JPH0254403A - データ信号の攪乱低減回路 - Google Patents

データ信号の攪乱低減回路

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JPH0254403A
JPH0254403A JP1141290A JP14129089A JPH0254403A JP H0254403 A JPH0254403 A JP H0254403A JP 1141290 A JP1141290 A JP 1141290A JP 14129089 A JP14129089 A JP 14129089A JP H0254403 A JPH0254403 A JP H0254403A
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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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、データ・チャネルにおける加法的な遷移撹
乱信号を検出し除去するための方法と回路に関し、特に
磁気抵抗性（ＭＲ）センサが回転磁気ディスクと物理的
に接触することによるそのセンサの温度変化によっても
たらされた電気的遷移を抑えるための方法と回路に関す
る。
Ｂ、従来技術 データ・チャネルに生じる攪乱は、加法的なものと乗法
的なものに分類することができる。不所望な加法的撹乱
信号とは、単に情報（データ）信号に加えられるもので
ある。また、不所望な乗法的撹乱またはデータ密度の変
化とは、データ信号の変調をもたらすものである。
信号感知トランスジューサがスライダ・アセンブリと回
転磁気ディスクの間の空気ベアリングの空気にさらされ
る磁気抵抗性（ＭＲ）センサであるようなデータ・チャ
ネルにおいては、センサの、ディスク回転記録面との接
触によって、加法的な攪乱が生じることがある。この攪
乱は、その接触スポットにおける摩擦に起因する（１２
０℃までの）温度上昇に由来する。これにより、ＭＲセ
ンサには、例えば約５０ないし１００＋１秒以内でセン
サ全体で平均約１℃程度のわずかではあるが急激な温度
変化が引き起こされる。ＭＲセンサの抵抗の温度係数は
ゼロでないので（パーマロイの場合約０．０００３／℃
）、センサの抵抗は、この急激な温度上昇に伴って増加
する。熱い接触スポットからＭＲセンサへと伝導してき
た熱はセンサの周囲にゆっくりと拡散するので、センサ
の抵抗値はもとの値にゆるやかに復帰することになる。
典型的には、熱により導入された抵抗値は、１．５ない
し５マイクロ秒で約３０％下降する。ところで、ＭＲセ
ンサは磁気抵抗効果によって磁気信号を検出するために
使用されるものである。このセンサは、磁気情報による
抵抗の変化を、後で増幅するためのデータ電圧信号に変
換するように、一定直流（ＤＣ）電流でバイアスされる
。
よって、熱により導入された抵抗値の変化は、加法的な
攪乱につながり、それにデータ信号が重ね合わされるこ
とになる。そのようなＭＲセンサの非線形性は、バイア
ス点付近の磁気信号の移行が増大するにつれて上昇する
。
ゆえに、これらの磁気信号の推移は、センサ抵抗で高々
±０．３％となるようにかなり小さく維持される。それ
ゆえ、熱的撹乱信号は、ベースからピークまでのデータ
振幅の４倍あるいはそれ以上に達することがある。
そのような信号と攪乱の結合により、データ・チャネル
の信号検出にまつわる多くの問題が引き起こされる。
例えば、チャネル中の自動利得制御（ＡＧＣ）回路は遷
移の間に迅速に衰退（ｆａｄｅ　ｏｕｔ）　Ｌ／、ゆっ
くりとしか回復しない。よって、ＡＧＣ回路が撹乱信号
を調整するようになっているとしても、熱的遷移は依然
としてピーク・シフトをもたらすことになろう。すなわ
ち、データ信号はピーク検出のために微分されるので、
その結果として熱的遷移もまた微分されることになる。
このことは熱遷移の直後の余分なゼロ交差とゼロ交差レ
ベルのシフトにつながる。
よって、ＭＲセンサが磁気ディスクの移動記録面と摩擦
的に接触することによりＭＲセンサにもたらされる温度
変化（以下熱的衝撃と称する）によってデータ・チャネ
ルに引き起こされる加法的な遷移撹乱を抑えるための方
法及び装置に対する要望がある。しかし、そのような攪
