JPS62190478A - 磁気記録媒体の雑音測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体に信号を記録し、これを磁気ヘ
ッドで再生した時にその再生信号に含まれる媒体雑音を
簡易かつ高精度に測定するための雑音測定方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

磁気記録装置の設計にあたって最も重要となる信号弁別
マージンは、再生信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の増
加とともに増加する。第６図は再生信号に含まれる雑音
の構成要因をなす各種雑音の周波数スペクトラムを一般
的に示した図であり、同図において、１は媒体雑音スペ
クトラム、２はヘッドインピーダンス雑音スペクトラム
、３は回路雑音スペクトラムを示す。４は１〜３の各雑
音の和であり再生信号に含まれる全雑音のスペクトラム
である。５は信号周波数に対応するスペクトラムであり
、７は４に５が重畳したもので信号を記録した媒体から
再生される出力スペクトラムがこれにあたる。

ここで、一般の磁気ディスク装置においては１〜３の雑
音の中で媒体雑音１が最も支配的であることから、磁気
記録媒体より得られる再生信号品質を正確に評価するた
めには、磁気記録媒体に信号を記録し再生した場合に、
その再生信号に含まれる媒体雑音を正確かつ比較的ｆ’
Ｊ易に測定する必要がある。塗布形磁気記録媒体につい
てはＩＳＯ６９０１等で媒体雑音に基＜Ｓ／Ｎ比の測定
法の国際規格が定められている。これによればＳ／Ｎ比
は次式で定義される。

ここで　Ｓ　：信号出力 Ｎア　：媒体を直流消去した時に該媒体から得られる全
雑音 Ｎ、、：ヘッドインピーダンス雑音 Ｎｃ　；回路雑音 この信号出力および各雑音については信号再生回路の終
端に遮断周波数及び周波数ディケードを規定した低域濾
波器と実効値電圧計を用いるだけで、比較的高精度に測
定する方法が規定されている。

第７図は従来より広く用いられている塗布形媒体の場合
に再生信号に含まれる雑音スペクトラムを示した図であ
り、同図において、６は直流消去時の雑音スペクトラム
、４，８．９は信号記録時の雑音スペクトラムである。

４，８．９の順で信号周波数、即ち記録密度が増加して
おり、この順で雑音レベルは減少している。１０はヘッ
ドインピーダンス雑音と回路雑音の和である。媒体雑音
を信号を記録した媒体の再生出力スペクトラムから分離
して求める方法においては、４，８．９および１０のス
ペクトラムを二乗することによってそれぞれの電力スペ
クトラムを求め、４，８．９のそれぞれの電力スペクト
ラムから１０の電力スペクトラムを差し引いて４，８．
９のそれ″ぞれに対応した媒体雑音の電力スペクトラム
を求める。

つぎに得られたそれぞれの媒体雑音の電力スペクトラム
を周波数で積分し、その平方根を求めて媒体雑音実効値
を得る。

第８図は塗布形媒体の場合において記録密度と媒体雑音
実効値の関係を示したグラフであり、同グラフによれば
記録密度の増加に伴い媒体雑音実効値は減少しており、
雑音は直流消去状態において最も大きい。信号弁別マー
ジンの設計にあたっては媒体の信号品質を信号記録状態
での雑音で規定することが本来的に必要であるが、塗布
形媒体の場合は、前記（１）式に示すようにＳ／Ｎ比の
評価に直流消去時の雑音即ち媒体雑音の最も高い値を用
いており、いかなる記録密度についても最も厳しい状態
でＳ／Ｎ比を規定している。

しかるに連続薄膜媒体においては、記録密度と雑音電力
実効値の関係が塗布形媒体の場合と異なっている。第９
図は連Ｖｆ、Ｔｆｌ−膜媒体の場合において再生信号に
含まれる雑音スペクトラムを示したもので、６は直流消
去時の雑音スペクトラム、７゜８は信号記録時の雑音ス
ペクトラムである。１０はヘッドインピーダンス雑音と
回路雑音の和である。７，８の順で信号周波数即ち記録
百度が増加しており、この順で雑音レベルは増加してい
る。

