JP2559966B2 - 磁気記録装置の読取り／書込み回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録装置の読取り／
書込み回路に関し、特に書込み動作から読取り動作に切
り替わったときの回復時間を短縮した読取り／書込み回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気記録装置における読取り／書
込み（以下、Ｒ／Ｗと略称）回路は、図１に示すよう
に、ヘッド１０に接続されたＲ／Ｗアンプ１２、結合用
コンデンサＣ１及びＣ２を介してアンプ１２の差動出力
に接続された自動利得制御回路（ＡＧＣ）１４、並びに
ＡＧＣ１４の出力からデータ信号及びサーボ信号を区別
して取り出す検波回路１６を含んでいる。読取りの場合
は、ヘッド１０で読み取られた信号はＲ／Ｗアンプ１２
で増幅された後、コンデンサＣ１、Ｃ２及びＡＧＣ１４
を介して検波回路１６へ供給される。書込みの場合は、
Ｒ／Ｗアンプ１２と並列に設けられている書込み専用の
アンプ（図示せず）を介してヘッド１０に書込み電流が
供給される。周知のように、検波回路１６からのサーボ
信号はヘッド１０の位置決めに用いられ、データ信号は
マイクロプロセッサ等のディジタル処理回路（図示せ
ず）へ供給される。

【０００３】上述のようなＲ／Ｗ回路においては、一般
にアンプ１２の出力側にＤＣオフセットの問題があるこ
とが知られている。すなわち、アンプ１２の出力側のＤ
Ｃレベルが書込み時と読取り時とで異なっているため、
動作が書込みから読取りに切り替わった時に、正常な読
取りができるようになるまで若干の時間（これを回復時
間という）を要する。磁気記録装置、特に高速のハード
・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のアクセス時間の短縮
及び記録密度の向上を考えると、この回復時間は短いほ
ど有利であり、従ってこれまでにも様々な解決策が提案
されている。

【０００４】例えば、１９８３年９月刊のIBM Technica
l Disclosure Bulletin 第２６巻、第４号の第２１００
〜２１０３頁には、ＡＧＣ（図１の１４に相当）の差動
出力の一方の側に積分器及び２つの比較器を含む高速Ｄ
Ｃ復帰ループを接続し、書込みから読取りに切り替わっ
た時に、このループにより新しいオフセットを感知し
て、前の書込み時のオフセット電圧を急速に調整するＤ
Ｃオフセット補正方式が記載されている。また特開昭６
１−６３９６６号公報は、書込みから読取りに切り替わ
った時に、ＡＧＣの差動入力を一定時間だけ短絡するこ
とによって回復時間を短くする回路を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＤＣオ
フセットによる回復時間の遅れの問題はある程度解決さ
れており、また日立製のＨＡ１６６１３４ＬＴのように
ＤＣオフセットが殆ど問題にならないＲ／Ｗアンプも開
発されているが、磁気記録用のＲ／ＷアンプにはＤＣオ
フセットとは別の問題もある。Ｒ／Ｗアンプは書込み動
作から読取り動作に移行する際、有限の遷移時間を持っ
ており、その間の出力は全く不定で、アンプを構成する
素子のばらつきにより大きく変化する。この不定出力は
図１に示した結合用コンデンサＣ１及びＣ２を充電し、
ＤＣオフセットのときと同様に、遷移時間経過後の読取
り出力をシフトしてしまう。そのシフト量は予測がつか
ないため、アンプの最大のばらつきを考慮して最大量を
見込まねばならなかった。

【０００６】図２は、書込みから読取りに切り替わると
きのＲ／Ｗアンプ１２、ＡＧＣ１４及び検波回路１６の
出力波形を示している。Ｒ／Ｗアンプ出力及びＡＧＣ出
力は検波出力に比べて振幅が小さいので、図２（及びあ
とで説明する図６）ではＲ／Ｗアンプ出力及びＡＧＣ出
力のスケールをそれぞれ検波出力の約１００倍及び約２
５倍にしてある。Ｒ／Ｗ制御信号は、ハイレベルが書込
み、ローレベルが読取りを表す。Ｒ／Ｗ制御信号がハイ
レベルからローレベルに切り替わった後の遷移時間Ｔに
おいては、Ｒ／Ｗアンプ１２の出力が上下に大きく振れ
ており（一部を点線で省略してある）、そのピーク値は
遷移時間後の波形のピーク値の１０倍以上になる。この
大きく且つ不規則な振れのために、遷移時間経過直後の
ＡＧＣ出力にＤＣレベルシフトが生じ（図２の例では上
方にシフトしている）、そのため検波出力が時間Ｔｄだ
け遅れていることが分かる。図はセクタ・サーボ方式の
磁気記録装置において各セクタの先頭部分にあるサーボ
・エリアの読取りを示しているが、検波出力が遅れる
と、サーボ・エリアの始めに記録されているセクタＩＤ
の検出に支障を来す。この遅れを見込んでＩＤを記録し
ておけば検出には問題はないかも知れないが、そうする
とトラック当りの記録密度が下がることになる。磁気記
録装置の大容量化という要求を考えと、検波出力の遅れ
は好ましくない。特にセクタ・サーボ方式の磁気記録装
置では、書込み動作であっても、各セクタにおいてサー
ボ・エリアの読取りが行われるので、セクタ毎に読取り
及び書込みが交互に繰り返されることになり、サーボ面
サーボ方式の磁気記録装置に比べて検波出力の遅れの影
響は大きい。

