JP2975323B2 - 非線形ひずみ量測定方法 - Google Patents
非線形ひずみ量測定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク装置やフレキシブルディスク装置などのディジタル
情報記録再生システムに適用する記録非線形ひずみ量の
測定方法に関する。
スク装置やフレキシブルディスク装置などのディジタル
情報記録再生システムに適用する記録非線形ひずみ量の
測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ディジタル情報記録装置におけ
る高密度記録時には位相性および振幅性の非線形な記録
ひずみを生じる。これら２種類のひずみは再生時にデー
タ誤りを増加させる要因でもあり、ひずみの大きさの評
価や除去方法の検討のためにはこれらのひずみ量の何ら
かの測定方法が必要であるが、両者の分離は容易ではな
かった。例えば高密度の磁気記録再生時の信号は、低密
度の記録再生による孤立波信号を線形加算して得られた
信号と比較して振幅および位相に関し幾らかの「ずれ」
を生じる。ここで、図７（ａ）〜（ｄ）にはビットパタ
ーンＡ〜Ｄ（以下「パターンＡ〜Ｄ」と略称する）とそ
れに対応する波形を示す。基準として用いるパターンＡ
を「基準パターン」とし、ビットシフトを施した中間的
パターンＢ，Ｃを合成したパターンＤを「特定パター
ン」とすると、この特定パターンには図７（ｅ）に示す
ような線形からずれた同図（ｆ）に示すような非線型の
ひずみが部分的に発生する。これは、いわゆる磁化転移
同志が接近することによってそれらの相互作用により記
録の非線形性を生じることに起因する。
る高密度記録時には位相性および振幅性の非線形な記録
ひずみを生じる。これら２種類のひずみは再生時にデー
タ誤りを増加させる要因でもあり、ひずみの大きさの評
価や除去方法の検討のためにはこれらのひずみ量の何ら
かの測定方法が必要であるが、両者の分離は容易ではな
かった。例えば高密度の磁気記録再生時の信号は、低密
度の記録再生による孤立波信号を線形加算して得られた
信号と比較して振幅および位相に関し幾らかの「ずれ」
を生じる。ここで、図７（ａ）〜（ｄ）にはビットパタ
ーンＡ〜Ｄ（以下「パターンＡ〜Ｄ」と略称する）とそ
れに対応する波形を示す。基準として用いるパターンＡ
を「基準パターン」とし、ビットシフトを施した中間的
パターンＢ，Ｃを合成したパターンＤを「特定パター
ン」とすると、この特定パターンには図７（ｅ）に示す
ような線形からずれた同図（ｆ）に示すような非線型の
ひずみが部分的に発生する。これは、いわゆる磁化転移
同志が接近することによってそれらの相互作用により記
録の非線形性を生じることに起因する。
【０００３】したがってこのような場合、情報記録装置
はこの現象を考慮し適宜に非線形ひずみ量の補正を施す
ものが望ましい。近年の非線形ひずみの測定方法の中に
は、例えば、磁化反転の近接したダイビット部分を有し
この部分に位相のずれが無い場合に記録再生信号の特定
の高調波成分が打ち消し合うように「孤立ビット」を付
加して、非線形ひずみが発生した場合にそのひずみ量に
応じてその特定高調波成分が増減する特定パターンを記
録に用いて行う方法が提案されている。詳しくは、［文
献１］：Y.Tang, C.Tsang, "A Technique for Mea
suring Nonlinear Bit Shift"（IEEE Trans.Magn.V
ol.27,No.6, pp5316-5318, 1991 ）に教示されている
５次高調波法（以下「５次法」と称す）では、２箇所の
ダイビットと２箇所の孤立ビットをもつ３０ビットのパ
ターンを用い、基本繰返し周波数の５次の高調波成分を
測定することにより非線形の位相性ひずみを求めてい
る。
はこの現象を考慮し適宜に非線形ひずみ量の補正を施す
ものが望ましい。近年の非線形ひずみの測定方法の中に
は、例えば、磁化反転の近接したダイビット部分を有し
この部分に位相のずれが無い場合に記録再生信号の特定
の高調波成分が打ち消し合うように「孤立ビット」を付
加して、非線形ひずみが発生した場合にそのひずみ量に
応じてその特定高調波成分が増減する特定パターンを記
録に用いて行う方法が提案されている。詳しくは、［文
献１］：Y.Tang, C.Tsang, "A Technique for Mea
suring Nonlinear Bit Shift"（IEEE Trans.Magn.V
ol.27,No.6, pp5316-5318, 1991 ）に教示されている
５次高調波法（以下「５次法」と称す）では、２箇所の
ダイビットと２箇所の孤立ビットをもつ３０ビットのパ
ターンを用い、基本繰返し周波数の５次の高調波成分を
測定することにより非線形の位相性ひずみを求めてい
る。
【０００４】また、［文献２］: N.Nishida, T.Yamau
chi,"A Technique for Measuring Partial Erasur
e"（IEEE Trans.Magn.Vol.32,No.5, pp3923-3925, 1
996）に提案されている９次高調波法（以下「９次法」
と称す）によれば、２箇所のダイビットと６箇所の孤立
ビットをもつ５４ビットのパターンを用い、基本繰返し
周波数の９次の高調波成分を測定してひずみ量を求める
が、この際、孤立ビットに所定の記録前置補償を施し
て、位相性および振幅性の両者のひずみを分離して測定
することが可能であった。この測定においては位相性お