第１０図は連続薄膜媒体における記録密度と媒体雑音実
効値の関係を示したグラフであり、同グラフによれば、
塗布形媒体の場合と異なり、記録密度の増加に伴い媒体
雑音実効値は増加し、媒体雑音は信号記録時に比べ、直
流消去状態において最も小さい。

これは塗布形媒体の媒体雑音の主因が媒体欠陥や不純物
の境界に発生する減磁界であるのに対し、連続薄膜媒体
の媒体雑音の主因は微少領域における保磁力の不均一性
などの磁気特性のゆらぎであり磁化遷移部分で雑音が発
生しやすいという性質によるものである。

従って前記（１）式で定義しているＳ／Ｎ比を連続薄膜
媒体の装置設計に用いることは全く不適であることがわ
かる。このため連続薄膜媒体についての媒体雑音測定は
信号を記録した媒体から再生される出力の周波数スペク
トラム（再生出力スペクトラム）をスペクトラムアナラ
イザを用いて測定し、それより媒体雑音スペクトラムの
みを分離するという方法が用いられている。

しかるにこの方法は再生出力スペクトラムの測定とこれ
につづく媒体雑音スペクトラムの分離等の測定手順が煩
雑であるという欠点があった。また通常再生信号につい
ての情報の検出は再生信号パルスのピーク部分について
行われるため、このピーク部分の媒体雑音を測定するこ
とが高精度な媒体信号品質評価には重要であるのに対し
、この再生出力スペクトラムから媒体雑音スペクトラム
を分離測定する方法においては、再生信号波形全体に分
布する雑音が平均的に測定されるため再生信号ピーク部
分における媒体雑音とは異なる値が測定されるという欠
点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明においては、上記従来技術の諸欠点の除去
を解決すべき問題点としており、従って本発明の目的は
、再生信号ピーク部分の雑音測定を高精度に行い得ると
ともに、信号スペクトラムと雑音スペクトラムを分離せ
んとする場合、その分離に伴う煩雑な操作を不要として
、１５０６９０１等で規定されている簡易な測定法を連
続薄膜媒体に対しても適用可能とするような磁気記録媒
体の雑音測定方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記目的を
達成するため、本発明においては、再生信号ピーク部分
の信号記録時における磁化過程を直流磁界により再現し
、磁気記録媒体もしくは記録再生トラックを一様に信号
記録時のピーク部分と同じ磁化状態とした後、その雑音
磁化を測定するものである。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の一実施例を説明する。

本発明による磁気記録媒体雑音の測定方法は、要するに
、第１段階として、磁気記録媒体に対し、その記録方向
に、該媒体の保磁力に比べ充分に大きな直流磁界を印加
し、次に第２段階としてこれと逆方向に該媒体を飽和さ
せるに足る直流磁界より小さい直流磁界を印加した後（
以上、二つの磁界印加操作により、磁気記録媒体に対し
て未飽和直流消去がなされたことになる）、第３段階と
して該媒体を再生して得られる再生雑音を測定し、しか
も、前記第２段階において印加する小さい直流磁界の大
きさを可変させて、前記第３の段階において得られる再
生雑音の測定値が最大となるようにし、その最大値をも
って媒体雑音の測定値とするものである。

一般にＳ／Ｎ比を測定する場合には、信号を記録した後
、再生してその再生信号のレベルを求める操作と、それ
とは別に、上述のようにして媒体雑音の大きさを求める
操作を行い、その二つによりＳ／Ｎ比の測定を行ってい
る。