【０００７】従って本発明の目的は、遷移時間中にＲ／
Ｗアンプの出力が不規則に変化してもＡＧＣの出力がシ
フトせず、従って検波出力が遅れることのない磁気記録
装置用Ｒ／Ｗ回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、動作が書込み
から読取りに切り替わった後所定の時間だけＲ／Ｗアン
プの出力を高インピーダンス状態にすることによって前
述の問題を解決する。これは、例えばＲ／Ｗアンプの出
力と結合用コンデンサとの間にスイッチを設け、それを
上記所定の時間だけ開放することによって達成される。
スイッチが開放されている間は、Ｒ／Ｗアンプの出力が
結合用コンデンサに蓄積されることはなく、従ってＲ／
Ｗアンプの出力が安定化するまでスイッチを開放してお
くと、スイッチを閉じた後直ちに読取りを開始すること
ができる。スイッチを開放しておく時間、すなわちＲ／
Ｗアンプの出力を高インピーダンス状態に保つ時間は、
Ｒ／Ｗアンプの公称遷移時間に応じて決める必要があ
る。一般にメーカーが公表する時間は最大時間であるか
ら、実用上はその時間以上に設定しておけば問題はな
い。

【０００９】以下、本発明をセクタ・サーボ方式のハー
ド・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に応用した実施例に
ついて説明するが、本発明は前述のような遷移時間の問
題があるＲ／Ｗアンプを使用した任意の磁気記録装置に
応用できるものである。

【００１０】

【実施例】本発明に従うＲ／Ｗ回路の構成を図３に示
す。図１のものと同じ回路要素には同じ参照番号を付し
てある。本実施例におけるＲ／Ｗアンプ１２は日立製の
ＨＡ１６６１３４ＬＴであって、前述のＤＣオフセット
は無視できるが、本発明はＤＣオフセットがあるＲ／Ｗ
アンプであっても実施可能である。但しその場合は、本
発明とは別に従来の技術で説明したような対策が必要で
ある。

【００１１】図３において、Ｒ／Ｗアンプ１２の差動出
力と結合用コンデンサＣ１及びＣ２との間にそれぞれ接
続された２つのスイッチ２０及び２２、並びにこれらの
スイッチの開閉を制御する出力制御回路２４が本発明に
従って設けられた回路要素である。スイッチ２０及び２
２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような半導体
スイッチが望ましい。出力制御回路２４は、図示してい
ないハード・ディスク・コントローラ（ＨＤＣ）からの
クロック信号、Ｒ／Ｗ制御信号及びセクタ・パルスに応
答して、スイッチ２０及び２２の開閉を制御する。ＨＤ
Ｃは水晶発振器からの基準周波信号を分周することによ
って幾つかのクロック信号を発生しており、また検波回
路１６からのサーボ信号に基づいてセクタの開始を示す
セクタ・パルスを発生し、ホストからのコマンドに基づ
いてＲ／Ｗ制御信号のオン／オフを制御するが、これら
の動作は周知であり、また本発明に直接関係するもので
はないので、詳細については省略する。出力制御回路２
４は、これらの信号の制御の下に、ＨＤＤの動作が書込
みから読取りに切り替わった後所定の時間だけスイッチ
２０及び２２を開放し、Ｒ／Ｗアンプ１２の遷移時間中
の不定出力がコンデンサＣ１及びＣ２に蓄積されないよ
うにする。スイッチ２０及び２２を開放しておく時間
は、Ｒ／Ｗアンプ１２の公称遷移時間（ＨＡ１６６１３
４ＬＴの場合は最大１．５マイクロ秒）以上に設定す
る。

