(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果型の再生ヘッドの両端の信号を増幅する初段アンプと、前記初段アンプの差動出力信号のノイズ成分を除去するフィルタと、前記フィルタの差動出力の一方にベースを接続してエミッタフォロワ回路を成す第１，第２のトランジスタと、前記フィルタの差動出力の他方にベースを接続してエミッタフォロワ回路を成す第３、第４のトランジスタと、前記第１，第３のトランジスタのエミッタ間に直列接続された第１，第２の抵抗と、前記第４のトランジスタのエミッタにベースを接続しエミッタに第１の電流源を接続した第５のトランジスタと、第３の抵抗を介してエミッタ間を共通接続することにより前記第５のトランジスタと差動回路を成すと共にエミッタに第２の電流源を接続した第６のトランジスタと、前記第５のトランジスタのコレクタに接続された第４の抵抗と、前記第６のトランジスタのコレクタに接続された第５の抵抗と、前記第２のトランジスタのエミッタにベースを接続しエミッタに第３の電流源を接続すると共にコレクタを前記第６のトランジスタのコレクタに接続した第７のトランジスタと、第６の抵抗を介してエミッタ間を共通接続することにより前記第７のトランジスタと差動回路を成すと共に前記第５のトランジスタのコレクタにコレクタを接続しエミッタに第４の電流源を接続した第８のトランジスタと、前記第６および前記第８のトランジスタのベースに接続されたコンデンサと、前記第６，前記第８のトランジスタのベースを、前記第１，第２の抵抗の中間接続点と接続する状態と、または接地する状態とに切り換えるスイッチ手段と、動作モードに応じて前記スイッチ手段の切り換え動作を制御するモード制御回路とを備えた磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録媒体である磁気ディスクに対してその情報を記録再生する磁気ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンピュータシステムにおいては、その周辺機器の１つである情報記録再生装置として、ディジタル情報を円盤状ディスク形態の磁気記録媒体（磁気記録メディアとも称する）である磁気ディスクの表面上に磁気的に記録するハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤとも称する）などの磁気ディスク装置が広く使用されている。
【０００３】
このような磁気ディスク装置の磁気ディスクに記録された情報を再生する際には、近年では、磁気ディスクである磁気記録媒体の磁気の変化を抵抗の変化に変換する巨大磁気抵抗効果型再生ヘッド（ＧＭＲヘッドとも略称するが、単に「磁気抵抗効果型再生ヘッド」の場合はＭＲヘッドと略称する）が多く用いられる。
【０００４】
一方、情報を記録する際は、インダクティブ（誘導性）素子であるコイルが用いられ、このコイルに記録電流を流すことにより磁界を生じさせて、磁気記録媒体への記録を行っている。
【０００５】
従って磁気ディスク装置の信頼性は、磁気記録媒体表面への情報の記録（ライトとも称する）と再生（リードとも称する）に関する信頼性に大きく依存する。
以上のような従来の磁気ディスク装置について、以下に説明する。
【０００６】
図４は従来の磁気ディスク装置の一般的な構成を示すブロック図である。図４において、１はＶＣＣ電源端子、２はＧＮＤ端子、３はモード制御回路、４は初段アンプ、５はフィルタ、６はバイアス電流源、７はリードアンプ回路（通常はチップ化されている）、９は再生ヘッド、ＩＭＲはバイアス電流源６の電流、Ｉ１０は再生ヘッド９に流れるバイアス電流、ＳＷ２はリードモードではバイアス電流Ｉ１０を再生ヘッド９に流しリード以外のモードでは接地電位（ＧＮＤ）に流すスイッチ、ＲＤＸとＲＤＹはアンプ出力端子である。
【０００７】
