JP4249149B2

JP4249149B2 - プリアンプ回路の機能検証方法および，これを用いる磁気記録再生装置

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Publication number: JP4249149B2
Application number: JP2005089657A
Authority: JP
Inventors: 正夫近藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: JP2006269033A; US20060215293A1; US7233452B2

Description

本発明は，磁気記録再生装置に関し，特にプリアンプ回路の書き込み（ライト）及び，読み取り（リード）機能が適正に動作しているか否かを検証する方法および，これを用いる磁気記録再生装置に関する。

近年，情報処理の高度化に伴いデータの信頼性確保が重要な要素を占めている。特に磁気記録再生装置では，記録媒体にデータが記録できているかどうかを検証することが，最も重要な機能である。

実際に，ライトする場合は，ライトデータの反転にともなって反転するライト電流を磁気ヘッドに流して記録媒体上にデータを記録する。ライトを行なうための系の回路配線における断線およびヘッド側の断線については，プリアンプ回路内の検出回路によって検出することが可能である。

すなわち，ライト系の検証手段としてプリアンプ以外の不良（接続不良等）については，プリアンプ自身が持っているエラー検出機能で判定が可能である。

しかし，プリアンプ回路自体の不具合，例えば出力電流値については，これまで検証する手段が無く，従って，プリアンプ回路のＥＳＤ（静電気破壊）による回路部品のダメージにより，ライト電流の低下が起きても機能低下を検出できないという問題が有る。

たとえば，十分な書き込みを行なえるようにライト電流の特性として波形の立ち上がり部においてオーバーシュートを有している。したがって，ＥＳＤ（静電気破壊）によって，このオーバーシュートが得られなくなるような状態のライト電流の低下が起きてもこれを検出することはできなかった。

そこで従来は，ライト動作後にベリファイ（実証読み取り）処理を設けることでライト動作の保証を行っていた。かかる補償の方法として，これまでいくつか提案されてきた。たとえば，特許文献１には，データが正しく記録媒体に書かれたかどうかを，ライトデータとリードしたデータとの比較によって判別する方法が記載されている。

また，特許文献２には，リード波形を比較して判別する方法が記載されている。

さらに上記特許文献１には故障予測としてリード信号処理系を故意に劣化させて故障予知を行なう方法についても記載されている。

さらにまた，特許文献３には，アイドル状態時にライトし，ライトアンセーフ（Write- unsafe）を検出した場合，未然にライトを禁止する方法が開示されている。

しかし，これらはいずれも，装置自体のアクセス性能を低下させるものであり，現実的な方法ではなく，使用されることはほとんど無いものである。

また，特許文献４には，磁気ヘッドの読み取りのためのヘッドアンプの機能を検証する発明を開示しているが，そもそも，最重要な機能である記録媒体にデータが記録できているかどうかのライト機能を検証することについては記載がない。
特開平５-４１０４１号公報特開平１１-１６１２９号公報特開昭６１-１０５７７号公報特開２００３−１５７５１号公報

したがって，本発明の目的は，これら従来提案の発明の問題点に鑑みて，プリアンプ回路の機能検証方法として，短時間で確実にライト性能を検証する方法および，これを用いる磁気記録再生装置を提供するものである。

さらに，本発明は，上記ライト性能を検証する方法に加え，プリアンプ回路の機能検証方法として，リード機能の検証方法および，これを用いる磁気記録再生装置を提供するものである。

このため，本発明の特徴は，ライト電流出力を最終出力を直接擬似負荷につなぐことで，ライト電流を正確にモニタし，電流波形の正常性を確認するものである。

より具体的態様として，上記目的を達成する本発明に従うプリアンプ回路の第１の態様は，機能検証方法および，これを用いる磁気記録再生装置は，記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有する磁気記録再生装置のプリアンプ回路であって，前記ライト系に，ライトドライバーと，前記ライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換する電流電圧変換回路と，前記電流電圧変換回路の出力電圧を，全波整流波形に変換する波形整形回路と，前記波形整形回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路と，前記波形整形回路の出力の平均電圧を出力するフィルタ回路と，前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路のそれぞれの出力状態に基づき前記ライトドライバーの異常を判定する判定回路を有して構成されることを特徴とする。

