(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録キャリアに情報を記録する書込みヘッドと、情報信号に応答して前記書込みヘッドを駆動する書込み増幅器とを具え、この書込み増幅器は：双方共前記書込みヘッドに結合された第１書込み端子および第２書込み端子と；前記書込み増幅器への供給電圧接続用の第１供給電圧端子および第２供給電圧端子と；第１電流入力端子、前記第１書込み端子に結合された第１電流出力端子および前記第１供給電圧端子に接続された第１共通電流端子を有する第１電流ミラーと；第２電流入力端子、前記第２書込み端子に結合された第２電流出力端子および前記第１供給電圧端子に接続された第２共通電流端子を有する第２電流ミラーと；情報信号の第１の値に対し前記第１書込み端子および第２書込み端子を経て前記第１出力電流端子および前記第２供給電圧端子間に電流通路を確立するとともに情報信号の第２の値に対し前記第１書込み端子および第２書込み端子を経て前記第２出力電流端子および前記第２供給電圧端子間に電流通路を確立する電流スイッチング手段とを具える情報信号記録装置において、前記電流スイッチング手段は：第３電流入力端子、前記第１書込み端子に結合された第３電流出力端子および前記第２供給電圧端子に接続された第３共通電流端子を有する第３電流ミラーと；第４電流入力端子、前記第２書込み端子に結合された第４電流出力端子および前記第２供給電圧端子に接続された第４共通電流端子を有する第４電流ミラーと；前記第１電流入力端子および前記第４電流入力端子間に接続され前記情報信号の第１に値に対し第１の電流を供給する第１の切換自在の電流源と；前記第２電流入力端子および前記第３電流入力端子間に接続され前記情報信号の第２に値に対し第２の電流を供給する第２の切換自在の電流源とを具えることを特徴とする情報信号記録装置。
【請求項２】
前記書込み増幅器は：前記第１書込み端子および第１ノード間に接続された第１抵抗、前記第１ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第２抵抗、前記第１供給電圧端子および前記第１ノード間に接続された第３抵抗、および前記第２供給電圧端子および前記第１ノード間に接続された第４抵抗を更に具えることを特徴とする請求項１に記載の情報信号記録装置。
【請求項３】
前記書込み増幅器は：前記第１書込み端子および第１ノード間に接続された第１抵抗と、前記第１ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第２抵抗と、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第１供給電圧端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第１トランジスタと、前記第１トランジスタの制御電極に接続された制御電極、第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第１導電型の第２トランジスタと、前記第１供給電圧端子および前記第２トランジスタの第２主電極間に接続された第３抵抗と、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第２供給電圧端子に接続された第２主電極を有する第２導電型の第３トランジスタと、前記第３トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記前記第２トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第２導電型の第４トランジスタと、前記第２供給電圧端子および前記第４トランジスタの第２主電極間に接続された第４抵抗とを更に具えることを特徴とする請求項１に記載の情報信号記録装置。
【請求項４】
前記書込み増幅器は：前記第１書込み端子および第１ノード間に接続された第１抵抗と、前記第１ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第２抵抗と、前記第１書込み端子および前記第２ノード間に接続された第３抵抗と、前記第２ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第４抵抗と、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第１電流入力端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第１トランジスタと、前記第１トランジスタの制御電極に接続された制御電極、第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第１導電型の第２トランジスタと、前記第１供給電圧端子および前記第２トランジスタの第２主電極間に接続された第５抵抗と、前記第１トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２ノードに接続された第１主電極および前記第２電流入力端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第３トランジスタと、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第３電流入力端子および前記第４電流入力端子の一方に結合された第２主電極を有する第２導電型の第４トランジスタと、前記第４トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第２導電型の第５トランジスタと、前記第２供給電圧端子および前記第５トランジスタの第２主電極間に接続された第６抵抗と、前記第４トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２ノードに接続された第１主電極および前記第３電流入力端子および前記第４電流入力端子の他方に結合された第２主電極を有する第２導電型の第６トランジスタとを具えることを特徴とする請求項１に記載の情報信号記録装置。
【請求項５】
前記第２ノードは前記第１ノードに接続するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の情報信号記録装置。
【請求項６】
