JP3906226B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は非線形性の測定方法に関し、特に、磁気テープ、磁気カード、フレキシブルディスク、磁気ディスク、光磁気ディスクおよび磁気ドラム等の記録媒体にデジタルデータを磁化極性の変化として記録し再生する磁気記録再生装置および磁気記録再生用ＬＳＩに関し、更に、上記磁気記録再生における非線形性測定方法および非線形性測定装置に関する。

近年、磁気記録再生装置の高密度化、高速データ転送化に伴い、磁気ヘッド、記録媒体および記録再生伝送系等において生じる非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を把握するためＮＬＴＳの測定が必須となってきている。このＮＬＴＳは、記録データがその直前または直後の記録データの影響を受けないように、遷移シフト（ＴＳ）を考慮して、記録媒体を磁気記録し記録データを正確に再生するために必要なデータである。
従来のＮＬＴＳ測定手法として、１９９４年、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．６，ｐ．４２３６にＸ．Ｃｈｅ、Ｍ．Ｊ．ＰｅｅｋおよびＪ．Ｆｉｔｚｐａｒｔｉｃｋの“Ａ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ”と題する論文（非特許文献１）が知られている。この論文には、磁化反転の連続が２ビット（Ｄｉｂｉｔ）を含むビット列パターンの信号を媒体に磁気記録して生じるＮＬＴＳ測定方法が記載されている。
このＮＬＴＳ測定方法について以下に説明する。このＮＬＴＳ測定方法は以下の３つのステップから構成される。
ステップ１においては、１ビットのパルス幅をＴとして１５ビット毎に（１５Ｔで）極性が反転する３０Ｔのビット列パターンを繰り返す基準信号によりデータを媒体上に記録し、その再生信号の第５高調波信号（以下、５次成分と記す）を測定する。この５次成分をＶ５ｒｅｆとする。上記基準信号を、媒体上に記録するデータの記録符号をレベルで表示するＮＲＺ表記および記録符号をレベルの反転で表示するＮＲＺＩ表記によって以下に示す。

ステップ２においては、Ｄｉｂｉｔパターンを含む３０Ｔのビット列パターンを繰り返す被測定信号によりデータを媒体上に記録し、その再生信号の５次成分Ｖ５ｐａｔを測定する。上記被測定信号を、ＮＲＺ表記およびＮＲＺＩ表記により以下に示す。

ステップ３においては、ステップ１およびステップ２で測定した５次成分をＶ５ｒｅｆおよびＶ５ｒｅｆから比率Ｖａｂ＝Ｖ５ｐａｔ／Ｖ５ｒｅｆを算出する。次いで、Ｄｉｂｉｔで生じるＮＬＴＳ（Ｄｉｂｉｔ）を下式（ａ）から算出する。ここで、ＮＬＴＳは１Ｔで規格化した値、すなわち１Ｔのパルス幅を１（１００％）とした値である。

上式（ａ）は、下式（ｂ）により近似できる。

また、上記論文には、磁化反転がさらに連続した場合のＮＬＴＳ測定方法も記載されているが、同論文の著者Ｊ．Ｆｉｔｚｐａｔｒｉｃｋに加えて、Ａ．Ｔａｒａｔｏｒｉｎ、Ｓ．Ｘ．Ｗａｎｇ、Ｂ．Ｗｉｌｓｏｎが、後の１９９６年１月に、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．１，Ｐ９５６−９６１に発表した“Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ａ Ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ”と題する論文（非特許文献２）では、再生ヘッドにＭＲ（磁気抵抗効果）型のものが使用された場合、再生ヘッドの非線形性を取除かなければＮＬＴＳ測定値に大きな誤差が生じることが記載されている。
さらに、ＮＬＴＳの一つとして前記録データによる遷移シフト（ＨＴＳ：Ｈａｒｄ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ＳｈｉｆｔまたはＯ／Ｗ（Ｏｖｅｒ Ｗｒｉｔｅ）ＮＬＴＳ）があり、その測定方法として、単一ビット列パターンを繰り返す基準信号（ｆ）とその１／２周波数の被測定信号（ｆ／２）とからＮＬＴＳを算出する方法が知られている。
また、２つの磁化反転が連続するダイビット（Ｄｉｂｉｔ）以外に、３つの磁化反転が連続するトリビット（Ｔｒｉｂｉｔ）や２Ｔのビット列パターンを繰り返す信号で生じる非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ）を、手間がかからずに、電磁誘導型再生ヘッドのみならずＭＲ（磁気抵抗効果）型再生ヘッドに起因する非線形性に対する測定誤差をも少なくし、測定方法の変更をせずに様々な種類のＮＬＴＳを容易に測定できるようにすることを目的とする非線形性の測定手法（特許文献１参照）も知られている。
しかしながら、これらの従来のＮＬＴＳ測定手法においては、ＮＬＴＳ被測定パターン（ビット列パターン）に先行して存在するビット列の磁化反転状況については何ら考慮されておらず、実際に即したＮＬＴＳを測定するものではないという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、先行するビット列の磁化反転状況を考慮した、より精度の高いＮＬＴＳを測定可能な非線形性測定方法，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を提供することを目的とする。
特開２００２−２３０７０９号公報 Ｘ．Ｃｈｅ，Ｍ．Ｊ．ＰｅｅｋおよびＪ．Ｆｉｔｚｐａｒｔｉｃｋ著"Ａ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ"１９９４年、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．６，ｐ．４２３６ Ｊ．Ｆｉｔｚｐａｔｒｉｃｋ，Ａ．Ｔａｒａｔｏｒｉｎ，Ｓ．Ｘ．ＷａｎｇおよびＢ．Ｗｉｌｓｏｎ著"Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ａ Ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ"１９９６年１月、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．１，Ｐ９５６−９６１

