JPH05314654A - 磁気記録再生装置とその再生信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＰＲの波形処理を含む信号処理において、回路
の簡単化をはかり、ＩＣ化が容易な磁気記録再生装置と
その再生信号処理方法を提供する。 【構成】自動等化器１２の特性を設定するための特定の
記録パターンを記録するメモリ１６と、該メモリの記録
パターンからＰＲの波形処理後の等化波形に相当する等
化目標パターンに変換するパターン変換器１５と、該パ
ターン変換器の等化目標パターン出力により上記自動等
化器の出力誤差を算出して該誤差を少なくするよう自動
等化器の定数設定を制御する等化誤差算出手段４を含
む、ＰＲの波形処理に相当する等化手段を上記再生信号
処理回路３に付加し、上記自動等化器の回路構成に、上
記ＰＲの波形処理に相当する等化を含めて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録再生装置の再生
信号処理技術に係り、特に自動等化にパーシャルレスポ
ンスの波形処理を含めたＩＣ化に好適な再生装置とその
再生信号処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の記録再生技術に、通
信分野で取り上げられているパーシャルレスポンス（以
下、ＰＲと略す）の信号伝送技術の適用が進められてい
る。これは、一つの情報を複数の標本値に変換する狭帯
域化技術に関するものであり、この技術を磁気記録に利
用し、記録信号の帯域を圧縮して記録し、狭帯域の信号
を複数のしきい値で識別するものである。従来、ＰＲ波
形処理は、特開平２−１５０１１４号に開示されている
ように、固定等化器で実現されていた。この従来の回路
を適用した再生信号処理回路を図７に示す。この回路
は、デジタル自動等化器１２′の前段でＰＲ波形処理に
相当する等化を固定等化器８で実施した上で、トラック
位置の変化などによる電磁変換系の特性変動を、ＡＧＣ
回路と等化器１２′の特性を自動的に設定することによ
って吸収し、ビタビ復号器から成る識別器１３で復号す
るものである。すなわち、自動等化器１２′にはＰＲ波
形処理の機能は含まれていない。こうした自動等化を適
用することによって、回路の設計の自由度が拡大でき、
その結果として装置のコストが低減できるとしている。
しかし、ＰＲ波形処理に相当する等化を行う固定等化器
８には、波形のスリミングや、特定の周波数でのノッ
チ、さらにはノイズ除去などを含めた複雑な特性が要求
され、その実現にはオペアンプ、大容量のコンデンサ、
インダクタンスなどの部品が必須であり、これらを含め
た上でのＩＣ化は極めて困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術においては回路の簡単化やＩＣ化等の観点では配慮が
十分とはいえず、特にＩＣ化を困難にしているような問
題があった。本発明では、ＰＲの波形処理を含む信号処
理において、回路の簡単化をはかり、ＩＣ化が容易な磁
気記録再生装置とその再生信号処理方法を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の磁気記録再生装置は、例えば図１に示すよ
うに、自動等化器１２の特性を設定するための特定の記
録パターンを記録するメモリ１６と、該メモリの記録パ
ターンからＰＲの波形処理後の等化波形に相当する等化
目標パターンに変換するパターン変換器１５と、該パタ
ーン変換器の等化目標パターン出力により上記自動等化
器の出力誤差を算出して該誤差を少なくするよう自動等
化器の定数設定を制御する等化誤差算出手段４を含む、
ＰＲの波形処理に相当する等化手段を上記再生信号処理
回路３に付加し、上記自動等化器の回路構成に、上記Ｐ
Ｒの波形処理に相当する等化を含めて構成することとす
る。すなわち本発明における自動等化器は、装置の動作
中における特性変動等に追従する従来の等化動作のみな
らず、上記のＰＲの波形処理に相当する等化動作を含め
る構成を有して従来の固定等化器の構成を不要にしたこ
とが基本的な特徴である。ここで、例えば図２のよう
に、自動等化器１２の後段で識別器との間にＡ／Ｄ変換
回路１１を設け、デジタル信号を用いて再生データを識
別するデジタル構成の識別器を備えることとすれば、デ
ジタル信号を扱う高性能の識別器が適用でき好ましい。
あるいはこの場合に、例えば図３のように、自動等化器
１２の出力にビット毎に識別結果を出力する簡易識別器
１７を設け、データの再生時には該簡易識別器１７の出
力を等化目標パターンとして等化誤差の算出に用いて、
自動等化器の特性を逐次補正するようにすれば、識別機
能を一層高速に追従できるようになる。