前記第１の切換自在の電流源および前記第２の切換自在の電流源は、前記第３ノードに接続された制御電極、第１主電極および前記第１電流入力端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第７トランジスタと、前記第７トランジスタの制御電極に接続された制御電極、第１主電極および前記前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第８トランジスタと、前記第４ノードに接続された制御電極、前記第７トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第４電流入力端子に結合された第２主電極を有する第２導電型の第９トランジスタと、前記第８トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極、制御電極および前記ノードに接続された第２主電極を有する第２導電型のダイオード接続の第10トランジスタと、前記ノードに結合されこのノードにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、第５ノードに接続された制御電極、第１主電極および前記第２電流入力端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第11トランジスタと、第11トランジスタに接続された制御電極、第１主電極および前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第12トランジスタと、前記ノード接続された制御電極、前記第11トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第３電流入力端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第13トランジスタとを具えることを特徴とする請求項1,2,3,4または５に記載の情報信号記録装置。
【請求項７】
前記第１の切換自在の電流源および前記第２の切換自在の電流源は、情報信号を受ける制御電極、前記第３ノードに接続された第１主電極および前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第14トランジスタと、情報信号を受ける制御電極、前記第５ノードに接続された第１主電極および前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第15ランジスタと、前記第８トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第８トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第５ノードに結合された第２主電極に結合された第２主電極を有する第１導電型の第16トランジスタと、前記第12トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第12トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第３ノードに結合された第２主電極に結合された第２主電極を有する第１導電型の第17トランジスタとを具え、前記第８トランジスタの第２主電極を前記第８ノードに接続するとともに前記第12トランジスタの第２主電極を第５ノードに接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の情報信号記録装置。
【請求項８】
前記書込み増幅器は前記第１の入力端子および第２電流出力端子間に接続された第１コンデンサと、第２電流入力端子および前記第１電流出力端子間に接続された第２コンデンサと、第３電流入力端子および前記第４電流入力端子間に接続された第３コンデンサ前記第４入力端子および前記第３出力端子間に接続された第４コンデンサとのうちの少なくとも１つを更に具えることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6または７に記載の情報信号記録装置。
【請求項９】
前記第３電流ミラーおよび前記第４電流ミラーの各々は第３電流入力端子および第４電流入力端子にそれぞれ接続された制御電極および第２主電極並びに第２電圧供給端子に結合された第１主電極を有する第１導電型のダイオード接続入力トランジスタ（Tin）と、対応入力トランジスタ（Tin）の制御電極に接続された制御電極、前記第２電圧供給端子に結合された第１主電極および第３電流出力端子および第４電流出力端子に接続された第２主電極を有する第２導電型の出力トランジスタ（Ton）とを具え、且つ前記第１電流ミラーおよび第４電流ミラーの各々は第１電流入力端子および第２電流入力端子にそれぞれ接続された制御電極および第２主電極並びに第１電圧供給端子に結合された第１主電極を有する第２導電型のダイオード接続入力トランジスタ（Tip）と、対応入力トランジスタ（Tip）の制御電極に接続された制御電極、前記第１電圧供給端子に結合された第１主電極および第１電流出力端子および第２電流出力端子に接続された第２主電極を有する第２導電型の出力トランジスタ（Top）とを具えることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7または８に記載の情報信号記録装置。
【請求項１０】
前記第１電流ミラーおよび前記第２電流ミラーの入力トランジスタ（Tip）および出力トランジスタ（Top）の第１主電極を抵抗（Rip,Rop）を経て前記第１電圧供給端子に接続し、前記第３電流ミラーおよび前記第４電流ミラーの入力トランジスタ（Tin）および出力トランジスタ（Ton）の第１主電極を抵抗（Rin,Ron）を経て前記第２電圧供給端子に接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の情報信号記録装置。
【請求項１１】
請求項１〜３の何れかの項に記載の装置に用いられ磁気記録キャリアに情報信号を記録する書込み増幅器。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は記録キャリアに情報を記録する書込みヘッドと、情報信号に応答して前記書込みヘッドを駆動する書込み増幅器とを具え、この書込み増幅器は：双方共前記書込みヘッドに結合された第１書込み端子および第２書込み端子と；前記書込み増幅器への供給電圧接続用の第１供給電圧端子および第２供給電圧端子と；第１電流入力端子、前記第１書込み端子に結合された第１電流出力端子および前記第１供給電圧端子に接続された第１共通電流端子を有する第１電流ミラーと；第２電流入力端子、前記第２書込み端子に結合された第２電流出力端子および前記第１供給電圧端子に接続された第２共通電流端子を有する第２電流ミラーと；情報信号の第１の値に対し前記第１書込み端子および第２書込み端子を経て前記第１出力電流端子および前記第２供給電圧端子間に電流通路を確立するとともに情報信号の第２の値に対し前記第１書込み端子および第２書込み端子を経て前記第２出力電流端子および前記第２供給電圧端子間に電流通路を確立する電流スイッチング手段とを具える情報信号記録装置に関するものである。
