JPH0757227A - 再生ヘッド非線形歪の定量評価装置 - Google Patents
再生ヘッド非線形歪の定量評価装置Info
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- JPH0757227A JPH0757227A JP20540293A JP20540293A JPH0757227A JP H0757227 A JPH0757227 A JP H0757227A JP 20540293 A JP20540293 A JP 20540293A JP 20540293 A JP20540293 A JP 20540293A JP H0757227 A JPH0757227 A JP H0757227A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 再生ヘツドの再生孤立波形間干渉の影響を除
去し、正しい２次高調波歪み率を測定することを目的と
する。 【構成】 繰り返し記録磁化からの再生信号の２次高調
波歪み率を測定して再生性ヘツド非線形歪みの定量評価
を行う装置に関し、再生孤立波形の半値幅の４倍以上の
繰り返し周期を持つ記録磁化パターンを測定する。
去し、正しい２次高調波歪み率を測定することを目的と
する。 【構成】 繰り返し記録磁化からの再生信号の２次高調
波歪み率を測定して再生性ヘツド非線形歪みの定量評価
を行う装置に関し、再生孤立波形の半値幅の４倍以上の
繰り返し周期を持つ記録磁化パターンを測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置な
どのディジタル磁気記録装置に用いられる再生ヘッドの
評価装置に関する。
どのディジタル磁気記録装置に用いられる再生ヘッドの
評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から再生ヘッド非線形歪み測定法と
して、繰り返し矩形波信号を媒体に記録し、再生信号の
スペクトラム解析を行って、その基本波成分と２次高調
波成分の比（Second Harmonic Distortion、以下 SHD
と略記）を求め、再生応答過程の非線形歪を定量評価す
ることが行われている（参考文献１：S. Fuchigami eta
l., "Characteristics of Peak Shift in MR Read Hea
d" IEEE TranslationJournal on Magnetics in Japa
n, Vol. 3, No. 7, 1988.）。
して、繰り返し矩形波信号を媒体に記録し、再生信号の
スペクトラム解析を行って、その基本波成分と２次高調
波成分の比（Second Harmonic Distortion、以下 SHD
と略記）を求め、再生応答過程の非線形歪を定量評価す
ることが行われている（参考文献１：S. Fuchigami eta
l., "Characteristics of Peak Shift in MR Read Hea
d" IEEE TranslationJournal on Magnetics in Japa
n, Vol. 3, No. 7, 1988.）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の非線形
歪評価装置では、以下のような問題点があった。測定に
供する記録信号の周期に何ら制限がないため、場合によ
ってはその周期が短すぎ、孤立波形が相互に干渉して、
再生ヘッドの磁気センサーが感じる磁界が孤立波形の最
大値よりも小さくなる。その為、再生ヘッドの入力磁界
対出力電圧動作曲線のうち直線に近い領域のみが再生動
作に関与し、結果的に真値よりも小さい SHD が測定さ
れる。
歪評価装置では、以下のような問題点があった。測定に
供する記録信号の周期に何ら制限がないため、場合によ
ってはその周期が短すぎ、孤立波形が相互に干渉して、
再生ヘッドの磁気センサーが感じる磁界が孤立波形の最
大値よりも小さくなる。その為、再生ヘッドの入力磁界
対出力電圧動作曲線のうち直線に近い領域のみが再生動
作に関与し、結果的に真値よりも小さい SHD が測定さ