まず、従来の磁気ディスク装置におけるリードアンプ回路７について説明する。リードアンプ回路７は、ヘッド端子ＨＲＸにおいて電気的に再生ヘッド９につながっている。磁気ディスク装置では、再生ヘッド９は磁気記録媒体の非常に近い場所に置かれる。再生ヘッド９は、通常約５０Ωの抵抗値を有しており、磁気ディスクに記録されているディジタル情報の磁気の変化を抵抗の変化に変換する。そして、バイアス電流Ｉ１０によって、この抵抗の変化は電圧の変化に変換される。つまり、リード時には、磁気記録媒体の磁化の変化がヘッド端子ＨＲＸにおいて電圧の変化に変換されることになる。
【０００８】
次に、このヘッド端子ＨＲＸの電圧ＶＨＲＸは初段アンプ４に入力される。この初段アンプ４のゲインは非常に大きく２００Ｖ／Ｖ以上もあるから、ヘッド端子ＨＲＸの電圧ＶＨＲＸは大増幅され後段に伝えられることになる。次に、この初段アンプ４の差動出力信号は、フィルタ５に差動入力され、信号帯域以外の低周波数領域のノイズや高周波数領域のノイズが除去される。次に、このフィルタ５の差動出力ラインＢＰＦＸおよびＢＰＦＹは、それぞれアンプ出力端子ＲＤＸおよびＲＤＹにつながり、リード信号はこのアンプ出力端子ＲＤＸ、ＲＤＹを通してチップ外部に出力されることになる。
【０００９】
以上のように構成された従来の磁気ディスク装置について、そのリードアンプ回路７におけるスイッチングの動作を以下に説明する。
図５は従来の磁気ディスク装置におけるリードアンプ回路７のアンプ出力端子ＲＤＸおよびＲＤＹに現れる差動出力信号（ＶＢＰＦＸ−ＶＢＰＦＹ）を示す波形図である。図５において、波形６０はスイッチＳＷ２を制御するモード制御回路３の出力信号ＶＭＤを示しており、時間ｔ＝ｔ１において、リード以外のモードからリードモードに切り換わっている様子を示している。リード以外のモードではバイアス電流源の電流ＩＭＲはＧＮＤに流れ、リードモードでは再生ヘッド９に流すようにスイッチＳＷ２を制御する。
【００１０】
波形６１は再生ヘッド９に流れるバイアス電流Ｉ１０を示しており、リード以外のモードでは再生ヘッド９には電流は流れず、リード以外のモードからリードモードに切り換わった瞬間には振幅の大きいスイッチングノイズが発生し、しばらく後にはバイアス電流源６で決定される定常値である電流ＩＭＲに落ち着く。
【００１１】
波形６２はヘッド端子ＨＲＸの電圧ＶＨＲＸを示しており、この電圧は再生ヘッド９の抵抗値ＲＭＲと再生ヘッド９に流れるバイアス電流Ｉ１０の積で表される。リード以外のモードでは再生ヘッド９には電流は流れずヘッド電圧ＶＨＲＸはゼロであり、リード以外のモードからリードモードに切り換わった瞬間では、振幅の大きいスイッチングノイズが発生し、しばらく後に定常値であるＩＭＲ＊ＲＭＲに落ち着く。
【００１２】
波形６２で、振幅の大きいスイッチングノイズの後に描かれている小振幅の信号は、実際に、磁気記録媒体に書かれたディジタル情報の磁気の変化が抵抗の変化に変換されて、その後に電圧の変化として現れている様子を示している。このヘッド端子ＨＲＸにおいて、実際に現れる信号の振幅の大きさは１ｍＶｐｐ程度であり、振幅の大きいスイッチングノイズはその数十倍から数百倍の大きさをもっている。
【００１３】
波形６３はアンプ出力端子ＲＤＸおよびＲＤＹに現れる差動出力信号（ＶＢＰＦＸ−ＶＢＰＦＹ）を示している。この信号は、結果的に、ヘッド電圧ＶＨＲＸが初段アンプ４で２００Ｖ／Ｖ以上に増幅され、フィルタ５で信号帯域以外のノイズが除去されたものである。リード以外のモードでは再生ヘッド９には電流は流れず、もちろん差動出力信号（ＶＢＰＦＸ−ＶＢＰＦＹ）はゼロであり、リード以外のモードからリードモードに切り換わった際には、振幅の大きいスイッチングノイズが発生し、しばらく後に定常値に落ち着いている様子がわかる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の磁気ディスク装置に対して、近年では、磁気ディスクをはじめ磁気記録媒体への記録密度は飛躍的に増加しているため、記録・再生の誤り率をさらに低下させ、信頼性を高めることが必須であり、再生の信頼性は、再生ヘッドの寿命に大きく関係しており、最近の再生ヘッドの寿命は非常に短く、寿命を伸ばすために、再生ヘッドにバイアス電流を流している時間を減らさなければならない。