また、本発明はかかる情報信号記録装置に用いる書込み増幅器に関するものである。
発明の背景
かかる情報信号記録装置および書込み増幅器は米国特許第5,282,094の図１から既知である。誘導性書込ヘッドを有する書込み増幅器は書込みヘッドを流れる書込み電流の極性を情報信号のビットパターンに応答して反転させるようにしてデジタル情報信号を書込むハードディスク駆動装置に特に用いられる。既知の情報信号記録装置では、極性反転は、一方の書込み端子と第２電圧供給端子との間を低インピーダンス接続する電流切換え手段によって行う。次いで、他方の切換え端子は第１電流ミラーまたは第２電流ミラーの高インピーダンス電流出力端子に接続する。従って、書込みヘッドの両端の共通モード電圧は固定値を有さず、情報信号の前のビットパターンの“1"または“0"の数に依存する。これがため、続くビット変化はこのビーム変化直前の共通モード電圧によって影響される、これにより、ビームパターン依存信号歪みを発生する。さらに、かかる影響を及ぼす共通モード電圧によって他の感知回路に対し漏話を発生する。これらの問題のため、記録すべき情報信号のビットレートが制限されるようになる。
発明の概要
本発明の目的の一つは高ビットレートに好適な構造の書込み増幅器を有する情報信号記録装置を提供せんとするものである。
本発明は記録キャリアに情報を記録する書込みヘッドと、情報信号に応答して前記書込みヘッドを駆動する書込み増幅器とを具え、この書込み増幅器は：双方共前記書込みヘッドに結合された第１書込み端子および第２書込み端子と；前記書込み増幅器への供給電圧接続用の第１供給電圧端子および第２供給電圧端子と；第１電流入力端子、前記第１書込み端子に結合された第１電流出力端子および前記第１供給電圧端子に接続された第１共通電流端子を有する第１電流ミラーと；第２電流入力端子、前記第２書込み端子に結合された第２電流出力端子および前記第１供給電圧端子に接続された第２共通電流端子を有する第２電流ミラーと；情報信号の第１の値に対し前記第１書込み端子および第２書込み端子を経て前記第１出力電流端子および前記第２供給電圧端子間に電流通路を確立するとともに情報信号の第２の値に対し前記第１書込み端子および第２書込み端子を経て前記第２出力電流端子および前記第２供給電圧端子間に電流通路を確立する電流スイッチング手段とを具える情報信号記録装置において、前記電流スイッチング手段は：第３電流入力端子、前記第１書込み端子に結合された第３電流出力端子および前記第２供給電圧端子に接続された第３共通電流端子を有する第３電流ミラーと；第４電流入力端子、前記第２書込み端子に結合された第４電流出力端子および前記第２供給電圧端子に接続された第４共通電流端子を有する第４電流ミラーと；前記第１電流入力端子および前記第４電流入力端子間に接続され前記情報信号の第１に値に対し第１の電流を供給する第１の切換自在の電流源と；前記第２電流入力端子および前記第３電流入力端子間に接続され前記情報信号の第２に値に対し第２の電流を供給する第２の切換自在の電流源とを具えることを特徴とする。
書込みヘッドは４つの電流ミラーの高インピーダンス出力間に接続し、これら電流ミラーを切換自在の電流源によって一度に２個宛ターンオンする。第１の切換自在の電流源が導通状態となると、第１および第４電流ミラーを経て第１の電圧供給端子から第２の電圧供給端子に向かって書込みヘッドに電流が流れるようになり、第２の切換自在の電流源が導通状態となると、第２および第３電流ミラーを経て第１の電圧供給端子から第２の電圧供給端子に向かって書込みヘッドに逆方向の電流が流れるようになる。書込みヘッドを４つの電流ミラーの高インピーダンス電流出力端子間に接続するため、共通モード電圧は追加の手段により好適には供給電圧の半分の電圧で所望のように固定することができるとともにビットパターンに無関係とすることができる。次いで、電流ミラーは書込みヘッドの電圧のピーク中のみ飽和するとともにクランピング回路は書込み増幅器の出力トランジスタの過飽和を防止する必要はない。
共通モード制御を有する本発明情報信号記録装置の一例では、前記書込み増幅器は：前記第１書込み端子および第１ノード間に接続された第１抵抗、前記第１ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第２抵抗、前記第１供給電圧端子および前記第１ノード間に接続された第３抵抗、および前記第２供給電圧端子および前記第１ノード間に接続された第４抵抗を更に具えるようにする。
第１および第２抵抗は書込みヘッドの両端間に直列に接続するとともに書込みヘッドに対するダンピング抵抗をも構成する。書込みヘッドの両端間の共通モード電圧は第１および第２抵抗の中央口出しタップを構成する第１ノードの電圧に等しくするとともに電源の両端間に配列され第３および第４抵抗を具える簡単な分圧器によって固定する。分圧器のインピーダンスが減少するにつれて共通モード電圧の固定を改善することができる。分圧器の電力消費が増大する場合にはインピーダンスが低くなり過ぎるのを防止する必要がある。
斯様に消費電量を減少させるために、本発明情報信号記録装置の第２例では、前記書込み増幅器は：前記第１書込み端子および第１ノード間に接続された第１抵抗と、前記第１ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第２抵抗と、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第１供給電圧端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第１トランジスタと、前記第１トランジスタの制御電極に接続された制御電極、第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第１導電型の第２トランジスタと、前記第１供給電圧端子および前記第２トランジスタの第２主電極間に接続された第３抵抗と、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第２供給電圧端子に接続された第２主電極を有する第２導電型の第３トランジスタと、前記第３トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記前記第２トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第２導電型の第４トランジスタと、前記第２供給電圧端子および前記第４トランジスタの第２主電極間に接続された第４抵抗とを更に具えるようにする。
