DE3630842A1

DE3630842A1 - Schaltung fuer die verarbeitung der wellenform eines signals in einer magnetischen wiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE3630842A1
Application number: DE19863630842
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Katoh; Fumio Kugiya; Hajime Aoi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1987-03-19
Also published as: US4755891A; JPH0770015B2; JPS6262406A

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Wiedergabevorrichtung für die Wiedergabe eines auf einem Quermagnetisierungs- Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten digitalen Signals unter Anwendung eines Ringmagnetkopfes.

Beim Quermagnetisierungs- bzw. Senkrechtmagnetisierungs- Aufzeichnungsverfahren erfolgt die Aufzeichnung von Information durch Magnetisieren eines Aufzeichnungsmediums in Richtung seiner Dicke. Dieses Verfahren soll für einen digitalen Aufzeichnungsspeicher hoher Dichte Anwendung finden.

Mit einem beim Quermagnetisierungs-Aufzeichnungsverfahren als magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf verwendeten Ringmagnetkopf (im folgenden kurz als "Ringkopf" bezeichnet) erhält man eine Wellenform entsprechend Fig. 2B, wenn Information an einem isolierten Magnetisierungsübergang wiedergegeben wird. Diese Wellenform hat asymmetrische positive und negative Spitzen (im folgenden als "isolierte Wellenform" bezeichnet). Für die Diskriminierung einer Stelle des Magnetisierungsübergangs aus einer derartigen Wellenform wurde von den Erfindern bereits ein Verfahren für die Verarbeitung der Wellenform eines wiedergegebenen Signals vorgeschlagen (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 60-1 50 316). Danach wird, wie in Fig. 2A gezeigt, ein von einem Ringkopf abgegebenes reproduziertes Signal 1 durch eine Verzögerungsleitung 5 verzögert, und das sich ergebende Signal 2 sowie ein Signal 3, das man durch Einstellung der Amplitude des reproduzierten Signals 1 mittels eines Dämpfungsgliedes 6 erhält, werden durch einen Differentialverstärker 23 verstärkt, so daß diese Signale mit einer gegenseitigen Zeitdifferenz überlagert werden. Diese Differenz ist gleich dem Zeitintervall zwischen dem positiven und dem negativen Spitzenwert der isolierten Wellenform. Dadurch wird ein Signal 4 erzeugt, in dem die Asymmetrie entfernt ist. Der Punkt des Nulldurchgangs des Signals 4 wird als Magnetisierungsübergang erfaßt.

Um eine hochgenaue Informationswiedergabe zu bewirken, muß in einem digitalen Aufzeichnungsspeicher in dem beim Magnetisierungsübergang reproduzierten Impuls ein Zeit- Jitter minimiert werden. Dies ist jedoch beim Stand der Technik nicht vollständig gegeben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine magnetische Wiedergabevorrichtung anzugeben, mit der die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll diese magnetische Wiedergabevorrichtung eine hochgenaue Informationswiedergabe bewirken und für ein Quermagnetisierungs-Aufzeichnungssystem geeignet sein, in dem ein Quermagnetisierungs-Aufzeichnungsmedium und ein Ringkopf Anwendung finden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Zeitkonstante des Verzögerungselements in der Wellenformverarbeitungsschaltung so gewählt, daß sie folgender Bedingung genügt:

τ · v ≦ g

Darin gibt v die Relativgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums bezüglich des Ringkopfes, und g die Spaltlänge des Ringkopfes an. Eine derartige Wahl der Konstante erfolgt aus den folgenden Gründen:

Das Quermagnetisierungs-Aufzeichnungsverfahren, in dem ein Ringkopf Anwendung findet, hat im allgemeinen eine Wiedergabecharakteristik, wie sie mit der durchgezogenen Kurve B in Fig. 3 dargestellt ist. Danach nimmt die durch den Ringkopf wiedergegebene Spannung den Minimalwert an, wenn die Aufzeichnungswellenlänge λ der Bedingung λ _g = g genügt. Da ein der Wiedergabekennlinie zugeordneter Bereich zwischen einer Linie C und einer Linie D in Fig. 3 für die Aufzeichnung und Wiedergabe in einer gewöhnlichen digitalen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung verwendet wird, ist es erstrebenswert, die Spannung in diesem Bereich auf die maximale Größe zu erhöhen. Andererseits ergibt sich die Übertragungsfunktion H(ω) der Wellenformverarbeitungsschaltung nach Fig. 2A aus folgender Gleichung:

H(ω) ={(1+K ²) - 2K cos(ωτ)}^1/2

Darin ist K der Dämpfungsfaktor des Dämpfungsgliedes 6. In Fig. 3 ist die Übertragungsfunktion durch die gestrichelte Kurve A dargestellt. Wie sich aus dieser Kurve A ergibt, hat die Übertragungsfunktion ein Minimum E an einem Punkt λ _τ = v · τ. Als Folge davon wird für λ _τ =λ _g (Anmerkung: Die Aufzeichnungswellenlängenwerte sind in abfallender Folge längs der Aufzeichnungswellenlängen-Achse aufgetragen) die reproduzierte Spannung im Bereich C-D für die Aufzeichnung und Wiedergabe verringert, was zur Verschlechterung der Auflösung und des Signal/Rauschverhältnisses bzw. des Rauschabstands (Signal-to-Noise Ratio/SNR) führt und damit einen Anstieg des Zeit-Jitters eines beim Magnetisierungsübergang reproduzierten Impulse hervorruft. Um λ _τ auf eine Basis rechts von D zu setzen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, d. h. um eine hochgenaue Informationswiedergabe zu erzielen, muß die Konstante des Verzögerungselements so gewählt werden, daß sie der Bedingung λ _τ ≦ λ _g oder v · τ ≦ g genügt. Selbst wenn λ _τ auf eine Stelle links von der Linie C in der Fig. gesetzt wird, werden rechts von der Senke E und im Bereich C-D (nicht gezeigte) weitere Senken bzw. Minima erzeugt, so daß sich nicht einfach eine hochgenaue Informationswiedergabe erzielen läßt.

Die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1A ein schematisches Blockdiagramm zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 1B eine vereinfachte Darstellung der Quermagnetisierung eines Aufzeichnungsmediums im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1A;

Fig. 1C bis 1E grafische Darstellungen der Signalwellenformen an bestimmten Stellen des Ausführungsbeispiels;

Fig. 2A ein schematisches Schaltbild einer früher vorgeschlagenen Wellenformverarbeitungsschaltung;

Fig. 2B bis 2E grafische Darstellungen der Signalwellenformen an bestimmten Stellen der Schaltung nach Fig. 2A;

Fig. 3 eine grafische Darstellung einer Übertragungsfunktion (gestrichelte Kurve A) der Wellenformverarbeitungsschaltung nach Fig. 2A und der Wiedergabekennlinie (durchgezogene Kurve B) eines Ringkopfes;

Fig. 4 eine tabellarische Darstellung der charakteristischen Werte von in Kombination verwendeten Aufzeichnungsmedien und Ringköpfen;

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Bitverschiebung und dem Verhältnis λ _τ/λ _g; und

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Rauschabstand SNR und dem Verhältnis λ _τ/λ _g.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 1E beschrieben. Fig. 1A zeigt ein schematisches Schaltbild, nach dem die vorliegende Erfindung auf ein Laufwerk mit einer 5,25-Inch-Floppy Disk mit hoher Dichte Anwendung findet, in dem ein magnetisches Co-Cr-Einschicht-Aufzeichnungsmedium sowie ein Ringkopf verwendet werden. Ein Ringkopf 11 ist über eine Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Auswahlschaltung 50 mit einer Aufzeichnungsschaltung 22 oder einem Verstärker 12 verbunden. Beim Aufzeichnen von Information ist der Ringkopf 11 mit der Aufzeichnungsschaltung 22 verbunden, um eine Quer- oder Senkrecht- Magnetaufzeichnung der Information auf dem magnetischen Co-Cr-Einschicht-Aufzeichnungsmedium 10 (Fig. 1B) zu bewirken. Bei der Informationswiedergabe ist der Ringkopf 11 mit dem Verstärker 12 verbunden, um über diesen Verstärker 12 das durch den Ringkopf 11 reproduzierte Signal 1 (Fig. 1C) einer Wellenformverarbeitungsschaltung 113 zuzuführen.