【０００５】あるいは、例えば図４のように、自動等化
器１２の前段にＡ／Ｄ変換回路１１を設け、デジタル信
号を用いた自動等化器を備えることとすれば、自動等化
器以降がデジタル化でき、小型化が容易になる。あるい
は例えば図５に示すように、さらに、定数メモリ１８を
自動等化器１２に接続して設け、上記定数メモリ１８に
記録されたメモリ定数により自動等化器１２の等化定数
を設定し、または自動等化器１２の等化定数の更新によ
り定数メモリ１８の内容を更新する手段として例えば図
６の中の定数を保持するカウンタ群２３のような手段を
備えて定数を設定更新するようにすれば、定数設定のた
めのメモリが付加されるだけメモリの有効かつ多様化利
用の利点が生じ、あるいはまた例えば磁気記録再生系の
経時的変化に対応して等化定数を更新し易くなるなどの
利点がある。ここで、自動等化器のタップ数はＰＲ波形
処理を含むためセンタータップ付近の定数が等しくなる
ことから、偶数に設定するのがよく、精度の高い等化が
得易くなり好ましい。そして上記のＰＲの波形処理に相
当する等化手段を含む自動等化器の回路構成とともに上
記再生信号処理回路を集積化することにより、これらの
信号処理回路のみならず磁気記録再生装置として小型化
されコストも低減される。

【０００６】あるいはさらに、上記の目的を達成するた
め、本発明では、磁気記録再生装置の再生信号処理方法
においては、ＰＲの波形処理に相当する等化処理を一つ
の自動等化処理に含めて以下により行うこととする。 （１）自動等化器は、等化誤差が少なくなるようにＰＲ
の波形処理の特性を含めて等化特性を補正する。補正し
た等化出力を識別器で識別し再生データ出力を得る、
（２）等化誤差は自動等化器の出力値から等化目標とな
るパターン値を減算して求める、（３）等化目標となる
パターン値は、初期設定時にはＰＲの波形処理後の等化
波形に相当するパターン値が選択され、その後の適応動
作時には識別器の出力が選択される、（４）ＰＲの波形
処理後の等化波形に相当するパターン値は、自動等化器
の特性を初期設定するための特定の記録パターンをメモ
リに記録し、該メモリの記録パターンを変換して求め
る。この場合の再生信号処理方法において、等化定数の
設定を、自動等化器に接続して設けた定数メモリを用い
て以下のように行うこととすれば、定数メモリを利用し
た前記の本発明の装置構成に対応する利点を有する再生
信号処理方法として好ましい。すなわち、（１）既知の
パターンで記録した情報を再生しながら自動等化器の定
数を求めて定数メモリに記録しておき、データの再生時
には、上記定数メモリを読み出し、等化定数として再設
定する。この方法によれば、初期設定後は、既知のパタ
ーンで記録した情報を自動等化手段のメモリデータの中
に保存しておく必要はなくなり、ユーザデータメモリ等
に有効に利用できる。あるいは、（２）上記定数メモリ
の内容で再設定した等化定数を、データを再生しながら
更新し、再生動作終了時点で定数メモリの内容を書き換
える。この方法は経時変動等に対する更新の対応を容易
にする。

