JPH07210807A - アナログ信号の波形整形回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ信号の波形整形回路に関し、本来正
負の振幅が同じであるべき再生波形の振幅が異なる場合
にこれを同じに整形することを目的とする。 【構成】 アナログ信号を基準レベルに対して正負の信
号に分離する信号分離手段１と、分離した正負の信号の
振幅の大小を比較する振幅比較手段２と、分離した正負
の信号の振幅を独立に増幅補正可能な信号補正手段３
と、補正された正負の信号を合成する信号合成手段４
と、合成されたアナログ信号を整流した後に平滑し、平
滑信号の交流成分のみを取り出すフィルタ手段５と、こ
の交流成分から正負の信号の偏差の直流レベルを検出
し、この直流レベルと振幅比較手段２の出力から、信号
補正手段３における補正すべき正または負の信号の補正
値を演算する信号補正値演算手段と６とからアナログ信
号の波形整形回路を構成する。この結果、信号合成手段
４から出力されるアナログ信号の正負の振幅が一致す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアナログ信号の波形整形
回路に関し、特に、磁気ディスク装置にＭＲヘッドが使
用された場合にこの装置内に内蔵されるアナログ信号の
波形整形回路に関する。従来、磁気ディスク装置におい
て、磁気ディスクに記録した情報を磁気抵抗効果型ヘッ
ド（ＭＲヘッド）を使用して読み出した場合、０レベル
に対する正負の最大振幅が異なったものとなり、磁気デ
ィスク装置で再生された信号は上下の波形に非対称性が
生じる。この微妙な違いによって従来の重ね合わせの理
論が適応しにくく、またレベル検出においてはＳ／Ｎの
劣化する要因となるので、これを補う技術が必要とされ
ている。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記憶装置であ
る磁気ディスク装置の大容量化に伴って高性能磁気ヘッ
ドが要求されている。この要求を満足するものとして、
記録媒体の速度に応じて出力特性の変化する従来のイン
ダクティブヘッドに代わり、記録媒体の速度に依存せず
高出力が得られるＭＲヘッドが注目されている。

【０００３】このＭＲヘッドでは、素子の線型応答を向
上させるために、磁気抵抗効果膜の磁化の向きを傾ける
バイアスが必要であるが、このバイアスを適正に行うこ
とにより、ＭＲヘッドの性能を向上することができる。
図６はＭＲヘッドのバイアス磁界の大きさに対する抵抗
率を示す特性（ρＨ特性）を示すものである。従来の磁
気ディスク装置では図６のようなρＨ特性曲線上の最も
線型近似可能な動作点Ｈｂで動作するように、ＭＲヘッ
ドにセンス電流を流して調整していた。これによって、
再生される信号の正側の振幅Ｖ１と負側の振幅Ｖ２とは
完全に対称ではないが、線型近似可能な波形として信号
処理を行っていた。このため特に回路的な非線型波形を
補正する対策は取られてはいなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多数の
ＭＲヘッドを個々に、それぞれρＨ特性曲線上の最も線
型近似可能な動作点Ｈｂで動作するように、ＭＲヘッド
にセンス電流を流して調整することは困難であり、この
動作点Ｈｂからずれた位置では、磁気ディスク上に記録
された情報をＭＲヘッドによって再生すると波形の非対
称性が大きくなり、レベル検出を要する信号処理回路で
はＳ／Ｎの劣化を生じて復調エラーを起こしやすくなる
という問題があった。そして、これを対策しようとする
と、同一特性のＭＲヘッドが必要になり、そのためには
多量のＭＲヘッドを製造しなければならず、コストアッ
プするという問題が生じることになる。