よび振幅性の各ひずみを分離評価できるが、前述の５次
法の場合は、測定される非線形ひずみ量が位相性および
振幅性ひずみを合成したものなので、その分離は困難で
あった。
chi,"A Technique for Measuring Partial Erasur
e"（IEEE Trans.Magn.Vol.32,No.5, pp3923-3925, 1
996）に提案されている９次高調波法（以下「９次法」
と称す）によれば、２箇所のダイビットと６箇所の孤立
ビットをもつ５４ビットのパターンを用い、基本繰返し
周波数の９次の高調波成分を測定してひずみ量を求める
が、この際、孤立ビットに所定の記録前置補償を施し
て、位相性および振幅性の両者のひずみを分離して測定
することが可能であった。この測定においては位相性お
よび振幅性の各ひずみを分離評価できるが、前述の５次
法の場合は、測定される非線形ひずみ量が位相性および
振幅性ひずみを合成したものなので、その分離は困難で
あった。
【０００５】さらに他の測定法としては、［文献３］:
X.Che, "NONLINEARITY MEASUREMENTS AND WRITE
PRECONPENSATION STUDIES FOR APRML RECORDING C
HANNEL" （IEEE Trans.Magn.Vol.31,No.6, pp3021-30
26, 1995 ）に開示のような、例えばあらかじめ別の方
法で振幅性ひずみを測定しておき、この値を総ひずみ量
から差し引くことにより位相性ひずみ量を分離して測定
できるように改善された測定方法も提案されている。
X.Che, "NONLINEARITY MEASUREMENTS AND WRITE
PRECONPENSATION STUDIES FOR APRML RECORDING C
HANNEL" （IEEE Trans.Magn.Vol.31,No.6, pp3021-30
26, 1995 ）に開示のような、例えばあらかじめ別の方
法で振幅性ひずみを測定しておき、この値を総ひずみ量
から差し引くことにより位相性ひずみ量を分離して測定
できるように改善された測定方法も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の測定方法であっても、記録の非線形性により両者の
ひずみに係わる記録密度は必ずしも一致しない故に測定
精度が悪い。詳しくは、この従来法では、振幅性ひずみ
は位相ひずみ無しの状態で測定されるが、実際の総ひず
み量は位相ひずみが生じ記録密度が変化している状態で
測定される。また、この方法では、総ひずみ量が最小に
なるように前置補償量を求めることもできるが、総ひず
み量が最小になる近傍ではひずみ量の変化が極めて小さ
く、設定するための最適補償量の精度自体が悪い。
来の測定方法であっても、記録の非線形性により両者の
ひずみに係わる記録密度は必ずしも一致しない故に測定
精度が悪い。詳しくは、この従来法では、振幅性ひずみ
は位相ひずみ無しの状態で測定されるが、実際の総ひず
み量は位相ひずみが生じ記録密度が変化している状態で
測定される。また、この方法では、総ひずみ量が最小に
なるように前置補償量を求めることもできるが、総ひず
み量が最小になる近傍ではひずみ量の変化が極めて小さ
く、設定するための最適補償量の精度自体が悪い。
【０００７】また、一方、前述の９次法では、前置補償
により位相性および振幅性ひずみの分離測定はできる
が、この場合でも５次法に比べ「９次」という更に高次
の高調波を測定することに起因する高調波成分の減少と
共に、用いる記録パターンが５次法の３０ビットに比較
して５４ビットと冗長であることによる測定信号の相対
的な減少が生ずるので、やはり測定精度の向上は図れな
かった。また、前置補償を行っている部位がひずみを生
じているダイビット部分でなく孤立ビット部分であるこ
とで、ダイビット部分の実際の記録密度が所望の記録密
度とは異なり、求められる振幅性ひずみが位相性ひずみ
の影響を受けるので測定精度に問題がある。つまり、求
められた前置補償量は一次近似量に過ぎず、これによっ
てダイビット部分の位相を修正すると、両者の相互作用
の非線形性により最適補正にはならない場合が多いとい
う不具合を有していた。このように、従来の測定方式に
は振幅性ひずみと位相性ひずみを考慮してより高精度に
測定する手法が求められている。
により位相性および振幅性ひずみの分離測定はできる
が、この場合でも５次法に比べ「９次」という更に高次
の高調波を測定することに起因する高調波成分の減少と
共に、用いる記録パターンが５次法の３０ビットに比較
して５４ビットと冗長であることによる測定信号の相対
的な減少が生ずるので、やはり測定精度の向上は図れな
かった。また、前置補償を行っている部位がひずみを生
じているダイビット部分でなく孤立ビット部分であるこ
とで、ダイビット部分の実際の記録密度が所望の記録密
度とは異なり、求められる振幅性ひずみが位相性ひずみ
の影響を受けるので測定精度に問題がある。つまり、求
められた前置補償量は一次近似量に過ぎず、これによっ
てダイビット部分の位相を修正すると、両者の相互作用
の非線形性により最適補正にはならない場合が多いとい
う不具合を有していた。このように、従来の測定方式に
は振幅性ひずみと位相性ひずみを考慮してより高精度に
測定する手法が求められている。
【０００８】そこで本発明の目的は、例えばハードディ
スク装置における記録非線形ひずみの測定において、位
相性ひずみと振幅性ひずみを高精度に分離測定でき、且
つ位相性ひずみの方向を特定し、この測定された位相性