以下、第１図を参照して、本発明による雑音測定方法を
取り入れて、Ｓ／Ｎ比測定を行う場合について、本発明
の一実施例ということで説明する。

第１図において、３１は雑音測定（或いはＳ／Ｎ比測定
）を行う対象としての磁気記録媒体、３２は雑音検出に
用いるヘッド、３３はヘッドに記録電流もしくは消去電
流を供給する記録、消去回路、３４はヘッドから得られ
る出力を増幅する増幅器、３５はヘッドから得られる出
力の信号レベルを測定する測定器であり、たとえばオシ
ロスコープなどが用いられる。３６はヘッド３２から得
られる出力の周波数帯域を媒体雑音の周波数帯域に制限
するフィルタ、３７は媒体雑音の実効値を求める実効値
電圧計である。

媒体３１の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の測定にあたって
は、まずヘッド３２および記録、消去回路３３によって
媒体３１に信号を記録し、その信号レベルをヘッド３２
、増幅器３４および測定器３５によって測定する。次に
ヘッド３２および記録、消去回路３３によって媒体３１
に前述した未飽和直流消去を施し、ヘッド３２、増幅器
３４および測定器３５によって雑音出力を検出し、次に
フィルタ３６により周波数帯域制限したのち実効値電圧
計３７により未飽和直流消去媒体の雑音実効値を測定す
る。したがって媒体雑音実効値は実効値電圧計３７の指
示値を直読することにより求めることができる。この場
合、消去電流を変化させ媒体雑音実効値が最大となる値
を求めてその値を媒体雑音実効値として得た後、信号レ
ベルの測定値と併せてＳ／Ｎ比を求める。

第２図は本発明実施時における媒体のヒステリシス磁化
曲線と記録磁化過程との関係を模式的に示した特性図で
ある。同図において、１１１２１３１πおよび１４１５
１６１１は媒体の磁気特性によって決まる磁化曲線のメ
ジャーループである。１１゜１４は充分に大きな直流磁
界を媒体に印加した時の磁化状態、１２．１５は直流消
去された媒体の磁化状態である。

今、１２の磁化状態にある媒体に、記録磁界が正より負
側に反転する記録電流で記録を行う場合を考えると、記
録電流が反転した直後においては磁化遷移領域の媒体磁
化はメジャーループの１７゜１８．１９に位置している
。この状態からヘッドが媒体より遠ざかり、記録磁界が
除去されると１７．１８．１９の磁化はそれぞれマイナ
ーループ１７２０　、１８２１　、１９２２に沿って磁
化され、２０゜２１．２２が最終磁化状態として媒体に
記録される。ここで１８は磁化曲線の勾配の最も急峻な
部分であり、対応する最終磁化状態２１がヘッドによる
記録磁界除去後の再生信号ピーク部分の磁化である。

ここでヘッドに直流電流を流、し、媒体を記録再生トラ
ック−周に亘って一様に直流磁化させ、その一様磁化に
より信号記録時の再生信号ピーク部分の磁化過程を再現
させる。

まず、充分に大きな直流磁界により媒体を一旦飽和磁化
し媒体を点１１の状態とした後その直流磁界を除去する
と媒体の磁化は点１２に位置する。

次にその磁化方向と逆の方向に点１８に相当する直流磁
界を加えた（この操作を“未飽和直流消去する”と記す
）後その直流磁界を除去すると媒体は１８〜２１に沿っ
て磁化が変化し最終的に点２１に位置するため、媒体の
磁化を一様に再生信号ピーク部分と同じ状態とすること
ができる。この磁化を再生すると再生信号のピーク位置
における磁化変動、即ち信号記録時の媒体雑音が測定で
きる。

第３図は未飽和直流消去を行った媒体、および信号の記
録を行った連続薄膜媒体の雑音スペクトラムを示す。縦
軸はトラック幅１μｍ、ヘッド巻線数１ターン、周速１
ｍ／ｓｅｃあたりの規格化値で示した。７は信号記録時
のヘッド出力スペクトラム、５は信号周波数に対応した
スペクトラムを示す。６は飽和直流消去時の雑音スペク
トラム、２３〜２５は未飽和直流消去時の雑音スペクト
ラム例、１０はヘッドインピーダンス雑音及び回路雑音
のスペクトラムである。２３は２３〜２５のスペクトラ
ムの中でそのレベルが最大となる場合であり未飽和直流
消去電流■えが約７〜８　ｍ　Ａで得られる。

