JPH02168472A - 磁気ディスク装置の復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 磁気ディスク装置からのデータをビタピ復号法を用いて
ディジタル復調する磁気ディスク装置の復調装置に関し
、 孤立波形続出用のクロックをデータヘッド制御用のサー
ボ信号から作成することにより、簡単な回路構成で正確
などタビ復調が可能な磁気ディスク装置の復調装置の提
供を目的とし、 データ領域におけるサンプリング点でのデータヘッド読
み出し波形をディジタルデータとして取り込み、その値
とデータ領域に先立ち読み込まれる孤立波形のディジタ
ルデータを基にして計算した参照パターンデータとを比
較することにより、読み出し情報を再生する磁気ディス
ク装置の復調装置に、前記データヘッドが読み出したデ
ータ波形からデータ用のサンプリングクロックを作る第
１のクロック作成手段と、前記データヘッドの位置制御
を行うサーボ信号から孤立波形用のサンプリングクロッ
クを作る第２のクロック作成手段と、前記サーボ信号に
より磁気ディスクに対する孤立波形とデータの格納領域
を判定する領域判定手段と、前記第１のクロック作成手
段と第２のクロック作成手段に接続し、データと孤立波
形の格納領域に応じて出力するクロックを切り換えるク
ロック切換子役とを設けて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気ディスク装置の復調装置に関し、特に、磁
気ディスク装置からのデータをビクビ復号法を用いてデ
ィジタル復調する磁気ディスク装置の復調装置に関する
。

磁気ディスク装置に対する要求は、高密度化、高速化等
である。最近では１インチ当たりの円周方向の記録密度
が２００００８Ｐ１．　１インチ当たりの半径方向のト
ラック密度が１２００ＴＰ■、転送速度４．５ＭＢ／Ｓ
、平均アクセス時間１２ｍ５が実現されているが、今後
これらの要求は高まるばかりである。そして、この高密
度化の要求に対しては、磁気記録媒体の改良、磁気ヘッ
ドの改良、回路雑音の低減等が行われている。また、磁
気ヘッドをディスクから浮かせる形式の磁気記録再生装
置では、磁気ヘッドのディスクからの浮上量も高密度化
にとって大事な要素である。即ち、ヘッドの浮上量を小
さくすればそれだけ出力、分解能は高くなるが、逆に、
ヘッドとディスク間にごみ等が入った場合にヘッドの損
傷が発生する確率が大きくなり、自ずから浮上量の最小
値には限界が生じる。

従って、今度、磁気ヘンドー媒体系での出力、分解能の
向上には限度があり、低いＳ　／　Ｎ比、低い分解能に
対応でき、しかも復調速度の速い磁気ディスク装置の復
調装置が望まれている。

〔従来の技術〕

従来、磁気ディスク装置の復調回路においては、ディス
クから読み出した波形をアナログ微分し、その零クロス
点を波形のピーク位置として検出していた。ところが、
第４図に示すように分解能の悪い系、つまり再生信号中
の孤立波が隣接しているような系では、破線イ、口で示
す２つの隣接する孤立波同士の波形干渉により再生波形
は実際には実線へのようになり、実際の孤立波のピーク
に対して再生波形のピークがずれてしまうピークシフト
が現れ、隣接したビットに情報が書き込まれたように見
誤ってしまう。

そこで、データを読む時の改善の方法として、信号の高
域成分を強調し、分解能を改善するための第５図（ａ）
に示すようなパルススリミング（余弦等価）回路が導入
されることがある。この余弦等価回路は遅れ時間τのデ
イレイライン０しと分圧器にと差動増幅器ＯＡとから構
成されており、入力端子ＩＮに第５図ら）に示すような
電圧を与えると、増幅器ＯＡの十人力にはτだけ遅れた
第５図（Ｃ）に示すような電圧が人力され、−人力には
第５図（ｄ）に示すような波高値にの電圧と、デイレイ
ラインＤＬを経て作動増幅器ＯＡで反射して人力された
２τの遅れを有する波高値にの電圧とが人力される。従
って、この余弦等価回路の出力端子０ＬＩＴに現れる電
圧は第５図（ｅ）に示すように、第５図（Ｃ）の電圧を
スリミングしたものとなる。この余弦等価回路を使用す
ると、第５図（ｆ）に示すように高域が強調された周波
数特性が得られる。ところが、信号の高域成分を強調す
ればそれと同時に雑音の高域成分も強調することになり
、ジッタが増加してしまう。