このため、本発明の非線形性測定方法は、媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を算出する非線形性測定方法であって、媒体に基準信号を記録する基準信号記録ステップと、媒体に複数種類の被測定信号を記録する被測定信号記録ステップと、媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定ステップと、媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定ステップと、第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する算出ステップとをそなえ、複数種類の被測定信号が、それぞれ、ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴としている。
なお、第１の所定高調波成分および第２の所定高調波成分がそれぞれ次数Ｍの第Ｍ高調波成分であり、基準信号および複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期Ｎのビット列として構成され、ビット周期Ｎが所定高調波成分の次数Ｍの倍数であるとともに、高調波次数Ｍに対するビット周期Ｎの比Ｒ（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）が２の倍数であってもよい。
また、被測定信号が、磁化反転パターンＰ１と非線形性の測定対象ビットとをそなえて構成されたＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから２δビット（ただし、δは媒体上における前ビットからのＮＬＴＳの影響を無視し得るビット長）以上離れた後続位置で、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの先頭ビットから（ｎ１＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ１は自然数）の後続位置を始点として、ＮＬＴＳ測定パターンＰの最終ビットを除いたビット列Ｐ２を配置し、磁化反転パターンＰ１の最終ビットからδビット以上離れた後続位置であって、その被測定信号の最終ビットから２δビット以上離れた先行位置であり、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから（ｎ２＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ２は自然数）の後続位置に第１の磁化反転ビットＣ１をそなえてもよい。
さらに、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第４，５，２２，３５ビットにある００００１１００００００００００００００００１００００００００００００１００００００００００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよく、又、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第４，５，６，１２，２２，２３，３６，４２ビットにある００００１１１０００００１０００００００００１１００００００００００００１０００００１０００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよい。
また、被測定信号が、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐにおける磁化反転ビットの数が奇数の場合に、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットからδビット以上離れた後続位置であり、且つ、ビット列Ｐ２パターンの先頭ビットからδ以上離れた先行位置に第２の磁化反転ビットＣ２と、第１の磁化反転ビットＣ１からδビット以上離れた後続位置であって、その被測定信号の最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、第２の磁化反転ビットＣ２から（ｎ３＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ３は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＣ３をそなえてもよい。
さらに、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第１，２，４，５，１９，２０，２２，３５ビットにある０１１０１１００００ ０００００００００１１０１００００００００００００１００００００００００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよく、又、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第０，２，４，５，１８，２０，２２，３５ビットにある１０１０１１００００ ００００００００１０１０１００００００００００００１００００００００００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよい。
またさらに、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第０，１，２，４，５，１２，１８，１９，２０，２２，３５，４２ビットにある１１１０１１００００００１０００００１１１０１００００００００００００１００００００１０００００００ ００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよく、又、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第１，２，４，５，６，１２，１９，２０，２２，２３，３６，４２ビットにある０１１０１１１０００００１００００００１１０１１００００００００００００１０００００１０００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよい。
さらにまた、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第０，２，４，５，６，１２，１８，２０，２２，２３，３６，４２ビットにある１０１０１１１０００００１０００００１０１０１１００００００００００００１０００００１０００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよく、又、磁化反転するビットを１で表記して、被測定信号が、磁化反転位置が第０，１，２，４，５，６，１８，１９，２０，２２，２３，３６ビットにある１１１０１１１０００００００００００１１１０１１００００００００００００１０００００００００００００００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよい。
また、基準信号が、先頭位置に第１の磁化反転ビットＲ１をそなえるとともに、第１の磁化反転ビットＲ１からδビット以上離れた後続位置に第２の磁化反転ビットＲ２と、第２の磁化反転ビットＲ２からδビット以上離れた後続位置であって、且つ第１の磁化反転ビットＲ１からｎ４×Ｒ番目（ただし、ｎ４は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＲ３と、第３の磁化反転ビットＲ３からδビット以上離れた後続位置であって、その基準信号の最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、第２の磁化反転ビットＲ２から（ｎ５＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ５は自然数）の後続位置に第４の磁化反転ビットＲ４とをそなえてもよい。
さらに、磁化反転するビットを１で表記して、基準信号が、磁化反転位置が第０、１８、２４、４８ビットにある１０００００００００００００００００１０００００１０００００００００００００００００００００００１０００００００００００の６０ビット列（ビット周期Ｎ＝６０）のパターンであってもよい。
また、算出ステップにおいて、第１の所定高調波成分と第２の所定高調波成分との比率に基づいて、ＮＬＴＳを算出してもよく、又、被測定信号の磁化極性を反転させて作成した反転被測定信号を被測定信号として用いてもよい。
さらに、被測定信号記録ステップにおいて、被測定信号における非線形性の測定対象ビットの記録位置を変更可能な変更ステップをそなえ、第２測定ステップにおいて、記録位置を移動後の被測定信号に基づいて第２の所定高調波成分を測定してもよい。
また、記録位置を移動後の被測定信号基づいて測定された第２の所定高調波成分の最小値ＶｐａｔＭｉｎに基づいて、第２の所定高調波成分を補正する補正ステップをそなえてもよく、又、この補正ステップにおいて、記録位置を移動前の被測定信号基づいて測定された第２の所定高調波成分Ｖｐａｔ、記録位置を移動後の被測定信号基づいて測定された第２の所定高調波成分Ｖｐａｔ′とした場合に、

となるように補正を行なってもよい。
さらに、基準信号および複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期６０（Ｎ＝６０）のビット列であり、第１の所定高調波成分および第２の所定高調波成分がそれぞれ次数５（Ｍ＝５）の第５高調波成分であってもよく、又、基準信号および複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期５０（Ｎ＝５０）のビット列であり、第１の所定高調波成分および第２の所定高調波成分がそれぞれ次数５（Ｍ＝５）の第５高調波成分であってもよい。
また、本発明の非線形性測定装置は、媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を算出する非線形性測定装置であって、媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定部と、媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定部と、第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する算出部とをそなえ、複数種類の被測定信号が、それぞれ、ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴としている。
さらに、本発明の磁気記録再生装置は、媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定部と、媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定部と、第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とから、媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を算出する算出部とをそなえ、複数種類の被測定信号が、それぞれ、ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴としている。
また、本発明の磁気記録再生用ＬＳＩは、媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定部と、媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定部と、第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とから、媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を算出する算出部とをそなえ、複数種類の被測定信号が、それぞれ、ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴としている。
本発明の非線形性測定方法，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によれば、以下の効果ないし利点がある。
（１）ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえる被測定信号の所定高調波成分に基づいてＮＬＴＳを算出することにより、磁化反転パターン列Ｐ１に依存するＮＬＴＳを容易に定量的に測定することができ、磁気記録再生装置（磁気ヘッド，電送系等）や媒体の開発におおいに効果を発揮するものである。
（２）ＮＬＴＳが最小になるように容易に補正を行なうことができる。