【０００７】

【作用】本発明は、ＰＲ波形処理が線形処理であること
に着目し、磁気ヘッドからの再生信号の等化をＰＲ波形
処理も含めて自動的に等化するものである。すなわち、
初期設定でＰＲ波形処理に相当する等化をした上で、そ
の後は適応動作時の特性変動に追従して等化処理をすれ
ばよく、そこで、本発明ではこれを一つの自動等化器の
構成に含めている。この構成の中で、ＰＲ波形処理に相
当する等化手段として、特に、特定の記録パターンを記
録するメモリ例えば図１の中の１６と、該メモリの記録
パターンから等化目標パターンに変換するパターン変換
器１５と、該等化目標パターン出力により自動等化器の
出力誤差を算出して自動等化器の定数設定を制御する等
化誤差算出手段４等を再生信号処理回路に付加する必要
がある。その主要部を構成するメモリとＰＲパターン変
換器には、記録媒体上のトラック位置の変動に伴う電磁
変換系の問題等の複雑な要素を含まず、単純にメモリデ
ータからパターン変換をするものであるだけに、その構
成は複雑を要しない。すなわち、メモリとしてデジタル
メモリを用い、このメモリから最大でも２ビット程度の
加算器で構成できる。一方、本発明では、このような簡
単な構成要素を付加する替わりに、従来の固定等化器は
必要がなくなり、このため従来固定等化器に必要とし
た、波形のスリミングや、特定の周波数でのノッチ、さ
らにはノイズ除去等のためのオペアンプ、大容量コンデ
ンサ、インダクタンス等は必要としなくなる。以上によ
り、本発明では基本的に回路構成が簡単化され、ＩＣ化
も可能になり、コスト低減をもたらす。

【０００８】本発明で、さらに、Ａ／Ｄ変換器の利用に
よるデジタル化により、回路をさらに簡単化し、ＩＣ化
を有利にするのみならず、後述の最尤復号器の利用等に
より高性能化も可能になる。その際の適応速度の向上に
は本発明の簡易識別器の採用等により対応することも可
能である。

【０００９】自動等化器の等化定数の設定、更新のため
のメモリを、初期設定のための特定パターンの記憶用メ
モリとは別に設ける本発明によれば、等化器の特性を初
期設定するプリセット動作をオフラインで実施して定数
メモリに記録しておき、データの再生時には、オフライ
ンで求めておいた等化定数を再設定することによって、
予め初期設定のために記録しておいたプリセットデータ
を等化定数を求めた後に消去することができ、この部分
にもユーザーデータを記録することができるようになる
など、メモリの有効かつ多様化利用をもたらす。

【００１０】本発明のＰＲ波形処理を含めた自動等化器
をトランスバーサル型の等化器で実現する場合、等化器
のタップ定数はセンタータップの近傍でほぼ等しくなる
ことから、等化器のアナログ構成、デジタル構成を問わ
ずタップ数を偶数にし、これにより精度の高い等化が容
易に実現し易くなる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す。ヘッド２から
の再生信号を増幅するプリアンプ７、ＡＧＣ回路９、Ｌ
ＰＦ１０、識別器１３、等化誤差が少なくなるように自
動的に特性を変える自動等化器１２とからなる再生信号
処理回路３と、等化器の特性を初期設定するための特定
の記録パターンを記録しておくプリセットパターン記録
メモリ１６、プリセットパターンをＰＲ波形処理後の等
化波形に相当するパターンに変換するＰＲパターン変換
器１５、等化器の初期設定時にのみプリセットパターン
を選択するパターン切換器１４とからなる等化目標パタ
ーン切換部５と、等化出力と等化目標パターンから等化
誤差を求める等化誤差算出部４と、等化出力からシステ
ムクロックを生成する位相同期信号生成部６とからな
る。磁気ヘッド２からの再生信号は、プリアンプ７、Ａ
ＧＣ回路９で増幅され、ＬＰＦ１０で不要な帯域が除去
される。この時ＡＧＣ回路９の利得は、等化出力の振幅
が識別に必要なレベルになるように負帰還制御される。
自動等化器１２は、後述する手段で求めた等化誤差が少
なくなるようにＰＲ波形処理の特性を含めて等化特性を
補正し、後段の識別器１３で記録されていたデータを再
生する。上記の等化誤差は等化器の出力値から等化目標
となるパターン値を減算して求められる。この時の等化
目標となるパターン値は、初期設定時にはＰＲパターン
変換部１５の出力が選択され、その後の適応動作時には
識別器１３の出力が選択される。これによって、等化器
１２の特性は初期に強制的にＰＲ波形処理の特性を含め
た等化特性に設定され、その後は適応的に特性変動に追
従できる。