乱の抑制は、本願発明者が知っている従来技術によって
は達成できない。というのは、ハードディスク製品に使
用されている従来のＭＲセンサにはセンター・タップ（
これは熱的遷移を相殺するために使用することができる
）が設けられておらず、熱的遷移撹乱のスペクトル成分
がデータ信号のスペクトル成分に近接しすぎていてフィ
ルタにより除去することができず、また高周波ＡＣバイ
アスに関連する問題がいかなる実用的な目的にとっても
解決不可能だからである。
上述の従来技術の技法以外には、米国特許第３５６６２
８１号が、本願発明者が認識している最も関連の深い技
術を開示する。この米国特許は、正と負のピーク検出器
を開示し、それらからの出力は、一定電圧だけオフセッ
トされて平均され、遅延された入力信号から差し引かれ
る。尚、各検出器の出力は、パルスが処理された後各検
出器をゼロにリセットするために交差接続されているこ
とに留意されたい。この米国特許は単に、正ピーク検出
器が正ピークを検出するときに負ピーク検出器がゼロに
リセットされ、あるいはその逆であるようなりリッピン
グ・レベル回路を記述するにすぎない。この米国特許に
せよ、それよりやや関連の薄い米国特許第３４７３１３
１号あるいは米国特許第４３５６３８９号にせよ、本願
発明が指向しているような問題を解決することはできな
い。それらの従来技術は、両方の検出器が加法的攪乱の
発生に迅速に応答することを保証する手段も、残留成分
を低減し加法的攪乱のない出力信号を発生するための手
段も開示しない。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、データ・チャネルにおける加法的な
撹乱信号を効果的に抑える方法及び装置を提供すること
にある。
Ｄ０問題点を解決するだめの手段 本発明によれば、データ・チャネルにおける加法的遷移
撹乱を抑えるための方法及び回路が与えられる。これら
の撹乱は例えばＭＲ交換器が移動記憶面に接触すること
によって引き起こされた温度上昇遷移によるものである
。より詳しく述べると、正の包絡線検出器と負の包絡線
検出器の入力がともにデータ・チャネルに接続され。
めいめいの出力が加算され、それは包絡線成分と残留成
分を含む、また、両方の検出器がデータ・チャネル信号
の速い正の遷移に追従できるように、バッファが検出器
に相互接続されている。加算出力には、残留成分を低減
するために、非線形信号適応フィルタが接続される。チ
ャネルには好適には遅延手段が接続され、その出力はフ
ィルタからの出力と加算される。これら２つの出力の相
対的振幅は、結果の加算出力信号に加算的撹乱がないよ
うにセットされる。
Ｅ、実施例 第２図を参照すると、加法的攪乱の重畳されたデータ信
号■が図示されている。本発明によれば、第１図に示す
ような回路がそのような加法的遷移撹乱を抑えて加法的
攪乱のない出力信号を与える。この回路は、（熱的遷移
に起因するような）加法的成分のみが検出され、（ビッ
ト密度変位によって生じた密度変調に起因する）乗法的
成分は検出されないことを保証する。
第１図を参照すると、最初に入力信号■がデータと。
例えば局所温度上昇による重ね合わされた加法的攪乱の
両方を含むものと想定する。信号工は、線１０を介して
正包絡線検出器（＋ＥＤ）１１及び負包絡線検出器（−
ＥＤ）１２の両方に供給される。信号■の正の包絡線１
１″と負の包絡線１２′　（第３図）がブロック１３で
加算されて加算信号１３′　（第３図）が作成される。
包絡線信号１１′及び１２′は、包絡線成分のみならず
、パターンに依存し信号■の入力データに相関付けられ
る残差成分をも含む。これらの相関残差成分は、包絡線
検出器１１．１２に使用されている短い時定数から生じ
る。
検出器１１及び１２は螺動（ぜんどう）的に接続され、
すなわち熱的遷移撹乱が発生すると同時に正の包絡線信
号が負の包絡線信号を引き上げ、以て負包絡線検出器１
２をして、次に生じる速い正の信号遷移に追従させる。
この螺動的接続は、正の包絡線信号１１′に対する負の
包絡線信号１２′の残差プロファイルを変更する。
好適には、螺動的接続を達成するために、加算ブロック
１３と並列に検出器１１．１２の出力の間にバッファ１
４が介在接続される。信号１１’、１２’は加算ブロッ
クによって加算される。符号１３′によって示される加
