ヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置
【課題】ヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICにおいて、ヘッドの出力特性のばらつきを調整して、リードチャネルのAGCの入力ダイナミックレンジに収める。
【解決手段】リードチャネル(102)に接続されたヘッドIC(103)に、AGCアンプ(10)を設け、ヘッドIC(103)のAGC回路(14)のフィードバック応答速度を、リードチャネル(102)のAGC回路(107)のフィードバック応答速度より、充分遅く設定する。更に、ヘッドIC(103)にピークホールド回路(23)と、振幅制限回路(25)を設けて、ピークホールド回路の保持値で、ゲイン調整を行う。媒体の振幅の小さな信号に影響されず、安定の高速に初期ゲインの調整が可能となる。
【解決手段】リードチャネル(102)に接続されたヘッドIC(103)に、AGCアンプ(10)を設け、ヘッドIC(103)のAGC回路(14)のフィードバック応答速度を、リードチャネル(102)のAGC回路(107)のフィードバック応答速度より、充分遅く設定する。更に、ヘッドIC(103)にピークホールド回路(23)と、振幅制限回路(25)を設けて、ピークホールド回路の保持値で、ゲイン調整を行う。媒体の振幅の小さな信号に影響されず、安定の高速に初期ゲインの調整が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘッドの読み取り信号の出力レベルを調整するヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置に関し、特に、出力レベルが異なるヘッドの読み取り信号を所定のレベルに調整するヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置に関する。
【背景技術】
【0002】
媒体記憶装置、例えば、磁気ディスク装置においては、ヘッドが媒体からデータを読み出す。近年のトラック密度の増加に伴い、媒体の磁束の検出感度が高いヘッドが提供されており、MR(Magnetic Resistance)素子をリードヘッドに使用されている。一方、更なる検出感度の高い素子として、トンネル効果を利用したTuMR(又はTMR)素子の適用が検討されている。
【0003】
このようなリード素子の出力レベルは一定でなく、且つ温度変動による素子の特性変化や浮上量の変動により、出力レベルは変化する。このため、データを復調する前に、リード素子の出力レベルを調整する回路が必要となる。
【0004】
図11は、従来の媒体記憶装置の構成図、図12は、従来のリード回路のブロック図である。図11に示すように、媒体(磁気ディスク)210のデータを読み取る磁気ヘッド202a,202bは、アクチュエータ200の先端に設けられる。
【0005】
アクチュエータ200は、回転軸204を中心に回転し、磁気ヘッド202a,202bを、磁気ディスク210の所望のトラックに位置つける。磁気ヘッド202a,202bは、アクチュエータ200に設けられたヘッドIC220に接続され、ヘッドIC220は、アクチュエータ200の外の制御回路230に接続される。
【0006】
磁気ヘッド202a,202bから制御回路230までの距離が長いため、磁気ヘッド202a,202bから又は磁気ヘッドへの信号レベルが変化したり、ノイズが混入することから、磁気ヘッド202a,202bと制御回路230との間に、ヘッドIC220を設け、信号レベルの調整を行う。このヘッドIC220は、磁気ヘッドと制御回路との間の多数の信号線を纏め、配線を容易にする目的もある。例えば、制御回路230とヘッドIC220間は、シリアルインターフェースで接続し、ヘッドIC220と各磁気ヘッド202a,202b間は、個別の信号線で接続する。
【0007】
図12は、図11のリード系回路の詳細図であり、磁気ヘッド202a(又は202b)のリード素子202−1に接続するヘッドIC220には、可変ゲインアンプ(プリアンプ)220−1が設けられており、設定されたゲインで、リード素子202の出力を増幅する。尚、可変ゲインアンプ220−1は、ヘッド毎のゲインを設定される。
【0008】
一方、ヘッドIC220に接続される制御回路230には、リードチャネル230−1が設けられ、リードチャネル230−1に設けられたAGC(Automatic Gain Control)アンプ230−2が、ヘッドIC220の可変ゲインアンプ220−1の出力を受ける。
【0009】
AGCアンプ230−2は、差動増幅器230−3と、AGC回路230−4で構成される。AGC回路230−4は、差動増幅器230−3の出力値と基準の出力値とを比較して、比較結果をフィードバックして、差動増幅器230−3のゲインを調整し、差動増幅器230−3の出力レベルを基準レベルに調整する(例えば、特許文献1、2参照)。
【0010】
このAGC回路230−4は、磁気ディスク210のトラックの1セクター内の変化を追従するような高速のフィードバック係数(周波数、ゲイン変更量)を設定し、1セクター内の信号レベルを均一化する。
【特許文献1】特開平10−021647号公報(図1等)
【特許文献2】特開昭64−062806号公報(図1等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従来技術では、このような素子自体の特性や浮上量変動等の環境条件の変動による出力レベルの変動は、リードチャネルのAGCアンプにより、調整していた。
【0012】
しかしながら、近年の記録密度の向上により、リード素子もより検出感度の高いTuMR素子の利用が望まれている。この検出感度の高いリード素子は、検出感度が、MR素子の10倍程度とされているが、信号出力レベルのばらつきは、これに応じて大きい。又、検出感度が高いため、温度変動や浮上量の変動による信号レベルの変動も大きい。
【0013】
このような大きな信号レベルの変動があると、リードチャネルのAGCアンプで調整するのが困難となるおそれがある。
【0014】
又、記録密度の向上により、回路周波数が高くなり、リードチャネルのAGCアンプも高速化が要求され、AGCの入力ダイナミックレンジが狭くなっている。このため、レベル変動をリードチャネルのAGCアンプの変更で、調整することが、困難となる。
【0015】
このように、記録密度の向上のため、感度の高いリード素子を利用する場合や、回路の動作周波数を高速にする場合には、リードチャネルのAGCによるレベル調整では、レベル変動の調整に制限がある。
【0016】
従って、本発明の目的は、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【0017】
又、本発明の他の目的は、ヘッド出力レベルのばらつきが大きくても、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【0018】
更に、本発明の他の目的は、リードチャネルのAGC回路の入力ダイナミックレンジが狭くなっても、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【0019】
更に、本発明の他の目的は、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整し、高記録密度を実現するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0020】
この目的を達成するため、本発明のヘッドICは、ヘッドの読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する。
【0021】
又、本発明のリード回路は、ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する。
【0022】
又、本発明の媒体記憶装置は、媒体を読み取るヘッドと、前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する。
【0023】
更に、本発明は、好ましくは、前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる。
【0024】
更に、本発明は、好ましくは、前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる。
【0025】
更に、本発明は、好ましくは、前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを設けた。
【0026】
更に、本発明は、好ましくは、前記シーケンス回路は、前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定する。
【0027】
更に、本発明は、好ましくは、前記フィードバック回路は、前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有する。
【0028】
更に、本発明は、好ましくは、ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定する。
【発明の効果】
【0029】
ヘッドICに、AGCアンプを設けたので、ヘッドIC内で、ヘッドからの振幅が自動調整され、リードチャネルのAGCアンプの入力ダイナミックレンジに入る信号レベル調整ができる。又、リードチャネル回路のAGC回路は、比較的早いフィードバック応答速度とし、一方、ヘッドICのAGC回路のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路のAGC回路のフィードバック応答速度より、充分遅く設定しているため、ヘッドICのAGC回路は、リードチャネルのAGC回路の早いAGC動作に影響を与えない。更に、ヘッドICのゲイン初期値を、ピークホールド回路の保持値で行うため、媒体の振幅の小さな信号に影響されず、安定の高速に初期ゲインの調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下、本発明の実施の形態を、媒体記憶装置、リード回路の第1の実施の形態、第2の実施の形態、第3の実施の形態、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【0031】
(媒体記憶装置)
図1は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図2は、図1の磁気ディスクの説明図、図3は、図2の磁気ディスクの読み取りレベルの説明図である。図1は、媒体記憶装置として、磁気ディスク装置を示す。
【0032】
図1に示すように、磁気記憶媒体である磁気ディスク117が、スピンドルモータの回転軸118に設けられている。スピンドルモータは、磁気ディスク117を回転する。アクチュエータ(VCM)119は、先端に磁気ヘッド126を備え、磁気ヘッド126を磁気ディスク117の半径方向に移動する。
【0033】
アクチュエータ119は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ(VCM)で構成される。磁気ディスク装置に、2枚の磁気ディスク117が搭載される場合には、各磁気ディスクの面をリード/ライトする4つの磁気ヘッド126が、同一のアクチュエータ119で同時に駆動される。
【0034】
磁気ヘッド126は、リード素子と、ライト素子とからなる。例えば、磁気ヘッド126は、スライダに、トンネル効果磁気抵抗(TuMR)素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。
【0035】
ヘッドIC103は、図11で示したように、アクチュエータ119の側面に設けられ、図4以下で後述するように、AGCアンプを含むリード系回路と、ライト系回路からなり、リードモードでは、磁気ヘッド126のリード素子からの読み取り信号を増幅して、出力し、ライトモードでは、磁気ヘッド126のライト素子にライト駆動電流を流す。
【0036】
リードチャネル102は、リード系回路と、ライト系回路とを有し、リード系回路は、AGCアンプ107と、信号復調回路106とを備える。マイクロコントローラ(MCU)104は、ハードディスクコントローラ(HDC)104aと、マイクロプロセッサ(MPU)104bとを備える。
【0037】
ハードディスクコントローラ(HDC)104aは、コマンドの解析を行い、サーボ信号のセクター番号を基準にして,1周内の位置を判断し,データの記録・再生を制御し、且つリードデータやライトデータを一時格納する。MPU104bは、各部の制御を行う。
【0038】
サーボ・コンボ回路105は、信号復調回路106からのサーボ位置信号から現在位置を検出(復調)し、検出した現在位置と目標位置との誤差に従い、アクチュエータ119のVCM駆動指令値を演算する。又、スピンドルモータを駆動する。インターフェイス回路101は、USB(Universal Serial Bus),ATA(Attached AT)やSCSI(Small Computer System Interface)等のインターフェイスで、ホストと通信する。
