直流バイアスを含む場合に
は微分波形の一方の側のピークＰ1 と他方の側のピーク
Ｐ2 との中間即ち交流ゼロレベルにコンパレータ４４の
参照レベルを設定する。

【００１９】ところで、図５（Ｃ）の微分波形のゼロク
ロス近傍を拡大すると図５（Ｄ）になる。この図５
（Ｄ）から明らかなように波形は非対称になる。今、ゼ
ロレベルＬ0 を中心にして両側に点線で示すノイズレベ
ル＋ｎ、−ｎのノイズが微分波形と加算又は減算された
とすれば、ｔ1 〜ｔ3 の範囲でゼロレベルＬ0 を横切る
可能性が生じる。即ち、ゼロクロス近傍にノイズを含ま
ない場合には微分波形がｔ2 でゼロレベルＬ0 を横切る
ところを、ノイズのために歪みが生じるとｔ1 〜ｔ3 の
範囲で横切る可能性が生じる。ゼロレベルＬ0 を横切る
時点が変化すれば、図５（Ｅ）に示すリードパルスの発
生位置の変化（ジッター）が生じ、これが大幅になると
ウィンドウパルスによってリードパルスを抽出すること
ができない。

【００２０】図６は図５（Ｄ）に示したｔ1 〜ｔ3 のジ
ッタ−に基づくリードエラーの発生の確率を小さくする
ための動作を説明するものである。図６のｔ3 、ｔ4 、
ｔ5時点は図５（Ｄ）のｔ1 、ｔ2 、ｔ3 時点に対応し
ている。従って、図６（Ａ）のリードパルスはゼロクロ
ス近傍のノイズのために、内周側トラック及び外周側ト
ラックにおいてｔ3 〜ｔ5 の期間Ｔj1、Ｔj2内を移動す
る可能性がある。内周側及び外周側トラックのいずれに
おいても、ｔ3 よりも進み位相側（左側）のｔ3 〜ｔ4
期間がｔ3 よりも遅れ位相側（右側）のｔ4 〜ｔ5 期間
よりも長い。図６（Ｂ）に示す補正前のウィンドウとリ
ードパルスのジッタ−期間Ｔj1、Ｔj2とを比べると、ウ
ィンドウパルスのマージン（余裕）時間が左側と右側で
異なる。即ち、図５（Ｂ）のウィンドウパルスの左側に
おいてはｔ2 〜ｔ3 期間から成る左側マージンＴmaがｔ
5 〜ｔ7 期間から成る右側マージンＴmbよりも短くな
る。左側においてウィンドウパルスのマージンが小さい
ということは、リードパルスの抽出エラーが生じやすい
ことを意味する。

【００２１】そこで、本発明に従って可変遅延回路２３
によってウィンドウパルスの発生位置を図６（Ｃ）に示
すように左側（位相進み側）に時間Ｔd1だけシフトし、
ジッタ−範囲Ｔj1、Ｔj2を基準にした左右のマージンを
同一値Ｔm1、Ｔm2にする。即ち、内周側トラックと外周
側トラックのそれぞれにおいて左側のマージンｔ1 〜ｔ
3 と右側のマージンｔ5 〜ｔ7 とを同一にする。可変遅
延回路２３によってウィンドウパルスの位相を進めるこ
とを可能にするために、この可変遅延回路２３はデータ
のビット列の１ビット長以上の遅延時間を有するように
形成されている。今、１ビット長をＴ1 とすれば、図６
（Ｃ）の内周側ウィンドウパルスは図６（Ｂ）のウィン
ドウパルスをＴ1 −Ｔd1だけ遅延させたものであり、外
周側ウィンドウパルスは図６（Ｂ）のウィンドウパルス
をＴ1 −Ｔd2だけ遅延させたものである。１ビット長よ
りも遅延時間をＴd1、Ｔd2だけ短く遅延させるというこ
とは、Ｔd1、Ｔd2だけ位相を進めたことに相当する。

【００２２】図６（Ｃ）の内周側と外周側の比較から明
らかなように、ウィンドウパルスの補正量が相違する。
ウィンドウパルスの内周側トラックにおける補正量及び
外周側トラックにおける補正量を示す遅延制御データは
前述したようにコントローラ３１のメモリ３１ｂに格納
されており、アドレス検出に基づいて読み出される。