【００１５】
このため、リードモード時のみ再生ヘッドにバイアス電流を流し、その他のモード（例えばライトモード、アイドルモード、スリープモード）では、再生ヘッドにバイアス電流を流さないような工夫をしている。そのため、リードモードとその他のモードの切り換えは、頻繁に行われるようになってきている。
【００１６】
ここで問題となるのは、リード以外のモードからリードモードへの切り換えの際に、スパイク状の大振幅のスイッチングノイズが生じることであり、従来の磁気ディスク装置においては、構成素子数が少なく構成が極めてシンプルであるものの、上記の大振幅のスイッチングノイズがアンプ出力端子ＲＤＸおよびＲＤＹの後段に実装されている他の半導体集積回路に伝えられ、記録時および再生時の誤り率は悪化してしまい、記録および再生動作における信頼性が低下してしまうという問題点を有していた。
【００１７】
この問題点について以下に説明をする。
リード以外のモードからリードモードに切り換わった際に現れるスイッチングノイズという過渡現象を正確な数式で定量的に書き表すのは非常に困難であるが、定性的にはモードが切り換わった瞬間に、再生ヘッド９とバイアス電流源６とを結ぶ配線に付いている様々な寄生容量から電荷が一瞬、放電されたことによると考えることができる。
【００１８】
例えば、初段アンプ４を構成する入力トランジスタの寄生容量、バイアス電流源６の寄生容量、スイッチＳＷ２の寄生容量、チップ内のアルミ配線の寄生容量、ヘッド端子ＨＲＸにおけるパッドの寄生容量、再生ヘッド９と本半導体集積回路をつなぐフレキシブルケーブル（長さは１０ｃｍにもおよぶ場合がある）の寄生容量などである。
【００１９】
このように、再生ヘッド９とバイアス電流源６とを結ぶ配線に付いている様々な寄生容量は非常に複雑に接続されおり、スイッチングノイズという過渡現象を正確な数式で定量的に書き表すのは非常に複雑であり、その制御が困難であるという問題点を有していた。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、単純で容易な制御方法で、動作モードの切り換わり時に発生する大振幅のスイッチングノイズに起因する記録時および再生時の誤り率の悪化を抑え、その際の記録および再生動作における信頼性を向上させることができる磁気ディスク装置を提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の磁気ディスク装置は、磁気抵抗効果型の再生ヘッドの両端の信号を増幅する初段アンプと、前記初段アンプの差動出力信号のノイズ成分を除去するフィルタと、前記フィルタの差動出力の一方にベースを接続してエミッタフォロワ回路を成す第１，第２のトランジスタと、前記フィルタの差動出力の他方にベースを接続してエミッタフォロワ回路を成す第３、第４のトランジスタと、前記第１，第３のトランジスタのエミッタ間に直列接続された第１，第２の抵抗と、前記第４のトランジスタのエミッタにベースを接続しエミッタに第１の電流源を接続した第５のトランジスタと、第３の抵抗を介してエミッタ間を共通接続することにより前記第５のトランジスタと差動回路を成すと共にエミッタに第２の電流源を接続した第６のトランジスタと、前記第５のトランジスタのコレクタに接続された第４の抵抗と、前記第６のトランジスタのコレクタに接続された第５の抵抗と、前記第２のトランジスタのエミッタにベースを接続しエミッタに第３の電流源を接続すると共にコレクタを前記第６のトランジスタのコレクタに接続した第７のトランジスタと、第６の抵抗を介してエミッタ間を共通接続することにより前記第７のトランジスタと差動回路を成すと共に前記第５のトランジスタのコレクタにコレクタを接続しエミッタに第４の電流源を接続した第８のトランジスタと、前記第６および前記第８のトランジスタのベースに接続されたコンデンサと、前記第６，前記第８のトランジスタのベースを、前記第１，第２の抵抗の中間接続点と接続する状態と、または接地する状態とに切り換えるスイッチ手段と、動作モードに応じて前記スイッチ手段の切り換え動作を制御するモード制御回路とを備えた構成とする。