れる。
【０００４】本発明の目的は、上述した問題点を回避
し、正しい SHD を測定する磁気再生ヘッド非線形歪評
価装置を提供することである。
し、正しい SHD を測定する磁気再生ヘッド非線形歪評
価装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するための手段として、再生孤立波形の半値幅をあ
らかじめ測定する手段と、半値幅の４倍以上の周期で繰
り返し磁化パターンを記録する手段を設けている。
解決するための手段として、再生孤立波形の半値幅をあ
らかじめ測定する手段と、半値幅の４倍以上の周期で繰
り返し磁化パターンを記録する手段を設けている。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、各磁化反転からの信号磁
界が相互干渉しにくいので、被測定ヘッドを非線形動作
領域まで励振するに充分な信号磁界を与えることがで
き、正しく非線形歪率を測定できる。
界が相互干渉しにくいので、被測定ヘッドを非線形動作
領域まで励振するに充分な信号磁界を与えることがで
き、正しく非線形歪率を測定できる。
【０００７】
（１）実施例１ 以下、この発明の実施例について第１図〜第５図を参照
して説明する。第１図において、記録信号生成手段１か
らは周期 To の繰り返し矩形波である記録信号２が生成
され、記録アンプ３を介して記録ヘッド４を駆動する。
磁気ディスク５の磁性膜には記録磁化パターン６が記録
され、磁気抵抗効果型再生ヘッド（MRヘッド）７の評価
に供される。再生ヘッド出力は再生アンプ８で増幅され
後段の処理に充分な振幅を持つ再生信号９となり、２次
高調波歪み率測定手段１０と半値幅測定手段１２に入力
される。２次高調波歪み率測定手段１０は２次高調波歪
み率SHD１１を測定し、評価結果として出力する。
して説明する。第１図において、記録信号生成手段１か
らは周期 To の繰り返し矩形波である記録信号２が生成
され、記録アンプ３を介して記録ヘッド４を駆動する。
磁気ディスク５の磁性膜には記録磁化パターン６が記録
され、磁気抵抗効果型再生ヘッド（MRヘッド）７の評価
に供される。再生ヘッド出力は再生アンプ８で増幅され
後段の処理に充分な振幅を持つ再生信号９となり、２次
高調波歪み率測定手段１０と半値幅測定手段１２に入力
される。２次高調波歪み率測定手段１０は２次高調波歪
み率SHD１１を測定し、評価結果として出力する。
【０００８】第１図で、記録信号周期設定手段１２は、
再生信号９を観測して、非線形歪測定に適切な記録信号
周期 To を計算し、記録信号生成手段１に与える。この
記録信号周期の制御が必要な理由を以下に述べる。
再生信号９を観測して、非線形歪測定に適切な記録信号
周期 To を計算し、記録信号生成手段１に与える。この
記録信号周期の制御が必要な理由を以下に述べる。
【０００９】図２にMRヘッドによる再生過程のモデルを
示す。記録磁化パターンから発生する磁界は、MRヘッド
のシールドコア等により整形され、信号磁界 Hs(t) と
なって、再生ヘッド内部に設けられたMRセンサーエレメ
ントに与えられる。MRセンサーエレメントは図示するよ
うな動作曲線を持ち、直流バイアス磁界 Hb により設定
された動作点を中心として、信号磁界を再生信号電圧 V
mr(t) に変換する。一般的に、この動作曲線の動作点近
傍は２次関数で近似できて、入力磁界から出力再生電圧
への磁電変換特性を表す入出力関数は、式１に示され
る。
示す。記録磁化パターンから発生する磁界は、MRヘッド
のシールドコア等により整形され、信号磁界 Hs(t) と
なって、再生ヘッド内部に設けられたMRセンサーエレメ
ントに与えられる。MRセンサーエレメントは図示するよ
うな動作曲線を持ち、直流バイアス磁界 Hb により設定
された動作点を中心として、信号磁界を再生信号電圧 V
mr(t) に変換する。一般的に、この動作曲線の動作点近
傍は２次関数で近似できて、入力磁界から出力再生電圧
への磁電変換特性を表す入出力関数は、式１に示され
る。
【００１０】
【数１】
【００１１】ここで A、B は定数、Hb は直流バイアス
磁界（定数）、Hs(t) は信号磁界である。
