JPH041402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１つのトラツクに記載さ
れたデジタル信号により記録担体の、特に磁気デ
ータ記録担体の欠陥を発見しかつ評価する方法及
び装置に関する。

磁気データ担体のますます小さな容量にますま
す多量の情報が記憶されるので、個々のビツトを
記録するためにますます小さな面積しか利用でき
なくなつている。データ記録用の欠陥のない磁気
層を作ることは、極めて困難であり、かつこの時
非常に歩どまりが悪いので記録媒体が極めて高価
になる。そのためデジタルデータ記憶において誤
り消去または誤り訂正を行う方法および回路が広
く普及している。例えば磁気デイスクパツクまた
は磁気デイスクカセツトには、製造元においてあ
らかじめ情報を書込み、これら情報が、誤り位
置、すなわち誤りの場所と長さに関する指針を与
える。誤り位置が、いわゆる誤り訂正符号
（ECC）によつては訂正できない程大きい場合、
誤りのまわりの位置を１度データ記録に関して禁
止することができ（エラースキツプ）、または磁
気デイスク上の全トラツクを配置換えすることが
できる（代用トラツク技術）。

このような誤り位置を検出する普及した方法
は、ドロツプアウト（または紛失パレス）とドロ
ツプイン（余分なパルス）を測定することにあ
る。ドロツプアウトを測定する方法および電子回
路は、米国特許第3185922号、第3288986号、第
3522525号、第3659185号および第3826975号明細
書から公知であり、その際これら全てのものは次
のような測定法に基づいている。すなわち測定す
べきデータ担体には、飽和記録技術により一定周
波数でデータを書込み、それから第２の試験過程
の際制御読取りを行う。所定の閾値を下回つた
個々のまたは複数の読取りパレスのレベル低下毎
にドロツプアウトとして示される。従つてレベル
低下の大きさは、誤りの重みに対する判定基準で
ある。公知のすべての方法では第２の判定基準と
して誤りの長さが利用される。これを基に決めら
れた国際規格の測定法は、テスト信号振幅のほぼ
50％の読取り信号レベル低下を誤りと規定してい
る。

米国特許第3525930号明細書に、デイスク状磁
気記録担体の信号を最外周トラツクから最内周ト
ラツクまで一定に維持する自動利得制御が記載さ
れている。いずれにせよ時定数は、読取り信号中
の短いドロツプアウトについて制御を行わないよ
うに選定される。従つてこの方法は、前記のもの
に対して測定技術的に容易になつているだけであ
る。

第２の公知のテスト法は、いわゆるドロツプイ
ンの検出である。ドロツプインとは、直流磁界で
消去した媒体において通常存在する雑音レベルか
らきわだつた読取りパルスのことであり、このパ
ルスは、通常ここに生じることがある読取りパル
ス30％ないし40％である。しかし公知のドロツプ
インテスト法において、ドロツプイン対そのまわ
りの雑音レベルのＳ／Ｎ比がわずか４ないし9dB
でしかないことは不利である。

米国特許第3562635号および第3717846号明細書
には、同様に公知の規格化テスト法の変形が記載
されており、このテスト法は、前者米国特許明細
書によれば、直流磁界飽和磁化を行つた後に逆方
向に第２の直流磁界磁化を行うが、第２の磁化で
はいちばん深い層位置まで層が反転磁化されない
ようになつている。その際さらに小さな誤り位置
も検出できるようにする。後者の米国特許明細書
においては、ドロツプアウト位置のまわりを直流
磁界磁化、かつ雑音パルスの数を誤り判定基準と
して評価する。

ドロツプアウトおよび／またはドロツプインは
公知のテスト法においては誤りとみなされ、これ
ら誤りは、誤り処理（消去またはトラツク再配
置）の際に考慮され、かつ相応して評価される。

