JP2948510B2 - 出力補償を可能とする積分器 - Google Patents
出力補償を可能とする積分器Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/181—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
- H03F3/183—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/18—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals
- G06G7/184—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals using capacitive elements
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/02—Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B5/027—Analogue recording
- G11B5/035—Equalising
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録用の信号
処理に用いられる積分器に関する。
処理に用いられる積分器に関する。
【0002】
【関連する技術】これまで磁気記録用の技術としてピー
ク検出(Peak Detection)方法が用いられてきたが、近
年、より高密度且つ高速度を実現するためにPRML
(PartialResponse Maximum Likelihood)という新しい
技術が使われるようになってきた。しかし、PRMLに
は高速なA/Dコンバータ(ADC)と、尤度関数を計
算するための大規模なディジタル回路が必要であり、そ
れまでのピーク検出方法と比べてみると消費電力が多い
という欠点があった。そこで、この欠点を改善し、さら
に高速な信号処理を行うシンボル検出チャネル(Symbol
Detection Channel)という方式が考案された。
ク検出(Peak Detection)方法が用いられてきたが、近
年、より高密度且つ高速度を実現するためにPRML
(PartialResponse Maximum Likelihood)という新しい
技術が使われるようになってきた。しかし、PRMLに
は高速なA/Dコンバータ(ADC)と、尤度関数を計
算するための大規模なディジタル回路が必要であり、そ
れまでのピーク検出方法と比べてみると消費電力が多い
という欠点があった。そこで、この欠点を改善し、さら
に高速な信号処理を行うシンボル検出チャネル(Symbol
Detection Channel)という方式が考案された。
【0003】この方式は、シンボル単位でアナログ信号
をWalsh変換(積分を含む)した値を用いて信号処
理するため、従来のようにADCと大規模なディジタル
回路を必要とせず、且つ計算の並列化により、より高速
な信号処理を実現している。この方式(1Symbol
=4bitの場合)を図1及び図2を用いて簡単に説明
する。ヘッド101は、例えば磁気ディスク119から
磁気信号を読み出し、電気信号に変換するものであり、
AGC102に接続されている。このAGC102は、
等化器(equalizer)104に接続され、等化器104
は、積分器103a,103b,積分器105a,10
5b、積分器107a,107b、積分器109a,1
09bに接続されている。サフィックスa及びbは、交
互に用いられることを示す。この積分器群103a乃至
109bはマルチプレクサ111に接続され、マルチプ
レクサ111は積和演算器113a乃至113lまでの
12個の積和演算器に積分器群103a乃至109bか
らの出力を予め選択されたように振り分ける形になって
いる。積和演算器113a乃至113lは、24個のコ
ンパレータにより構成されるコンパレータ群115に接
続され、このコンパレータ群115の出力はディジタル
信号処理装置117にて処理されて、ディジタルの出力
を後の処理に出力するものである。
をWalsh変換(積分を含む)した値を用いて信号処
理するため、従来のようにADCと大規模なディジタル
回路を必要とせず、且つ計算の並列化により、より高速
な信号処理を実現している。この方式(1Symbol
=4bitの場合)を図1及び図2を用いて簡単に説明
する。ヘッド101は、例えば磁気ディスク119から
磁気信号を読み出し、電気信号に変換するものであり、
AGC102に接続されている。このAGC102は、
等化器(equalizer)104に接続され、等化器104
は、積分器103a,103b,積分器105a,10
5b、積分器107a,107b、積分器109a,1
09bに接続されている。サフィックスa及びbは、交
互に用いられることを示す。この積分器群103a乃至
109bはマルチプレクサ111に接続され、マルチプ
レクサ111は積和演算器113a乃至113lまでの
12個の積和演算器に積分器群103a乃至109bか
らの出力を予め選択されたように振り分ける形になって
いる。積和演算器113a乃至113lは、24個のコ
ンパレータにより構成されるコンパレータ群115に接
続され、このコンパレータ群115の出力はディジタル
信号処理装置117にて処理されて、ディジタルの出力
を後の処理に出力するものである。
【0004】この装置において、まず、ヘッド101
は、先に述べたように磁気信号を電気信号に変換したア
ナログ信号を出力する。このアナログ信号は、AGC1
02及び等化器104を介して適当な信号に変換される
が、このAGC102及び等化器104は通常用いられ
るものと何等変わりないので、これ以上の説明は省略す
る。そして、等化器104からの信号は、例えば、図2
(b)に示したような波形を有する。この信号は、アナ
ログ信号のまま積分器1乃至4に出力されるわけである
が、その積分器の積分期間及び極性は、図2(c)、