磁界（定数）、Hs(t) は信号磁界である。
【００１２】次に測定に用いる信号磁界を数式で表現す
る。測定に供する信号磁界は、ある一定の繰り返し周期
To （周波数 fo）で媒体上に記録された磁化パターン
の発生磁界をMRヘッドのシールドコアで整形したものと
考えられる。今、孤立磁化反転からの発生磁界をシール
ドコアで整形したものを x(t) とおき、一般的なLorent
z型偶対称関数で近似表現する。
る。測定に供する信号磁界は、ある一定の繰り返し周期
To （周波数 fo）で媒体上に記録された磁化パターン
の発生磁界をMRヘッドのシールドコアで整形したものと
考えられる。今、孤立磁化反転からの発生磁界をシール
ドコアで整形したものを x(t) とおき、一般的なLorent
z型偶対称関数で近似表現する。
【００１３】
【数２】
【００１４】このFourier変換は、円周率をπとして、
式３のようになる。
式３のようになる。
【００１５】
【数３】
【００１６】信号磁界 Hs(t)は、孤立磁化反転よりの磁
界が線形重ね合わせされたものと考えると、X(f)を用い
てフーリエ級数表現ができ、式４で表現される。
界が線形重ね合わせされたものと考えると、X(f)を用い
てフーリエ級数表現ができ、式４で表現される。
【００１７】
【数４】
【００１８】この式から、信号磁界は繰り返し周波数 f
o の基本波と、その奇数次高調波成分から成り立ってお
り、偶数次高調波成分は含まれないことが明らかであ
る。
o の基本波と、その奇数次高調波成分から成り立ってお
り、偶数次高調波成分は含まれないことが明らかであ
る。
【００１９】この信号磁界 Hs(t) が式１の MR センサ
ー入出力関数により非線形写像されて再生出力 Vmr(t)
となる。２次高調波歪み率（SHD）測定は、以下のよう
に行う。再生出力信号 Vmr(t) は繰り返し波形なので、
第３図に示すように、その周波数スペクトラムは基本周
波数 fo の整数倍の周波数に離散的に存在する。SHD測
定は、Vmr(t) の周波数スペクトラムを観測し、その基
本波成分（周波数 fo）と２次高調波成分（周波数 2f
o）の比を測定するものである。数式表現すると、式５
或いは式６のようになる。
ー入出力関数により非線形写像されて再生出力 Vmr(t)
となる。２次高調波歪み率（SHD）測定は、以下のよう
に行う。再生出力信号 Vmr(t) は繰り返し波形なので、
第３図に示すように、その周波数スペクトラムは基本周
波数 fo の整数倍の周波数に離散的に存在する。SHD測
定は、Vmr(t) の周波数スペクトラムを観測し、その基
本波成分（周波数 fo）と２次高調波成分（周波数 2f
o）の比を測定するものである。数式表現すると、式５
或いは式６のようになる。
【００２０】
【数５】
【数６】
【００２１】よって、式５を用いれば SHD はスペクト
ラムアナライザにより測定できるし、式６によればバン
ドパスフィルタとピーク値検出回路の組合せによって測
定回路（図１の１０）が構成される。
ラムアナライザにより測定できるし、式６によればバン
ドパスフィルタとピーク値検出回路の組合せによって測
定回路（図１の１０）が構成される。
【００２２】ここで、MR再生ヘッドの非線形性が大きい
場合には、SHD 測定値が大きくなり、逆に、非線形性が
小さければ、SHD の測定値も小さくなる。全く線形の場
合には、SHDはゼロである。
場合には、SHD 測定値が大きくなり、逆に、非線形性が
小さければ、SHD の測定値も小さくなる。全く線形の場
合には、SHDはゼロである。
【００２３】次に記録磁化パターンの出現周期（あるい
は周波数）が SHD に及ぼす影響を検討する。式４でフ
ーリエ級数表現された信号磁界 Hs(t) を、MRセンサー
の入出力関数式１に代入することにより、出力再生信号
に含まれる基本波信号と２次高調波信号の振幅比を求め
る。
は周波数）が SHD に及ぼす影響を検討する。式４でフ
ーリエ級数表現された信号磁界 Hs(t) を、MRセンサー
の入出力関数式１に代入することにより、出力再生信号
に含まれる基本波信号と２次高調波信号の振幅比を求め
る。
【００２４】
【数７】