しかし両方の誤り測定法は、次に説明するよう
に基本的かつ測定技術的な欠点を有する。

デジタル飽和記録の際の情報（論理１または論
理０）は、書込み過程の際完全に規定された位置
に磁束変化があるかまたはないかにあり、従つて
読取りの際信号の振幅として生じるのではなく、
前記のように読取り信号尖頭値の時間的位置にあ
る。従つてデータ復号のため読取り信号は微分さ
れ、それから微分信号の０交差点、すなわち微分
されていない信号の尖頭値の位置が評価される。
それ故に読取り信号が例えば振幅の50％だけ低下
するドロツプアウトは、信号尖頭値の時間ずれに
結び付かない限り、復号過程に悪影響を及ぼさな
いことがわかる。

他方において後で例の説明の始めに述べるよう
に、非常に小さな書込み読取り誤り確率を生じる
第１のドロツプアウトは検出され、大きな書込み
読取り誤り確率を生じる第２のドロツプアウトは
検出されない。

経験的に問題の解決策は、既知のデータを記録
し、かつ読取り及び復号の後に再びはじめのデー
タと比較することにある。しかしこの方法は、
種々のデータパターンおよび書込み過程に対して
誤りが極めて多用な作用を及ぼすので、非常に時
間を要する。なぜなら異なつたデータパターンに
よるものであれ、または変わり易いデータ媒体の
速度または回転送度によるものであれ、媒体上の
その都度異なつた位置に磁束変化が記録されるか
らである。誤りに関する記録媒体上の位置を検査
するため、この方法によれば少なくとも10ないし
20回の書込み読取り過程を行う必要があり、従つ
てこのことは、他の公知の方法に対して10ないし
20倍の時間を必要とする。

米国特許第3659195号明細書によれば、誤りに
関して解析すべき読取り信号を閾値検出器に供給
し、閾値検出器の閾値が所定の階段内で調節され
ていることは公知である。しかしこの公知の装置
は、アナログ音声記録用磁気テープを管理するた
めに使われ、その際公知のように信号レベル低下
の深さと幅が測定される。なぜならここにおいて
情報は、実際に記録振幅、従つて音量にあるから
である。信号レベル低下の深さと幅は、いつしよ
になつて監視信号に誤りの重みに対する判定基準
を与える。音楽演奏における信号レベル低下に対
する人間の耳に検知限界は、レベル低下の深さに
は関係なく10ｍsec以下である。従つてこの最小
幅以下の信号レベル低下は、レベル低下として検
出されず、かつ表示されない。音声記録状態に対
して磁気テープにおいて公知のこの監視装置は、
信号レベル低下の長さを記録された信号の期間に
関連付けなければならないデジタル信号記録には
発明的成果なしでは適用できない。ドロツプイン
を測定する方法はあまり知られていない。

本発明の課題は、短い誤りおよび大きな書込み
読取り誤り確率を生じる誤りを一層良好にかつ一
層迅速に検出できるようにした、データ記録担体
の欠陥を評価する方法およびそのための回路装置
を提供することにある。

本発明によればこの課題は次のようにして解決
される。すなわちデジタル信号を読取りかつ整流
し、かつ欠陥信号が生じた際に、包絡線信号およ
びこの包絡線信号のこう配を検出し、その際この
こう配を、欠陥の重みに対する判定基準として検
出する。

これにより高い精度でドロツプアウトを評価で
きる。

処理ステツプにおいて包絡線信号は微分され、
かつ本発明によれば微分パルスは、評価のため閾
値検出器に供給される。それにより欠陥判定基準
としてドロアウトの位置にあらかじめ存在した信
号の包絡線のこう配が形成される。なぜならおど
ろくべきことにドロツプアウトに対して包絡線
は、ドロツプアウトのレベル低下によりずつと決
定的な役割を演じることがわかつたからである。
従つてドロツプアウトの大きさと様式を評価でき
るようにするため、包絡線の経過を正確に検出す
ることは有利である。