【００２２】
以上の構成により、モード制御回路の動作モード切換動作によって、リード以外のモードからリードモードへの切り換わりの瞬間に発生する大振幅のスイッチングノイズを充分に除去することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す磁気ディスク装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本実施の形態の磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。図１において、７は従来例に示す図４と同じ構成のリードアンプ回路であり、フィルタ５の出力ラインＢＰＦＸとＢＰＦＹは、ミューティング回路８の入力側に接続されており、ミューティング回路８の出力ラインＭＴＸとＭＴＹは、それぞれアンプ出力端子ＲＤＸとＲＤＹに接続されている。このため、フィルタ５の出力信号は、ミューティング回路８を通り、アンプ出力端子ＲＤＸとＲＤＹに差動信号（ＶＭＴＸ−ＶＭＴＹ）として出力されることになる。
【００２８】
図２は本実施の形態の磁気ディスク装置におけるミューティング回路８の具体的な構成を示す回路図である。図２において、フィルタ５の出力ラインＢＰＦＸとＢＰＦＹは、エミッタをそれぞれ電流源１１と電流源１０につないだトランジスタＱ２とＱ１のベースに接続され、さらに、このフィルタ５の出力ラインＢＰＦＸとＢＰＦＹは、エミッタをそれぞれ電流源１３と電流源１２につないだトランジスタＱ４とＱ３のベースに接続されている。
【００２９】
トランジスタＱ１とＱ２のエミッタには抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の一端が接続され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の他端はお互い接続され、そしてこの接続ラインは、スイッチＳＷ１を介して、エミッタをそれぞれ電流源１５と電流源１６に接続したトランジスタＱ６とＱ７のベースに接続されている。ここで、抵抗Ｒ１とＲ２の値は等しく設計されている。また、トランジスタＱ４とＱ３のエミッタには、エミッタをそれぞれ電流源１４と電流源１７につないだトランジスタＱ５とＱ８のベースに接続されている。
【００３０】
トランジスタＱ５のエミッタとトランジスタＱ６のエミッタ間には抵抗Ｒ３が接続され、トランジスタＱ７のエミッタとトランジスタＱ８のエミッタ間には抵抗Ｒ４が接続されている。トランジスタＱ６とＱ７のベースはコンデンサＣ１を介してＧＮＤに接続されており、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１、Ｒ２はタイミング制御回路２０を構成している。
【００３１】
モード制御回路３の出力ＶＭＤは、スイッチＳＷ２と同時に、スイッチＳＷ１にも接続されており、リードモードでは、トランジスタＱ１とＱ２のエミッタ電圧の中心電圧が、スイッチＳＷ１を介して、トランジスタＱ６とＱ７のベースに供給されることになる。リード以外のモードでは、モード制御回路３の出力信号ＶＭＤによって、トランジスタＱ６とＱ７のベースの電位は、スイッチＳＷ１を介してＧＮＤ端子２に接続される。
【００３２】
トランジスタＱ５のコレクタとトランジスタＱ７のコレクタは接続されており、これらは抵抗Ｒ５を介してＶＣＣ電源端子１に接続され、そしてさらにエミッタを電流源１８に接続したトランジスタＱ９のベースにも接続されている。トランジスタＱ６のコレクタとトランジスタＱ８のコレクタは接続されており、これらは抵抗Ｒ６を介してＶＣＣ電源端子１に接続され、そしてさらにエミッタを電流源１９に接続したトランジスタＱ１０のベースにも接続されている。
