JPH0715722B2 - 磁気記録検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、磁気媒体に記録された記憶データ、及び磁気
バブルメモリに記憶された記憶データを磁気抵抗（MR）
読み取りヘツド、即ち磁気抵抗感知素子によつて検出す
ることに関する。本発明の装置及び方法は２つの異なつ
たバイアス構成によつて、MRヘツドの感知抵抗Rhの相対
的な変化ΔRh/Rhの瞬時値を検出している。

B.従来の技術 MRヘツドは活勢変換器、即ちパラメトリツク変換器であ
つて、その抵抗性感知条片を通る電流で活勢化する必要
がある。その電流は、磁気媒体からの磁界Hyに基く条片
の抵抗の変化を条片の両端の電圧の変化に変換するため
の感知電流として使われる。

ヘツドに加えられる電流が大きければ大きい程、読み取
り電圧は大きくなる。然しながら、電流の大きさは、感
知条片の過熱を避け、且つ条片材料の電気的マイグレー
シヨンを避けるために、制限されねばならない。この電
流は読み取りチヤネル電子回路に注入されるノイズを最
小にするため、低ノイズ源から与えられねばならない。

従来のMRヘツドの殆んどの増幅器は一定のバイアス電流
Ibで、ヘツドの感知条片をバイアスし、そして、ヘツド
の端子で生ずる信号電圧Vsを検出する。

従つて、 Vs＝IbΔRh （Ａ） である。ここで、ΔRhは読み取つている媒体からの磁気
入力信号Hyによるヘツド抵抗値Rhの絶対値の変化であ
る。

媒体に垂直な感知条片の寸法、即ち感知条片の高さは、
ヘツドの製造工程の研磨プロセスの公差のため、ヘツド
毎に異なつている。また、接触式の記録装置において、
感知条片の高さはMRヘツドの寿命期間内で50％以上変化
する。Rh及びΔRhの両方とも条片の高さに比例するの
で、ΔRh/Rhは条片の高さには無関係である。また、ΔR
h/Rhは条片の厚さの変化に対して実質的に訂正出来、且
つ条件の長さの変化に対しても完全に訂正出来る。従つ
て、複数ヘツドを持つ記録装置においてヘツドが１方か
ら他方へ切換えられた場合とか、又は、接触式の記録装
置において感知条片が磨耗した場合には、数式（Ａ）の
Vsを検出する従来の前置増幅器は異なつた感度になる。
同じように、バブルメモリのシステムにおいても、１方
のセンサから他方のセンサへ切換わつた時、感度に相異
が出て来る。

一般的にRhは１℃当り約0.3％乃至0.5％の温度係数を持
つている。従つて、温度が変化すると、Rhはこの特定の
温度係数に従つて変化する。ΔRhの対応する変化は出力
信号Vsの低周波ノイズ変調を生ずる。ΔRh及びRhの両方
が同じように温度で影響を受けるので、ΔRh/Rhは温度
変化とは本質的に独立している。

従来の他の構成において、米国特許第3814863号は、Rh
の値に対して大きな値を持つ抵抗器と、AC結合差動増幅
器とを使つてMRヘツドをバイアスすることを開示してい
る。米国特許第4040113号は、センタータツプを持つMR
素子をバイアスするのに用いられる電流源と、ヘツドで
発生された出力信号を検出するためのAC結合差動電圧増
幅器とを開示している。最後に、米国特許第4191977号
は、DC結合差動電圧増幅器を持つ電圧源とヘツドとを直
列に接続した２個のインダクタを用いて、センタータツ
プを持つRMヘツドをバイアスする方法を開示している。

C.発明が解決しようとする問題点 このような従来の技術は、一定バイアス電流でMRヘツド
をバイアスし、そして、差動電圧増幅器によりヘツドに
跨って発生する信号を検出することを教示している。Δ
Rhに比例する検出信号は製造公差とか、接触記録におけ
る磨耗とか、温度変化とかに影響を受け易い。

D.問題点を解決するための手段 センタータツプの有無にかかわらず、MRヘツドは本発明
に従つて、一定電流源か、又は一定電圧源の何れかでバ
イアスされる。一定電流の構成では、MRヘツドの条片抵
抗RhはDC電流Ibでバイアスされる。データを記憶する記
憶媒体の磁化の変化をヘツドを検出した時、Rhの相対的
変化ΔRhの瞬時値に比例する電流変化は電流感知差動増
幅器の入力に印加される。

また、本発明に従つて、MRヘツドは一定電圧源Vbにより
バイアスされる。ヘツドが磁気媒体に記録されているデ
ータを検出した時、MRヘツドにより発生された電圧変化
の瞬時値は電圧感知差動増幅器に印加される。一定電流
の構成であれ、一定電圧の構成であれ、本発明に従つ
て、MRヘツドにより発生されたAC信号の瞬時値のみが差
動増幅器によつて検出され、条件づけられる。

