DE3447514A1

DE3447514A1 - Entzerrer

Info

Publication number: DE3447514A1
Application number: DE3447514A
Authority: DE
Inventors: Hajime Tachikawa Aoi; Nobumasa Hachioji Nishiyama; Yasuhide Kokubunji Ouchi; Makoto Nishitama Tokio/Tokyo Saitou; Takashi Kokobunji Tamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1985-07-11
Also published as: US4644424A; JPS60136902A; JPH0721843B2

Description

HITACHI, LTD.

6, Kanda Surugadai 4-chome,

Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Entzerrer

Die Erfindung betrifft einen Entzerrer für ein von einem Digitalmagnetaufzeichnungsgerät wiedergegebenes Signal. Insbesondere betrifft sie einen Entzerrer für ein von einem Dünnfilmkopf wiedergegebenes Signal, der Unterschwinger des Wiedergabesignals eliminieren und die Breite eines einzelnen Impulssignal verringern und dadurch die Auflösung beträchtlich verbessert kann.

Es wird schon seit längerer Zeit versucht, die Kapazität und die Aufzeichnungsdichte pro Flächeneinheit von digitalen Magnetspeichereinrichtungen zu erhöhen. Um die höhere Flächenaufzeichnungsdichte zu erreichen, hat man bisher höhere Bitdichten und höhere Spurdichten vorgeschlagen. Dabei wurden zur Erhöhung der Bitdichte Dünnfilmköpfe praktisch angewendet.

In Figur 1 ist eine Dünnfilmkopf 1 schematisch dargestellt. Im Gegensatz zu üblichen umfangreichen Magnetköpfen weist der Dünnfilmköpf eine Polstirn 47 auf (das ist eine Stirnfläche, die dem Aufzeichnungsmedium 4 gegenüberliegt) mit gegenüber einem magnetischen Übergangsintervall innerhalb

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des Aufzeichnungsmediums verringerter Breite . Dadurch treten im Wiedergabesignal beträchtliche negative Spitzen auf, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.

Figur 2 zeigt eine Einzelimpuls-Signalform 6 einer auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten und wiedergegebenen Information, die von einem Dünnfilmmagnetkopf mit einer breiten Polfläche 47 erzeugt wird. Diese Signalform 6 hat an den Positionen 7 Unterschwinger, die von einer Hauptspitze 48 beabstandet sind im Gegensatz zu einer einzelnen Signalform 49, die von einem Dünnfilmkopf mit schmaler Polfläche erzeugt wird. Figur 3 zeigt, daß dann der Frequenzgang 8 des Magnetkopfs mit breiter Polfläche im Vergleich mit dem Frequenzgang

50 des Magnetkopfs mit schmaler Polfläche von einer unteren Frequenz an wellig verläuft (siehe IEEE Transaction of Magnetics, MAG-I8,1131, 1982 von A. Kakei, M. Oshiki, T. Aikawa, M. Sasaki, T.Kozai). In Figur 4 ist außerdem gezeigt, daß beim Magnetkopf mit breiter Polfläche eine größere Verschiebung eines Musterpeaks in einem Vergleich mit einer beim Magnetkopf mit schmaler Polstirn verursachten Peakverschiebung

51 auftritt. Außerdem verläuft die Kennlinie 9 der Peakverschiebung beim Magnetkopf mit breiter Polfläche mit erhöhter Frequenz wellig, im Gegensatz zur Kennlinie 51 der Peakverschiebung des Magnetkopfs mit schmaler Polfläche. Deshalb ist vom Gesichtspunkt der Wiedergabekennlinien, wie dem Frequenzgang und der Peakverschiebung.der Magnetkopf mit schmaler Polfläche vorzuziehen.

Im Gegensatz dazu bewirkt vom Gesichtspunkt der Aufzeichnungskenndaten eine kleine Querschnittsfläche eines abgestuften Teils 5 eines Dünnfilmkopfs 1 eine Begrenzung des Aufzeichnungsmagnetfeldes. Wegen der durch die Sättigung des Magnetfeldes an diesem abgestuften Teil 5 verursachten Begrenzung des durch die Polschicht tretenden Magnetflusses kann ein genügendes Schreibmagnetfeld 3 nur schwierig ermöglicht werden.

