JPH10162509A

JPH10162509A - データ再生装置

Info

Publication number: JPH10162509A
Application number: JP32131996A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Yamakawa; 秀之山川; Takuji Nishitani; 卓史西谷; Takashi Nara; 孝奈良; Tatsuya Komatsu; 達也小松; Nobuaki Nakai; 信明中井; Terumi Takashi; 輝実高師
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＲＭＬ方式を用いるデータ再生回路でＭＲヘ
ッド特有の正負の振幅が非対称な再生波形に対しても、
アナログディジタル変換回路の入力レンジ幅を有効利用
し、高性能なデータ再生回路を提供する。【解決手段】ＡＤＣ１４の入力段にＤＣレベル調整回路
１３を設け、再生波形に直流信号を付加することによっ
てＡＤＣ１４の入力レンジ幅を有効に使う。アナログデ
ィジタル変換後の信号を高域通過型フィルタで処理する
ことによって、付加した直流信号を取り除く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータ再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置等の磁気記録再
生装置で、高密度でデータを記録再生するための信号処
理方式として、パーシャルレスポンスクラス４およびビ
タビ復号方式（以後、ＰＲＭＬ）が頻繁に使用されてい
た。

【０００３】このＰＲＭＬに関しては、三田によって書
かれた文献である「磁気ディスク用信号処理技術の最近
の展開」（電子情報通信学会論文誌Ｃ−II Ｖol．Ｊ７
５−Ｃ−II，Ｎo.１１，pp．６１１−６２３１９９２
年１１月号）等に、その技術内容が詳しく記載されてお
り、ＰＲＭＬは公知、公用の、データ再生方式に関する
技術である。この方式について大まかに述べると、以下
のような方式である。

【０００４】パーシャルレスポンス（以下ＰＲ）は、符
号間干渉（隣あって記憶されているビット間に対応する
再生信号同士の干渉）を積極的に利用してデータ再生を
行なう方法である。

【０００５】本方式では、まず、プリコードとよばれる
処理を含む処理を行なったデータを、記録媒体に記録し
ておく。そして、再生時には、プリコード処理と逆の伝
達特性を有する再生系でデータ再生を行なう。このよう
な処理により、符号間干渉が発生しても、データの再生
誤りが発生しにくいシステムを提供可能にする。よっ
て、高密度で記録された記録信号の再生にも対処しう
る。パーシャルレスポンスは、行なわれる処理の種類等
によって、複数種類（クラス）に分類できるが、最も主
流であるのが、クラス４のパーシャルレスポンスである
ＰＲ４である。

【０００６】また、ビタビ復号方式（以下ＭＬ）は、い
わゆる最尤系列推定方式の一種であって、過去のサンプ
ルデータを用いて、最も確からしいデータ系列を再生デ
ータとするための方式である。