一方、データを書き込む時の改善の方法として、最初か
らピークシフト量を予測し、媒体にデータを書き込む時
点においてデータを交互に遅らせたり進めたりして、第
６図に破線二で示すように実際の波形（実線ホ）よりも
データ間隔を狭（する書込補償（Ｗｒｉｔｅ　Ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｉｏｎ）　　も行われている。

しかし、データ間隔を狭くすることは媒体上の記録密度
を高くして書き込むことと同一であり、Ｓ／Ｎ比１分解
能の低下につながるものである。

従って、分解能の低下した系においても信号を正確に読
み出せる回路あるいは方式が必要となってくる。波形干
渉が隣接ビットに影響する系は、一種の畳込み符号と見
なすことができ、磁気記録の分野に畳込み符号に対する
最尤復号法であるビタビ復号法を適用しようとする研究
が進められている。従来の復調方式では微分回路により
時間軸上における短時間の波形の傾き（ｄ／ｄｔ）を見
ていたが、ビタビ復調は数ビットのパターンをディジタ
ルデータとして取り込み、予め記憶或いは計算した参照
パターンデータと比較し、復調するものである。数多く
ある参照パターンから最も確からしいパターンを選択す
る方法として、ビタビアルゴリズムが使用されている。

ビタビアルゴリズムは通信の分野で公知であるのでその
説明は省略するが、ここでは磁気ディスク装置へ適用す
る時の、波形値の読み取りと参照パターンデータの比較
部分について説明する。

■　まず、孤立波形をある間隔（ビット間隔或いはビッ
ト間隔の１７２）でサンプリングし、Ａ／Ｄ変換してデ
ィジタル値として取り込み、平均化する。

■　■で取り込んだデータを元に、パターン波形の場合
についてサンプリング点での値（参照パターンデータ）
を計算する。計算するパターンの数は何ビットを見るか
によって異なるが、４ビツト、とすれば２’＝１６通り
を計算することになる。

■　一方、読み出し波形を時々刻々サンプリングし、Ａ
／Ｄ変換してディジタル値として取り込む。

■　■で取り込んだ数ビット分の値と、■で計算した参
照パターンデータの値を比較し、最も近い値の参照パタ
ーンを読み出し波形のパターンと比較する。比較は数ビ
ット分で行うが、確定される情報は１ビツトずつである
。つまり、ビタビ復号法は従来の微分回路によるピーク
検出とは異なり、前後数ビットの情報から１ビツトを確
定している。参照パターンデータには波形干渉が取り込
まれているため、読み出し波形にいくらピークシフトが
あってもデータ、が再生できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、基本的にビタビ復号法は低分解能の系に
おいて有利性が見出せるが、実際に磁気ディスク装置へ
適用することを考えた場合の問題点は、サンプル点にお
ける孤立波の値をどのように取り込むか、或いは参照パ
ターンをどのように作るかという点である。一般に磁気
ディスク装置の内周と外周とでは記録密度が異なってお
り、孤立波の形も異なっている。従って、正確などタビ
復調を行うためには、最内周から最外周まで各トラック
における孤立波のデータ或いは参照パターンを如何に正
確にかつ高速に取り込むかという課題が残っている。

参照パターンを計算するための孤立波は第３図に示すよ
うに、データ領域に先立つ位置に書き込まなければなら
ない。また、孤立波のサンプル点での値を取り込むため
にはクロック信号が必要である。一般に、磁気ディスク
装置では読み取り信号自身からＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓ
ｅ−１ｏｃｋｅｄ−１ｏｏｐ）を使い、クロック信号を
作り出している（セルフクロッキング）が、周波数が極
端に異なった場合にはクロッキングが外れてしまうとい
う問題がある。そこで、データ領域ではクロッキングが
可能なように周波数が制限されている。ところが、上述
した孤立波の場合には読み書きを行う周波数が低く、セ
ルフクロッキングで作られた周波数範囲内には入らない
。このため、セルフクロッキングで作られたクロック信
号を孤立波形の読み書き用に使用したのではクロッキン
グが不可能になるため、従来は孤立波に同期した低い周
波数のクロックを別の回路で作っており、装置コストが
大きくなると共に、クロック精度が問題となっていた。