【００２５】式７より、SHD はパラメータ PW50・fo の
関数である。ここで、
関数である。ここで、
【００２６】
【数８】 であるから、結局SHDは半値幅 PW50 と記録繰り返し周
期 To との比により変化する関数である。
期 To との比により変化する関数である。
【００２７】図４に、この比 To/PW50 が SHD に及ぼす
影響を示す。To/PW50 が小さい、すなわち半値幅に比べ
て繰り返し周期が短いほど、SHDの値は小さくなること
が判る。これは孤立磁化からの磁界の線形重ね合わせに
より波形干渉が生じて信号磁界 Hs(t) の振幅が小さく
なるので、MRセンサー動作曲線の使用範囲が小さくな
り、見かけ上線形動作に近づくためである。図４から、
式９がほぼ満足されるように周期 To を選べば、この波
形干渉による SHD 減少の影響は無視でき、正しい測定
が行えることが判る。
影響を示す。To/PW50 が小さい、すなわち半値幅に比べ
て繰り返し周期が短いほど、SHDの値は小さくなること
が判る。これは孤立磁化からの磁界の線形重ね合わせに
より波形干渉が生じて信号磁界 Hs(t) の振幅が小さく
なるので、MRセンサー動作曲線の使用範囲が小さくな
り、見かけ上線形動作に近づくためである。図４から、
式９がほぼ満足されるように周期 To を選べば、この波
形干渉による SHD 減少の影響は無視でき、正しい測定
が行えることが判る。
【００２８】
【数９】
【００２９】例えば、 PW50 = 100 ns の時は、To > 40
0 ns すなわち繰り返し周波数を 2.5 MHz以下に設定す
べきである。
0 ns すなわち繰り返し周波数を 2.5 MHz以下に設定す
べきである。
【００３０】以上では半値幅 PW50 をMRセンサーの感じ
る信号磁界 x(t) に対して定義していたが、本発明にお
ける実際の測定は、MRヘッドで再生された再生信号９に
おいて行う。
る信号磁界 x(t) に対して定義していたが、本発明にお
ける実際の測定は、MRヘッドで再生された再生信号９に
おいて行う。
【００３１】第１図の記録信号周期設定手段の一構成例
を第５図に示す。第５図において、まずピーク値検出回
路２０は再生孤立波形のピークレベル x(0) を検出し、
次に分圧器２１で x(0)/2 が計算される。この x(0)/2
をスレッショルドレベルとして、比較器２２は孤立波形
を２値矩形波形 y(t) に変換する。その立ち上がり時刻
t1 と立ち下がり時刻 t2 の間隔を時間間隔カウンタ２
３で計測することにより、半値幅PW50 が求められる。
を第５図に示す。第５図において、まずピーク値検出回
路２０は再生孤立波形のピークレベル x(0) を検出し、
次に分圧器２１で x(0)/2 が計算される。この x(0)/2
をスレッショルドレベルとして、比較器２２は孤立波形
を２値矩形波形 y(t) に変換する。その立ち上がり時刻
t1 と立ち下がり時刻 t2 の間隔を時間間隔カウンタ２
３で計測することにより、半値幅PW50 が求められる。
【００３２】さらに、係数器２４で５倍することによ
り、記録信号周期 To が記録信号周期設定手段１２の出
力として得られる。 To は、図１の記録信号生成手段１
に入力され、その出力である記録信号２の周期を To =
5・PW50 に設定する。
り、記録信号周期 To が記録信号周期設定手段１２の出
力として得られる。 To は、図１の記録信号生成手段１
に入力され、その出力である記録信号２の周期を To =
5・PW50 に設定する。
【００３３】（２）その他の実施例 （１）では、半値幅測定を用いた記録信号周期設定手段
を含む実施例を説明したが、半値幅ではなく半値反転記
録周波数測定手段を用いた構成とすることもできる。半
値反転記録周波数 F50 は、繰り返し磁化反転パターン
の再生信号振幅が、孤立波形振幅の１／２となる記録信
号周波数として定義する。ところで、一般的に、半値反
転密度 D50 は、ある線記録密度の繰り返し磁化反転パ
ターンの再生信号振幅が、孤立波形振幅の１／２となる
時の線記録密度として定義される（参考文献２：西川正
明, "磁気記録の理論", pp. 162-163, 朝倉書店, Nov.
