JPH07202632A

JPH07202632A - アクティブフィルタ制御方式

Info

Publication number: JPH07202632A
Application number: JP5334601A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kimura; 博木村; Ryutaro Hotta; 龍太郎堀田; Kenichi Hase; 健一長谷; Kunio Watanabe; 国夫渡辺; Takashi Nara; 孝奈良
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-04
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: KR950022065A; CN1111793A; TW272282B; JP3208975B2; KR0142508B1; US5572163A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は磁気ディスク装置に係わり、特に磁気
ディスク装置で円盤の内周と外周での記録、再生速度が
異なるシステムの信号処理系において、読み出し波形に
対し最適な波形整形処理を行うことを目的とする。【構成】本システムはマイコン１とアクティブフィルタ
ブロック１００からなり、アクティブフィルタブロック
１００は、レジスタ２、レジスタ２と同様の働きをする
レジスタ３とレジスタ４、ＤＡＣ５、ＤＡＣ６、ＤＡＣ
７、Ｇｍ制御電流生成回路８、アクティブフィルタ９、
基準電流源１０より構成する。レジスタ２及びＤＡＣ５
はアクティブフィルタ９のカットオフ周波数設定用であ
り、レジスタ３、レジスタ４及びＤＡＣ６、ＤＡＣ７は
アクティブフィルタ９の特性補正用である。【効果】そのため低い電源電圧、低消費電力を必要とす
るＧｍアンプでアクティブフィルタを構成した場合で
も、高い周波数帯で理想的なフィルタ特性を実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置、光
ディスク装置、磁気テープ装置に係わり、特に磁気ディ
スク装置で円盤の内周と外周でデータ記録再生速度が異
なるシステムの信号処理系において、読み出し波形に対
し最適な波形整形処理を行うアクティブフィルタ制御方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクにおいて記録容量を増やす
方法としてConstant Density Recording（以下ＣＤＲと
略す）方式が考案されている。ＣＤＲ方式を採用する
と、ディスクと信号処理部間のデータ転送速度が変化す
るため、読みだし波形を処理するフィルタとして転送速
度に応じてフィルタ特性を可変とするアクティブフィル
タが用いられている。磁気ディスクは高速化の傾向にあ
り、転送速度も速くなり、高い周波数帯まで設定可能な
高精度アクティブフィルタが求められる。また、磁気デ
ィスク装置を使用するパソコン等のシステムの低電圧
化、低消費電力化に伴い、磁気ディスク装置も低電圧
化、低消費電力化が必要となり、アクティブフィルタも
低電圧化が要求されている。

【０００３】従来のアクティブフィルタ制御方式につい
て図２を用いて説明する。従来のアクティブフィルタ制
御方式はIEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS,VOL.2
7,NO.3,MARCH 1992,"Design of aBipolar 10-MHz Progr
ammable Continuous-Time 0.05° Equiripple Linear P
hase Filter"に掲載されている。

【０００４】図２は従来のアクティブフィルタ制御方式
の概略をブロック図に示したもので、マイコン１、アク
ティブフィルタブロック１００から構成し、アクティブ
フィルタブロック１００は、レジスタ２、Ｄ／Ａコンバ
ータ（以下、ＤＡＣと称す）５、トランスコンダクタン
ス制御電流生成回路（以下Ｇｍ制御電流生成回路と略
す）８、アクティブフィルタ９、基準電流源１０から構
成される。またアクティブフィルタ９はトランスコンダ
クタンスアンプ（以下Ｇｍアンプと略す）１１、１２及
び容量１３、１４から構成される。

【０００５】磁気ディスク装置において、マイコン１は
転送速度に応じてレジスタ２の値を設定し、ＤＡＣ５は
基準電流源１０からの基準電流ｉｒｅｆを入力とし、レ
ジスタ２の設定値に応じてカットオフ周波数制御電流ｉ
ｆｃを出力する。Ｇｍ制御電流生成回路８はカットオフ
周波数制御電流ｉｆｃを入力し、これに比例したトラン
スコンダクタンス制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２を出力す
る。トランスコンダクタンス制御電流ｉｇｍ１とｉｇｍ
２の比はアクティブフィルタ９の特性から決まる。トラ
ンスコンダクタンス制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２でアク
ティブフィルタ９内のＧｍアンプ１１、１２のコンダク
タンスを制御することでアクティブフィルタ９のフィル
タ特性を制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術でのアク
ティブフィルタのフィルタ特性について説明する。