(d)、(e)、(f)に示したとおりである。すなわ
ち、積分器1(103a,103b)は図2(c)のよ
うに期間Ts中に正の極性にて積分する。ここで期間T
sは、4ビット分の信号が読み出された期間(図2
(a)参照)をいう。また、積分器2(105a,10
5b)は図2(d)のように期間Ts中に正の極性にて
積分する区間と、負の極性にて積分する区間とがある。
さらに、積分器3(107a,197b)及び積分器4
(109a,109b)も同様である。また、先に述べ
たように、各積分器が二重になっているのは、1シンボ
ル分をシンボル間干渉を考慮して復号するため連続した
2シンボル分(すなわち8ビット分)の積分値を用いる
からである。具体的には、bはaの次の時間間隔Tsの
間積分するために用いられる。このようにするとWal
sh関数に従うWalsh変換が実行されたことにな
る。このWalsh関数については、 J. L. Walsh, A
Closed Set of Normal Orthogonal Functions, America
n Journal of Mathematics, Vol. 45, 1923, pp. 5-24
参照のこと。
は、先に述べたように磁気信号を電気信号に変換したア
ナログ信号を出力する。このアナログ信号は、AGC1
02及び等化器104を介して適当な信号に変換される
が、このAGC102及び等化器104は通常用いられ
るものと何等変わりないので、これ以上の説明は省略す
る。そして、等化器104からの信号は、例えば、図2
(b)に示したような波形を有する。この信号は、アナ
ログ信号のまま積分器1乃至4に出力されるわけである
が、その積分器の積分期間及び極性は、図2(c)、
(d)、(e)、(f)に示したとおりである。すなわ
ち、積分器1(103a,103b)は図2(c)のよ
うに期間Ts中に正の極性にて積分する。ここで期間T
sは、4ビット分の信号が読み出された期間(図2
(a)参照)をいう。また、積分器2(105a,10
5b)は図2(d)のように期間Ts中に正の極性にて
積分する区間と、負の極性にて積分する区間とがある。
さらに、積分器3(107a,197b)及び積分器4
(109a,109b)も同様である。また、先に述べ
たように、各積分器が二重になっているのは、1シンボ
ル分をシンボル間干渉を考慮して復号するため連続した
2シンボル分(すなわち8ビット分)の積分値を用いる
からである。具体的には、bはaの次の時間間隔Tsの
間積分するために用いられる。このようにするとWal
sh関数に従うWalsh変換が実行されたことにな
る。このWalsh関数については、 J. L. Walsh, A
Closed Set of Normal Orthogonal Functions, America
n Journal of Mathematics, Vol. 45, 1923, pp. 5-24
参照のこと。
【0005】この各積分器のアナログ出力は、マルチプ
レクサ111にて積和演算器群に振り分けられる。すな
わち、各積和演算器において必要とする積分結果が異な
るのである。例えば積和演算器1乃至3では積分器10
3a,103b、105a,107a,109aの結果
を用いる。また、積和演算器4乃至6では積分器103
b、105a,105b,108a,109aの結果を
用いる。積和演算器7乃至9では積分器103b,10
5b,107a,107b,109aの結果を用い、積
和演算器10乃至12では積分器103b,105b,
107b,109a,109bの結果を用いる。そし
て、各積和演算器では必要な係数(予めセットされてい
る)を用いて、先に述べた必要な積分結果をアナログ的
に掛け算及び足し算して、各積和演算器の出力をコンパ
レータ群115に出力する。
レクサ111にて積和演算器群に振り分けられる。すな
わち、各積和演算器において必要とする積分結果が異な
るのである。例えば積和演算器1乃至3では積分器10
3a,103b、105a,107a,109aの結果
を用いる。また、積和演算器4乃至6では積分器103
b、105a,105b,108a,109aの結果を
用いる。積和演算器7乃至9では積分器103b,10
5b,107a,107b,109aの結果を用い、積
和演算器10乃至12では積分器103b,105b,
107b,109a,109bの結果を用いる。そし
て、各積和演算器では必要な係数(予めセットされてい
る)を用いて、先に述べた必要な積分結果をアナログ的
に掛け算及び足し算して、各積和演算器の出力をコンパ
レータ群115に出力する。
【0006】このコンパレータ群115では、各積和演
算器の出力が所定の範囲に入っているかを判定する。具
体的には、積和演算器1乃至3、積和演算器4乃至6、
積和演算器7乃至9、積和演算器10乃至12の各グル
ープごとに6つづつのコンパレータを設け、各コンパレ
ータにて各グループに所属する積和演算器の出力が所定
の範囲内かを判定して、その結果をディジタル信号にて
出力する。所定の範囲内かを判定するには、予め定めた
参照レベルをセットしておく。
算器の出力が所定の範囲に入っているかを判定する。具
体的には、積和演算器1乃至3、積和演算器4乃至6、
積和演算器7乃至9、積和演算器10乃至12の各グル
ープごとに6つづつのコンパレータを設け、各コンパレ
ータにて各グループに所属する積和演算器の出力が所定
の範囲内かを判定して、その結果をディジタル信号にて
出力する。所定の範囲内かを判定するには、予め定めた
参照レベルをセットしておく。
【0007】このようにコンパレータ群115からの出
力を用い、ディジタル信号処理装置117ではシンボル
間干渉を取り除く処理等を行い、通常の0又は1のビッ
ト列を表すディジタル信号出力(RLL(Run Length L
imited)コードのビット列)を後の処理のため出力す
る。なお、詳細な説明については、米国特許出願489
863号(IBM Docket No.AM9940
56.1995年6月13日出願)を参照のこと。
力を用い、ディジタル信号処理装置117ではシンボル
