JP3501898B2 - 磁気記録情報再生装置および信号処理回路 - Google Patents

磁気記録情報再生装置および信号処理回路

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JP3501898B2
JP3501898B2 JP08244996A JP8244996A JP3501898B2 JP 3501898 B2 JP3501898 B2 JP 3501898B2 JP 08244996 A JP08244996 A JP 08244996A JP 8244996 A JP8244996 A JP 8244996A JP 3501898 B2 JP3501898 B2 JP 3501898B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録情報再生
技術および信号処理技術に関し、特に、磁気抵抗効果型
ヘッド(MRヘッド)を再生ヘッドとする磁気記録再生
装置の再生回路に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体を用いる磁気ディスク装置
等のデータ記録装置では、原理上、媒体に対するヘッド
の浮上間隙(スペーシング)が狭いほど高記録密度が達
成できるため、スペーシングは狭小化の一途を辿ってい
る。一方、ヘッドについてみると、再生ヘッドでは、従
来の誘導型ヘッドに対して、種々の優位性を持つ後述の
MRヘッドが主流となってきている。
【0003】図13に磁気ディスク装置(HDD)の磁
気ヘッド1と磁気ディスク2のインターフェイス部分の
構成を示す。ここで再生ヘッド3には、比較的高い感度
を有するMRヘッドを用いている。MRヘッドとは、磁
気抵抗効果を有する薄膜素子をセンサとする薄膜ヘッド
である。MRヘッドとディスク間が狭スペーシングにな
ると、磁気ディスク2の微小突起部分4でMRヘッドが
擦られる際の磁気抵抗効果素子の温度変化等によって、
図14に示すようなサーマルアスペリティー(TA:T
hermal Asperity)と呼ばれるノイズが
発生することが知られている。このサーマルアスペリテ
ィーの大きさAtaは、信号振幅Asigと同程度に達
することがあり、再生性能に致命的な影響を与える可能
性がある。
【0004】以下、図15に例示される、考えられる従
来の一般的な再生回路(RSPC)201の構成を参照
して、磁気ディスク装置のMRヘッドに付随する再生信
号処理系におけるサーマルアスペリティーの技術的課題
をさらに詳細に検討する。ここでは、パーシャルレスポ
ンスと最尤復号(PRML)とを組み合わせた信号処理
技術を適用した例について説明する。RSPC201
は、主に可変利得増幅器(VGA)211、アナログ等
化回路(AEQ)212、A/D変換器(ADC)21
3、デジタル等化器(DEQ)214、最尤復号器(M
L)215、シンクバイト検出回路(SYNCDET)
220、復調回路(DEC)216とからなる信号処理
部分と、VGAの利得を制御する可変利得増幅器制御回
路(VGAC)217、ADCのサンプルクロックを制
御する電圧制御発振器制御回路(VCOC)219と、
ADCのサンプルクロックを供給する電圧制御発振器
(VCO)218とからなる制御回路部分とで構成され
る。
【0005】VGA211は入力信号の振幅をML入力
で目標振幅に近付くように制御回路で制御する。AEQ
212は不要帯域の雑音除去および前置等化を行う。A
DC213はAEQ212のアナログ出力信号をデジタ
ル信号に変換する。この時、ADC213のサンプルク
ロックは、ML入力でのサンプル信号値列が目標振幅か
らずれないように制御回路で電圧制御発振器の制御電圧
が制御される。DEQ214は、ML215が識別しや
すいように波形を等化する。ML215で識別されたシ
リアルデータからデータの開始を示すシンクバイトをS
YNCDET220が検出すると、DEC216はこの
データ以降をシリアル/パラレル変換した後にユーザー
データを復調する。
【0006】一般には、ADC213の性能を十分に引
き出すためにADC213に入力される信号振幅は、通
常はフルスケールの80%〜90%に設定する。従っ
て、この再生回路に図14に示したようなサーマルアス
ペリティーによる雑音が印加されると、ADC213に
入力される信号が大きく変動することによって、ADC
213の出力が飽和し、この結果DEQ214での等化
ができなくなる。このために、ML215の弁別結果も
誤ることになる。また、VGA211やADC213の
制御回路であるVGAC217やVCOC219内での
誤差検出結果が長期間に渡って誤動作し、制御動作が不
安定になる可能性がある。
【0007】磁気ディスク装置で、図14に示すような
サーマルアスペリティーによる信号の欠陥が、データの
始まりを示すいわゆるシンクバイトに発生したとする
と、SYNCDET220がデータの開始位置を検出で
きないため、このセクタに記録されているユーザーデー