1985.）。F50 は半値反転密度 D50 を与える記録周波数
でもあり、両者間には、ヘッド・媒体間相対速度を v
として、式１０の関係がある。
を含む実施例を説明したが、半値幅ではなく半値反転記
録周波数測定手段を用いた構成とすることもできる。半
値反転記録周波数 F50 は、繰り返し磁化反転パターン
の再生信号振幅が、孤立波形振幅の１／２となる記録信
号周波数として定義する。ところで、一般的に、半値反
転密度 D50 は、ある線記録密度の繰り返し磁化反転パ
ターンの再生信号振幅が、孤立波形振幅の１／２となる
時の線記録密度として定義される（参考文献２：西川正
明, "磁気記録の理論", pp. 162-163, 朝倉書店, Nov.
1985.）。F50 は半値反転密度 D50 を与える記録周波数
でもあり、両者間には、ヘッド・媒体間相対速度を v
として、式１０の関係がある。
【００３４】
【数１０】 また、D50 と半値幅 PW50 （時間単位）の間には、以下
の関係がある（参考文献２）。
の関係がある（参考文献２）。
【００３５】
【数１１】 式９と式１０および式１１から、半値反転記録周波数 F
50 を用いて測定条件式を導くと、
50 を用いて測定条件式を導くと、
【００３６】
【数１２】
【００３７】よって、記録信号周期は式１２をほぼ満た
せば、正しい測定ができる。例えば、F50 = 6.9 MHz の
場合には、To > 400 ns であり、前述の例と同様の測定
条件が導かれる。
せば、正しい測定ができる。例えば、F50 = 6.9 MHz の
場合には、To > 400 ns であり、前述の例と同様の測定
条件が導かれる。
【００３８】半値反転記録周波数 F50 は、以下の手順
で測定される。図１において、まず記録信号周期設定手
段１２により、充分ながい周期 To を記録信号生成手段
１に与え、記録磁化パターン６を記録し、記録信号周期
設定手段１２内部に設けられた再生信号振幅検出手段に
より、孤立再生波形のピーク値を検出し、その値を記憶
する。
で測定される。図１において、まず記録信号周期設定手
段１２により、充分ながい周期 To を記録信号生成手段
１に与え、記録磁化パターン６を記録し、記録信号周期
設定手段１２内部に設けられた再生信号振幅検出手段に
より、孤立再生波形のピーク値を検出し、その値を記憶
する。
【００３９】次に、記録信号周期 To を短く変化させな
がら、再生波形のピーク値を検出し、その値が、記憶さ
れている孤立再生波形ピーク値の１／２となるところ
で、止める。その後、式１２を満たすように、２次高調
波歪率測定用の記録信号周期 To を求め、測定に供す
る。
がら、再生波形のピーク値を検出し、その値が、記憶さ
れている孤立再生波形ピーク値の１／２となるところ
で、止める。その後、式１２を満たすように、２次高調
波歪率測定用の記録信号周期 To を求め、測定に供す
る。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各磁化反転からの磁界の線形干渉による信号磁界振幅減
少によって、MRセンサーエレメントに充分な振幅の信号
磁界が加わらず、そのためにSHD が真値よりも良く測定
されてしまうという問題を解決することができ、結果と
して正しくMR再生ヘッドの非線形歪を定量評価すること
が可能になった。
各磁化反転からの磁界の線形干渉による信号磁界振幅減
少によって、MRセンサーエレメントに充分な振幅の信号
磁界が加わらず、そのためにSHD が真値よりも良く測定
されてしまうという問題を解決することができ、結果と
して正しくMR再生ヘッドの非線形歪を定量評価すること
が可能になった。
【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図２】MR再生ヘッドによる繰り返し記録磁化の再生過
程における非線形歪みの発生を説明するための図であ
る。
程における非線形歪みの発生を説明するための図であ
る。
【図３】２次高調波歪み率（SHD）の測定法を示す図で
ある。
ある。
【図４】記録磁化パターンの周期が２次高調波歪み率に
及ぼす影響を示す図である。
及ぼす影響を示す図である。
【図５】記録信号周期設定手段の一構成例を示す図であ
る。
る。
１ 記録信号生成手段 ２ 記録信号 ３ 記録アンプ ４ 記録ヘッド ５ 磁気ディスク ６ 記録磁化パターン ７ 再生ヘッド ８ 再生アンプ ９ 再生信号 １０ ２次高調波歪率測定手段 １１ SHD（２次高調波歪率） １２ 記録信号周期設定手段 ２０ ピーク値検出回路 ２１ 分圧器 ２２ 比較器 ２３ 時間間隔カウンタ ２４ 係数器
Claims (4)
- 【請求項１】 測定対象の再生ヘッドの孤立再生波形の
半値幅を測定する手段と、 上記半値幅の約４倍以上の周期を持つ繰り返し磁化パタ
ーンを記録する手段と、 被測定ヘッドからの再生波形の２次高調波歪み率を測定
する手段と、を持つことを特徴とする再生ヘッド非線形
歪の定量評価装置。 - 【請求項２】 測定対象の再生ヘッドの半値反転密度測
定手段と、 測定した半値反転記録周波数の逆数を２．７６倍した値