【0039】
図2に示すように、磁気ディスク117には、外周から内周に渡り、各トラックにサーボ信号(位置信号)130が、円周方向に等間隔に配置される。又、各トラックは、複数のセクターで構成され、セクター毎に、サーボ信号130が記録される。サーボ信号130は,サーボマークと、トラック番号と、インデックスと、オフセット情報(サーボバースト)PosA,PosB,PosC,PosDとからなる。
【0040】
この位置信号(サーボ信号)130を、ヘッド126で読み取り、トラック番号とオフセット情報PosA,PosB,PosC,PosDを使い,磁気ヘッドの半径方向の位置を検出する。さらに、インデックス信号Indexを元にして,磁気ヘッドの円周方向の位置を把握する。
【0041】
このような、位置信号やデータを読み取るため、磁気ヘッド126のリード素子の読み取り出力を、ヘッドIC103でレベル調整し、且つリードチャネル102のAGC回路107で所定レベルに調整する。
【0042】
又、図3に示すように、磁気ディスクの初期状態(即ち、データが記録されていない状態)では、磁気ディスク117がイレーズされ、サーボ信号130のみが記録されている。即ち、磁気ディスク117の磁化状態が一定でないと、サーボ信号117の書き込みを正常且つ高速に行えない場合があるからである。
【0043】
例えば、磁気ディスクが、垂直記録媒体の場合には、サーボトラックライタにより、磁気ディスクをACイレーズした後、サーボ信号を書き込む。ACイレーズ処理は、完全に消磁する訳ではなく、磁気ディスク装置で使用される最大周波数に相当する信号を書き込む。従って、このイレーズ領域の信号レベルは小さい。
【0044】
このイレーズ処理がなされないと、磁化状態によっては、ユーザーデータ領域のトラックとトラックの間に、強い磁界が発生し、この磁界が、ライトヘッドに影響し、正常な書込みが阻害され、又、読み取り時にも、この磁界により、読み取り信号レベルが、正又は負のバイアスが生じ、正確な読み取りが実現できない。
【0045】
垂直記録媒体では、隣接磁化や下地イレーズの影響で、DC(直流)イレーズでなく、AC(交流)イレーズを使用する。又、水平記録媒体では、DCイレーズを使用する。一方、サーボ信号は、記録密度が低く、且つ信号振幅は、大きい。
【0046】
このように、イレーズ処理された記録媒体を使用する場合に、起動時に、ヘッドの読み取り信号からヘッドICのレベル調整回路のゲインを調整すると、起動時は、ヘッドの読み取り信号は信用できないため、ヘッドにどんな信号(サーボ信号又はイレーズ部に信号)が入力されているか認識できない。
【0047】
このため、単純に、ヘッドの読み取り信号からゲイン調整すると、図3のサーボ信号とイレーズ部の信号で、ゲイン調整を行うことになり、初期ゲインが収束しにくくなり、初期ゲインの決定に時間がかかり、且つ精度も低下するおそれがある。
【0048】
このため、以下で説明するように、本発明は、ヘッドICのレベル調整回路のゲインを、イレーズ部の信号に影響されず、サーボ信号により調整する。これにより、ゲイン調整の時間短縮や、決定ゲインの精度向上が実現できる。
【0049】
(リード回路の第1の実施の形態)
図4は、本発明のリード回路の第1の実施の形態の回路図、図5は、その動作シーケンス図、図6は、そのゲイン初期化の動作説明図、図7は、ゲイン初期化の問題点の説明図である。
【0050】
図4において、図1で示したものと同一のものは、同一の記号で示してあり、ヘッドIC103には、AGCアンプ10が搭載される。このAGCアンプ10は、リード素子(TuMR素子)126−1の両端に接続された差動増幅器12と、差動増幅器12のゲインを自動制御するAGC回路14からなる。
【0051】
AGC回路14は、ゲインエラー検出回路16と、フィードバック制御器(ローパスフィルタ)18と、ゲイン乗算器19と、引き込み制御回路(シーケンス回路)30とを有する。
【0052】
ゲインエラー検出器16は、差動増幅器12のマイナス側電圧をアナログ・デジタル変換する第1のA/Dコンバータ20と、差動増幅器12のプラス側電圧をアナログ・デジタル変換する第2のA/Dコンバータ21と、両A/Dコンバータ20,21の出力の差をとり、振幅を抽出する(エンベロープ抽出する)第1の演算器22とを有する。
【0053】
更に、ゲインエラー検出器16は、抽出された振幅のピークをホールドする最大振幅保持回路(ピークホールド回路)23と、振幅の目標値(波形)を格納するメモリ24と、ピークホールド回路23の最大振幅値と第1の演算器22の検出した振幅値とのいずれかを選択する切り替えスイッチ25と、メモリ24の振幅の目標値と切り替えスイッチ25の出力振幅値との差を演算する第2の演算器26とを有する。この差が、ゲインエラーである。
【0054】
フィードバック制御器18は、ローパスフィルタで構成され、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号に追従するようにループ形成する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。このフィードバックゲインKの値が小さいと、フィードバック応答速度が遅く、フィードバックゲインKの値が大きいと、フィードバック応答速度が速い。
【0055】
一方、リードチャネル回路102には、差動増幅器107−1と、AGC回路107−2とからなるAGCアンプ107が設けられる。AGC回路107−2の構成は、周知の構成であり、ゲインエラー検出回路と、フィードバック制御器と、ゲイン乗算器からなる。即ち、ヘッドIC103のAGC回路14から、ピークホールド回路23と、切り替えスイッチ25とを削除した形態であり、説明を省略する。
【0056】
このヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定し、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定する。
【0057】
これにより、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より遅くなる。
【0058】
即ち、リードチャネル回路102のAGC回路107−2は、1セクター内で、出力レベルを調整する必要があるから、比較的早いフィードバック応答速度(高い周波数で、高いフィードバックゲイン)とする必要がある。一方、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より、充分遅く設定している。例えば、十数セクター程度の振幅変化のみ追従可能なフィードバック応答速度である。
【0059】
更に、引き込み制御回路30は、起動時の初期ゲイン調整時には、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、速く設定し、ゲインの初期値の調整後、AGC回路14のフィードバック速度を遅く設定する。
【0060】
この実施の形態のAGC回路の動作を、図5、図6、図7を参照して、説明する。
【0061】
(S10)装置の起動時に、引き込み制御回路30は、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18に、高いカットオフ周波数fhを、ゲイン乗算器19に、大きいゲイン値Khをセットし、リードチャネル102に起動時の引き込みモード(FIX)を通知する。従って、AGC回路14は、フィードバック応答速度が速くなり、AGC引き込み時間が高速となる。この時、リードチャネル102のAGC回路107−2は、引き込みモード指示に応じて、差動増幅器107−1のゲインを固定とするため、AGCの競合を防止できる。
【0062】
同時に、引き込み制御回路30は、切り替えスイッチ25を、「a」側に切り替える。従って、第2の演算器26は、メモリ24の振幅の目標値と、ピークホールド回路23の出力値との差を演算する。このピークホールド回路23は、磁気ディスク117のヘッド126の読み取り信号の最大振幅信号を保持し、第2の演算器26は、最大振幅信号と目標値とを比較して、ゲイン調整を行う。
【0063】
従って、図3で説明した、データ信号(サーボ信号)が、イレーズ部の信号で挟まれたような信号を、ヘッド126が、読み出しても、図6に示すように、ピークホールド回路23が、データ信号の最大値を保持し、その後の振幅の小さいイレーズ部の信号に影響されずに、この最大振幅値を、ゲイン調整のターゲットとして、速い引き込みで、目標値と比較し、ゲインを決定する。
【0064】
一方、図7に示すように、ゲイン初期値の決定のため、ピークホールド回路を利用しない場合には、図3の信号例では、ゲイン(図7では、信号増幅率で示す)は、データ部の信号の前の小振幅のイレーズ部の信号で、徐々に上昇し、大振幅のデータ部の信号で、倍率は下がり、更に、データ部の信号の後の小振幅のイレーズ部の信号で、徐々に上昇する。
【0065】
即ち、信号増幅率(ゲイン)は、イレーズ部でも調整が行われるため、上下に変動し、中々収束しない。ゲインが安定するには、長い時間を要する。このため、初期ゲインの決定時間が長くなり、しかも、その初期ゲイン値も精度が低い。従って、起動後、正常に読み取りができるまでの時間が長くなり、高速な動作開始が困難となる。
【0066】
本発明は、最大振幅値をホールドして、最大振幅値で、初期ゲインの決定を行うため、イレーズ部の振幅の小さい信号に、影響されずに、初期ゲインを決定できる。従って、初期ゲインの決定のための時間を短縮でき、且つその値の精度も高い。
【0067】
(S12)引き込み制御回路30は、初期ゲインの決定が終了したかを判断する。この方法として、タイマーを設け、起動後、一定時間経過により、初期ゲインの決定終了と判断する第1の方法がある。又、別の方法として、第2の演算器26からのゲインエラー信号をモニターし、ゲインエラー信号が収束したか(ゲインエラー信号値が、「0」又はほとんど「0」になった)を判定する。
【0068】
(S14)制御回路30は、初期ゲインの決定が終了したと判定すると、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数を低い周波数flに、ゲイン乗算器19のゲインKを小さいゲイン値Klにセットする。そして、制御回路30は、切り替えスイッチ25を「b」側に切り替え、第2の演算器26への入力を、第1の演算器22の出力に切り替える。そして、制御回路30は、リードチャネル102に起動モード終了を通知する。これにより、リードチャネル102のAGC回路107−2は、差動増幅器のゲインの自動制御を開始する。
【0069】
このため、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定され、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定される。
【0070】
これにより、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より遅く設定する。
【0071】
このゲイン決定後のリード動作を説明する。先ず、リード素子126−1の両端電圧は、ヘッドIC103の差動増幅器12に入力し、一対の差動増幅信号を出力する。この一対の差動増幅信号は、リードチャネル回路102のAGCアンプ107の差動増幅器107−1に入力される。
【0072】
一方、AGCアンプ10のAGC回路14では、第1、第2のA/Dコンバータ20,21が、それぞれ差動増幅器12のマイナス側電圧、プラス側の電圧をアナログ・デジタル変換し、第1の演算器22は、両A/Dコンバータ20,21の出力の差をとり、振幅を抽出する。
【0073】
次に、第2の演算器26は、振幅の目標値(波形)を格納するメモリ24からの振幅の目標値から第1の演算器22の検出した振幅との差を演算し、ゲイン(増幅率)エラーを出力する。ローパスフィルタ18は、設定されたカットオフ周波数で、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号を抽出する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。
【0074】
又、同様に、リードチャネル102のAGC回路107−2も、差動増幅器107−1の一対の差動増幅信号からゲインエラー信号を検出し、ローパスフィルタ、ゲイン乗算器を介し増幅率を決定し、差動増幅器107−1のゲインを制御する。
【0075】
このように、ヘッドIC103に、AGCアンプ10を設けたので、ヘッドIC103内で、ヘッド126−1からの振幅が自動調整され、リードチャネル102のAGCアンプ107の入力ダイナミックレンジに入る信号レベルの調整ができる。
【0076】