間干渉を取り除く処理等を行い、通常の0又は1のビッ
ト列を表すディジタル信号出力(RLL(Run Length L
imited)コードのビット列)を後の処理のため出力す
る。なお、詳細な説明については、米国特許出願489
863号(IBM Docket No.AM9940
56.1995年6月13日出願)を参照のこと。
【0008】このようにアナログ信号を並列して積分
し、後にこの積分結果を用いた積和演算結果をコンパレ
ータにて値を比較するわけであるが、もし積分器の出力
がなんらかの理由でずれた場合、コンパレータの参照レ
ベルをそれに合わせて変化させなければならないが、そ
れは非常に困難である。また、磁気ディスクの読み出し
スピードは容量の最大化、性能の最適化等のために一定
ではない。これは、ディスクの内側と外側では、記憶密
度が異なることからも理解できよう。また、このような
回路は半導体にて集積化されるが、この半導体プロセ
ス、電源電圧の変動を高精度で制御するのはコスト的に
見合わない。
し、後にこの積分結果を用いた積和演算結果をコンパレ
ータにて値を比較するわけであるが、もし積分器の出力
がなんらかの理由でずれた場合、コンパレータの参照レ
ベルをそれに合わせて変化させなければならないが、そ
れは非常に困難である。また、磁気ディスクの読み出し
スピードは容量の最大化、性能の最適化等のために一定
ではない。これは、ディスクの内側と外側では、記憶密
度が異なることからも理解できよう。また、このような
回路は半導体にて集積化されるが、この半導体プロセ
ス、電源電圧の変動を高精度で制御するのはコスト的に
見合わない。
【0009】ここで従来の積分器について考えると、積
分期間を変化させると、積分の値が変化してしまうよう
な積分器しか存在しなかった。また、出力を一定にする
ようなAGC(Auto Gain Control)という技術がある
が、これは時間成分に関しては何等関係なく、時間に依
存した積分値の補償はできない。
分期間を変化させると、積分の値が変化してしまうよう
な積分器しか存在しなかった。また、出力を一定にする
ようなAGC(Auto Gain Control)という技術がある
が、これは時間成分に関しては何等関係なく、時間に依
存した積分値の補償はできない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】よって本発明の目的
は、同じシンボル(同じビット・パターン)に対し、デ
ータの読み出しスピードや半導体プロセスのばらつき、
電源電圧の変動にかかわらず、同じ出力を出すことがで
きる積分器を提供することである。
は、同じシンボル(同じビット・パターン)に対し、デ
ータの読み出しスピードや半導体プロセスのばらつき、
電源電圧の変動にかかわらず、同じ出力を出すことがで
きる積分器を提供することである。
【0011】さらに、先のスピードや半導体プロセスの
補償を高速且つ自動的に行うことも目的である。
補償を高速且つ自動的に行うことも目的である。
【0012】そして最終的には、高速な信号処理を可能
とすることも目的である。
とすることも目的である。
【0013】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め本発明の構成は以下のとおりである。すなわち、第1
増幅器を有し、積分期間中参照電圧を積分する第1積分
器と、第2増幅器を有し、積分期間中入力信号を積分す
る第2積分器と、第1積分器の出力が積分期間に対応し
て変化するように、第1増幅器の利得を調節する信号を
前記第1増幅器に出力し、当該利得を調整する信号を用
いて第2増幅器の利得を調節する制御手段とを備えたも
のである。このようにすると、先に述べた補償しなけれ
ばならない要素である半導体プロセス、電源電圧等は、
第1及び第2増幅器の利得の変動となって現れれ、積分
期間の変動については第1及び第2積分器の出力となっ
て現れるが、第1及び第2増幅器の利得を補償すること
ができるようになるので、同一ピット・パターンに対し
同一出力が可能となる。
め本発明の構成は以下のとおりである。すなわち、第1
増幅器を有し、積分期間中参照電圧を積分する第1積分
器と、第2増幅器を有し、積分期間中入力信号を積分す
る第2積分器と、第1積分器の出力が積分期間に対応し
て変化するように、第1増幅器の利得を調節する信号を
前記第1増幅器に出力し、当該利得を調整する信号を用
いて第2増幅器の利得を調節する制御手段とを備えたも
のである。このようにすると、先に述べた補償しなけれ
ばならない要素である半導体プロセス、電源電圧等は、
第1及び第2増幅器の利得の変動となって現れれ、積分
期間の変動については第1及び第2積分器の出力となっ
て現れるが、第1及び第2増幅器の利得を補償すること
ができるようになるので、同一ピット・パターンに対し
同一出力が可能となる。
【0014】この場合、第1積分器が、キャパシタと、
キャパシタに初期電圧を与える手段とをさらに有するよ
うにすることも考えられる。
キャパシタに初期電圧を与える手段とをさらに有するよ
うにすることも考えられる。
【0015】また、制御手段が、基準電圧を与える手段
と、第1積分器の出力が、基準電圧に達するまでの時間
に応じて利得を調整する信号を生成する手段とを有する
ようにすることも考えられる。
と、第1積分器の出力が、基準電圧に達するまでの時間
に応じて利得を調整する信号を生成する手段とを有する
ようにすることも考えられる。
【0016】さらに、第1増幅器及び第2増幅器の特性
が同じであり、利得を調整する信号を当該第1及び第2
増幅器に入力することも考えられる。
が同じであり、利得を調整する信号を当該第1及び第2
増幅器に入力することも考えられる。
【0017】また、利得を調整する信号を生成する手段
が、基準電圧と第1積分器の出力を比較するコンパレー
タと、コンパレータの出力が、いつ付勢されたかを判断
する判断手段と、キャパシタンスと、判断手段によりコ
ンピュータの出力が付勢されたと判断されたタイミング
により、キャパシタンスをチャージ又はディスチャージ