ひずみ量を記録前置補償量として使用できるようなディ
ジタル情報記録の非線形ひずみ測定方法を提供すること
にある。
スク装置における記録非線形ひずみの測定において、位
相性ひずみと振幅性ひずみを高精度に分離測定でき、且
つ位相性ひずみの方向を特定し、この測定された位相性
ひずみ量を記録前置補償量として使用できるようなディ
ジタル情報記録の非線形ひずみ測定方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の現状に鑑
みて成されたものであり、上記問題点を解決して目的を
達成するために次のような手段を講じている。すなわ
ち、 ［１］ ３０ビット中に２回の符号反転をもつ基準記録
ビットパターンＡおよびこのビットパターンＡの符号反
転位置をそれぞれ７および８ビット分シフトしたビット
パターンＢ, Ｃの上記３つのビットパターンを加算して
得たビットパターンＤを記録再生するとき、ビットパタ
ーン中のダイビット部分の位相を記録の前置補償として
調整することで変化するビットパターンＤの記録再生信
号と、ビットパターンＡのみの記録再生信号とのそれぞ
れの基本繰り返し周波数ｆ0 の５次の高調波の比を測定
することによって、記録の位相性および振幅性の非線形
ひずみを分離して評価する非線形ひずみ量測定方法にお
いて、高調波比が最小となるように前置補償量を調整し
たときの高調波比を振幅性ひずみ量ｒとして、前置補償
量が零のときの高調波比Ｒと振幅性ひずみ量ｒとにより
位相性ひずみ量δを、δ ＝ １/ （２π５ｆ0 ）×
｛（Ｒ2 −ｒ2 ）/ （１−ｒ）2 ｝1/2 として推定す
る。
みて成されたものであり、上記問題点を解決して目的を
達成するために次のような手段を講じている。すなわ
ち、 ［１］ ３０ビット中に２回の符号反転をもつ基準記録
ビットパターンＡおよびこのビットパターンＡの符号反
転位置をそれぞれ７および８ビット分シフトしたビット
パターンＢ, Ｃの上記３つのビットパターンを加算して
得たビットパターンＤを記録再生するとき、ビットパタ
ーン中のダイビット部分の位相を記録の前置補償として
調整することで変化するビットパターンＤの記録再生信
号と、ビットパターンＡのみの記録再生信号とのそれぞ
れの基本繰り返し周波数ｆ0 の５次の高調波の比を測定
することによって、記録の位相性および振幅性の非線形
ひずみを分離して評価する非線形ひずみ量測定方法にお
いて、高調波比が最小となるように前置補償量を調整し
たときの高調波比を振幅性ひずみ量ｒとして、前置補償
量が零のときの高調波比Ｒと振幅性ひずみ量ｒとにより
位相性ひずみ量δを、δ ＝ １/ （２π５ｆ0 ）×
｛（Ｒ2 −ｒ2 ）/ （１−ｒ）2 ｝1/2 として推定す
る。
【００１０】つまり本発明の方法は、磁気記録時の非線
形ひずみを測定する場合に、位相性ひずみ( δ) と振幅
性ひずみ( ｒ) を分離し、且つ精度良く測定できる非線
形ひずみ測定方法であり、例えば、位相性ひずみの測定
においては、記録パターンのダイビット部分に直接に記
録の前置補償を行うことにより、所望の記録密度におけ
る位相ひずみ量を高精度に得ると共にそのひずみの方向
を得る。また、この測定ではその記録密度における振幅
性ひずみ量( ｒ) をも良好な精度で求められる。更にこ
のとき測定に用いた前置補償量を記録動作等の制御のた
めの最適前置補償量としても利用できる。
形ひずみを測定する場合に、位相性ひずみ( δ) と振幅
性ひずみ( ｒ) を分離し、且つ精度良く測定できる非線
形ひずみ測定方法であり、例えば、位相性ひずみの測定
においては、記録パターンのダイビット部分に直接に記
録の前置補償を行うことにより、所望の記録密度におけ
る位相ひずみ量を高精度に得ると共にそのひずみの方向
を得る。また、この測定ではその記録密度における振幅
性ひずみ量( ｒ) をも良好な精度で求められる。更にこ
のとき測定に用いた前置補償量を記録動作等の制御のた
めの最適前置補償量としても利用できる。
【００１１】
【作用】本発明の測定方法によれば次のような作用効果
を奏する。すなわち、 （１） 本発明では、非線形ひずみが生じている記録ビ
ットに直接的に記録の前置補償を連続的に補償量を変え
ながら施し、その結果得られる総ひずみ量の最小値から
振幅性ひずみ量ｒが得られる。この振幅性ひずみ量ｒと
無補償時の総ひずみ量から位相性ひずみ量δが得られる
ので、振幅性ひずみ量ｒの影響を除去することができ
る。 （２） ひずみ量を最小化する前置補償量からも位相ひ
ずみ量δが求まるので、測定の二重チェックができる。
さらに、ひずみ量を最小化する前置補償量としても最適
前置補償量が求まり、制御等にも利用できる。
を奏する。すなわち、 （１） 本発明では、非線形ひずみが生じている記録ビ
ットに直接的に記録の前置補償を連続的に補償量を変え
ながら施し、その結果得られる総ひずみ量の最小値から
振幅性ひずみ量ｒが得られる。この振幅性ひずみ量ｒと
無補償時の総ひずみ量から位相性ひずみ量δが得られる
ので、振幅性ひずみ量ｒの影響を除去することができ
る。 （２） ひずみ量を最小化する前置補償量からも位相ひ
ずみ量δが求まるので、測定の二重チェックができる。
さらに、ひずみ量を最小化する前置補償量としても最適
前置補償量が求まり、制御等にも利用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の非線型ひずみ測定
方法について詳しく説明する。まず図１には、本発明の
測定方法を実施するためのひずみ量測定システムをブロ