Aus diesem Grunde muß,damit ein genügend großes Schreibfeld erzeugt werden kann, die Querschnittsfläche der Polschicht am abgestuften Teil 5 des Dünnfilmmagnetkopf erhöht werden. Dies wiederum erhöht die Breite der Polfläche 47.

Es wurde oben gezeigt, daß die Breite der Polfläche sorgfältig ausgewählt werden muß, um einerseits einen geeigneten Frequenzganz beim Wiedergabesignal und andererseits die Aufzeichnungsfeldstärke des Dünnfilmmagnetkopfs genügend groß zu ermöglichen. Diese Auswahl ist umso wichtiger, je höher die Aufzeichnungsbitdichte ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine Entzerrerschaltung zu ermöglichen, die Unterschwinger der Signalform eines einzelnen Wiedergabesignals entfernt und eine Signalform abgibt, die im wesentlichen keine Unterschwinger hat. Außerdem soll durch die Erfindung dadurch, daß die Breite der einzelnen impulsförmigen Signalform verringert ist, die Aufzeichnungsbitdichte erhöht werden.

Zur Lösung der obigen Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Wiedergabesignal bis zur Position eines Unterschwingers verzögert, das verzögerte Signal bis zu einer Amplitude, die der Größe des Unterschwingers entspricht, abgeschwächt und der ursprünglichen wiedergegebenen Signalform überlagert. Dadurch wird der Unterschwinger entfernt. Gleichzeitig wird die Breite des einzelnen Impulses verringert, in dem ein durch Invertieren des einzelnen Impulses und Verstärken oder Dämpfen des invertierten Impulses gewonnenes Signal dem einzelnen Signal an einer Stelle überlagert wird , an der der Pegel des einzelnen Impulses im wesentlichen die halbe Leistung hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein schema t. i sches Schnltfbild durch einen Dünnfilmkopf;

Fig. 2 ein Impulsdiagramm, das den Verlauf eines vom Dünnfilmmagnetkopf gemäß Fig. 1 wiedergegebenen einzelnen Impulses zeigt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Frequenzgangs der Köpfe, die die in Fig. 2 dargestellten Signalformen erzeugen;

Fig.4 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Peakverschiebung mit der Frequenz von Köpfen, die die Signalformen in Fig. 2 erzeugen;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entzerrers;

Fig. 6 ein Impulsdiagramm von Eingangs- und Ausgangssignalen zur Erläuterung des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels ;

Fig. 7

und 8 jeweils graphische Darstellungen des Frequenzgangs und der Verschiebung des Musterpeaks mit der Frequenz um vorteilhafte Wirkungen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 zu erläutern;

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Entzerrers;

Fig. 10 ein Impulsdiagramm von Eingangs- und Ausgangssignalen zur Erklärung der Funktion des in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiels;

Fig. 11A

und 11B jeweils Eingangs- und Ausgangs signalformen des in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiels;

Fig. 12A eine graphische Darstellung der Jitterstörungskennlinien und der Peakverschiebungskennlinie des in Figur 9 dargestellten Entzerrers;

Fig. 12B eine graphische Darstellung einer Kennlinie, die die Jitterstörungskennlinie und die Peakverschiebungskennlinie von Fig. 12A kombiniert;

Fig. 13

und 14 graphische Darstellungen jeweils des Frequenzgangs und der Peakverschiebungskennlinie, die vorteilhafte Wirkungen des in Fig.9 dargestellten Entzerrers erläutern.

Um die Überschwinger eines einzelnen impulsfÖrmigen Signals zu entfernen, wird ein erstes Ausführungsbeispiel des Entzerrers mit Verzweigungen gemäß Fig. 5 beschrieben. Das Ausführungsbeispiel enthält Zeitverzögerungsglieder oder Zeitverzögerungsschaltungen 10 und 11, die ein Wiedergabesignal verzögern, Dämpfungsglieder oder Schaltungen 12, 13 und 14, die Amplituden und Phasen an den jeweiligen Verzweigungen bestimmen und eine Summierschaltung 15, die die Ausgangssignale der jeweiligen Verzweigungen überlagert. Anhand der Figur 6 wird die Funktion des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 beschrieben. Die Verzögerungszeit des Verzögerungselements 10 ist entsprechend einem Zeitunterschied zwischen einer Position 16, wo der Unterschwinger den größten Betrag hat und einer Position 17, wo die Wiedergabesignalform maximalen Pegel hat, eingestellt. Die Verzögerungszeit des Verzögerungselements 11 entspricht einem Zeitunterschied zwischen der Position 17 und einer Position 18, wo der Unterschwinger auf der anderen Seite sein Maximum hat. Das Dämpfungselement 12 ist so gestaltet, daß die Amplitude eines Signals 19 dem Maximum des Unterschwingers an der Position