【０００７】図３はアクティブフィルタのカットオフ周
波数設定レジスタの設定値とアクティブフィルタのカッ
トオフ周波数（ｆｃ）の関係を示したグラフである。破
線は理想的なアクティブフィルタの特性を示し、実線は
実回路での特性を示す。低い周波数帯では理想特性と実
回路の特性は一致するが高い周波数帯では実回路の特性
が理想の特性より下がり、線形性が無くなる。これは低
い周波数帯ではアクティブフィルタを構成するＧｍアン
プに寄生的に存在する極が十分に高いためアクティブフ
ィルタのカットオフ周波数に影響を与えないが、高い周
波数帯ではＧｍアンプの極の影響で劣化しているためで
ある。

【０００８】また、図４はアクティブフィルタのカット
オフ周波数とフィルタのＱ値との関係を示したグラフで
ある。破線が理想特性であり、実線が実回路の特性であ
る。理想的にはフィルタのＱ値はカットオフ周波数が変
化しても一定値のままであるが、実回路ではアクティブ
フィルタを構成するＧｍアンプの極の影響で位相周りが
大きくなり、高い周波数帯ではＱ値が大きくなる。

【０００９】図３、図４のように高い周波数帯ではアク
ティブフィルタのカットオフ周波数、Ｑ値が劣化するた
め群遅延特性（位相を周波数で微分したもの）もＧｍア
ンプの極の影響で理想値からずれてしまう。そのため高
い周波数帯でフィルタ特性が劣化してしまうという問題
点がある。特に、磁気ディスクでは波形歪みを押さえる
ために群遅延特性の劣化は大きな問題点となる。

【００１０】回路を追加するなどの工夫により、フィル
タ特性を改善することも可能であるが、低電圧化に対応
しようとすると、ダイナミックレンジが確保出来なくな
るため、回路追加が出来なくなる。

【００１１】本発明の目的は高い周波数帯でのフィルタ
特性の劣化を抑え、かつ、低電圧化に対応したアクティ
ブフィルタ制御方式を実現することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明によるアクティブフィルタ制御方式のブロッ
ク図を図１に示し、同図により説明する。

【００１３】本システムはマイコン１とアクティブフィ
ルタブロック１００からなり、アクティブフィルタブロ
ック１００は、レジスタ２、レジスタ２と同様の働きを
するレジスタ３とレジスタ４、ＤＡＣ５、ＤＡＣ６、Ｄ
ＡＣ７、Ｇｍ制御電流生成回路８、アクティブフィルタ
９、基準電流源１０より構成する。レジスタ２及びＤＡ
Ｃ５はアクティブフィルタ９のカットオフ周波数設定用
であり、レジスタ３、レジスタ４及びＤＡＣ６、ＤＡＣ
７はアクティブフィルタ９の特性補正用である。

【００１４】また、アクティブフィルタ９はＧｍアンプ
１１、１２及び容量１３、１４より構成する。

【００１５】マイコン１はアクティブフィルタ９のカッ
トオフ周波数設定テ−ブルに従い、レジスタ２、レジス
タ３、レジスタ４に設定値を書き込む。ＤＡＣ５は基準
電流源１０からの基準電流ｉｒｅｆを入力とし、基準電
流ｉｒｅｆをレジスタ２の設定値に対応した割合で増幅
してカットオフ周波数制御電流ｉｆｃとして出力する。
Ｇｍ制御電流生成回路８はカットオフ周波数制御電流ｉ
ｆｃを入力とし、フィルタ特性から決まるトランスコン
ダクタンス制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２を出力する。ま
たＧｍ制御電流生成回路８はトランスコンダクタンス制
御電流ｇｍ１、ｇｍ２とそれぞれ同じ電流ｉｇｍ３、ｉ
ｇｍ４を出力する。

