(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた基準サンプリング周期及び基準サンプリング数を保持する基準情報格納手段と、
磁気媒体から複数回読取った再生データを基準サンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段と、
サンプリング結果を基に再生データの中から測定データのサンプリング数を取得するサンプリング数取得手段と、
測定データのサンプリング数と基準サンプリング数との比率を計算するサンプリング数比計算手段と、
計算された比率に従って、測定データのサンプリング周期を変更し、サンプリングデータを再取得するサンプリングデータ再取得手段と、
複数回の測定データから再取得したサンプリングデータを重合わせて表示する測定データ重合わせ表示手段とを備えることを特徴とする磁気ヘッド試験装置。
【請求項２】
サンプリング数取得手段は、
プリアンブル、測定データ、ポストアンブルを有する再生データからプリアンブル及びポストアンブルのピーク位相の差の各平均値を取得する平均値取得手段と、
取得された平均値から求まるピーク位相とプリアンブル、ポストアンブルの各ピーク位相との位相差の２乗和が最小になるプリアンブル、ポストアンブル位相を取得する位相取得手段と、
取得されたプリアンブルとポストアンブル間の位相差とその間の所定のビット数からリサンプリング周期を取得するリサンプリング周期取得手段と、
取得されたリサンプリング周期から測定データのデータ開始位相、データ終了位相を決定し、その位相差を取得する測定データ位相差取得手段と、
取得された位相差から、測定データのサンプリング数を計算するサンプリング数計算手段とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク装置に搭載された磁気ヘッドを試験する磁気ヘッド試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置においては、記録密度の向上、転送速度の高速化、スピンドル回転数の高速化が図られており、ディスク媒体の回転数（周速度）に依存せずに高出力レベルの再生信号が得られるＭＲヘッド（Magneto Resistive Head：マグネット・レジスティブ・ヘッド）が使用され始めている。そして、この磁気ディスクの信号記録方式はＰＲＭＬ（Partial Response Maximun Likelihood ：パーシャル・レスポンス・マキシマム・ライクリフッド）技術が主体となっているが、高密度化の進展により、かなり信号バラツキが大きくなっているのを、ＭＬ（ Maximun Likelihood:マキシマム・ライクリフッド）処理によってエラー訂正をして読み取っているのが現状である。そして、磁気ヘッド試験装置により、ＭＲヘッドが予定した再生性能を持つか否かを試験、評価して、性能が得られない場合は、原因を分析し追求しなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁気ヘッドに関する信号波形の測定は、オシロスコープ等の測定器にＭＲヘッドの再生信号を入力して信号波形を表示し、その波形を人が目で確認し分析しており、作業に時間がかかり過ぎるという問題点があった。また、読出し波形は、読むたびにランダムに変化する電子ノイズや書くたびにランダムに変化する媒体ノイズを含むために磁気ヘッドがどう書いたかを観測することが困難である。
【０００４】
さらに、波形は、位相がずれることが多く、複数の波形を重ね合わせて見ることが出来なかった。
本発明は、多数の信号波形を簡単に重ね合わせて比較することで、観測するたびに変化するノイズを除いてＭＲヘッドの特徴を捉え、分析を容易にすることを可能にしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
予め定めた基準サンプリング周期及び基準サンプリング数を保持する基準情報格納手段と、磁気媒体から複数回読取った再生データを基準サンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング結果を基に再生データの中から測定データのサンプリング数を取得するサンプリング数取得手段と、測定データのサンプリング数と基準サンプリング数との比率を計算するサンプリング数比計算手段と、計算された比率に従って、測定データのサンプリング周期を変更し、サンプリングデータを再取得するサンプリングデータ再取得手段と、
複数回の測定データから再取得したサンプリングデータを重合わせて表示する測定データ重合わせ表示手段とを備える構成である。
【０００６】
この構成により、複数回読み込まれた再生データ（プリンアンブル、測定データ、ポストアンブル等から構成される。）の中の測定データは、回転変動などにより変動するが、基準サンプリング数と比較した比率に基いて、基準サンプリング数に合わせ込まれる。そして、その結果、複数回の測定データを同一基準で重ね合わせることが可能となるため、ＭＲヘッドの特性の確認が容易となる。
【０００７】