法的攪乱の一次推定値中の相関残差値を低減するために
、好適には非線形信号適応フィルタ（ＮＬＰ）１５が使
用される。フィルタ１５は、フィルタ出力１５′と入力
１３′の間の電圧差の関数（このフィルタのＤＣ利得は
１）である単極の低域回路網として構成される。
フィルタ１５を通る信号の振幅が小さいとき、極周波数
は低く上述の相関残差はフィルタにより除去される。
この信号の振幅が大きいとき（これは局部発熱が生じた
場合）、極周波数は、熱的遷移撹乱の発生時に生じる高
速立上がりに追従するように上方移動する。そして遷移
撹乱が減少してゆく間に、この信号の差も再び小さくな
り、極周波数がその通常の低い値に戻される。このフィ
ルタされた信号１５′は次に減衰器１６によって適当な
値まで１７２に減衰され、推定撹乱信号１６′として使
用される（第４図）、遅延手段１７は、上述の撹乱推定
回路の遅延時間に等しい遅延時間をもつものであり、好
適には入力線１０の分枝と加算ブロック１８の間に接続
される。利得ブロック２０．２９及び１６が反転タイプ
であるかまたは非反転タイプであるかに応じて、ブロッ
ク１８は、入力信号■の遅延分に対して推定撹乱信号１
６′を加えるかまたは差し引くかし、以てその出力信号
に加法的攪乱がないように（第５図参照）線１９に出力
信号○を発生する。尚、第５図は、遅延手段１７を使用
することなく得られた推定撹乱信号であるが、望むなら
。
遅延手段を使用することによりＸ地点のグリッチを除去
することもできる。
ここで、入力信号Ｉがデータとノイズのみからなり、す
なわち加法的攪乱がないものと仮定しよう、この仮定の
下でも、信号はやはり包絡線検出器１１．１２に供給さ
れる。加法的攪乱がないと、ブロック１３からの出力は
残差成分のみを構成する。こうして、非線形フィルタ１
５が残差成分を濾過した後に残されるもののみをあられ
す推定撹乱信号１６′がブロック１８で遅延素子１７か
らの遅延入力信号１７′と加算されることになる。
第１図の回路のより詳しい回路図が第６図に示されてお
り、ここでは第１図と同一の構成は、第１図と同一の参
照番号を付されている。
第６図において、線１０の入力信号■は利得ブロック２
ｏによって増幅される６電流源２１．２２は、それぞれ
包絡線検出器１１．１２で使用されるダイオード２３．
２４をバイアスするために使用される。正包絡線検出器
１１はダイオード２４とキャパシタ２６を有する。キャ
パシタ２６は、通常はキャパシタ２５と同様にアースに
接続されているが、熱的遷移の発生は立上がり時間がき
わめて速いので、ダイオード２３は通常は一時的に遮断
され、以てダイオード２３は負の包絡線が信号に追従す
るのを禁止する。熱的な衝撃によって導入された事象は
一方極性のみの遷移しかもたらさないので、前述の螺動
的接続は、好適にはアースでなくバッファ１４によって
キャパシタ２６をキャパシタ２５に接続することにより
達成される。この接続は、包絡線検出器１１．１２の両
方をして高速の正の信号の移行に追従することを可能な
らしめる。しかし、両キャパシタ２５．２６の放電と蓄
電は最早螺動的接続により結合される。そのような蓄電
経路の結合を防止し且つ上述の残差成分の振幅を最小限
に抑えるために、キャパシタ２５．２６の間にバッファ
１４が挿入される。
加算ブロック１３は抵抗２７．２８を有する。結果の加
算信号は利得ブロック２９により増幅されて非線形フィ
ルタ１５に供給される。フィルタ１５は抵抗３０．３１
．３２．３３と、ダイオード３４．３５と、キャパシタ
３６を有する。そして、電流源３７．３８が抵抗３０．
３２によってバイアス電圧を発生することにより、ダイ
オード３４．３５を最適動作点へバイアスする。キャパ
シタ３６は、ダイオード３４．３５に接続された差動抵
抗とともに非線形フィルタの時定数をセットする。尚、
抵抗３３の抵抗値はその差動抵抗値よりもはるかに大き
い。それゆえ、ダイオード３４．３５のインピーダンス
がフィルタ１５の全体的な極位置を法定する。その結果
、フィルタ１５は、フィルタ１５の入力と出力の間の電
圧に適応的となる。もしこの電圧差が大きいなら、フィ
ルタの高いロールオフ周波数が得られ、一方電圧差が小
さいとフィルタの低いロールオフ周波数がもたらされる
。
抵抗３１は好適には最小フィルタ・ロールオフ周波数（
すなわち最大時定数）を制限するために与えられる。
