JPH05159209A - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JPH05159209A
JPH05159209A JP32439391A JP32439391A JPH05159209A JP H05159209 A JPH05159209 A JP H05159209A JP 32439391 A JP32439391 A JP 32439391A JP 32439391 A JP32439391 A JP 32439391A JP H05159209 A JPH05159209 A JP H05159209A
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JP
Japan
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signal
signal processing
processing device
error
circuit
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JP32439391A
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Yutaka Okada
豊 岡田
Naoki Sato
直喜 佐藤
Yasuhide Ouchi
康英 大内
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非線形特性を有するMRヘッド等に最適なデ
−タ判別を行う信号処理装置を実現する。 【構成】 MRヘッドの出力等の非対称信号を入力とす
るバイアス設定回路1、バイアス設定回路1の出力を処
理し、非対称信号を対称信号に非線形補正する非線形補
正回路2、非線形補正回路2の出力からデ−タの判別を
行うデ−タ判別器3、さらに、0値エラ−算出器4、ロ
−パスフィルタ5等からなるフィードバック回路をへて
バイアス設定回路に信号を帰還する回路を設けて構成さ
れる。 【効果】 非線形特性を有するMRヘッドにより読み出
だされた磁気記録情報を低い誤り率で再生できる。この
ため磁気記録機器等の信頼性を飛躍的に向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、信号処理装置、更に詳
しくいえば、磁気記録装置の読み出しヘッド等から得ら
れる信号を処理し、正しいデータを再生するための信号
処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録装置の再生ヘッドから得られる
信号は、再生ヘッドが磁界の変化の大きさを検出し、電
圧として出力するものである。記録信号が“1”、
“0”の2値のデータの記録時には、通常、デ−タ
“1”で磁化反転させ、デ−タ“0”で磁化反転させな
いようにするため、その読み出し時には、デ−タ“1”
で大きな磁界の変化を検出するので、出力電圧が正側ま
たは負側に大きなピ−クを持つことになる。また、磁界
の反転は、N極からS極、S極からN極へ交互に反転す
るため、正側と負側のピ−クも交互となる。さて、読み
出し信号は、ヘッド等の電磁変換手段の周波数特性の影
響を受けたり、雑音が乗ったりする。さらに、デ−タ
“1”が連続するとピ−クの位置が、符号間干渉のため
移動するピ−クシフトと呼ばれる現象がある。従って、
再生ヘッドから得られた信号から誤りなくデ−タ“1”
とデ−タ“0”を判別する信号処理装置が必要となる。
【0003】この種の従来の信号処理装置のデ−タ判別
法を図2、図3及び図4に示す。図2は、振幅判別と呼
ばれる方法を説明する波形図で、正側(+1)の判別レ
ベルと負側(−1)の判別レベルを用い、上記の信号ピ
−クが判別レベルを超えていれば、1と判別する。図3
は、位相判別と呼ばれる方法を説明する波形図で、正側
(+1)と負側(−1)に窓開けレベルを設定し、再生
信号の微分が窓内で0をとる、すなわち、ピ−クを持つ
場合に、1と判別する。これらの方法では、正側と負側
に対称なレベルを用いるため、後述するような正側と負
側で非対称な信号には適用困難である。また、ビットご
とにデ−タを判別するために、瞬時の雑音に対して判別
を誤りやすいという欠点があった。
【0004】図4は、最尤復号法と呼ばれる方法を説明
する波形図で、ビットごとの判別ではなく、前述したピ
−クの交番性を利用して誤りを減少させる方法である。
図(a)に示したような信号の場合、+1、0、0、−
1と判別すると、誤差はe1,e2,e3,e4とな
り、(b)に示したような信号の場合、+1、−1、
0、+1と判別すると、誤差はe1,e2’,e3,e
4’となる。誤差の自乗和は、+1、0、0、−1の方
が小さいので、+1、0、0、−1の方が尤もらしいと
判定できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】磁気記録装置の再生ヘ
ッドには、磁気抵抗効果を利用するヘッド(以下、MR