【００１２】本発明の第２の実施例を図２を用いて説明
する。磁気ヘッド２からの再生信号は、プリアンプ７、
ＡＧＣ回路９で増幅され、ＬＰＦ１０で不要な帯域が除
去される。さらにこの信号は等化器１２に入力され、図
１の場合と同じ手段で求めた等化誤差が少なくなるよう
にＰＲ波形処理の特性を含めて等化特性を補正され、後
段のＡ／Ｄ変換器１１でデジタル化される。この信号
は、最尤復号器などの識別器１３によって再生データと
して出力される。この時ＡＧＣ回路９の利得は、Ａ／Ｄ
変換器１１の出力が識別に必要なレベルになるように負
帰還制御される。その他の構成や動作は図１と同じであ
る。本実施例によれば、Ａ／Ｄ変換器１１を等化出力に
設けることにより、最尤復号器の適用が容易になり、装
置性能の向上が期待できる。

【００１３】本発明の第３の実施例を図３を用いて説明
する。多くの部分は図２と同様であるので、相違点のみ
説明する。本実施例では、等化器１２の出力にビット毎
に識別を実施する簡易識別器１７を設け、これを等化目
標パターン切換部５にデジタル識別器１３の出力の代わ
りに入力する。識別器１３に最尤復号器を採用した場合
には、識別データの入力から識別結果の出力までに少な
くとも数ビット分の時間を要し、特性の急激な変動に追
従できないといった問題が生じるが、本実施例によれ
ば、適応動作時の等化誤差の算出が順次求められるの
で、特性の変動に高速に追従できる。

【００１４】本発明の第４の実施例を図４を用いて説明
する。多くの部分は図２と同様であるので、相違点のみ
説明する。本実施例では、ＬＰＦ１０の後段にＡ／Ｄ変
換器１１を設け、自動等化器１２もデジタル化する。本
実施例によれば、自動等化器１２から後段の回路を全て
デジタル化でき、これよって回路部分の小型化が極めて
容易になり、装置コストを大きく低減できる。また、Ｌ
ＰＦ１０の出力信号には高周波成分が少ないので、Ａ／
Ｄ変換のサンプル信号がジッタすることによるサンプル
値の誤差を小さくすることができる。また、同程度のサ
ンプルジッタを許容できる場合は、位相同期信号生成部
６内部のＬＰＦ部もデジタル化するなど簡略化できる。
通常、サンプル値を用いる等化器はサンプル位相の誤差
に弱い。このため、外来雑音がサンプル信号に重畳した
場合、等化波形に著しい影響を与える。そこで、外来雑
音の影響を避けるため、Ａ／Ｄ変換器１１と位相同期信
号生成部６は同一ＩＣ内に設ける。

【００１５】本発明の第５の実施例を図５と図６を用い
て説明する。多くの部分は図２と同様であるので、相違
点のみ説明する。図５は、本実施例の全体構成を示す図
である。本実施例では、出荷時や電源投入時に等化器１
２の定数を初期設定する。出荷時に等化定数を初期設定
する場合は、磁気ディスク１上のトラック毎やセクター
毎、或いはトラックやセクターの複数個毎に、プリセッ
ト情報を記録し、これを再生しながら等化定数を求め、
その定数を記憶するメモリ１８を設ける。このメモリ１
８をデータの再生直前にアクセスし、等化器１２に設定
する構成である。この場合、初期設定が完了した後のプ
リセット情報は消去して良い。電源投入時に初期設定す
る場合は、プリセット情報を磁気ディスク１上のトラッ
ク毎やセクター毎、或いはトラックやセクターの複数個
毎の一部に記録しておき、電源投入時にメモリ１８を再
設定する。なお、何れの場合でも、データを再生しなが
ら適応的に等化定数を更新させ、再生動作が終了した時
点で、更新された定数をメモリ１８に書き換えても良
い。また、メモリ１８は電気的に書き込み可能な不揮発
メモリとしても良い。

