非線形性測定装置、非線形性測定方法及び磁気記録再生装置
【課題】ＮＬＴＳの導出に係る利便性を向上させることが可能な非線形性測定装置、非線形性測定方法及び磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定手段と、前記磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定手段と、前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出手段と、を備える。
【解決手段】磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定手段と、前記磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定手段と、前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、非線形性測定装置、非線形性測定方法及び磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置の高密度化、高速データ転送化に伴い、磁気ヘッド、記録媒体及び記録再生伝送系等において生じる非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ:Non-Linear Transition Shift）を把握するためＮＬＴＳの測定が必須となってきている。このＮＬＴＳは記録データがその直前や数ビット前のデータの影響を受ける度合いを定量的に把握するために必要なデータである。従来、ＮＬＴＳの導出方法として、逆余弦（アークコサイン）を用いる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７０３３３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“A Generalized frequency domain nonlinearity measurement method”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol.30, No.6, pp4236, 1994
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、ＮＬＴＳの導出に逆余弦を用いるため、導出されるＮＬＴＳの値はビット間隔の拡大・縮小によらず常に正の値となり、ビット間隔が拡大したのか縮小したのかを識別しづらいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＮＬＴＳの導出に係る利便性を向上させることが可能な非線形性測定装置、非線形性測定方法及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態の非線形性測定装置は、第１測定手段と、第２測定手段と、算出手段とを備える。第１測定手段は、磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する。第２測定手段は、磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する。算出手段は、第２の所定次数の高調波成分を第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る磁気記録再生装置の機能構成を模式的に示す図。
【図２】ＶabとＮＬＴＳとの関係を示す図。
【図３】本実施形態に係る磁気記録再生装置のハードウェア構成を模式的に示す図。
【図４】磁気記録再生装置で実行されるＮＬＴＳ測定処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る磁気記録再生装置１００の機能構成を模式的に示す図である。磁気記録再生装置１００は、磁気ディスク２１と、この磁気ディスク２１における磁気記録再生の非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Non Linear Transition Shift）を算出する非線形性測定部１０とを備えて構成されている。
【００１０】
図１に示すように、磁気記録再生装置１００の非線形性測定部１０は、パターン生成部１１と、パターン記録部１２と、パターン再生部１３と、第１測定部１４と、第２測定部１５と、算出部１６とを備えている。
【００１１】
パターン生成部１１は、所定のビット列で構成される基準パターン（基準信号）及び被測定パターン（被測定信号）を生成し、パターン記録部１２へ出力する。具体的に、パターン生成部１１は、磁化反転位置を少なくとも１つ含むＡ個のビット列で構成された基準パターンを生成するとともに、６つの磁化反転位置を含む被測定パターンを下記式（１）に基づいて生成する。ここで、Ａは基準パターンのビット数であって、１０の倍数となる。また、ＢはＡを５で除算した値であり、Ｔはビット周期を意味する。
【００１２】
【数１】
【００１３】
例えば、ビット列Ａのビット数を“２０”とした場合、パターン生成部１１は、磁化反転位置が第１０ビットにある、ＮＲＺ表記で“１１１１１１１１１１００００００００００”（１０Ｔ、１０Ｔ）と表されるビットパターンを、基準パターンとして生成する。ここで、ＮＲＺとは、非ゼロ復帰記録方式と呼ばれるもので、２値信号パルス列において、単位符号間隔の長さとパルスの長さとが同じになるパルス波形で記録を行う記録方式である。
【００１４】
また、パターン生成部１１は、上記式（１）に基づき、磁化反転位置が第０、１、４、１０、１１、１４ビットにある、ＮＲＺ表記で“１０００１１１１１１０１１１００００００”（１Ｔ、３Ｔ、６Ｔ、１Ｔ、３Ｔ、６Ｔ）と表されるビットパターンを、被測定パターンとして生成する。
【００１５】
なお、以下、本実施形態においては、上記の基準パターン“１１１１１１１１１１００００００００００”及び被測定パターン“１０００１１１１１１０１１１００００００”を用いて、ＮＬＴＳを導出する場合について説明する。