図１は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置（磁気記録再生装置）にそなえられた非線形性測定部（非線形性測定装置）の機能構成を模式的に示す図である。
図２は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置の非線形性測定部において用いられる基準パターンおよび被測定パターンの例を示す図である。
図３は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図４は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置に用いられるパターン発生回路の構成例を模式的に示す図である。
図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ），図６（ａ），図６（ｂ），図６（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置における、複数種類の被測定ＮＬＴＳパターンに関するＮＬＴＳのシミュレーションによる測定誤差の例を示す図である。
図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ），図８（ａ），図８（ｂ），図８（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置における、複数種類の被測定ＮＬＴＳパターンに関する補正後のＮＬＴＳのシミュレーションによる測定誤差の例を示す図である。
図９（ａ），図９（ｂ），図１０（ａ），図１０（ｂ），図１１（ａ），図１１（ｂ），図１２（ａ），図１２（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置における複数種類の被測定ＮＬＴＳパターンに関するＮＬＴＳの実測例を示す図である。
図１３は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置の非線形性測定部において用いられる他の基準パターンおよび被測定パターンの例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置（磁気記録再生装置）にそなえられた非線形性測定部（非線形性測定装置）の機能構成を模式的に示す図である。
本磁気ディスク装置（磁気記録再生装置）１００は、例えばコンピュータシステム等における記憶装置として用いられ、複数の磁気ディスク２をそなえ、これらの磁気ディスク２に磁気ヘッド３を用いてデータの記録／読み取りを行なうものであり、磁気ディスク（媒体）２（図３参照）における磁気記録再生の非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ）を算出する非線形性測定部１（図１参照）をそなえて構成されている。
本磁気ディスク装置１００における非線形性測定部１は、図１に示すように、パターン発生部５１，パターン記録部５２，パターン再生部５４，第１測定部５５，第２測定部５６，算出部５７，変更部５８および補正部５９をそなえて構成されている。
パターン発生部５１は、基準パターン（基準信号）および被測定パターン（被測定信号）を発生させて、これらの基準パターンおよび被測定パターンをパターン記録部５２に渡すようになっている。
図２は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１において用いられる基準パターンおよび被測定パターンの例を示す図である。基準パターンおよび被測定パターンは、ともに磁気ディスク２にデータを磁気記録するための磁化と非磁化との状態を表わすビット列パターンであって、パターン発生部５１は、図２に示すような基準パターンや被測定パターンを発生させるようになっている。
なお、図２中においては上段に各列の項目を示している。各項目は、左から順に第１列目はＮＬＴＳの測定種類、第２列目は被測定ＮＬＴＳパターン、３列目はそのビット位置（Ｂｉｔ位置）を示している。このビット位置としては、上記基準パターンおよび被測定パターンがＮＲＺＩ表記で示されている。これらのパターンから選択されたデータが、パターン発生部５１から記録データとして供給されるようになっている。
なお、本実施形態においては、図２に示すように、基準パターンと被測定パターンとのいずれも、ビット周期Ｎが６０ビット（６０Ｔ；Ｎ＝６０）の０と１とからなるビット列であり、磁化反転位置を１で表わすものとして構成されている。
そして、図２中においては、基準パターンと被測定パターンとのそれぞれに、各パターンを構成する先頭から最後の各ビットに０〜５９までの番号をビット位置として順番に付して、各被測定ＮＬＴＳパターンにおける磁化反転位置を特定するものとする。又、この図２に示す各パターンは、前ビットからの影響を無視し得るビット長δ＝４Ｔとした場合のものである。
本実施形態においては、基準パターンは、図２に示すように、磁化反転位置が第０，１８，２４，４８ビットにあるビット列のパターンとして形成されている。
また、図２に示す例においては、被測定パターンは、ＮＬＴＳ種類としてダイビット（Ｄｉｂｉｔ）パターンとトリビット（Ｔｒｉｂｉｔ）パターンとの２種類用意されており、更に、ダイビットパターンとして８種類の被測定ＮＬＴＳパターンをそなえるとともに、トリビットパターンとして８種類の被測定ＮＬＴＳパターンをそなえている。
ここで、ダイビット（Ｄｉｂｉｔ）パターンは、２つの磁化反転が連続するダイビット（Ｄｉｂｉｔ）を含むパターン（…００１１００００…）であって、トリビット（Ｔｒｉｂｉｔ）パターンは、３つの磁化反転が連続するトリビット（Ｔｒｉｂｉｔ）を含むパターン（…００１１１０００…）である。
また、図２に示す各ダイビットパターンは、いずれも、各先頭から４ビット目および５ビット目に２ビットの連続する磁化反転位置（ダイビット）をそなえており、又、各ダイビットに先行する０ビット目〜３ビット目に、それぞれ４ビットの磁化反転パターン列（先行パターン）Ｐ１をそなえている。
本実施形態においては、便宜上、各ダイビットパターンにおける、先行パターンＰ１とダイビットとからなる０〜５ビット目の６ビットの部分（ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐ）を用いて各被測定ＮＬＴＳパターンを識別するものとし、例えば、被測定ＮＬＴＳパターン００００１１，被測定ＮＬＴＳパターン００１０１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１００１１のように示すものとする。
そして、例えば、被測定ＮＬＴＳパターン００００１１においては、磁化反転位置が第４，５，２２，３５ビットにあり、被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１においては、磁化反転位置が第１，２，４，５，１９，２０，２２，３５ビットにあり、被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１においては、磁化反転位置が第０，２，４，５，１８，２０，２２，３５ビットにあり、被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１においては、磁化反転位置が第０，１，２，４，５，１２，１８，１９，２０，２２，３５，４２ビットにある。
また、本実施形態においては、各被測定ＮＬＴＳパターンにおけるダイビット位置（ダイビットを構成する連続する２つの磁化反転ビットの２ビット目）についてのＮＬＴＳを測定するものとする。すなわち、このダイビット位置が測定対象ビットである。
同様に、図２に示す各トリビットパターンは、いずれも、各先頭から４ビット目〜６ビット目に３ビットの連続する磁化反転位置（トリビット）をそなえており、又、各トリビットに先行する０ビット目〜３ビット目に、それぞれ互いに異なる４ビットの磁化反転パターン列（先行パターン）Ｐ１をそなえている。
本実施形態においては、便宜上、各トリビットパターンにおける、先行パターンＰ１とトリビットとからなる０〜６ビット目の７ビットの部分を用いて各被測定ＮＬＴＳパターンを識別するものとし、例えば、被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１，被測定ＮＬＴＳパターン００１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１００１１１のように示すものとする。
そして、例えば、被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１においては、磁化反転位置が第４，５，６，１２，２２，２３，３６，４２ビットにあり、被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１においては、磁化反転位置が第１，２，４，５，６，１２，１９，２０，２２，２３，３６，４２ビットにあり、被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１においては、磁化反転位置が第０，２，４，５，６，１２，１８，２０，２２，２３，３６，４２ビットにあり、被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１においては、磁化反転位置が第０，１，２，４，５，６，１８，１９，２０，２２，２３，３６ビットにある。
また、本実施形態においては、各被測定ＮＬＴＳパターンにおけるトリビット位置（トリビットを構成する連続する３つの磁化反転ビットの３ビット目）についてのＮＬＴＳを測定するものとする。すなわち、このトリビット位置が測定対象ビットである。
パターン記録部（基準信号記録部，被測定信号記録部）５２はパターン発生部５１によって発生された基準パターンおよび被測定パターンを磁気ディスク２に記録するものであり、パターン再生部５４は磁気ディスク２に記録された基準パターンおよび被測定パターンを読み取り再生するものである。
第１測定部５５は、磁気ディスク２に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分（Ｍ次成分）を測定するものであり、パターン再生部５４によって再生された基準パターンに基づいて、その第５高調波成分（以下、５次成分という場合もある）Ｖｒｅｆを測定するようになっている。
第２測定部５６は磁気ディスク２に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分（Ｍ次成分）を測定するものであり、パターン再生部５４によって再生された被測定パターン（被測定ＮＬＴＳパターン）に基づいて、その第５高調波成分Ｖｐａｔを測定するようになっている。
そして、パターン発生部５１によって発生された基準パターン（基準信号）は、パターン記録部５２を介して磁気ディスク２に記録され、この磁気ディスク２に記録されたデータは、パターン再生部５４を介して第１測定部５５に入力され、同じく、パターン発生部５１によって発生された被測定パターン（被測定信号）は、パターン記録部５２を介して磁気ディスク２に記録され、この磁気ディスク２に記録されたデータが、パターン再生部５４を介して第２測定部５２に入力されるようになっている。
なお、以下、本実施形態においては、第１測定部５５によって測定される第１の所定高調波成分も第２測定部５６によって測定される第２の所定高調波成分も、次数５（Ｍ＝５）の第５高調波成分の場合について説明するものとする。
算出部５７は、第１測定部５５によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部５６によって測定された各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出するものである。
具体的には、算出部５７は、先ず、下記の式（１）によりＶａｂを算出した後に、下記の式（２）により、ＮＬＴＳを算出するようになっている。

ただし、Ｖｐａｔは被測定パターンのＭ次成分、Ｖｒｅｆは基準パターンのＭ次成分である。

なお、Ｒは高調波次数Ｍに対するビット周期Ｎの比（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）であり、例えば、ビット周期Ｎが６０ビット（６０Ｔ；Ｎ＝６０）であり、所定高調波成分が次数５（Ｍ＝５）である場合には、Ｒ＝（６０／５）＝１２である。すなわち、ＮＬＴＳは、下記の式（３）によって算出することができる。