タは全て再生することができなくなる。
【0008】これらの問題を回避するための従来技術と
しては、たとえば米国特許第4914398号公報に開
示されているようにアナログ的な回路手法によってサー
マルアスペリティーによる雑音を検出して、この雑音を
再生信号から減算することによって雑音を除去する第1
の方法や、特開平6−28785号公報に開示されてい
るように、DEQ214の目標振幅を小さくしてADC
213の飽和を防止すると共に、再生回路の低域のカッ
トオフ周波数を増加させてサーマルアスペリティーによ
る雑音が影響する時間領域を狭める第2の方法等があ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の第1の
方法では、アナログ回路の規模が非常に大きくなる上
に、除去回路を動作させている時は、除去回路による雑
音が発生することによる性能劣化がある。また、前述の
第2の方法では、サーマルアスペリティー雑音の発生期
間中は、VGAC217やVCOC219の動作を停止
する。このため、サーマルアスペリティー雑音の発生位
置がシンクバイトやそれ以前の場合、制御停止期間中の
クロック位相や振幅のずれが非常に大きくなり信号を再
生できない可能性がある。
【0010】また、H.Shafieeらが“Low−
Complexity Viterbi Detect
ion for a Family of Parti
alResponse Systems”,IEEE
Trans. on Mag., Vol.28, N
o.5, Sept. 1992に示すように、ML2
15の状態数の増加に伴う回路規模の増加を少なくする
ために硬判定(ハードディシジョン)を併用する提案が
なされている。しかしこの場合、比較的小さなサーマル
アスペリティーによる雑音でも硬判定部分で誤りが発生
し、サーマルアスペリティー雑音が発生する可能性のあ
る磁気ディスク装置では採用できないと言った技術的課
題があった。
【0011】本発明の目的は、サーマルアスペリティー
のような雑音が重畳した信号であっても、比較的小規模
な回路でこのような雑音の影響を除去できる磁気記録情
報再生技術および信号処理技術を提供することにある。
【0012】本発明の他の目的は、再生誤りとならない
ような小さなサーマルアスペリティーによる雑音を検出
可能な再生信号処理系を備えることによって、信頼性の
高い磁気記録情報再生技術および信号処理技術を提供す
ることにある。
【0013】本発明の他の目的は、微細なサーマルアス
ペリティー雑音の検出および補正によって、エラーに敏
感な多様な最尤復号方法を採用することが可能な磁気記
録情報再生技術および信号処理技術を提供することにあ
る。
【0014】本発明の他の目的は、再生信号へのサーマ
ルアスペリティー雑音の混入を懸念することなく、狭ス
ペーシング化による高記録密度の達成が可能な磁気記録
情報再生技術および信号処理技術を提供することにあ
る。
【0015】本発明の他の目的は、再生信号へのサーマ
ルアスペリティー雑音の混入に起因するデータアクセス
動作のリトライ等によるオーバーヘッドを減らして、高
スループットを達成することが可能な磁気記録情報再生
技術および信号処理技術を提供することにある。
【0016】本発明の他の目的は、狭スペーシング時に
問題となるサーマルアスペリティーに対して強い耐力を
持つ高性能な磁気記録情報再生技術および信号処理技術
を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明では、たとえば図
14に例示したように、サーマルアスペリティーによる
雑音が、雑音発生後、数十サンプル程度でほぼ最大振幅
をとるような比較的低周波の雑音であることに着目し、
フィードバック手法を用いてサーマルアスペリティーを
除去する手段を用いている。具体的には、少なくとも波
形を等化する等化手段と最尤復号手段とを有するMRヘ
ッド対応の信号処理回路およびこの信号処理回路を搭載
した磁気記録情報再生装置において、以下の第1〜第1
5の手段の何れかを用いる。
【0018】すなわち、第1に、再生信号振幅と同等の
振幅のサーマルアスペリティー雑音を検出する手段とこ
れをフィードバック手法を用いて除去する手段を設け
る。
【0019】第2に、最尤復号手段の入力信号を3値に
識別して、この結果と等化手段の出力との差をとること
によって、サーマルアスペリティーとランダム的な雑音
が混入した状態での誤差信号を検出する。この信号を平
均してランダム的な雑音を除去するために平均化手段を
用いる。更に、検出したサーマルアスペリティーを等化
手段の出力から除去する手段を用いる。
【0020】第3に、第2の手段で平均化して抽出され
た信号を、この信号の振幅レベルを監視することによっ
て、サーマルアスペリティーが発生している時のみ選択
的に等化手段の出力信号から除去する。
【0021】第4に、第2および第3の手段に記載の信
号処理回路において、平均化手段に入力される誤差信号