減衰器１．６は、負に推移する撹乱信号の推定値を与え
る利得ブロックを有する。加算ブロック１８は抵抗４０
．４１を有する。推定撹乱信号１６′は遅延手段１７か
らの遅延入力信号１７′と加算され、その結果の信号は
利得ブロック４２により増幅されて線１９に、加法的攪
乱のないデータ出力信号０として与えられる。
本発明の好適な実施例においては、線１０をアーム選択
増幅器（図示しない）に接続し、線１９を自動利得制御
（ＡＧＣ）回路（図示しない）に接続することにより上
記の回路がアーム選択増幅器とＡＧＣ回路の間にデータ
・チャネルに介在配置される。また、好適にはスイッチ
５０が設けられ、これは図示された位置にあるとき、線
１９に、加法的攪乱のないデータ出力信号を提供する。
しかし、スイッチ５０は好適には、通常は線５１を介し
てアースに接続され、再試行動作の間に訂正不可能なエ
ラーが検出されたときのみ適切な手段（図示しない）に
よって図示された位置へと付勢される。このような構成
は、加法適撹乱によるデータ・エラーがきわめてまれに
しか起こらない場合（通常はそうである）に特に望まし
い。
今まで説明してきた回路は、これから説明するオプショ
ン的な回路を追加することによって、緊急的な「ヘッド
の破壊」を警告するために使用することができる（「ヘ
ッドの破壊」とは、ＭＲヘッドまたはセンサの、回路デ
ィスクの表面とのほぼ連続的な接触であると定義される
。）このオプション的な回路はバッファ６０を有し、バ
ッファ６０の入力は減衰器１６の入力と共通接続されて
いる。バッファ６０の出力は比較器６１で基準電圧Ｖｒ
ｅｆに比較され、比較器６１は熱的に導入された加法的
攪乱が検出されたときカウンタ６２に出力を与える。
カウンタ６２は、カウントした攪乱の回数が予定の数を
超えたとき（好適には予定の期間毎のカウント値が予定
の数を超えたとき）線６３に警告信号を発生して、それ
以上の損傷を防止するためにディスク・ファイルを遮断
する等の所望の制御動作を開始する。
このオプション的な回路は、製造工程の間にディスク表
面またはＭＲセンサの滑走の高さの衝撃をマツピングす
るために使用することもできる。
Ｆ１発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、ヘッドまたはＭ
Ｒセンサの回転ディスク表面との接触によって生じた熱
的衝撃等によるデータ・チャネルにおける加法的遷移攪
乱を除去するための簡単かつ効果的な方法及び回路が与
えられる。また、望むなら、これらの攪乱の回数または
頻度をカウントすることができ、そのカウント値は所望
の制御動作をトリガすめために使用される。
また、望なら、遅延手段１７は除去してもよい。しかし
、そうすると、未処理の衝撃を含む線１０の入力データ
信号１と推定撹乱信号１６′のタイミングに差が生じて
しまう、この差は、出力信号Ｏに、長さがその差に比例
する振幅的撹乱をもたらすことになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に従う回路の概要ブロック図、第２図
は、加法的遷移攪乱を含む入力データ信号の波形図、 第３図は、包絡線信号と推定撹乱信号の波形図。 第４図は、非線形信号適応フィルタ動作の適用後の推定
撹乱信号のタイミング図、 第５図は、推定撹乱信号が差し引かれた出力信号のタイ
ミング図、 第６図は、第１図の回路をより詳細に示す回路図である
。 １１・・・正包絡線検出器、 １２・・・負包絡線検出器。 １３・・・加算ブロック、 １４・・・バッファ、 １５・・・非線形フィルタ、 １７・・・遅延ブロック、 １８・・・加算ブロック。 第２図 第８図 第４図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）入力データ信号の加法的攪乱を低減するための回
    路において、 （ａ）上記入力データ信号を入力してそれの正の包絡線
    成分と残差成分を与える正包絡線検出器と、 （ｂ）上記入力データ信号を入力してそれの負の包絡線
    成分と残差成分を与える負包絡線検出器と、 （ｃ）上記正包絡線検出器と上記負包絡線検出器が上記
    加法的攪乱の発生に迅速に応答することを保証するよう
    に上記正包絡線検出器と上記負包絡線検出器を相互接続
    する手段と、 （ｄ）上記正の包絡線成分と上記負の包絡線成分を加算