【００３３】
トランジスタＱ９のエミッタはラインＭＴＸを介してアンプ出力端子ＲＤＸに接続され、トランジスタＱ１０のエミッタはラインＭＴＹを介してアンプ出力端子ＲＤＹに接続される。
【００３４】
以上のように構成された磁気ディスク装置について、その動作を以下に説明する。
図３は本実施の形態の磁気ディスク装置におけるミューティング回路８のアンプ出力端子ＲＤＸおよびＲＤＹに現れる差動出力信号（ＶＭＴＸ−ＶＭＴＹ）を示す波形図である。図３において、波形５０はスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２を制御するモード制御回路３の出力信号ＶＭＤを示しており、時間ｔ＝ｔ１において、リード以外のモードからリードモードに切り換わっている様子を示している。リード以外のモードではバイアス電流源６の電流ＩＭＲはＧＮＤに流れ、リードモードでは再生ヘッド９に流すように、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２を制御する。
【００３５】
波形５１は再生ヘッド９に流れるバイアス電流Ｉ１０を示しており、リード以外のモードでは再生ヘッド９には電流は流れず、リード以外のモードからリードモードに切り換わった際には、振幅の大きいスイッチングノイズが発生し、しばらく後に定常値であるＩＭＲに落ち着く。
【００３６】
波形５２はヘッド端子ＨＲＸの電圧ＶＨＲＸを示しており、この電圧は再生ヘッド９の抵抗値ＲＭＲと再生ヘッド９に流れるバイアス電流Ｉ１０の積で表される。リード以外のモードでは再生ヘッド９には電流は流れずヘッド電圧ＶＨＲＸはゼロであり、リード以外のモードからリードモードに切り換わった際には、振幅の大きいスイッチングノイズが発生し、しばらく後に定常値であるＩＭＲ＊ＲＭＲに落ち着く。振幅の大きいスイッチングノイズの後に描かれている小振幅の信号は、実際に、磁気記録媒体に書かれたディジタル情報の磁気の変化が抵抗の変化に変換されて、その後電圧の変化として現れている様子を示している。この実際に現れる信号の振幅の大きさは１ｍＶｐｐ程度であり、振幅の大きいスイッチングノイズは、その数十倍から数百倍の大きさをもっている。
【００３７】
波形５３はフィルタ５の出力ラインＢＰＦＸとＢＰＦＹに現れる差動出力信号（ＶＢＰＦＸ−ＶＢＰＦＹ）を示している。この信号は、ヘッド電圧ＶＨＲＸが初段アンプ４で２００Ｖ／Ｖ以上に増幅され、フィルタ５で信号帯域以外のノイズが除去されたものである。リード以外のモードでは、再生ヘッド９には電流は流れず、もちろん差動出力信号（ＶＭＴＸ−ＶＭＴＹ）はゼロであり、時間ｔ＝ｔ１において、リード以外のモードからリードモードに切り換わった際には、振幅の大きいスイッチングノイズが発生し、しばらく後に定常値に落ち着いている様子がわかる。
【００３８】
波形５４はトランジスタＱ６とＱ７のベース電位ＶＢを表しており、リード以外のモードではゼロであり、リードモードに切り換わった後、時間（ｔ１−ｔ２）後にベース電位ＶＢが正常値に到達することを示している。この時間幅（ｔ１−ｔ２）はＣ１＊（Ｒ１＋Ｒ２）／２で与えられる。コンデンサＣ１や抵抗Ｒ１（＝Ｒ２）を変更すれば、自由に時間幅（ｔ１−ｔ２）を設定することができる。つまり、コンデンサＣ１や抵抗Ｒ１（＝Ｒ２）は、モード制御回路３の出力信号ＶＭＤに遅延したパルスを発生するタイミング制御回路２０を形成することになる。
【００３９】