列からサーマルアスペリティー雑音の時系列誤差量を推
定する手段を備えたサーマルアスペリティー雑音除去手
段を設ける。
【0022】第5に、最尤復号手段の入力から誤差を検
出し、この誤差を逐次蓄積すると共に蓄積結果を乗算手
段で係数倍してサーマルアスペリティーに対応する信号
を抽出し、これを等化手段の出力から減算する。
【0023】第6に、第5の手段に記載の信号処理回路
において、抽出されたサーマルアスペリティーに対応す
る信号を、この信号の振幅レベルを監視することによっ
て、サーマルアスペリティーが発生している時のみ等化
手段の出力信号から除去する。
【0024】第7に、第6の手段に記載の信号処理回路
において、乗算手段の出力信号を、A/D変換手段のオ
フセット量補正手段に入力する。
【0025】第8に、第6の手段に記載の信号処理回路
において、最尤復号手段より前段のアナログ信号処理手
段にアナログの減算手段を設け、乗算手段の出力信号
を、D/A変換手段を介してアナログ信号から除去す
る。
【0026】第9に、第5ないし第8の手段に記載の信
号処理回路において、乗算手段の係数値を設定する手段
を設ける。
【0027】第10に、第3および第4と第6ないし第
9の手段に記載の信号処理回路において、サーマルアス
ペリティー雑音を検出するレベル値を設定する手段を設
ける。
【0028】第11に、第10の手段に記載の信号処理
回路を用いた集積回路チップにおいて、サーマルアスペ
リティーの検出結果を、集積回路チップのピンあるいは
レジスタに出力する。
【0029】第12に、第8の手段に記載の信号処理回
路を用いた集積回路チップにおいて、D/A変換手段と
アナログの減算手段の接続点に乗算手段の出力信号を積
分する外付けコンデンサを設ける。
【0030】第13に、MRヘッド対応の拡張パーシャ
ルレスポンス最尤復号を用いた信号処理用の集積回路チ
ップにおいて、少なくともサーマルアスペリティーを除
去する手段と、A/D変換手段と、硬判定併用型の最尤
復号手段を設ける。
【0031】第14に、MRヘッドを搭載した磁気記録
再生装置において、第11ないし13の手段に記載の信
号処理用の集積回路チップを用いる。
【0032】第15に、MRヘッドを搭載した磁気記録
再生装置において、サーマルアスペリティーを除去する
手段を有し、再生信号振幅と同等の振幅のサーマルアス
ペリティー雑音に対して、複数回の再生動作を実施する
ことなく再生可能とする。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
【0034】(実施の形態1) 図1は、本発明の磁気記録情報再生装置および信号処理
回路の第1の実施の形態である磁気ディスク装置に備え
られた再生回路(RSPC)201の構成の一例を示す
ブロック図である。また、図12は、本実施の形態の磁
気ディスク装置の構成の一例を示す概念図である。
【0035】まず、図12を参照して、本実施の形態の
磁気ディスク装置(HDD)10の構成の一例を説明す
る。本実施の形態のHDD10は、大別して、ヘッドデ
ィスクアセンブリ(HDA)20と、パッケージ基板
(PCB)40で構成されている。
【0036】HDA20は、媒体としての磁気ディスク
2と、この磁気ディスク2に対するデータの記録/再生
を行う磁気ヘッド1と、磁気ヘッド1の磁気ディスク2
の径方向における位置決め動作を行うキャリッジ103
と、キャリッジ上に取り付けられたR/WIC104
と、磁気ディスク2を回転させるスピンドルモータ10
5等を含んでいる。
【0037】PCB40は、信号処理LSI(SPC)
21と、ハードディスクコントローラチップ(HDC)
22と、サーボコントローラ(SVC)23、マイクロ
プロセッサ(MP)24と、SCSIチップ25、制御
プログラム等が格納されたROM26等を含んでいる。
【0038】磁気ヘッド1は、記録および再生のそれぞ
れに専用のヘッドを持つ復号ヘッドであり、再生用とし
ては、MRヘッド3を備えている。
【0039】ここで、再生信号の流れについて説明す
る。MRヘッド3の再生信号はキャリッジ103上のR
/WIC104内のMRヘッド用のプリアンプ(MR_
PREAMP)で増幅され、パッケージ基板(PCB)
40に入力される。この信号は、信号処理LSIチップ
21内の再生回路(RSPC)201に入力され、再生
回路は、識別結果をインターフェイス回路(INT)2
02に出力する。更に識別された信号列は、ハードディ
スクコントローラチップ(HDC)22に送出され、更
にSCSIチップ25等を介してHDD10から、外部
の図示しない情報処理装置等に出力される。ここでは、
ある程度の振幅に増幅された信号を入力とする再生回路
部分についてのみ説明する。尚、203は、変調回路等
からなる記録回路である。
【0040】図1において、RSPC201は、インタ
ーフェイス回路202、記録回路203とともに信号処
理LSI(SRC)21を構成している。本実施の形態
では、従来技術と同様に、パーシャルレスポンスと最尤