又、2つのAGC回路を同時に動作すると、AGCの競合により発振状態が生じるおそれがあり、AGCの引き込みに多大な時間がかかる。しかし、本発明では、リードチャネル回路102のAGC回路107−2は、1セクター内で、出力レベルを調整する制約上、比較的早いフィードバック応答速度(高い周波数で、高いフィードバックゲイン)とし、一方、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より、充分遅く設定している(例えば、十数セクター程度の振幅変化のみ追従可能なフィードバック応答速度)。
【0077】
このため、ヘッドIC103のAGC回路14は、リードチャネル102のAGC回路107−2の早いAGC動作に影響を与えない。即ち、ヘッドIC103のAGC回路14は、リードチャネル102のAGC回路107−2の振幅調整の対象とする早い振幅変化には、ほとんど追従せず、遅い振幅変化に追従する。従って、AGC回路を2つ設けても、AGC回路間の競合が生じない。これにより、発振状態によるAGC引き込み時間の長期化を防止できる。
【0078】
更に、この実施の形態では、ヘッドIC内で自動レベル調整するため、外部との余分な信号線を必要としない。このため、図11で説明したように、アクチュエータに搭載するのに、実装上、好適である。
【0079】
又、ヘッドIC103とリードチャネル回路102の両方に、AGC回路を設けると、起動時に、リードチャネル回路102のAGC回路の引き込み前に、ヘッドIC103のAGC回路の引き込みを行う必要がある。このヘッドIC103の引き込み完了時間を高速化するため、初期ゲインを媒体の信号から早期に決定するため、初期ゲイン設定時のみ、読み取り信号の最大振幅値をホールドして、最大振幅値で、初期ゲインの決定を行う。このため、イレーズ部の振幅の小さい信号に、影響されずに、初期ゲインを決定できる。従って、初期ゲインの決定のための時間を短縮でき、且つその値の精度も高い。
【0080】
(リード回路の第2の実施の形態)
図8は、本発明のリード回路の第2の実施の形態の回路図、図9は、その動作説明図である。図8において、図1乃至図4で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
【0081】
ヘッドIC103には、AGCアンプ10が搭載される。このAGCアンプ10は、リード素子(TuMR素子)126−1の両端に接続された差動増幅器12と、差動増幅器12のゲインを自動制御するAGC回路14からなる。
【0082】
AGC回路14は、ゲインエラー検出回路16と、フィードバック制御器(ローパスフィルタ)18と、ゲイン乗算器19と、引き込み制御回路(シーケンス回路)30とを有する。
【0083】
ゲインエラー検出器16は、差動増幅器12のマイナス側電圧をアナログ・デジタル変換する第1のA/Dコンバータ20と、差動増幅器12のプラス側電圧をアナログ・デジタル変換する第2のA/Dコンバータ21と、両A/Dコンバータ20,21の出力の差をとり、振幅を抽出する(エンベロープ抽出する)第1の演算器22とを有する。
【0084】
更に、ゲインエラー検出器16は、抽出された振幅のピークをホールドする最大振幅保持回路(ピークホールド回路)23と、振幅の目標値(波形)を格納するメモリ24と、ピークホールド回路23の最大振幅値の1/N(N>1)を計算する第3の演算部27と、第1の演算器22の検出した振幅値を選択的に、第2の演算器26に入力するためのスイッチ25と、第3の演算器27の演算値と、第1の演算器22の演算値とを比較し、第1の演算器22の演算値が、第3の演算器27の演算値より大きい場合に、スイッチ25をオン動作する比較器28と、メモリ24の振幅の目標値とスイッチ25の出力振幅値との差を演算する第2の演算器26とを有する。この差が、ゲインエラーである。
【0085】
フィードバック制御器18は、ローパスフィルタで構成され、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号に追従するようにループ形成する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。このフィードバックゲインKの値が小さいと、フィードバック応答速度が遅く、フィードバックゲインKの値が大きいと、フィードバック応答速度が速い。
【0086】
一方、リードチャネル回路102には、差動増幅器107−1と、AGC回路107−2とからなるAGCアンプ107が設けられる。AGC回路107−2の構成は、周知の構成であり、ゲインエラー検出回路と、フィードバック制御器と、ゲイン乗算器からなる。即ち、ヘッドIC103のAGC回路14から、ピークホールド回路23と、切り替えスイッチ25とを削除した形態であり、説明を省略する。
【0087】
このヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定し、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定する。
【0088】
即ち、リードチャネル回路102のAGC回路107−2は、1セクター内で、出力レベルを調整する必要があるから、比較的早いフィードバック応答速度(高い周波数で、高いフィードバックゲイン)とする必要がある。一方、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より、充分遅く設定している。例えば、十数セクター程度の振幅変化のみ追従可能なフィードバック応答速度である。
【0089】
更に、引き込み制御回路30は、起動時の初期ゲイン調整時には、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、速く設定し、ゲインの初期値の調整後、AGC回路14のフィードバック速度を遅く設定する。
【0090】
この実施の形態では、信号引き込み時に、イレーズ部の波形を判別するため、読み取り信号の最大振幅(サーボ信号波形の振幅)と、イレーズ部の信号振幅との比率を考慮して、最大振幅値の1/Nの信号振幅値以下を、ゲイン調整から、カットする機能を追加する。
【0091】
即ち、引き込み制御回路30は、スイッチ25を、ゲイン初期値の調整時以外は、オンの状態に、ゲイン初期値の調整時に、比較回路28の出力でオン/オフするように、制御する。
【0092】
図5で説明したように、装置の起動時に、引き込み制御回路30は、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18に、高いカットオフ周波数fhを、ゲイン乗算器19に、大きいゲイン値Khをセットし、リードチャネル102に起動時の引き込みモード(FIX)を通知する。従って、AGC回路14は、フィードバック応答速度が速くなり、AGC引き込み時間が高速となる。この時、リードチャネル102のAGC回路107−2は、引き込みモード指示に応じて、差動増幅器107−1のゲインを固定とするため、AGCの競合を防止できる。
【0093】
同時に、引き込み制御回路30は、スイッチ25に、比較回路28の出力でオン/オフするよう指示する。従って、図9に示すように、第1の演算器22の信号振幅値は、ピークホールド回路23に入力するとともに、比較回路28は、第1の演算器22の信号振幅値が、ピークホールド回路23の出力値の1/Nの値を越えると、スイッチ25をオンする。
【0094】
従って、信号振幅値が、ピークホールド回路23の出力値の1/Nの値を越えると、その信号振幅値が、第2の演算器26に入力され、第2の演算器26が、その差を演算して、ゲインエラー信号を出力し、ゲイン調整を行う。
【0095】
このため、図3で説明した、データ信号(サーボ信号)が、イレーズ部の信号で挟まれたような信号を、ヘッド126が、読み出しても、図9に示すように、ピークホールド回路23が、データ信号の最大値を保持した後は、その後の振幅の小さいイレーズ部の信号が、第2の演算部26に入力され、ゲイン調整に供されることを防止できる。
【0096】
即ち、ピークホールド回路23、第3の演算部27、比較器28で、データ部(サーボ信号部)を判別し、エンベロープ回路(第2の演算器22)の振幅で、ゲイン調整を行う。これにより、イレーズ部によるノイズに影響されにくい、初期ゲイン調整が可能となる。
【0097】
この1/Nは、イレーズ部とデータ部の振幅により任意に設定でき、信号引き込み時に、イレーズ部の波形を判別して、ゲイン調整の対象からカットする。
【0098】
図5と同様に、引き込み制御回路30は、初期ゲイン調整の完了後は、スイッチ25を常時オンとし、且つフィードバック応答速度を遅くする設定を行う。
【0099】
即ち、競合防止のため、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしているため、起動時やモード切替時に、引き込み時間が遅くなる。これを防止するため、ゲイン初期値を早期に、決定する。このため、AGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしても、引き込み時間を短縮できる。
【0100】
(リード回路の第3の実施の形態)
図10は、本発明のリード回路の第3の実施の形態の回路図である。図10において、図1、図2、図3、図4及び図8で示したものと同一のものは、同一の記号で示してあり、ヘッドIC103のAGCアンプ10とヘッド切り替え回路40のみを図示し、リードチャネル102を省略している。尚、リードチャネル102の構成は、図4及び図8と同一である。
【0101】
図10に示すように、1つのAGCアンプ10は、複数のリード素子(TuMR素子)126−1a〜126−1nの信号を取り扱う。ヘッド切り替えスイッチ40は、複数のリード素子126−1a〜126−1nと差動増幅器12との接続を、チャネル(ヘッド)選択信号に切り替える。
【0102】
AGCアンプ10は、このヘッド切り替えスイッチ40に接続された差動増幅器12と、差動増幅器12のゲインを自動制御するAGC回路14と、メモリ34と、切り替えスイッチ30と、AGCシーケンサ(シーケンス回路)32とを有する。AGC回路14は、ゲインエラー検出回路16と、フィードバック制御器(ローパスフィルタ)18と、ゲイン乗算器19とを有する。
【0103】
ゲインエラー検出器16は、図4で説明した構成、又は図8で説明した構成のものである。フィードバック制御器18は、ローパスフィルタで構成され、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号に追従するようにループ形成する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。
【0104】
この実施の形態でも、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、図2のリードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定し、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定する。
【0105】
これにより、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より遅く設定している。
【0106】
又、ヘッド毎のゲイン初期値を格納するメモリ(RAM)34と、スイッチ30と、AGCシーケンサ32を設ける。AGCシーケンサ32は、前述の起動時(最初の電源オン時)に、図4、図5、図8で説明した初期ゲインの決定処理を、各磁気ヘッド126−1a〜126−1nについて行い、決定後のゲイン乗算器19からの設定ゲインを、メモリ34に書込み、対応チャネルのゲイン初期値を格納する。
【0107】
以降、AGCシーケンサ32は、起動指示信号により、リードモード指示を受けると、メモリ34のゲイン初期値を読み出す。この時、チャネル選択信号により、ヘッド切り替えスイッチ40が操作され、選択されたヘッドのリード素子が、差動増幅器12に接続され、メモリ34に読出す初期値のチャネル番号が指示される。
【0108】
従って、AGCシーケンサ32が、メモリ34の初期値をリードする時に、チャネル選択信号で指示されたチャネル(ヘッド)の初期値が読み出され、スイッチ30を介し差動増幅器12にセットされる。AGCシーケンサ32は、読出し後、スイッチ30を、AGC回路14(即ち、ゲイン乗算器19)に切り替える。
【0109】
この例でも、競合防止のため、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしているため、起動時やモード切替時に、引き込み時間が遅くなる。これを防止するため、ゲイン初期値を前述の如く、調整して、決定する。そして、その決定したゲイン初期値を格納し、リード起動時やチャネル切替時に、差動増幅器12に初期設定する。このため、AGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしても、引き込み時間を短縮できる。
【0110】
これとともに、各ヘッド(リード素子)の特性ばらつきに応じたゲイン初期値を格納するので、AGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしても、ヘッド個々の特性によらず、引き込み時間を短縮できる。