【００１６】ＤＡＣ６はトランスコンダクタンス制御電
流ｉｇｍ１と同じ電流ｉｇｍ３を入力とし、レジスタ３
の設定値に応じた倍率にしてトランスコンダクタンス補
正電流ｉｓ１を出力する。同様に、ＤＡＣ７はトランス
コンダクタンス制御電流ｉｇｍ２と同じ電流ｉｇｍ４を
入力とし、レジスタ４の設定値に応じた倍率にしてトラ
ンスコンダクタンス補正電流ｉｓ２を出力する。

【００１７】トランスコンダクタンス制御電流とトラン
スコンダクタンス補正電流を加算した電流ｉｇｍ１＋ｉ
ｓ１およびｉｇｍ２＋ｉｓ２でアクティブフィルタ９を
構成するＧｍアンプ１１、１２のコンダクタンスを制御
する。

【００１８】図５はアクティブフィルタのレジスタ設定
テーブル内容の一例を示す。トランスコンダクタンス補
正電流設定用のレジスタ設定値はシミュレーション、実
回路評価によりアクティブフィルタのフィルタ特性が理
想に合うように高い周波数ほど大きくして設定する。な
お、ゾーン番号については後述する。

【００１９】

【作用】本発明の作用について図１及び図５を用いて説
明する。

【００２０】Ｇｍ制御電流生成回路８が出力するトラン
スコンダクタンス制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２に、図５
のテーブルに応じたトランスコンダクタンス補正電流ｉ
ｓ１、ｉｓ２が加わり、アクティブフィルタ９のフィル
タ特性が理想的になるように補正される。そのため低い
電源電圧、低消費電力を必要とするＧｍアンプでアクテ
ィブフィルタを構成した場合でも、高い周波数帯で理想
的なフィルタ特性を実現できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１、図３〜図１０
により説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施例である。各番号は
既に説明したとおりである。マイコン１はアクティブフ
ィルタ９のレジスタ設定のテ−ブルに従いレジスタ２、
レジスタ３、レジスタ４に設定値を書き込む。テ−ブル
については図５で説明する。

【００２３】ＤＡＣ５は基準電流源１０の出力電流ｉｒ
ｅｆを入力とし、ｉｒｅｆをレジスタ２の設定値から決
まる倍率にしてアクティブフィルタ９のカットオフ周波
数制御電流ｉｆｃとして出力する。

【００２４】Ｇｍ制御電流生成回路８はカットオフ周波
数制御電流ｉｆｃを入力とし、トランスコンダクタンス
制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２を出力とする。トランスコ
ンダクタンス制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２はそれぞれカ
ットオフ周波数制御電流ｉｆｃに比例し、ｉｇｍ１とｉ
ｇｍ２はアクティブフィルタ９のフィルタ特性から決ま
る比の関係にある。

【００２５】また、Ｇｍ制御電流生成回路８はトランス
コンダクタンス制御電流ｉｇｍ１、ｉｇｍ２と同じ電流
値である電流ｉｇｍ３、ｉｇｍ４を出力する。

【００２６】ＤＡＣ６はトランスコンダクタンス制御電
流ｉｇｍ１と同じ電流ｉｇｍ３を入力とし、ｉｇｍ３を
レジスタ３の設定値から決まる倍率にしてトランスコン
ダクタンス補正電流ｉｓ１を出力する。

【００２７】同様に、ＤＡＣ７はトランスコンダクタン
ス制御電流ｉｇｍ２と同じ電流ｉｇｍ４を入力とし、ｉ
ｇｍ４をレジスタ４の設定値から決まる倍率にしてトラ
ンスコンダクタンス補正電流ｉｓ２を出力する。

【００２８】トランスコンダクタンス制御電流ｉｇｍ１
とトランスコンダクタンス補正電流ｉｓ１を電流加算し
たｉｇｍ１＋ｉｓ１及び、トランスコンダクタンス制御
電流ｉｇｍ２とトランスコンダクタンス補正電流ｉｓ２
を電流加算したｉｇｍ２＋ｉｓ２でアクティブフィルタ
９を構成するＧｍアンプ１１、１２のコンダクタンスを
制御する。それにより、アクティブフィルタ９のカット
オフ周波数、群遅延特性を制御することができる。

