JPH09306104A - 波形等化器のタップ係数最適化動作制御回路およびディジタルデータ記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ディスクを記録媒体とするディジタルデー
タ記録再生装置では、最適な波形等化出力が得られる様
にタップ係数の最適化を行う必要があるが最適化が終了
した後はタップ係数最適化回路は動作したままで電力を
消費する。 【解決手段】波形等化器６のタップ係数最適化動作と並
行して、波形等化器６の出力信号の誤差の検出を行う。
波形等化器６の出力信号の誤差の改善を検出して、タッ
プ係数最適化回路８を停止し、波形等化器６の出力信号
の誤差の劣化を検出し、タップ係数最適化回路８の動作
を再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
記録再生装置および波形等化回路のタップ係数最適化装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度記録を行うディジタルデータの記
録再生装置、例えば、円盤状の記録媒体を用いる磁気記
録装置では、データの高密度記録を行うほど隣接ビット
間で符号間干渉が生じ、再生信号波形の振幅値が記録デ
ータパターンによって大きく変動する。このような高密
度記録波形を再生するために、トランスバーサルフィル
タを用いて、色々な記録データパターンに対し信号波形
の振幅を一定にするため波形等化器が使用される。円盤
の内側と外側又ヘッド毎に再生波形が異なるため、円盤
上の各トラック位置及び各ヘッドに応じてトランスバー
サルフィルタの最適なタップ係数を設定する必要があ
り、波形等化器には各トラック毎にタップ係数を補正す
るための適応型のタップ係数最適化回路が設けられる。

【０００３】このような適応型波形等化器は、波形等化
器の入出力信号の誤差（等化誤差）に応じてタップ係数
値あるいはタップ係数の極性を変化させ、等化誤差を減
少させることでタップ係数の最適化を行うため、データ
再生時にタップ係数最適化回路を常に動作させておく必
要がある。以上の様な適応型波形等化器の例として、特
開平５−１２８７２９号公報で示されている方法が挙げ
られる。

【０００４】一方、データ再生時に円盤状記録媒体（デ
ィスク）の各トラックで一度だけタップ係数の最適化を
行い、各トラック毎の最適化されたタップ係数値を揮発
性メモリ（ＲＡＭ）等の記憶装置に保存させておく技術
がある。これは、一度最適化された各トラック毎のタッ
プ係数値を、２回目以降のデータ再生時に再利用しよう
とするもので、ディスク上のトラック毎のデータ再生時
で、以前最適化された各トラックに対応するタップ係数
値を、最適化されたタップ係数値が保存されている記憶
装置から読み出し、波形等化器の最適タップ係数値とし
て用いる方式である。この方式では、タップ係数最適化
回路は最初の各トラックのタップ係数を設定する際のデ
ータ再生時のみ動作させればよく、２回目以降のデータ
再生時には、タップ係数最適化回路は停止される。

【０００５】各トラック毎のタップ係数の最適値を予め
外部記憶装置に記憶しておく適応型波形等化器の例は、
特開昭５９−１６７８１１号公報で示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ディスクの各トラック
に対するタップ係数の最適化を逐次行う波形等化器で
は、データ再生時タップ係数最適化回路は常に動作して
いる。各トラックで、タップ係数最適化回路が動作を開
始し終了するまでに費やされる時間は、１セクタ当たり
５１２バイトのデータ領域を基準として数セクタ分を要
する。従って、同トラックデータ再生中の残りのセクタ
領域の再生時は、波形等化器内のトランスバーサルフィ
ルタのタップ係数の最適化が終了しているにも関わら
ず、タップ係数最適化回路は動作したままとなり、不要
な電力を消費することになる。

【０００７】一方、ディスクの各トラックに対するトラ
ンスバーサルフィルタのタップ係数値の最適化を予め行
い、最適化されたタップ係数値を外部記憶装置に保存し
ておき、各トラックデータ再生時に外部記憶装置から対
応するタップ係数値を読み出し最適値として用いる方式
では、各ヘッド毎各トラック毎に最適タップ係数値が固
定化されている。この構成では、ディスクデータ再生時
の外部環境変化（気温変動、電源変動、タップ係数最適
化回路内外のアナログ信号雑音の変動）、あるいはタッ
プ係数最適化回路の入出力信号の誤差の変動に依存せ
ず、常に固定のタップ係数値が最適値として設定されて
しまうため、ディスクデータ再生時の周囲の状況によっ
て波形等化が正常に行われず、データ再生が正常に行わ
れなくなることがある。