【0111】
更に、ヘッドの特性や温度変化により、引き込み時間が変化することを防止できる。この実施の形態は、最初の電源オン時又は工場出荷時に、ゲイン初期値を前述の如く、測定且つ決定し、メモリ34に書き込む。
【0112】
(他の実施の形態)
前述の実施の形態では、AGC回路を、図4等の構成で説明したが、アナログ形式のAGC回路や、ピークホールド回路や積分回路を持つAGC回路等の他のAGC回路を適用できる。又、磁気ディスク装置のヘッドのリード回路の例で説明したが、他の媒体記憶装置のリード回路にも適用できる。更に、図4及び図8の実施の形態は、ヘッド切り替え毎に実行しても良い。
【0113】
しかも、ゲイン初期値の調整時に、ヘッドICのAGC回路の引き込み速度を、通常の信号読み取り時より早く設定しているため、より早いゲイン初期値の調整が可能となるが、ゲイン初期値の調整時に、ヘッドICのAGC回路の引き込み速度を、通常の信号読み取り時と同じに設定しても、前述のように、ゲインの収束時間を早くでき、このように、設定しても良い。
【0114】
更に、サーボ信号の振幅で調整する例で説明したが、ユーザー領域にデータが記録された場合には、そのデータの振幅で、初期ゲインを調整しても良く、サーボ信号に限られず、要するに信号が記録された部分の振幅で調整すれば、良い。
【0115】
以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。
【0116】
(付記1)記録媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整して、AGCアンプを有するリードチャネルに出力するヘッドICにおいて、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有することを特徴とするヘッドIC。
【0117】
(付記2)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0118】
(付記3)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0119】
(付記4)前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを設けたことを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0120】
(付記5)前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を設けたことを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0121】
(付記6)前記フィードバック回路は、前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有することを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0122】
(付記7)ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定することを特徴とする付記4のヘッドIC。
【0123】
(付記8)媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整するリード回路において、前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有することを特徴とするリード回路。
【0124】
(付記9)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記8のリード回路。
【0125】
(付記10)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記8のリード回路。
【0126】
(付記11)前記ヘッドICは、前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを更に有することを特徴とする付記8のリード回路。
【0127】
(付記12)前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を更に設けたことを特徴とする付記8のリード回路。
【0128】
(付記13)前記フィードバック回路は、前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有することを特徴とする付記8のリード回路。
【0129】
(付記14)ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定することを特徴とする付記11のリード回路。
【0130】
(付記15)媒体を読み取るヘッドと、前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有することを特徴とする媒体記憶装置。
【0131】
(付記16)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0132】
(付記17)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0133】
(付記18)前記ヘッドICは、前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを更に有することを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0134】
(付記19)前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を更に設けたことを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0135】
(付記20)ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定することを特徴とする付記18の媒体記憶装置。
【産業上の利用可能性】
【0136】
ヘッドICに、AGCアンプを設けたので、ヘッドIC内で、ヘッドからの振幅が自動調整され、リードチャネルのAGCアンプの入力ダイナミックレンジに入る信号レベル調整ができる。又、リードチャネル回路のAGC回路は、比較的早いフィードバック応答速度とし、一方、ヘッドICのAGC回路のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路のAGC回路のフィードバック応答速度より、充分遅く設定しているため、ヘッドICのAGC回路は、リードチャネルのAGC回路の早いAGC動作に影響を与えない。更に、ヘッドICのゲイン初期値を、ピークホールド回路の保持値で行うため、媒体の振幅の小さな信号に影響されず、安定の高速に初期ゲインの調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0137】
【図1】本発明の媒体記憶装置の一実施の形態の構成図である。
【図2】図1の磁気ディスクの説明図である。
【図3】図2の磁気ディスクの読み取り波形の説明図である。
【図4】本発明のリード回路の第1の実施の形態の回路図である。
【図5】図4の引き込み制御回路の制御シーケンスの説明図である。
【図6】図4のゲイン初期値の調整動作の説明図である。
【図7】図4のゲイン初期値の調整時の問題点の説明図である。
【図8】本発明のリード回路の第2の実施の形態の回路図である。
【図9】図8のゲイン初期値の調整動作の説明図である。
【図10】本発明のリード回路の第3の実施の形態の回路図である。
【図11】従来の媒体記憶装置の説明図である。
【図12】従来のリード回路の説明図である。
【符号の説明】
【0138】
10 AGCアンプ
12 差動増幅器
14 AGC回路
16 ゲインエラー検出回路
18 フィードバック制御器
19 ゲイン乗算器
102 リードチャネル
103 ヘッドIC
107 AGCアンプ
126−1〜126−n リード素子
20,21,22 エンベロープ回路
23 ピークホールド回路
24 目標値メモリ
25 スイッチ
26 ゲインエラー演算器
27 第3の演算器
28 比較器
30,32 AGC引き込み制御回路(シーケンス回路)
34 メモリ
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘッドの読み取り信号の出力レベルを調整するヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置に関し、特に、出力レベルが異なるヘッドの読み取り信号を所定のレベルに調整するヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置に関する。
【背景技術】
【0002】
媒体記憶装置、例えば、磁気ディスク装置においては、ヘッドが媒体からデータを読み出す。近年のトラック密度の増加に伴い、媒体の磁束の検出感度が高いヘッドが提供されており、MR(Magnetic Resistance)素子をリードヘッドに使用されている。一方、更なる検出感度の高い素子として、トンネル効果を利用したTuMR(又はTMR)素子の適用が検討されている。
【0003】
このようなリード素子の出力レベルは一定でなく、且つ温度変動による素子の特性変化や浮上量の変動により、出力レベルは変化する。このため、データを復調する前に、リード素子の出力レベルを調整する回路が必要となる。
【0004】
図11は、従来の媒体記憶装置の構成図、図12は、従来のリード回路のブロック図である。図11に示すように、媒体(磁気ディスク)210のデータを読み取る磁気ヘッド202a,202bは、アクチュエータ200の先端に設けられる。
【0005】
アクチュエータ200は、回転軸204を中心に回転し、磁気ヘッド202a,202bを、磁気ディスク210の所望のトラックに位置つける。磁気ヘッド202a,202bは、アクチュエータ200に設けられたヘッドIC220に接続され、ヘッドIC220は、アクチュエータ200の外の制御回路230に接続される。
【0006】
磁気ヘッド202a,202bから制御回路230までの距離が長いため、磁気ヘッド202a,202bから又は磁気ヘッドへの信号レベルが変化したり、ノイズが混入することから、磁気ヘッド202a,202bと制御回路230との間に、ヘッドIC220を設け、信号レベルの調整を行う。このヘッドIC220は、磁気ヘッドと制御回路との間の多数の信号線を纏め、配線を容易にする目的もある。例えば、制御回路230とヘッドIC220間は、シリアルインターフェースで接続し、ヘッドIC220と各磁気ヘッド202a,202b間は、個別の信号線で接続する。
【0007】
図12は、図11のリード系回路の詳細図であり、磁気ヘッド202a(又は202b)のリード素子202−1に接続するヘッドIC220には、可変ゲインアンプ(プリアンプ)220−1が設けられており、設定されたゲインで、リード素子202の出力を増幅する。尚、可変ゲインアンプ220−1は、ヘッド毎のゲインを設定される。
【0008】
一方、ヘッドIC220に接続される制御回路230には、リードチャネル230−1が設けられ、リードチャネル230−1に設けられたAGC(Automatic Gain Control)アンプ230−2が、ヘッドIC220の可変ゲインアンプ220−1の出力を受ける。
【0009】
AGCアンプ230−2は、差動増幅器230−3と、AGC回路230−4で構成される。AGC回路230−4は、差動増幅器230−3の出力値と基準の出力値とを比較して、比較結果をフィードバックして、差動増幅器230−3のゲインを調整し、差動増幅器230−3の出力レベルを基準レベルに調整する(例えば、特許文献1、2参照)。
【0010】
このAGC回路230−4は、磁気ディスク210のトラックの1セクター内の変化を追従するような高速のフィードバック係数(周波数、ゲイン変更量)を設定し、1セクター内の信号レベルを均一化する。
【特許文献1】特開平10−021647号公報(図1等)
【特許文献2】特開昭64−062806号公報(図1等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従来技術では、このような素子自体の特性や浮上量変動等の環境条件の変動による出力レベルの変動は、リードチャネルのAGCアンプにより、調整していた。
【0012】
しかしながら、近年の記録密度の向上により、リード素子もより検出感度の高いTuMR素子の利用が望まれている。この検出感度の高いリード素子は、検出感度が、MR素子の10倍程度とされているが、信号出力レベルのばらつきは、これに応じて大きい。又、検出感度が高いため、温度変動や浮上量の変動による信号レベルの変動も大きい。
【0013】
このような大きな信号レベルの変動があると、リードチャネルのAGCアンプで調整するのが困難となるおそれがある。