本発明は、孤立波形読出用のサンプリングクロックをデ
ータヘッド制御用のサーボ信号から作成することにより
、簡単な回路構成で正確などタビ復調が可能な磁気ディ
スク装置の復調装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の磁気ディスク装置の復調装
置の構成が第１図に示される。本発明の磁気ディスク装
置の復調装置は、゛データ領域におけるサンプリング点
でのデータヘッド読み出し波形をディジタルデータとし
て取り込み、その値とデータ領域に先立ち読み込まれる
孤立波形のディジタルデータを基にして計算した参照パ
ターンデータとを比較することにより、読み出し情報を
再生する磁気ディスク装置の復調装置であり、前記デー
タヘッドが読み出したデータ波形からデータ用のサンプ
リングクロックを作る第１のクロック作成手段１と、前
記データヘッドの位置制御を行うサーボ信号から孤立波
形用のサンプリングクロックを作る第２のクロック作成
手段２と、前記サーボ信号により磁気ディスクに対する
孤立波形とデータの格納領域を判定する領域判定手段３
と、前記第１のクロック作成手段１と第２のクロック作
成手段２に接続し、データと孤立波形の格納領域に応じ
て出力するクロックを切り換えるクロック切換手段４と
を備えている。

〔作　用〕

本発明の磁気ディスク装置の復調装置によれば、サンプ
リングクロック切換回路により、孤立波形の読出時には
サーボ回路から作成されたクロック信号が選択され、デ
ータの続出時にはデータヘッドから読み出された信号か
ら作成されたクロックが選択され、読出信号の種類に応
じた正しいクロック信号で磁気ディスクからの続出信号
の復調がなされ、情報が正確に記録再生される。

〔実施例〕 以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の磁気ディスク装置の復調装置の一実施
例の構成を示すものである。磁気ディスク１０にはデー
タヘッドＤＨとサーボヘッドＳＨとが設けられており、
データヘッドＤＨは読／書アンプ１１に接続され、サー
ボヘッドＳＨはサーボ回路１８に接続されている。そし
て、磁気ディスク１０へのデータの読み書きは読／書ア
ンプ１１によって行われ、その時のデータヘッド叶の位
置（トラック情報）がサーボヘッドＳＨにより読み取ら
れる。

読／書アンプ１１には制御回路１４が接続しており、読
／書の切り換え及び上位機種からのライトデータが読／
書アンプ１１へ送出される。また、この制御回路１４に
は参照パターン用のライトデータが格納されている。デ
ータヘッドＤＨで読み取られた信号は、読／書アンプ１
１で増幅された後、第１のクロック再生回路１２とＡ／
Ｄ変換器を含むサンプリング回路１５とに入力される。

第１のクロック再生回路１２はフィルタ、ＡＧＣ。

イコライザ、パルスシェイパ等を含んでおり、ここで波
形処理された信号の出力は、ＶＦＯを含む第２のクロッ
ク再生回路１３に入力され、第２のクロック再生回路で
はこの系のデータ読出用のサンプリングクロックＤＣが
作成される。このサンプリングクロックＤＣはクロック
切換回路２２に入力される。

一方、サーボヘッドＳＨに接続するサーボ回路１８はサ
ーボ用増幅器ｔｇａとＶＦＯ等を含むサーボ信号作成回
路１８ｂを含んでおり、このサーボ回路１８でサーボ信
号から孤立波形続出用のサンプリングクロックＳＣが作
成される。このサンプリングクロックＳＣもクロック切
換回路２２に人力される。また、サーボ回路１８からは
第３図に示したＩｎｄｅｘ信号が制御回路１９に出力さ
れる。このＩｎｄｅｘ信号に従って、制御回路１９はク
ロック切換用のゲート信号をクロック切換回路２２に出
力すると共に、平均化回路１７に第３図に示した孤立波
形領域の終了信号を出力する。このゲート信号は予め孤
立波の書かれている位置、例えば時間で言えばＩｎｄｅ
ｘ信号から２０μｓ経過した時に出力される。

前述のクロック切換回路２２からのクロック信号ＣＫは
サンプリング回路１５．レジスタ１６．メモリ２０゜参
照パターン演算回路２１．及び比較器２３と検出器２４
に入力されるようになっている。そして、制御回路１９
からのゲート信号により、孤立波の読出時にはクロック
信号ＳＣが、データの続出時にはクロック信号ＤＣがク
ロック信号ＣＫとしてクロック切換回路２２から出力さ
れる。

また、データヘッド叶で読み取られ、サンプリング回路
１５に人力された信号は、Ａ／Ｄ変換器によりサンプリ
ング点において時々刻々ディジタル化され、レジスタ１
Ｂに人力される。なお、この時のサンプリングクロック
ＣＫには、前述の第２のクロック再生回路で作られたデ
ータ続出用のサンプリングクロックＤＣか、または、サ
ーボ回路１８で作られたサンプリングクロックＳＣの何
れかが制御回路１９からのゲート信号によって使用され
る。