ック図で示す。図示の如くこの測定システム１０は、磁
気記録媒体であるディスク４への情報記録の非線形ひず
み量を測定するために次のように構成されている。すな
わち、所定のディジタルパターン信号を発生するパター
ン発生器１と、このパターン信号を増幅する記録増幅器
２と、磁気記録／再生用のヘッド３と、このヘッド３で
読み取られて再生された信号を増幅する再生増幅器５
と、この増幅された再生信号に基づき所定の測定・分析
を行う周波数分析機６から主に構成されている。この被
測定対象として磁気ディスク４等の記録媒体の所望する
トラックに対しヘッド３を適宜アクセスすることによっ
て測定用のディジタル信号パターンを記録／再生でき
る。測定に際しては、パターン発生器１が発生した所定
パターンを記録増幅器２を経由して増幅し、まずヘッド
３によって記録媒体上の所定の記録領域に書き込んでお
く。その後、当該記録領域からその書き込まれたパター
ンをヘッド３で再生し、この再生出力を再生増幅器５を
介して周波数分析機６に供給する。周波数分析機６は詳
しく後述する本発明の測定方法に基づいてこの被測定対
象記録媒体における記録の非線型ひずみ量をより正確に
測定することができる。
方法について詳しく説明する。まず図１には、本発明の
測定方法を実施するためのひずみ量測定システムをブロ
ック図で示す。図示の如くこの測定システム１０は、磁
気記録媒体であるディスク４への情報記録の非線形ひず
み量を測定するために次のように構成されている。すな
わち、所定のディジタルパターン信号を発生するパター
ン発生器１と、このパターン信号を増幅する記録増幅器
２と、磁気記録／再生用のヘッド３と、このヘッド３で
読み取られて再生された信号を増幅する再生増幅器５
と、この増幅された再生信号に基づき所定の測定・分析
を行う周波数分析機６から主に構成されている。この被
測定対象として磁気ディスク４等の記録媒体の所望する
トラックに対しヘッド３を適宜アクセスすることによっ
て測定用のディジタル信号パターンを記録／再生でき
る。測定に際しては、パターン発生器１が発生した所定
パターンを記録増幅器２を経由して増幅し、まずヘッド
３によって記録媒体上の所定の記録領域に書き込んでお
く。その後、当該記録領域からその書き込まれたパター
ンをヘッド３で再生し、この再生出力を再生増幅器５を
介して周波数分析機６に供給する。周波数分析機６は詳
しく後述する本発明の測定方法に基づいてこの被測定対
象記録媒体における記録の非線型ひずみ量をより正確に
測定することができる。
【００１３】図２に示すフローチャートには、本発明の
測定方法に係わる測定手順が表わされている。ここでは
ハードディスク磁気記録装置に本発明を適用したものと
想定して、図１と合わせて本測定方式による非線形ひず
み量測定方法について説明する。本測定方式は次の手順
で実施される。すなわち、測定開始が指示されるとまず
最初に、直流電圧印加によるディスク４の直流消磁を行
っておく（ステップＳ１０）。
測定方法に係わる測定手順が表わされている。ここでは
ハードディスク磁気記録装置に本発明を適用したものと
想定して、図１と合わせて本測定方式による非線形ひず
み量測定方法について説明する。本測定方式は次の手順
で実施される。すなわち、測定開始が指示されるとまず
最初に、直流電圧印加によるディスク４の直流消磁を行
っておく（ステップＳ１０）。
【００１４】パターン発生器１から、例えば３０ビット
のパターンＡ＝１００００００００００００００１００
００００００００００００を発生させる。このパターン
をNRZIコードとして記録信号増幅器により増幅した後、
記録再生ヘッド３により被測定ディスク４に記録・再生
する。このパターンＡの繰返し周波数ｆ0 の５倍の周波
数５ｆ0 の信号成分を測定し、これをＸ( ５ｆ0 ）とす
る（ステップＳ２０）。
のパターンＡ＝１００００００００００００００１００
００００００００００００を発生させる。このパターン
をNRZIコードとして記録信号増幅器により増幅した後、
記録再生ヘッド３により被測定ディスク４に記録・再生
する。このパターンＡの繰返し周波数ｆ0 の５倍の周波
数５ｆ0 の信号成分を測定し、これをＸ( ５ｆ0 ）とす
る（ステップＳ２０）。
【００１５】初回だけ前置補償量ｄを初期設定し、以後
はこれを更新する（ステップＳ３０）。ここで再度、直
流消磁を行う（ステップＳ４０）。
はこれを更新する（ステップＳ３０）。ここで再度、直
流消磁を行う（ステップＳ４０）。
【００１６】次に、パターンＡを右に７および８ビット
それぞれシフトしたパターンＢ＝０００００００１００
００００００００００００１０００００００、および、
パターンＣ＝００００００００１００００００００００
００００１００００００ならびに、パターンＡを加算し
ていき、次のようなパターンＤを作成する。即ち、パタ
ーンＤ＝１００００００１１００００００１０００００
０１１００００００。（ステップＳ５０）。
それぞれシフトしたパターンＢ＝０００００００１００
００００００００００００１０００００００、および、
パターンＣ＝００００００００１００００００００００
００００１００００００ならびに、パターンＡを加算し
ていき、次のようなパターンＤを作成する。即ち、パタ
ーンＤ＝１００００００１１００００００１０００００
０１１００００００。（ステップＳ５０）。
【００１７】前述同様に周波数５ｆ0 の信号成分を測定
し、このパターンＤをＹ( ５ｆ0 ）として、この値が最
小となるまで上記ステップＳ３０〜Ｓ５０を繰り返す
（ステップＳ６０）。