【００２９】図３、図４に示すように高い周波数帯では
アクティブフィルタの特性がＧｍアンプの極の影響で理
想値からずれてしまう。そこで図１に示すようにトラン
スコンダクタンス制御電流にトランスコンダクタンス補
正電流を加えてアクティブフィルタを制御することで高
い周波数帯でも理想値に近づけることが可能となる。

【００３０】図１３は図１に示した本発明を７次のロー
パスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する）に応用した一実
施例である。アクティブフィルタ９は２次ＬＰＦ９０，
９１，９２及び１次ＬＰＦ９３から構成する。磁気ディ
スクでは読みだし信号のノイズカット特性及び波形歪み
に影響する群遅延特性を考慮して、７次０．０５°Ｅｑ
ｕｉｒｉｐｐｌｅＬＰＦが用いられることが多い。
０．０５°Ｅｑｕｉｒｉｐｐｌｅ特性では群遅延特性が
カットオフ周波数の２倍まで一定である特性である。ア
クティブフィルタ９に０．０５°Ｅｑｕｉｒｉｐｐｌｅ
特性を持たせ，７次ＬＰＦのカットオフ周波数を１５Ｍ
Ｈｚに設定する場合、２次ＬＰＦ９０、９１、９２及び
１次ＬＰＦのポール（カットオフ）周波数はそれぞれ１
７．２１ＭＨｚ，２５．７７ＭＨｚ，３４．７６ＭＨ
ｚ，１２．９２ＭＨｚに、また、２次ＬＰＦ９０、９
１、９２のＱ値はそれぞれ０．６８１０，１．１１４
３，２．０２３３に設定するようにＧｍ制御電流生成回
路８でトランスコンダクタンス制御電流を生成する。２
次ＬＰＦ９２のポール周波数はアクティブフィルタ９内
で最も高いため、特性が劣化しやすい。そこで２次ＬＰ
Ｆ９２の特性を補正するためにＤＡＣ６は２次ＬＰＦ９
２を制御するトランスコンダクタンス制御電流ｉｇｍ１
と同じ電流を入力とし、レジスタ３に書かれた設定値に
応じた倍率にしてトランスコンダクタンス補正電流ｉｓ
１を出力する。トランスコンダクタンス制御電流ｉｇｍ
１にトランスコンダクタンス補正電流ｉｓ１を加えた電
流で２次ＬＰＦ９２を制御することで２次ＬＰＦの特性
を補正し、それにより７次ＬＰＦを構成するアクティブ
フィルタ９の特性も補正される。

【００３１】図１４は図１３に示した７次Ｅｑｕｉｒｉ
ｐｐｌｅＬＰＦのカットオフ周波数を１５ＭＨｚに設
定した場合の各２次ＬＰＦ９０，９１，９２及び１次Ｌ
ＰＦ９３の群遅延特性の理想値と実回路での特性を示し
たものである。図１４より２次ＬＰＦ９２の実回路での
特性が劣化して、理想特性から大きくずれている。周波
数３０ＭＨｚで見ると４ｎｓずれていることがわかる。
これは２次ＬＰＦ９２のポール周波数が下がり、また位
相回りが速くなり、Ｑ値が高くなったためである。そこ
で２次ＬＰＦ９２のポール周波数、Ｑ値を補正すること
で群遅延特性を改善することが出来る。

【００３２】図１５は図１３に示した７次Ｅｑｕｉｒｉ
ｐｐｌｅＬＰＦのカットオフ周波数を１５ＭＨｚに設
定した場合の群遅延特性を示す。図１５はトランスコン
ダクタンス補正電流で群遅延特性を補正する前と補正し
た後を示している。図１３のＤＡＣ６でｉｇｍ１の８％
のトランスコンダクタンス補正電流ｉｓ１を生成するこ
とで図１５に示すように群遅延変動を５％から１％へと
特性改善することが出来る。