【０００７】そして、ＰＲ４およびＭＬを組合せ、デー
タの記録再生を行なうのが、ＰＲＭＬ方式である。

【０００８】図２にこのＰＲＭＬ方式を用いたデータ再
生回路を示すブロック図を示す。

【０００９】この図で、記録媒体１０は、主に円盤、磁
気ヘッドから構成される。ここから読み出された再生信
号は、可変利得アンプ１１（Ｖariable Ｇain Ａmplifi
er:以後ＶＧＡ１１と記す）で増幅される。ＶＧＡ１１
の利得は自動的に調節され、その出力信号が後段のアナ
ログディジタル変換器１４（以後ＡＤＣ１４）のダイナ
ミックレンジを有効利用できるように利得制御が行われ
る。また、交流結合回路１２は、ＶＧＡ１２の出力信号
に含まれる直流信号を取り除き、後段のＡＤＣ１４が正
常に動作するように機能する。ＡＤＣ１４では、別途調
節されたサンプリングクロックによって、読みだし信号
をアナログ／ディジタル変換する。フィルタ１６は、ト
ランスバーサル型のディジタルフィルタで、その出力信
号がＰＲ４の応答波形となるように波形等化する。適応
学習回路１８はフィルタ１６の出力波形が、正しくＰＲ
４の応答波形となるように、フィルタ１６の伝達特性を
調節する。ビタビ復号回路１７によって、波形等化され
たフィルタ１６の出力信号が最尤列推定され、記録デー
タの１または０が再生される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで図６を用いて、
ＡＤＣ１４の動作について考える。ＡＤＣ１４の量子化
分解能をｎｂｉｔとする。ＡＤＣ１４は、あらかじめ定
めた入力レンジ幅を２ⁿ等分し、入力信号のサンプル値
が最も近い値を出力する。ＶＧＡ１１の増幅利得は、読
みだし信号に雑音が重畳してもＡＤＣ１４の入力レンジ
を越えないよう、ある程度の雑音余裕を保つようその利
得を調節する。ここで、図６（ａ）に示すように、薄膜
ヘッドに代表される誘導型の磁気ヘッドを用いた記録媒
体１０を使用した場合は、ゼロレベルを中心に正側／負
側の振幅が等しい再生波形が得られる。よって、正側／
負側の雑音余裕も等しい値となる。これに対して、近年
注目されている磁気抵抗形ヘッド（以後、ＭＲヘッドと
する）を使用した場合は、ＭＲヘッドの特性から図６
（ｂ）に示すように、その再生波形の正側／負側の振幅
が異なる（正負非対称）ことがある。このような場合で
は、振幅の大きい方（図６では負側）に合わせて雑音余
裕を設定するので、正側の雑音余裕が必要以上に大きく
なる。ところで、磁気ディスクのデータ再生回路は非常
に高速な動作を要求され、回路技術上の限界からＡＤＣ
１４は十分な量子化分解能を得ることができない。そこ
で、データ再生回路の性能を向上し磁気ディスク装置の
記録密度を少しでも上げるためには、ＡＤＣの入力レン
ジ幅に対する有効レンジ幅の比率を上げる、すなわち雑
音余裕を減らす必要がある。一般的に、記録媒体１０か
らの読みだし波形の非対称度は未知であり、ＡＤＣの入
力レンジを読みだし波形に応じて可変とするのは回路技
術上難しい。

【００１１】本発明の目的は、ＭＲヘッド特有の正負の
振幅が異なる再生波形に対しても、アナログディジタル
変換回路の入力レンジを最大限に有効利用し、高密度記
録に対応した高性能なデータ再生回路を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、本発
明の目的を達成するために、以下の手段を用いる。

【００１３】まず、ＡＤＣ１４の入力直前に、ＤＣレベ
ル調整回路を設ける。この回路では、読みだし信号に直
流信号を加えることによって、ＡＤＣ１４の正側／負側
の雑音余裕を等しくする。すると、ＶＧＡ１１の利得調
整機能によって、この雑音余裕の幅は最小限の値まで減
少する。このようにして、ＤＣレベルが調節された信号
を、ＡＤＣ１４でアナログ／ディジタル変換する。さら
に、ディジタル化した信号に含まれる直流信号成分を高
域通過型フィルタ（以下ＨＰＦ）で除去した後、ＦＩＲ
フィルタで波形等化を行なう。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１は本発明によるＰＲＭＬ方式を
用いたデータ再生回路を示すブロック図である。

【００１５】図１で、ＤＣレベル調整回路１３は、読み
だし信号に直流信号を加える機能を持ち、これによって
ＡＤＣ１４の入力レンジを有効に利用できるようにす
る。しかし、この信号を単純にＡＤＣ１４でディジタル
信号に変換するだけでは、ＡＤＣ１４の出力信号に直流
信号が含まれる。ＰＲ４チャネルの応答波形は直流信号
を含まないので、このままＦＩＲフィルタ１６で波形等
化しても、ＰＲ４の応答波形を得るのは難しい。そこ
で、ＨＰＦ１５で直流信号を取り除き、その後ＦＩＲフ
ィルタ１６で波形等化することによって、ＰＲ４の応答
波形を得る。