する手段とを有するようにすることも考えられる。
が、基準電圧と第1積分器の出力を比較するコンパレー
タと、コンパレータの出力が、いつ付勢されたかを判断
する判断手段と、キャパシタンスと、判断手段によりコ
ンピュータの出力が付勢されたと判断されたタイミング
により、キャパシタンスをチャージ又はディスチャージ
する手段とを有するようにすることも考えられる。
【0018】以上述べた構成の動作を説明すると、参照
電圧を第1増幅器にて増幅し、初期電圧を与えられたキ
ャパシタに電荷を積分期間中貯める。すると、第1増幅
器の利得によっては、積分期間終了以前、又は積分期間
終了以後でなければ、第1積分器の出力が基準電圧に達
しない場合がある。そのような場合には、第1増幅器の
利得を調整するように制御手段が動作する。すなわち、
積分期間終了以前に第1積分器の出力が基準電圧に達し
てしまった場合には、利得が大き過ぎるので、利得を下
げるようにする。また、積分期間終了以降に第1積分器
の出力が基準電圧に達した場合には、利得が小さ過ぎる
ので、利得を上げるようにする。最終的には、積分期間
終了時に第1積分器の出力が基準電圧に達するようにす
る。そして、第2増幅器の利得も同様に調整する。この
ようにすると、積分期間が変動しても、一定の信号に対
し積分結果は同一になる。また、参照電圧及び基準電圧
が一定であれば、第1及び第2増幅器の利得の初期値が
何であっても補償されるので、半導体プロセスなどを考
慮する必要がない。
電圧を第1増幅器にて増幅し、初期電圧を与えられたキ
ャパシタに電荷を積分期間中貯める。すると、第1増幅
器の利得によっては、積分期間終了以前、又は積分期間
終了以後でなければ、第1積分器の出力が基準電圧に達
しない場合がある。そのような場合には、第1増幅器の
利得を調整するように制御手段が動作する。すなわち、
積分期間終了以前に第1積分器の出力が基準電圧に達し
てしまった場合には、利得が大き過ぎるので、利得を下
げるようにする。また、積分期間終了以降に第1積分器
の出力が基準電圧に達した場合には、利得が小さ過ぎる
ので、利得を上げるようにする。最終的には、積分期間
終了時に第1積分器の出力が基準電圧に達するようにす
る。そして、第2増幅器の利得も同様に調整する。この
ようにすると、積分期間が変動しても、一定の信号に対
し積分結果は同一になる。また、参照電圧及び基準電圧
が一定であれば、第1及び第2増幅器の利得の初期値が
何であっても補償されるので、半導体プロセスなどを考
慮する必要がない。
【0019】なお、積分期間中参照電圧を積分する第1
積分器と、積分期間中入力信号を積分する第2積分器
と、第1積分器の出力と積分期間の出力が所定の関係を
満たすように、制御信号を第1積分器に出力し、当該制
御信号を用いて第2積分器を制御する制御手段とを有す
るという形態も考えることができる。
積分器と、積分期間中入力信号を積分する第2積分器
と、第1積分器の出力と積分期間の出力が所定の関係を
満たすように、制御信号を第1積分器に出力し、当該制
御信号を用いて第2積分器を制御する制御手段とを有す
るという形態も考えることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】まず、図3を説明する。この出力
補償を可能とする積分器は、2つの増幅器Amp1
(1)及びAmp2(11)と、積分期間Tsの間オン
されるスイッチ3及び13、積分に用いられる2つのキ
ャパシタCo5,15、Amp1及びAmp2の利得を
制御する制御回路7と、制御回路7の出力に対しローパ
ス・フィルタを構成するキャパシタ9と、図2に示した
CK0,1,2,3のいずれかを受信し、その受信信号
の極性により、キャパシタCo15へのチャージ・ディ
スチャージを制御する制御回路2(14)が図3のよう
に接続されて構成される。
補償を可能とする積分器は、2つの増幅器Amp1
(1)及びAmp2(11)と、積分期間Tsの間オン
されるスイッチ3及び13、積分に用いられる2つのキ
ャパシタCo5,15、Amp1及びAmp2の利得を
制御する制御回路7と、制御回路7の出力に対しローパ
ス・フィルタを構成するキャパシタ9と、図2に示した
CK0,1,2,3のいずれかを受信し、その受信信号
の極性により、キャパシタCo15へのチャージ・ディ
スチャージを制御する制御回路2(14)が図3のよう
に接続されて構成される。
【0021】Amp1には、参照信号V1が入力され
る。また積分期間Tsは、予め定められたビット(Sy
mbol)を磁気ディスクから読み出すのに必要な時間
を示す。そして、キャパシタCo5の初期電圧はVref
にセットされている。よって、スイッチ3がオンになっ
ている場合には、積分器の出力Voは、VrefからVTま
で変化する。その出力Voの変化に対応して制御回路7
は、調整電圧Vgを生成し、Amp1及びAmp2に出
力する。Amp2の入力は、入力信号V2であり、同じ
く積分期間Tsにて積分する。しかし、積分の極性は図
2の(c)乃至(f)に示されたものであり、制御回路
2(14)はこの極性に合わせてキャパシタCo15を
チャージ又はディスチャージするよう制御する。その結
果をVo'として後の処理に出力される。この積分結果
は、先に述べたように図1のマルチプレクサに出力され
る。
る。また積分期間Tsは、予め定められたビット(Sy
mbol)を磁気ディスクから読み出すのに必要な時間
を示す。そして、キャパシタCo5の初期電圧はVref
にセットされている。よって、スイッチ3がオンになっ
ている場合には、積分器の出力Voは、VrefからVTま
で変化する。その出力Voの変化に対応して制御回路7
は、調整電圧Vgを生成し、Amp1及びAmp2に出
力する。Amp2の入力は、入力信号V2であり、同じ
く積分期間Tsにて積分する。しかし、積分の極性は図
2の(c)乃至(f)に示されたものであり、制御回路
2(14)はこの極性に合わせてキャパシタCo15を
チャージ又はディスチャージするよう制御する。その結
果をVo'として後の処理に出力される。この積分結果
は、先に述べたように図1のマルチプレクサに出力され