【０００８】本発明の目的は、これらの問題点に着目
し、ディスクデータ再生時には各ヘッド毎各トラック毎
に逐次トランスバーサルフィルタのタップ係数を最適化
することにより、外的環境変化に対し安定した波形等化
出力を得ることができ、かつ、タップ係数の最適化が終
了した後にはタップ係数最適化回路の動作を停止させる
ことにより、不要な消費電力を低減することができるタ
ップ係数最適化動作制御回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のタップ係数最適
化動作制御回路では、波形等化器出力信号の誤差の改善
を検出することによりタップ係数最適化回路を停止し、
波形等化器出力信号の誤差の劣化を検出することにより
タップ係数最適化回路の動作を再開する。本発明のタッ
プ係数最適化動作制御回路では、タップ係数最適化回路
の入力信号（波形等化出力信号）に対する波形等化出力
目標値（期待値）を生成する手段と、生成された期待値
に対する波形等化出力の誤差を検出する手段と、誤差の
程度によってタップ係数最適化回路を停止、あるいは開
始させる手段を設けている。

【００１０】本発明では、ディスクデータ再生時逐次各
トラック毎に波形等化器のタップ係数の最適化を行って
いるため、気温変動、電源変動、あるいはタップ係数最
適化回路の入出力信号の誤差の変動に依存せず安定した
等化出力が得られ、等化誤差によるディスクデータ再生
時の誤動作が低減する。

【００１１】また、タップ係数の最適化が終了した後は
タップ係数最適化回路の動作が停止するため、逐次タッ
プ係数の最適化を行っている場合に比べタップ係数最適
化回路の消費電力節約が可能である。

【００１２】さらに、タップ係数最適化動作制御回路の
消費電力をタップ係数最適化回路のそれより小さくする
ことにより、波形等化システム全体の消費電力節約が可
能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１及び
図２を用いて説明する。

【００１４】図１は磁気ディスク装置におけるタップ係
数最適化動作制御回路を有するディジタルデータ再生系
の第１の実施例を示すブロック図であり、１は記録媒
体、２は磁気ヘッド、３はリードアンプ、４は可変利得
調整用アンプ（ＶＧＡ）、５は低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）、６は波形等化器、７はデータ弁別回路、８はタッ
プ係数最適化回路、９はタップ係数最適化動作制御回
路、１０は等化出力期待値生成手段、１１は減算回路、
１２は等化出力誤差判定手段、１３は等化出力誤差カウ
ント手段、１４は等化出力誤差カウント値保持用レジス
タ、１５はタップ係数最適化回路動作制御手段、２９は
インバータ、４１はデコード回路、４２はディスクコン
トローラ、４３はインタフェース回路（Ｉ／Ｆ）、４４
はホストコンピュータ、４５はマイコン、４７はシーケ
ンサ、４８はデータ再生回路である。

【００１５】本実施例では、複数のタップ係数を持つト
ランスバーサルフィルタを波形等化器６として使用し、
データ弁別器７との組み合わせで、ＰＲＭＬの技術を実
現した構成となっている。