上記目的を達成する本発明に従うプリアンプ回路の第２の態様は，第１の態様において，前記判定回路は，前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路の出力のＡＮＤ論理が否成立のときに前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする。

上記目的を達成する本発明に従うプリアンプ回路の第３の態様は，第１の態様において，前記判定回路は，前記ピークホールド回路の出力が第１の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第１の比較検出手段と，前記フィルタ回路の平均電圧を出力が，第２の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第２の比較検出手段とを有し，前記第１の比較検出手段又は，第２の比較検出手段のいずれかがエラーを出力する時に，前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする。

上記目的を達成する本発明に従うプリアンプ回路の第４の態様は，第１乃至第３の態様のいずれかにおいて，更に，前記ライトドライバーの入力側に設けた切換えスイッチと，前記切換えスイッチにより前記書き込みデータの前記ライトドライバーへの入力が阻止される時，前記書き込みデータをアナログ信号に変換してリード系に折り返す手段と，前記折り返されたアナログ信号からリード系の正常又は異常を判定する判定回路を有し，前記判定回路は，前記折り返されたアナログ信号の包絡線を求める回路と，前記求めた包絡線のレベルを所定の基準値と比較する比較回路を有し，前記比較回路の比較により前記包絡線のレベルが前記基準値より小さいときにリード系の異常と判定することを特徴とする。

上記目的を達成する本発明に従う磁気記録再生装置は，記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドと，前記磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有するプリアンプ回路を有し，
前記プリアンプ回路は，前記ライト系に，ライトドライバーと，前記ライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換する電流電圧変換回路と，前記電流電圧変換回路の出力電圧を，全波整流波形に変換する波形整形回路と，前記波形整形回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路と，前記波形整形回路の出力の平均電圧を出力するフィルタ回路と，前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路のそれぞれの出力状態に基づき前記ライトドライバーの異常を判定する判定回路を有して構成されることを特徴とする。

本発明の特徴は，更に以下に図面に従い説明する発明の実施の形態例から明らかになる。

本発明を用いることにより，プリアンプ回路の性能劣化によるライト電流波形のピーク電流および定常電流値の低下を短時間に確実に知ることが出来る。

以下に図面に従い，本発明の実施の形態例を説明する。なお，実施の形態例は本発明の理解のためのものであり，本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。

図１は，本発明を適用する磁気記録再生装置のプリアンプ回路である。図１において複数ｎ個のライトドライバー１０１〜１０ｎを有し，それぞれ多重スイッチ部１１を通して，図示省略されているｎ個の磁気ヘッド（ＭＲヘッド）のそれぞれに接続され，ライト電流を供給する。

本発明の適用のために，多重スイッチ部１２と，ダミー負荷及び決定回路部１３が付加されている。ライトドライバー１０１〜１０ｎ及び多重スイッチ部１１，１２は，チップ制御部１４により制御される。

すなわち，チップ制御部１４は，ライトドライバー１０１〜１０ｎに対し，それぞれを選択して活性又は非活性状態にする。プリアンプ回路の検証の際は，ライトドライバー１０１〜１０ｎのうち選択したライトドライバーの出力電流を多重スイッチ部１２から出力して，ダミー負荷及び決定回路１３に有力する。

ここで，ダミー負荷及び決定回路１３の構成例を図２に示す。さらに，図３は，ダミー負荷及び決定回路１３の各部の信号を示す図である。図３Ａ〜図３Ｅは，図２における対応するアルファベット位置の波形である。

一つのライトドライバー１０ｉが選択されると，図３Ａに示す書き込み信号相当の試験信号がライトドライバー１０ｉから出力される。

このとき，チップ制御部１４は，ライトドライバー１０ｉの試験信号をプリアンプ回路内で折り返すように多重スイッチ部１１，１２を制御する。多重スイッチ部１２により折り返された試験信号は，ダミー負荷及び決定回路１３に入力する。

ダミー負荷及び決定回路１３は，図２に示すように，入力側にダミー負荷１３０を有している。をダミー負荷１３０は，並列抵抗１３０ａとバッファアンプ１３０ｂを有して構成される。この時，ダミー負荷１３０のインピーダンスは，磁気ヘッド（ＭＲヘッド）のインピーダンス（約７０Ω）に等しい抵抗値を有している。