【０００５】なお、従来のインダクティブヘッドの再生
波形は、基準レベルに対して正負の非対称が殆ど無視で
きるので、磁気記録再生装置内において前述のような処
理は必要とされていなかった。そこで、本発明は、ＭＲ
ヘッドを使用した磁気記録復調装置において、再生波形
の復調回路の前段において、簡単な回路によって再生波
形の基準レベルに対する正負の非対称を補正することに
より、ＭＲヘッドの使用によるＳ／Ｎの劣化を補うこと
ができ、復調回路に従来のインダクディブヘッドの再生
処理回路と同じものを使用することができ、ＭＲヘッド
の特性を回路的に補正することにより、コストダウンを
図ることが可能なアナログ信号の波形整形回路を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のアナログ信号の波形整形回路は、記録媒体に記録さ
れたデータを、読出手段によってアナログ信号として読
み出した際に、同じであるべきアナログ信号の正負の振
幅が読出手段の特性によって異なる場合に、基準レベル
に対して正負の振幅が同じになるように波形整形する回
路であって、図１に示すように、アナログ信号を基準レ
ベルに対して正負の信号に分離する信号分離手段１と、
分離した正負の信号の振幅の大小を比較する振幅比較手
段２と、分離した正負の信号の振幅をそれぞれ独立に増
幅補正可能な信号補正手段３と、補正された正負の信号
を合成する信号合成手段４と、合成されたアナログ信号
を整流手段によって整流した後に平滑手段によって平滑
し、その平滑信号の交流成分のみを取り出すフィルタ手
段５と、この交流成分から正負の信号の偏差の直流レベ
ルを検出し、この直流レベルと振幅比較手段２の出力か
ら、信号補正手段３における補正すべき正または負の信
号の補正値を演算する信号補正値演算手段と６とを備え
ており、信号合成手段４から出力されるアナログ信号の
正負の振幅を一致させるようにしたことを特徴としてい
る。

【０００７】なお、前述のフィルタ手段の整流手段は減
算器によって構成されていても良いものである。また、
記録媒体が磁気ディスク、読出手段がＭＲヘッドである
磁気ディスク装置においては、振幅比較手段２、フィル
タ手段５がこの磁気ディスク装置の再生時におけるギャ
ップ信号読み取り時のみ動作を行い、信号補正値演算手
段６が磁気ディスクのデータ部の読み取り時には、演算
した補正値を固定して維持するようにすれば良い。

【０００８】

【作用】本発明のアナログ信号の波形整形回路によれ
ば、読出手段からのアナログ信号の基準レベルに対する
正負の振幅が異なっている場合でも、これを同じにする
ことができる。この結果、本発明を磁気ディスク装置の
ＭＲヘッドの信号処理回路に適用した場合、信号処理回
路全体の回路規模は大きくなるが、ＭＲヘッドのセンス
電流を増減して、ＭＲヘッドをρＨ特性曲線上の最も線
型近似可能な動作点で動作させるための調整が不要とな
る。また、ＭＲヘッドのプロセスによりρＨ特性のバラ
ツキが大きくなっても回路的な補正を行って対処するの
で、従来は不良品として扱われていたＭＲヘッドを良品
として使用することができ、ＭＲヘッドの歩留りが良く
なる。

【０００９】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明するが、ここで説明する実施例では、図２に示す
ように、アナログ信号の波形整形回路として、ＭＲヘッ
ド８を用いて磁気ディスク７からデータを読み出す磁気
ディスク装置の再生系を例にとって説明する。なお、磁
気ディスク７には、データ領域の前にあるギャップ領域
にトレーニング信号書込回路１６によって、トレーニン
グパターンがインダクティブヘッド１７によって書き込
まれているものとする。従って、このトレーニング信号
は、インダクディブヘッド１７を用いて読み出した場合
には正負の振幅が対称な波形が得られるが、ＭＲヘッド
６を用いて読み出した場合には、正負の振幅が異なった
波形が得られることになる。

【００１０】図２は本発明の一実施例のアナログ信号の
波形整形回路１０の構成を示すものであり、入力信号に
は、磁気ディスク７からＭＲヘッド８によって読み出さ
れた信号がヘッドＩＣ９によって増幅されたものが使用
される。アナログ信号の波形整形回路１０は、２つの整
流回路１１，１２、補正回路部１３、オンオフスイッチ
ＳＷ１、フィルタ部１４、制御部１５およびオンオフス
イッチＳＷ４を備えている。

【００１１】補正回路部１３には正電位補正回路１３
１、負電位補正回路１３２、および信号合成回路１３３
がある。これら正電位補正回路１３１、負電位補正回路
１３２の入力には２つの整流回路１１，１２がそれぞれ
接続されている。正電位補正回路１３１、負電位補正回
路１３２は入力された信号に後述するホールド回路１５
２からの補正電圧を加えて出力する。正電位補正回路１
３１、負電位補正回路１３２からの信号は信号合成回路
１３３において合成されて補正回路部１３から出力され
る。