復号(PRML)とを組み合わせた信号処理技術を適用
している。再生回路(RSPC)201は、主に可変利
得増幅器(VGA)211、アナログ等化回路(AE
Q)212、A/D変換器(ADC)213、デジタル
等化器(DEQ)214、減算回路(SUB)221、
最尤復号器(ML)215、シンクバイト検出回路(S
YNCDET)220、復調回路(DEC)216とか
らなる信号処理部分と、サーマルアスペリティー雑音除
去回路(TAC)222、VGAの利得を制御する可変
利得増幅器制御回路(VGAC)217、ADCのサン
プルクロックを制御する電圧制御発振器制御回路(VC
OC)219と、ADCのサンプルクロックを供給する
電圧制御発振器(VCO)218とからなる制御回路部
分とで構成される。減算回路(SUB)221はデジタ
ル等化器(DEQ)214と最尤復号器(ML)215
の間に接続され、VGAC217とVCOC219の入
力は、SUB221の出力、即ちML215の入力部で
ある。尚、DEC216の後段に、スクランブラを挿入
してもよい。
【0041】サーマルアスペリティーによる雑音が入力
された時、DEQ214出力でのサーマルアスペリティ
ーによる雑音をTAC222で検出して、SUB221
でこれを除去する構成である。
【0042】本実施の形態におけるサーマルアスペリテ
ィー雑音除去回路(TAC)222の基本的な構成の一
例を図2(a)に示し、サーマルアスペリティー雑音を
除去する過程を、図2(b)の各部の波形を用いて説明
する。
【0043】TAC222は、DEQ214の出力波形
(DEQout)51を入力とする。この入力信号値列
は、図2(b)に示すようにパーシャルレスポンスクラ
ス4の3値波形である。サーマルアスペリティー雑音を
含む信号DEQout51を、減算回路(SUB)31
の加算側入力に入力する。一方、減算回路(SUB)2
21の出力信号SUBout57を識別器(DET)3
0に入力する。DET30は、−0.5と+0.5を閾値と
し、−1,0,+1を出力するビット毎の識別器であ
る。減算回路(SUB)31は、3値波形であるDEQ
out51からDET30でのSUBout57の識別
結果(−1,0,+1)である信号値列58を減算し、
オフセット信号OFSout53を算出する。この時、
時刻t1においてサーマルアスペリティーが発生する
と、OFSout53にサーマルアスペリティーと雑音
を含んだ誤差が出力される。この信号が平均化回路(A
VE)32に入力されると、時刻t1から平均化に要す
る時間Tdだけ遅れた時刻t2で、サーマルアスペリテ
ィーに対応する出力波形AVEout52を出力し始め
る。ここで、平均化は誤差信号に含まれる雑音を低減
し、サーマルアスペリティーによる信号波形の変化をよ
り正確に抽出するためのものである。この信号値列52
をDEQout51からSUB221で減算すれば、S
UBout57に示すように大きなサーマルアスペリテ
ィーをDEQout51から除去することができる。
【0044】図3に、図2(a)の変形例の構成を示
す。太枠の部分は図2(a)のTAC222と同一構成
である。この回路では、図2(a)のSUB221に対
応する減算回路(SUB)221’を新たに設けてい
る。従って、AVE32の出力波形AVEout52
は、図2(a)の回路と同一である。この回路では、更
にAVEout52を入力とするサーマルアスペリティ
ー雑音検出回路(TACS)33とスイッチ(SW)3
4とを設けている。この回路の動作を図4を参照して説
明する。
【0045】TACS33には、予めサーマルアスペリ
ティー閾値信号(TAT:TAスレッショルド)54を
設定する。TACS33は、TAT54で設定されたレ
ベルをAVEout52が時刻t3で超えると、スイッ
チ(SW)34を信号SWgate55によって閉じ
る。これによって、サーマルアスペリティー補正信号T
ACout56を出力する。この信号をDEQout5
1からSUB221で減算することによってサーマルア
スペリティー雑音が除去された信号SUBout57が
得られる。また、AVEout52がTAT54以下に
なると、時刻t4にSW34が開いて補正操作をやめ
る。即ち、サーマルアスペリティー雑音の発生時にのみ
AVE32の出力をサーマルアスペリティー雑音の補正
出力としている。これにより、サーマルアスペリティー
発生期間以外の信号に影響を与えることなく、上記動作
を実現できる。また、サーマルアスペリティーの発生を
示す信号として、SWgate55は信号処理LSI
(SPC)21のノイズ検出信号出力ピン55aに出力
する。
【0046】この時、AVE32に、AVEout52
の誤差信号値列の立上り時間の傾きや立下がり時間の傾
きからサーマルアスペリティーを予測する回路を適用す
れば、より精度の高い補正が可能となる。また、TAC
S33の比較特性にヒステリシス特性を持たせてもよ
い。これにより、たとえばAVEout52のわずかな