【００１６】
パターン記録部１２は、パターン生成部１１で生成された基準パターン及び被測定パターンを磁気ディスク２１に記憶するものである。パターン再生部１３は、磁気ディスク２１に記録された基準パターン及び被測定パターンを読み取り再生するものである。
【００１７】
第１測定部１４は、磁気ディスク２１に磁気記録された基準パターンの再生信号から第１の所定次数の高調波の振幅（以下、高調波成分という）を測定するものである。具体的に、第１測定部１４は、パターン再生部１３によって再生された基準パターンをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により解析することで、基準パターンの５次高調波成分を測定する。
【００１８】
第２測定部１５は、磁気ディスク２１に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々について、その再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定するものである。具体的に、第２測定部１５は、パターン再生部１３によって再生された被測定パターンをＦＦＴにより解析することで、被測定パターンの５次高調波成分を測定する。
【００１９】
そして、パターン生成部１１によって生成された基準パターンは、パターン記録部１２を介して磁気ディスク２１に記録される。そして、この磁気ディスク２１に記録された基準パターンに対応するデータが、パターン再生部１３を介して第１測定部１４に入力される。同じく、パターン生成部１１によって生成された被測定パターンは、パターン記録部１２を介して磁気ディスク２１に記録される。そして、この磁気ディスク２１に記録された被測定パターンに対応するデータが、パターン再生部１３を介して第２測定部１５に入力される。
【００２０】
なお、以下、本実施形態においては、第１測定部１４によって測定される第１の所定高調波成分も第２測定部１５によって測定される第２の所定高調波成分も、次数５（Ｍ＝５）の５次高調波成分の場合について説明する。
【００２１】
算出部１６は、第１測定部１４によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部１５によって測定された各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する。以下、ＮＬＴＳの導出方法について説明する。
【００２２】
まず、基本パターンにおける２０ビットの繰り返しの周波数（以下、基本周波数という）をｆ0とすると、このｆ0は下記式（２）で表される。
【００２３】
【数２】
【００２４】
よって、基本パターンの５次高調波成分は下記式（３）となる。また、ω＝２πｆの関係式において、ｆ＝５ｆ0とすることで、基本パターンの５次高調波成分の１ビット分の角度（ラジアン）は、下記式（４）で表される。
【００２５】
【数３】
【００２６】
続いて、基本パターンの振幅をＶa、再生信号のインパルス応答をＨ（ｆ）とし、その５次高調波成分Ｖa（５ｆ0）を算出すると、Ｖa（５ｆ0）は下記式（５）となる。
【００２７】
【数４】
【００２８】
また、ＮＬＴＳ種類のうち、ダイビット（Ｄｉｂｉｔ）パターンを含む被測定パターンの振幅をＶb、再生信号のインパルス応答をＨ（ｆ）とし、基本パターンと同様に、その５次高調波成分Ｖb（５ｆ0）を求めると、Ｖb（５ｆ0）は下記式（６）となる。
【００２９】
【数５】
【００３０】
ここで、Ｖa（５ｆ0）及びＶb（５ｆ0）は、第１測定部１４及び第２測定部１５にてＦＦＴにより測定されるため、その値は絶対値となる。そのため、Ｖb（５ｆ0）をＶa（５ｆ0）で除算した値、即ちＶb（５ｆ0）をＶa（５ｆ0）で正規化した値Ｖabは、上記式（５）及び（６）の結果から下記式（７）となる。
【００３１】
【数６】
【００３２】
ここで、上記式（７）の右辺第２項“ｅｘｐ（ｊ・（π／２）・n）”を、Ｒｅ＋ｊＩｍで表すと、Ｖabは下記式（８）となる。また、Ｖabの絶対値の二乗は下記式（９）となる。なお、Ｒｅは“ｅｘｐ（ｊ・（π／２）・n）”の実数部であり、Ｉｍは“ｅｘｐ（ｊ・（π／２）・n）”の虚数部である。
【００３３】
【数７】
【００３４】
よって、位相角φは、上記式（９）から下記式（１０）で表される。
【００３５】
【数８】
【００３６】
１ビットの位相角はπ／２ラジアンであるため、ＮＬＴＳを１ビットを基準として算出すると、ＮＬＴＳは上記（１０）式から下記式（１１）で表すことができる。
【００３７】
【数９】
【００３８】
算出部１６は、第１測定部１４及び第２測定部１５の測定結果に基づいて、以上のようにＮＬＴＳを算出する。ここで、上記式（１１）に着目すると、ＮＬＴＳは逆正弦関数の演算結果で表されるため、ＮＬＴＳの値は正（プラス）又は負（マイナス）の両符号をとることになる。そのため、このＮＬＴＳの符号に基づき、ビット間隔が縮小したのか又は拡大したのかを容易に識別することが可能となる。以下、図２を参照して、Ｖabと上記式（１１）で導出されるＮＬＴＳとの関係について説明する。
【００３９】
図２は、ＶabとＮＬＴＳとの関係を示す図である。同図において、横軸はＶabの値を示しており、縦軸はＮＬＴＳの値を示している。また、ＮＬＴＳ＝０の位置（以下、ゼロ位置という）はＮＬＴＳの生じていない状態を意味し、Ｖab＝２．２５となっている。
【００４０】
ＮＬＴＳの発生により、ビット幅が縮小するとＶabの値は２．２５から減少する。また、逆のビット幅が拡大した場合にはＶabの値は２．２５から増加することになる。ここで、ＮＬＴＳの値は、上記式（１１）に示したようにＶabの２乗を逆正弦関数で演算することで導出されるため、この逆正弦関数の特性により、ビット幅が縮小した場合にはマイナス符号となり、ビット幅が拡大した場合にはプラス符号となる。そのため、この極性の変化により、ビット幅が縮小又は拡大したのかを容易に判別することが可能となる。
【００４１】