【００１６】記録媒体１から磁気ヘッド２を用いて読み
出されたデータ再生信号は、リードアンプによって増幅
された後、ＶＧＡ４によってその振幅の調整を受ける。
自動利得制御回路が波形等化器６の等化出力データ１６
を制御信号としてＶＧＡ４にフィードバックすることに
より、ＶＧＡ４では等化出力データ振幅値の自動補正が
行われる。ＶＧＡ４の出力信号１７は、ＬＰＦ５で再生
データ信号の周波数帯域以上の高周波信号成分（雑音
等）が除去される。波形等化器６は、高密度記録時の隣
接ビット間隔が狭い場合に符号間干渉を起こし振幅が小
さくなっている再生データを、”１”、”０”の２値の
ディジタル信号、あるいは”１”、”０”、”−１”の
３値のディジタル信号に対応する期待値信号レベルに波
形等化する手段であり、タップ係数の最適化が行われて
いれば、ＬＰＦ５で帯域制限された再生データ１８は波
形等化器６で予め定められた信号レベル（期待値）に等
化される。等化出力データ１６はデータ弁別回路７で弁
別され、デコード回路４１で再生信号の復号が行われ
る。ディスクコントローラ４１では復号データ４６に対
してエラー訂正、及びデータフォーマットの調整が行わ
れ、Ｉ／Ｆ４３を介してホストコンピュータ４４にデー
タの転送が行われる。なおマイコン４５は、ディスクコ
ントローラ４２、Ｉ／Ｆ４３、データ再生回路４８の動
作制御を行う。

【００１７】以上の動作は波形等化器６のタップ係数が
最適化されている場合であり、タップ係数最適化回路８
の動作は停止している。しかし、データ再生開始直後あ
るいはデータ再生時のトラックの移動等により記録再生
速度が変化した直後は、タップ係数の最適化が行われて
いないため波形等化器の出力信号は期待値に対して誤差
（等化誤差）を有する。このときデータ弁別回路７は等
化出力データ１６の誤差により誤ったデータの復号をし
てしまう可能性があり、データ再生時の信頼性が劣化す
る。従ってタップ係数最適化回路８によりタップ係数の
最適化を行うことになり、このとき、タップ係数最適化
動作制御回路９がタップ係数最適化の開始と停止の動作
タイミングを制御する。以下にその動作を説明する。

【００１８】ディスクデータ再生開始時、タップ係数最
適化回路８は動作可能状態（タップ係数最適化イネーブ
ル状態）であるとする。等化出力データ１６は等化器出
力期待値生成手段１０に入力される。等化器出力期待値
生成手段１０は波形等化器６からの等化出力データ１６
に対する期待値を、タップ係数最適化動作時あるいはタ
ップ係数最適化動作停止時に関わらず逐次生成してい
る。ここで、波形等化器６の出力振幅が”１”、”
０”、”−１”の３値のディジタル値であるとし、それ
ぞれのディジタル値に対する期待値が”ａ”、”
０”、”−ａ”であるとする。また波形等化器６の最大
出力値は”ｚ”，最小出力値は”−ｚ”であるとする。
等化器出力期待値生成手段１０は、誤差を有する等化出
力データ１６の瞬時値”ｘ”のばらつきが、−ｚ≦ｘ＜
−ａ／２の範囲なら期待値”ａ”、−ａ／２≦ｘ＜ａ／
２の範囲なら期待値”０”、ａ／２≦ｘ＜ｚの範囲なら
期待値”−ａ”をそれぞれ出力する。減算回路１１で
は、期待値出力１９と等化出力データ１６の期待値との
誤差が出力される。等化出力誤差判定手段１２は、減算
回路１１で求められた等化出力誤差２０を誤差判定レベ
ル設定値２１と比較し、それ以上であれば等化出力誤差
カウント信号２２として次段の等化出力誤差カウント手
段１３を＋１だけカウントさせる制御信号を出力する。
誤差判定レベル設定値２１は等化出力誤差２０の取り得
る範囲で設定可能である。等化出力誤差カウント手段１
３は、誤差判定レベル設定値２１以上の等化出力誤差２
０を逐次カウントしている加算カウンタである。等化出
力誤差カウント手段１３は、磁気ディスクのセクタデー
タの再生毎にアサートされるタップ係数最適化イネーブ
ル信号２３によりリセットされ、セクタデータ再生毎に
カウント値”０”からカウントを開始する。セクタデー
タ再生毎にリセットされる誤差カウント値２４は、セク
タデータの再生終了毎にアサートされるタップ係数最適
化終了信号２５により、等化出力誤差カウント値保持用
レジスタ１４にセットされるタップ係数最適化回路動作
制御手段１５は、セクタデータ再生毎に更新される等化
出力誤差カウント確定値２６に従って、タップ係数最適
化回路８の動作開始及び動作停止を判定する。等化出力
誤差カウント確定値２６がタップ係数最適化動作制御レ
ベル設定値２７より大きい場合は、タップ係数最適化回
路８は動作状態となり、波形等化器６のタップ係数の最
適化を行う。一方、等化出力誤差カウント確定値２６が
タップ係数最適化動作制御レベル設定値２７より小さい
場合は、タップ係数最適化回路８は停止状態となる。な
お、タップ係数最適化回路動作制御手段１５は、タップ
係数最適化イネーブル信号２３の反転信号によりセクタ
データ再生毎にリセットされるため、セクタデータ再生
毎に逐次タップ係数最適化回路８の状態を制御する。