変動によってSWgate55が頻繁にオン/オフを繰
り返すことに起因して、却ってノイズを増大させる現象
の発生を回避することができる。サーマルアスペリティ
ーの発生を示す信号(SWgate55)は、図示しな
いレジスタに記録してもよいし、パルス幅を変えてノイ
ズ検出信号出力ピン55aに出力してもよい。本実施の
形態によれば、サーマルアスペリティー閾値信号(TA
T)54の閾値を適当に設定することによって、サーマ
ルアスペリティー雑音が発生していない時にも発生し得
るTAC222の回路雑音の影響による性能劣化を回避
できる。
【0047】また、ノイズ検出信号出力ピン55aに出
力される信号によって、サーマルアスペリティー雑音の
発生状態を外部から把握することができるので、たとえ
ば、RSPC201の開発段階等におけるデバッグや、
MP24におけるエラー監視や、エラー回復動作、等に
用いて、多様な制御を実現することができる。
【0048】(実施の形態2) 図5は、本発明の磁気記録情報再生装置および信号処理
回路の第2の実施の形態である磁気ディスク装置に備え
られた再生回路の構成の一例を示すブロック図である。
TAC222以外の構成は、図1と同一である。
【0049】本実施の形態によるTAC222は、識別
器30および減算回路31からなり、ML215の入力
と同一信号を入力とする誤差検出部と、誤差検出部の出
力を入力とする加算器35とメモリ(M)36からなる
誤差蓄積化回路と、誤差蓄積化回路の出力を入力とする
乗算回路37とからなる。TAC222の出力をDEQ
214の出力から減算する減算回路(SUB)221を
設け、ML215に入力する。
【0050】この時、乗算回路37の出力にスイッチ
(SW)34を設けると共に、誤差検出部の出力を入力
とし、この入力値列からサーマルアスペリティー雑音の
発生を検出するサーマルアスペリティー雑音検出回路
(TACS)33を設け、TACS33の検出出力で、
スイッチ34を開閉することによって、サーマルアスペ
リティー雑音の発生時にのみ乗算回路37の出力を減算
回路221へのサーマルアスペリティー雑音の補正出力
としてもよい。
【0051】本実施の形態によれば、第1の実施の形態
の図3と同様に、DEQ214の出力に現れるサーマル
アスペリティー雑音を、図2(b)に例示したSUBo
ut57のように改善できる。第1の実施の形態での平
均化回路32は、加算器35とメモリ(M)36からな
る誤差蓄積化回路と乗算回路37とで置き換えられ、回
路の簡単化をはかることができる。乗算回路37の係数
値αが平均化の精度を決める。すなわち、乗算回路37
の乗算の係数値αは、フィードバック系の利得に対応す
るので、この係数値αを大きくすれば、TAに対する追
従性は良くなるが精度が粗くなり、小さくすれば追従性
は劣化するが精度は向上することになる。また、TAC
S33に適当な閾値を設定することによって、サーマル
アスペリティー雑音が発生していない時の性能劣化を回
避できる。
【0052】本実施の形態では、図6に示すように、T
AC222の出力を、DEQ214の前段のA/D変換
器(ADC)213に入力してもよい。この時のTAC
222近傍のより詳細な構成を図7に例示する。ADC
213は、A/D変換回路213−1と、このA/D変
換回路213−1に入力されるアナログ信号の波形の中
心レベルを可変にするためのD/A変換回路(DAC)
213−2および減算回路213−3を有しており、こ
のDAC213−2の入力にTAC222の出力を接続
する。
【0053】本実施の形態によれば、サーマルアスペリ
ティー雑音によるADC213の飽和を防止でき、サー
マルアスペリティー雑音に対する耐力を第1の実施の形
態より向上できる。
【0054】(実施の形態3) 図8は、本発明の磁気記録情報再生装置および信号処理
回路の第3の実施の形態である磁気ディスク装置に備え
られた再生回路の構成の一例を示すブロック図であり、
図9はサーマルアスペリティー雑音の検出部分と補正部
分の構成を取り出して示すブロック図である。
【0055】図8に示すように、ML215より前段の
アナログ信号処理回路にオフセット量補正回路を設け、
サーマルアスペリティー雑音除去回路(TAC)222
の出力を、D/A変換器(DAC)224を介してアナ
ログ化して入力する。また、図9に示すようにアナログ
回路のオフセット量を補正するためのDAC224と補
正電圧保持用のコンデンサ225とアナログ減算回路2
23を用い、誤差補正信号をコンデンサ225で蓄積す
るような構成としても良い。更に、補正電圧保持用のコ
ンデンサ225は、図12に示す信号処理LSI(SP
C)21の外付けとしてもよい。
【0056】本実施の形態によれば、DAC224とコ
ンデンサ225が1次の積分回路として動作するので、
スムーズな補正動作が可能となる。また、アナログ減算
回路223以降のアナログ回路は、入力のダイナミック
レンジを余分に考慮する必要がない。従って、アナログ
回路部の設計が容易になると共に、低消費電力化や高速