第１および第２トランジスタはA/B級で作動させるとともに第１ノードに低インピーダンスを発生させ、これは比較的大きな第３および第４抵抗で達成させることができる。
これらトランジスタはバイポーラトランジスタまたはMOSトランジスタとすることができることは明らかである。制御電極、第１主電極および第２主電極はバイポーラトランジスタのそれぞれベース、エミッタおよびコレクタにそれぞれ対応し、且つ、ユニポーラトランジスタのゲート、ソースおよびドレインにそれぞれ対応する。４つの電流ミラーのうちの２つのみは同時に作動させる。電流ミラーのターンオンは零入力電流を４つの電流ミラーに流すことによってスピードアップさせることができる。従って、電流ミラーの漂遊容量を充放電するに必要な電流を僅かとすることができる。
共通モード制御を有する本発明情報信号記録装置の第３例では、前記書込み増幅器は：前記第１書込み端子および第１ノード間に接続された第１抵抗と、前記第１ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第２抵抗と、前記第１書込み端子および前記第２ノード間に接続された第３抵抗と、前記第２ノードおよび前記第２書込み端子間に接続された第４抵抗と、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第１電流入力端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第１トランジスタと、前記第１トランジスタの制御電極に接続された制御電極、第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第１導電型の第２トランジスタと、前記第１供給電圧端子および前記第２トランジスタの第２主電極間に接続された第５抵抗と、前記第１トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２ノードに接続された第１主電極および前記第２電流入力端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第３トランジスタと、制御電極、前記第１ノードに接続された第１主電極および前記第３電流入力端子および前記第４電流入力端子の一方に結合された第２主電極を有する第２導電型の第４トランジスタと、前記第４トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記制御電極に接続された第２主電極を有する第２導電型の第５トランジスタと、前記第２供給電圧端子および前記第５トランジスタの第２主電極間に接続された第６抵抗と、前記第４トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２ノードに接続された第１主電極および前記第３電流入力端子および前記第４電流入力端子の他方に結合された第２主電極を有する第２導電型の第６トランジスタとを具えるようにする。
本例によれば、４つの電流ミラーに対し共通モード制御と零入力電流設定とを有利に組合せることができる。第１および第２ノードに製造された４つのトランジスタを流れるバイアス電流は供給電圧端子に流れないで、４つの電圧ミラーの各電流入力端子に流れるとともに電流ミラーの零入力電流として作用する。制動抵抗は第１および第２ノードに中央口出しタップを有する２つの抵抗の２つの直列チェーンで構成する。この電流ミラーによって共通モード信号に対する制御抵抗の見かけの抵抗を電流ミラーの電流利得によって決まるファクタだけ減少させる。個別の直列抵抗チェーンはエミッタが第１ノードに接続された第１および第４トランジスタのエミッタデジェネレーション抵抗として機能するとともにエミッタが第２ノードに接続された第３および第６トランジスタのエミッタデジェネレーション抵抗として機能する。これにより第１および第３トランジスタ間の可能な不整合および第４および第６トランジスタ間の不能な不整合の影響を減少する。
本発明の変更例では前記第２ノードは前記第１ノードに接続し得るようにする。
上述した第１および第２の切換自在の電流源によって書き込みヘッドに流れる電流の量および方向を決めるようにする。これに関し、本発明情報信号記録装置の一例電流は、前記第１の切換自在の電流源および前記第２の切換自在の電流源は、前記第３ノードに接続された制御電極、第１主電極および前記第１電流入力端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第７トランジスタと、前記第７トランジスタの制御電極に接続された制御電極、第１主電極および前記前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第８トランジスタと、前記第４ノードに接続された制御電極、前記第７トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第４電流入力端子に結合された第２主電極を有する第２導電型の第９トランジスタと、前記第８トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極、制御電極および前記ノードに接続された第２主電極を有する第２導電型のダイオード接続の第10トランジスタと、前記ノードに結合されたこのノードにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、第５ノードに接続された制御電極、第１主電極および前記第２電流入力端子に接続された第２主電極を有する第１導電型の第11トランジスタと、第11トランジスタに接続された制御電極、第１主電極および前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第12トランジスタと、前記第４ノードに接続された制御電極、前記第11トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第３電流入力端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第13トランジスタとを具えるようにする。