【００２３】ゼロクロス近傍のノイズに基づくジッター
発生期間Ｔj1、Ｔj2を基準にして左右にウィンドウパル
スのマージンを同一に設定すれば、リードパルスの抽出
エラーの発生確率が小さくなる。また、ディスク１の内
周側と外周側で補正量を変えることにより、データ読み
出しトラックの変化によるリードパルスの抽出エラーの
変化を防ぐことができる。

【００２４】

【別の実施例】図７は別の実施例のディスク装置の一部
を示す。この実施例のディスク装置の大部分は図１と同
一に構成されているので、共通する多くの部分の図示は
省略され、変更した部分とその近傍のみが示されてい
る。図７においては図１の遅延回路１９が可変遅延回路
１２ａに変更され、またデータウィンドウパルス発生回
路２１から可変遅延回路２３が除去されている。図７の
可変遅延回路１９ａは図１及び図３に示す可変遅延回路
２３と同一に構成され、コントローラ３０によって制御
される。この可変遅延回路１９ａによるリードパルスの
遅延時間の制御は図１及び図３におけるデータウィンド
ウパルスの遅延時間の制御と同様に行われる。即ち、図
７の場合には、リードパルスをウィンドウパルスの中心
よりも右側（遅れ側）にシフトしてリードパルスとデー
タウィンドウパルスとの相対的関係を図６（Ａ）（Ｃ）
に示すように設定する。

【００２５】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図８に示すようにデータウィンドウパルス発生
回路２１において可変遅延回路２３をＰＬＬ回路２２の
前段に移すことができる。 （２） １−７符号形式のデータに限らず、クロックパ
ルスとデータパルスとが混在するＭＦＭ方式等でデータ
を記録再生する場合にも適用可能ある。 （３） ディスク１の全トラック８を内周側と外周側の
２つに分割する代りに、更に多段に分割して遅延時間を
切替えることができる。また、外周側トラックに対して
はウィンドウパルスを図６（Ｂ）に示すように標準設定
とし、内周側のみで左右のマージンを同一のＴm1にする
ことができる。 （４） 本発明を光磁気ディスク装置、フロッピーディ
スク装置等にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる固定磁気ディスク装置
を示すブロック図である。

【図２】ディスク上のトラックのフォーマットを概略的
に示す図である。

【図３】図１のデータウィンドウパルス発生回路を詳し
く示すブロック図である。

【図４】図１の増幅回路及びリードパルス形成回路を詳
しく示すブロック図である。

【図５】図４のＡ〜Ｅ点の電圧を示す波形図である。

【図６】図１の装置のＡ〜Ｄ点の状態を示す波形図であ
る。

【図７】別の実施例のディスク装置の一部を示すブロッ
ク図である。

【図８】変形例のデータウィンドウパルス発生回路を示
すブロック図である。

【符号の説明】

２１ データウィンドウパルス発生回路 ２３ 可変遅延回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データが記録された複数のトラックを同
   心円状に有する記録媒体ディスクの回転手段と、 前記ディスクから前記データを再生するための信号変換
   ヘッドと、 前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移動するヘッド
   移動手段と、 前記ヘッドに接続され、ローパスフィルタを含んでいる
   増幅回路と、 前記増幅回路に接続された微分回路と、 前記微分回路から得られた微分波形の一方の側のピーク
   と他方の側のピークとの中間に設定された参照レベルを
   前記微分波形が横切る時点でリードパルスを発生させる
   ために前記微分回路に接続されたリードパルス形成回路
   と、 前記リードパルス形成回路から得られたリードパルスに
   基づいてデータウィンドウパルスを発生するデータウィ
   ンドウパルス発生手段と、 前記リードパルス形成回路から得られたリードパルス又
   はこれを遅延したリードパルスと前記データウィンドウ
   パルスとの時間軸上における一致に基づいてリードパル
   スを抽出するリードパルス抽出回路とを備えたディスク
   装置において、 時間軸上においてリードパルスの中心がウィンドウパル
   スの中心よりも遅れた位置になるようにリードパルスと
   ウィンドウパルスの相対的位置関係を設定するための手
   段が設けられていることを特徴とするディスク装置。
2. 【請求項２】 前記相対的位置関係を設定するための手
   段は遅延時間を複数段階に変えることができる可変遅延
   回路であり、前記ウィンドウパルスに対する前記リード
   パルスの遅れが前記複数トラックの内の外周側トラック
   を前記ヘッドが走査している時よりも内周側トラックを
   前記ヘッドが走査している時に大きくなるように前記可
   変遅延回路を制御する手段を有することを特徴とする請
   求項１記載のディスク装置。