の周期を持つ繰り返し磁化パターンを記録する手段と、 被測定ヘッドからの再生波形の２次高調波歪み率を測定
する手段と、を持つことを特徴とする再生ヘッド非線形
歪の定量評価装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の再生ヘッド非線形歪の定
量評価装置において、被測定ヘッドが磁気抵抗効果型ヘ
ッドであることを特徴とする、再生ヘッド非線形歪の定
量評価装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の再生ヘッド非線形歪の定
量評価装置において、被測定ヘッドが磁気抵抗効果型ヘ
ッドであることを特徴とする、再生ヘッド非線形歪の定
量評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20540293A JPH0757227A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 再生ヘッド非線形歪の定量評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20540293A JPH0757227A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 再生ヘッド非線形歪の定量評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757227A true JPH0757227A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16506245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20540293A Pending JPH0757227A (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 再生ヘッド非線形歪の定量評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757227A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0766244A2 (en) * | 1995-09-27 | 1997-04-02 | AT&T Corp. | A read channel for at least partially offsetting nonlinear signal effects associated with the use of magneto-resistive heads |
| US5675095A (en) * | 1995-06-30 | 1997-10-07 | Canadian Space Agency | Rotational torque sensor |
| JP2007193868A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Shinka Jitsugyo Kk | 薄膜磁気ヘッドの書き込み素子の特性評価方法 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP20540293A patent/JPH0757227A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5675095A (en) * | 1995-06-30 | 1997-10-07 | Canadian Space Agency | Rotational torque sensor |
| EP0766244A2 (en) * | 1995-09-27 | 1997-04-02 | AT&T Corp. | A read channel for at least partially offsetting nonlinear signal effects associated with the use of magneto-resistive heads |
| EP0766244A3 (en) * | 1995-09-27 | 1997-08-20 | At & T Corp | A read channel for at least partially shifting non-linear signal effects associated with the use of magnetoresistive heads |
| JP2007193868A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Shinka Jitsugyo Kk | 薄膜磁気ヘッドの書き込み素子の特性評価方法 |
| JP4504928B2 (ja) * | 2006-01-18 | 2010-07-14 | 新科實業有限公司 | 薄膜磁気ヘッドの書き込み素子の特性評価方法 |
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