【００１２】補正回路部１３の出力は２つに分岐されて
おり、その一方は図示しないＰＬＬ・検出系に送られ、
他方はオンオフスイッチＳＷ１を介してフィルタ部１４
に入力される。フィルタ部１４には整流回路１４１、ロ
ーパスフィルタ１４２、および直流分カット回路１４３
が直列に接続されて設けられており、入力された信号は
整流回路１４１で整流され、ローパスフィルタ１４２で
平滑化され、直流分カット回路１４３で直流成分がカッ
トされて出力される。

【００１３】このフィルタ部１４に接続される制御部１
５には整流回路１５１、ホールド回路１５２、オンオフ
スイッチＳＷ２、切換スイッチＳＷ３、および比較回路
１５３がある。整流回路１５１ではフィルタ部１４から
の交流出力が直流化され、補正電圧となってホールド回
路１５２に出力される。ホールド回路１５２はこの補正
電圧をオンオフスイッチＳＷ２がオンの時に切換スイッ
チＳＷ３を介して、正電位補正回路１３１または負電位
補正回路１３２の何れか一方に入力する。また、比較回
路１５３は、オンオフスイッチＳＷ４を介して入力され
る正電位補正回路１３１と負電位補正回路１３２からの
信号の振幅の大小を比較し、振幅の小さい側の極性の正
電位補正回路１３１または負電位補正回路１３２にスイ
ッチＳＷ３を接続する。

【００１４】なお、オンオフスイッチＳＷ１，ＳＷ４は
ヘッドＩＣ９からの正相のギャップ検出信号ｈがハイレ
ベル“Ｈ”の時にオンするようになっており、オンオフ
スイッチＳＷ２は、ヘッドＩＣ９からの逆相のギャップ
検出信号ｉがハイレベル“Ｈ”の時にオンするようにな
っている。図３(a) は図２における整流回路１１、１２
の具体的な構成を示すものであり、コンパレータ３１、
正極性の信号を出力するセレクタ（＋）３２、負極性の
信号を出力するセレクタ（−）３３から構成されてい
る。コンパレータ３１にはアナログ入力波形の正側と負
側の成分を分けるレベルが０のスレショルド信号が入力
されており、アナログ入力信号の正負によって、コンパ
レータからは波形ホで示すパルス信号が出力される。こ
のパルス信号はクロックとしてセレクタ（＋）３２とセ
レクタ（−）３３に入力される。セレクタ（＋）３２と
セレクタ（−）３３にもそれぞれアナログ信号とスレシ
ョルド信号が入力されており、コンパレータ３１の出力
がハイレベル“Ｈ”のときにセレクタ（＋）３２から正
極性の信号が出力され、セレクタ（−）３３からスレシ
ョルド信号が出力される。一方、コンパレータ３１の出
力がローレベル“Ｌ”のときには、セレクタ（＋）３２
からスレショルド信号が出力され、セレクタ（−）３３
から負極性の信号ヘが出力される。

【００１５】ここで、以上のように構成されたアナログ
信号の波形整形回路１０の動作を、負の信号の振幅が正
の信号の振幅より大きい場合について図４(a) を用いて
説明する。なお、磁気ディスク７には、前述のようにデ
ータ領域の前にあるギャップ領域にトレーニング信号書
込回路１６によって、トレーニングパターンがインダク
ティブヘッド１７によって書き込まれているものとす
る。

【００１６】まず、磁気ディスク７が起動され、ＭＲヘ
ッド８からトレーニング信号が読み出されると、トレー
ニング信号中の正相のギャップ検出信号ｈによってオン
オフスイッチＳＷ１，ＳＷ４がオンされる。この状態
で、トレーニング信号はヘッドＩＣ９によって増幅され
て入力信号Ｉとなり、整流回路１１，１２に入力され
る。そして、整流回路１１は正側の極性の信号を出力す
るので、図２の点ａにおける信号は図４に波形イで示す
ようになる。同様に、整流回路１２は負側の極性の信号
を出力するので、図２の点ｂにおける信号は図４に波形
ロで示すようになる。

【００１７】正電位補正回路１３１と負電位補正回路１
３２において補正が行われない場合、即ち、正電位補正
回路１３１と負電位補正回路１３２の増幅率が１の場合
は、入力信号はそのまま出力されて信号合成回路１３３
で合成されるので、点ｃにおける信号は図４の波形ハに
示すようになり、負側の信号の振幅の方が正側の信号の
振幅よりも大きい。信号合成回路１３３の出力はオンオ
フスイッチＳＷ１を経てフィルタ部１４に入力される。