【0014】
又、記録密度の向上により、回路周波数が高くなり、リードチャネルのAGCアンプも高速化が要求され、AGCの入力ダイナミックレンジが狭くなっている。このため、レベル変動をリードチャネルのAGCアンプの変更で、調整することが、困難となる。
【0015】
このように、記録密度の向上のため、感度の高いリード素子を利用する場合や、回路の動作周波数を高速にする場合には、リードチャネルのAGCによるレベル調整では、レベル変動の調整に制限がある。
【0016】
従って、本発明の目的は、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【0017】
又、本発明の他の目的は、ヘッド出力レベルのばらつきが大きくても、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【0018】
更に、本発明の他の目的は、リードチャネルのAGC回路の入力ダイナミックレンジが狭くなっても、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【0019】
更に、本発明の他の目的は、起動時にゲイン調整を安定に行い、ヘッドの出力変動を自動的に調整し、高記録密度を実現するためのヘッドIC、リード回路及び媒体記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0020】
この目的を達成するため、本発明のヘッドICは、ヘッドの読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する。
【0021】
又、本発明のリード回路は、ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する。
【0022】
又、本発明の媒体記憶装置は、媒体を読み取るヘッドと、前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する。
【0023】
更に、本発明は、好ましくは、前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる。
【0024】
更に、本発明は、好ましくは、前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる。
【0025】
更に、本発明は、好ましくは、前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを設けた。
【0026】
更に、本発明は、好ましくは、前記シーケンス回路は、前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定する。
【0027】
更に、本発明は、好ましくは、前記フィードバック回路は、前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有する。
【0028】
更に、本発明は、好ましくは、ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定する。
【発明の効果】
【0029】
ヘッドICに、AGCアンプを設けたので、ヘッドIC内で、ヘッドからの振幅が自動調整され、リードチャネルのAGCアンプの入力ダイナミックレンジに入る信号レベル調整ができる。又、リードチャネル回路のAGC回路は、比較的早いフィードバック応答速度とし、一方、ヘッドICのAGC回路のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路のAGC回路のフィードバック応答速度より、充分遅く設定しているため、ヘッドICのAGC回路は、リードチャネルのAGC回路の早いAGC動作に影響を与えない。更に、ヘッドICのゲイン初期値を、ピークホールド回路の保持値で行うため、媒体の振幅の小さな信号に影響されず、安定の高速に初期ゲインの調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下、本発明の実施の形態を、媒体記憶装置、リード回路の第1の実施の形態、第2の実施の形態、第3の実施の形態、他の実施の形態の順で説明するが、本発明は、この実施の形態に限られない。
【0031】
(媒体記憶装置)
図1は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図2は、図1の磁気ディスクの説明図、図3は、図2の磁気ディスクの読み取りレベルの説明図である。図1は、媒体記憶装置として、磁気ディスク装置を示す。
【0032】
図1に示すように、磁気記憶媒体である磁気ディスク117が、スピンドルモータの回転軸118に設けられている。スピンドルモータは、磁気ディスク117を回転する。アクチュエータ(VCM)119は、先端に磁気ヘッド126を備え、磁気ヘッド126を磁気ディスク117の半径方向に移動する。
【0033】
アクチュエータ119は、回転軸を中心に回転するボイスコイルモータ(VCM)で構成される。磁気ディスク装置に、2枚の磁気ディスク117が搭載される場合には、各磁気ディスクの面をリード/ライトする4つの磁気ヘッド126が、同一のアクチュエータ119で同時に駆動される。
【0034】
磁気ヘッド126は、リード素子と、ライト素子とからなる。例えば、磁気ヘッド126は、スライダに、トンネル効果磁気抵抗(TuMR)素子を含むリード素子を積層し、その上にライトコイルを含むライト素子を積層して、構成される。
【0035】
ヘッドIC103は、図11で示したように、アクチュエータ119の側面に設けられ、図4以下で後述するように、AGCアンプを含むリード系回路と、ライト系回路からなり、リードモードでは、磁気ヘッド126のリード素子からの読み取り信号を増幅して、出力し、ライトモードでは、磁気ヘッド126のライト素子にライト駆動電流を流す。
【0036】
リードチャネル102は、リード系回路と、ライト系回路とを有し、リード系回路は、AGCアンプ107と、信号復調回路106とを備える。マイクロコントローラ(MCU)104は、ハードディスクコントローラ(HDC)104aと、マイクロプロセッサ(MPU)104bとを備える。
【0037】
ハードディスクコントローラ(HDC)104aは、コマンドの解析を行い、サーボ信号のセクター番号を基準にして,1周内の位置を判断し,データの記録・再生を制御し、且つリードデータやライトデータを一時格納する。MPU104bは、各部の制御を行う。
【0038】
サーボ・コンボ回路105は、信号復調回路106からのサーボ位置信号から現在位置を検出(復調)し、検出した現在位置と目標位置との誤差に従い、アクチュエータ119のVCM駆動指令値を演算する。又、スピンドルモータを駆動する。インターフェイス回路101は、USB(Universal Serial Bus),ATA(Attached AT)やSCSI(Small Computer System Interface)等のインターフェイスで、ホストと通信する。
【0039】
図2に示すように、磁気ディスク117には、外周から内周に渡り、各トラックにサーボ信号(位置信号)130が、円周方向に等間隔に配置される。又、各トラックは、複数のセクターで構成され、セクター毎に、サーボ信号130が記録される。サーボ信号130は,サーボマークと、トラック番号と、インデックスと、オフセット情報(サーボバースト)PosA,PosB,PosC,PosDとからなる。
【0040】
この位置信号(サーボ信号)130を、ヘッド126で読み取り、トラック番号とオフセット情報PosA,PosB,PosC,PosDを使い,磁気ヘッドの半径方向の位置を検出する。さらに、インデックス信号Indexを元にして,磁気ヘッドの円周方向の位置を把握する。
【0041】
このような、位置信号やデータを読み取るため、磁気ヘッド126のリード素子の読み取り出力を、ヘッドIC103でレベル調整し、且つリードチャネル102のAGC回路107で所定レベルに調整する。
【0042】
又、図3に示すように、磁気ディスクの初期状態(即ち、データが記録されていない状態)では、磁気ディスク117がイレーズされ、サーボ信号130のみが記録されている。即ち、磁気ディスク117の磁化状態が一定でないと、サーボ信号117の書き込みを正常且つ高速に行えない場合があるからである。
【0043】
例えば、磁気ディスクが、垂直記録媒体の場合には、サーボトラックライタにより、磁気ディスクをACイレーズした後、サーボ信号を書き込む。ACイレーズ処理は、完全に消磁する訳ではなく、磁気ディスク装置で使用される最大周波数に相当する信号を書き込む。従って、このイレーズ領域の信号レベルは小さい。
【0044】
このイレーズ処理がなされないと、磁化状態によっては、ユーザーデータ領域のトラックとトラックの間に、強い磁界が発生し、この磁界が、ライトヘッドに影響し、正常な書込みが阻害され、又、読み取り時にも、この磁界により、読み取り信号レベルが、正又は負のバイアスが生じ、正確な読み取りが実現できない。
【0045】
垂直記録媒体では、隣接磁化や下地イレーズの影響で、DC(直流)イレーズでなく、AC(交流)イレーズを使用する。又、水平記録媒体では、DCイレーズを使用する。一方、サーボ信号は、記録密度が低く、且つ信号振幅は、大きい。
【0046】
このように、イレーズ処理された記録媒体を使用する場合に、起動時に、ヘッドの読み取り信号からヘッドICのレベル調整回路のゲインを調整すると、起動時は、ヘッドの読み取り信号は信用できないため、ヘッドにどんな信号(サーボ信号又はイレーズ部に信号)が入力されているか認識できない。
【0047】
このため、単純に、ヘッドの読み取り信号からゲイン調整すると、図3のサーボ信号とイレーズ部の信号で、ゲイン調整を行うことになり、初期ゲインが収束しにくくなり、初期ゲインの決定に時間がかかり、且つ精度も低下するおそれがある。
【0048】
このため、以下で説明するように、本発明は、ヘッドICのレベル調整回路のゲインを、イレーズ部の信号に影響されず、サーボ信号により調整する。これにより、ゲイン調整の時間短縮や、決定ゲインの精度向上が実現できる。
【0049】
(リード回路の第1の実施の形態)
図4は、本発明のリード回路の第1の実施の形態の回路図、図5は、その動作シーケンス図、図6は、そのゲイン初期化の動作説明図、図7は、ゲイン初期化の問題点の説明図である。
【0050】
図4において、図1で示したものと同一のものは、同一の記号で示してあり、ヘッドIC103には、AGCアンプ10が搭載される。このAGCアンプ10は、リード素子(TuMR素子)126−1の両端に接続された差動増幅器12と、差動増幅器12のゲインを自動制御するAGC回路14からなる。
【0051】
AGC回路14は、ゲインエラー検出回路16と、フィードバック制御器(ローパスフィルタ)18と、ゲイン乗算器19と、引き込み制御回路(シーケンス回路)30とを有する。
【0052】
ゲインエラー検出器16は、差動増幅器12のマイナス側電圧をアナログ・デジタル変換する第1のA/Dコンバータ20と、差動増幅器12のプラス側電圧をアナログ・デジタル変換する第2のA/Dコンバータ21と、両A/Dコンバータ20,21の出力の差をとり、振幅を抽出する(エンベロープ抽出する)第1の演算器22とを有する。
【0053】
更に、ゲインエラー検出器16は、抽出された振幅のピークをホールドする最大振幅保持回路(ピークホールド回路)23と、振幅の目標値(波形)を格納するメモリ24と、ピークホールド回路23の最大振幅値と第1の演算器22の検出した振幅値とのいずれかを選択する切り替えスイッチ25と、メモリ24の振幅の目標値と切り替えスイッチ25の出力振幅値との差を演算する第2の演算器26とを有する。この差が、ゲインエラーである。
【0054】
フィードバック制御器18は、ローパスフィルタで構成され、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号に追従するようにループ形成する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。このフィードバックゲインKの値が小さいと、フィードバック応答速度が遅く、フィードバックゲインKの値が大きいと、フィードバック応答速度が速い。
【0055】
一方、リードチャネル回路102には、差動増幅器107−1と、AGC回路107−2とからなるAGCアンプ107が設けられる。AGC回路107−2の構成は、周知の構成であり、ゲインエラー検出回路と、フィードバック制御器と、ゲイン乗算器からなる。即ち、ヘッドIC103のAGC回路14から、ピークホールド回路23と、切り替えスイッチ25とを削除した形態であり、説明を省略する。
【0056】
このヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定し、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定する。
【0057】