このように、レジスタ１６には時々刻々サンプリングさ
れたデータが記憶されるが、レジスタ１６では直前に入
力されたデータを含め数ビット分（参照パターンデータ
と同じビット数１例えば４〜８ビツト）がひとまとめに
され、続出データとして比較器２３へ出力される。また
、サンプリング回路１５が孤立波をサンプリングしてい
る時にはレジスタ１６の内容はメモリ２０に記憶される
。そして、孤立波を読み終わった時点からデータ領域の
始まるまでの間（第３図に示すギャップの間）はメモリ
２０に記憶された孤立波データは平均化回路１７に出力
され、ここで、平均をとられて再びメモリ２０に記憶さ
れる。平均化回路１７における平均化は、数ビット長（
参照パターンのビット数）の繰り返しパターンが書き込
まれているものと仮定し、入力データの平均化を行うも
のである。また、データ領域をサンプリングしている場
合は、メモリ２０に記憶された孤立波データを基に、参
照パターン演算回路２１で参照パターンデータが演算さ
れる。なお、メモリ２０には制御回路１９が接続されて
おり、データヘッドＤＨから参照パターンやデータを読
み出す時には、データヘッド叶の現在位置（トラックナ
ンバー）がトラック情報としてサーボ回路１８からメモ
リ２０に入力される。

参照パターン演算回路２１で演算された参照パターンデ
ータは、差分回路を含む比較器２３に出力され、ここで
レジスタ１６から出力される続出データと、トラック情
報に基づいて比較される。そして、最も値の近いパター
ンが検出器２４で選択検出され、この時一番古い時点で
のデータ１ビツトだけが再生データとして決定される。

以上のように構成された復調装置では、サンプリングク
ロック切換回路により、孤立波形の続出時にはサーボ回
路から作成されたクロック信号が選択され、データの続
出時にはデータヘッドから読み出された信号から作成さ
れたクロックが選択され、読出信号の種類に応じた正し
いクロック信号で磁気ディスクからの復調がなされ、情
報が正確に再生される。この結果、ディスク装置の内周
と外周の波形が異なっても、或いは分解能の悪い系でも
、データ或いは参照パターンを正確にかつ高速に取り込
むことができ、正確などタビ復調を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の磁気ディスク装置の復調
装置によれば、孤立波形読出用のサンプリングクロック
をデータヘッド制御用のサーボ信号から作成することに
より、新たな同期回路を設けることなく、孤立波でもデ
ィスクの回転に同期した正確なサンプリング点が決まり
、正確な再生信号の復調が簡単な回路で実現できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ディスク装置の復調装置の原理ブ
ロック図、第２図は本発明の磁気ディスク装置の復調装
置の一実施例の構成を示す図、第３図は孤立波形とデー
タの書込領域を示す図、第４図は波形干渉によるピーク
シフトを示す図、第５図は余弦等価回路とその動作を示
す図、第６図は書込補償法を示す図である。 １・・・第１のクロック手段、２・・・第２のクロック
手段、３・・・領域判定手段、４・・・クロック切換手
段、１０・・・磁気ディスク、１２．１３・・・クロッ
ク再生回路、１５・・・サンプリング回路、１７・・・
平均化回路、１８・・・サーボ回路、１９・・・制御回
路、２０・・・メモリ、２１・・・参照パターン演算回
路、２２・・・クロック切換回路、２３・・・比較器、
２４・・・検出器。 １ｎｄｐｘ 孤立波形とデータの書込領域を示す２ 第３図 ピークシフト 波形干渉によるピークシフトを示す２ 第４図 ｎｄｅｘ 余弦ｇＰ価価格路その波形を示す図 読込補償法を示す図 ＄６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ領域におけるサンプリング点でのデータヘッ
   ド読み出し波形をディジタルデータとして取り込み、そ
   の値とデータ領域に先立ち読み込まれる孤立波形のディ
   ジタルデータを基にして計算した参照パターンデータと
   を比較することにより、読み出し情報を再生する磁気デ
   ィスク装置の復調装置であって、 前記データヘッドが読み出したデータ波形からデータ用
   のサンプリングクロックを作る第１のクロック作成手段
   （１）と、 前記データヘッドの位置制御を行うサーボ信号から孤立
   波形用のサンプリングクロックを作る第２のクロック作
   成手段（２）と、 前記サーボ信号により磁気ディスクに対する孤立波形と
   データの格納領域を判定する領域判定手段（３）と、 前記第１のクロック作成手段（１）と第２のクロック作
   成手段（２）に接続し、データと孤立波形の格納領域に
   応じて出力するクロックを切り換えるクロック切換手段
   （４）とを備えた磁気ディスク装置の復調装置。