【００１８】また、正電位補正回路１３１と負電位補正
回路１３２の出力は、正相のギャップ検出信号ｈによっ
てオンしているスイッチＳＷ４を通じて比較回路１５３
に入力され、正側の信号の振幅と、負側の信号の振幅の
大小が比較される。この場合は負側の信号の振幅の方が
正側の振幅よりも大きいので、比較回路１５３は切換ス
イッチＳＷ３を正電位補正回路１３１に接続し、正側の
信号が後述する補正電圧（増幅電圧）に基づいて増幅さ
れるようにする。

【００１９】フィルタ部１４では、初段の整流回路１４
１によって信号がグランドレベルを中心にして折り返さ
れ、点ｄにおける信号は図４に波形ニで示すようにな
る。そして、この信号はローパスフィルタ１４２におい
て平滑化されるので、点ｅにおける信号は図４に波形ホ
に示すようになる。この後、波形ホで示す信号は直流分
カット回路１４３で直流成分がカットされ、交流成分の
みとなるので、点ｆにおける信号は図４に波形へで示す
ようになる。

【００２０】制御部１５では整流回路１５１が波形ヘで
示す信号の整流を行い、この信号成分を直流成分のみに
する。従って、図２の点ｇにおける信号は、図４に波形
トで示すような増幅電圧ΔＶになる。この増幅電圧はホ
ールド回路１５２によって保持され、逆相のギャップ検
出信号ｉがハイレベル“Ｈ”の時に、スイッチＳＷ２、
スイッチＳＷ３を通じて正電位補正回路１３１に入力さ
れ、正電位補正回路１３１の増幅率が増大方向に変化さ
せられ、正電位補正回路１３１から出力される正側の信
号（波形イ）の振幅が、図４(b) に示すように増幅電圧
ΔＶだけ増幅されて波形イ′で示すようになり、負電位
補正回路１３２から出力される負側の信号（波形ロ）の
振幅と同じになる。

【００２１】トレーニング信号の後にあるデータ信号の
再生時には、ホールド回路１５２によって保持された増
幅電圧ΔＶだけ増幅する指示が正電位補正回路１３１に
出力されるので、この結果、信号合成回路１３３から出
力される点ｃにおける信号は図４(b) に波形ハ′で示す
ように、正負の振幅が同じ信号になる。そして、ＰＬＬ
・検出系に出力される信号のグランドレベルに対する正
負の振幅は同一になる。

【００２２】このように、ギャップ信号、すなわちトレ
ーニング信号中では、スイッチＳＷ１，ＳＷ４はオン
で、スイッチＳＷ３は振幅の小さい補正回路（正電位補
正回路１３１または負電位補正回路１３２の何れか）側
に閉じる。その時、スイッチＳＷ２はオフで増幅電圧は
与えられない。次に、データ信号が入ると、スイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ４はオフとなり、スイッチＳＷ３は変化しな
い。そして、スイッチＳＷ２がオンになるので、スイッ
チＳＷ３が接続している側の補正回路が働いて補正され
た信号が得られる。つまり、トレーニング信号中には補
正は働かず、データ信号が来て初めて補正が行われる。

【００２３】よって、ＭＲヘッドの非対称性を補正する
と共に従来必要とされた最適なセンス電流値に調整する
必要もなくなり、調整工数の削減を図ることができる。
また、ＭＲヘッドのプロセスによりρＨ特性のバラツキ
が大きくなっても回路的に対処することによりＭＲヘッ
ドの歩留りが良くなり経済的な効果も大きい。なお、ギ
ャップ検出信号を得るためのトレーニング信号パターン
は、オール１であることが望ましい。

【００２４】図５は本発明の他の実施例のアナログ信号
の波形整形回路２０の構成を示すものである。この実施
例のアナログ信号の波形整形回路２０は、図２において
説明したアナログ信号の波形整形回路１０のフィルタ部
１４の整流回路１４１を減算器１４４に置き換えただけ
のものであり、その他の構成および動作は図２で説明し
たアナログ信号の波形整形回路１０と全く同じであるの
で、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略
する。