図３は、本実施形態に係る磁気記録再生装置１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。同図に示すように、磁気記録再生装置１００は、磁気ディスクユニット２０と、制御ユニット３０とを有して構成される。
【００４２】
磁気ディスクユニット２０は、磁気ディスク２１と、磁気ヘッド２２と、アクチュエータ２３と、ヘッドＩＣ２４とを備えている。
【００４３】
磁気ディスク２１は、高保持力の磁性膜を用いた円板状の媒体（磁気記録媒体）で構成され、この媒体上にトラックが形成されている。磁気ディスク２１は、スピンドルモータ（図示せず）によって回転され、磁気ヘッド２２によって、その表面に記録されたデータの読み取りや、データの書き込みが行われる。
【００４４】
磁気ヘッド２２は、磁気ディスク２１に記録された種々のデータを読み取ったり、磁気ヘッド２２に種々のデータを書き込んだりするものである。具体的には、磁気ヘッド２２は、磁気ディスク２１に対向して配置され、記録電流が供給されることにより磁界を発生させる。磁気ヘッド２２は、磁気ディスク２１をトラック進行方向に磁化することにより磁気ディスク２１に種々のデータ（基準パターンや被測定パターン）を記録する。
【００４５】
アクチュエータ２３は、磁気ヘッド２２を磁気ディスク２１の半径方向に移動させるものであり、例えば、磁気ヘッド２２の位置決めに用いるＶＣＭ等を備えて構成されている。このアクチュエータ２３は、後述するドライブ部３６からのドライブ信号に応じて駆動され、磁気ヘッド２２を所定の位置に移動させる。
【００４６】
ヘッドＩＣ２４は、磁気ヘッド２２による磁気ディスク２１へのデータの読み出し／書き込みを制御するものである。また、ヘッドＩＣ２４は、磁気ヘッド２２によって読み取られた信号を増幅して、後述するＡＧＣ部３２に供給する。
【００４７】
一方、制御ユニット３０は、エンコーダ３１と、ＡＧＣ部３２と、信号検出部３３と、デコーダ３４と、サーボ制御部３５と、ドライブ部３６と、ＦＦＴ３７と、制御部３８と、パターン生成部３９とを備える。なお、制御ユニット３０は、図１に示した非線形性測定部１０に相当する。
【００４８】
エンコーダ３１は、制御部３８から供給された記録データや、パターン生成部３９によって生成された基準パターンや被測定パターンを、磁気ディスク２１に記録するためにＮＲＺのデータに変換して出力するものである。
【００４９】
ＡＧＣ部３２は、ヘッドＩＣ２４から供給された信号の振幅を一定に制御するものである。また、ＡＧＣ部３２は、ヘッドＩＣ２４から供給された信号を信号検出部３３、サーボ制御部３５及びＦＦＴ３７に出力する。
【００５０】
信号検出部３３は、ＡＧＣ部３２の出力信号から再生データを検出するものである。デコーダ３４は、信号検出部３３によって検出された信号をデコードし、デコードした信号を制御部３８に供給する。
【００５１】
サーボ制御部３５は、ＡＧＣ部３２から供給された信号からサーボ信号を復調する。また、サーボ制御部３５は、復調したサーボ信号と制御部３８から供給される制御信号とに応じて、磁気ヘッド２２の現在の位置と記録又は再生を行うべき位置との差に応じたドライブ制御信号を生成し、ドライブ部３６に供給する。
【００５２】
ドライブ部３６は、サーボ制御部３５から供給されたドライブ制御信号に応じて、アクチュエータ２３を駆動するドライブ信号を生成するものである。ドライブ部３６は、生成したドライブ信号をアクチュエータ２３に供給する。
【００５３】
ＦＦＴ３７は、ＡＧＣ部３２の下流側に備えられ、ＡＧＣ部３２から出力される再生信号から５次高調波成分を検出（測定）し、制御部３８に出力する。即ち、このＦＦＴ３７が、上述した第１測定部１４及び第２測定部１５として機能する。
【００５４】
制御部３８は、磁気記録再生装置１００における種々の処理を制御するものであって、磁気ヘッド２２の切り換え制御や、磁気ディスク２１に対する磁気ヘッド２２の位置決め制御、磁気ヘッド２２によるデータの書き込み／読み取りの制御等を行う。また、制御部３８は、外部から上述した記録データを受信して、エンコーダ３１に供給する。
【００５５】
磁気記録再生装置１００において、ＮＬＴＳの測定を行う場合には、制御部３８は、例えばエンコーダ３１に供給する基準パターン又は被測定パターンをなすビット列パターンの記録データを選択する指示を外部から受け、パターン生成部３９に供給する。パターン生成部３９は、外部から受け付けた指示に従い、基準パターンや被測定パターンを生成する。
【００５６】
さらに、制御部３８は、ＦＦＴ３７によって測定された基準パターンの５次高調波成分、被測定パターンの５次高調波成分等に基づき、上記式（１１）によりＮＬＴＳを導出する。即ち、制御部３８が、第１測定部１４によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部１５によって測定された第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する算出部１６として機能する。
【００５７】
パターン生成部３９は、制御部３８の制御に基づいて、基準パターン及び被測定パターンを生成し、生成した基準パターン及び被測定パターンをエンコーダ３１に供給する。即ち、このパターン生成部３９が、上述したパターン生成部１１として機能する。
【００５８】
以下、図４を参照し、上記構成の磁気記録再生装置１００で実行されるＮＬＴＳ測定処理の手順について説明する。まず、制御部３８は、磁気ヘッド２２を制御し、ＮＬＴＳの測定対象となるシリンダ（以下、ターゲットシリンダという）及び当該ターゲットシリンダ近傍に記録されたデータをバンドイレーズする（ステップＳ１１）。
【００５９】
続いて、制御部３８は、磁気ヘッド２２をターゲットシリンダにシークさせ（ステップＳ１２）、このターゲットシリンダにパターン生成部３９で生成された基準パターンを記録させる（ステップＳ１３）。そして、制御部３８は、基準パターンの記録に伴い、ＦＦＴ３７によって測定された当該基準パターンの５次高調波成分Ｖa（５ｆo）を取得する（ステップＳ１４）。
【００６０】