バイアス電流源によって書込みヘッドに流れる書込み電流の大きさを決める。このバイアス電流は情報信号の値に依存して第８トランジスタを経て、または第12トランジスタを経て電力供給源に流れる。第７、第９および第10トランジスタは第８トランジスタと相俟ってトランスリニアーループを形成するとともに第11、第13および第10トランジスタは第12トランジスタと相俟ってトランスリニアーループを形成する。第８または第12トランジスタを導通状態とすることによって第７および第９抵抗を経て第１電流入力端子から第３電流入力端子に、または第２電流入力端子から第４電流入力端子に増幅された電流を流す。所望に応じ、好適なバッファを経て供給される第３ノードおよび第５ノードの情報信号の直流レベルを電流入力端子における直流レベルから完全に分離する。これがため、切換自在の電流源は浮動切換自在の電流源を構成しその切換え信号は自由に選択し得る直流レベルを有する。
情報信号のバッファはエミッタフォロワまたはソースフォロワとすることができる。これらフォロワの零入力電流源は切換自在の電流源の電流源と有利に組合せることができる。この目的にために、本発明情報信号記録装置の一例では、前記第１の切換自在の電流源および前記第２の切換自在の電流源は、情報信号を受ける制御電極、前記第３ノードに接続された第１主電極および前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第14トランジスタと、情報信号を受ける制御電極、前記第５ノードに接続された第１主電極および前記第１供給電圧端子に結合された第２主電極を有する第１導電型の第15トランジスタと、前記第８トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第８トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第５ノードに結合された第２主電極に結合された第２主電極を有する第１導電型の第16トランジスタと、前記第12トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第12トランジスタの第１主電極に接続された第１主電極および前記第３ノードに結合された第２主電極に結合された第２主電極を有する第１導電型の第17トランジスタとを具え、前記第８トランジスタの第２主電極を前記第８ノードに接続するとともに前記第12トランジスタの第２主電極を第５ノードに接続し得るようにする。
第14および第15トランジスタは信号フォロワとして作動するとともに情報信号をバッファ処理する。これらトランジスタを流れる電流は第８および第12トランジスタをそれぞれ経て第４ノードに流れる。第16および第17トランジスタによって、常時バイアス電流源からのバイアス電流の一方の半部が一方の信号フォロワを流れ、前記バイアス電流の他方の半部が他方の信号フォロワを流れるようにする。書込み増幅器のトランジスタによって生ずるとともに書込みヘッドの配線および構造によって生ずる第１および第２書込み端子における寄生容量によって記録すべき情報信号のビットレートを制限する。その理由は高周波数に対しては書込み電流を寄生容量によって分路するからである。
これら寄生容量の影響を減少させるために、本発明情報信号記録装置では、前記書込み増幅器は前記第１の入力端子および第２電流出力端子間に接続された第１コンデンサと、第２電流入力端子および前記第１電流出力端子間に接続された第２コンデンサと、第３電流入力端子および前記第４電流入力端子間に接続された第３コンデンサ前記第４入力端子および前記第３出力端子間に接続された第４コンデンサとのうちの少なくとも１つを更に具えるようにする。
第１および第４コンデンサは逆容量性電流を第１および第２書込み端子に注入することにより寄生容量を中和する。これらコンデンサは対で、即ち、第１および第２コンデンサおよび／または第３および第４コンデンサを対で用いて情報信号記録装置の対称性が乱されないようにするとともに共通モードを負荷しないようにする。
第４電流ミラーは任意の好適な型のものとすることができる。書込み増幅器の最大揺動に対しては、本発明情報信号記録装置の好適な例では、前記第３電流ミラーおよび前記第４電流ミラーの各々は第３電流入力端子および第４電流入力端子にそれぞれ接続された制御電極および第２主電極並びに第２電流供給端子に結合された第１主電極を有する第１導電型のダイオード接続入力トランジスタと、対応入力トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第２電圧供給端子に結合された第１主電極および第３電流出力端子および第４電流出力端子に接続された第２主電極を有する第２導電型の出力トランジスタとを具え、且つ前記第１電流ミラーおよび第４電流ミラーの各々は第１電流入力端子および第２電流入力端子にそれぞれ接続された制御電極および第２主電極並びに第１電圧供給端子に結合された第１主電極を有する第２導電型のダイオード接続入力トランジスタと、対応入力トランジスタの制御電極に接続された制御電極、前記第１電圧供給端子に結合された第１主電極および第１電流出力端子および第２電流出力端子に接続された第２主電極を有する第２導電型の出力トランジスタとを具えるようにする。
斯くして構成した電流ミラーによって電圧損失を最小にするとともにほぼ供給電圧近くまで出力を揺動する。さらにこれら電流ミラー基本的には電流転送機能では単極を有し、従って波形に追加のリンギングを発生する。かかるリンギングは符号間干渉を発生する。
本例では、さらに前記第１電流ミラーおよび前記第２電流ミラーの入力トランジスタおよび出力トランジスタの第１主電極を抵抗を経て前記第１電圧供給端子に接続し、前記第３電流ミラーおよび前記第４電流ミラーの入力トランジスタおよび出力トランジスタの第１主電極を抵抗を経て前記第２電圧供給端子に接続し得るようにする。これら抵抗によって電流ミラートランジスタ間を良好に整合するとともに温度を安定化する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による磁気記録キャリアに情報信号を記録する装置の構成を示す回路図、
図２は本発明による磁気記録キャリアに情報信号を記録する装置の構成を示す詳細な回路図、
図３は本発明情報信号記録装置に用いる第１の共通モード回路を示す説明図、
図４は本発明情報信号記録装置に用いる第２の共通モード回路を示す説明図、
図５は第３の共通モード回路を含む本発明による磁気記録キャリアに情報信号を記録する装置の一例の構成を示す回路図、