波形５５はアンプ出力端子ＲＤＸとＲＤＹに現れる差動出力信号（ＶＭＴＸ−ＶＭＴＹ）を示している。電流源１４の電流値をＩ１、電流源１５の電流値をＩ２、電流源１６の電流値をＩ３、電流源１７の電流値をＩ４、抵抗Ｒ５に流れる電流をＩ５、抵抗Ｒ６に流れる電流をＩ６とする。リード以外のモードからリードモードに切り換わった後、時間幅（ｔ１−ｔ２）の間は、トランジスタＱ５のベース電位はＱ６より高く、トランジスタＱ８のベース電位はＱ７より高いため、抵抗Ｒ５に流れる電流はＩ５＝Ｉ１＋Ｉ２となり、抵抗Ｒ６に流れる電流はＩ６＝Ｉ３＋Ｉ４となる。
【００４０】
今、電流値の設定をＩ１＝Ｉ２＝Ｉ３＝Ｉ４とすれば、抵抗Ｒ５に流れる電流Ｉ５と抵抗Ｒ６に流れる電流Ｉ６は完全に等しくなり、抵抗Ｒ５＝Ｒ６の時、トランジスタＱ９のエミッタ電位ＶＭＴＸとトランジスタＱ１０の電位ＶＭＴＹは等しく、アンプ出力端子ＲＤＸとＲＤＹに現れる差動出力信号（ＶＭＴＸ−ＶＭＴＹ）はゼロとなる。つまり、この結果、リード以外のモードからリードモードに切り換わった後、時間幅（ｔ１−ｔ２）の間は、振幅の大きいスイッチングノイズはミューティング８で除去されることになる。その後、磁気記録媒体に書かれたディジタル情報の磁気の変化が電圧の変化として現れることとなる。
【００４１】
以上のように本実施の形態によれば、ミューティング機能を有するミューティング回路８がリードアンプ回路７に接続されており、この構成により、従来方式ではリード以外のモードからリードモードに切り換わった後に現れるスイッチングノイズを除去することができなかったが、このスイッチングノイズを除去することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ミューティング回路８をフィルタ５の後段に設けたが、順序を逆にして、ミューティング回路８の後段にフィルタ５を設けてもよいことは言うまでもない。また、タイミング制御回路２０は抵抗とコンデンサから構成されているとしたが、モード制御回路の出力信号ＶＭＤに遅延したパルスを発生するタイミング制御回路なら他の構成でもよいことは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、リードアンプ回路に接続したミューティング回路のミューティング機能が、動作モードの切り換わり時に作動することにより、そのミューティング機能により、リード以外のモードからリードモードへの切り換わりの瞬間に発生する大振幅のスイッチングノイズを充分に除去することができる。
【００４４】
そのため、単純で容易な制御方法で、動作モードの切り換わり時に発生する大振幅のスイッチングノイズに起因する記録時および再生時の誤り率の悪化を抑え、その際の記録および再生動作における信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の磁気ディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態の磁気ディスク装置におけるミューティング回路の具体構成を示す回路図
【図３】同実施の形態の磁気ディスク装置の動作を示す波形図
【図４】従来の磁気ディスク装置の構成を示すブロック図
【図５】同従来例の磁気ディスク装置の動作を示す波形図
【符号の説明】
１    ＶＣＣ電源端子
２    ＧＮＤ端子
３    モード制御回路
４    初段アンプ
５    フィルタ
６    バイアス電流源
７    リードアンプ回路
８    ミューティング回路
９    再生ヘッド
１０〜１９    電流源
２０    タイミング制御回路
Ｑ１〜Ｑ１０    トランジスタ
ＩＭＲ    バイアス電流源の電流
Ｉ１〜Ｉ６    電流
Ｉ１０    バイアス電流
ＳＷ１、ＳＷ２    スイッチ
ＲＭＲ    抵抗
Ｒ１〜Ｒ６    抵抗
Ｃ１    コンデンサ
ＨＲＸ    ヘッド端子
ＲＤＸ、ＲＤＹ    アンプ出力端子
【図１】
0003816002.tif 000002
【図２】
0003816002.tif 000003
【図３】
0003816002.tif 000004
【図４】
0003816002.tif 000005
【図５】
0003816002.tif 000006