    するための加算手段と、 （ｅ）上記加算手段に接続され、上記残差成分を減少す
    るための非線形信号適応フィルタ手段と、 （ｆ）上記加法的攪乱が減少した出力信号を与えるため
    に、上記入力信号に、上記非線形信号適応フィルタ手段
    から得られた出力で加算または減算を施すための手段と
    を具備する。 データ信号の攪乱低減回路。
  2. （２）入力データ信号の加法的攪乱を低減するための回
    路において、 （ａ）上記入力データ信号を入力してそれの正の包絡線
    成分と残差成分を与える正包絡線検出器と、 （ｂ）上記入力データ信号を入力してそれの負の包絡線
    成分と残差成分を与える負包絡線検出器と、 （ｃ）上記正包絡線検出器と上記負包絡線検出器が上記
    加法的攪乱の発生に迅速に応答することを保証するよう
    に上記正包絡線検出器と上記負包絡線検出器を相互接続
    する手段と、 （ｄ）上記正の包絡線成分と上記負の包絡線成分を加算
    するための加算手段と、 （ｅ）上記加算手段に接続され、上記残差成分を減少す
    るための非線形信号適応フィルタ手段と、 （ｆ）信号経路に沿う処理によって生じた累積的遅延に
    対応する遅延時間をもち、上記入力データ信号をその遅
    延時間だけ遅延させる遅延手段と、 （ｇ）上記加法的攪乱が減少した出力信号を与えるため
    に、上記遅延した入力信号に、上記非線形信号適応フィ
    ルタ手段から得られた出力で加算または減算を施すため
    の手段とを具備する、 データ信号の攪乱低減回路。
  3. （３）入力データ信号の加法的攪乱を低減するための方
    法において、 （ａ）上記入力データ信号から、めいめいが上記入力デ
    ータ信号に相関するパターン依存残差成分をもつような
    正及び負の包絡線信号を得る段階と、 （ｂ）上記負の包絡線信号を、攪乱正起事象の発生時の
    高速正方向信号推移に追従させるように制限する段階と
    、 （ｃ）上記正及び負の包絡線信号を加算する段階と、 （ｄ）上記残差成分を減少させるために、非線形信号適
    応フィルタを用いて上記加算信号をフィルタする段階を
    有する、 データ信号の攪乱低減方法。
JP1141290A 1988-08-01 1989-06-05 データ信号の攪乱低減回路 Expired - Fee Related JPH0816964B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US226634 1988-08-01
US07/226,634 US4914398A (en) 1988-08-01 1988-08-01 Method and circuitry to suppress additive disturbances in data channels containing MR sensors
SG150894A SG150894G (en) 1988-08-01 1994-10-17 Method and circuitry to suppress additive disturbances in data channels containing MR sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0254403A true JPH0254403A (ja) 1990-02-23
JPH0816964B2 JPH0816964B2 (ja) 1996-02-21

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Country Status (7)

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US (1) US4914398A (ja)
EP (1) EP0353852B1 (ja)
JP (1) JPH0816964B2 (ja)
AU (1) AU617840B2 (ja)
CA (1) CA1330832C (ja)
DE (1) DE68914744T2 (ja)
SG (1) SG150894G (ja)

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