次いで、制御部３８は、磁気ヘッド２２を制御し、ターゲットシリンダ及び当該ターゲットシリンダ近傍に記録されたデータをバンドイレーズする（ステップＳ１５）。続いて、制御部３８は、磁気ヘッド２２をターゲットシリンダにシークさせ（ステップＳ１６）、このターゲットシリンダにパターン生成部３９で生成された被測定パターンを記録させる（ステップＳ１７）。そして、制御部３８は、被測定パターンの記録に伴い、ＦＦＴ３７によって測定された当該被測定パターンの５次高調波成分Ｖb（５ｆo）を取得する（ステップＳ１８）。
【００６１】
制御部３８は、ステップＳ１８で取得した被測定パターンの５次高調波成分Ｖb（５ｆo）を、ステップＳ１４で取得した基準パターンの５次高調波成分Ｖa（５ｆo）で除算することで、上述したＶabを算出する（ステップＳ１９）。続いて、制御部３８は、ステップＳ１９で算出したＶabの値を、上記式（１１）に代入することで、ターゲットシリンダにおけるＮＬＴＳを導出し（ステップＳ２０）、本処理を終了する。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、ＮＬＴＳを逆正弦関数の演算結果として導出できるため、ＮＬＴＳの値を正（プラス）又は負（マイナス）の両符号を用いて表すことができる。これにより、このＮＬＴＳの符号に基づき、ビット間隔が縮小したのか又は拡大したのかを容易に識別することが可能となり、ＮＬＴＳの導出に係る利便性を向上させることができる。
【００６３】
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での種々の変更、置換、追加等が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 磁気記録再生装置
１０ 非線形性測定部
１１ パターン生成部
１２ パターン記録部
１３ パターン再生部
１４ 第１測定部
１５ 第２測定部
１６ 算出部
２０ 磁気ディスクユニット
２１ 磁気ディスク
２２ 磁気ヘッド
２３ アクチュエータ
２４ ヘッドＩＣ
３０ 制御ユニット
３１ エンコーダ
３２ ＡＧＣ部
３３ 信号検出部
３４ デコーダ
３５ サーボ制御部
３６ ドライブ部
３７ ＦＦＴ
３８ 制御部
３９ パターン生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、非線形性測定装置、非線形性測定方法及び磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置の高密度化、高速データ転送化に伴い、磁気ヘッド、記録媒体及び記録再生伝送系等において生じる非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ:Non-Linear Transition Shift）を把握するためＮＬＴＳの測定が必須となってきている。このＮＬＴＳは記録データがその直前や数ビット前のデータの影響を受ける度合いを定量的に把握するために必要なデータである。従来、ＮＬＴＳの導出方法として、逆余弦（アークコサイン）を用いる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７０３３３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“A Generalized frequency domain nonlinearity measurement method”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol.30, No.6, pp4236, 1994
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、ＮＬＴＳの導出に逆余弦を用いるため、導出されるＮＬＴＳの値はビット間隔の拡大・縮小によらず常に正の値となり、ビット間隔が拡大したのか縮小したのかを識別しづらいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＮＬＴＳの導出に係る利便性を向上させることが可能な非線形性測定装置、非線形性測定方法及び磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態の非線形性測定装置は、第１測定手段と、第２測定手段と、算出手段とを備える。第１測定手段は、磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する。第２測定手段は、磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する。算出手段は、第２の所定次数の高調波成分を第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る磁気記録再生装置の機能構成を模式的に示す図。
【図２】ＶabとＮＬＴＳとの関係を示す図。
【図３】本実施形態に係る磁気記録再生装置のハードウェア構成を模式的に示す図。
【図４】磁気記録再生装置で実行されるＮＬＴＳ測定処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る磁気記録再生装置１００の機能構成を模式的に示す図である。磁気記録再生装置１００は、磁気ディスク２１と、この磁気ディスク２１における磁気記録再生の非線形遷移シフト（ＮＬＴＳ：Non Linear Transition Shift）を算出する非線形性測定部１０とを備えて構成されている。
【００１０】
図１に示すように、磁気記録再生装置１００の非線形性測定部１０は、パターン生成部１１と、パターン記録部１２と、パターン再生部１３と、第１測定部１４と、第２測定部１５と、算出部１６とを備えている。
【００１１】