動作化が容易となる。
【0057】更に、サーマルアスペリティー雑音除去回
路(TAC)222の乗算回路37に、乗算する係数値
βを設定するレジスタや、DAC224の最大出力電流
値を設定するレジスタを設けても良い。これらのレジス
タ値を設定することによって、補正ループの時定数を規
定でき、よりきめ細かな補正動作が可能となる。また、
第1の実施の形態と同様にサーマルアスペリティー雑音
除去回路(TAC)222のサーマルアスペリティー雑
音検出回路(TACS)33は、サーマルアスペリティ
ー雑音を検出するレベルを設定するレジスタを設けても
良い。これによって、サーマルアスペリティー雑音が発
生していない時の性能劣化を回避できる。
【0058】また、サーマルアスペリティー雑音除去回
路(TAC)222のサーマルアスペリティー雑音検出
回路(TACS)33の検出結果(SWgate55)
を、信号処理LSIチップ21のノイズ検出信号出力ピ
ン55aあるいはレジスタに出力しても良い。このノイ
ズ検出信号出力ピン55aやレジスタの出力を参照する
ことによって、再生時に例えMLによる識別誤りが生じ
ていなくても、再生信号にサーマルアスペリティー雑音
が発生していることが認識できる。更には、この信号を
参照することによって、従来技術では不可能であった通
常の再生時にはエラーにならず、何らかの要因でスペー
シングが狭まった時にエラーとなるような、小さなサー
マルアスペリティー雑音に対する精度の高い検出が可能
となる。また、再生信号振幅と同等の振幅のサーマルア
スペリティー雑音が入力されても、殆ど再生性能の劣化
がない再生回路が実現できる。
【0059】(実施の形態4)尚、本発明は図10に示
すように、拡張パーシャルレスポンスと最尤復号(EP
RML)を組み合わせた信号処理技術を適用した信号処
理LSIおよび磁気ディスク装置にも同様に適用できる
ことは明らかである。
【0060】この時の最尤復号器(ML’)215’
は、図11に示すようにブランチメトリック生成回路ユ
ニット(BMU)60とアッド−コンペア−セレクトユ
ニット(ACSU)61と、パスメモリユニット(PM
U)62と、ハードディシジョンユニット(HDU)6
3とで構成される。HDU63によって、BMU60と
ACSU61の演算量が低減されるため、ML’21
5’全体としての回路規模を削減できる。
【0061】以上のように、本発明の各実施の形態によ
れば、サーマルアスペリティーのような雑音が重畳した
再生信号であっても、比較的小規模な回路要素の増加で
このような雑音を除去する信号処理回路が提供できると
共に、識別誤りとならないような小さなサーマルアスペ
リティーによる雑音が検出でき、かつ大きな雑音が発生
しても性能劣化のない磁気ディスク装置を提供できる。
【0062】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0063】たとえば、上述の、本発明による第1から
第4の実施の形態の説明では、磁気記録情報再生装置の
一例として、磁気ディスク装置を例に採って構成や効果
について説明したが、磁気テープ装置等の他の磁気記録
再生装置にも同様に適用できることは明らかである。
【0064】
【発明の効果】本発明の磁気記録情報再生装置および信
号処理回路によれば、サーマルアスペリティーのような
雑音が重畳した信号であっても、比較的小規模な回路で
このような雑音の影響を除去できる、という効果が得ら
れる。
【0065】本発明の磁気記録情報再生装置および信号
処理回路によれば、再生誤りとならないような小さなサ
ーマルアスペリティーによる雑音を検出可能な再生信号
処理系とすることによって、動作の信頼性を高めること
ができる、という効果が得られる。
【0066】本発明の磁気記録情報再生装置および信号
処理回路によれば、微小なサーマルアスペリティー雑音
の検出および補正によって、エラーに敏感な多様な最尤
復号方法を採用することができる、という効果が得られ
る。
【0067】本発明の磁気記録情報再生装置および信号
処理回路によれば、再生信号へのサーマルアスペリティ
ー雑音の混入を懸念することなく、狭スペーシング化に
よる高記録密度の達成が可能な磁気ディスク装置を実現
できる、という効果が得られる。
【0068】本発明の磁気記録情報再生装置および信号
処理回路によれば、再生信号へのサーマルアスペリティ
ー雑音の混入に起因するデータアクセス動作のリトライ
等によるオーバーヘッドを回避して、高スループットを
達成することが可能な磁気ディスク装置を実現できる、
という効果が得られる。
【0069】本発明の磁気記録情報再生装置および信号
処理回路によれば、狭スペーシング時に問題となるサー
マルアスペリティーに対して強い耐力を持つ高性能な磁
気ディスク装置を実現できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気記録情報再生装置および信号処理
回路の第1の実施の形態である磁気ディスク装置に備え