【００１２】スイッチ２０及び２２の開閉を制御する出
力制御回路２４の構成を図４に示す。この出力制御回路
２４は、Ｄフリップフロップ３０、カウンタ３２、ＮＡ
ＮＤゲート３４及びドライバ回路３６で構成される。Ｄ
フリップフロップ３０は動作が書込みから読取りに切り
替わったことを検出するためのもので、そのデータ入力
端子Ｄはローレベルに固定されており、クロック入力端
子はインバータ３８で反転されたＲ／Ｗ制御信号を受け
取る。Ｄフリップフロップ３０のセット端子Ｓにはセク
タ・パルスが印加される。従ってＤフリップフロップ３
０はセクタの開始毎にセットされる。Ｄフリップフロッ
プ３０のＱ出力はカウンタ３２の反転付勢入力端子Ｅに
接続される。

【００１３】カウンタ３２はスイッチ２０及び２２を開
放しておく時間を設定するためのもので、Ｄフリップフ
ロップ３０のＱ出力により付勢されるとＨＤＣからのク
ロックのカウントを開始する。ＨＤＣクロックの周波数
をｆ、設定すべき時間をｔとすると、カウンタ３２はカ
ウント値がｆｔに達したことを検出できるものであれば
よい。例えば、ｆｔ＝４とすると、３ビットのカウンタ
を用いて、その最上位ビットが１になった時を検出すれ
ばよい。カウントが所定値に達すると、カウンタ３２は
その出力Ｃをハイにし、クリアされるまでその状態を保
つ。カウンタ３２のクリア端子ＣＬＲにはセクタ・パル
スが印加され、セクタの開始毎にカウンタ３２をクリア
する。ＮＡＮＤゲート３４の２つの反転入力はカウンタ
３２の出力Ｃ及びＤフリップフロップ３０の出力Ｑにそ
れぞれ接続される。ＮＡＮＤゲート３４の出力は通常の
ドライバ回路３６を介してスイッチ２０及び２２に供給
され（図３に点線２６で示す）、それらの開閉を制御す
る。本実施例では、ＮＡＮＤゲート３４の出力がローに
なるとスイッチ２０及び２２が開放され、出力がハイに
なると閉成される。

【００１４】次に図５のタイミング・チャートを参照し
ながら、複数のセクタへの書込みが連続して行われる場
合の出力制御回路２４の動作について説明する。

【００１５】ＨＤＣは、セクタの書込みを行うため、ま
ずそのセクタに対応するセクタ・パルスを発生してＤフ
リップフロップ３０をセットし且つカウンタ３２をクリ
アすると共に、Ｒ／Ｗ制御信号をハイにする。図５には
便宜上、インバータ３８からの反転されたＲ／Ｗ制御信
号−Ｒ／Ｗを示してある。Ｄフリップフロップ３０のＱ
出力がハイになるため、ＮＡＮＤゲート３４の出力はハ
イに保たれる。セクタの書込みが終わると、次のセクタ
の先頭部分にあるサーボ・エリアを読み取るため、ＨＤ
ＣはＲ／Ｗ制御信号をローにする。その結果、Ｄフリッ
プフロップ３０のクロック入力がハイになるため、Ｄフ
リップフロップ３０はそのデータ入力端子Ｄの状態にセ
ットされ、Ｑ出力がローレベルになって、カウンタ３２
を付勢する。カウンタ３２はこれによりＨＤＣクロック
のカウントを開始する。この時点ではカウンタ３２の出
力Ｃはまだローであるから、Ｑ出力がローになるとＮＡ
ＮＤゲート３４が条件付けられて、その出力をローにす
る。このロー出力はドライバ回路３６を介してスイッチ
２０及び２２へ供給され、それらのスイッチを開放す
る。

【００１６】カウンタ３２は、クロックのカウント値が
予め決めた値Ｎに達すると、その出力Ｃをハイにし、そ
の状態を維持する。この結果、ＮＡＮＤゲート３４の出
力が再びハイになり、ドライバ回路３６を介してスイッ
チ２０及び２２を閉成する。本実施例では、カウンタ３
２はＨＤＣ内でサーボ・クロックとして発生された２．
２５ＭＨｚのクロックを４までカウントすると、その出
力をハイにする。これによって設定されるスイッチ開放
時間は約１．８マイクロ秒であり、Ｒ／Ｗアンプ１２の
公称遷移時間の１．５マイクロ秒より少し長い。実際問
題としては、ＨＤＣで発生される複数のクロックのうち
の適当なものをカウンタ３２へ供給し、その周期をＮ倍
したものが公称遷移時間以上になるようにカウント値Ｎ
を選べばよい。