この方法の実施例において実際には連続した読
取りパルスの振幅比較によつて、ドロツプアウト
位置に前に書込んだ信号の包絡線信号のこう配が
検出でき、かつドロツプアウトの大きさに関して
評価できる。

極めて小さなＳ／Ｎ比を有するドロツプアウト
を検出するため、微分されていない読取り信号を
別の閾値検出器に直接供給してもよい。

直流磁界で消去したトラツクを前提として、雑
音信号を読取り、読取り信号を振幅に応じて増幅
し、かつ閾値検出器に供給することは、ドロツプ
インの検出および評価にとつて有利である。

その際読取り信号は、非直線、なるべく指数関
数に従つて増幅される。その際閾値に関して小さ
な振幅を有する信号は弱く、また大きな振幅を有
するものは強く増幅される。

別の方法処置においてドロツプアウトを評価す
るこう配評価の処理ステツプとドロツプインを検
出する雑音信号の閾値評価は、組合わせ回路にお
いて時間的に前後して行うことができる。

こう配信号の評価を行う本発明による装置は次
のようにして形成されている。すなわち読取り回
路において読取り増幅器の後に整流器が設けられ
ており、かつその後に包絡線信号を形成するため
尖頭値整流器とローパスフイルタが設けられてお
り、かつこう配を検出するため微分回路が設けら
れており、この微分回路の出力端子が調節可能な
閾値検出器に接続されている。

その際閾値検出器は多数の閾値段から成り、こ
れら閾値段の入力端子に読取り信号が並列に供給
される。

比較的なめらかではあるが深いドロツプアウト
を同様に検出しかつ評価するため、包絡線こう配
信号を形成する読取り回路のこう配検出器に対し
て並列に、別の閾値検出器が設けられており、こ
の閾値検出器に微分されていない読取り信号が供
給され、かつ両方の分路の出力信号が、OR素子
を介して互いに結合されているようにすることが
できる。

本発明によればドロツプインを検出する層にお
いて、直流磁界で消去を行つた後の雑音信号のた
め読取り回路が非直線読取り増幅器を有し、この
増幅器の出力端子に、調節可能な閾値段を有する
閾値検出器が接続されている。

その際非直線増幅器部は振幅に応じて動作し、
かつ特に指数関数曲線に従つて増幅を行う。

本発明による個々の回路装置の極めて有利な組
合わせにおいて、読取り増幅器の後に、ドロツプ
アウト検出器分路とドロツプイン検出器分路から
成る並列回路が続いており、 (a) ドロツプアウト検出器分路は、包絡線こう配
信号形成回路、微分されていない読取り信号の
ためここに並列接続された閾値検出器および終
端部として共通のOR素子から成り、 (b) ドロツプイン検出器分路は、非直線、特に指
数関数増幅器と閾値検出器の直列回から成り、 また分路(a)と(b)の並列回路の出力端子に、両方
の分路(a)と(b)の出力信号用の検出装置が設けられ
ているようにすることができる。

本発明の実施例を以下図面によつて説明する。

第１図は第１のドロツプアウトＤ０１を示して
おり、このドロツプアウトは、実際のデータ記録
の際にしばしば生じるが、Ｄ０１の位置において
信号が設定信号レベルＰの40％にまで低下すると
はいえ、書込み読取り誤りになることは比較的ま
れである。典型的な第２のドロツプアウトＤ０２
は第２図に示されている。その際Ｄ０２の位置に
おいて設定信号レベルＰの25％の比較的小さな信
号レベル低下しか生じないとはいえ、しばしば書
込み読取り誤りが生じる。従来の方法では、Ｄ０
１はドロツプアウトとして検出されるが、それに
反してＤ０２は検出されず、このことは、ちよう
どＤ０２を検出しかつＤ０１を無視または両方の
ドロツプアウトを考慮するという実際的な必要条
件に反する。