これにより、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より遅くなる。
【0058】
即ち、リードチャネル回路102のAGC回路107−2は、1セクター内で、出力レベルを調整する必要があるから、比較的早いフィードバック応答速度(高い周波数で、高いフィードバックゲイン)とする必要がある。一方、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より、充分遅く設定している。例えば、十数セクター程度の振幅変化のみ追従可能なフィードバック応答速度である。
【0059】
更に、引き込み制御回路30は、起動時の初期ゲイン調整時には、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、速く設定し、ゲインの初期値の調整後、AGC回路14のフィードバック速度を遅く設定する。
【0060】
この実施の形態のAGC回路の動作を、図5、図6、図7を参照して、説明する。
【0061】
(S10)装置の起動時に、引き込み制御回路30は、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18に、高いカットオフ周波数fhを、ゲイン乗算器19に、大きいゲイン値Khをセットし、リードチャネル102に起動時の引き込みモード(FIX)を通知する。従って、AGC回路14は、フィードバック応答速度が速くなり、AGC引き込み時間が高速となる。この時、リードチャネル102のAGC回路107−2は、引き込みモード指示に応じて、差動増幅器107−1のゲインを固定とするため、AGCの競合を防止できる。
【0062】
同時に、引き込み制御回路30は、切り替えスイッチ25を、「a」側に切り替える。従って、第2の演算器26は、メモリ24の振幅の目標値と、ピークホールド回路23の出力値との差を演算する。このピークホールド回路23は、磁気ディスク117のヘッド126の読み取り信号の最大振幅信号を保持し、第2の演算器26は、最大振幅信号と目標値とを比較して、ゲイン調整を行う。
【0063】
従って、図3で説明した、データ信号(サーボ信号)が、イレーズ部の信号で挟まれたような信号を、ヘッド126が、読み出しても、図6に示すように、ピークホールド回路23が、データ信号の最大値を保持し、その後の振幅の小さいイレーズ部の信号に影響されずに、この最大振幅値を、ゲイン調整のターゲットとして、速い引き込みで、目標値と比較し、ゲインを決定する。
【0064】
一方、図7に示すように、ゲイン初期値の決定のため、ピークホールド回路を利用しない場合には、図3の信号例では、ゲイン(図7では、信号増幅率で示す)は、データ部の信号の前の小振幅のイレーズ部の信号で、徐々に上昇し、大振幅のデータ部の信号で、倍率は下がり、更に、データ部の信号の後の小振幅のイレーズ部の信号で、徐々に上昇する。
【0065】
即ち、信号増幅率(ゲイン)は、イレーズ部でも調整が行われるため、上下に変動し、中々収束しない。ゲインが安定するには、長い時間を要する。このため、初期ゲインの決定時間が長くなり、しかも、その初期ゲイン値も精度が低い。従って、起動後、正常に読み取りができるまでの時間が長くなり、高速な動作開始が困難となる。
【0066】
本発明は、最大振幅値をホールドして、最大振幅値で、初期ゲインの決定を行うため、イレーズ部の振幅の小さい信号に、影響されずに、初期ゲインを決定できる。従って、初期ゲインの決定のための時間を短縮でき、且つその値の精度も高い。
【0067】
(S12)引き込み制御回路30は、初期ゲインの決定が終了したかを判断する。この方法として、タイマーを設け、起動後、一定時間経過により、初期ゲインの決定終了と判断する第1の方法がある。又、別の方法として、第2の演算器26からのゲインエラー信号をモニターし、ゲインエラー信号が収束したか(ゲインエラー信号値が、「0」又はほとんど「0」になった)を判定する。
【0068】
(S14)制御回路30は、初期ゲインの決定が終了したと判定すると、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数を低い周波数flに、ゲイン乗算器19のゲインKを小さいゲイン値Klにセットする。そして、制御回路30は、切り替えスイッチ25を「b」側に切り替え、第2の演算器26への入力を、第1の演算器22の出力に切り替える。そして、制御回路30は、リードチャネル102に起動モード終了を通知する。これにより、リードチャネル102のAGC回路107−2は、差動増幅器のゲインの自動制御を開始する。
【0069】
このため、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定され、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定される。
【0070】
これにより、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より遅く設定する。
【0071】
このゲイン決定後のリード動作を説明する。先ず、リード素子126−1の両端電圧は、ヘッドIC103の差動増幅器12に入力し、一対の差動増幅信号を出力する。この一対の差動増幅信号は、リードチャネル回路102のAGCアンプ107の差動増幅器107−1に入力される。
【0072】
一方、AGCアンプ10のAGC回路14では、第1、第2のA/Dコンバータ20,21が、それぞれ差動増幅器12のマイナス側電圧、プラス側の電圧をアナログ・デジタル変換し、第1の演算器22は、両A/Dコンバータ20,21の出力の差をとり、振幅を抽出する。
【0073】
次に、第2の演算器26は、振幅の目標値(波形)を格納するメモリ24からの振幅の目標値から第1の演算器22の検出した振幅との差を演算し、ゲイン(増幅率)エラーを出力する。ローパスフィルタ18は、設定されたカットオフ周波数で、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号を抽出する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。
【0074】
又、同様に、リードチャネル102のAGC回路107−2も、差動増幅器107−1の一対の差動増幅信号からゲインエラー信号を検出し、ローパスフィルタ、ゲイン乗算器を介し増幅率を決定し、差動増幅器107−1のゲインを制御する。
【0075】
このように、ヘッドIC103に、AGCアンプ10を設けたので、ヘッドIC103内で、ヘッド126−1からの振幅が自動調整され、リードチャネル102のAGCアンプ107の入力ダイナミックレンジに入る信号レベルの調整ができる。
【0076】
又、2つのAGC回路を同時に動作すると、AGCの競合により発振状態が生じるおそれがあり、AGCの引き込みに多大な時間がかかる。しかし、本発明では、リードチャネル回路102のAGC回路107−2は、1セクター内で、出力レベルを調整する制約上、比較的早いフィードバック応答速度(高い周波数で、高いフィードバックゲイン)とし、一方、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より、充分遅く設定している(例えば、十数セクター程度の振幅変化のみ追従可能なフィードバック応答速度)。
【0077】
このため、ヘッドIC103のAGC回路14は、リードチャネル102のAGC回路107−2の早いAGC動作に影響を与えない。即ち、ヘッドIC103のAGC回路14は、リードチャネル102のAGC回路107−2の振幅調整の対象とする早い振幅変化には、ほとんど追従せず、遅い振幅変化に追従する。従って、AGC回路を2つ設けても、AGC回路間の競合が生じない。これにより、発振状態によるAGC引き込み時間の長期化を防止できる。
【0078】
更に、この実施の形態では、ヘッドIC内で自動レベル調整するため、外部との余分な信号線を必要としない。このため、図11で説明したように、アクチュエータに搭載するのに、実装上、好適である。
【0079】
又、ヘッドIC103とリードチャネル回路102の両方に、AGC回路を設けると、起動時に、リードチャネル回路102のAGC回路の引き込み前に、ヘッドIC103のAGC回路の引き込みを行う必要がある。このヘッドIC103の引き込み完了時間を高速化するため、初期ゲインを媒体の信号から早期に決定するため、初期ゲイン設定時のみ、読み取り信号の最大振幅値をホールドして、最大振幅値で、初期ゲインの決定を行う。このため、イレーズ部の振幅の小さい信号に、影響されずに、初期ゲインを決定できる。従って、初期ゲインの決定のための時間を短縮でき、且つその値の精度も高い。
【0080】
(リード回路の第2の実施の形態)
図8は、本発明のリード回路の第2の実施の形態の回路図、図9は、その動作説明図である。図8において、図1乃至図4で示したものと同一のものは、同一の記号で示してある。
【0081】
ヘッドIC103には、AGCアンプ10が搭載される。このAGCアンプ10は、リード素子(TuMR素子)126−1の両端に接続された差動増幅器12と、差動増幅器12のゲインを自動制御するAGC回路14からなる。
【0082】
AGC回路14は、ゲインエラー検出回路16と、フィードバック制御器(ローパスフィルタ)18と、ゲイン乗算器19と、引き込み制御回路(シーケンス回路)30とを有する。
【0083】
ゲインエラー検出器16は、差動増幅器12のマイナス側電圧をアナログ・デジタル変換する第1のA/Dコンバータ20と、差動増幅器12のプラス側電圧をアナログ・デジタル変換する第2のA/Dコンバータ21と、両A/Dコンバータ20,21の出力の差をとり、振幅を抽出する(エンベロープ抽出する)第1の演算器22とを有する。
【0084】
更に、ゲインエラー検出器16は、抽出された振幅のピークをホールドする最大振幅保持回路(ピークホールド回路)23と、振幅の目標値(波形)を格納するメモリ24と、ピークホールド回路23の最大振幅値の1/N(N>1)を計算する第3の演算部27と、第1の演算器22の検出した振幅値を選択的に、第2の演算器26に入力するためのスイッチ25と、第3の演算器27の演算値と、第1の演算器22の演算値とを比較し、第1の演算器22の演算値が、第3の演算器27の演算値より大きい場合に、スイッチ25をオン動作する比較器28と、メモリ24の振幅の目標値とスイッチ25の出力振幅値との差を演算する第2の演算器26とを有する。この差が、ゲインエラーである。
【0085】
フィードバック制御器18は、ローパスフィルタで構成され、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号に追従するようにループ形成する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。このフィードバックゲインKの値が小さいと、フィードバック応答速度が遅く、フィードバックゲインKの値が大きいと、フィードバック応答速度が速い。
【0086】
一方、リードチャネル回路102には、差動増幅器107−1と、AGC回路107−2とからなるAGCアンプ107が設けられる。AGC回路107−2の構成は、周知の構成であり、ゲインエラー検出回路と、フィードバック制御器と、ゲイン乗算器からなる。即ち、ヘッドIC103のAGC回路14から、ピークホールド回路23と、切り替えスイッチ25とを削除した形態であり、説明を省略する。
【0087】
このヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定し、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定する。
【0088】
即ち、リードチャネル回路102のAGC回路107−2は、1セクター内で、出力レベルを調整する必要があるから、比較的早いフィードバック応答速度(高い周波数で、高いフィードバックゲイン)とする必要がある。一方、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より、充分遅く設定している。例えば、十数セクター程度の振幅変化のみ追従可能なフィードバック応答速度である。
【0089】
更に、引き込み制御回路30は、起動時の初期ゲイン調整時には、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、速く設定し、ゲインの初期値の調整後、AGC回路14のフィードバック速度を遅く設定する。
【0090】
この実施の形態では、信号引き込み時に、イレーズ部の波形を判別するため、読み取り信号の最大振幅(サーボ信号波形の振幅)と、イレーズ部の信号振幅との比率を考慮して、最大振幅値の1/Nの信号振幅値以下を、ゲイン調整から、カットする機能を追加する。
【0091】
即ち、引き込み制御回路30は、スイッチ25を、ゲイン初期値の調整時以外は、オンの状態に、ゲイン初期値の調整時に、比較回路28の出力でオン/オフするように、制御する。
【0092】