【００１６】図６は、本実施例の自動等化器１２の構成
を示す図である。同図において、２０は等化器の各タッ
プ間の遅延素子、２１は各タップに構成した乗算器、２
２は加算器、２３は等化定数を保持しているカウンタ群
であり、そのカウンタは２１の乗算器に対応してこれを
制御するよう乗算器と同数設けられている。２４は定数
の更新値を求める定数補正手段である。本発明の等化器
はＰＲ波形処理を含むために、センタータップ付近の定
数がほぼ等しくなることから、タップ数は偶数にしてい
る。定数の更新値を求める定数補正手段２４には、等化
器の入力信号２５と等化誤差２８が入力され、ここで等
化器の入力信号２５の符号と等化誤差２８の符号から等
化定数のアップ／ダウン信号３０を得る。図示には表示
されていないがこの信号は各カウンタに対応して設けら
れている。この信号は、等化定数を保持しているカウン
タをアップ／ダウンすることによって定数を更新する。
定数を保持しているカウンタ群２３は、等化定数を記録
しているメモリ１８に双方向バス２７で接続され、自動
等化器の等化定数を定数メモリに記録し、あるいは定数
メモリに記録された定数によって自動等化器の等化定数
を設定、更新する。本実施例によれば、メモリ１８から
等化定数を設定するだけで、直ちにデータの再生が可能
である。また、メモリ１８を電気的に書き込み可能な不
揮発メモリとすることにより、電源投入毎にデータを再
格納する必要がなくなる。さらに出荷時に初期設定する
場合は、初期設定が完了した時点でプリセットデータの
領域を消去しても良く、この領域をユーザーデータの記
録再生領域として使用できる。したがって、装置容量が
増大したことになり、メモリの有効利用多様化利用を図
ることができる。またプリセット情報を充分にとれるの
で等化器内部の定数補正手段２４は極めて簡単な構成で
実現できる。一方、電源投入時毎に初期設定する場合
は、電磁変換特性が経時的に大きく変化する場合でも適
切に対応できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明では、ＰＲの波形処理を含めた自
動等化器を実現する。これによって、回路の簡単化がは
かれ、ＩＣ化が容易な再生信号処理回路を提供できる。
さらには本信号処理を用いた信号処理ＩＣを適用するこ
とによって、より小型な磁気記録再生装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の基本構成を示す図であり、
第１の実施例図。