られた再生回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】(a)は、サーマルアスペリティー雑音除去回
路の基本的な構成の一例を示すブロック図であり、
(b)は、その作用の一例を示す線図である。
【図3】図2(a)のサーマルアスペリティー雑音除去
回路の変形例を示すブロック図である。
【図4】図3のサーマルアスペリティー雑音除去回路の
作用の一例を示す線図である。
【図5】本発明の磁気記録情報再生装置および信号処理
回路の第2の実施の形態である磁気ディスク装置に備え
られた再生回路におけるサーマルアスペリティー雑音除
去回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図6】本発明の磁気記録情報再生装置の第2の実施の
形態である磁気ディスク装置に備えられた再生回路の変
形例を示すブロック図である。
【図7】図6のに例示された再生回路の変形例における
サーマルアスペリティー雑音除去回路の構成の一例を示
すブロック図である。
【図8】本発明の磁気記録情報再生装置および信号処理
回路の第3の実施の形態である磁気ディスク装置に備え
られた再生回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図9】図8に例示された再生回路においてサーマルア
スペリティー雑音の検出部分と補正部分の構成を取り出
して示すブロック図である。
【図10】本発明の磁気記録情報再生装置および信号処
理回路の第4の実施の形態である磁気ディスク装置に備
えられた再生回路の構成の一例を示すブロック図であ
る。
【図11】図10における最尤復号回路の構成の一例を
示すブロック図である。
【図12】本発明の磁気記録情報再生装置の第1の実施
の形態である磁気ディスク装置の全体構成の一例を示す
概念図である。
【図13】磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディス
クのインターフェイス部分の構成の一例を示す概念図で
ある。
【図14】サーマルアスペリティー雑音を含む再生信号
波形の一例を示す線図である。
【図15】考えられる従来の一般的な再生回路の構成の
一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…磁気ヘッド、2…磁気ディスク(磁気記録媒体)、
3…MRヘッド(再生ヘッド)、4…微小突起部分、1
0…磁気ディスク装置、20…ヘッドディスクアセンブ
リ、21…信号処理LSIチップ、22…ハードディス
クコントローラチップ、23…サーボコントローラ、2
4…マイクロプロセッサ、25…SCSIチップ、30
…識別器、31…減算回路(第2の減算手段)、32…
平均化回路、33…サーマルアスペリティー雑音検出回
路(比較手段)、34…スイッチ(スイッチ手段)、3
5…加算器(加算手段)、36…メモリ(記憶手段)、
37…乗算回路(乗算手段)、40…パッケージ基板、
54…サーマルアスペリティー閾値信号、55…スイッ
チ開閉制御入力、55a…ノイズ検出信号出力ピン、6
0…ブランチメトリック生成回路ユニット、61…アッ
ド−コンペア−セレクトユニット、62…パスメモリユ
ニット、63…ハードディシジョンユニット、103…
キャリッジ、104…R/WIC、105…スピンドル
モータ、201…再生回路(信号処理回路)、202…
インターフェイス回路、203…記録回路、211…可
変利得増幅器、212…アナログ等化回路(第1の等化
手段)、213…A/D変換器、213−1…A/D変
換回路、213−2…D/A変換回路、213−3…減
算回路、214…デジタル等化器(第2の等化手段)、
215,215’…最尤復号器(最尤復号手段)、21
6…復調回路、217…可変利得増幅器制御回路、21
8…電圧制御発振器、219…電圧制御発振器制御回
路、220…シンクバイト検出回路、221…減算回路
(第1の減算手段)、221’…減算回路(第3の減算
手段)、222…サーマルアスペリティー雑音除去回
路、223…アナログ減算回路、224…D/A変換
器、225…コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 章彦 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (72)発明者 小林 直哉 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 三田 誠一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (72)発明者 梅本 益雄 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平3−235206(JP,A) 特開 平8−87707(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/00 - 5/024 G11B 5/09