る。
【0022】では、この回路の原理を説明する。Amp
1の出力電流ioはキャパシタCo5にTs期間中充電
される、出力電流ioはAmp1の入力参照信号V1と
Amp1のゲインのgmでほぼ決定されるが、Amp1
の電源電圧や温度変動にてもioは若干影響を受ける。
今、これをidとすると、io=gm・V1+idで与
えられ、Q=C・Vより、次の式が成立する。すなわ
ち、 (gm・V1+id)・Ts=Co・Vo=Co・(VT
−Vref)
1の出力電流ioはキャパシタCo5にTs期間中充電
される、出力電流ioはAmp1の入力参照信号V1と
Amp1のゲインのgmでほぼ決定されるが、Amp1
の電源電圧や温度変動にてもioは若干影響を受ける。
今、これをidとすると、io=gm・V1+idで与
えられ、Q=C・Vより、次の式が成立する。すなわ
ち、 (gm・V1+id)・Ts=Co・Vo=Co・(VT
−Vref)
【0023】入力参照信号V1及び目標電圧VTは一定値
に固定されており、キャパシタCo5の容量Coも一定
とすると、次の式に示したようにAmp1のゲインgm
が導かれる。 gm=A/Ts−B・id A=(Co・(VT−Vref))/V1 B=1/V1
に固定されており、キャパシタCo5の容量Coも一定
とすると、次の式に示したようにAmp1のゲインgm
が導かれる。 gm=A/Ts−B・id A=(Co・(VT−Vref))/V1 B=1/V1
【0024】この式の意味するところは、積分期間Ts
の変化、そして出力電流の変動idに対して出力Voの
電圧変位は(VT−Vref)一定になるようにAmp1の
ゲインgmが自動制御させる必要があるということであ
る。
の変化、そして出力電流の変動idに対して出力Voの
電圧変位は(VT−Vref)一定になるようにAmp1の
ゲインgmが自動制御させる必要があるということであ
る。
【0025】ここでAmp1及びAmp2の特性が同一
であるとすると、Amp1及びAmp2のゲインgmを
制御回路7の出力Vgにて変更する。通常Amp1及び
Amp2は、同一半導体チップ上に実施されるので、同
一とみなしても問題無い。この制御回路7は、出力Vo
の電圧変位がTs期間で(VT−Vref)になるように、
Vgを生成し、Amp1及びAmp2にフィードバック
出力する。これによって、Amp1及びAmp2の利得
は同一になる。従って、磁気ディスクからの読み出し速
度が変動し、Tsが長くなったり、短くなったりして
も、入力信号V2が一定であれば、積分値Vo'の電圧変
位も(VT−Vref)になるようにゲインが調整されるこ
ととなる。
であるとすると、Amp1及びAmp2のゲインgmを
制御回路7の出力Vgにて変更する。通常Amp1及び
Amp2は、同一半導体チップ上に実施されるので、同
一とみなしても問題無い。この制御回路7は、出力Vo
の電圧変位がTs期間で(VT−Vref)になるように、
Vgを生成し、Amp1及びAmp2にフィードバック
出力する。これによって、Amp1及びAmp2の利得
は同一になる。従って、磁気ディスクからの読み出し速
度が変動し、Tsが長くなったり、短くなったりして
も、入力信号V2が一定であれば、積分値Vo'の電圧変
位も(VT−Vref)になるようにゲインが調整されるこ
ととなる。
【0026】では制御回路7の具体的な構成を図4に示
す。コンパレータ21は、2つのAND回路23,25
に接続され、2つのAND回路23,25はチャージポ
ンプ回路27に接続される。チャージポンプ27の出力
は図3にも示したキャパシタ9にて構成されるLPFを
通して出力Vgを出力するようになっている。
す。コンパレータ21は、2つのAND回路23,25
に接続され、2つのAND回路23,25はチャージポ
ンプ回路27に接続される。チャージポンプ27の出力
は図3にも示したキャパシタ9にて構成されるLPFを
通して出力Vgを出力するようになっている。
【0027】ではこの回路の動作を説明する。コンパレ
ータ21は、入力信号として、Amp1の出力Voと、
目標電圧VTを受け取り、出力Voが目標電圧VTに達す
ると、出力Vcmpoutをアクティブにする。このVcmpout
は、2つのAND回路23,25に入力されるが、AN
D回路23のもう1つの入力には、積分期間Ts終了以
前はハイ(High)になっている信号 EN_DEC が入力
される。よって、もしVoが積分期間Ts終了以前にV
Tに達すると、AND回路23の出力もハイになる。一
方、AND回路25のもう1つの入力には、積分器間T
s終了後にハイになる信号 EN_INC が入力される。そし
て、VcmpoutはNOT回路を介してAND回路25に接
続されている。よって、もしVoが積分期間Ts終了以
後にVTに達する場合には、積分期間Tsからコンパレ
ータ21の出力がアクティブになるまでAND回路25
の出力がハイになる。
ータ21は、入力信号として、Amp1の出力Voと、
目標電圧VTを受け取り、出力Voが目標電圧VTに達す
ると、出力Vcmpoutをアクティブにする。このVcmpout
は、2つのAND回路23,25に入力されるが、AN
D回路23のもう1つの入力には、積分期間Ts終了以
前はハイ(High)になっている信号 EN_DEC が入力
される。よって、もしVoが積分期間Ts終了以前にV
Tに達すると、AND回路23の出力もハイになる。一
方、AND回路25のもう1つの入力には、積分器間T
s終了後にハイになる信号 EN_INC が入力される。そし
て、VcmpoutはNOT回路を介してAND回路25に接
続されている。よって、もしVoが積分期間Ts終了以
後にVTに達する場合には、積分期間Tsからコンパレ
ータ21の出力がアクティブになるまでAND回路25
の出力がハイになる。
【0028】そして、AND回路23がハイになると、
チャージポンプ27のDecrement端子にハイの入力がな
されたこととなり、キャパシタンス9の電荷をグランド
に放電する。また、AND回路25がハイになると、チ
ャージポンプ27のIncrement端子にハイの入力がなさ