し、このパターンＤをＹ( ５ｆ0 ）として、この値が最
小となるまで上記ステップＳ３０〜Ｓ５０を繰り返す
（ステップＳ６０）。
【００１８】Ｙ( ５ｆ0 ）およびＸ( ５ｆ0 ）の絶対値
の比を振幅性ひずみｒとし、このときのｄを最適前置補
償量とする（ステップＳ７０）。前置補償量が無い場合
について、後述の式（５）に基づいて、前記振幅性ひず
み量ｒを代入することで、位相性ひずみ量δを算出する
（ステップＳ８０）。
の比を振幅性ひずみｒとし、このときのｄを最適前置補
償量とする（ステップＳ７０）。前置補償量が無い場合
について、後述の式（５）に基づいて、前記振幅性ひず
み量ｒを代入することで、位相性ひずみ量δを算出する
（ステップＳ８０）。
【００１９】そして、求まったδの位置を座標上にプロ
ットし、最小値の符号で位相シフト方向を識別する（ス
テップＳ９０）。以上により一連の測定・分析処理を終
了する。
ットし、最小値の符号で位相シフト方向を識別する（ス
テップＳ９０）。以上により一連の測定・分析処理を終
了する。
【００２０】ここで、本発明の方法について関連式を用
いてさらに説明を加えると、用いるパターンＤをNRZIコ
ードとして上記パターンＡと同様に記録再生する場合、
ビット１の連続部分に対応する記録再生信号に非線形ひ
ずみが存在しなければ、周波数５ｆ0 における信号は以
下の理由により観測されない。すなわち、再生信号をフ
ーリエ展開によって説明すると、パターンＡの記録再生
信号の周波数５ｆ0 における信号ｇ5(t ）は、フーリエ
展開により次式のように表される。
いてさらに説明を加えると、用いるパターンＤをNRZIコ
ードとして上記パターンＡと同様に記録再生する場合、
ビット１の連続部分に対応する記録再生信号に非線形ひ
ずみが存在しなければ、周波数５ｆ0 における信号は以
下の理由により観測されない。すなわち、再生信号をフ
ーリエ展開によって説明すると、パターンＡの記録再生
信号の周波数５ｆ0 における信号ｇ5(t ）は、フーリエ
展開により次式のように表される。
【００２１】
【数１】 また、Ｃ5 はフーリエ係数でありビットの１に対応する
磁化転移による孤立波形を、ｇ(t）と表せば次式で与え
られる。
磁化転移による孤立波形を、ｇ(t）と表せば次式で与え
られる。
【００２２】
【数２】
【００２３】上式のＴはｆ0 の逆数である。同様にパタ
ーンＤの記録再生信号の周波数５ｆ0 における信号ｈ5
(t ）は、パターンＡ、ＢおよびＣによる記録再生波形
の線形加算となるから、次式のように表わされる。
ーンＤの記録再生信号の周波数５ｆ0 における信号ｈ5
(t ）は、パターンＡ、ＢおよびＣによる記録再生波形
の線形加算となるから、次式のように表わされる。
【００２４】
【数３】 したがって、５次高調波としてのｈ5(t ）は観測されな
い。
い。
【００２５】しかし一方、パターンＤのビットの連続部
において非線形ひずみが発生した場合には、ｈ5(t ）は
決して零にならない。これについて図７を用いて詳しく
次に説明すると、パターンＤのビットの連続部分におい
て位相ひずみδのみならず振幅ひずみｒも生じたと仮定
すると、そのときの記録再生信号の周波数５ｆ0 におけ
る信号ｈ5(t ）は次式のように表わされる。
において非線形ひずみが発生した場合には、ｈ5(t ）は
決して零にならない。これについて図７を用いて詳しく
次に説明すると、パターンＤのビットの連続部分におい
て位相ひずみδのみならず振幅ひずみｒも生じたと仮定
すると、そのときの記録再生信号の周波数５ｆ0 におけ
る信号ｈ5(t ）は次式のように表わされる。
【００２６】
【数４】 周波数分析機６で測定される当該信号は、絶対値｜ｈ5
(t)｜であり次式が成り立つ。
(t)｜であり次式が成り立つ。
【００２７】
【数５】 これに対応する従来法の５次高調波測定方法では、次式
の如くｒを含んでない。
の如くｒを含んでない。
【００２８】
【数６】
【００２９】つまり、振幅性ひずみ量ｒを考慮していな
いのでその分、測定精度が低下する。また、これだけで
は位相ひずみの方向性は不明である。そこで本発明の方
式では、図３( ｂ) に示すように、連続ビット部分に前
置補償を施して位相性ひずみ量分を打ち消している。こ
の補償により位相性ひずみ量δ＝０とすれば上式（５）
は次式のように単純式となる。
いのでその分、測定精度が低下する。また、これだけで
は位相ひずみの方向性は不明である。そこで本発明の方
式では、図３( ｂ) に示すように、連続ビット部分に前
置補償を施して位相性ひずみ量分を打ち消している。こ
の補償により位相性ひずみ量δ＝０とすれば上式（５）
は次式のように単純式となる。
【００３０】
【数７】 よって、パターンＡの記録再生時の周波数５ｆ0 の信号
測定で得られる｜Ｃ5 ｜から、振幅性ひずみ量ｒ（＝｜
ｈ5(t)｜／｜Ｃ5 ｜）を求めることができる。さらにこ
の振幅性ひずみ量ｒを前式（５）に代入すれば、位相性
ひずみ量δも求めることができる。
測定で得られる｜Ｃ5 ｜から、振幅性ひずみ量ｒ（＝｜
ｈ5(t)｜／｜Ｃ5 ｜）を求めることができる。さらにこ
の振幅性ひずみ量ｒを前式（５）に代入すれば、位相性
ひずみ量δも求めることができる。
【００３１】なお、ここで求められた位相性ひずみ量δ
は、実際の記録状態を直接補償した量であり、この値を
もっていわゆる最適補償量として利用することも可能で
ある。
は、実際の記録状態を直接補償した量であり、この値を
もっていわゆる最適補償量として利用することも可能で
ある。