また、サンプリング数取得手段は、プリアンブル、測定データ、ポストアンブルを有する再生データからプリアンブル及びポストアンブルのピーク位相の差の各平均値を取得する平均値取得手段と、取得された平均値から求まるピーク位相とプリアンブル、ポストアンブルの各ピーク位相との位相差の２乗和が最小になるプリアンブル、ポストアンブル位相を取得する位相取得手段と、取得されたプリアンブルとポストアンブル間の位相差とその間の所定のビット数からリサンプリング周期を取得するリサンプリング周期取得手段と、取得されたリサンプリング周期から測定データのデータ開始位相、データ終了位相を決定し、その位相差を取得する測定データ位相差取得手段と、取得された位相差から、測定データのサンプリング数を計算するサンプリング数計算手段とを備える構成である。
【０００８】
この構成により、プリアンブル、ポストアンブル内の周期の変動を各位相差の平均値に近づけることが出来るので、複数の測定データの位相合わせの精度を向上できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に実施例の磁気ヘッド試験装置の構成図を示す。
磁気ヘッド試験装置１は、試験用ＭＲヘッドを搭載するへッド搭載部２とアナログ信号をディジタルデータに変換するＡＤＣ（アナログ・ディジタル・コンバータ）部３と変換されたディジタルデータを格納する記憶部４と基準サンプル周期及び基準サンプリング数を取得する基準情報取得部５と測定データの変動誤差を位相補正する誤差補正部６と測定データを基準波形データの位相に合わせる位相合わせ部７とＰＲＭＬサンプルを取得するＰＲＭＬサンプル取得部８とＰＲＭＬサンプルを演算するＰＲＭＬ演算部９、サンプリングデータ等を基に表示部に重ね合わせ表示を行う表示部１０と基準情報を入力する入力部１１とから構成される。
【００１０】
図２に実施例の磁気ヘッド試験装置の処理の流れ図を示す。
図３に実施例のデータ構成図を示す。
磁気ディスク媒体上のデータの構成は、図３に示すように、波形位相合わせおよびタイミング計算のためのプリアンブル部、ポストアンブル部と測定データ部等からなる。ポストアンブルは、測定データ部に含めることもできる。
【００１１】
プリアンブル部は一定の周期のパターンであり、通常のＨＤＤの動作時にはオートゲインコントロール（ＡＧＣ）およびＰＲＭＬビットサンプリングタイミング検出に使われるものである。測定データ部は実際にヘッド信号品質を測定するためのもので、通常は、４０９６ビットのランダムパターンが使われる。また、ポストアンブル部は測定データ部のタイミング合せをプリアンブル部と共に行うためのものである。
【００１２】
まず、基準サンプル数計算処理（Ｓ１ステップ）を行う。
測定対象の磁気ヘッドの最高周波数の１／２をプリアンブル、ポストアンブルの基準波形データとしたときの周波数データが入力部１１から入力されるので、基準情報取得部５は、入力された周波数をもとにビット当たりのビット周期を計算する。このとき、基準サンプリング周期を０．１ｎｓとすると、ビット周期は、０．１ｎｓ単位の整数値で求める。例えば基準波形データの周波数が２５０ＭＨｚの場合であれば、１周期４．０ｎｓとなる。この周期は、ＰＲ４特性に従った識別点データのレベルが、パターン（１，１，−１，−１）の４ビットのため、ビット周期は、１０（０．１ｎｓ/ ビット）となる。これを基本ビットサンプリング間隔と呼ぶ。
【００１３】
次に、測定データ部の１ビット目を開始基準位相として、そこから測定データ部の最終ビットまでの総計ビット数（例えば４０９６ビット）が入力される。
入力されたビット数と計算で求めたビット周期から測定データ部の時間を計算する。測定データ部の基準サンプリング数（Ｘ０）は、測定データ部の総ビット数と基本ビットサンプリング間隔から計算される（例えば４０９６ビット×１０＝４０９６０個）。
【００１４】
次に、実際の磁気ヘッドと予めデータが書きこんである磁気ディスク媒体を磁気ヘッド試験装置に搭載し、測定を開始する。
まず、同一セクタ（例えば４０９６ビット）について、実測による再生データを複数回取得する（Ｓ２ステップ）。このとき、ＡＤＣ部３で、所定の周期で、サンプリングしたデータを取得し、記憶部４に格納する。
【００１５】
第４図に、実施例のＡＤＣサンプルの説明図を示す。
図４（ａ）に示すように、書込みパターンの周波数とＡＤＣサンプリングレートが非同期であり、記憶部４内のデータは信号内の特定の位置に固定されていない。また、ディスク自身の回転ムラの影響を受け、数回の読み直しにおいてサンプルデータ数が変動する。
【００１６】
次に実測データサンプリング数の計算処理を行う（Ｓ３ステップ）。図５に実施例のデータ開始位相・終了位相の説明図を示す。
まず、誤差補正部６は、実測データのプリアンブル最後から２番目のピーク位相の位置とポストアンブル最初から２番目のピーク位相の位置とを基準位相として記憶部４から取得する。
【００１７】
次に、ポストアンブルの立ち上がり及び立ち下がり別にピーク位相間の差を累計し、それらの平均ピーク位相差値を計算により求める。
次に０.0１ｎｓずつ位相をずらせながら、算出したピーク位相差間の平均値から計算されるピーク位相と実際のピーク位相との差を算出し、その２乗和が最も小さくなる位相を求める。そして求めた位相からポストアンブルの基準位相位置を補正しなおす。
【００１８】
次に、プリアンブルの立ち上がり及び立ち下がり別にピーク位相間の差を累計し、それらの平均ピーク位相差値を計算により求める。