図5で説明したように、装置の起動時に、引き込み制御回路30は、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18に、高いカットオフ周波数fhを、ゲイン乗算器19に、大きいゲイン値Khをセットし、リードチャネル102に起動時の引き込みモード(FIX)を通知する。従って、AGC回路14は、フィードバック応答速度が速くなり、AGC引き込み時間が高速となる。この時、リードチャネル102のAGC回路107−2は、引き込みモード指示に応じて、差動増幅器107−1のゲインを固定とするため、AGCの競合を防止できる。
【0093】
同時に、引き込み制御回路30は、スイッチ25に、比較回路28の出力でオン/オフするよう指示する。従って、図9に示すように、第1の演算器22の信号振幅値は、ピークホールド回路23に入力するとともに、比較回路28は、第1の演算器22の信号振幅値が、ピークホールド回路23の出力値の1/Nの値を越えると、スイッチ25をオンする。
【0094】
従って、信号振幅値が、ピークホールド回路23の出力値の1/Nの値を越えると、その信号振幅値が、第2の演算器26に入力され、第2の演算器26が、その差を演算して、ゲインエラー信号を出力し、ゲイン調整を行う。
【0095】
このため、図3で説明した、データ信号(サーボ信号)が、イレーズ部の信号で挟まれたような信号を、ヘッド126が、読み出しても、図9に示すように、ピークホールド回路23が、データ信号の最大値を保持した後は、その後の振幅の小さいイレーズ部の信号が、第2の演算部26に入力され、ゲイン調整に供されることを防止できる。
【0096】
即ち、ピークホールド回路23、第3の演算部27、比較器28で、データ部(サーボ信号部)を判別し、エンベロープ回路(第2の演算器22)の振幅で、ゲイン調整を行う。これにより、イレーズ部によるノイズに影響されにくい、初期ゲイン調整が可能となる。
【0097】
この1/Nは、イレーズ部とデータ部の振幅により任意に設定でき、信号引き込み時に、イレーズ部の波形を判別して、ゲイン調整の対象からカットする。
【0098】
図5と同様に、引き込み制御回路30は、初期ゲイン調整の完了後は、スイッチ25を常時オンとし、且つフィードバック応答速度を遅くする設定を行う。
【0099】
即ち、競合防止のため、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしているため、起動時やモード切替時に、引き込み時間が遅くなる。これを防止するため、ゲイン初期値を早期に、決定する。このため、AGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしても、引き込み時間を短縮できる。
【0100】
(リード回路の第3の実施の形態)
図10は、本発明のリード回路の第3の実施の形態の回路図である。図10において、図1、図2、図3、図4及び図8で示したものと同一のものは、同一の記号で示してあり、ヘッドIC103のAGCアンプ10とヘッド切り替え回路40のみを図示し、リードチャネル102を省略している。尚、リードチャネル102の構成は、図4及び図8と同一である。
【0101】
図10に示すように、1つのAGCアンプ10は、複数のリード素子(TuMR素子)126−1a〜126−1nの信号を取り扱う。ヘッド切り替えスイッチ40は、複数のリード素子126−1a〜126−1nと差動増幅器12との接続を、チャネル(ヘッド)選択信号に切り替える。
【0102】
AGCアンプ10は、このヘッド切り替えスイッチ40に接続された差動増幅器12と、差動増幅器12のゲインを自動制御するAGC回路14と、メモリ34と、切り替えスイッチ30と、AGCシーケンサ(シーケンス回路)32とを有する。AGC回路14は、ゲインエラー検出回路16と、フィードバック制御器(ローパスフィルタ)18と、ゲイン乗算器19とを有する。
【0103】
ゲインエラー検出器16は、図4で説明した構成、又は図8で説明した構成のものである。フィードバック制御器18は、ローパスフィルタで構成され、ゲインエラー信号の高周波成分をカットし、低周波数のゲインエラー信号に追従するようにループ形成する。ゲイン乗算器19は、ローパスフィルタ18の出力をフィードバックゲインであるK倍し、増幅率を決定し、差動増幅器12のゲインを制御する。
【0104】
この実施の形態でも、ヘッドIC103のAGC回路14のローパスフィルタ18のカットオフ周波数は、図2のリードチャネル回路102のAGC回路107−2のローパスフィルタのカットオフ周波数より低く設定し、且つヘッドIC103のAGC回路14のゲイン乗算器19のフィードバックゲインKは、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のゲイン乗算器のフィードバックゲインより小さく設定する。
【0105】
これにより、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を、リードチャネル回路102のAGC回路107−2のフィードバック応答速度より遅く設定している。
【0106】
又、ヘッド毎のゲイン初期値を格納するメモリ(RAM)34と、スイッチ30と、AGCシーケンサ32を設ける。AGCシーケンサ32は、前述の起動時(最初の電源オン時)に、図4、図5、図8で説明した初期ゲインの決定処理を、各磁気ヘッド126−1a〜126−1nについて行い、決定後のゲイン乗算器19からの設定ゲインを、メモリ34に書込み、対応チャネルのゲイン初期値を格納する。
【0107】
以降、AGCシーケンサ32は、起動指示信号により、リードモード指示を受けると、メモリ34のゲイン初期値を読み出す。この時、チャネル選択信号により、ヘッド切り替えスイッチ40が操作され、選択されたヘッドのリード素子が、差動増幅器12に接続され、メモリ34に読出す初期値のチャネル番号が指示される。
【0108】
従って、AGCシーケンサ32が、メモリ34の初期値をリードする時に、チャネル選択信号で指示されたチャネル(ヘッド)の初期値が読み出され、スイッチ30を介し差動増幅器12にセットされる。AGCシーケンサ32は、読出し後、スイッチ30を、AGC回路14(即ち、ゲイン乗算器19)に切り替える。
【0109】
この例でも、競合防止のため、ヘッドIC103のAGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしているため、起動時やモード切替時に、引き込み時間が遅くなる。これを防止するため、ゲイン初期値を前述の如く、調整して、決定する。そして、その決定したゲイン初期値を格納し、リード起動時やチャネル切替時に、差動増幅器12に初期設定する。このため、AGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしても、引き込み時間を短縮できる。
【0110】
これとともに、各ヘッド(リード素子)の特性ばらつきに応じたゲイン初期値を格納するので、AGC回路14のフィードバック応答速度を遅くしても、ヘッド個々の特性によらず、引き込み時間を短縮できる。
【0111】
更に、ヘッドの特性や温度変化により、引き込み時間が変化することを防止できる。この実施の形態は、最初の電源オン時又は工場出荷時に、ゲイン初期値を前述の如く、測定且つ決定し、メモリ34に書き込む。
【0112】
(他の実施の形態)
前述の実施の形態では、AGC回路を、図4等の構成で説明したが、アナログ形式のAGC回路や、ピークホールド回路や積分回路を持つAGC回路等の他のAGC回路を適用できる。又、磁気ディスク装置のヘッドのリード回路の例で説明したが、他の媒体記憶装置のリード回路にも適用できる。更に、図4及び図8の実施の形態は、ヘッド切り替え毎に実行しても良い。
【0113】
しかも、ゲイン初期値の調整時に、ヘッドICのAGC回路の引き込み速度を、通常の信号読み取り時より早く設定しているため、より早いゲイン初期値の調整が可能となるが、ゲイン初期値の調整時に、ヘッドICのAGC回路の引き込み速度を、通常の信号読み取り時と同じに設定しても、前述のように、ゲインの収束時間を早くでき、このように、設定しても良い。
【0114】
更に、サーボ信号の振幅で調整する例で説明したが、ユーザー領域にデータが記録された場合には、そのデータの振幅で、初期ゲインを調整しても良く、サーボ信号に限られず、要するに信号が記録された部分の振幅で調整すれば、良い。
【0115】
以上、本発明を、実施の形態で説明したが、本発明は、その趣旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これを本発明の範囲から排除するものではない。
【0116】
(付記1)記録媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整して、AGCアンプを有するリードチャネルに出力するヘッドICにおいて、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有することを特徴とするヘッドIC。
【0117】
(付記2)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0118】
(付記3)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0119】
(付記4)前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを設けたことを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0120】
(付記5)前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を設けたことを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0121】
(付記6)前記フィードバック回路は、前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有することを特徴とする付記1のヘッドIC。
【0122】
(付記7)ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定することを特徴とする付記4のヘッドIC。
【0123】
(付記8)媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整するリード回路において、前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有することを特徴とするリード回路。
【0124】
(付記9)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記8のリード回路。
【0125】
(付記10)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記8のリード回路。
【0126】
(付記11)前記ヘッドICは、前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを更に有することを特徴とする付記8のリード回路。
【0127】
(付記12)前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を更に設けたことを特徴とする付記8のリード回路。
【0128】
(付記13)前記フィードバック回路は、前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有することを特徴とする付記8のリード回路。
【0129】
(付記14)ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定することを特徴とする付記11のリード回路。
【0130】
(付記15)媒体を読み取るヘッドと、前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、前記ヘッドICは、前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有することを特徴とする媒体記憶装置。
【0131】
(付記16)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0132】
(付記17)前記振幅制限回路は、前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなることを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0133】
(付記18)前記ヘッドICは、前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを更に有することを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0134】
(付記19)前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を更に設けたことを特徴とする付記15の媒体記憶装置。