図６は本発明情報信号記録装置に用いる第４の共通モード回路を示す説明図、
図７は本発明情報信号記録装置に用いる切換え電流源の第１例の構成を示す回路図、
図８は本発明情報信号記録装置に用いる切換え電流源の第２例の構成を示す回路図、
図９は中和コンデンサを設けた本発明による磁気記録キャリアに情報信号を記録する装置の構成を示す回路図である。
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明による磁気記録キャリアに情報信号を記録する装置の基本構造を示す。この情報信号記録装置は、記録キャリア（図示せず）に情報を記録する書込みヘッド２と、情報信号に応答して書込みヘッド２を駆動する書込み増幅器４とを具える。書込み増幅器は、書込みヘッド２に結合されて書込み電流を発生する第１書込み端子６及び第２書込み端子８を有する。第１電圧供給端子10及び第２電圧供給端子12は、書込み増幅器用の供給電圧に接続するように作用する。本例では、第２電圧供給端子12を信号接地部に接続する。増幅器４は、第１電流入力端子16、第１書込み端子６に結合した第１電流出力端子18、及び第１電圧供給端子10に接続した第１共通電流端子20とを有する第１電流ミラー14と、第２電流入力端子24、第２書込み端子８に結合した第２電流出力端子26、及び第１電圧供給端子10に接続した第２共通電流端子28を有する第２電流ミラー22と、第３電流入力端子32、第１書込み端子６に結合した第３電流出力端子34、及び第２電圧供給端子12に接続した第３共通電流端子36を有する第３電流ミラー30と、第４電流入力端子40、第２書込み端子８に結合した第４電流入力端子42、及び第２電圧供給端子12に接続した第４共通電流端子44を有する第４電流ミラー38とを具える。第１の切換自在の電流源46を、第１電流入力端子16と第４電流入力端子40との間に接続する。この第１の切換自在の電流源は、情報信号Uiの第１の値の第１電流を発生させ、情報信号Uiの第２の値の電流を発生させない。情報信号Uiを、例えば、ディスクドライブ又は他の磁気記憶媒体の２値データ信号とすることができる。第２の切換自在の電流源48を、第２電流入力端子24と第３電流入力端子32との間に接続する。第２の切換自在の電流源48は、反転情報信号NUiを受信し、第１電流が零又はその付近である場合には第２電流を発生させる。
第１の切換自在の電流源46がターンオンすると、電流が、第１電流ミラー14の第１電流入力端子16及び第４電流ミラー38の第４電流入力端子40を介して、第１電圧供給端子10から第２電圧供給端子12に流れる。Ｍ倍の大きさの電流が、第１書込み端子６、書込みヘッド２及び第２書込み端子８を介して、第１電流ミラー14の第１電流出力端子18から第４電流ミラー38の第４電流出力端子42の順方向に流れる。ここに、Ｍは電流ミラー14,22,30及び38の電流ミラー比とする。第２の切換自在の電流源48がターンオフして、第２電流ミラー22及び第３電流ミラー30が不作動状態となる。ここで、書込み電流は、書込みヘッド２を介して第１書込み端子６から第２書込み端子８に流れる。
第１の切換自在の電流源46がターンオフされるとともに、第２の切換自在の電流源48がターンオンされると、第２電流ミラー22及び第３電流ミラー30が作動し、他の二つの電流ミラー14及び38は不作動状態となる。ここで、書込み電流が、書込みヘッド２を介して、第２書込み端子８から第１書込み端子６に向かって逆方向に流れる。電流ミラーの電流ミラー比が全て等しい場合に双方向で等しい書込み電流を得るために、第１の切換自在の電流源46の第１電流及び第２の切換自在の電流源48の第２電流を等しくする必要があることは、明らかである。
図２は、第１電流ミラー14及び第２電流ミラー22がバイポーラPNPトランジスタを具えるとともに第３電流ミラー30及び第４電流ミラー38がバイポーラNPNトランジスタを具える実施態様を示す。しかしながら、開示した回路配置において、バイポーラトランジスタを、全部又は一部ユニポーラMOSトランジスタに置き換えることができる。制御電極、第１主電極及び第２主電極は、バイポーラトランジスタではベース、エミッタ及びコレクタにそれぞれ対応し、ユニポーラトランジスタではゲート、ソース及びドレインにそれぞれ対応する。第１電流ミラー14は、任意のエミッタ抵抗Rip1を介して第１共通電流端子20に接続されたエミッタ及び第１電流入力端子16に接続されたコレクタを有するダイオード接続のPNP入力トランジスタTip1と、入力トランジスタip1のベースに接続されたベース、任意のエミッタ抵抗Rop1を介して第１共通電流端子20に接続されたエミッタ、及び第１電流出力端子18に接続されたコレクタを有するPNP出力トランジスタTop1とを具える。任意のエミッタ抵抗は、トランジスタの整合を向上させるとともに、電流ミラーの熱安定性を増大させる。同様に、第２電流ミラー22はPNPトランジスタを具え、同様に、第３電流ミラー30及び第４電流ミラー38はNPNトランジスタを具え、各トランジスタの電極を、対応する電流ミラーの端子に接続する。
書込みヘッド２の共通モード電圧は、完全に決定できず、記録すべき情報信号のデータパターンとともに変動するおそれがある。これは望ましくない。共通モード電圧は好適には、利用できる出力スイングの間に存在し、記録すべき信号の信号成分に依存すべきでない。書込みヘッド２を、専ら電流ミラーの高インピーダンス出力間に配置するので、共通モード回路を用いて共通モード電圧を固定することができる。
図３は、簡単な共通モード回路を示す。第１書込み端子６及び第１ノード52間に接続した第１抵抗50、第１ノード52及び第２書込み端子８間に接続した第２抵抗54、第１電圧供給端子10及び第１ノード52間に接続した第３抵抗56、第２電圧供給端子12及び第１ノード52間に接続した第４抵抗58の直列配置を、回路ヘッドに並列に配置する。抵抗50及び52は、回路ヘッドの制動抵抗としても作用する。第１ノード52のインピーダンスを、抵抗56及び58によって指示する。共通モード電圧を正確に固定するために、最小インピーダンスが望ましい。しかしながら、抵抗56及び58の抵抗値を、これら抵抗を流れる電流が増大するのを考慮すると、任意に小さく選定することができない。