パターン生成部１１は、所定のビット列で構成される基準パターン（基準信号）及び被測定パターン（被測定信号）を生成し、パターン記録部１２へ出力する。具体的に、パターン生成部１１は、磁化反転位置を少なくとも１つ含むＡ個のビット列で構成された基準パターンを生成するとともに、６つの磁化反転位置を含む被測定パターンを下記式（１）に基づいて生成する。ここで、Ａは基準パターンのビット数であって、１０の倍数となる。また、ＢはＡを５で除算した値であり、Ｔはビット周期を意味する。
【００１２】
【数１】
【００１３】
例えば、ビット列Ａのビット数を“２０”とした場合、パターン生成部１１は、磁化反転位置が第１０ビットにある、ＮＲＺ表記で“１１１１１１１１１１００００００００００”（１０Ｔ、１０Ｔ）と表されるビットパターンを、基準パターンとして生成する。ここで、ＮＲＺとは、非ゼロ復帰記録方式と呼ばれるもので、２値信号パルス列において、単位符号間隔の長さとパルスの長さとが同じになるパルス波形で記録を行う記録方式である。
【００１４】
また、パターン生成部１１は、上記式（１）に基づき、磁化反転位置が第０、１、４、１０、１１、１４ビットにある、ＮＲＺ表記で“１０００１１１１１１０１１１００００００”（１Ｔ、３Ｔ、６Ｔ、１Ｔ、３Ｔ、６Ｔ）と表されるビットパターンを、被測定パターンとして生成する。
【００１５】
なお、以下、本実施形態においては、上記の基準パターン“１１１１１１１１１１００００００００００”及び被測定パターン“１０００１１１１１１０１１１００００００”を用いて、ＮＬＴＳを導出する場合について説明する。
【００１６】
パターン記録部１２は、パターン生成部１１で生成された基準パターン及び被測定パターンを磁気ディスク２１に記憶するものである。パターン再生部１３は、磁気ディスク２１に記録された基準パターン及び被測定パターンを読み取り再生するものである。
【００１７】
第１測定部１４は、磁気ディスク２１に磁気記録された基準パターンの再生信号から第１の所定次数の高調波の振幅（以下、高調波成分という）を測定するものである。具体的に、第１測定部１４は、パターン再生部１３によって再生された基準パターンをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により解析することで、基準パターンの５次高調波成分を測定する。
【００１８】
第２測定部１５は、磁気ディスク２１に磁気記録された複数種類の被測定信号の各々について、その再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定するものである。具体的に、第２測定部１５は、パターン再生部１３によって再生された被測定パターンをＦＦＴにより解析することで、被測定パターンの５次高調波成分を測定する。
【００１９】
そして、パターン生成部１１によって生成された基準パターンは、パターン記録部１２を介して磁気ディスク２１に記録される。そして、この磁気ディスク２１に記録された基準パターンに対応するデータが、パターン再生部１３を介して第１測定部１４に入力される。同じく、パターン生成部１１によって生成された被測定パターンは、パターン記録部１２を介して磁気ディスク２１に記録される。そして、この磁気ディスク２１に記録された被測定パターンに対応するデータが、パターン再生部１３を介して第２測定部１５に入力される。
【００２０】
なお、以下、本実施形態においては、第１測定部１４によって測定される第１の所定高調波成分も第２測定部１５によって測定される第２の所定高調波成分も、次数５（Ｍ＝５）の５次高調波成分の場合について説明する。
【００２１】
算出部１６は、第１測定部１４によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部１５によって測定された各々の被測定信号に対応する第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する。以下、ＮＬＴＳの導出方法について説明する。
【００２２】
まず、基本パターンにおける２０ビットの繰り返しの周波数（以下、基本周波数という）をｆ0とすると、このｆ0は下記式（２）で表される。
【００２３】
【数２】
【００２４】
よって、基本パターンの５次高調波成分は下記式（３）となる。また、ω＝２πｆの関係式において、ｆ＝５ｆ0とすることで、基本パターンの５次高調波成分の１ビット分の角度（ラジアン）は、下記式（４）で表される。
【００２５】
【数３】
【００２６】
続いて、基本パターンの振幅をＶa、再生信号のインパルス応答をＨ（ｆ）とし、その５次高調波成分Ｖa（５ｆ0）を算出すると、Ｖa（５ｆ0）は下記式（５）となる。
【００２７】
【数４】
【００２８】
また、ＮＬＴＳ種類のうち、ダイビット（Ｄｉｂｉｔ）パターンを含む被測定パターンの振幅をＶb、再生信号のインパルス応答をＨ（ｆ）とし、基本パターンと同様に、その５次高調波成分Ｖb（５ｆ0）を求めると、Ｖb（５ｆ0）は下記式（６）となる。
【００２９】
【数５】
【００３０】
ここで、Ｖa（５ｆ0）及びＶb（５ｆ0）は、第１測定部１４及び第２測定部１５にてＦＦＴにより測定されるため、その値は絶対値となる。そのため、Ｖb（５ｆ0）をＶa（５ｆ0）で除算した値、即ちＶb（５ｆ0）をＶa（５ｆ0）で正規化した値Ｖabは、上記式（５）及び（６）の結果から下記式（７）となる。
【００３１】
【数６】
【００３２】
ここで、上記式（７）の右辺第２項“ｅｘｐ（ｊ・（π／２）・n）”を、Ｒｅ＋ｊＩｍで表すと、Ｖabは下記式（８）となる。また、Ｖabの絶対値の二乗は下記式（９）となる。なお、Ｒｅは“ｅｘｐ（ｊ・（π／２）・n）”の実数部であり、Ｉｍは“ｅｘｐ（ｊ・（π／２）・n）”の虚数部である。
【００３３】
【数７】
【００３４】
よって、位相角φは、上記式（９）から下記式（１０）で表される。
【００３５】
【数８】
【００３６】
１ビットの位相角はπ／２ラジアンであるため、ＮＬＴＳを１ビットを基準として算出すると、ＮＬＴＳは上記（１０）式から下記式（１１）で表すことができる。
【００３７】
【数９】
【００３８】