ヘッドと略す)が有効である。MRヘッドは、インダク
ティブヘッドに比べて感度が良いからである。しかし、
現在は、狭トラック化などの加工上の問題や、以下のよ
うな特性上の問題があり、従来の信号処理装置では磁気
ディスク用の再生ヘッドとしては実用困難であることが
わかった。MRヘッドの電磁変換特性は、非線形であ
り、磁界の変化に対して、得られる出力電圧は、図5に
示すように正側(+1)と負側(−1)で非対称にな
る。図5では、磁界の変化の中心H0の値に対して正及
び負側の同じ大きさH+及びHの変換出力電圧をB及
びAと示した。このように、MRヘッドの電磁変換特性
は非対称性のため、図2、図3の従来の判別方法では、
判別レベルや窓開けレベルが適正ではなくなり、誤り率
が高くなる欠点がある。また、最尤復号法により誤りを
減少させる図4の判別方法では、非対称信号に対しては
正側と負側で誤差の重みが異なるために、正確な判定が
できず適用不可能である。
【0006】本発明の目的は、MRヘッドのような非線
形特性を有する入力側の回路装置からの信号に対して、
上記の正しいデ−タ判別ができる信号処理装置を提供す
ることである。本発明の他の目的は、非線形特性を有す
るMRヘッドにも、正しく、かつ安定にデ−タ判別がで
きる信号処理装置を提供することである。本発明の更に
他の目的は、上記従来知られているデ−タ判別方法と等
化フィルタを併用可能にする信号処理装置を提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による信号処理装置は、入力信号からデ−
タを再生する信号処理装置において、上記入力信号を発
生する回路、装置の非線形を補正する補正回路と、上記
補正回路の出力を受けてデ−タを判定し再生するする判
別器とを設けて構成した。特に、上記補正回路を正しく
動作させるために、上記補正回路の入力側に、上記判別
器から得られるエラー信号をフィードバックして上記補
正回路のバイアスを設定するバイアス手段を設けた。上
記補正回路及びバイアス手段はアナログ回路又はディジ
タル回路のいずれで構成してもよい。また、非線形補正
でなく、波形整形などの為の等化フィルタと組み合わせ
てもよい。等化フィルタを非線形補正回路の入力側に設
ける場合には、フィルタ係数の更新のための信号に非線
形逆補正を施す手段を設ける。
【0008】
【作用】本発明の非線形補正回路は、MRヘッド等の回
路、装置から出力された非対称信号を対称信号に補正す
る作用を有する。そのため、従来MRヘッドの信号処理
回路として適用できなかった、前述のデ−タ判別法であ
る振幅判別、位相判別及び最尤復号法を適用できる。さ
らに、バイアス手段は信号の所定のレベルに対する残留
エラ−を0値エラ−算出器で検出して、そのエラ−から
得られる信号をバイアス設定回路へフィ−ドバックさせ
るので、非対称信号を非線形補正回路に入力するための
バイアスを最適値に設定することができる。さらに、上
記フィ−ドバック系を安定させるために、大きな雑音な
どの影響を除くためのレベル判定器を設けることも可能
である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1は本発明による信号処理装置の第1の実施例の
構成図である。本実施例は、MRヘッド等の出力を入力
信号とし、演算増幅器などのアナログ回路で構成された
バイアス設定回路1、非線形補正回路2、判別器3、0
値エラー算出器4、ロ−パスフィルタ5から構成されて
る。入力信号は、バイアス設定回路1を経て、非線形補
正回路2に入力される。非線形補正回路2は、例えば、
対数アンプなどのアナログ回路で構成され、図5に示し
たような非線形特性を補正し、正負対称の信号を出力す
る。この信号は、図2、図3、図4で述べたような判別
を行う判別器3によりデ−タの判別を行う。誤り率を低
減するためには、図4で説明した最尤復号法の処理を行
うことが有効である。
【0010】0値エラ−算出器4は、判別器3の判定結
果“0”と判別された信号に対するエラ−、すなわち
“0”と判別された信号の判別器3への入力と“0”に
対する期待値との差を算出する。0値エラ−算出器4の
出力は、例えば以下のように得る。すなわち、上記エラ
−が第1の所定の値より大きいときに0V,第2の所定
の値より小さいときに5V,中間の値のときにハイイン
ピ−ダンスとする。この信号はロ−パスフィルタ5を介
してバイアス設定回路1にフィ−ドバックされて、バイ
アス基準値を設定する。この方法により、“0”と判別
される信号に対するエラ−を平均的に徐々に小さくす
る。これにより、非線形補正回路2のための適正なバイ
アス設定ができる。
【0011】図6は、本発明による信号処理装置の第2
の実施例の構成図である。本実施例は、第1の実施例
(図1)における非線形補正回路2をROM(リ−ドオ
ンリメモリ)2−1により実現したものである。非線形
補正をディジタル回路(ROM)2−1で処理するため
に、ROM2−1の入力側にAD変換器(アナログ−デ
ィジタル変換器)6を設けAD変換器6の出力をROM