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも再生信号の波形を等化する等
    化手段と最尤復号手段とを含み、磁気抵抗効果型ヘッド
    に接続される信号処理回路であって、 前記等化手段から前記最尤復号手段への入力信号を3値
    に識別して出力する識別手段と、前記入力信号を平均し
    て出力する平均化手段と、第1および第2の減算手段と
    を含み、前記第1の減算手段の加算入力を前記等化手段
    の出力に接続すると共に減算入力を前記平均化手段の出
    力に接続し、前記第1の減算手段の出力を前記識別手段
    の入力とし、前記識別手段の出力を前記第2の減算手段
    の減算入力とし、前記第2の減算手段の加算入力を前記
    等化手段の出力に接続し、前記第2の減算手段の出力を
    前記平均化手段の入力とし、前記第1の減算手段の出力
    を前記最尤復号手段に接続した構成のサーマルアスペリ
    ティー雑音除去手段を備えた信号処理回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の信号処理回路において、 前記サーマルアスペリティー雑音除去手段は、さらに、
    第3の減算手段と、前記平均化手段の出力と所望の閾値
    とを比較する比較手段と、スイッチ手段とを含み、前記
    平均化手段の出力と前記第1の減算手段の減算入力との
    接続点間に前記スイッチ手段を接続すると共に、前記等
    化手段の出力を加算入力とすると共に前記平均化手段の
    出力を減算入力とする前記第3の減算手段の出力を前記
    識別手段の入力に接続し、前記平均化手段の出力を入力
    とする前記比較手段の出力を前記スイッチ手段のスイッ
    チ開閉制御入力とする構成を備えた信号処理回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の信号処理回路に
    おいて、 前記サーマルアスペリティー雑音除去手段は、さらに前
    記平均化手段に、入力される誤差信号列からサーマルア
    スペリティー雑音の時系列誤差量を推定する手段を備え
    た信号処理回路。
  4. 【請求項4】 少なくとも再生信号の波形を等化する等
    化手段と最尤復号手段とを含み、磁気抵抗効果型ヘッド
    に接続される信号処理回路であって、 前記等化手段から前記最尤復号手段への入力信号を3値
    に識別して出力する識別手段と、第1および第2の減算
    手段と、加算手段と、記憶手段と、乗算手段とを含み、
    前記識別手段の出力を減算入力とし、前記最尤復号手段
    への入力を加算入力とする前記第2の減算手段の出力を
    前記加算手段の第1の加算入力とし、前記記憶手段の出
    力を第2の加算入力とする前記加算手段の出力を前記記
    憶手段の入力とし、前記記憶手段の出力を入力とする前
    記乗算手段の出力を減算入力とすると共に前記等化手段
    の出力を加算入力とする前記第1の減算手段の出力を前
    記最尤復号手段の入力とする構成のサーマルアスペリテ
    ィー雑音除去手段を備えた信号処理回路。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の信号処理回路において、 前記サーマルアスペリティー雑音除去手段は、さらに、
    前記乗算手段の出力と所望の閾値とを比較する比較手段
    と、スイッチ手段とを含み、前記乗算手段の出力と前記
    第1の減算手段の減算入力との接続点間に前記スイッチ
    手段を接続すると共に、前記記憶手段の出力を入力とす
    る前記比較手段の出力を前記スイッチ手段のスイッチ開
    閉制御入力とする構成である信号処理回路。
  6. 【請求項6】 請求項4または5記載の信号処理回路に
    おいて、 前記乗算手段に、乗算する係数値の設定手段を有する構
    成の信号処理回路。
  7. 【請求項7】 請求項2または5記載の信号処理回路に
    おいて、 前記比較手段は、サーマルアスペリティー雑音を検出す
    るレベルを決定する前記閾値を任意に設定可能な設定手
    段を有する信号処理回路。
  8. 【請求項8】 請求項2または5記載の信号処理回路に
    おいて、 前記比較手段は、比較結果を、前記信号処理回路を構成
    する集積回路素子の外部入出力ピンおよびレジスタの少
    なくとも一方に出力する手段を有する構成の信号処理回
    路。
  9. 【請求項9】 磁気抵抗効果型ヘッドを備えた磁気記録
    情報再生装置であって、請求項1,2,3,4,5,
    6,7または8記載の信号処理回路を備えた磁気記録情
    報再生装置。
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