ここで、ＮＬＴＳは１Ｔで規格化した値、すなわち１Ｔのパルス幅を１（１００％）とした値である。
次に、上記式（３）のＮＬＴＳ算出式について、ビット周期（パターン周期）が６０Ｔのトリビットにかかる被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１（パターンＡ）を用いて説明する。
（１）パターンＡの第５次成分の算出
パターンＡの磁化反転位置は、０，２，４，５，６，１２，１８，２０，２２，２３，３６，４２ビット目である。ここで、１ビット前によるＮＬＴＳをビット周期Ｔで正規化したものをｔｎ１、２ビット前磁化反転によるＮＬＴＳをビット周期Ｔで正規化したものをｔｎ２、３ビット前磁化反転によるＮＬＴＳをビット周期Ｔで正規化したものをｔｎ３（＝ｔｎ１−ｔｎ２）、前歴によるＮＬＴＳを正規化したものをｔｏｗとする。なお、前歴とは、上書きする前の直下の情報をいう。

第５次成分は５ｆ０＝５／Ｔ０＝５／（６０Ｔ）＝１／（１２Ｔ）であるので、ωＴ＝２πｆＴ＝２π５ｆ０Ｔ＝π／６。ここでｆ０は繰り返し基準周波数を表わす。
従って、Ｖａ（ｆ）の第５次成分Ｖａ（５ｆ０）は以下の式によって表わすことができる。

（２）基準パターン（パターンＢ）の第５次成分の算出
同様に基本パターンの第５次成分Ｖｂ（５ｆ０）を求める。
パターンＢの磁化反転位置は、０，１８，２４，４８ビット目である。

（３）ＮＬＴＳ算出式の導出
まず、Ｖａｂ＝Ｖａ（５ｆ０）／Ｖｂ（５ｆ０）を算出する。ここで、Ｖａ（５ｆ０）及びＶｂ（５ｆ０）はスペクトラムアナライザ等で測定するため絶対値のみが測定されている。従って、Ｖａｂは上記式（４），（５）より、

ｆ０の５次成分で見た場合のＴはπ／６であるので、１Ｔに対するＮＬＴＳ量は以下の式（６）によって算出される。

なお、他の被測定ＮＬＴＳパターンについても、ＮＬＴＳの算出式は同様である。
変更部５８は、パターン記録部５２により磁気ディスク２に被測定ＮＬＴＳパターン（被測定パターン）を記録する際に、少なくとも一部のビットの記録位置を任意に変化（移動）させるものであり、これにより、ダイビット位置やトリビット位置を変化させてＮＬＴＳの値をシミュレートしたり、又、被測定パターンのＭ次成分Ｖｐａｔの値をシミュレートしたりすることができるのである。
補正部５９は、被測定パターンのＭ次成分Ｖｐａｔの値を補正するものであって、変更部５８によるシミュレーションの結果に基づいて、Ｖｐａｔの値の最小値ＶｐａｔＭｉｎを用いて被測定パターンのＭ次成分Ｖｐａｔの値を補正するようになっている。本実施形態においては、補正部５９は、例えば、以下の式（７）に基づいて補正後のＶｐａｔの値Ｖｐａｔ′を算出して補正するようになっている。