この並列抵抗１３０ａにより試験信号電流（図３Ａ参照）は，対応する電圧に変換され，増幅器１３１で所定レベルに増幅される（図３Ｂ参照）。ついで，全波整流回路１３２により全波整流される（図３Ｃ参照）。

全波整流回路１３２の出力は，ピークホールド回路１３３と，ローパスフィルタ１３４に供給される。ピークホールド回路１３３は，全波整流回路１３２の出力ピーク値をホールドする（図３Ｄ参照）。一方，ローパスフィルタ１３４は，全波整流回路１３２の出力におけるオーバーシュート部分の高周波成分を除去した平均値を示す信号に整形して出力する（図３Ｅ参照）。

ついで，ピークホールド回路１３３及びローパスフィルタ１３４の出力は，判定回路１３５に入力される。

判定回路１３５は，ピークホールド回路１３３及びローパスフィルタ１３４の出力を基に，プリアンプ回路のライト動作の正常性を判定する。判定の一方法として，ピークホールド回路１３３及びローパスフィルタ１３４の出力のアンド論理を取り，アンド論理が成立する場合に論理"１"信号を出力し，プリアンプ回路のライト動作が正常であると判定する（図３Ｆ参照）。

更に，図３Ｇ〜図３Ｉは，部分的に正常，異常状態が変化する場合を示す図である。

図３Ｇ〜図３Ｉの前半部において，ピークホールド回路１３３の出力レベルが減少し，ローパスフィルタ１３４の出力とのアンド論理が成立しなくなり，正常状態から異常状態に変化している。一方，図３Ｇ〜図３Ｉの前半部において，ピークホールド回路１３３の出力レベルが上昇し，ローパスフィルタ１３４の出力とのアンド論理が不成立から成立に移行し，従って異常状態から正常状態に変化している。

このように，ピークホールド回路１３３の出力とローパスフィルタ１３４の出力とのアンド論理がとれない場合は，規定のライト電流が規定のレベル範囲内にないことを意味する。かかる場合は，判定回路１３からチップ制御部１４に警報信号が送られる。しそして，チップ制御部１４は，対応するライトドライバーを非活性状態に転移させ，ライト動作を禁止する等の処理を行い，同時に使用者にその旨の表示を行なう。

これにより，データの書き込みが不十分なまま，後にデータの読み出しを行った際にデータ保存がされていなかった等の不都合を回避することができる。

また，判定回路１３５における判定の方法として，次のように構成することも可能である。

判定回路１３５に，ピークホールド回路１３３の出力のレベルが第１の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第１の比較検出手段と，前記フィルタ回路の平均電圧を出力が，第２の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第２の比較検出手段とを供える。

そして，前記第１の比較検出手段又は，第２の比較検出手段のいずれかがエラーを出力する時に，前記ライトドライバーの異常と判定する。このようにすることにより，プリアンプ回路のライトドライバーの出力を最大値及び平均値に関して，いずれにも最適なライト電流を磁気ヘッドに供給することが可能である。

図４は，プリアンプ回路の動作検証をライト系に加え，更にリード系に対しても動作検証を行うように構成した本発明に従うプリアンプ回路の実施の形態例ブロック図である。

リード系の動作検証のために，信号発生器１５，多重スイッチ部１６，更にポストアンプ部１９に，判定回路２０を設けている。なお，図４では，図１に示したライト系の動作検証のための付加機能部は，図示省略されている。

図４において，信号発生器１５の具体例が，図５に示される。

リード系の動作検証の際は，チップ制御部１４により切換えスイッチ１７により書き込みデータ（ＷＤＸ，ＷＤＹ）をライトドライバー１０１〜１０ｎに向かわないよう制御して信号発生器１５のフィルタ１５１側に入力する。

このとき，チップ制御部１４により信号発生器１５が活性化される。信号発生器１５のフィルタ１５１に入力する書き込みデータ（ＷＤＸ，ＷＤＹ）は，図３Ａに示すように矩形波であるので，フィルタ１５１のローパス機能によって高周波成分を除去し，正弦波信号として出力する。フィルタ１５１の出力は，アンプ１５２により増幅されてリーダ入力として出力される。なお，バッファメモリ１５３は，多重スイッチ部１６とのインピーダンス整合のために設けられている。