Diese Wellenformverarbeitungsschaltung 113 korrigiert die in dem durch den Ringkopf 11 reproduzierten Signal vorliegende Asymmetrie und erzeugt dadurch ein korrigiertes Signal 4 (Fig. 1D). Eine Nulldurchgang-Erfassungsschaltung 20 verarbeitet das Signal 4 und erzeugt unter Anwendung des Nulldurchgangspunktes der Wellenform des Signals 4 einen reproduzierten Impuls 21 beim Magnetisierungsübergang (Fig. 1E). Für die Aufzeichnungs- und Wiedergabe- Auswahlschaltung 50, die Aufzeichnungsschaltung 22 und den Verstärker 12 können bekannte Schaltungen verwendet werden. Die Wellenformverarbeitungsschaltung 113 weist eine Verzögerungsleitung 105, ein Dämpfungsglied 106 und einen Differentialverstärker 123 auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Verzögerungsleitung 105 eine Verzögerungsleitung für logische Schaltungen verwendet, als Dämpfungsglied 106 dient ein Widerstandsteilernetzwerk, und als Differentialverstärker 123 wird ein Operationsverstärker verwendet. Wenn eine Verzögerungsleitung für logische Schaltungen als Verzögerungsleitung 105 Anwendung findet, soll der Ausgang des Verstärkers 12 ein niedrige Impedanz zeigen wie der Ausgang eines Emitterfolgers. Die Wellenformverarbeitungsschaltung 113 kann so aufgebaut werden, daß sie im Verstärker 12 integriert ist. Mit einem Co-Cr- Einschicht-Aufzeichnungsmedium nach Fig. 4 wurde der Zeit- Jitter des beim Magnetisierungsübergang reproduzierten Impulses für D50-Werte verschiedener Kombination gemessen (D50: Aufzeichnungsdichte, bei der die durch den Ringkopf reproduzierte Spannung 50% der Spannung für die niedrige Dichte beträgt), wobei die Relativgeschwindigkeit auf v = 2,2 ms^-1 eingestellt war. Dadurch wurde die Wirkung der Verzögerungskonstante τ der Wellenformverarbeitungsschaltung untersucht. In Fig. 4 geben H _c und M _r/M _s die Koerzitivkraft bzw. die Rechteckigkeit in senkrechter Richtung an. Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die die Wirkung von τ auf eine Verschiebung bezüglich der Zeit der Impulsposition (als "Bitverschiebung" oder "Bitshift" bezeichnet) des beim Magnetisierungsübergang reproduzierte Impulse angibt. Die Bitverschiebung ist in dieser Fig. als ein relativer Wert für den Fall angegeben, in dem ein Zwei-Bit-Signal aufgezeichnet und die Spitzenwerterfassung unter idealen Bedingungen durchgeführt wird (d. h. das durch den Ringkopf reproduzierte Signal 1 durchläuft nicht die Wellenformverarbeitungsschaltung, die Probleme bezüglich des Rauschabstands und der Spitzenwertverschiebung hat). Das Intervall zwischen den Spitzenwerten der Wellenform des reproduzierten Signals 1 wird mit einem Oszilloskop beobachtet. Fig. 6 zeigt in einer grafischen Darstellung die Wirkungen von τ auf den Rauschabstand SNR als Beziehungen unter Verwendung des Relativwertes bezüglich des Rauschabstandes SNR an einm Eingangspunkt der Wellenverarbeitung. Wie den Fig. 5 und 6 zu entnehmen, gilt: relative Bitverschiebung = 1 und relativer Rauschabstand = 0 dB, wenn λ _τ/λ _g höchstens 1 ist. Wird beispielsweise im Falle des Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems, in dem die Kombination II nach Fig. 4 Anwendung findet, λ _τ so gewählt, daß es der Bedingung λ _τ = v · τ ≦ λ _g = 0,27 genügt, d. h. λ ≦ 120 ns, werden die Bitverschiebung und der Rauschabstand SNR nicht verschlechtert. Den Fig. ist weiterhin zu entnehmen, daß selbst für die Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme, in denen die Kombinationen I und III nach Fig. 4 Anwendung finden, bei denen der Ringkopf unterschiedliche Spaltlängen hat, eine Beeinträchtigung der Bitverschiebung und des Rauschabstandes SNR vermieden werden kann, indem τ so gewählt wird, daß die Beziehung λ _τ ≦ λ _g erfüllt wird.

Nach vorliegender Erfindung kann der Zeit-Jitter des beim Magnetisierungsübergang reproduzierten Impulses minimiert werden, wodurch in einem Quer-Magnetaufzeichnungssystem mit einem Quer-Magnetaufzeichnungsmedium und einem Ringkopf eine hochgenaue Informationswiedergabe ermöglicht wird.

Claims

Schaltung für den Empfang eines von einem Ring-Magnetkopf (11), der einen Spalt vorgegebener Länge hat und die Magnetisierung eines Quermagnetisierungs-Aufzeichnungsmediums (10) wiedergibt, gelieferten Signals und für die Verarbeitung der Wellenform des Signals zur Diskriminierung einer Position des Magnetisierungsübergangs auf Grundlage der Wellenform des Signals, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung (105) für die Verzögerung des Signals (1) um eine vorgegebene Zeit, eine Einstelleinrichtung (106) für die Einstellung einer Amplitude des Signals (1) und einen Differentialverstärker (123), der eine Ausgabe (2) von der Verzögerungseinrichtung (105) und eine Ausgabe (3) von der Einstelleinrichtung (106) als Eingangssignale empfängt, wobei die Verzögerungseinheit τ der Verzögerungseinrichtung (105) der Bedingung v · τ ≦ ggenügt, in der v die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsmedium (10) und dem Magnetkopf (11), und g die Spaltlänge des Magnetkopfes (11) angibt.