【００３２】上式（５）, （７）からも解るように、本
測定方式で評価される量は、記録再生波形の高調波成分
の比の値（即ち、５次高調波電圧比（図６参照））であ
り、波形の形状によらないものであることは明らかであ
る。このため、記録再生系の周波数特性や、長手記録お
よび垂直記録による記録磁化モードの違いによる波形の
違いに対しても特別な波形等化処理は不要である。ま
た、５次高調波を用いているので、９次法などの７次以
上の高調波を用いる従来方式に比べ、大きな再生信号を
得やすく測定精度も向上する。
測定方式で評価される量は、記録再生波形の高調波成分
の比の値（即ち、５次高調波電圧比（図６参照））であ
り、波形の形状によらないものであることは明らかであ
る。このため、記録再生系の周波数特性や、長手記録お
よび垂直記録による記録磁化モードの違いによる波形の
違いに対しても特別な波形等化処理は不要である。ま
た、５次高調波を用いているので、９次法などの７次以
上の高調波を用いる従来方式に比べ、大きな再生信号を
得やすく測定精度も向上する。
【００３３】なお図４(a) に示されている位相ひずみの
有る特定ビットパターンとその対応波形の図示する所定
ビットは、図４( ｂ),( ｃ) のような所定割合（例えば
４％／bit ）のビットシフトが施されることを示してい
る。
有る特定ビットパターンとその対応波形の図示する所定
ビットは、図４( ｂ),( ｃ) のような所定割合（例えば
４％／bit ）のビットシフトが施されることを示してい
る。
【００３４】また図５のグラフには、本測定方法の原理
を用いてこの測定方法を実施する際における測定精度が
示され、使用するビットパターンに対応する３つの波形
で示されている。
を用いてこの測定方法を実施する際における測定精度が
示され、使用するビットパターンに対応する３つの波形
で示されている。
【００３５】パターン発振器１から上記パターンＡと、
位相ひずみの無いパターンＤ、および連続ビットに４％
の位相ひずみを与えたパターンＤのそれぞれのパターン
の周波数５ｆ0 における再生信号を周波数分析機６で分
析調査した結果が示されている。
位相ひずみの無いパターンＤ、および連続ビットに４％
の位相ひずみを与えたパターンＤのそれぞれのパターン
の周波数５ｆ0 における再生信号を周波数分析機６で分
析調査した結果が示されている。
【００３６】詳しくは、３Mbpsの合成NRZIパルス列（但
し、繰返し周波数ｆ0 ＝100kHz，振幅2Vpp一定）を発生
させ、４％／bit の位相シフトを与えると、グラフに示
す如く、第Ｎ次（Ｎ＝3,5,7 ）の高調波のレベルが周期
的に高く、特に際立って高いピークを示している５次高
調波近傍のスペクトルが測定される。使用した３つのパ
ターンを比較すると、用いたパターンの違いでピークの
値に差が生ずる。これらのうち基準パターンＡ(Std.)の
ピークと、上述したような４％／bit の位相ひずみを与
えた特定パターンＤ(Spc.)のピークの大きさの比をこの
グラフから計算する。このとき、これら測定値を式
（５）に代入すると、位相性ひずみ量δは測定結果か
ら、０. １３３５掛ける１０の-9乗(sec) により、δ＝
４. ００６％であると算出され、本発明に基づく測定方
法の高い精度の定量性が解る。
し、繰返し周波数ｆ0 ＝100kHz，振幅2Vpp一定）を発生
させ、４％／bit の位相シフトを与えると、グラフに示
す如く、第Ｎ次（Ｎ＝3,5,7 ）の高調波のレベルが周期
的に高く、特に際立って高いピークを示している５次高
調波近傍のスペクトルが測定される。使用した３つのパ
ターンを比較すると、用いたパターンの違いでピークの
値に差が生ずる。これらのうち基準パターンＡ(Std.)の
ピークと、上述したような４％／bit の位相ひずみを与
えた特定パターンＤ(Spc.)のピークの大きさの比をこの
グラフから計算する。このとき、これら測定値を式
（５）に代入すると、位相性ひずみ量δは測定結果か
ら、０. １３３５掛ける１０の-9乗(sec) により、δ＝
４. ００６％であると算出され、本発明に基づく測定方
法の高い精度の定量性が解る。
【００３７】また図６のグラフは、本測定方法を高密度
塗布型（１００MB級メタル塗布および垂直配向Ｂａフェ
ライト）のフレキシブル記録媒体のディスクに適用した
例を示している。横軸は正負の前置補償量［％／bit ］
をとり、正方向は連続ビットを離して記録する補償の方
向を示す。これらの２つグラフ曲線によれば、測定され
た総ひずみ量は前置補償量がそれぞれ約４％の処で最小
値となり、このときの残留分から振幅性ひずみ量ｒは約
５％と算出される。これを基にして計算を行わなうと、
位相性ひずみ量δは４. ５％であると求められ、このよ
うな記録密度では比較的小さいことが解る。さらに位相
ずれの方向については、メタル媒体ではビット同士が接
近する方向であり、Ｂａフェライト媒体では離れて行く
方向であることも解る。なお、本測定法に基づく実測結
果によれば、高密度ほど振幅性ひずみ量および、距離に
換算した位相性シフト量が大きくなる傾向があることも
解る。
塗布型（１００MB級メタル塗布および垂直配向Ｂａフェ
ライト）のフレキシブル記録媒体のディスクに適用した
例を示している。横軸は正負の前置補償量［％／bit ］
をとり、正方向は連続ビットを離して記録する補償の方
向を示す。これらの２つグラフ曲線によれば、測定され
た総ひずみ量は前置補償量がそれぞれ約４％の処で最小
値となり、このときの残留分から振幅性ひずみ量ｒは約
５％と算出される。これを基にして計算を行わなうと、