第４図に未飽和直流消去を施した媒体の媒体雑音実効値
（帯域３０ＭＨ，）（以下未飽和直流消去媒体雑音実効
値と記す）の消去電流Ｉｔ依存性、及び孤立波記録を行
った場合の再生出力ならびに孤立波再生波形を積分して
求めた再生磁束量の記録電流Ｉ８依存性を示す。２６は
未飽和直流消去媒体雑音実効値、２７は未飽和直流消去
媒体雑音実効値の最大値（以下Ｎ　ＭＡｘと記す）、２
８は未飽和直流消去媒体雑音の最大値を与える消去電流
（以下■。。と記す）、２９は孤立波再生出力ＥＰＰを
示し、３０は再生磁束量である。

未飽和直流消去媒体雑音実効値、再生出力共に第３図と
同様に規格化して示した。再生磁束量は充分大きな記録
電流で媒体が飽和記録された時の値を１として規格化し
て示した。

第４図に示すように、孤立波記録は■。＝約１５ｍＡで
飽和しており、その約半分の７〜８ｍＡのＩ６゜で未飽
和直流消去時の媒体雑音が最大値２７　　（ＮＭＡＸ　
）に達する。このｒｌ。においては媒体からの再生磁束
量は０．５となっている。このことはＩＥＯでは、媒体
の磁化がＯであることを示しており、磁化曲線の勾配最
大点（第２図における２１）に対応した磁化、すなわち
信号を記録した場合の再生信号ピーク部分に等しい磁化
状態となっていることを示している。従って未飽和直流
消去による媒体雑音測定を行うにあたっては、媒体雑音
が最大となる消去電流ＩＥＯで未飽和直流消去を行う必
要がある。

第５図は従来の雑音測定法を用い、信号記録時の雑音ス
ペクトラムを積分する方法によって得た媒体雑音実効値
の記録密度依存性を、本発明によって得た未飽和直流消
去媒体雑音実効値の最大値と比較して示したものであり
、２７は第４図で述べたＮＨＡＸを示す。

３８は分解能を示しており、記録密度の増加に伴い低下
する。３９は従来の雑音測定法による媒体雑音実効値で
あり、記録密度の増加に伴い増加する。これは信号記録
時の媒体雑音が再生信号ピーク部分に主に存在するが、
信号記録時の雑音スペクトラムから媒体雑音を求める方
法においては、再生信号ピーク部分以外の部分の媒体雑
音が同時に検出され平均化されるため、再生信号ピーク
部分ニ比べて低く測定されるためであり、かつ記録密度
の増加とともに再生信号ピーク部分の存在頻度が増加す
るとトラック−周の平均的な媒体雑音が増加するためで
ある。