2−1のアドレスとする。、第1の実施例のロ−パスフ
ィルタ5を抵抗と容量の回路で構成した。本実施例は、
非線形補正回路2をディジタル回路で構成するために、
製造バラツキなく回路を実現できると同時に、ROMを
変更するだけで、いかなるヘッドの特性にも対応しやす
いという利点を有する。また、ROMの代わりにRAM
(ランダムアクセスメモリ)を用いても良いことは言う
までもない。RAMの場合には、ヘッドの特性がばらつ
いても、あるいは経時変化があっても、ヘッドごとの特
性を書き込むことが出きるので、ヘッドごとに最適な非
線形補正をすることが可能になる。更に、RAMの内容
を適応的に制御すれば、非線形歪が除去できる。
【0012】また、本実施例では、0値エラ−算出器4
もディジタル回路で構成される。AD変換器が6ビッ
ト、さらに0値エラ−算出器4の入力信号が6ビットで
あるとすると、本回路は例えば次のように動作させれば
良い。すなわち、判別器の結果0と判別された信号に対
するエラ−が、100001以上のときに0V,011
111以下のときに5V,100000のときにハイイ
ンピ−ダンスを出力させる。この様にすることにより、
AD変換器6のレンジの中央に入力信号の0値がバイア
スされる。なお、0値エラ−算出器4に用いる設定値
は、任意に選ぶことができる。
【0013】図7は、本発明による信号処理装置の第3
の実施例の構成図である。本実施例は、第2の実施例
(図6)におけるROMにより構成された非線形補正回
路2−1を簡略化したものである。図7で負値補正回路
2−2としたものがこれにあたる。本回路2−2は、ヘ
ッドの電磁変換特性が図5に示すような場合において、
信号が負の場合のみA/B倍するようにしたものであ
り、非線形補正を単にA/B倍する簡単な回路2−2に
より実現できる。
【0014】図8は、本発明による信号処理装置の第4
の実施例の構成図である。本実施例は、第1から第3の
実施例で演算増幅器等のアナログ回路で構成されていた
バイアス回路1をディジタル回路により構成したもので
ある。0値エラ−積分器4−1は、第1から第3の実施
例の0値エラ−算出器4とロ−パスフィルタ5を兼ねあ
わせた機能を有し、0値に対する平均的なエラ−を求め
るものである。加減算器等により構成されるシフト回路
8で、AD変換器7からの信号に対し上記エラ−に対応
する量のバイアスシフトをさせた後、非線形補正回路2
で非線形補正を施す。本実施例では、AD変換器7の後
の処理をすべてディジタル回路で構成できる。
【0015】図9は、本発明による信号処理装置の第5
の実施例の構成図である。本実施例は、第1の実施例
(図1)において、0値エラ−レベル判定器9を設けた
ものである。0値エラ−レベル判定器9は、0値エラ−
の絶対値の大きさが所定の値より大きいときに、エラ−
を無視するように動作させる。すなわち、エラ−が大き
いときには、入力信号に対するバイアスの更新をさせな
いように、エラ−の大きさを例えば0にする。本実施例
では、判別器3がデ−タの判定を誤ったとき等にエラ−
が大きくなることを利用して、バイアスが誤って更新さ
れるのを防ぐことができる。図9の実施例では、0値エ
ラ−レベル判定器9を0値エラ−算出器4の入力部に設
けた例を示したが、両者を並列に配置して0値エラ−レ
ベル判定器が大きなエラ−を検出したときに0値エラ−
算出器4の出力をハイインピ−ダンスにするように制御
しても良い。
【0016】図10は、本発明による信号処理装置の第
6の実施例の構成図である。本実施例は、非線形補正回
路2と等化フィルタ10を併用するものである。等化フ
ィルタ10を非線形補正回路2の後に置く場合は、エラ
−算出器11から求められるエラ−を等化フィルタ10
の係数更新のための信号として用いることができる。エ
ラ−算出器11は等化フィルタ10の出力と判別器3の
出力から等化フィルタ10の残留エラ−を求めるもので
ある。エラ−算出には等化フィルタ10の入力と判別器
3の出力を用いても良い。
【0017】図11は、本発明による信号処理装置の第
7の実施例の構成図である。本実施例は、図10の実施
例と同様に非線形補正回路と等化フィルタを併用するも
ので、等化フィルタ10−Aをアナログフィルタで構成
したものである。等化フィルタを非線形補正の前に置く
場合は、エラ−算出器から求められるエラ−をそのまま
等化フィルタの係数更新に用いることができない。本実
施例では、エラ−に非線形逆補正を施すように非線形逆
補正回路12を設けたものである。これにより、非対称
入力信号に対する残留エラ−を求めることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、非線形特性を有するM
Rヘッド等により読み出されたデータ信号を低い誤り率
で再生できる。このため磁気記録機器等の信頼性を飛躍
的に向上させることができる。もちろんMRヘッドから
の信号処理に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による信号処理装置の第1の実施例の構
成図である。