なお、上記式（７）は、

として表わすこともできる。
本磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１によるＮＬＴＳの測定手法は、磁化遷移点の非線形シフトを測定するものであるが、磁気記録の場合には、磁気ヘッド（再生ヘッド）３の非線形性やρ−Ｈカーブ非線形性等による再生振幅の非線形性も含まれる。この再生振幅の非線形性は本手法にかかるＮＬＴＳの測定誤差を生じるおそれがあるので、その補正を行なうことが望ましいのである。
図３は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。本磁気ディスク装置１００は、図３に示すように、磁気ディスク（媒体）２，磁気ヘッド（パターン記録部，パターン再生部）３，アクチュエータ４，ヘッドＩＣ５，制御回路６，エンコーダ７，記録補正回路８，ＡＧＣ回路９，信号検出回路１０，デコーダ１１，サーボ復調回路１２，サーボ制御回路１３，ドライブ回路１４，ＦＦＴ１５およびパターン発生回路２０をそなえて構成されている。
磁気ディスク（媒体）２は、高保持力の磁性膜を用い円板状の媒体上にトラックが形成されたものであり、スピンドルモータ（図示省略）によって回転されるようになっていて、磁気ヘッド３によって、その表面に記録された情報を読み取られたり、又、情報を書き込まれたりするようになっている。
磁気ヘッド（パターン記録部，パターン再生部）３は、磁気ディスク２に記録された種々のデータを読み取ったり、磁気ディスク３に種々の情報を書き込んだりするものである。具体的には、磁気ヘッド３は、磁気ディスク２に対向して配置され、記録電流が供給されることにより磁界を発生させるようになっており、磁気ディスク２をトラック進行方向に磁化することによって磁気ディスク２に種々のデータ（基準パターン，被測定パターン；詳細は後述）を記録するようになっている。
すなわち、磁気ヘッド３は、上述した基準パターンや被測定パターンを磁気ディスク２に書き込むパターン記録部（基準信号記録部，被測定信号記録部）５２として機能するとともに、磁気ディスク２に記録された基準パターンおよび被測定パターンを読み取り再生するパターン再生部５４として機能するものである。
アクチュエータ４は、磁気ヘッド３を磁気ディスク２の半径方向に移動させるものであり、例えば、磁気ヘッド３の位置決めに用いるＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）（図示省略）等をそなえて構成されている。このアクチュエータ４は、ドライブ回路１４からのドライブ信号に応じて駆動され、磁気ヘッド３を所定の位置に移動させるようになっている。
ヘッドＩＣ５は、磁気ヘッド３による磁気ディスク２へのデータの読み出し／書き込みを制御するものであり、エンコーダ７は、制御回路６から供給された記録データや、パターン発生回路２０によって発生された基準パターンや被測定パターンを、磁気ディスク２に記録するためにＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）のデータに変換して出力するものである。なお、ＮＲＺとは、非ゼロ復帰記録方式と呼ばれるもので、２値信号パルス列において、単位符号間隔の長さとパルスの長さとが同じになるパルス波形で記録を行なう記録方式である。エンコーダ７の出力信号は、記録補正回路８に供給されるようになっている。
記録補正回路（ライト補償回路（ＷＰＣ：Ｗｒｉｔｅ Ｐｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ））８は、エンコーダ７の出力記録信号のビット配列を検出してビット配列に応じた補正を行なうものであり、この記録補正回路８で補正された記録信号がヘッドＩＣ５に供給されるようになっている。
また、記録補正回路８は、制御回路６において算出されたＮＬＴＳの算出結果に応じて記録信号を補償し、その記録信号をヘッドＩＣ５に供給するようになっている。この記録補正回路８は、前述した比率Ｖａｂ＝１に等しいか、あるいはできるだけＶａｂ＝１に近づくように補償量を修正して、最適化するようになっている。
ヘッドＩＣ５は、記録補正回路８から供給された記録データに応じた記録電流を磁気ヘッド３に供給するものである。又、ヘッドＩＣ５は、磁気ヘッド３によって再生された信号を増幅して、ＡＧＣ回路９に供給するようになっている。
ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路９は、ヘッドＩＣ５から供給された信号の振幅を一定に制御するものであり、その制御信号をＦＦＴ１５や信号検出回路１０，サーボ復調回路１２に出力するようになっている。
信号検出回路１０は、ＡＧＣ回路９の出力信号から再生データを検出するものであり、デコーダ１１は、信号検出回路１０によって検出された信号をデコードするものである。このデコードされた信号は制御回路６に供給されるようになっている。
サーボ復調回路１２は、ＡＧＣ回路９から供給された信号からサーボ信号を復調するものであり、この復調された信号はサーボ制御回路１３に供給されるようになっている。
サーボ制御回路１３は、サーボ復調回路１２から供給されるサーボ信号と制御回路６から供給される制御信号とに応じて磁気ヘッド３の現在の位置と記録または再生を行なうべき位置との差に応じたドライブ制御信号を生成して、ドライブ回路１４に供給するようになっている。
ドライブ回路１４は、サーボ制御回路１３から供給されたドライブ制御信号に応じてアクチュエータ４を駆動するドライブ信号を生成するものであり、そのドライブ信号をアクチュエータ４に供給するようになっている。
ＦＦＴ（高速フーリエ変換器）１５は、ＡＧＣ回路９の下流側にそなえられ、ＡＧＣ回路９から出力される再生信号から５次高調波成分を検出（測定）し、制御回路６等に５次高調波成分を出力するようになっている。すなわち、このＦＦＴ１５が、上述した第１測定部５５および第２測定部５６として機能するようになっている。
制御回路６は、本磁気ディスク装置１００における種々の処理を制御するものであって、磁気ヘッド３の切り換え制御や、磁気ディスク２に対する磁気ヘッド３の位置決め制御、磁気ヘッド３によるデータの書き込み／読み取りの制御等を行なうようになっていて、外部から上述した記録データを受信して、エンコーダ７に供給するようになっている。
また、本磁気ディスク装置１００において、ＮＬＴＳの測定を行なう場合には、制御回路６は、例えばエンコーダ７に供給する基準パターンまたは被測定パターンをなすビット列パターンの記録データを選択する指令を外部から受け、パターン発生回路２０に供給するようになっており、これにより、パターン発生回路２０に対して基準パターンや被測定パターンを発生させるようになっている。
さらに、制御回路６は、ＦＦＴ１５によって測定された被測定パターンの５次成分Ｖｐａｔや、基準パターンのＭ次成分５次高調波成分Ｖｒｅｆ等に基づいて、ＮＬＴＳを算出するようになっている。すなわち、この制御回路６が、第１測定部５５によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部５６によって測定された各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する算出部５７として機能するようになっている。又、制御回路６は算出したＮＬＴＳを記録補正回路８に供給するようになっている。
また、制御回路６は、上述した５次高調波法によるＮＬＴＳの算出結果を記録補正回路８に供給するようになっており、記録補正回路８は供給されたＮＬＴＳの算出結果に応じて補償した記録信号をヘッドＩＣ５に供給するようになっている。
パターン発生回路２０は、制御回路６の制御に基づいて、基準パターン（基準信号）および被測定パターン（被測定信号）を発生させ、これらの基準パターンおよび被測定パターンをエンコーダ７に供給するようになっており、上述したパターン発生部５１として機能するようになっている。
図４は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００に用いられるパターン発生回路２０の構成例を模式的に示す図である。このパターン発生回路２０は、制御回路６から供給される指令に応じて、予め選択回路３０内の不揮発性メモリ（図示せず）に格納したそれぞれ６０ビットからなる基準信号としての基準パターン（図２参照）および被測定信号としての複数種類の被測定パターン（被測定ＮＬＴＳパターン）の中から一つの記録データ（パターン）を選択し、その６０ビットの記録データをシフトレジスタ３１に供給するようになっている。
シフトレジスタ３１は、６０ビット並列入力直列出力シフトレジスタであり、Ｓ／Ｌモードが０のとき６０ビットの並列記録データを書き込み、Ｓ／Ｌモードが１のとき書き込まれたデータを任意のビットから１ビットづつサイクリックに直列シフトしてエンコーダ７に供給するようになっている。
そして、上述したエンコーダ７，ＡＧＣ回路９，信号検出回路１０，デコーダ１１，サーボ復調回路１２，サーボ制御回路１３，ドライブ回路１４，ＦＦＴ１５，制御回路６，記録補正回路８およびパターン発生回路２０の少なくとも一部を、磁気記録再生用ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；大規模集積回路）として構成することができる。