磁気ヘツド２（第３図参照）によつてデータ担
体１から飽和磁化記録されたデータが走査され、
かつ第１の段３において増幅される。当該の位置
に欠陥、例えば磁気層のひつかき傷があるものと
すると、読取り信号４はドロツプアウト１０を示
す。大体において正弦状の信号は、続いて整流器
５により整流され（信号６参照）、かつ尖頭値整
流器７において引続き処理される。後続のローパ
スフイルタ９は、信号の整形を行い、すなわち信
号８の平滑化を行い、かつ直流電圧信号１０′、
すなわち包絡線信号を供給し、この信号は、ほぼ
ドロツプアウト１０の輪郭を表している。比較的
一様なまたはなめらかな形のドロツプアウトは、
符号化または復号にほとんど影響ないが、急なレ
ベル低下は大きな影響をおよぼすことがわかつた
ので、続いてこのドロツプアウト輪郭信号は、ド
ロツプアウト１０のこう配に比例した信号１２
（こう配信号）を得るため、微分回路１１におい
て微分される。この時欠点の重みの評価は、微分
されたドロツプアウト輪郭信号であるこう配信号
のパルス振幅について行われる。閾値検出器１３
は、正パルス１４と負パルス１５についてそれぞ
れ１つの閾値により誤り情報のデジタル化行うよ
うにする。パルス整形段１８、例えば単安定マル
チバイブレータにおいて信号１６と１７は、後続
デジタル誤り評価を続けることができる信号レベ
ルにされる。

こう配検出器に関する前記の実施例は、記録周
波数が高い場合に尖頭値識別用回路７およびそれ
に続くフイルタ９が読取り信号４内のドロツプア
ウト１０をそれ程正しい形にシミユレートしない
という欠点を有することがある。後で説明するよ
うにこのことは、第４図の別の実施例において回
避される。

整流された読取り信号６は、第３図の点Ｂに相
当する点B′において閾値段D1〜Dn、ここではD1
〜D9を有する閾値検出器１３に供給され、その
際これら閾値段の電圧閾値X1〜Xn、ここでは
X1〜X9は、固定のステツプ、ここでは90％ない
し10％に設定されている。検出器Dxの１つにお
いて信号が設定された閾値Xxを越えた場合、検
出器Dxの出力は論理０から論理１に切換わり、
かつ連続トリガ可能な単安定マルチバイブレータ
Mfxを起動し、それによりこの単安定マルチバイ
ブレータは、通常状態（出力は論理１）を持続す
る。閾値Xxを越えない場合には、検出器Dxにお
いて論理０から１への変化は生じず、かつ単安定
マルチバイブレータMfxは、出力論理０の状態に
復旧する。読取り信号６のこの時のレベルが低く
なる程、論理１に切換わる検出器Dxは少なくな
り、かつ出力状態論理１を持続する所属の単安定
マルチバイブレータMfxも少なくなる。Ｔ１ない
しTnの期間が経過した後に、すべての単安定マ
ルチバイブレータMf１〜Mfnのそれぞれの状態
が読取り可能であり、かつ適当に、例えばレジス
タＲ内に記憶できる。期間Ｔ１ないしTnに対応
する記憶場所は、全期間、すなわちＴ１ないし
Tnの合計の間の読取り信号６の瞬時振幅を表し
ている。T₁ないしT₂等は、ちようどテスト信号
の周期の半分に相当する。

第４図において読取り信号６は、期間T₁とT₂
において最高の高さになつており、すなわちすべ
ての閾値検出器Ｄ１〜Ｄ９が切換えられており、
従つてすべての単安定マルチバイブレータMF１
〜MF９は、強制的に状態論理１を継続してい
る。しかし期間T₂ないしT₃の間には閾値X₂＝80
％Ｐを越えておらず、当該の２つの単安定マルチ
バイブレータMF２とMF１に対する継続トリガ
信号は生じず、それ故にこれら単安定マルチバイ
ブレータは復旧し、かつ読取りの後レジスタＲに
はそれぞれＯ信号が書込まれている。期間T₃な
いしT₄においては再びＰの100％の高さの読取り
信号６が存在し、かつそれ故にレジスタ内にはす
べての論理１状態が存在する。期間T₄ないしT₅
ないしT₆は、再びレジスタ内容に相応してセツ
トされる所定の高さのレベル低下を示す。期間
T₆ないしT₇およびT₇ないしT₈には、再び欠陥は
なく、すなわち読取り信号レベルＰが存在する。