位相性ひずみ量δは４. ５％であると求められ、このよ
うな記録密度では比較的小さいことが解る。さらに位相
ずれの方向については、メタル媒体ではビット同士が接
近する方向であり、Ｂａフェライト媒体では離れて行く
方向であることも解る。なお、本測定法に基づく実測結
果によれば、高密度ほど振幅性ひずみ量および、距離に
換算した位相性シフト量が大きくなる傾向があることも
解る。
【００３８】（その他の変形例）なお、本発明は上述し
た例に必ずしも限定されるものではなく、本発明の要旨
を著しく逸脱しない範囲であれば種々の変形実施も可能
である。
た例に必ずしも限定されるものではなく、本発明の要旨
を著しく逸脱しない範囲であれば種々の変形実施も可能
である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
密度の参照記録パターンの記録再生信号と、ダイビット
部分に発生したひずみ量に応じてその再生信号の特定周
波数が増減する特定パターンによる記録再生信号の特定
周波数成分の信号比によりひずみ量を測定する場合に、
ダイビット部分を記録前置補償により連続的に変化させ
て調べることにより、記録の非線形ひずみを位相性ひず
み( δ) および振幅性ひずみ( ｒ) に分離して測定でき
る。このとき測定する周波数成分は、記録パターンの繰
り返し周波数の５倍の高調波を用いており、７倍以上の
高調波を用いる方法に比べひずみを検出するための信号
が大きいため信号対雑音比が高く測定精度が良い。ま
た、位相ずれの方向を知る事もできる。さらに、位相性
ひずみを最小化する前置補償量は、記録の前置補償量の
最適値として適用することができる。
密度の参照記録パターンの記録再生信号と、ダイビット
部分に発生したひずみ量に応じてその再生信号の特定周
波数が増減する特定パターンによる記録再生信号の特定
周波数成分の信号比によりひずみ量を測定する場合に、
ダイビット部分を記録前置補償により連続的に変化させ
て調べることにより、記録の非線形ひずみを位相性ひず
み( δ) および振幅性ひずみ( ｒ) に分離して測定でき
る。このとき測定する周波数成分は、記録パターンの繰
り返し周波数の５倍の高調波を用いており、７倍以上の
高調波を用いる方法に比べひずみを検出するための信号
が大きいため信号対雑音比が高く測定精度が良い。ま
た、位相ずれの方向を知る事もできる。さらに、位相性
ひずみを最小化する前置補償量は、記録の前置補償量の
最適値として適用することができる。
【図１】図１は、本発明の測定方法に係わる測定システ
ムの構成を示すブロック図。
ムの構成を示すブロック図。
【図２】図２は、本発明の測定方法に係わる測定手順を
表わすフローチャート。
表わすフローチャート。
【図３】 図３は本発明の測定方法における位相ひずみ
の補償を説明し、（ａ）, （ｂ）は、再生出力ビットパ
ターンに対応する波形図、（ｃ）, （ｄ）は、ビットパ
ターンの一部に施す前置補償についての説明図。
の補償を説明し、（ａ）, （ｂ）は、再生出力ビットパ
ターンに対応する波形図、（ｃ）, （ｄ）は、ビットパ
ターンの一部に施す前置補償についての説明図。
【図４】 図４は本発明の測定方法の原理を説明し、
（ａ）は、記録再生出力されたビットパターンと対応す
る波形図、（ｂ）, （ｃ）は、このパターンの位相ひず
み部分に施す所定割合の前置補償量の一例について示す
説明図。
（ａ）は、記録再生出力されたビットパターンと対応す
る波形図、（ｂ）, （ｃ）は、このパターンの位相ひず
み部分に施す所定割合の前置補償量の一例について示す
説明図。
【図５】図５は、本発明の測定方法の測定精度を表わす
グラフ。
グラフ。
【図６】図６は、本発明の測定方法を２つの被測定媒体
物に適用したときの前置補償量と非線型ひずみ量との関
係を表わすグラフ。
物に適用したときの前置補償量と非線型ひずみ量との関
係を表わすグラフ。
【図７】 図７は測定方法に係わる非線形ひずみのデー
タを示し、（ａ）〜（ｄ）は、記録再生出力されるビッ
トパターンＡ〜Ｄとその対応する波形図、（ｅ）,
（ｆ）は、線形および非線型の位相ひずみの波形拡大
図。
タを示し、（ａ）〜（ｄ）は、記録再生出力されるビッ
トパターンＡ〜Ｄとその対応する波形図、（ｅ）,
（ｆ）は、線形および非線型の位相ひずみの波形拡大
図。
１…ディスク、 ２…ヘッド、 ３…記録増幅器、 ４…再生増幅器、 ５…パターン発生器、 ６…周波数分析機。 Ｓ１０〜Ｓ９０…ひずみ測定の処理ステップ。
Claims (2)
- 【請求項１】 ３０ビット中に２回の符号反転をもつ基
準記録ビットパターンＡおよびこのビットパターンＡの
符号反転位置をそれぞれ７および８ビット分シフトした
ビットパターンＢ, Ｃの上記３つのビットパターンを加
算して得たビットパターンＤを記録再生するとき、ビッ
トパターン中のダイビット部分の位相を記録の前置補償
として調整することで変化するビットパターンＤの記録
再生信号と、ビットパターンＡのみの記録再生信号との
それぞれの基本繰り返し周波数ｆ0 の５次の高調波の比
を測定することによって、記録の位相性および振幅性の
非線形ひずみを分離して評価する非線形ひずみ量測定方
法において、 高調波比が最小となるように前置補償量を調整したとき
の高調波比を振幅性ひずみ量ｒとして、前置補償量が零
のときの高調波比Ｒと振幅性ひずみ量ｒとにより位相性
ひずみ量δを、 δ ＝ １/ （２π５ｆ0 ）×｛（Ｒ2 −ｒ2 ）/ （１
−ｒ）2 ｝1/2 として推定することを特徴とする非線形ひずみ量測定方