かかる信号発生器１５の出力は，チップ制御部１４により選択制御される多重スイッチ部１６を通して，リードアンプ１８１〜１８ｎの内の選択されたチャネルに対応するリードアンプを通して多重部１９１に導くように折り返す。

多重部１９１の出力は，フィルタ１９２及び出力アンプ１９３を通して判定回路２０に入力する。

判定回路２０の構成例を図６に示す。判定回路２０に入力される。判定回路２０は，包絡線検出部２０１と比較器２０２を有して構成される。包絡線検出部２０１は，図７に示すように，多重部１９１の出力の包絡線振幅を求め，比較器２０２で求められた包絡線振幅と参照基準レベルＶrefとを比較する。

包絡線振幅Ａの領域は，参照基準レベルＶrefを超えており，リード系の動作は正常（Safe）であると判断される。一方，包絡線振幅Ｂの領域は，参照基準レベルＶrefより小さく，この場合は，リード系の動作が正常動作をしていない（Fault）と判断される。

このように，判定回路２０により判定される正常（Safe）又は，正常動作をしていない（Fault）であるとの情報は，チップ制御部１４に導かれ，オペレータに所定の表示が与えられる。

（付記１）
記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有する磁気記録再生装置のプリアンプ回路であって，
前記ライト系に，
ライトドライバーと，
前記ライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換する電流電圧変換回路と，
前記電流電圧変換回路の出力電圧を，全波整流波形に変換する波形整形回路と，
前記波形整形回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路と，
前記波形整形回路の出力の平均電圧を出力するフィルタ回路と，
前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路のそれぞれの出力状態に基づき前記ライトドライバーの異常を判定する判定回路を
有して構成されることを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。

（付記２）
付記１において，
前記判定回路は，前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路の出力のＡＮＤ論理が否成立のときに前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。

（付記３）
付記１において，
前記判定回路は，前記ピークホールド回路の出力が第１の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第１の比較検出手段と，前記フィルタ回路の平均電圧を出力が，第２の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第２の比較検出手段とを有し，
前記第１の比較検出手段又は，第２の比較検出手段のいずれかがエラーを出力する時に，前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。

（付記４）
付記１乃至３のいずれかにおいて，
更に，前記ライトドライバーの入力側に設けた切換えスイッチと，
前記切換えスイッチにより前記書き込みデータの前記ライトドライバーへの入力が阻止される時，
前記書き込みデータをアナログ信号に変換してリード系に折り返す手段と，
前記折り返されたアナログ信号からリード系の正常又は異常を判定する判定回路を有し，
前記判定回路は，
前記折り返されたアナログ信号の包絡線を求める回路と，
前記求めた包絡線のレベルを所定の基準値と比較する比較回路を有し，
前記比較回路の比較により前記包絡線のレベルが前記基準値より小さいときにリード系の異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。

（付記５）
記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドと，
前記磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有するプリアンプ回路を有し，
前記プリアンプ回路は，
前記ライト系に，
ライトドライバーと，
前記ライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換する電流電圧変換回路と，
前記電流電圧変換回路の出力電圧を，全波整流波形に変換する波形整形回路と，
前記波形整形回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路と，
前記波形整形回路の出力の平均電圧を出力するフィルタ回路と，
前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路のそれぞれの出力状態に基づき前記ライトドライバーの異常を判定する判定回路を
有して構成されることを特徴とする磁気記録再生装置。

（付記６）
付記５において，
前記判定回路は，前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路の出力のＡＮＤ論理が否成立のときに前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置。

（付記７）
付記５において，
前記判定回路は，前記ピークホールド回路の出力が第１の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第１の比較検出手段と，前記フィルタ回路の平均電圧を出力が，第２の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第２の比較検出手段とを有し，
前記第１の比較検出手段又は，第２の比較検出手段のいずれかがエラーを出力する時に，前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置。

（付記８）
付記５において，
更に，前記プリアンプ回路は，
前記ライトドライバーの入力側に設けた切換えスイッチと，
前記切換えスイッチにより前記書き込みデータの前記ライトドライバーへの入力が阻止される時，前記書き込みデータをアナログ信号に変換してリード系に折り返す手段と，
前記折り返されたアナログ信号からリード系の正常又は異常を判定する判定回路を有し，
前記判定回路は，
前記折り返されたアナログ信号の包絡線を求める回路と，
前記求めた包絡線のレベルを所定の基準値と比較する比較回路を有し，
前記比較回路の比較により前記包絡線のレベルが前記基準値より小さいときにリード系の異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置。