【００１７】ＨＤＣはサーボ・エリアの読取りが終ると
次のセクタ・パルスを発生すると共に、次のセクタへの
書込みのためにＲ／Ｗ制御信号をハイにする。これによ
り、Ｄフリップフロップ３０は再びセットされて出力Ｑ
がハイになり、カウンタ３２はクリアされて出力Ｃがロ
ーになる。あとは要求された書込みが終了するまで、セ
クタ毎に同様な動作を繰り返す。なお、あるセクタの書
込みに続いて別のセクタの読取りを行う場合は、Ｒ／Ｗ
制御信号はその別のセクタのサーボ・エリアを読み取っ
たあともローのままに保たれる。

【００１８】

【発明の効果】本発明に従うＲ／Ｗ回路を組み込んだ場
合のＡＧＣ１４及び検波回路１６の出力波形を図６に示
す。動作が書込みから読取りに切り替わってからＡＧＣ
１４の出力にＤＣレベルシフトが生じておらず、そのた
め検波回路１６が出力を発生するまでの時間が図２に比
べて大幅に短くなっていることが分かる。図６では、読
取りに切り替わった直後に検波回路１６の出力にパルス
が現れているが、これは図２にも示したように、Ｒ／Ｗ
アンプ１２の遷移時間中の出力の振幅が大きすぎて、ス
イッチ２０及び２２をオフにしてもその影響がＡＧＣ１
４の入力に及んでいるためである（実施例ではスイッチ
２０及び２２が半導体スイッチのためこのような事態が
生じる）。このように本発明によれば、遷移時間中にＲ
／Ｗアンプの出力が不規則に変化してもＡＧＣの出力は
シフトせず、従って従来のように検波出力が遅れること
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録装置に使用される従来の読取り／書込
み回路を示す回路ブロック図。

【図２】従来の読取り／書込み回路におけるＲ／Ｗアン
プ、ＡＧＣ及び検波回路の出力波形を示す波形図。

【図３】本発明に従う読取り／書込み回路を示す回路ブ
ロック図。

【図４】出力制御回路の構成例を示す回路ブロック図。

【図５】出力制御回路の動作を説明するためのタイミン
グ・チャート。

【図６】本発明に従う読取り／書込み回路におけるＡＧ
Ｃ及び検波回路の出力波形並びに出力制御回路からのス
イッチ制御信号を示す波形図。

【符号の説明】

１０ ヘッド １２ Ｒ／Ｗアンプ １４ 自動利得制御回路（ＡＧＣ） １６ 検波回路 ２０ スイッチ ２２ スイッチ ２４ 出力制御回路 Ｃ１ 結合用コンデンサ Ｃ２ 結合用コンデンサ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドで読み取った信号を増幅するアンプ
   と、結合用コンデンサを介して前記アンプの出力を受け
   取る自動利得制御回路と、該自動利得制御回路の出力に
   接続された検波回路とを有する磁気記録装置の読取り／
   書込み回路であって、 動作が書込みから読取りに切り替わった後回復時間短縮
   のために所定の時間にわたって前記アンプの出力を高イ
   ンピーダンス状態にする手段を設けたことを特徴とする
   読取り／書込み回路。
2. 【請求項２】前記手段は、前記アンプの出力と前記結合
   用コンデンサとの間に接続されたスイッチと、該スイッ
   チを前記所定の時間の間だけ開放する制御手段とを含
   む、請求項１に記載の読取り／書込み回路。
3. 【請求項３】前記制御手段は、動作が書込みから読取り
   に切り替わったことを検出する検出手段と、前記所定の
   時間を設定するためのカウント手段と、前記検出手段の
   出力に応答して前記スイッチを開放し、前記カウント手
   段の出力に応答して前記スイッチを閉成する開閉手段と
   を含む、請求項２に記載の読取り／書込み回路。
4. 【請求項４】前記カウント手段は、前記磁気記録装置内
   で発生されるクロックをカウントし、その値が所定数に
   達すると前記開閉手段に前記スイッチを閉成させる、請
   求項３に記載の読取り／書込み回路。
5. 【請求項５】前記磁気記録装置はセクタ・サーボ方式の
   装置であり、前記検出手段及び前記カウント手段はセク
   タ毎に初期設定される、請求項４に記載の読取り／書込
   み回路。
6. 【請求項６】前記所定の時間は、前記アンプの出力が安
   定化するまでの公称遷移時間以上である、請求項１乃至
   ５のうちの１つに記載の読取り／書込み回路。