算出部１６は、第１測定部１４及び第２測定部１５の測定結果に基づいて、以上のようにＮＬＴＳを算出する。ここで、上記式（１１）に着目すると、ＮＬＴＳは逆正弦関数の演算結果で表されるため、ＮＬＴＳの値は正（プラス）又は負（マイナス）の両符号をとることになる。そのため、このＮＬＴＳの符号に基づき、ビット間隔が縮小したのか又は拡大したのかを容易に識別することが可能となる。以下、図２を参照して、Ｖabと上記式（１１）で導出されるＮＬＴＳとの関係について説明する。
【００３９】
図２は、ＶabとＮＬＴＳとの関係を示す図である。同図において、横軸はＶabの値を示しており、縦軸はＮＬＴＳの値を示している。また、ＮＬＴＳ＝０の位置（以下、ゼロ位置という）はＮＬＴＳの生じていない状態を意味し、Ｖab＝２．２５となっている。
【００４０】
ＮＬＴＳの発生により、ビット幅が縮小するとＶabの値は２．２５から減少する。また、逆のビット幅が拡大した場合にはＶabの値は２．２５から増加することになる。ここで、ＮＬＴＳの値は、上記式（１１）に示したようにＶabの２乗を逆正弦関数で演算することで導出されるため、この逆正弦関数の特性により、ビット幅が縮小した場合にはマイナス符号となり、ビット幅が拡大した場合にはプラス符号となる。そのため、この極性の変化により、ビット幅が縮小又は拡大したのかを容易に判別することが可能となる。
【００４１】
図３は、本実施形態に係る磁気記録再生装置１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。同図に示すように、磁気記録再生装置１００は、磁気ディスクユニット２０と、制御ユニット３０とを有して構成される。
【００４２】
磁気ディスクユニット２０は、磁気ディスク２１と、磁気ヘッド２２と、アクチュエータ２３と、ヘッドＩＣ２４とを備えている。
【００４３】
磁気ディスク２１は、高保持力の磁性膜を用いた円板状の媒体（磁気記録媒体）で構成され、この媒体上にトラックが形成されている。磁気ディスク２１は、スピンドルモータ（図示せず）によって回転され、磁気ヘッド２２によって、その表面に記録されたデータの読み取りや、データの書き込みが行われる。
【００４４】
磁気ヘッド２２は、磁気ディスク２１に記録された種々のデータを読み取ったり、磁気ヘッド２２に種々のデータを書き込んだりするものである。具体的には、磁気ヘッド２２は、磁気ディスク２１に対向して配置され、記録電流が供給されることにより磁界を発生させる。磁気ヘッド２２は、磁気ディスク２１をトラック進行方向に磁化することにより磁気ディスク２１に種々のデータ（基準パターンや被測定パターン）を記録する。
【００４５】
アクチュエータ２３は、磁気ヘッド２２を磁気ディスク２１の半径方向に移動させるものであり、例えば、磁気ヘッド２２の位置決めに用いるＶＣＭ等を備えて構成されている。このアクチュエータ２３は、後述するドライブ部３６からのドライブ信号に応じて駆動され、磁気ヘッド２２を所定の位置に移動させる。
【００４６】
ヘッドＩＣ２４は、磁気ヘッド２２による磁気ディスク２１へのデータの読み出し／書き込みを制御するものである。また、ヘッドＩＣ２４は、磁気ヘッド２２によって読み取られた信号を増幅して、後述するＡＧＣ部３２に供給する。
【００４７】
一方、制御ユニット３０は、エンコーダ３１と、ＡＧＣ部３２と、信号検出部３３と、デコーダ３４と、サーボ制御部３５と、ドライブ部３６と、ＦＦＴ３７と、制御部３８と、パターン生成部３９とを備える。なお、制御ユニット３０は、図１に示した非線形性測定部１０に相当する。
【００４８】
エンコーダ３１は、制御部３８から供給された記録データや、パターン生成部３９によって生成された基準パターンや被測定パターンを、磁気ディスク２１に記録するためにＮＲＺのデータに変換して出力するものである。
【００４９】
ＡＧＣ部３２は、ヘッドＩＣ２４から供給された信号の振幅を一定に制御するものである。また、ＡＧＣ部３２は、ヘッドＩＣ２４から供給された信号を信号検出部３３、サーボ制御部３５及びＦＦＴ３７に出力する。
【００５０】
信号検出部３３は、ＡＧＣ部３２の出力信号から再生データを検出するものである。デコーダ３４は、信号検出部３３によって検出された信号をデコードし、デコードした信号を制御部３８に供給する。
【００５１】
サーボ制御部３５は、ＡＧＣ部３２から供給された信号からサーボ信号を復調する。また、サーボ制御部３５は、復調したサーボ信号と制御部３８から供給される制御信号とに応じて、磁気ヘッド２２の現在の位置と記録又は再生を行うべき位置との差に応じたドライブ制御信号を生成し、ドライブ部３６に供給する。
【００５２】
ドライブ部３６は、サーボ制御部３５から供給されたドライブ制御信号に応じて、アクチュエータ２３を駆動するドライブ信号を生成するものである。ドライブ部３６は、生成したドライブ信号をアクチュエータ２３に供給する。
【００５３】
ＦＦＴ３７は、ＡＧＣ部３２の下流側に備えられ、ＡＧＣ部３２から出力される再生信号から５次高調波成分を検出（測定）し、制御部３８に出力する。即ち、このＦＦＴ３７が、上述した第１測定部１４及び第２測定部１５として機能する。
【００５４】
制御部３８は、磁気記録再生装置１００における種々の処理を制御するものであって、磁気ヘッド２２の切り換え制御や、磁気ディスク２１に対する磁気ヘッド２２の位置決め制御、磁気ヘッド２２によるデータの書き込み／読み取りの制御等を行う。また、制御部３８は、外部から上述した記録データを受信して、エンコーダ３１に供給する。
【００５５】
磁気記録再生装置１００において、ＮＬＴＳの測定を行う場合には、制御部３８は、例えばエンコーダ３１に供給する基準パターン又は被測定パターンをなすビット列パターンの記録データを選択する指示を外部から受け、パターン生成部３９に供給する。パターン生成部３９は、外部から受け付けた指示に従い、基準パターンや被測定パターンを生成する。
【００５６】
さらに、制御部３８は、ＦＦＴ３７によって測定された基準パターンの５次高調波成分、被測定パターンの５次高調波成分等に基づき、上記式（１１）によりＮＬＴＳを導出する。即ち、制御部３８が、第１測定部１４によって測定された第１の所定高調波成分と、第２測定部１５によって測定された第２の所定高調波成分とからＮＬＴＳを算出する算出部１６として機能する。