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entspricht. Das Dämpfungsglied 13 hat normalerweise den Verstärkungsgrad 1. Das Dämpfungsglied 14 ist ähnlich wie das Dämpfungsglied 12 eingestellt. Durch Überlagerung der Ausgangssignale 19, 20 und 21 der jeweiligen Verzweigungen erhält man eine Wiedergabesignalform 22 ohne Unterschwinger.

Figur 7 und 8 zeigen graphische Darstellungen , die vorteilhafte Wirkungen des Ausführungsbeispiels darstellen, wobei die Wirkungen des Ausführungsbeispiels im Vergleich zu dem Fall aufgezeichnet sind, wo kein Entzerrer zur Entzerrung der Wiedergabesignalform eines Dünnfilmmagnetkopfs mit breiter Polfläche verwendet wird.

Die Kurven 23 und 24 stellen mit gestrichelten Linien jeweils den Frequenzgang und den Verlauf der Peakverschiebungskennlinie mit der Frequenz dar, die mittels des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Entzerrers erhalten werden. Da die in Figur 6 dargestellte Signalform 22 nach dem Durchgang durch den Entzerrer gemäß der Erfindung keine Unterschwinger mehr hat, nähern sich der Frequenzgang 23 und die Peakverschiebungskenntlinie 24 den Kennlinien eines voluminösen Magnetkopfs mit großer Pollänge. Da jedoch die Breite der Signalform 22 schmal ist im Vergleich mit der von einem voluminösen Kopf wiedergegebenen, sind die Aufzeichnungs- und Wiedergabekenngrößen für eine hochdichte Aufzeichnung bei hoher Auflösung geeignet. Außerdem ist die Peakverschiebung im Vergleich mit einem voluminösen Kopf gering.

Weiterhin wird anhand der Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben, das Unterschwinger entfernt und die Breite der wiedergegebenen Signalform verringert. Die Bezugsziffern 25, 26, 27 und 28 stellen Zeitverzögerungsglieder und die Bezugsziffern 29, 30, 31, 32 und 33 Dämpfungsglieder dar, die die Amplituden und Phasen an den jeweiligen Verzweigungen bestimmen. Die Bezugsziffer 34 stellt ein

Summierglied für die an den jeweiligen Verzweigungen erzeugten Signale dar, die durch die jeweiligen Dämpfungsglieder 29 bis 33 gegangen sind. In ähnlicher Weise wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.9 die Unterschwinger entfernt, indem an den Stellen (Fig.10 35 bzw. 39 ) an denen die Unterschwinger der Eingangssignalform 20 ihr Maximum haben, jeweils Signale 40 und 43 überlagert werden, die durch Verzögerung und Amplitudendämpfung mittels Verzögerungsglieder und Dämpfungsglieder 29 - 33 erhalten werden. Ferner werden , wie Fig.10 zeigt, an Positionen 36 und 38, die jeweils den Halbwertpunkten der Leistung der Eingangssignalform 20 entsprechen, Signalformen 41 und 42 von der Eingangssignalform 20 abgezogen. Die Signalformen 41 und 42 haben jeweils eine von den Dämpfungsgliedern, die mit den Ausgängen der Verzögerungsglieder 25 und 27 verbunden sind, geeignet eingestellte Amplitude. Das Summierglied 34 gibt schließlich ein überlagertes Ausgangssignal 44 ab, das keine Unterschwinger und eine sehr kleine Halbwertbreite hat. Beispiele einer Eingangssignalform und der sich nach der Entzerrung ergebenden Ausgangssignalform sind jeweils in den Figuren 11A und 11B dargestellt. Damit mit den obengenannten Bedingungen die Unterschwinger der Eingangssignalform aufgefüllt werden, wird die Gesamtverzögerungszeit der Verzögerungsglieder 25 und 26 (27 und 28), das heißt (T^ + T₂) zu 75 msec und der Dämpfungsfaktor des Dämpfungsglieds 29 (33) zu 0,06 gewählt. Wesentliche Parameter zur Verringerung der Signalbreite sind die Positionen, an denen die Signale 41 und 42 subtrahiert werden und die Amplitude der Signale 41 und 42.