れたこととなり、キャパシタンス9に電荷を注入する。
チャージポンプ27のDecrement端子にハイの入力がな
されたこととなり、キャパシタンス9の電荷をグランド
に放電する。また、AND回路25がハイになると、チ
ャージポンプ27のIncrement端子にハイの入力がなさ
れたこととなり、キャパシタンス9に電荷を注入する。
【0029】図5に信号波形の例を示す。まず、リセッ
ト信号(g)がロー(low)になって処理が開始さ
れ、この時間がTime=0である。この時、キャパシ
タCo5の電圧はVrefにセットされており、時間が経
つにつれアンプ出力Vo(a)は上昇する。しかし、ア
ンプ出力Vo(a)のラインBのように、積分期間Ts
経たないうちにVTに達してしまうと、コンパレータ2
1(b)の出力もハイになり、EN_DEC(c)もハ
イであるから、AND回路23の出力もハイになるの
で、チャージポンプ回路27のDecrement入力がハイに
なり、図5(e)に示したように斜線部分の期間、電荷
がキャパシタ9から取り除かれる。そして、キャパシタ
9の電位がAmp1及びAmp2に出力される。
ト信号(g)がロー(low)になって処理が開始さ
れ、この時間がTime=0である。この時、キャパシ
タCo5の電圧はVrefにセットされており、時間が経
つにつれアンプ出力Vo(a)は上昇する。しかし、ア
ンプ出力Vo(a)のラインBのように、積分期間Ts
経たないうちにVTに達してしまうと、コンパレータ2
1(b)の出力もハイになり、EN_DEC(c)もハ
イであるから、AND回路23の出力もハイになるの
で、チャージポンプ回路27のDecrement入力がハイに
なり、図5(e)に示したように斜線部分の期間、電荷
がキャパシタ9から取り除かれる。そして、キャパシタ
9の電位がAmp1及びAmp2に出力される。
【0030】これに対し、アンプ出力Vo(a)のライ
ンCのように、積分期間Tsの後にVTに達する場合に
は、時刻Tsからコンパレータ21の出力がハイになる
までの期間、EN_INC(d)との関係で、AND回
路25はハイになり、チャージポンプ回路27のIncrem
ent入力がハイになる。よって、図5(f)の斜線期
間、電荷がキャパシタ9に入力される。そして、キャパ
シタ9の電位がAmp1及びAmp2に出力される。
ンCのように、積分期間Tsの後にVTに達する場合に
は、時刻Tsからコンパレータ21の出力がハイになる
までの期間、EN_INC(d)との関係で、AND回
路25はハイになり、チャージポンプ回路27のIncrem
ent入力がハイになる。よって、図5(f)の斜線期
間、電荷がキャパシタ9に入力される。そして、キャパ
シタ9の電位がAmp1及びAmp2に出力される。
【0031】また、アンプ出力Vo(a)のラインAの
ように、積分期間Ts丁度にVTに達する場合は、チャ
ージポンプ回路27から何等の出力はなく、キャパシタ
9からの出力も変化ない。
ように、積分期間Ts丁度にVTに達する場合は、チャ
ージポンプ回路27から何等の出力はなく、キャパシタ
9からの出力も変化ない。
【0032】以上のように、利得調整信号であるVgは
その電圧を増加減少され、アンプ出力Vo(a)のライ
ンAの状態で落ち着くようになる。
その電圧を増加減少され、アンプ出力Vo(a)のライ
ンAの状態で落ち着くようになる。
【0033】このようにして、先に述べた目的を達成す
る構成が示されたわけであるが、本発明はこのような実
施例に限定されるものではない。例えば、スイッチ13
の位置は、図3のような位置でなくともよく、Amp2
の前段などに配置してもよい。特に、入力信号V2は、
極性を正又は負を切り換えて積分することもあるので、
そのためのスイッチと合わせて設置することも可能であ
る。また、図4のチャージポンプ回路27とキャパシタ
9でVgを定める場合を示したが、AND回路23,2
5がハイになる期間により出力を変えるような他の回路
で代替可能である。
る構成が示されたわけであるが、本発明はこのような実
施例に限定されるものではない。例えば、スイッチ13
の位置は、図3のような位置でなくともよく、Amp2
の前段などに配置してもよい。特に、入力信号V2は、
極性を正又は負を切り換えて積分することもあるので、
そのためのスイッチと合わせて設置することも可能であ
る。また、図4のチャージポンプ回路27とキャパシタ
9でVgを定める場合を示したが、AND回路23,2
5がハイになる期間により出力を変えるような他の回路
で代替可能である。
【0034】
【実施例】図3のAmp1及びキャパシタCo5の具体
的図面を図6に示す。この回路は一段目が差動増幅器、
2段目がカレントミラー回路によって構成された電流増
幅型CMOSアンプになっている。特徴は、アンプのゲ
インが制御回路7からのVgによって変えられることで
ある。具体的には、差動増幅器の電流を決めているNM
OS(TN4)のゲートにVgが与えられ、TN1,T
N5のカレントミラーによるIBの電流がこれにより制
限を受けることによって行われる。
的図面を図6に示す。この回路は一段目が差動増幅器、
2段目がカレントミラー回路によって構成された電流増
幅型CMOSアンプになっている。特徴は、アンプのゲ
インが制御回路7からのVgによって変えられることで
ある。具体的には、差動増幅器の電流を決めているNM
OS(TN4)のゲートにVgが与えられ、TN1,T
N5のカレントミラーによるIBの電流がこれにより制
限を受けることによって行われる。
【0035】
【効果】以上のとおり、同じシンボル(同じビット・パ
ターン)に対し、データの読み出しスピードや半導体プ
ロセスのばらつき、電源電圧、温度の変動にかかわら
ず、同じ出力を出すことができる積分器を提供すること
ができた。
ターン)に対し、データの読み出しスピードや半導体プ
ロセスのばらつき、電源電圧、温度の変動にかかわら
ず、同じ出力を出すことができる積分器を提供すること
ができた。
【0036】さらに、先のスピードや半導体プロセスの
補償を高速且つ自動的に行うこともできた。