図４は、この問題を軽減する共通モード回路を示す。この回路は、第１回路端子６及び第１ノード62間に接続した第１抵抗60と、第１ノード62及び第２回路端子８間に接続した第２抵抗64とを具え、さらに、第１ノード62に接続したエミッタ及び第１電圧供給端子10に結合したコレクタを有する第1NPNトランジスタ66と、第1NPNトランジスタ66のベースに接続したベースを有するダイオード接続したNPNトランジスタ68と、第１電圧供給端子10及び第2NPNトランジスタ68のコレクタ間に接続した第３抵抗70と、第１ノード62に接続したエミッタ及び第２電圧供給端子12に結合したコレクタを有する第1PNPトランジスタ72と、第1PNPトランジスタ72のベースに接続したベース及び第2NPNトランジスタ68のエミッタに接続したエミッタを有するダイオード接続した第2PNPトランジスタ74と、第２電圧供給端子12及び第2PNPトランジスタ74間に接続した第４抵抗76とを具える。
回路はA/B級で動作する。ノード62では、インピーダンスはローであり、これにより共通ノード電圧は正確に固定される。A/B級動作により、小静止電流を獲得することができ、最大電流を、第1NPNトランジスタ66又は第1PNPトランジスタ72から発生させることができる。抵抗60及び抵抗64の抵抗値は両方ともRd/2に等しいので、有効な共通ノード抵抗はRd/4に等しくなる。書込みヘッド２の両端間の全体に亘る制動抵抗は、その結果Rdとなる。
図１及び２に図示した装置の電流ミラーの切換速度を上昇させるために、電流ミラーに静止電流を有することが望ましい。この静止電流の設定及び共通モード回路を好適に組み合わせることができる。図５は、これを実現する実施の形態を示す。書込み増幅器４も、図１に示したような、４個の電流ミラー14,22,30及び38と、書込みヘッド２と、第１の切換自在の電流源46と、第２の切換自在の電流源48とを具える。共通モード回路は、第１書込み端子６及び第１ノード80間に接続した第１抵抗78と、第２ノード84及び第２書込み端子８間の第２抵抗82と、第１ノード80に接続したエミッタ及び第１電流入力端子16に結合したコレクタを有するNPNタイプの第１トランジスタ86と、第１トランジスタ86のベースに接続したベースを有するダイオード接続したNPNタイプの第２抵抗88と、第１電圧供給端子10及び第２トランジスタ88のコレクタ間に接続した第３抵抗90と、第１抵抗86のベースに接続したベース、第２ノード84に接続したエミッタ及び第２電流入力端子24に結合したコレクタを有するNPNタイプの第３トランジスタ92とを具える。さらに、共通ノード回路は、第１ノード80に接続したエミッタ及び第３電流入力端子32に結合したコレクタを有するPNPタイプの第４トランジスタ94と、この第４トランジスタ94のベースに接続したベース及び第２トランジスタ88のエミッタに接続したエミッタを有するダイオード接続したPNPタイプの第５トランジスタ96と、第２電圧供給端子12及び第５トランジスタ96のコレクタ間に接続した第５抵抗98と、第４トランジスタ94のベースに接続したベース、第２ノード84に接続したエミッタ及び第４電流入力端子40に結合したコレクタを有するPNPタイプの第６トランジスタ100とを具える。第１ノード80及び第２ノード84を相互接続する。トランジスタ86及び94を流れる静止電流はこの際、第１電流ミラー14の第１電流入力端子16及び第３電流ミラー30の第３電流入力端子32に流れ込む。第２電流ミラー22及び第４電流ミラー38に対する静止電流の設定は、トランジスタ92及び100によって同様にして行われる。Rd/2を、第１抵抗78及び第２抵抗82の抵抗値とし、Ｍを、電流ミラー14,22,30及び38の電流ミラー値とする場合、有効な共通モード抵抗は、Rd/（４（Ｍ＋１））となる。書込み端子６の電圧変動により、同一書込み端子６に現れる電流のＭ倍の電流が第１抵抗78に生じる。したがって、第１抵抗78の見かけの抵抗値Rd/2は、係数（Ｍ＋１）によって減少される。同様なことが第２抵抗82についても生じる。トランジスタ94のコレクタを、第３電流入力端子32の代わりに第４電流入力端子40に結合することができ、トランジスタ100のコレクタを、第４電流入力端子40の代わりに第３電流入力端子32に結合することができる。これは、静止電流の設定に対しては相違がない。その理由は、トランジスタ94及び100の電流は同一だからである。所望の場合には、トランジスタ94及び100の代わりに、トランジスタ86及び92のコレクタを、電流入力端子16及び24に交差して接続することができる。
図６は、第１ノード80及び第２ノード84間の接続を遮断した変更例を示す。この場合、この代わりに、第５抵抗102を、書込み端子６と第２ノード84との間に接続するとともに、第６抵抗104を、第１ノード80と書込み端子８との間に接続する。この変更例はより正確となる。その理由は、トランジスタ86及び92並びにトランジスタ94及び100がそれらのエミッタに直列に配置された個別のデジェネレーション抵抗となるからである。これにより、抵抗86及び92間並びに抵抗94及び100間に生じ得る不整合の影響を軽減する。また、トランジスタ94のコレクタを、第３電流入力端子32の代わりに第４電流入力端子40に結合することができ、かつ、トランジスタ100のコレクタを、第４電流入力端子40の代わりに第３電流入力端子32に結合することができる。
図７は、図1,2及び５に図示した装置の第１の切換電流源46、第２の切換電流源48を実現する回路図を示す。二つの切換自在の電流源を、以下の素子、すなわち、第３ノード108に接続したベース及び第１電流入力端子16に結合したコレクタを有するNPNトランジスタ106と、トランジスタ106のベースに接続したベース及び第１電圧供給端子10に結合したコレクタを有するNPNトランジスタ110と、第４ノード114に接続したベース、トランジスタ106のエミッタに接続したエミッタ及び第４電流入力端子40に結合したコレクタを有するPNPトランジスタ112と、トランジスタ110のエミッタに接続したエミッタ、第４ノード114にしたベース及びコレクタを有するダイオード接続したPNPトランジスタ116と、バイアス電流Icを第４ノード114に供給するために第４ノード114に結合したバイアス電流源118とを具える一つの回路に結合する。さらに、この回路は、第５ノード122に接続したベース及び第２電流入力端子24に結合したコレクタを有するNPNトランジスタ120と、トランジスタ120のベースに接続したベース及び第１電圧供給端子10に結合したコレクタを有するNPNトランジスタ124と、第４ノード114に接続したベース、トランジスタ120のエミッタに接続したエミッタ及び第３電流入力端子32に結合したコレクタを有するPNPトランジスタ126とを具える。