Figur 12A zeigt eine Beziehung zwischen einer Jitterstörung (T.j.) und der Peakverschiebung (Tp), die sehr stark vom Einfluß der U.-iiutictl i ngungcn der angeschlossenen Apparatur abhängen, wenn die Koeffizienten "? . und C. jeweils des Verzögerungs-

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glieds 26 und des Dämpfungsglieds 30 variiert werden. Weil die Jitterstörung und die Peakverschiebung durch den Parameter 't entgegengesetzt beeinflußt werden, zeigt Fig. 12B eine Summe beider Veränderlicher (Tp + T.w).Der Einfluß der Randbedingungen der angeschlossenen Apparatur erreicht ein Optimum, wenn die Summe (T._M + Tp) aus Jitterstörung und Peakverschiebung ein Minimum hat. Das Optimum ist für den Parameter ^₁ = 50 ns erreicht, und für C₁ wird die Summe (Τ.χτ'+ Tp) minimal, wenn der Absolutwert von C. , wenn C₁ in einem Bereich von -0,1 bis -0,2 liegt, groß ist.Da jedoch in der entzerrten Signalform, wenn C₁ gleich oder kleiner als -0,15 ist, ein neuer Überschwinger entsteht, falls der Koeffizient C₁ in einem Bereich gewählt wird, wo kein Unterschwinger erzeugt wird, ist das Optimum bei C₁ = -0,1.

Jedoch kann C₁ auch kleiner als -0,1 gewählt werden, falls unerwünschte Effekte des neuen Unterschwingers, wie Flankenverzerrungen vermieden werden können.

Die Figuren 13 und 14 zeigen vorteilhafte Wirkungen des Ausführungsbeispiels, die im Vergleich zu dem Fall dargestellt sind, bei dem kein Entzerrer nach der Wiedergabe durch einen Magnetkopf mit breiterer Polfläche verwendet wurde. Die gestrichelten Kurven in den Figuren 13 und 14 zeigen jeweils einen Frequenzgang 45 und eine Peakverschiebungskennlinie 46, die mittels des erfindungsgemäßen Entzerrers gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ermöglicht werden.

Durch die Erfindung werden im einzelnen Puls der wiedergegebenen Signalform enthaltene Unterschwinger bei Verwendung eines Dünnfilmmagnetkopfs ohne Vergrößerung der Breite der Wiedergabesignalform entfernt. Außerdem kann die Breite der wiedergegebenen Signalform verringert werden. Als Ergebnis

kann das ungenügende Schreibfeld, das ein Nachteil des Dünnfilmmagnetkopfs ist, durch Erhöhung der Dicke der Kopfpolfläche kompensiert werden, und ferner kann eine hohe Aufzeichnungsdichte mittels eines Aufzeichnungsmediums hoher Koerzitivkraft auch bei Verwendung von Dünnfilmmagnetköpfen mit breiterer Polfläche in Kombination mit dem Aufzeichnungsmedium hoher Koerzitivkraft ermöglicht werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Entzerrerschaltung zur Entzerrung einer von einem Dünnfilmmagnetkopf wiedergegebenen Signalform einer auf einem Medium magnetisch aufgezeichneten Information, gekennzeichnet durch ein erstes Dämpfungsglied (12), das das Wiedergabesignal (20) um einen vorgegebenen Betrag dämpft, ein erstes Verzögerungsglied (10), das das Wiedergabesignal um eine vorgegebene Zeit verzögert, und ein zweites Verzögerungsglied (11) und ein zweites Dämpfungsglied (14), die jeweils das vom ersten Verzögerungsglied verzögerte Wiedergabesignal um eine vorgegebene Zeit verzögern und danach um einen vorgegebenen Betrag dämpfen, wobei

die Ausgänge des Dämpfungsglieds (12), des ersten Verzögerungsglieds (10) und des zweiten Dämpfungsglieds (14) miteinander addiert werden, um Unterschwinger des Wiedergabesignals zu entfernen.

2. Entzerrerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dämpfungsglied (12) das Amplitudenmaximum des Wiedergabesignals (20) zu einem Pegel dämpft, der gleich dem Maximalpegel eines der Überschwingerteile des Wiedergabesignals ist.