（付記９）
記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有する磁気記録再生装置のプリアンプ回路の正常性を検証する方法であって，
前記ライト系におけるライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換し，
前記変換された電圧を，全波整流波形に変換し，
前記変換された全波整流波形のピーク値を保持し，
前記変換された全波整流波形の平均電圧を出力し，
前記ピーク値及び前記平均電圧に基づき前記ライト系の異常を判定する
ことを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路の正常性を検証する方法。

上記のように，本発明は，書き込みデータをプリアンプ回路内において，折り返すことによりプリアンプ回路内のライト性能及びリード機能の検証を方法ライト系及び，リード系の正常，異常を検知できる。したがって，信頼性の高い磁気記録装置が提供可能である。

本発明を適用する磁気記録再生装置のプリアンプ回路である。図１におけるダミー負荷及び決定回路１３の構成例を示す図で有る。ダミー負荷及び決定回路１３の各部の信号を示す図である。プリアンプ回路の動作検証をライト系に加え，更にリード系に対しても動作検証を行うように構成した本発明に従うプリアンプ回路の実施の形態例ブロック図である。信号発生器１５の具体例を示す図である。判定回路２０の構成例を示す図である。図６の判定回路２０の判定動作を説明する図である。

符号の説明

１０１〜１０ｎライトドライバー
１１，１２，１６多重スイッチ部
１３ダミー負荷及び決定回路部
１４チップ制御部
１５信号発生器
１７スイッチ
１８１〜１８ｎリードアンプ
１９ポストアンプ
２０判定回路

Claims

記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有する磁気記録再生装置のプリアンプ回路であって，
前記ライト系に，
ライトドライバーと，
前記ライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換する電流電圧変換回路と，
前記電流電圧変換回路の出力電圧を，全波整流波形に変換する波形整形回路と，
前記波形整形回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路と，
前記波形整形回路の出力の平均電圧を出力するフィルタ回路と，
前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路のそれぞれの出力状態に基づき前記ライトドライバーの異常を判定する判定回路を
有して構成されることを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。
請求項１において，
前記判定回路は，前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路の出力のＡＮＤ論理が否成立のときに前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。
請求項１において，
前記判定回路は，前記ピークホールド回路の出力が第１の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第１の比較検出手段と，前記フィルタ回路の平均電圧を出力が，第２の基準電圧に対して範囲を逸脱していた場合にエラーを出力する第２の比較検出手段とを有し，
前記第１の比較検出手段又は，第２の比較検出手段のいずれかがエラーを出力する時に，前記ライトドライバーの異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。
請求項１乃至３のいずれかにおいて，
更に，前記ライトドライバーの入力側に設けた切換えスイッチと，
前記切換えスイッチにより前記書き込みデータの前記ライトドライバーへの入力が阻止される時，
前記書き込みデータをアナログ信号に変換してリード系に折り返す手段と，
前記折り返されたアナログ信号からリード系の正常又は異常を判定する判定回路を有し，
前記判定回路は，
前記折り返されたアナログ信号の包絡線を求める回路と，
前記求めた包絡線のレベルを所定の基準値と比較する比較回路を有し，
前記比較回路の比較により前記包絡線のレベルが前記基準値より小さいときにリード系の異常と判定することを特徴とする磁気記録再生装置のプリアンプ回路。
記録媒体にデータの書き込み及び読み出しを行なう磁気ヘッドと，
前記磁気ヘッドへ書き込みデータに対応する書き込み電流を送るライト系と，前記磁気ヘッドの読み出し電流を受けるリード系を有するプリアンプ回路を有し，
前記プリアンプ回路は，
前記ライト系に，
ライトドライバーと，
前記ライトドライバーからの書き込み電流を対応する電圧に変換する電流電圧変換回路と，
前記電流電圧変換回路の出力電圧を，全波整流波形に変換する波形整形回路と，
前記波形整形回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路と，
前記波形整形回路の出力の平均電圧を出力するフィルタ回路と，
前記ピークホールド回路及び前記フィルタ回路のそれぞれの出力状態に基づき前記ライトドライバーの異常を判定する判定回路を
有して構成されることを特徴とする磁気記録再生装置。