【００５７】
パターン生成部３９は、制御部３８の制御に基づいて、基準パターン及び被測定パターンを生成し、生成した基準パターン及び被測定パターンをエンコーダ３１に供給する。即ち、このパターン生成部３９が、上述したパターン生成部１１として機能する。
【００５８】
以下、図４を参照し、上記構成の磁気記録再生装置１００で実行されるＮＬＴＳ測定処理の手順について説明する。まず、制御部３８は、磁気ヘッド２２を制御し、ＮＬＴＳの測定対象となるシリンダ（以下、ターゲットシリンダという）及び当該ターゲットシリンダ近傍に記録されたデータをバンドイレーズする（ステップＳ１１）。
【００５９】
続いて、制御部３８は、磁気ヘッド２２をターゲットシリンダにシークさせ（ステップＳ１２）、このターゲットシリンダにパターン生成部３９で生成された基準パターンを記録させる（ステップＳ１３）。そして、制御部３８は、基準パターンの記録に伴い、ＦＦＴ３７によって測定された当該基準パターンの５次高調波成分Ｖa（５ｆo）を取得する（ステップＳ１４）。
【００６０】
次いで、制御部３８は、磁気ヘッド２２を制御し、ターゲットシリンダ及び当該ターゲットシリンダ近傍に記録されたデータをバンドイレーズする（ステップＳ１５）。続いて、制御部３８は、磁気ヘッド２２をターゲットシリンダにシークさせ（ステップＳ１６）、このターゲットシリンダにパターン生成部３９で生成された被測定パターンを記録させる（ステップＳ１７）。そして、制御部３８は、被測定パターンの記録に伴い、ＦＦＴ３７によって測定された当該被測定パターンの５次高調波成分Ｖb（５ｆo）を取得する（ステップＳ１８）。
【００６１】
制御部３８は、ステップＳ１８で取得した被測定パターンの５次高調波成分Ｖb（５ｆo）を、ステップＳ１４で取得した基準パターンの５次高調波成分Ｖa（５ｆo）で除算することで、上述したＶabを算出する（ステップＳ１９）。続いて、制御部３８は、ステップＳ１９で算出したＶabの値を、上記式（１１）に代入することで、ターゲットシリンダにおけるＮＬＴＳを導出し（ステップＳ２０）、本処理を終了する。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、ＮＬＴＳを逆正弦関数の演算結果として導出できるため、ＮＬＴＳの値を正（プラス）又は負（マイナス）の両符号を用いて表すことができる。これにより、このＮＬＴＳの符号に基づき、ビット間隔が縮小したのか又は拡大したのかを容易に識別することが可能となり、ＮＬＴＳの導出に係る利便性を向上させることができる。
【００６３】
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での種々の変更、置換、追加等が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 磁気記録再生装置
１０ 非線形性測定部
１１ パターン生成部
１２ パターン記録部
１３ パターン再生部
１４ 第１測定部
１５ 第２測定部
１６ 算出部
２０ 磁気ディスクユニット
２１ 磁気ディスク
２２ 磁気ヘッド
２３ アクチュエータ
２４ ヘッドＩＣ
３０ 制御ユニット
３１ エンコーダ
３２ ＡＧＣ部
３３ 信号検出部
３４ デコーダ
３５ サーボ制御部
３６ ドライブ部
３７ ＦＦＴ
３８ 制御部
３９ パターン生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定手段と、
前記磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定手段と、
前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出手段と、
を備える非線形性測定装置。
【請求項２】
前記被測定信号は、式（１）のビット列で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の非線形性測定装置。
【数１】
（Ａ：基準信号のビット数、Ｂ：Ａ／５、Ｔ：ビット周期）
【請求項３】
前記基準信号及び前記被測定信号は、２０ビットのビット列で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の非線形性測定装置。
【請求項４】
前記基準信号は、ＮＲＺ表記で“１１１１１１１１１１００００００００００”と表されるビット列で構成され、
前記被測定信号は、ＮＲＺ表記で“１０００１１１１１１０１１１００００００”と表されるビット列で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の非線形性測定装置。
【請求項５】
前記第１の所定次数の高調波成分及び前記第２の所定次数の高調波成分の各々が、５次高調波成分であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の非線形性測定装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記非線形遷移シフトを式（２）に基づいて算出することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の非線形性測定装置。
【数２】
（Ｖab：第２の所定次数の高調波成分を第１の所定次数の高調波成分で除算した値）
【請求項７】
前記基準信号及び前記被測定信号を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した前記基準信号及び前記被測定信号を前記磁気記録媒体に記録する記録手段と、
前記磁気記録媒体に記録された前記基準信号及び前記被測定信号を再生する再生手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の非線形性測定装置。
【請求項８】
基準信号記録手段が、磁気記録媒体に基準信号を記録する基準信号記録ステップと、
第１測定手段が、磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定ステップと、