得られた測定結果の評価は、それぞれ連続した
レジスタ内容Ｒ１〜Ｒ８を互いに比較して行われ
る。それぞれ不一致が記録される。不一致のレジ
スタ位置が多い程、ドロツプアウト位置における
こう配は大きい。

第４図の例においてレジスタ位置Ｒ１とＲ２、
Ｒ２とＲ３、以下同様の間に差△が得られ、これ
らの差の値は、0224220である。従つてドロツプ
アウトは、時点T₂ないしT₆の間で生じ、かつT₄
ないしT₅の間の期間に最大値を有する。従つて
こう配は、比較的大きく、５：２である。当業者
には明らかなように利用する閾値段Ｘ、期間△Ｔ
および記憶位置Ｒが多い程、実際のドロツプアウ
トの輪郭を良好に再現することができる。実際に
はほぼ20の閾値段および相応した記憶位置の数で
十分である。いずれの場合にも欠陥信号の包絡線
のこう配は十分に検出できる。

読取り信号６の位相位置に障害がない場合にも
すなわち比較的扁平なドロツプアウトが生じ、こ
のドロツプアウトが記憶セル内のわずかな振幅差
によつて、例えば0112120によつて表すことがで
きる場合、それでもＳ／Ｎ比が悪化するので、読
取り過程に支障があることがある。これは、ドロ
ツプアウトの際信号レベルが設定読取り信号レベ
ルＰよりもずつとＦに低下した場合である。それ
故に広範囲な欠陥検出および評価のため、この場
合も考慮する必要がある。

本発明による方法の相応して広範囲な変形は、
第５図による回路装置によつて行うことができ
る。

第５図においては読取り回路の増幅器３の後
に、基本的には少なくとも１つの閾値検出器と計
数および／または表示装置を含むことができる第
３図または第４図に示したこう配検出器２０の他
に、並列接続した別の閾値検出器２１が設けられ
ている。

検出器段２０と２１の出力端子はOR素子２２
によつて互いに論理結合されているので、両方の
出力信号が欠陥通報のため使われる。他方の閾値
検出器２１は、微分されていない信号を直接処理
し、それにより小さなこう配を有するが大きなレ
ベル低下を生じるドロツプアウトが、付加的に確
実に検出されかつ評価される。

第６図はドロツプイン検出装置を示し、この装
置の読取り回路内には線形増幅器３に続いて比直
線増幅器２３が設けられており、この増幅器は、
振幅に依存して、なるべく指数関数に従つて増幅
を行う。テスト信号は、図示されていない直流磁
回消去装置により消去され、雑音信号が読取り信
号として読取られることをここでもう１度強調し
ておく。

その際低レベルの入力読取り信号は、高レベル
のものよりもわずかしか増幅されない。ここでも
増幅器２３の後に閾値検出器２４が接続されてお
り、この閾値検出器の出力端子Ouは、フリセツ
トされた所定のレベルを越えた信号を欠陥として
生じる。出力端子に接続可能な適当な記憶およ
び／または記録装置により、誤り値は記憶およ
び／または表示でき、かつそれにより記録担体の
初期設定等のため利用できる。