【００３３】図５は図１のシステムのレジスタ設定テー
ブル内容の一例を示す。ゾーン番号については後で説明
する。トランスコンダクタンス補正電流設定用のレジス
タ３（またはレジスタ４）の設定値はシミュレーショ
ン、実回路評価によりアクティブフィルタのフィルタ特
性が理想に合うように高周波ほど大きくして設定する。
レジスタ３、４の設定値は回路特性により決まる。

【００３４】図６に図１のアクティブフィルタ９の構成
例の一例を示す。図６は２次のローパスフィルタを構成
した場合である。アクティブフィルタ９はＧｍアンプ１
５、１６、１７、１８及び容量１９、２０、２１、２２
から構成される。Ｇｍアンプ１５のコンダクタンスをｇ
ｍ１、Ｇｍアンプ１６のコンダクタンスをｇｍ２、Ｇｍ
アンプ１７のコンダクタンスをｇｍ３、Ｇｍアンプ１８
のコンダクタンスをｇｍ４とする。また、容量１９、２
０の容量値をｃ１、容量２１、２２の容量値をｃ２とす
る。

【００３５】図６の２次ローパスフィルタの伝達関数
は、

【００３６】

【数１】

【００３７】

【数２】

【００３８】

【数３】

【００３９】と表せる。そこでＧｍ制御電流生成回路８
で作られるトランスコンダクタンス制御電流でＧｍアン
プ１５、１６、１７、１８のコンダクタンスｇｍ１、ｇ
ｍ２、ｇｍ３、ｇｍ４を制御することで２次フィルタの
ω０、Ｑを可変とできる。

【００４０】図７はＧｍアンプの構成例を示す。Ｇｍア
ンプはバッファ２３、電流制御電流源２４、負荷電流源
２５、差動アンプ２６から構成される。バッファ２３は
ｎｐｎバイポーラトランジスタ２７、２８、電流源２
９、３０から構成される。電流制御電流源２４はｎｐｎ
バイポーラトランジスタ３１、３２、抵抗３３、３４か
ら構成される。電流源２５はｐｎｐバイポーラトランジ
スタ３５、３６、３７、抵抗３８、３９、４０、電流源
４１から構成される。差動アンプ２６はｎｐｎバイポー
ラトランジスタ４２、４３から構成される。

【００４１】電流制御電流源２４はトランスコンダクタ
ンス制御電流を入力としＧｍアンプのコンダクタンスを
制御する。

【００４２】電流制御電流源２４のミラー比を１：１と
し、差動アンプ２６を構成するｎｐｎバイポーラトラン
ジスタ４２、４３のエミッタサイズ比を１：１とすると
Ｇｍアンプのコンダクタンスｇｍは、

【００４３】

【数４】

【００４４】と表せる。ただし、ｋはボルツマン定数、
Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷である。バイポーラト
ランジスタのベース−エミッタ間バイアス電圧は約０．
７Ｖから０．８Ｖは必要であるが、図７の回路は３段で
構成されているため、３〜３．６Ｖの電源電圧で動作さ
せることが可能である。

【００４５】以上述べたように、Ｇｍ制御電流生成回路
８が出力するトランスコンダクタンス制御電流ｉｇｍ
１、ｉｇｍ２に図５のテーブルに応じたトランスコンダ
クタンス補正電流ｉｓ１、ｉｓ２を加えてアクティブフ
ィルタのフィルタ特性が理想的になるように補正するこ
とにより、低い電源電圧、低消費電力を必要とするＧｍ
アンプでアクティブフィルタを構成した場合でも、高い
周波数帯で理想的なフィルタ特性を実現できる。

【００４６】図９は本発明の第２の実施例で、アクティ
ブフィルタのカットオフ周波数を自動補正する制御方式
である。図９は、マイコン１、レジスタ１０１、シンセ
サイザ６０、アクティブフィルタブロック１００から構
成し、アクティブフィルタブロック１００は、Ｇｍ制御
電流生成回路８、アクティブフィルタ９、６２、分周器
６１、位相比較器６３、ループフィルタ６４より構成す
る。

【００４７】アクティブフィルタ９はＧｍアンプ１１、
１２及び容量１３、１４より構成する。また、アクティ
ブフィルタ６２はＧｍアンプ６６、６７及び容量６８、
６９より構成する。