E.実施例 先ず、第２図を参照すると、一定バイアス電流Ibは、磁
気媒体に記録されたデータを読み取るため、例えば読み
取り／書き込みチヤネルに装着されたMRヘツドRhに供給
される。インピーダンスＺはバイアス電流源の内部イン
ピーダンスである。電圧増幅器10は上述の数式（Ａ）に
よつて与えられるヘツド電圧Vsを検出するから、増幅器
の出力VsはΔRhに比例する。何故ならば、数式（Ａ）に
おいて、ΔRhはヘツド抵抗値Rhの変化の絶対値だからで
ある。この時、Rhに変化を起す他のすべてのフアクタも
検出される。そのような他のフアクタは、磁気媒体上に
記録されたデータビツトにより誘起されるRhの変化のみ
を検出しようとすることを妨害する。Rhを通つて流れる
一定電流により発生される大きなDC電圧成分は増幅器10
の入力に設けたAC結合キヤパシタによつて除去すること
が出来る。

或る励磁により生ずるΔRhの大きさはMRヘツド抵抗値Rh
に直接比例するので、増幅器10の出力信号は、Rnが温度
により変化すると、変化する。パーマロイ条片を含む代
表的なMRヘツド抵抗の温度係数は１℃当り0.3％乃至0.5
％の範囲にある。従つて、増幅器10の出力電圧の10％位
の変化が20℃の周囲の温度変化ごとに発生する。また、
MRヘツドのバイアス及び感度はRhの製造公差に依存する
から、特定の読み取りモードで、同じチヤネル感度を得
るためには、個々のヘツドに対してバイアス電流の調節
が必要である。

第1A図は本発明に従つて、MRヘツドにより発生され、Δ
Rh/Rhに比例する信号の検出を説明する図である。Rhは
一定のDC電流Ibによりバイアスされている。Zsは電流源
Ibの内部源インピーダンスである。この場合、|Zs|＞＞
Rhである。電流源Ib或いは供給電圧Ｖ＋及びＶ−により
発生されるノイズ、ラインハムなどのAC電流変動はキヤ
パシタC1によつて短絡される。次式が成立するように、
C1は充分に大きくする。

1/2πRhC1＜＜Fo ここで、Foは信号検出チヤネルに関係する最も低い周波
数である。

RhからRh＋ΔRhへの動的変化はRhC1回路に流れる信号電
流Isを発生する。トロイド電流プローブ変圧器のような
任意の電流センサをIsの検出に使うことが出来る。従つ
て、 ΔRhがRhに対して小さければ、 Is＝IbΔRh/Rhであり、 且つ、出力信号Vsは次式で与えられる。

Vs＝KIbΔRh/Rh （１） ここで、Ｋは電流センサの感度である。

第1A図の構成は相対的な抵抗値変化ΔRh/Rhに比例する
電流を検出する。温度係数はこの技術によつて取り消さ
れるから、Vsは、MRヘツドが受ける温度変化に対して殆
んど影響されない。また、相対的な抵抗変化に比例する
電圧の検出はRhの値に影響する製造公差に無関係であ
る。

従つて、Ibはヘツド毎に感度を均一にするための調節を
必要とせず、そして、読み取りモードの感度は、製造工
程に起因する抵抗のバラツキ、又は接触式記録装置にお
けるヘツドの寿命期間内での磨耗による抵抗の変化とは
無関係である。既に述べたように、C1はバイアス回路網
で生ずるノイズ電流を短絡するよう選択される上、更
に、MRヘツドによつて発生されるデータ信号のバンド幅
を制限することがない。２つのヘツド端子に流入し、又
は端子から流出する妨害電流を生ずる、ヘツド／媒体イ
ンターフエイスにおける他の妨害源は第1A図に示された
差動電流感知によつて取り除かれる。従つて、この装置
は共通のモード妨害を良好に排除することになる。

第1B図において、Ibは整合抵抗Rsを介して基準電圧Vrか
ら取り出される。若し、RsがRhより遥かに大きければ、
バイアス電流は次式で考えられる。

Ib＝Vr/2Rs トロイドＴは任意の適当な記録巻線数と、トロイドを通
るヘツド用リード線による１次巻線を有するフエライト
のトロイドだから、ヘツド信号電流は加算され、且つ共
通モード電流は打消される。

従つて、上述の数式（１）において、Ｋ＝10mA/mA、Ib
＝10mA、ΔRh/Rh＝0.5％とすれば、この構成に対するVs
は500μＶである。

次に、第３図を参照すると、本発明のシングルエンド構
成の回路が示されている。この回路において、Rhの１方
の側は差動増幅器30の１つの入力にあるC1により接地さ
れている。差動増幅器30及びRfの組み合せは電流感知増
幅器32である。結合キヤパシタC2は出力信号VsからDC成
分を除去する。従つて、 Vs＝IbRf（ΔRh/Rh） 第３図の構成に対して、若し、Rhが50オーム、ΔRh/Rh
＝0.5％、Rfが500オーム、C1が0.5μＦ、C2が0.1μＦ
で、且つ増幅器30が広帯域増幅器であるならば、VsはFo
＝6KHzにおいて、25ミリボルトである。