上述の如く構成された本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００における５次高調波法によるＮＬＴＳの測定手法を説明する。このＮＬＴＳ測定方法は下記の３つのステップから構成される。
まず、基準信号（基準パターン；図２参照）を磁気ヘッド３を用いて磁気ディスク２上に記録し、その再生信号をＡＧＣ回路９の出力から検出し、ＦＦＴ１５により、その第５高調波信号（以下、５次成分と記す）を測定する（ステップ１）。なお、この５次成分をＶｒｅｆとする。
次に、被測定パターン（図２参照）を選択して、ステップ１と同様に磁気ディスク２上に記録し、その再生信号の５次成分ＶｐａｔをＦＦＴ１５により測定する（ステップ２）。
そして、ステップ１およびステップ２において測定した５次成分ＶｒｅｆおよびＶｐａｔに基づいて、比率Ｖａｂ＝Ｖｐａｔ／Ｖｒｅｆを算出した後、前述した式（２）からＮＬＴＳを算出する（ステップ３）。
そして、上述のステップ１〜ステップ３の処理を被測定パターンを逐次変更して複数行ない、複数のＮＬＴＳを測定する。
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）および図６（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００における、複数種類の被測定ＮＬＴＳパターン（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１および被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１）に関するＮＬＴＳのシミュレーションによる測定誤差の例を示す図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）にかかるシミュレーションは、ビット周期Ｎが６０ビット（６０Ｔ；Ｎ＝６０）、所定高調波成分の次数５（Ｍ＝５）、前ビットからの影響を無視し得るビット長δ＝４Ｔ、Ｒ＝Ｎ／Ｍ＝１２、ＧＭＲ ρ−Ｈカーブありの場合に関するものである。
図５（ａ）〜（ｃ）はトリビット位置におけるＮＬＴＳ量とＮＬＴＳ値との関係を示す図であり、（ａ）は再生信号の上下非対称比が０％（Ａｓｙｍ＝０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｂ）は再生信号の上下非対称比が１０％（Ａｓｙｍ＝１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｃ）は再生信号の上下非対称比が−１０％（Ａｓｙｍ＝−１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図である。
詳細には、図６（ａ）〜（ｃ）はそれぞれダイビット位置におけるＮＬＴＳ量とＮＬＴＳ値との関係を示す図であり、（ａ）は再生信号の上下非対称比が０％（Ａｓｙｍ＝０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｂ）は再生信号の上下非対称比が１０％（Ａｓｙｍ＝１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｃ）は再生信号の上下非対称比が−１０％（Ａｓｙｍ＝−１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図である。
また、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）および図８（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００における、複数種類の被測定ＮＬＴＳパターン（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１および被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１）に関する補正後のＮＬＴＳのシミュレーションによる測定誤差の例を示す図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）および図８（ａ）〜（ｃ）にかかるシミュレーションは、ビット周期Ｎが６０ビット（６０Ｔ；Ｎ＝６０）、所定高調波成分の次数５（Ｍ＝５）、前ビットからの影響を無視し得るビット長δ＝４Ｔ、Ｒ＝Ｎ／Ｍ＝１２、ＧＭＲ ρ−Ｈカーブありの場合に関するものである。
詳細には、図７（ａ）〜（ｃ）はトリビット位置におけるＮＬＴＳ量とＮＬＴＳ値との関係を示す図であり、（ａ）は再生信号の上下非対称比が０％（Ａｓｙｍ＝０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｂ）は再生信号の上下非対称比が１０％（Ａｓｙｍ＝１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｃ）は再生信号の上下非対称比が−１０％（Ａｓｙｍ＝−１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図である。
また、図８（ａ）〜（ｃ）はそれぞれダイビット位置におけるＮＬＴＳ量とＮＬＴＳ値との関係を示す図であり、（ａ）は再生信号の上下非対称比が０％（Ａｓｙｍ＝０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｂ）は再生信号の上下非対称比が１０％（Ａｓｙｍ＝１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図、（ｃ）は再生信号の上下非対称比が−１０％（Ａｓｙｍ＝−１０％）の場合におけるシミュレーション結果を示す図である。
図９（ａ），（ｂ），図１０（ａ），（ｂ），図１１（ａ），（ｂ）および図１２（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００における、複数種類の被測定ＮＬＴＳパターンに関するＮＬＴＳの実測例を示す図である。
詳細には、図９（ａ），（ｂ）はエラーレート不良の磁気ヘッド３について非線形補正を行なわずにＮＬＴＳを測定した場合の例を示す図であり、（ａ）は複数のトリビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１）に関する測定結果を示す図、（ｂ）は複数のダイビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１）にかかる測定結果を示す図である。
また、図１０（ａ），（ｂ）は正常な磁気ヘッド３について非線形補正を行なわずにＮＬＴＳを測定した場合の例を示す図であり、（ａ）は複数のトリビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１）に関する測定結果を示す図、（ｂ）は複数のダイビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１）にかかる測定結果を示す図である。
図１１（ａ），（ｂ）はエラーレート不良の磁気ヘッド３について非線形補正を行なってＮＬＴＳを測定した場合の例を示す図であり、（ａ）は複数のトリビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１）に関する測定結果を示す図、（ｂ）は複数のダイビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１）にかかる測定結果を示す図である。
図１２（ａ），（ｂ）は正常な磁気ヘッド３について非線形補正を行なってＮＬＴＳを測定した場合の例を示す図であり、（ａ）は複数のトリビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１１）に関する測定結果を示す図、（ｂ）は複数のダイビット（被測定ＮＬＴＳパターン１０１０１１，被測定ＮＬＴＳパターン００００１１，被測定ＮＬＴＳパターン０１１０１１および被測定ＮＬＴＳパターン１１１０１１）にかかる測定結果を示す図である。
これらの図９（ａ），（ｂ），図１０（ａ），（ｂ），図１１（ａ），（ｂ）および図１２（ａ），（ｂ）により、正常な磁気ヘッド３における先行パターンＰ１に依存するＮＬＴＳ量の差は２％程度であるが、不良な磁気ヘッド３においては、先行パターンＰ１に依存するＮＬＴＳ量の差は約２０％であることがわかる。
なお、上記実測例においては、先行パターンＰ１に依存するＮＬＴＳであって、磁気ヘッド３に起因する例について示しているが、これに限定されるものではなく、磁気ディスク（媒体）２や記録伝送路（図示省略）においてもＮＬＴＳが発生し得ることは容易に推測できる。
次に、本磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１において用いられる基準パターン（基準信号）および被測定パターン（被測定信号）の生成アルゴリズムについて説明する。
本磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１において用いられる基準パターンおよび被測定パターンは、図２に示したものに限定されるものではなく、以下の条件を満たす他の基準パターンおよび被測定パターンを用いてもよい。ただし、前ビットからの影響を無視し得るビット長δとする。