【図２】 本発明の第２の実施例を示す図。

【図３】 本発明の第３の実施例を示す図。

【図４】 本発明の第４の実施例を示す図。

【図５】 本発明の第５の実施例を示す図。

【図６】 本発明の第５の実施例の自動等化器の構成を
示す図。

【図７】 従来技術を示す図。

【符号の説明】

１…磁気ディスク、 ２…磁気ヘッド、
３…再生信号処理回路、 ４…等化誤差算出
部、５…等化目標パターン切換部、 ６…位相同期
信号生成部、７…プリアンプ、 ８…
固定等化器、９…ＡＧＣ回路、 １０…
ＬＰＦ、１１…Ａ／Ｄ変換器、 １２…自
動等化器、１３…識別器、 １４…
パターン切換器、１５…ＰＲパターン変換器、
１６…プリセットパターン記録メモリ、１７…簡易識別
器、 １８…等化定数メモリ、２０…遅
延素子、 ２１…乗算器、２２…加算
器、 ２３…定数を保持するカウン
タ群、２４…定数補正手段、 １２′…従
来の自動等化器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤口 秀樹 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヘッドからの入力を得てアンプ回路と
   自動等化器と識別器を介して再生データを出力する再生
   信号処理回路を有する磁気記録再生装置において、 上記自動等化器の特性を設定するための特定の記録パタ
   ーンを記録するメモリと、該メモリの記録パターンから
   パーシャルレスポンスの波形処理後の等化波形に相当す
   る等化目標パターンに変換するパターン変換器と、該パ
   ターン変換器の等化目標パターン出力により上記自動等
   化器の出力誤差を算出して該誤差を少なくするよう自動
   等化器の定数設定を制御する等化誤差算出手段を含む、
   パーシャルレスポンスの波形処理に相当する等化手段を
   上記再生信号処理回路に付加し、 上記自動等化器の回路構成に、上記パーシャルレスポン
   スの波形処理に相当する等化手段を含めて構成したこと
   を特徴とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気記録再生装置におい
   て、自動等化器の後段で識別器との間にＡ／Ｄ変換回路
   を設け、デジタル信号を用いて再生データを識別するデ
   ジタル構成の識別器を備えることを特徴とする磁気記録
   再生装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の磁気記録再生装置におい
   て、自動等化器の出力にビット毎に識別結果を出力する
   簡易識別器を設け、データの再生時には該簡易識別器の
   出力を等化目標パターンとして等化誤差の算出に用い
   て、自動等化器の特性を逐次補正することを特徴とする
   磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】請求項１の磁気記録再生装置において、自
   動等化器の前段にＡ／Ｄ変換回路を設け、デジタル信号
   を用いた自動等化器を備えることを特徴とする磁気記録
   再生装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４の何れかに記載の磁
   気記録再生装置において、さらに定数メモリを自動等化
   器に接続して設け、該定数メモリに記録されたメモリ定
   数により自動等化器の等化定数を設定し、または自動等
   化器の等化定数の更新により定数メモリの内容を更新す
   る手段を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の磁
   気記録再生装置において、自動等化器のタップ数を、偶
   数に設定することを特徴とする磁気記録再生装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至請求項６の何れかに記載の磁
   気記録再生装置において、上記パーシャルレスポンスの
   波形処理に相当する等化手段を含む自動等化器の回路構
   成とともに上記再生信号処理回路を集積化することを特
   徴とする磁気記録再生装置。
8. 【請求項８】パーシャルレスポンスの波形処理に相当す
   る等化と、その他の特性変動等に追従する等化を等化処
   理のなかに有する、磁気記録再生装置の再生信号処理に
   おいて、 上記等化処理を一つの自動等化処理に含めて以下により
   行うことを特徴とする磁気記録再生装置の再生信号処理
   方法。 （１）自動等化器は、等化誤差が少なくなるようにパー
   シャルレスポンスの波形処理の特性を含めて等化特性を
   補正する。補正した等化出力を識別器で識別し再生デー
   タ出力を得る、（２）等化誤差は自動等化器の出力値か
   ら等化目標となるパターン値を減算して求める、（３）
   等化目標となるパターン値は、初期設定時にはパーシャ
   ルレスポンスの波形処理後の等化波形に相当するパター
   ン値が選択され、その後の適応動作時には識別器の出力
   が選択される、（４）パーシャルレスポンスの波形処理
   後の等化波形に相当するパターン値は、自動等化器の特
   性を初期設定するための特定の記録パターンをメモリに
   記録し、該メモリの記録パターンを変換して求める。
9. 【請求項９】請求項８記載の磁気記録再生装置の再生信
   号処理方法において、等化定数の設定を、自動等化器に
   接続して設けた定数メモリを用いて以下により行うこと
   を特徴とする磁気記録再生装置の再生信号処理方法。 （１）既知のパターンで記録した情報を再生しながら自
   動等化器の定数を求めて定数メモリに記録しておき、デ
   ータの再生時には、上記定数メモリを読み出し、等化定
   数として再設定する。あるいは、（２）上記定数メモリ
   の内容で再設定した等化定数を、データを再生しながら
   更新し、再生動作終了時点で定数メモリの内容を書き換
   える。