法。 - 【請求項２】 パターン発生器から３０ビットから成る
基準パターンＡを発生させ、このパターンをNRZIコード
として増幅器で増幅後、所定ヘッドにより被測定媒体上
に記録するとき、この基準パターンＡの繰返し周波数ｆ
0 の５倍の周波数５ｆ0 の信号成分を測定してこれをＸ
( ５ｆ0 ）とするステップ( Ｓ２０）と、初回のみ前置
補償量を初期設定し以後はこの補償量を更新するステッ
プ( Ｓ３０）と、前記基準パターンＡを右に７及び８ビ
ットそれぞれシフトして成る中間パターンＢ，Ｃならび
に前記基準パターンＡを加算して所定の特定パターンＤ
を作成するステップ( Ｓ５０）と、この特定パターンＤ
の周波数５ｆ0 の信号成分を測定してこれをＹ( ５ｆ
0 ）として、この値が最小となるまで前記ステップＳ３
０〜Ｓ５０を繰り返すステップ( Ｓ６０）と、最小値と
して得たＹ( ５ｆ0）およびＸ( ５ｆ0 ）の絶対値の比
を振幅性ひずみｒとし、このときのｄを最適前置補償量
とするステップ( Ｓ７０）と、前置補償量が無い場合、 ｜ｈ5(t)｜ ＝ ｜Ｃ5 ｜｛ｒ2 ＋（１−ｒ）2 （２π
５ｆ0 δ）2 ｝1/2 に基づいてステップ( Ｓ７０) で求めた振幅性ひずみ量
ｒを代入して、位相性ひずみ量δを算出するステップ(
Ｓ８０）と、求まった位相性ひずみ量δの位置を座標上
にプロットし最小値の符号で位相シフト方向を識別する
ステップ( Ｓ９０）と、から成る手順により測定処理を
行うことを特徴とする非線形ひずみ量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9075652A JP2975323B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非線形ひずみ量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9075652A JP2975323B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非線形ひずみ量測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10269511A JPH10269511A (ja) | 1998-10-09 |
| JP2975323B2 true JP2975323B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=13582404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9075652A Expired - Fee Related JP2975323B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非線形ひずみ量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975323B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097804A1 (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Fujitsu Limited | 非線形性測定方法，非線形性測定装置，磁気記録再生装置および磁気記録再生用lsi |
| US7248424B2 (en) | 2003-04-25 | 2007-07-24 | Fujitsu Limited | Nonlinearity measuring method, nonlinearity measuring unit, magnetic recording/regenerating unit and LSI for magnetic recording/regenerating |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305174A (ja) | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 磁気ディスク媒体の特性評価方法 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP9075652A patent/JP2975323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097804A1 (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Fujitsu Limited | 非線形性測定方法，非線形性測定装置，磁気記録再生装置および磁気記録再生用lsi |
| US7248424B2 (en) | 2003-04-25 | 2007-07-24 | Fujitsu Limited | Nonlinearity measuring method, nonlinearity measuring unit, magnetic recording/regenerating unit and LSI for magnetic recording/regenerating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10269511A (ja) | 1998-10-09 |
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