補償を高速且つ自動的に行うこともできた。
【0037】そして図1で示したシンボル検出チャネル
に組み込めば、高速な信号処理を可能とすることでき
る。なお、積分器は図1に示したように計8個必要だ
が、Amp1、スイッチ3、キャパシタンスCo5、制
御回路7、キャパシタンス9は1つでよく、Amp2、
スイッチ13、制御回路2(14)、キャパシタンスC
o15は8個必要で、1つのVgを8個のAmp2に入
力するようになる。
に組み込めば、高速な信号処理を可能とすることでき
る。なお、積分器は図1に示したように計8個必要だ
が、Amp1、スイッチ3、キャパシタンスCo5、制
御回路7、キャパシタンス9は1つでよく、Amp2、
スイッチ13、制御回路2(14)、キャパシタンスC
o15は8個必要で、1つのVgを8個のAmp2に入
力するようになる。
【図1】本発明の適用位置を説明するための図面であ
る。
る。
【図2】(a)はクロック信号、(b)は図1の積分器
に入力されるアナログ信号、(c)積分器1の積分期間
及び極性を示す信号、(d)積分器2の積分期間及び極
性を示す信号、(e)積分器3の積分期間及び極性を表
す信号、(f)積分器3の積分期間及び極性を表す信号
をそれぞれ示すものである。
に入力されるアナログ信号、(c)積分器1の積分期間
及び極性を示す信号、(d)積分器2の積分期間及び極
性を示す信号、(e)積分器3の積分期間及び極性を表
す信号、(f)積分器3の積分期間及び極性を表す信号
をそれぞれ示すものである。
【図3】本発明に係る、出力補償を可能とする積分器の
全体を示すブロック図である。
全体を示すブロック図である。
【図4】図3における制御回路7の詳細を示す図面であ
る。
る。
【図5】図4の各所における信号波形を示すものであ
る。
る。
【図6】図3におけるAmp1及びキャパシタCo5の
具体的回路を示す図面である。
具体的回路を示す図面である。
1 Amp1 3 スイッチ 5 キャパシタCo 7 制御回路 9 キャパシタ 11 Amp2 13 スイッチ 14 制御回路2 15 キャパシタCo 21 コンパレータ 23,25 AND回路 27 チャージポンプ回路 101 ヘッド 102 AGC回路 104 等化器 103,105,107,109
積分器 111 マルチプレクサ 113 積和演算器 115 コンパレータ群 117 ディジタル信号処
理装置
積分器 111 マルチプレクサ 113 積和演算器 115 コンパレータ群 117 ディジタル信号処
理装置
フロントページの続き (72)発明者 照喜名 朝男 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本 アイ・ビー・エム株式会社 大和事業所 内 (72)発明者 野沢 徹 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本 アイ・ビー・エム株式会社 大和事業所 内 (72)発明者 小山 誠司 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本 アイ・ビー・エム株式会社 大和事業所 内 (72)発明者 マーティン・ハスナー アメリカ合衆国カリフォルニア州パロ・ アルト、ポートラ・アヴェニュ 1610 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06G 7/18 - 7/188
Claims (7)
- 【請求項1】信号に応じて利得が調節される第1増幅器
を有し、積分期間中、前記第1増幅器が増幅した参照電
圧を積分する第1積分器と、利得が調節される 第2増幅器を有し、前記積分期間中、
前記第2増幅器が増幅した入力信号を積分する第2積分
器と、 前記第1積分器の出力が前記積分期間に対応して変化す
るように、前記第1増幅器の利得を調節する信号を前記
第1増幅器に出力し、当該利得を調整する信号を用いて
前記第2増幅器の利得を調節する制御手段とを有する、
出力補償を可能とする積分器。 - 【請求項2】前記第1積分器は、 前記第1増幅器が増幅した参照電圧を積分するキャパシ
タ を有し、 前記積分期間の開始時に、前記キャパシタは初期電圧と
されている 請求項1記載の出力補償を可能とする積分
器。 - 【請求項3】前記制御手段は、 前記第1積分器の出力が、与えられた基準電圧 に達する
までの時間に応じて前記利得を調整する信号を生成する
手段を有する請求項1又は2記載の出力補償を可能とす
る積分器。 - 【請求項4】前記第1増幅器及び第2増幅器は、特性が
同じであり、同一の前記利得を調整する信号に応じて利
得が調節され、前記制御手段は、前記利得を調整する信
号を、前記第1増幅器及び第2増幅器に出力することを
特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の出力補償を
可能とする積分器。 - 【請求項5】前記利得を調整する信号を生成する手段
は、 前記基準電圧と前記第1積分器の出力とを比較するコン
パレータと、 前記コンパレータの出力が、いつ付勢されたかを判断す
る判断手段と、キャパシタと、 前記判断手段により前記コンピュータの出力が付勢され
たと判断されたタイミングにより、前記キャパシタをチ
ャージ又はディスチャージし、前記利得を調整する信号
を生成する手段とを有する請求項3記載の出力補償を可
能とする積分器。 - 【請求項6】制御信号に応じて利得が調節される第1増
幅器を有し、積分期間中、前記第1増幅器が増幅した参
照電圧を積分する第1積分器と、利得が調節される 第2増幅器を有し、前記積分期間中、
前記第2増幅器が増幅した入力信号を積分する第2積分
器と、 前記第1積分器の出力の変化と前記積分期間とが所定の
タイミングを保つように、前記制御信号を前記第1積分
器に出力し、当該制御信号を用いて前記第2積分器を制
御する制御手段とを有する、出力補償を可能とする積分
器。 - 【請求項7】信号に応じて利得が調節される第1増幅器
を有し、積分期間中、前記第1増幅器が増幅した参照電