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3. Entzerrerschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verzögerungsglied (10) das Wiedergabesignal so verzögert, daß eines der Überschwingerteile des Wiedergabesignals zeitlich mit dem Amplitudenmaximum des Ausgangssignals des ersten Dämpfungsglieds (12) übereinstimmt.

4. Entzerrerschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dämpfungsglied (14) und das zweite Verzögerungsglied (11) das Amplitudenmaximum des Wiedergabesignals au £ einen Wert dämpfen, der gleich dem Maximum des Überschwingerteils des Wiedergabesignals ist und das Wiedergabesignal so verzögern, daß das gedämpfte Amplitudenmaximum mit dem anderen der Überschwingerteile des Ausgangssignals des ersten Verzögerungsglieds (10) zeitlich übereinstimmt.

5. Entzerrerschaltung zur Entzerrung eines von einem Dünnfilmmagnetkopf, der eine auf einem Medium magnetisch aufgezeichnete Information erfaßt, wiedergegebenen Signals, gekennzeichnet durch ein erstes Dämpfungsglied (29), das das Wiedergabesignal um einen vorgegebenen Betrag dämpft, ein erstes Verzögerungsglied (25), das das Wiedergabesignal um eine vorgegebene Zeit verzögert, ein zweites Dämpfungsglied (30), das das Ausgangssignal des ersten Verzögerungsglieds (25) um einen vorgegebenen Betrag dämpft,

ein zweites Verzögerungsglied (26), das das Ausgangssignal des ersten Verzögerungsglieds (25) um eine vorgegebene Zeit verzögert,

ein drittes Dämpfungsglied (31), das das Ausgangssignal des zweiten Verzögerungsglieds (26) um einen vorgegebenen Betrag dämpft,

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ein drittes Verzögerungsglied (27), das das Ausgangssignal des zweiten Verzögerungsglieds (26) um eine vorgegebene Zeit verzögert,

ein viertes Dämpfungsglied (32), das das Ausgangssignal des dritten Verzögerungsglieds (27) um einen vorgegebenen Betrag dämpft,

ein viertes Verzögerungsglied (28), das das Ausgangssignal des dritten Verzögerungsglieds (27) um eine vorgegebene Zeit verzögert,

ein fünftes Dämpfungsglied (33), das das Ausgangssignal des vierten Verzögerungsglieds (28) um einen vorgegebenen Betrag dämpft, und

eine Summierschaltung (34), die die Ausgänge des ersten, dritten und fünften Dämpfungsglieds (29, 31, 33) addiert und von der Summe die Ausgänge des zweiten und vierten Dämpfungsglieds (30, 32) subtrahiert und dadurch Unterschwinger des Wiedergabesignals reduziert und gleichzeitig die Breite des Wiedergabesignals verringert.

6. Entzerrerschaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dämpfungsglied (29) und das fünfte Dämpfungsglied (33) ein Amplitudenmaximum des Wiedergabesignals bis zu einem Betrag dämpfen, der gleich dem Maximum des einen oder des anderen Überschwingerteils des Wiedergabesignals ist.

7. Entzerrerschaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verzögerungsglied (25) und das vierte Verzögerungsglied (28) jeweils das Wiedergabesignal zeitlich so verzögern, daß der eine und der andere Überschwingerteil des Wiedergabesignals (20) jeweils mit einem Amplitudenmaximum des Ausgangssignals (40) des ersten Dämpfungsglieds und des Ausgangssignals (43) des fünften Dämpfungsglieds (33) übereinstimmen.

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8. Entzerrerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verzögerungsglied (26) und das dritte Verzögerungsglied (27) das Wiedergabesignal um die vorgegebene Zeit so verzögern, daß ein Amplitudenmaximum der Ausgangssignale (42, 42) des zweiten Dämpfungsglieds (30) und des vierten Dämpfungsglieds (32) im wesentlichen zeitlich mit Halbwertspositionen der Leistung des Wiedergabesignals (20) übereinstimmen.

9. Entzerrerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dämpfungsglied (30) und das vierte Dämpfungsglied (32) das Wiedergabesignal so dämpfen, daß die Summe aus Jitterstörung und Musterpeakverschiebung des Ausgangssignals (44) des Summierglieds (34) minimal wird.

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