【００１６】次に、ＤＣレベル調整回路の詳細について
図５を用いて説明する。図５は、ＤＣレベル調整回路の
内部を示すブロック図である。この図で、加算器２９
は、入力信号に直流信号を加える機能を持つ。ピークホ
ールド回路３０は、読み出し信号の正側のピーク値を保
持する。同様に、ピークホールド回路３１は、負側のピ
ーク値を保持する。加算回路３２で、正負それぞれのピ
ーク振幅値の差を求める。これを、減衰回路３３で０．
５倍して、入力信号から引くことによって、読みだし信
号のＤＣレベルを調節する。

【００１７】これらの動作を、図３を用いて説明する。
図３（ａ）は、交流結合回路１２の出力信号をあらわ
す。再生波形の正側のピーク値がピークホールド回路３
０に保持され、負側のピーク値がピークホールド回路３
１に保持される。この両者のピーク値の差の半分の値を
入力信号から引くことによって、図３（ｂ）に示すＤＣ
レベル補正後の信号が得られる。なお、ピークホールド
回路３０，３１の出力信号は直流信号であるので、加算
回路３２、減衰回路３３、加算回路２９での位相遅れは
問題とならない。

【００１８】次に、ＨＰＦ１５について説明する。ここ
では、ＤＣレベル調整回路で付加した直流信号を除去す
るのが目的であり、カットオフ周波数が非常に低い高域
通過型フィルタを使えばよい。図４は、ＩＩＲ型フィル
タで構成したＨＰＦ１５の例である。この図で、ｘ(ｋ)
が入力信号で、添え字のｋは時刻をあらわす。この時刻
ｋは、ＡＤＣ１４のサンプリングクロックに同期してい
る。同様にｙ(ｋ)はＨＰＦ１５の出力信号であり、添え
字は時刻を示す。符号２１，２２，２３，２４は遅延回
路であり、ＡＤＣ１４のサンプリングクロックと同期し
て入力信号を１時刻遅延させる。符号２５，２６，２
７，２８は乗算回路であり、入力信号にあらかじめ設定
した値を掛けた値を出力する。この例では、乗算器２５
が２．０倍、乗算器２６が１．０倍、乗算器２７が、
０．９５７倍、乗算器２８が１．９５６倍に設定してあ
る。加算回路２０は、入力信号および各乗算結果の総和
を求めて出力信号とする。このＨＰＦ１５の出力波形の
例を図３（ｃ）に示す。ここでの信号は、既にディジタ
ル化されているので、実際は白丸で示す点の振幅値のみ
である。この実施例では、規格化カットオフ周波数ｆc
＝０.００５の２次高域通過型フィルタとした。このよ
うな比較的簡単な回路でも十分に直流信号のみを除去す
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＲＭＬ方式を用いる
磁気ディスク装置のデータ再生回路で、ＭＲヘッド特有
の正負の振幅が異なる再生波形に対しても、アナログデ
ィジタル変換回路の入力レンジ幅を最大限に有効利用
し、高密度記録に対応した高性能なデータ再生回路を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＰＲＭＬ方式を用いたデータ再生
回路を示すブロック図。

【図２】従来のＰＲＭＬ方式を用いたデータ再生回路を
示すブロック図。

【図３】本発明によるデータ再生回路での各部の波形
図。

【図４】ＨＰＦ１５の説明図。

【図５】ＤＣレベル調整回路の説明図。

【図６】ＡＤＣ１５の動作の説明図。

【符号の説明】

１０…記録媒体、１１…可変利得アンプ、１２…交流結合回路、１３…ＤＣレベル調整回路、１４…アナログディジタル変換回路、１５…高域通過型フィルタ、１６…ＦＩＲフィルタ、１７…ビタビ復号回路、１８…適応学習回路。

フロントページの続き (72)発明者小松達也東京都小平市上水本町五丁目20番地１号株式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者中井信明東京都小平市上水本町五丁目20番地１号株式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者高師輝実神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＲＭＬ方式を用いるデータ再生装置にお
いて、記録媒体からの再生信号が、正側の振幅のピーク値と負
側の振幅のピーク値が等しくなるように直流信号を加
え、前記再生信号をアナログディジタル変換したのち、
高域通過型フィルタを用いて前記直流信号を取り除く処
理を行なうことを特徴とするデータ再生回路。