圧を積分する第1積分器と、利得が調節される 第2増幅器を有し、前記積分期間中、
前記第2増幅器が増幅した入力信号を積分する第2積分
器と、 前記第1積分器の出力が前記積分期間に対応して変化す
るように、前記第1増幅器の利得を調節する信号を前記
第1増幅器に出力し、当該利得を調整する信号を用いて
前記第2増幅器の利得を調節する制御手段と、 前記複数の第2積分器に接続されたマルチプレクサと、 前記マルチプレクサから、それぞれ必要な第2積分器の
出力を受信し、所定の積和演算を行う、複数の積和演算
器と、 前記複数の積和演算器のうち予め選択された積和演算器
の出力と、予め設定された値とをそれぞれ比較するコン
パレータと、 前記コンパレータの出力を用いて、シンボル間干渉を除
去する手段とを有する磁気ディスク信号処理装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7210339A JP2948510B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 出力補償を可能とする積分器 |
US08/668,887 US5748023A (en) | 1995-08-18 | 1996-06-24 | Integrator with output-compensating capability |
KR1019960028792A KR100237140B1 (ko) | 1995-08-18 | 1996-07-16 | 출력 보상 능력을 가진 적분기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7210339A JP2948510B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 出力補償を可能とする積分器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0962760A JPH0962760A (ja) | 1997-03-07 |
JP2948510B2 true JP2948510B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=16587779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7210339A Expired - Lifetime JP2948510B2 (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 出力補償を可能とする積分器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5748023A (ja) |
JP (1) | JP2948510B2 (ja) |
KR (1) | KR100237140B1 (ja) |
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JP3165053B2 (ja) * | 1997-01-30 | 2001-05-14 | 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社 | 積分回路 |
JPH10284961A (ja) * | 1997-04-10 | 1998-10-23 | Sony Corp | 電圧制御型制御装置 |
US7417485B1 (en) * | 2003-09-23 | 2008-08-26 | Cypress Semiconductor Corporation | Differential energy difference integrator |
DE602004018203D1 (de) * | 2003-12-05 | 2009-01-15 | Nippon Telegraph & Telephone | Signalverarbeitungsschaltung für einen Sender/Empfänger in einem Kommunikationssystem mit menschlichem Körper als Signalübertragungsmedium |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3714581A (en) * | 1969-09-19 | 1973-01-30 | Honeywell Inc | Fixed memory integrator |
JPH0787332B2 (ja) * | 1986-07-18 | 1995-09-20 | 株式会社東芝 | フイルタ回路の時定数自動調整回路 |
JPS6335006A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-15 | Toshiba Corp | 自動調整フイルタ |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP7210339A patent/JP2948510B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-24 US US08/668,887 patent/US5748023A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-16 KR KR1019960028792A patent/KR100237140B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970013650A (ko) | 1997-03-29 |
KR100237140B1 (ko) | 2000-06-01 |
JPH0962760A (ja) | 1997-03-07 |
US5748023A (en) | 1998-05-05 |
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