【００４８】マイコン１はシンセサイザ６０の出力信号
周波数設定テーブルまたは設定式に従い、レジスタ１０
１に設定値を書き込む。シンセサイザ６０はレジスタ１
０１の設定値に応じた周波数の信号を出力する。分周器
６１はシンセサイザ６０を他の目的と兼用する場合に、
出力信号を分周してアクティブフィルタ６２のカットオ
フ周波数と等しい周波数の信号を出力する。シンセサイ
ザ６０を専用に使う場合は分周器６１はなくてもよい。
アクティブフィルタ６２はアクティブフィルタ６２のカ
ットオフ周波数と等しい周波数の信号である、分周器６
１の出力信号を入力とし、入力信号より位相を９０度遅
らせた信号を出力する。位相比較器６３は分周器６１の
出力信号とアクティブフィルタ６２の出力信号を入力と
し、両信号の位相差に応じた信号を出力する。ループフ
ィルタ６４は位相比較器６３の出力信号を入力とし、ル
ープ特性に応じた処理をしてＧｍ制御電流生成回路８の
入力とする。Ｇｍ制御電流生成回路８はループフィルタ
６４の出力を入力とし、トランスコンダクタンス制御信
号ｉｇｍ１、ｉｇｍ２を出力する。トランスコンダクタ
ンス制御信号ｉｇｍ１、ｉｇｍ２でアクティブフィルタ
６２を構成するＧｍアンプ６６、６７のコンダクタンス
を制御する。

【００４９】この動作により、アクティブフィルタ６２
のカットオフ周波数は分周器６１の出力信号の周波数と
同じになるように制御される。また、Ｇｍ制御電流生成
回路８の出力のトランスコンダクタンス制御信号ｉｇｍ
１、ｉｇｍ２でアクティブフィルタ９を構成するＧｍア
ンプ１１、１２のコンダクタンスを制御する。それによ
り、アクティブフィルタ９のカットオフ周波数も分周器
６１の出力信号の周波数と同じになるように制御され
る。そのため、高い周波数帯でもトランスコンダクタン
スの極の影響を受けずアクティブフィルタのカットオフ
周波数を制御することができる。

【００５０】図１０は本発明の第３の実施例で、アクテ
ィブフィルタのＱ値を自動補正する制御方式である。図
１０は、マイコン１、レジスタ１０１、シンセサイザ６
０、アクティブフィルタブロック１００から構成し、ア
クティブフィルタブロック１００はレジスタ３、ＤＡＣ
５、Ｇｍ制御電流生成回路８、６５、アクティブフィル
タ９、６２、基準電流源１０、分周器６１、ループフィ
ルタ６４、振幅比較器７０より構成する。

【００５１】アクティブフィルタ９はＧｍアンプ１１、
１２及び容量１３、１４より構成する。また、アクティ
ブフィルタ６２はＧｍアンプ６６、６７及び容量６８、
６９より構成する。

【００５２】マイコン１はシンセサイザ６０の出力信号
周波数設定テーブルまたは設定式に従い、レジスタ１０
１に設定値を書き込む。シンセサイザ６０はレジスタ１
０１の設定値に応じた周波数の信号を出力する。分周器
６１はシンセサイザ６０の出力信号を分周してアクティ
ブフィルタ６２のカットオフ周波数と等しい周波数の信
号を出力する。アクティブフィルタ６２はアクティブフ
ィルタ６２のカットオフ周波数と等しい周波数の信号で
ある、分周器６１の出力信号を入力とする。振幅比較器
７０は分周器６１の出力信号とアクティブフィルタ６２
の出力信号を入力とし、両信号の振幅差を比較すること
でアクティブフィルタ６２のＱ値のずれを検出する。ル
ープフィルタ６４は振幅比較器７０の出力信号を入力と
し、ループ特性に応じた処理をしてＧｍ制御電流生成回
路６５の入力とする。Ｇｍ制御電流生成回路６５はルー
プフィルタ６４の出力を入力とし、トランスコンダクタ
ンス制御信号ｉｇｍ２を出力する。トランスコンダクタ
ンス制御信号ｉｇｍ２でアクティブフィルタ６２を構成
するＧｍアンプ６７のコンダクタンスを制御する。