第４図の準平衡構成は、スライダ−条片キヤパシタンス
を介してMRヘツドの感知条片に注入される不必要な漂遊
接地電流が存在する場合に有用である。注入電流Igの半
分が接地抵抗Rgを経て流れる。Igの他の部分の電流はフ
イードバツク抵抗Rfを経て流れる。若し、Rg及びRfが整
合、又はほぼ等しいければ、これらの抵抗の夫々を経た
1/2 Ig電流によつて発生される電圧は、それが反対位
相にあるので、増幅器出力で打消される。従つて、漂遊
接地電流IgはVsに悪影響を与えない。

第４図の構成に関して、若し、RhがΔRhだけ変化したと
すれば、結果の信号電流は以式で与えられる。

Is＝−Ib（ΔRh/Rh） 電流Isはフイードバツク抵抗Rfから供給され、抵抗Rgを
経てグランドへ流れる。従つて、Vs＝−2Ib Rf（ΔRh/
Rh）である。

第４図の構成に対して、若し、C1＝0.5μＦ、C2＝0.1μ
Ｆ、Rf＝500オーム、そして差動増幅器30がモトローラ
社製のMC1733のような広帯域増幅器であれば、Ib＝10m
A、ΔRh/Rh＝0.5％、Is＝50μＡで且つVs＝−50mVであ
る。

次に、第５図を参照すると、本発明に従つたMRヘツドの
一定電圧バイアスのための基準電圧源50は一定電流源I
r、抵抗Rr及びキヤパシタＣを含む。IrとRrとの積によ
り与えられる電圧VbはMRヘツド抵抗Rhに跨るバイアス電
圧の基準を与える。キヤパシタＣはすべてのデータ周波
数に対して短絡回路を形成するので、電圧増幅器70の入
力はMRヘツド抵抗Rhに跨つて効果的に結合される。ま
た、キヤパシタＣは抵抗Rrにより発生されるすべてのノ
イズを短絡する。従つて、電圧増幅器70は次式に従つ
て、MRヘツドで発生される電圧Vsの瞬時値を検出し且つ
増幅する。

バイアスのフイードバツクループ60はRhのリード線61の
電圧をRrのリード線62と同じ電圧へ駆動することによつ
てVbをオフセツトする。バイアスのフイードバツクルー
プ60の動作周波数範囲は、DCと非常に低い周波数だけを
通すための設計された低域波器63によつて決められ
る。したがって、基準電圧源50及びフィードバックルー
プ60により、温度変化等による抵抗値の非瞬間的な変化
に対する電圧値の変化は吸収される。

F.発明の効果 本発明に従つた構成中のMRヘツドによつて発生された信
号の瞬間値はΔRh/Rhに比例する。MRヘツドにより発生
された信号を変発明に従つてノーマライズすることによ
つて、製造公差及び温度変化のため、ヘツドに生じたRh
の値の変化は本質的に訂正される。従つて、例えば複数
ヘツドのメモリ装置において、１つのヘツドから他のヘ
ツドへの信号条件付け回路を切換える際に、複数のヘツ
ドの間で同一でない検出感度を調整するために、信号条
件付け回路を異なつたレベルの利得に調節する必要がな
い。

【図面の簡単な説明】

第1A図は本発明に従つて一定電流でMRヘツドをバイアス
し、出力信号を検出する回路のブロツク図、第1B図は本
発明に従つて一定電流でMRヘツドをバイアスし、出力信
号を検出する回路のブロツク図、第２図は従来の技術に
従つてMRヘツドをバイアスし出力信号を検出する回路の
ブロツク図、第３図はシングルエンド構成の定電流バイ
アス型検出回路のブロツク図、第４図は準平衡構成の定
電流バイアス型検出回路のブロツク図、第５図は定電圧
によつてMRヘツドをバイアスし、そして出力信号を検出
する他の検出回路のブロツク図である。 Rh……抵抗（MRヘツド）、Ib……電流（電流源）、Rs…
…基準抵抗、Ｔ……トロイド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報を表わす磁気記録を検出するための回
   路であつて、 抵抗値Rhを有し、且つ磁気記録に基く磁界にさらされる
   とき、該磁界に応じた抵抗値変化ΔRhを呈する磁気抵抗
   素子と、 一定電流値Ibを有するバイアス電流を上記磁気抵抗素子
   に流す電流源と、 実質的にIs＝Ib・△Rh/Rhなる関係式によつて定められ
   る電流変動量Isを直接検出するように上記磁気抵抗素子
   に接続された検出手段と、 を有する磁気記録検出回路。
2. 【請求項２】情報を表わす磁気記録を検出するための回
   路であつて、 抵抗値Rhを有し、且つ磁気記録に基く磁界にさらされる
   とき、該磁界に応じた抵抗値変化△Rhを呈する磁気抵抗
   素子と、 一定電流値Vbを有するバイアス電流を上記磁気抵抗素子
   に印加する電流源と、 実質的にVs＝Vb・△Rh/Rhなる関係式によつて定められ
   る電流変動量Vsを直接検出するように上記磁気抵抗素子
   に接続された検出手段と を有する磁気記録検出回路。