（１）磁気ディスク２に磁気記録された基準パターンの再生信号と、同じく磁気ディスク２に磁気記録された被測定パターンの再生信号とから、それぞれ次数Ｍの第Ｍ高調波成分を取得するものであり、基準パターンおよび被測定パターンがいずれもビット周期Ｎのビット列として構成されている場合に、ビット周期Ｎが高調波成分の次数Ｍの倍数であるとともに、高調波次数Ｍに対するビット周期Ｎの比Ｒ（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）が２の倍数とする。
（２）基準パターンにおいて、その先頭位置に第１の磁化反転ビットＲ１をそなえるとともに、第１の磁化反転ビットＲ１からδビット以上離れた後続位置に第２の磁化反転ビットＲ２を、又、この第２の磁化反転ビットＲ２からδビット以上離れた後続位置であって、且つ第１の磁化反転ビットＲ１からｎ４×Ｒ番目（ただし、ｎ４は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＲ３をそなえ、更に、この第３の磁化反転ビットＲ３からδビット以上離れた後続位置であって、この基準パターンの最終ビット（先頭からＮ番目のビット）からδビット以上離れた先行位置であり、且つ、第２の磁化反転ビットＲ２から（ｎ５＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ５は自然数）の後続位置に第４の磁化反転ビットＲ４とをそなえる。
（３）被測定パターンにおいて、先行パターンＰ１と非線形性の測定対象ビットとをそなえて構成されたＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから２δビット（ただし、δは媒体上における前ビットからのＮＬＴＳの影響を無視し得るビット長）以上離れた後続位置で、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの先頭ビットから（ｎ１＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ１は自然数）の後続位置を始点として、ＮＬＴＳ測定パターンＰの最終ビットを除いたビット列Ｐ２を配置し、磁化反転パターンＰ１の最終ビットからδビット以上離れた後続位置であって、その被測定パターンの最終ビット（Ｎ番目のビット）から２δビット以上離れた先行位置であり、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから（ｎ２＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ２は自然数）の後続位置に第１の磁化反転ビットＣ１をそなえる。
（４）被測定パターンにおいて、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐにおける磁化反転ビットの数が奇数の場合には、更に、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットからδビット以上離れた後続位置であり、且つ、ビット列Ｐ２パターンの先頭ビットからδ以上離れた先行位置に第２の磁化反転ビットＣ２を、又、第１の磁化反転ビットＣ１からδビット以上離れた後続位置であって、その被測定パターンの最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、第２の磁化反転ビットＣ２から（ｎ３＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ３は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＣ３をそなえる。
そして、本磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１においては、上記（１）〜（４）の条件を満たすいずれの基準パターンや被測定パターンを用いてＮＬＴＳの測定を行なってもよい。
図１３は本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１において用いられる他の基準パターンおよび被測定パターンの例を示す図である。この図１３に示す基準パターンおよび被測定パターンは、上記の条件（１）〜（４）を満たすものであり、基準パターンと被測定パターンとのいずれも、ビット周期Ｎが５０ビット（５０Ｔ；Ｎ＝５０）の０と１とからなるビット列であり、磁化反転位置を１で表わすものとして構成されている。
このように本発明の一実施形態としての磁気ディスク装置１００（非線形性測定部１）によれば、ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して先行パターンＰ１をそなえた被測定パターンの所定高調波成分（５次成分）に基づいてＮＬＴＳを算出することにより、先行パターンＰ１に依存するＮＬＴＳを容易に定量的に測定することができ、磁気ディスク装置（磁気ヘッド，電送系等）や媒体の開発におおいに効果を発揮するものである。
また、ＮＬＴＳが最小になるように容易に補正を行なうことができ、又、ライト補償回路（ＷＰＣ：Ｗｒｉｔｅ Ｐｒｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の最適化に、ＮＬＴＳを算出式で計算するまでも無く、基準信号と被測定信号との５次成分の比率Ｖａｂの値を使用することができ、容易に補正を行なうことができる。
さらに、本発明によれば、磁気ディスク装置１００単独でＮＬＴＳの測定が可能である。
そして、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態においては、第１測定部５５によって測定される第１の所定高調波成分と第２測定部５６によって測定される第２の所定高調波成分とが、次数５（Ｍ＝５）の第５高調波成分の場合について説明しているが、これらの所定高調波成分が第５高調波成分に限定されるものではなく、次数５以外の高調波成分であってもよい。又、第１の所定高調波成分と第２の所定高調波成分とが違いに異なる次数の高調波成分であってもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、パターン発生部５１は上述した基準パターン（基準信号）の磁化極性を反転させて作成した反転基準信号を基準信号として出力してもよく、又、被測定パターン（非測定信号）の磁化極性をそれぞれ反転させて作成した反転被測定信号を被測定信号として出力してもよく、これらの反転基準信号および反転被測定信号に基づいて、上述の如く所定高調波成分を測定してＮＬＴＳを算出することにより、同一の先行パターンでのＮＬＴＳ極性差を測定することもできる。
磁気記録再生においては、磁化反転の方向により２極性が交番で出力される。例えばダイビットパターンの再生信号においては、１ビット目が＋極性であり２ビット目が−極性である振幅の場合と、１ビット目が−極性であり２ビット目が＋極性である振幅の場合とが考えられる。本磁気ディスク装置１００の非線形性測定部１において用いられる被測定パターンは、偶数個の磁化反転情報を有しているので、当該被測定パターンの磁化極性を反転させて生成した被測定パターンにおいても、２極性を生成することができるのである。
そして、これら反転基準信号や反転被測定信号の生成については、パターン発生部５１から発生された基準パターンや被測定パターンの磁化極性を反転させる反転部をそなえ、この反転部によって磁化極性を反転させてもよい。
また、上述した実施形態においては、パターン発生回路２０（パターン発生部５１）によって基準信号や被測定信号のパターン（基準パターン，被測定パターン）を生成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、制御回路６が、外部から基準信号や被測定信号のパターン信号を受信し、これらの受信したパターン信号を記録補正回路８を介してヘッドＩＣ５に供給して記録し、再生するよう構成してもよい。
さらに、上述した実施形態においては、ＡＧＣ回路９の下流側にＦＦＴ１５をそなえて構成しているが、これに限定されるものではなく、例えばヘッドＩＣ５の下流側であってＡＧＣ回路９の上流側の位置にＦＦＴ１５をそなえてもよい。
また、上述した実施形態においては、制御回路６が、第１測定部５５によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部５６によって測定された各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する算出部５７として機能するようになっているが、これに限定されるものではなく、算出部５７として機能する回路等を制御回路６とは別にそなえてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、基準パターンの再生信号に基づいて測定される第１の所定高調波成分と、被測定パターンの再生信号に基づいて測定される第２の所定高調波成分が同じ次数Ｍの第Ｍ高調波成分である場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、第１の所定高調波成分と第２の所定高調波成分とが互いに異なる次数の高調波成分であってもよい。
なお、本発明の各実施形態が開示されていれば、当業者によって製造することが可能である。