【００５３】この動作により、アクティブフィルタ６２
のＱ値は振幅比較器７０の設定から決まる値になるよう
に制御がかかる。また、Ｇｍ制御電流生成回路６５の出
力のトランスコンダクタンス制御信号ｉｇｍ２でアクテ
ィブフィルタ９を構成するＧｍアンプ１２のコンダクタ
ンスを制御する。それにより、アクティブフィルタ９の
Ｑ値も振幅比較器７０の設定から決まる値になるように
制御がかかる。そのため、高い周波数帯でもトランスコ
ンダクタンスの極の影響を受けずアクティブフィルタの
Ｑ値を制御することができる。

【００５４】次に図８、図１１、図１２を用いて本発明
をＣＤＲ方式の磁気ディスク装置に適用した場合につい
て説明する。

【００５５】図１１はＣＤＲ方式について説明したもの
である。従来方式ではディスク円盤の内周と外周のトラ
ックとで同じ転送速度で記録していたため、外周へいく
ほど線記録密度が低くなり、大容量化の点で不効率であ
った。そこでＣＤＲ方式では、磁気ディスク円盤上のト
ラックをいくつかのゾーンに分け、外周のゾーンほど転
送速度を速くして、ディスク円盤上の線記録密度をほぼ
均一化することで記録容量を増やす方式である。ＣＤＲ
方式では記録されているデータ周波数が内周と外周とで
変化するため、データ読み出し時の信号処理ブロックの
フィルタのカットオフ周波数を可変とし、図１１に示す
ように外周へいくほどカットオフ周波数を高くし、効率
良くノイズカットを行う必要がある。

【００５６】図８は、ＣＤＲ方式を採用した磁気ディス
ク装置に、本発明を適応した場合のシステム構成図であ
る。図８のシステムは、データがＣＤＲ方式で記録して
あるディスク円盤４８、信号の増幅を行うRead/Writeア
ンプ４９、信号処理を行う信号処理ブロック５０、デー
タのコントロールを行うハードディスクコントローラ
（以下ＨＤＣと略す）５１、データのやり取りを行うイ
ンターフェイス（以下Ｉ／Ｆと略す）５２、図５のレジ
スタ設定テーブルの内容等を記録しておくメモリ５３、
ＨＤＣ５１、Ｉ／Ｆ５２の制御を行うマイコン１、ボイ
スコイルモータ（以下ＶＣＭと略す）５４、ＶＣＭ５４
の制御を行うＶＣＭ制御回路５５、及び、データの処理
を行うホスト５６で構成される。また、信号処理ブロッ
ク５０は、信号振幅を一定にするオートマチックゲイン
コントロール（以下ＡＧＣと略す）アンプ５７、読みだ
しデータのノイズカット波形等化を行なうアクティブフ
ィルタブロック１００、データに同期したクロックを生
成するデータセパレータ５８、記録符号の符号化、復号
化を行うエンコーダ／デコーダ（以下ＥＮＤＥＣと略
す）５９で構成する。アクティブフィルタブロック１０
０は本発明の制御対象となるアクティブフィルタ９、レ
ジスタ２を含んでいる。

【００５７】ディスク円盤４８に記録されているデータ
はRead/Writeアンプ４９で増幅され信号処理ブロック５
０に入力される。信号処理ブロック５０に入力された信
号はＡＧＣアンプ５７で一定振幅に増幅され、アクティ
ブフィルタ９で波形整形処理し、データセパレータ５８
でデータとクロックに分離し、ＥＮＤＥＣ５９で復号し
て、データをＨＤＣ５１に送る。このとき、マイコン１
が読みだすデータの記録されているゾーンを判断して、
アクティブフィルタを制御するレジスタ２の設定値を設
定する。