【0135】
(付記20)ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定することを特徴とする付記18の媒体記憶装置。
【産業上の利用可能性】
【0136】
ヘッドICに、AGCアンプを設けたので、ヘッドIC内で、ヘッドからの振幅が自動調整され、リードチャネルのAGCアンプの入力ダイナミックレンジに入る信号レベル調整ができる。又、リードチャネル回路のAGC回路は、比較的早いフィードバック応答速度とし、一方、ヘッドICのAGC回路のフィードバック応答速度は、このリードチャネル回路のAGC回路のフィードバック応答速度より、充分遅く設定しているため、ヘッドICのAGC回路は、リードチャネルのAGC回路の早いAGC動作に影響を与えない。更に、ヘッドICのゲイン初期値を、ピークホールド回路の保持値で行うため、媒体の振幅の小さな信号に影響されず、安定の高速に初期ゲインの調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0137】
【図1】本発明の媒体記憶装置の一実施の形態の構成図である。
【図2】図1の磁気ディスクの説明図である。
【図3】図2の磁気ディスクの読み取り波形の説明図である。
【図4】本発明のリード回路の第1の実施の形態の回路図である。
【図5】図4の引き込み制御回路の制御シーケンスの説明図である。
【図6】図4のゲイン初期値の調整動作の説明図である。
【図7】図4のゲイン初期値の調整時の問題点の説明図である。
【図8】本発明のリード回路の第2の実施の形態の回路図である。
【図9】図8のゲイン初期値の調整動作の説明図である。
【図10】本発明のリード回路の第3の実施の形態の回路図である。
【図11】従来の媒体記憶装置の説明図である。
【図12】従来のリード回路の説明図である。
【符号の説明】
【0138】
10 AGCアンプ
12 差動増幅器
14 AGC回路
16 ゲインエラー検出回路
18 フィードバック制御器
19 ゲイン乗算器
102 リードチャネル
103 ヘッドIC
107 AGCアンプ
126−1〜126−n リード素子
20,21,22 エンベロープ回路
23 ピークホールド回路
24 目標値メモリ
25 スイッチ
26 ゲインエラー演算器
27 第3の演算器
28 比較器
30,32 AGC引き込み制御回路(シーケンス回路)
34 メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
記録媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整して、AGCアンプを有するリードチャネルに出力するヘッドICにおいて、
前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、
前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、
前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、
前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する
ことを特徴とするヘッドIC。
【請求項2】
前記振幅制限回路は、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項3】
前記振幅制限回路は、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、
前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項4】
前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、
引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを設けた
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項5】
前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を更に設けた
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項6】
前記フィードバック回路は、
前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有する
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項7】
ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、
前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、
前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定する
ことを特徴とする請求項4のヘッドIC。
【請求項8】
媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整するリード回路において、
前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、
前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、
前記ヘッドICは、
前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、
前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、
前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、
前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する
ことを特徴とするリード回路。
【請求項9】
媒体を読み取るヘッドと、
前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、
前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、
前記ヘッドICは、
前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、
前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、
前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、
前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する
ことを特徴とする媒体記憶装置。
【請求項1】
記録媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整して、AGCアンプを有するリードチャネルに出力するヘッドICにおいて、
前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、
前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、
前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、
前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する
ことを特徴とするヘッドIC。
【請求項2】
前記振幅制限回路は、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値を、前記ゲインエラー演算器に入力し、前記ゲイン初期化終了後は、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項3】
前記振幅制限回路は、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の前記保持値の1/N(N>1)の値と、前記エンベロープ回路の前記検出された出力振幅レベルとを比較する比較回路と、
前記出力振幅レベルが前記1/Nの値より大きい場合に、前記出力振幅レベルを、前記ゲインエラー演算器に入力するスイッチからなる
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項4】
前記調整されたゲインの初期値を格納するメモリと、
引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリのゲインの初期値を設定するシーケンス回路とを設けた
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項5】
前記起動時に、前記フィードバック回路の引き込み特性を速く設定し、且つ前記リードチャネルのAGCアンプのゲインを固定に指示し、前記引き込み終了に応じて、前記フィードバック回路の引き込み特性を、前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い特性に設定するシーケンス回路を更に設けた
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項6】
前記フィードバック回路は、
前記ゲインエラー演算部からの前記差の出力の高周波成分をカットするローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力に所定のフィードバックゲインを乗算して、前記差動増幅器のゲインを制御するゲイン乗算器とを有する
ことを特徴とする請求項1のヘッドIC。
【請求項7】
ヘッド選択信号に応じて、前記差動増幅器に、複数のヘッドのいずれかを接続するヘッド切り替え部を更に設け、
前記メモリに前記複数のヘッドのゲインの初期値を格納し、
前記シーケンス回路は、前記引き込み開始時に、前記差動増幅器に前記メモリの前記接続されたヘッドに対応するゲインの初期値を設定する
ことを特徴とする請求項4のヘッドIC。
【請求項8】
媒体から信号を読み取るヘッドの読み取り信号の振幅レベルを調整するリード回路において、
前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、
前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、
前記ヘッドICは、
前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、
前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、
前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、
前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する
ことを特徴とするリード回路。
【請求項9】
媒体を読み取るヘッドと、
前記ヘッドからの読み取り信号の振幅レベルを調整するヘッドICと、
前記ヘッドICに接続され、AGCアンプを有するリードチャネルとを有し、
前記ヘッドICは、
前記読み取り信号を設定されたゲインで増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力振幅レベルを検出するエンベロープ回路と、
前記検出された出力振幅レベルと基準レベルとの差を取るゲインエラー演算器と、
前記リードチャネルのAGCアンプの引き込み特性より遅い引き込み特性を持ち、前記差であるゲインエラー量に応じて、前記差動増幅器のゲインを自動制御するフィードバック回路と、
前記出力振幅レベルの最大値を保持するピークホールド回路と、
前記ゲインの初期化時に、前記ピークホールド回路の保持値に従い、前記保持値より小さい前記出力振幅レベルの前記ゲインエラー演算器への入力をカットする振幅制限回路とを有する
ことを特徴とする媒体記憶装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2008−135128(P2008−135128A)
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−321288(P2006−321288)
【出願日】平成18年11月29日(2006.11.29)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年11月29日(2006.11.29)
【出願人】(000005223)富士通株式会社 (25,993)
【Fターム(参考)】
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