以上のように、本発明の非線形性測定方法，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は、媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフトの測定を行なうのに有用であり、特に被測定パターンに先行するビット列の磁化反転状況を考慮したより精度の高いＮＬＴＳの測定に適している。

Claims (20)

1. 媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Non Linear Transition Shift）を算出する非線形性測定方法であって、
   該媒体に基準信号を記録する基準信号記録ステップと、
   該媒体に複数種類の被測定信号を記録する被測定信号記録ステップと、
   前記媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定ステップと、
   前記媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定ステップと、
   前記第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する前記第２の所定高調波成分とから該ＮＬＴＳを算出する算出ステップとをそなえ、
   前記複数種類の被測定信号が、それぞれ、前記ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴とする、非線形性測定方法。
2. 該第１の所定高調波成分および該第２の所定高調波成分がそれぞれ次数Ｍの第Ｍ高調波成分であり、
   該基準信号および前記複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期Ｎのビット列として構成され、該ビット周期Ｎが前記所定高調波成分の次数Ｍの倍数であるとともに、該高調波次数Ｍに対する該ビット周期Ｎの比Ｒ（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）が２の倍数であることを特徴とする、請求項１記載の非線形性測定方法。
3. 該被測定信号が、
   該磁化反転パターンＰ１と前記非線形性の測定対象ビットとをそなえて構成されたＮＬＴＳ測定パターン列Pの最終ビットから2δビット（ただし、δは該媒体上における前ビットからのＮＬＴＳの影響を無視し得るビット長）以上離れた後続位置で、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの先頭ビットから（ｎ１＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ１は自然数）の後続位置を始点として、該ＮＬＴＳ測定パターンＰの最終ビットを除いたビット列Ｐ２を配置し、
   該磁化反転パターンＰ１の最終ビットからδビット以上離れた後続位置であって、当該被測定信号の最終ビットから２δビット以上離れた先行位置であり、且つ、該ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから（ｎ２＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ２は自然数）の後続位置に第１の磁化反転ビットＣ１をそなえることを特徴とする、請求項２記載の非線形性測定方法。
4. 該被測定信号が、
   該ＮＬＴＳ測定パターン列Pにおける磁化反転ビットの数が奇数の場合に、
   該ＮＬＴＳ測定パターン列Pの最終ビットからδビット以上離れた後続位置であり、且つ、該ビット列Ｐ２パターンの先頭ビットからδ以上離れた先行位置に第２の磁化反転ビットＣ２と、
   該第１の磁化反転ビットＣ１からδビット以上離れた後続位置であって、当該被測定信号の最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、該第２の磁化反転ビットＣ２から（ｎ３＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ３は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＣ３をそなえることを特徴とする、請求項３記載の非線形性測定方法。
5. 該基準信号が、
   先頭位置に第１の磁化反転ビットＲ１をそなえるとともに、
   該第１の磁化反転ビットＲ１からδビット以上離れた後続位置に第２の磁化反転ビットＲ２と、
   該第２の磁化反転ビットＲ２からδビット以上離れた後続位置であって、且つ該第１の磁化反転ビットＲ１からｎ４×Ｒ番目（ただし、ｎ４は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＲ３と、
   該第３の磁化反転ビットＲ３からδビット以上離れた後続位置であって、当該基準信号の最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、該第２の磁化反転ビットＲ２から（ｎ５＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ５は自然数）の後続位置に第４の磁化反転ビットＲ４とをそなえることを特徴とする、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の非線形性測定方法。
6. 該算出ステップにおいて、前記第１の所定高調波成分と前記第２の所定高調波成分との比率に基づいて、該ＮＬＴＳを算出することを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の非線形性測定方法。
7. 該被測定信号の磁化極性を反転させて作成した反転被測定信号を該被測定信号として用いることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の被線形性測定方法。
8. 該被測定信号記録ステップにおいて、該被測定信号における前記非線形性の測定対象ビットの記録位置を変更可能な変更ステップをそなえ、
   該第２測定ステップにおいて、前記記録位置を移動後の該被測定信号に基づいて前記第２の所定高調波成分を測定することを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の非線形性測定方法。
9. 該基準信号および前記複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期６０（Ｎ＝６０）のビット列であり、該第１の所定高調波成分および該第２の所定高調波成分がそれぞれ次数５（Ｍ＝５）の第５高調波成分であることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の非線形性測定方法。
10. 該基準信号および前記複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期５０（Ｎ＝５０）のビット列であり、該第１の所定高調波成分および該第２の所定高調波成分がそれぞれ次数５（Ｍ＝５）の第５高調波成分であることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の非線形性測定方法。
11. 媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Non Linear Transition Shift）を算出する非線形性測定装置であって、
    該媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定部と、
    該媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定部と、
    前記第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する前記第２の所定高調波成分とから該ＮＬＴＳを算出する算出部とをそなえ、
    前記複数種類の被測定信号が、それぞれ、前記ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴とする、非線形性測定装置。
12. 該第１の所定高調波成分および該第２の所定高調波成分がそれぞれ次数Ｍの第Ｍ高調波成分であり、
    該基準信号および前記複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期Ｎのビット列として構成され、該ビット周期Ｎが前記所定高調波成分の次数Ｍの倍数であるとともに、該高調波次数Ｍに対する該ビット周期Ｎの比Ｒ（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）が２の倍数であることを特徴とする、請求項１１記載の非線形性測定装置。
13. 媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定部と、
    該媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定部と、
    前記第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する前記第２の所定高調波成分とから、該媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Non Linear Transition Shift）を算出する算出部とをそなえ、
    前記複数種類の被測定信号が、それぞれ、前記ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴とする、磁気記録再生装置。
14. 該第１の所定高調波成分および該第２の所定高調波成分がそれぞれ次数Ｍの第Ｍ高調波成分であり、
    該基準信号および前記複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期Ｎのビット列として構成され、該ビット周期Ｎが前記所定高調波成分の次数Ｍの倍数であるとともに、該高調波次数Ｍに対する該ビット周期Ｎの比Ｒ（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）が２の倍数であることを特徴とする、請求項１３記載の磁気記録再生装置。
15. 該被測定信号が、
    該磁化反転パターンＰ１と前記非線形性の測定対象ビットとをそなえて構成されたＮＬＴＳ測定パターン列Pの最終ビットから2δビット（ただし、δは該媒体上における前ビットからのＮＬＴＳの影響を無視し得るビット長）以上離れた後続位置で、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの先頭ビットから（ｎ１＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ１は自然数）の後続位置を始点として、該ＮＬＴＳ測定パターンＰの最終ビットを除いたビット列Ｐ２を配置し、
    該磁化反転パターンＰ１の最終ビットからδビット以上離れた後続位置であって、当該被測定信号の最終ビットから２δビット以上離れた先行位置であり、且つ、該ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから（ｎ２＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ２は自然数）の後続位置に第１の磁化反転ビットＣ１をそなえることを特徴とする、請求項１４記載の磁気記録再生装置。
16. 該基準信号が、
    先頭位置に第１の磁化反転ビットＲ１をそなえるとともに、
    該第１の磁化反転ビットＲ１からδビット以上離れた後続位置に第２の磁化反転ビットＲ２と、
    該第２の磁化反転ビットＲ２からδビット以上離れた後続位置であって、且つ該第１の磁化反転ビットＲ１からｎ４×Ｒ番目（ただし、ｎ４は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＲ３と、
    該第３の磁化反転ビットＲ３からδビット以上離れた後続位置であって、当該基準信号の最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、該第２の磁化反転ビットＲ２から（ｎ５＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ５は自然数）の後続位置に第４の磁化反転ビットＲ４とをそなえることを特徴とする、請求項１４又は請求項１５に記載の磁気記録再生装置。
17. 媒体に磁気記録された基準信号の再生信号から第１の所定高調波成分を測定する第１測定部と、
    該媒体に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々に、その再生信号から第２の所定高調波成分を測定する第２測定部と、
    前記第１の所定高調波成分と各々の被測定信号に対応する前記第２の所定高調波成分とから、該媒体における磁気記録再生における非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Non Linear Transition Shift）を算出する算出部とをそなえ、
    前記複数種類の被測定信号が、それぞれ、前記ＮＬＴＳの測定対象ビットに先行して磁化反転パターン列Ｐ１をそなえることを特徴とする、磁気記録再生用ＬＳＩ。
18. 該第１の所定高調波成分および該第２の所定高調波成分がそれぞれ次数Ｍの第Ｍ高調波成分であり、
    該基準信号および前記複数種類の被測定信号が、いずれもビット周期Ｎのビット列として構成され、該ビット周期Ｎが前記所定高調波成分の次数Ｍの倍数であるとともに、該高調波次数Ｍに対する該ビット周期Ｎの比Ｒ（Ｒ＝Ｎ／Ｍ）が２の倍数であることを特徴とする、請求項１７記載の磁気記録再生用ＬＳＩ。
19. 該被測定信号が、
    該磁化反転パターンＰ１と前記非線形性の測定対象ビットとをそなえて構成されたＮＬＴＳ測定パターン列Pの最終ビットから2δビット（ただし、δは該媒体上における前ビットからのＮＬＴＳの影響を無視し得るビット長）以上離れた後続位置で、且つ、ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの先頭ビットから（ｎ１＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ１は自然数）の後続位置を始点として、該ＮＬＴＳ測定パターンＰの最終ビットを除いたビット列Ｐ２を配置し、
    該磁化反転パターンＰ１の最終ビットからδビット以上離れた後続位置であって、当該被測定信号の最終ビットから２δビット以上離れた先行位置であり、且つ、該ＮＬＴＳ測定パターン列Ｐの最終ビットから（ｎ２＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ２は自然数）の後続位置に第１の磁化反転ビットＣ１をそなえることを特徴とする、請求項１８記載の磁気記録再生用ＬＳＩ。
20. 該基準信号が、
    先頭位置に第１の磁化反転ビットＲ１をそなえるとともに、
    該第１の磁化反転ビットＲ１からδビット以上離れた後続位置に第２の磁化反転ビットＲ２と、
    該第２の磁化反転ビットＲ２からδビット以上離れた後続位置であって、且つ該第１の磁化反転ビットＲ１からｎ４×Ｒ番目（ただし、ｎ４は自然数）の後続位置に第３の磁化反転ビットＲ３と、
    該第３の磁化反転ビットＲ３からδビット以上離れた後続位置であって、当該基準信号の最終ビットからδビット以上離れた先行位置であり、且つ、該第２の磁化反転ビットＲ２から（ｎ５＋０．５）Ｒ番目（ただし、ｎ５は自然数）の後続位置に第４の磁化反転ビットＲ４とをそなえることを特徴とする、請求項１８又は請求項１９に記載の磁気記録再生用ＬＳＩ。

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