【図2】従来の信号処理装置における振幅判別を説明す
る波形図である。
【図3】従来の信号処理装置における位相判別を説明す
る波形図である。
【図4】従来の信号処理装置における最尤復号法を説明
する波形図である。
【図5】MRヘッドの特性を示す図である。
【図6】本発明による信号処理装置の第2の実施例の構
成図である。
【図7】本発明による信号処理装置の第3の実施例の構
成図である。
【図8】本発明による信号処理装置の第4の実施例の構
成図である。
【図9】本発明による信号処理装置の第5の実施例の構
成図である。
【図10】本発明による信号処理装置の第6の実施例の
構成図である。
【図11】本発明による信号処理装置の第7の実施例の
構成図である。
【符号の簡単な説明】
1:バイアス回路、 2:非線形補正回路、 2−1:非線形補正回路(ROM) 2−2:負値補正回路、 3:判別器、 4:0値エラー算出器、 4−1:0値エラー積分器、 5、:ローパスフィルタ、 6、7:AD変換回路、 8:シフター、 9:0値エラーレベル判定器、 10、10−A:等化フィルタ、 11:エラー算出器、 12:非線形逆補正回路。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号からデ−タを再生する信号処理
    装置において、上記入力信号を発生する手段の非線形を
    補正する補正回路と、上記補正回路の出力を受けてデ−
    タを判定し再生する判別器とを有して構成されたことを
    特徴とする信号処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の信号処理装置において、
    上記補正回路の入力部に上記判別器の再生されたデ−タ
    を用いて上記補正回路への入力信号の直流バイアスを設
    定するバイアス設定手段が設けられたことを特徴とする
    信号処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の信号処理装置において、
    上記判別器は0を含むディジタルのデータを判別する回
    路であって、上記バイアス設定手段が上記判別器の判別
    値0に対するエラーを求める0値エラー算出回路と、上
    記0値エラー算出回路の出力の低域部を通すローパスフ
    ィルタと、上記ローパスフィルタの出力及び上記入力信
    号を2入力とする演算回路で構成されたことを特徴とす
    る信号処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の信号処理装置において、
    上記判別器と上記0値エラー算出回路との間に、入力さ
    れた信号と再生されたデ−タをもとに入力された信号に
    対するエラ−を求め、所定のデ−タに対するエラ−の絶
    対値が所定の値より大きいときに上記エラ−を無視する
    0値エラーレベル判定器を設けて構成されたことを特徴
    とする信号処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載の信号処理
    装置において、上記補正回路がAD変換器の出力をアド
    レスとし、非線形を補正するデータが記録されたメモリ
    で構成されたことを特徴とする信号処理装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5記載のいずれかの信号
    処理装置において、上記補正回路と上記判別器の間に係
    数可変の等化フィルタを設け、上記判別器の入出力間の
    信号を用いて上記等化フィルタの係数を可変するエラー
    算出器を設けて構成されたことをを特徴とする信号処理
    装置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし5記載のいずれかの信号
    処理装置において、上記バイアス設定手段の信号入力側
    に係数可変の等化フィルタを設け、上記判別器の入出力
    間の信号を用いて上記等化フィルタの係数を可変するエ
    ラー算出器と上記エラー算出器での出力を入力とし、上
    記非線形処理をもとに戻す逆補正処理を施しフィルタの
    係数設定のための信号を作る非線形逆補正回路を設けて
    構成されたことを特徴とする信号処理装置。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7記載のいずれかの信号
    処理装置において、上記入力信号を発生する手段が磁気
    抵抗効果を利用するヘッドであることを特徴とする信号
    処理装置。
JP32439391A 1991-12-09 1991-12-09 信号処理装置 Pending JPH05159209A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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