ノード108及び122を、バッファ128及び130を介して、情報信号Ui及び反転情報信号NUiと逆位相で駆動させる。ノード108の電圧がハイであるとともに、ノード122の電圧がローである場合、トランジスタ110を導通させるとともに、トランジスタ124を遮断する。ベース電流源118のバイアス電流Icは、トランジスタ116を介して、全体がトランジスタ110に流れる。トランジスタ106及び112のベース−エミッタ電圧の和がトランジスタ110及び116のベース−エミッタ電圧の和に等しいので、トランジスタ106,110,116及び112のベース−エミッタ接合はトランスリニアループを形成する。この場合、トランジスタのコレクタ電流とベース−エミッタ電圧との間の関係に対する既知の式により、Ｉ＝SQRT（Ｍ＊Ｎ）＊Icに等しいトランジスタ106及び112を流れる電流Ｉを獲得することができる。ここで、SQRTをルート関数とし、Ｍを、トランジスタ106及び110のエミッタ領域間の比とし、Ｎを、トランジスタ112及び116のエミッタ領域間の比とする。この結果、電流Ｉは端子16及び40間を流れ、その大きさは電流Icに比例し、比例係数を、トランジスタ106,110,112及び116の幾何学的配置によって決定する。
同様に、ノード122の電圧がハイであるとともにノード108の電圧がローである場合、第２電流入力端子24と第３電流入力端子32との間に電流が流れるようになる。この目的のために、バイアス電流源118は、好適には、調整自在すなわちプログラム自在の電流源、例えばIDAC（電流出力を有するデジタル−アナログコンバータ）とする。電流入力端子16,24,32及び40を全てコレクタに結合するので、情報信号Ui及びNUiの直流レベルはこの場合、書込み増幅器の電流ミラーの電流入力端子の直流レベルから分離される。したがって、切換電流源46及び48は、第１電圧供給端子10及び第２電圧供給端子12の供給電圧に対して浮動状態となる。
バッファ128及び130は、エミッタ電流源を有するエミッタホロワを具えることができる。しかしながら、このためにトランジスタ110及び124を流れる電流を用いることにより、電流をセーブすることができる。図９は、これを実現する方法を示す。この場合、バッファ128を、ベースが増幅情報信号を受信し、エミッタを第３ノード108に接続し、かつ、コレクタを第１電圧供給端子10に結合したNPNエミッタホロワ132とする。トランジスタ110のコレクタを、エミッタホロワ132のエミッタに接続する。同様にバッファ130は、ベースが増幅反転情報信号を受信し、エミッタを第５ノード122に接続し、かつ、コレクタを第１電圧供給端子10に結合したNPNエミッタホロワ134を具える。トランジスタ124のコレクタを、エミッタホロワ134のエミッタに接続する。その結果、トランジスタ110及び124のコレクタ電流も、エミッタホロワ132及び134にそれぞれ流れる。さらに、トランジスタ110のベースに接続したベース及びトランジスタ110のエミッタに接続したエミッタを有するNPNトランジスタ136と、トランジスタ124のベースに接続したベース、トランジスタ124のエミッタに接続したエミッタ及び第３ノード108に結合したコレクタNPNトランジスタ138とを設ける。トランジスタ136及び138により、トランジスタ110及び124のうちの一つが遮断された場合、エミッタホロワ132及び134を流れる電流が零とならないようにする。したがって、トランジスタ110,136,138及び124の幾何学的配置を等しく選択した場合、二つのエミッタホロワの各々は常にバイアス電流Ｉの半分を受信する。
エミッタホロワ132及び134のベースを、例えば、差動対140のトランジスタによって駆動し、そのベースを、例えばデータフリップフロップによって供給される相補足的な情報信号Ui及びNUiを受信するよう配置する。
図９は、図２の情報信号記録装置を再び示すが、本例では電流ミラーの書込みヘッド２およびエミッタ抵抗を省略する。本例では複数の寄生容量を示し、すなわち、PNP出力トランジスタTop1及びTop2のコレクタとウェルとの間の値Ccwpを有するもの、NPN出力トランジスタTon3及びTon4のコレクタと基板との間の値Ccsnを有するもの、PNP出力トランジスタTop1及びTop2のコレクタとベースとの間の値Ccbpを有するもの、並びにNPN出力トランジスタTon3及びTon4のコレクタとベースとの間の値Ccbnを有するものも示す。これら全ての寄生容量は、回路端子６及び８に流れる書込み電流に影響を及ぼす。この影響により、高周波数では、書込み電流が、書込みヘッドの代わりに寄生容量に流れる。この影響は、書込み電流のビットレートを制限する。寄生容量の悪影響を減少又は除去するために、４個の中和キャパシタ142,144,146及び148を設け、これらの容量値をそれぞれCnp,Cnp,Cnn及びCnnとする。キャパシタ142を、第１電流入力端子16と第２電流出力端子26との間に接続し、キャパシタ144を、第２電流入力端子24と第１電流出力端子18との間に接続し、キャパシタ146を、第３電流入力端子32と第４電流出力端子42との間に接続し、キャパシタ148を、第４電流入力端子40と第３電流出力端子との間に接続する。
４個の電流ミラー14,22,30及び38の電流ミラー比をＭと仮定すると、書込み端子６と書込み端子８との間の容量値はChは、
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に等しくなる。これを、例えば、第２電流出力端子34にキャパシタを接続した結果どの電流がこの端子を流れるかを決定することにより、次にように説明することができる。第３電流出力端子34の電圧をＶと仮定すると、第４電流出力端子42の電圧は−Ｖとなる。この場合、第３電流出力端子34を流れる電流ｉは次式で表わされ、
ｉ＝ｐ＊Ｖ＊Ccsn＋ｐ＊Ｖ＊Ccbn＋ｐ＊Ｖ＊Cnn
＋Ｍ＊｛ｐ＊Ｖ＊Ccbn−ｐ＊Ｖ＊Cnn｝＝
ｐ＊Ｖ｛Ccsn＋（Ｍ＋１）Ccbn−（Ｍ−１）Cnn｝
キャパシタ146を流れる電流は、逆の符号を有し、電流ミラー係数Ｍによって増大される。同様な計算は、他の電流出力端子に適用される。
Ｍ＝５の場合、Ccwp＋Ccsn＝6pF及びCcbp＋Ccbn＝4pFは、中和のない場合には15pFとなり、Cnp＋Cnn＝5pFと仮定すると中和により5pFとなる。これにより、３倍の向上となる。これにより書込みヘッド自体の寄生容量も中和コンデンサの値を十分大きくすることによって中和することができる。
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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