そして記録密度の増加とともに３９はＮＭＡＸ　２７に
瀬近する。これは未飽和直流消去を行った場合の媒体は
一様に再生信号ピーク部分と同じ磁化状態となっている
ため、再生信号ピーク部分の存在頻度増加による雑音増
加の極限値となるためである。即ち本発明によって得ら
れた未飽和直流消去媒体雑音実効値が信号記録時の再生
信号ピーク位置での雑音を示していることが確認される
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による媒体雑音測定ン去は
、ヘッド再生出力スペクトラムから雑音スペクトラムを
分離する必要がなく、媒体の直流消去状態で信号記録時
の雑音測定が簡易にできること、また再生信号ピーク部
分の雑音が測定できるため再生信号の品質評価が高精度
に行える等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての媒体雑音測定方法の
説明に用いるブロック図、第２図は本発明実施時におけ
る、媒体磁化曲線と記録磁化過程の関係を原理的に説明
した特性図、第３図は信号記録時のヘッド出力スペクト
ラムと本発明により得られる媒体雑音スペクトラムの測
定例を示す特性図、第４図は本発明によって得られる媒
体雑音の消去電流依存性を示すグラフ、第５図は信号記
録時媒体雑音の記録密度依存性と本発明によって得られ
る媒体雑音の関係を示すグラフ、第６図は磁気記録にお
いて再生信号に含まれる雑音の構成要因をなす各種雑音
の周波数スペクトラムを示した図、第７図は塗布形媒体
の雑音スペクトラムを示した図、第８図は塗布形媒体の
場合において記録密度と雑音電力実効値の関係を示した
グラフ、第９図は連続薄膜媒体の場合において再生信号
に含まれる雑音スペクトラムを示した図、第１０図は連
続薄膜媒体において記録密度と雑音電力実効値の関係を
示したグラフ、である。 符号の説明 １・・・媒体雑音スペクトラム、２・・・ヘッドインピ
ーダンス雑音スペクトラム、３・・・回路雑音スペクト
ラム、４・・・再生信号に含まれる全雑音のスペクトラ
ム、５・・・信号周波数に対応するスペクトラム、６・
・・直流消去時の雑音スペクトラム、７，８．９・・・
信号記録時の雑音スペクトラム、１０・・・ヘッドイン
ピーダンス雑音と回路雑音の和、１１１２１３１πおよ
び１４１５１６１１　は媒体の磁気特性によって決まる
磁化曲線のメジャーループ、１１．１４・・・充分に大
きな直ｆＬ磁界を媒体に印加した時の磁化状態、１２．
１５・・・直流消去された媒体の磁化状態、１７，１８
．１９・・・信号記録時の記録磁界印加中の磁化状態、
２０，２１．２２・・・信号記録時の記録磁界除去後の
最終的磁化状態、２３〜２５・・・未飽和直流消去時の
雑音スペクトラム、２６・・・未飽和直流消去媒体雑音
実効値、２７・・・未飽和直流消去媒体雑音実効値の最
大値Ｎ、２８・・・未飽和直流消去媒体雑音の最大値を
与える消去電流■、２９・・・孤立波再生出力Ｅｐｐ、
３０・・・再生磁束量、３１・・・磁気記録媒体、３２
・・・ヘッド、３３・・・記録。 消去回路、３４・・・増幅器、３５・・・出力レベル測
定器、３６・・・フィルタ、３７・・・実効値電圧計、
３８・・・分解能の記録密度依存性、３９・・・規格化
媒体雑音実効値の記録密度依存性 代理人　弁理士　松　崎　　　清 笥　１　図 ＠　２　図 算　３　τ ｖＣＡｖ！Ｊ ■Ｗｒ　ＴＥ　　（ｍ八） ハ　　　　　　　　　＃５１ｉｉ！Ｉ 戸 第６図 月天ロミＰ１数 届泳数 魔己令粂侶ａＪ＠ 第　９　ｐ 笥１０図 ８２鉱曹度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁気記録媒体から発生する媒体雑音の測定方法にお
   いて、 前記媒体に対し、該媒体の保持力に比べ充分大きな直流
   磁界を、その記録方向において印加する第１の段階と、
   次いで該媒体に対し、前記記録方向とは逆の方向におい
   て、該媒体を飽和させるに足る直流磁界よりも小さな直
   流磁界を印加する第２の段階と、次いで前記媒体を再生
   することにより得られる再生雑音を測定する第３の段階
   と、前記第２の段階において印加する直流磁界の大きさ
   を可変して前記第３の段階において得られる再生雑音の
   測定値が最大になるように、前記第２及び第３の両段階
   を交互に繰り返す第４の段階と、から成り、 前記第４の段階において得られた最大値をもって前記媒
   体の媒体雑音とするようにしたことを特徴とする磁気記
   録媒体の雑音測定方法。