【００２５】図５のアナログ信号の波形整形回路２０が
図２のアナログ信号の波形整形回路１０と異なる点は、
信号合成手段１３３の出力を整流回路１４４で整流して
点ｄにおける波形ハ（図４(a) 参照）を得るのではな
く、合成前の正電位補正回路１３１の出力から、合成前
の負電位補正回路１３２の出力を減算器１４４に入力
し、負側の信号をグランドレベルに対して反転して正側
の信号に加算することによって、整流回路１４１の出力
と同じ波形を点ｄにおいて作っている点のみである。こ
の実施例のアナログ信号の波形整形回路２０では、整流
回路１４１を減算器１４４に置き換えることによって、
信号経路が短くなり、外部からのノイズの影響を小さく
できる。また、装置コストがアナログ信号の波形整形回
路１０に比べて安くなる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ナログ信号の正負成分を分割し、それぞれ独立にゲイン
を調節することにより、正負の振幅が対称な出力波形を
得ることができるという効果がある。この結果、本発明
は、例えば、磁気ディスク装置におけるＭＲヘッドの再
生波形の正負非対称成分を補正する回路に応用でき、Ｍ
Ｒヘッドの非対称性を補正すると共に従来必要とされた
最適なセンス電流値に調整する必要もなくなり、調整工
数の削減を図ることができるという効果がある。また、
ＭＲヘッドのプロセスによりρＨ特性のバラツキが大き
くなっても回路的に対処することによりＭＲヘッドの歩
留りが良くなり経済的な効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアナログ信号の波形整形回路の構成を
示す原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例のアナログ信号の波形整形回
路の構成を示す構成図である。

【図３】図１の整流回路の構成の一実施例を示すもので
あり、(a) は整流回路のブロック回路図、(b) は(a) の
要部の動作を示す波形図である。

【図４】(a) は図２の要部における補正前の信号波形を
示す波形図、(b) は図２の要部における補正後の信号波
形を示す波形図である。

【図５】本発明の他の実施例のアナログ信号の波形整形
回路の構成を示す構成図である。

【図６】ＭＲヘッドのバイアス磁界−抵抗率特性を示す
特性図である。

【符号の説明】

１…信号分離手段 ２…振幅比較手段 ３…信号補正手段 ４…信号合成手段 ５…フィルタ手段 ６…信号補正値演算手段 ７…磁気ディスク ８…ＭＲヘッド ９…ヘッドＩＣ １０…本発明の一実施例のアナログ信号の波形整形回路 １１，１２…整流回路 １３…補正回路部 １３１…正電位補正回路 １３２…負電位補正回路 １３３…合成回路 １４…フィルタ部 １４１…整流回路 １４２…ローパスフィルタ １４３…直流分カット回路 １４４…減算器 １５…制御部 １５１…整流回路 １５２…ホールド回路 １５３…比較回路 １６…トレーニング信号書込回路 １７…インダクティブヘッド ２０…他の実施例のアナログ信号の波形整形回路 ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に記録されたデータを、読出手
   段によってアナログ信号として読み出した際に、同じで
   あるべきアナログ信号の正負の振幅が前記読出手段の特
   性によって異なる場合に、基準レベルに対して正負の振
   幅が同じになるように波形整形する回路であって、 前記アナログ信号を前記基準レベルに対して正負の信号
   に分離する信号分離手段(1) と、 分離した正負の信号の振幅の大小を比較する振幅比較手
   段(2) と、 分離した正負の信号の振幅をそれぞれ独立に増幅補正可
   能な信号補正手段(3)と、 補正された正負の信号を合成する信号合成手段(4) と、 合成された前記アナログ信号を整流手段によって整流し
   た後に平滑手段によって平滑し、その平滑信号の交流成
   分のみを取り出すフィルタ手段(5) と、 この交流成分から前記正負の信号の偏差の直流レベルを
   検出し、この直流レベルと前記振幅比較手段(2) の出力
   から、前記信号補正手段(3) における補正すべき正また
   は負の信号の補正値を演算する信号補正値演算手段(6)
   とを備え、 前記信号合成手段(4) から出力されるアナログ信号の正
   負の振幅を一致させるようにしたことを特徴とするアナ
   ログ信号の波形整形回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアナログ信号の波形整
   形回路であって、前記フィルタ手段(5) の整流手段が減
   算器によって構成されていることを特徴とするもの。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のアナログ信号
   の波形整形回路であって、前記記録媒体が磁気ディス
   ク、前記読出手段がＭＲヘッドである磁気ディスク装置
   において使用され、前記振幅比較手段(2) 、前記フィル
   タ手段(5) がこの磁気ディスク装置の再生時におけるギ
   ャップ信号読み取り時のみ動作を行い、前記信号補正値
   演算手段(6) は前記磁気ディスクのデータ部の読み取り
   時には、演算した補正値を固定して維持することを特徴
   とするもの。