【００１９】次に誤差判定レベル設定値２１とタップ係
数最適化動作制御レベル設定値２７の設定方法につい
て、図１、図２及び図３を用いて説明する。図３は磁気
ディスクの任意のトラックデータを再生した時の、誤差
判定レベル設定値２１に対する等化出力誤差カウント確
定値２６の特性を示している。特性３０が波形等化器の
タップ係数が最適化されている場合で、特性３１が波形
等化器のタップ係数が最適化されていない場合である。
図３で、誤差判定レベル設定値２１を図中のａ値に定め
ると、タップ係数が最適な場合は等化出力誤差カウント
確定値２６はｂ値になる。よって、タップ係数最適化動
作制御レベル設定値２７をｂ値あるいはそれ以上の値に
設定しておけば、タップ係数最適化動作が終了した場合
には、タップ係数最適化回路８の動作を停止状態にする
ことができる。但し、磁気ディスク上の各トラック毎に
タップ係数最適化動作制御レベル設定値２７は異なるた
め、各トラックデータ再生毎に設定し直す必要がある。

【００２０】図４は、図１の実施例で、任意のトラック
データを再生している場合のタップ係数最適化動作制御
回路９の制御シーケンス例を示す。図中の各アルファベ
ット記号は、図１の各ブロックにおける入出力信号の時
間的な対応を示している。タップ係数最適化イネーブル
信号２３、誤差カウント値２４、タップ係数最適化終了
信号２５、等化出力誤差カウント確定値２６、及びタッ
プ係数最適化回路制御信号２８は、制御クロック信号３
２に同期して制御される。なおタップ係数最適化イネー
ブル信号２３、タップ係数最適化終了信号２５、等化出
力誤差カウント確定値２６、及びタップ係数最適化回路
制御信号２８は、セクタデータ再生時のクロック周期と
同じ周期で制御され、タップ係数最適化イネーブル信号
２３、及びタップ係数最適化終了信号２５は、シーケン
サ４７から出力される。

【００２１】以上の実施例では、波形等化器出力信号の
期待値に対する誤差を検出し、セクタデータ当たりの誤
差の発生頻度によってタップ係数最適化回路の動作状態
を判定するが、誤差が０の場合の波形等化器出力を検出
することで同様にタップ係数最適化回路の動作制御を行
うことができる。図５はその実施例を示し、以下図１と
図５を用いて説明する。

【００２２】誤差＝０出力検出手段３３は等化出力誤差
２０が０のとき、誤差＝０出力カウント信号３６として
次段の誤差＝０出力カウント手段３４を＋１だけカウン
トさせる制御信号を出力する。誤差＝０出力カウント手
段３４は、タップ係数最適化イネーブル信号２３により
セクタデータ再生毎にリセットされ、誤差＝０カウント
値３７は、タップ係数最適化終了信号２５により、誤差
＝０出力カウント値保持用レジスタ３５にセクタデータ
再生終了毎にセットされる。タップ係数最適化回路動作
制御手段１５では、誤差＝０出力カウント確定値３８が
タップ係数最適化動作制御レベル設定値２７より大きけ
ればタップ係数最適化回路８の動作を停止させ、逆に小
さい場合はタップ係数最適化回路８の動作を開始、ある
いは継続させる。タップ係数最適化動作制御レベル設定
値２７の設定方法を以下に説明する。