被測定信号記録手段が、前記磁気記録媒体に被測定信号を記録する被測定信号記録ステップと、
第２測定手段が、前記磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定ステップと、
算出手段が、前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出ステップと、
を含む非線形性測定方法。
【請求項９】
磁気記録媒体と、
基準信号及び被測定信号を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した前記基準信号及び前記被測定信号を前記磁気記録媒体に記録する記録手段と、
前記磁気記録媒体に記録された前記基準信号及び前記被測定信号を再生する再生手段と、
前記再生手段が再生した前記基準信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定手段と、
前記再生手段が再生した前記被測定信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定手段と、
前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出手段と、
を備える磁気記録再生装置。
【請求項１】
磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定手段と、
前記磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定手段と、
前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出手段と、
を備える非線形性測定装置。
【請求項２】
前記被測定信号は、式（１）のビット列で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の非線形性測定装置。
【数１】
（Ａ：基準信号のビット数、Ｂ：Ａ／５、Ｔ：ビット周期）
【請求項３】
前記基準信号及び前記被測定信号は、２０ビットのビット列で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の非線形性測定装置。
【請求項４】
前記基準信号は、ＮＲＺ表記で“１１１１１１１１１１００００００００００”と表されるビット列で構成され、
前記被測定信号は、ＮＲＺ表記で“１０００１１１１１１０１１１００００００”と表されるビット列で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の非線形性測定装置。
【請求項５】
前記第１の所定次数の高調波成分及び前記第２の所定次数の高調波成分の各々が、５次高調波成分であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の非線形性測定装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記非線形遷移シフトを式（２）に基づいて算出することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の非線形性測定装置。
【数２】
（Ｖab：第２の所定次数の高調波成分を第１の所定次数の高調波成分で除算した値）
【請求項７】
前記基準信号及び前記被測定信号を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した前記基準信号及び前記被測定信号を前記磁気記録媒体に記録する記録手段と、
前記磁気記録媒体に記録された前記基準信号及び前記被測定信号を再生する再生手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の非線形性測定装置。
【請求項８】
基準信号記録手段が、磁気記録媒体に基準信号を記録する基準信号記録ステップと、
第１測定手段が、磁気記録媒体に記録された基準信号の再生信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定ステップと、
被測定信号記録手段が、前記磁気記録媒体に被測定信号を記録する被測定信号記録ステップと、
第２測定手段が、前記磁気記録媒体に記録された被測定信号の再生信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定ステップと、
算出手段が、前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出ステップと、
を含む非線形性測定方法。
【請求項９】
磁気記録媒体と、
基準信号及び被測定信号を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した前記基準信号及び前記被測定信号を前記磁気記録媒体に記録する記録手段と、
前記磁気記録媒体に記録された前記基準信号及び前記被測定信号を再生する再生手段と、
前記再生手段が再生した前記基準信号から第１の所定次数の高調波成分を測定する第１測定手段と、
前記再生手段が再生した前記被測定信号から第２の所定次数の高調波成分を測定する第２測定手段と、
前記第２の所定次数の高調波成分を前記第１の所定次数の高調波成分で除算した値を、逆正弦関数で演算することで、前記磁気記録媒体における非線形遷移シフトを算出する算出手段と、
を備える磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−９１０８（Ｐ２０１２−９１０８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４４００２（Ｐ２０１０−１４４００２）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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