次に０.0１ｎｓずつ位相をずらせながら、算出したピーク位相差間の平均値から計算されるピーク位相と実際のピーク位相との差を算出し、その２乗和が最も小さくなる位相を求める。そして求めた位相からプリアンブルの基準位相位置を補正しなおす。
【００１９】
次に求めたプリアンブルとポストアンブルの基準位相の時間差Ｔ１nsを計算により求める。そして位相差の時間とその間に含まれる既定のデータビット数から、仮ビットサンプリング周期を算出する。
仮ビットサンプリング周期＝Ｔ１ns／データビット数
次に、プリアンブル部とポストアンブル部について、ＰＲ４等化のビット位置での期待値を求める。そして、期待値と実際値との差を算出し、それぞれ０．0 １ｎｓずつ位相をずらせながら、その２乗和が最も小さくなる位相を求め、プリアンブルおよびポストアンブルの基準位相位置を再補正する。
【００２０】
そして、基準位相からデータ開始位相までの既定のビット数と仮ビットサンプリング周期を基に、基準位相からデータ開始位相までの位相差を計算する。そしてその位層差からデータ開始位相位置を確定する。同様にして、データ終了位相位置を確定する。
次に、算出したデータ開始位相と、データ終了位相の時間差Ｔ２nsとを求める。次に、基準サンプリング周期からサンプリング数Ｘｎを求める。
【００２１】
Ｘｎ＝Ｔ２ns／基準サンプリング周期となる。
次に、実測データの補間処理を行う（Ｓ４ステップ）。
図６に実施例の位相合わせの説明図を示す。
まず、位相合わせ部７は、時間軸を基準波形データの時間軸に合わせるための補正を行う。
【００２２】
m ＊ Xn / X0 ( m=0, 1, 2, 3, ..., X0-1 )が補正後の時間軸となる。
これによりサンプリングデータ個数が同一となる。
また、実測データの波形データは以下のような集合となる。
Wn[0*Xn/X0], Wn[1*Xn/X0], Wn[2*Xn/X0], ..., Wn[(X0-1)*Xn/X0]
ここで整数以外の時間軸に対応するデータはないため、以下によりその前後のデータを直線補間し、時間軸に対応するデータを算出する。ここで直線補間を行っているが、他の補間方法でもよい。
【００２３】
図７に実施例の補間処理の説明図を示す。
基本サンプリング時間ｍ，ｍ＋１の間に、ｍ＊Xn/X0 （以下ｍ’と呼ぶ）があるとき、そのときの出力 Wn'[m] は、次式による。
INT は、整数を意味する。
Wn'[m] = Wn[INT(m')] + (Wn[INT(m')+1]-Wn[INT(m')])*((m'-INT(m'))
図７の例では、W1＝Wn[INT(m')] 、W3＝Wn[INT(m')+1] は、測定データの読取り時のＡＤＣサンプリング周期で取得したデータである。そのため、その差分（W3−W1) にm'−INT(m') の比率を掛けることで、W2−W1の差分が求まるので、それに、W1を加算することで、W2の値が求まる。そして、この計算を繰り返すことで、データ列が求まる。
【００２４】
次に、ＰＲＭＬサンプルに同期化するため、ＰＲＭＬサンプリング周期である基本ビットサンプリング間隔で、サンプリングする。
図４(b) に位相合せした波形例を示す。このように、ＰＲＭＬサンプル間のヘッド信号を高速で容易に比較することが出来る。
次に、ＰＲＭＬサンプルはＰＲＭＬ演算部９で処理される（Ｓ５ステップ）。
【００２５】
そして、記憶部４のデータを基に表示部１０に重ね合わせ表示を行う（Ｓ６ステップ）。
図８に実施例の波形重ね合わせの説明図を示す。
ここで、多数回の測定で、ばらつきを見る場合、第８図に示すように、波形データ、ＰＲＭＬ期待値、ＰＲＭＬサンプル値、ＭＬ演算結果を高速に得ることができ、同一のグラフ上に重書きすることも容易である。図８ではＰＲＭＬサンプルタイミングｎでＭＬエラーが起きているのを示している。この結果、表示された内容から、ＭＲヘッドの複数回の出力変動が観測できるので、エラー原因等を追跡することが容易となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、複数回取得した信号波形を重ねて表示することが出来るので、ＭＲヘッド素子の特性のバラツキを一目で判断することができ、ヘッド信号の品質評価を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の磁気ヘッド試験装置の構成図
【図２】実施例の磁気ヘッド試験装置の処理の流れ図
【図３】実施例のデータ構成図
【図４】実施例のＡＤＣサンプルの説明図
【図５】実施例のデータ開始位相・終了位相の説明図
【図６】実施例の位相合わせの説明図
【図７】実施例の補間処理の説明図
【図８】実施例の波形重ね合わせの説明図
【符号の説明】
１  磁気ヘッド試験装置
２  へッド搭載部
３  ＡＤＣ部
４  記憶部
５  基準情報取得部
６  誤差補正部
７  位相合わせ部
８  ＰＲＭＬサンプル取得部
９  ＰＲＭＬ演算部
１０  表示部
１１  入力部
【図１】
0004023110.tif 000002
【図２】
0004023110.tif 000003
【図３】
0004023110.tif 000004
【図４】
0004023110.tif 000005
【図５】
0004023110.tif 000006
【図６】
0004023110.tif 000007
【図７】
0004023110.tif 000008
【図８】
0004023110.tif 000009