さらに本発明の有利な変形は、第６図ドロツプ
イン装置を第５図のドロツプアウト装置に並列に
使用する点にある（第７図参照）。

もちろん両方の回路装置の運転は時間的に前後
して行つてもよい。なぜならドロツプアウト検出
のためにテスト信号を書込み、ドロツプイン検出
のためこれら信号を図示されていない直流磁界消
去装置によつてあらかじめ消去しなければならな
いからである。それ故に記録担体の位置またはト
ラツクを２度走査することが必要である。しかし
転送のため使われる別のOR素子２５を介してテ
スト結果は、適当な検出装置２６に共通の結果と
なつて得られ、それから評価および継続処理のた
め使われる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、読取り信号中の典型的
なドロツプアウト信号パターンを示す図、第３図
は、それぞれ対応する特徴的な信号形の略図と共
に本発明によるドロツプアウト欠陥評価を行う第
１の回路装置を示す図、第４図は、包絡線こう配
評価回路の方式図、第５図は、ドロツプアウト評
価用の別の回路を示す略図、第６図は、ドロツプ
イン評価用回路装置の図、第７図は、ドロツプア
ウトとドロツプインを評価するため組合わせた回
路装置の図である。 １……データ担体、２……磁気ヘツド、３……
読取り増幅器、５……整流器、７……尖頭値整流
器、９……ローパスフイルタ、１１……微分回
路、１３，２０……閾値検出器、２３……非直線
増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デジタル信号を読取りかつ整流し、かつ欠陥
   信号が生じた際に、包絡線信号およびこの包絡線
   信号のこう配を検出し、その際このこう配を欠陥
   の重みに対する判定基準として検出する、少なく
   とも１つのトラツクに記録されたデジタル信号に
   より記録担体の、特に磁気データ記録担体の欠陥
   を発見しかつ評価する方法において、 トラツクに記録されたデジタル信号を直流磁界
   によつて消去し、かつ雑音信号を読取り、かつ読
   取り信号を振幅に関して非直線増幅し、かつ調節
   可能な閾値を有する閾値検出器に供給することを
   特徴とする、少なくとも１つのトラツクに記録さ
   れたデジタル信号により記録担体の欠陥を発見し
   かつ評価する方法。 ２ 小さな振幅の読取り信号を弱く、かつ大きな
   振幅の読取り信号を強く増幅する、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 指数関数曲線に従つて読取り信号の増幅を行
   う、特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
   法。 ４ 読取り回路において読取り増幅器３の後に整
   流器５が設けられており、かつその後に包絡線信
   号を形成するため尖頭値整流器７とローパスフイ
   ルタ９が設けられており、かつこのこう配を検出
   するため微分回路１１が設けられており、この微
   分回路の出力端子が調節可能な閾値検出器１３に
   接続されている、少なくとも１つのトラツクに記
   録されたデジタル信号により記録担体の欠陥を発
   見しかつ評価する装置において、 直流磁界で消去を行つた後の雑音信号が、非直
   線読取り増幅器３，２３に供給され、この増幅器
   の出力端子に、調節可能な閾値段を有する閾値検
   出器２４が接続されていることを特徴とする、少
   なくとも１つのトラツクに記録されたデジタル信
   号により記録担体の欠陥を発見しかつ評価する装
   置。 ５ 非直線増幅器部２３が、振幅に応じて、特に
   指数関数曲線に従つて増幅を行う、特許請求の範
   囲第４項記載の装置。 ６ 読取り増幅器３の後に、ドロツプアウト検出
   器分路とドロツプイン検出器分路から成る並列回
   路が続いており、 (a) ドロツプアウト検出器分路は、包絡線こう配
   信号形成回路２０、微分されていない読取り信
   号のためここに並列接続された閾値検出器２１
   および終端部として共通のOR素子２２から成
   り、 (b) ドロツプイン検出器分路は、非直線、特に指
   数関数増幅器２３と閾値検出器２４の直列回路
   から成り、 また分路(a)と(b)の並列回路の出力端子に、両方
   の分路(a)と(b)の出力信号用の検出装置２６が設け
   られている、特許請求の範囲第４項記載の装置。