【００２３】波形等化器６の期待値に対する任意の誤差
のカウント分布の例を図６に示す。特性３９がタップ係
数が最適化されている場合で、特性４０がタップ係数が
最適化されていない場合である。タップ係数が最適化さ
れているときは誤差＝０がカウント分布のピークとなる
ので、このときのカウント値（図中のｃ値）をタップ係
数最適化動作制御レベル設定値２７に設定すれば、タッ
プ係数最適化回路８の動作制御を行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、予めディスクの各トラ
ックに対する最適のタップ係数での等化出力誤差カウン
ト値を、誤差＝０を含む任意の誤差レベルで測定してお
き、この値をタップ係数最適化の終了判定レベルとして
ディスクデータ再生時に検出することにより、タップ係
数最適化回路の動作状態を制御することができ、タップ
係数最適化回路の電力制御を行うことができる。また、
外部環境変化等で等化出力誤差が大きくなった場合に
は、再びタップ係数最適化の終了判定レベルが検出でき
るまでタップ係数の最適化を行うため、データリード時
常に安定した波形等化出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で、タップ係数最適化回路動
作制御回路を磁気記録ディスク再生装置に適応した場合
のブロック図。

【図２】本発明の一実施例で、等化誤差を検出しタップ
係数最適化回路の動作制御を行うタップ係数最適化回路
動作制御回路のブロック図。

【図３】タップ係数が最適化されている場合と最適化さ
れていない場合の等化出力誤差カウント確定値の特性
図。

【図４】タップ係数最適化回路動作制御系の制御シーケ
ンスのタイミングチャート。

【図５】本発明の一実施例で、誤差＝０を検出しタップ
係数最適化回路の動作制御を行うタップ係数最適化回路
動作制御回路のブロック図。

【図６】タップ係数が最適化されている場合とされてい
ない場合の、任意の誤差における誤差カウントの特性
図。

【符号の説明】

１…記録媒体、 ２…磁気ヘッド、 ３…リードアンプ、 ４…可変利得調整用アンプ、 ５…低域通過フィルタ、 ６…波形等化器、 ７…データ弁別回路、 ８…タップ係数最適化回路、 ９…タップ係数最適化動作制御回路、 １６…等化出力データ、 ２１…誤差判定レベル設定値、 ２６…等化出力誤差カウント確定値、 ２７…タップ係数最適化動作制御レベル設定値、 ４１…デコード回路、 ４２…ディスクコントローラ、 ４３…インタフェース回路、 ４４…ホストコンピュータ、 ４５…マイコン、 ４６…復号データ、 ４７…シーケンサ、 ４８…データ再生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 孝 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式 会社日立製作所半導体事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヘッドと、記録媒体と、波形等化器
   と、上記波形等化器のタップ係数の最適化を行う手段を
   備えたディジタルデータ記録再生装置において、上記波
   形等化器の任意の誤差レベル以上の出力誤差を検出し、
   出力誤差の発生頻度によってタップ係数最適化回路の動
   作状態を制御することを特徴とするディジタルデータ記
   録再生装置。
2. 【請求項２】磁気ヘッドと、記録媒体と、波形等化器
   と、上記波形等化器のタップ係数の最適化を行う手段を
   備えたディジタルデータ記録再生装置において、誤差が
   ０の上記波形等化器の出力データを検出し、上記出力デ
   ータの発生頻度によってタップ係数最適化回路の動作状
   態を制御することを特徴とするディジタルデータ記録再
   生装置。
3. 【請求項３】波形等化器のタップ係数の最適化を行う装
   置において、波形等化の入力信号に対する出力信号の期
   待値を生成する手段と、生成された期待値に対して誤差
   を生成する手段と、任意の値以上の誤差を持つ等化出力
   信号の発生頻度をカウントする手段と、カウントされた
   任意の値以上の誤差を持つ等化出力信号のカウント数に
   より上記波形等化器のタップ係数の最適化を行うタイミ
   ングを制御する手段とを備えたことを特徴とする波形等
   化器のタップ係数最適化装置。