【００５８】図１２は本発明を磁気ディスクシステムに
用いた場合の、データ読み出し時のレジスタ設定のフロ
ーチャートである。図１２のフローチャートについて図
８のシステム構成図を用いて説明する。まず、ホスト５
６はＩ／Ｆ５２を通し、読みだすデータの論理アドレス
をマイコン１に指示する（ステップ８０）。マイコン１
は指示された論理アドレスに対し、処理を行い、物理ア
ドレスに変換する（ステップ８１）。物理アドレスから
ディスク円盤４８上のトラック番号、ゾーン番号を求め
る（ステップ８２）。そこで前回アクセスしていたゾー
ンと異なる場合（ステップ８３）、マイコン１はメモリ
５３内に格納されている図５のレジスタ設定テーブルを
参照して、ゾーン番号に対応するレジスタ設定値を読み
だす（ステップ８４）。マイコン１はメモリ５３から読
み出したレジスタ値をアクティブフィルタブロック１０
０内のレジスタ２に書き込む（ステップ８５）。また、
（ステップ８３）で前回アクセスしていたゾーンと同じ
場合はレジスタ値は書き替えないで、前回の設定値のま
まである。

【００５９】以上の構成と動作により、ディスクの各ゾ
ーンのデータ転送速度に対応したアクティブフィルタの
カットオフ周波数制御が可能になり、磁気ディスク装置
の低消費電力化が可能になる。

【００６０】また、３〜３．６Ｖという低電圧でアクテ
ィブフィルタブロック１００が構成できるので、信号処
理ブロック５０の１チップＬＳＩ化が容易になるという
効果もある。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
電源電圧、低消費電力のＧｍアンプでアクティブフィル
タを構成した場合でも、アクティブフィルタの特性を理
想的になるように補正出きるので、ＣＤＲ方式を採用し
た記録密度の高い磁気ディスク装置において、高いデー
タ転送速度に対応可能になる。

【００６２】また、低電源電圧でアクティブフィルタブ
ロックが構成できるので、信号処理ブロックの１チップ
ＬＳＩ化が容易になるという効果もある。

【００６３】また、低消費電力、高記録密度な磁気ディ
スク装置が構成できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】従来のアクティブフィルタ制御方式の構成図。

【図３】アクティブフィルタのカットオフ周波数とレジ
スタ設定値の関係図。

【図４】アクティブフィルタのＱ値とカットオフ周波数
の関係図。

【図５】アクティブフィルタのレジスタ設定テーブル。

【図６】図１のアクティブフィルタの構成図。

【図７】図１のＧｍアンプ回路の構成図。

【図８】本発明を用いたシステムの構成図。

【図９】本発明の一実施例の構成図。

【図１０】本発明の一実施例の構成図。

【図１１】ＣＤＲ方式の説明図。

【図１２】アクティブフィルタのレジスタ設定フローチ
ャート。

【図１３】本発明の一実施例の構成図。

【図１４】図１３のアクティブフィルタの群遅延特性
図。

【図１５】図１３のアクティブフィルタの群遅延特性
図。

【符号の説明】

１…マイコン２、３、４…レジスタ５、６、７…ＤＡＣ８…Ｇｍ制御電流生成回路９…アクティブフィルタ１０…基準電流源１１、１２…Ｇｍアンプ１３、１４…容量１００…アクティブフィルタブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺国夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者奈良孝神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カットオフ周波数を可変とするアクティブ
フィルタ、前記アクティブフィルタのカットオフ周波数
を制御する手段、及び前記アクティブフィルタの特性を
補正する手段をもち、前記アクティブフィルタの特性が劣化する周波数帯にお
いて、前記アクティブフィルタの特性補正手段で前記ア
クティブフィルタの特性を補正することを特徴とするア
クティブフィルタ制御方式。
【請求項２】請求項１記載のアクティブフィルタ制御方
式を用い、３から３．６Ｖの電源電圧で動作することを
特徴とするアクティブフィルタ。
【請求項３】請求項１記載のアクティブフィルタ制御方
式を含み、１チップに集積したことを特徴とする１チッ
プＬＳＩ。
【請求項４】請求項１記載のアクティブフィルタ制御方
式を用いたことを特徴とする磁気ディスク装置、光ディ
スク装置、磁気テープ装置。