專利名稱：檢出磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中數(shù)據(jù)脈沖的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中的數(shù)據(jù)峰值加以檢出的方法和裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及檢出用于磁帶或磁盤存儲器中的磁頭所產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中出現(xiàn)的有效數(shù)據(jù)峰值。
在諸如計算機磁盤驅(qū)動器的磁存儲系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信息是以磁的形式記錄在磁盤表面上的。數(shù)字信息是收跨越旋轉(zhuǎn)磁盤表面、有選擇地極化的連續(xù)區(qū)域來表示的。當(dāng)從存儲磁盤上讀回該信息時，檢測出該介質(zhì)的磁極化并將其轉(zhuǎn)換為電輸出信號，即原始數(shù)據(jù)信號。該原始數(shù)據(jù)信號能反映出磁盤上磁通量密度的相對強度的特征?？赏ㄟ^讀/寫磁頭完成該讀出和寫入操作。
非常需要的是在磁盤上提供很高的信息存儲密度。
記錄系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)之一是在記錄表面上提供盡可能高的面密度而且同時無須為此折衷系統(tǒng)性能。但是，增加存儲密度導(dǎo)致在原始數(shù)據(jù)輸出信號中顯著的噪聲電平。這種噪聲信號源可包括磁盤表面的凹凸不平和附近電子設(shè)備引起的電磁噪聲。而且，高密度數(shù)據(jù)編碼方案，例如1、7碼，會進一步增加原始數(shù)據(jù)輸出信號對不需要的噪聲的敏感度。1、7碼在任意兩個相鄰磁通單元間使用單個零磁通單元并且鄰近磁通單元不多于七個。使用寬“窗口”以增加磁盤容量的編碼具有較大帶寬和較長的基線因而導(dǎo)致對噪聲和串音的敏感。如讀出磁頭少許偏離磁跡，則會進一步加劇該噪聲問題。
對于那些旨在增加磁盤密度并且具有最小脈沖間隔1的數(shù)據(jù)編碼方案，由于符號間干擾而對相隔很近的脈沖采用減低的幅度電平。這使信噪比降低，也使脈沖檢出電平不得不降低，并帶來偏跡噪聲問題。
將閾值以上的第一峰值取為數(shù)據(jù)“脈沖”位置的簡單脈沖檢出方法已不再適用。檢出電平的設(shè)置一般是使得因原始數(shù)據(jù)輸出信號中出現(xiàn)的噪聲而有同樣個數(shù)的“信號丟失”和同樣個數(shù)的“額外”脈沖。然而可期望旨在增加數(shù)據(jù)密度的編碼方案有很多這樣的可能，即在降低的檢出閾值以上出現(xiàn)多個峰值和(或)峰值位于長基線上分隔較寬的脈沖之間。用于否決其幅度不超過預(yù)定電平的數(shù)據(jù)峰值的閾值檢測器當(dāng)信號電平與噪聲電平間的比率較小時，不適合否決錯誤的數(shù)據(jù)峰值。可以預(yù)料，“第一峰值”檢出方法會將多個脈沖單元置于正確窗口之外。這不但帶來數(shù)據(jù)譯碼問題，也造成讀出電路所用的鎖相環(huán)“抖晃”。
本發(fā)明試圖提供對在讀操作期間由讀/寫磁頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)峰值信號進行檢出的改進方法。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種從磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中檢出數(shù)據(jù)峰值的檢出方法，其特征在于包含以下步驟監(jiān)視原始數(shù)據(jù)信號峰值，檢測原始數(shù)據(jù)信號峰值的信號電平，產(chǎn)生表示在原始數(shù)據(jù)信號中出現(xiàn)第一最高峰值的輸出。
在以下描述的最佳實施例中，該方法包含在數(shù)據(jù)信號已通過確定的最小檢出閾值后選擇原始數(shù)據(jù)信號中第一最高峰值。降低最小檢出閾值以避免大部分信號丟失(由于高密度編碼方案例如1、7碼中所提供的信號幅度降低)。由于“額外”脈沖個數(shù)增加而帶來的問題通過只識別最高峰值而得以消除。該最高峰值一般呈現(xiàn)于正確窗口內(nèi)。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于對磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中數(shù)據(jù)峰值進行檢出的裝置，該原始數(shù)據(jù)信號有一極化周期，該裝置的特征在于包含用于接收原始數(shù)據(jù)信號并檢測原始數(shù)據(jù)信號峰值電平的峰值檢測器，用于檢測原始數(shù)據(jù)信號極化周期的裝置，和峰值檢測器及檢測極化周期的裝置相連接用以在極化周期內(nèi)選擇原始數(shù)據(jù)信號中出現(xiàn)的第一最高峰值的裝置。
例如，峰值檢測器可包含后接有比較器，用以對電容器充電的晶體管。在以下說明的實施例中，通過該晶體管將電容器電壓充至最高峰值電平并在每個窗口起始處重新復(fù)位。然后提供邏輯來確定何時已找到最高峰值并輸出一相應(yīng)數(shù)據(jù)脈沖。該邏輯用來將延遲引入該電路，以保持鎖相環(huán)同步，僅僅將高于閥值電平以上的脈沖送到鎖相環(huán)相位檢測器。這也許會導(dǎo)致與鎖相環(huán)有關(guān)的許多信號丟失。但是，鎖相環(huán)固有地對信號丟失比位置不當(dāng)脈沖更不敏感。可將降低的閾值電平用于數(shù)據(jù)脈沖檢出電路中。
用三級檢出電路也可確定原始數(shù)據(jù)輸出信號中第一最高電平的位置。原始數(shù)據(jù)信號中的每個峰值觸發(fā)一組其輸入與一組比較器相連的觸發(fā)器，每個觸發(fā)器有一相應(yīng)的檢出電平以產(chǎn)生總數(shù)為三個的閾值。借助觸發(fā)器設(shè)置形式，該邏輯可確定何處出現(xiàn)數(shù)據(jù)峰值、它們的相對電平以及根據(jù)第一最高峰值的位置的實際峰值在原始數(shù)據(jù)信號中的位置。
本發(fā)明特別適用于具有大帶寬和長基線的編碼方案，例如高密度編碼方案。本發(fā)明通過減小對噪聲和串音的敏感度(當(dāng)讀磁頭少許偏離磁道，該問題尤為顯著)而改進對數(shù)據(jù)信號的檢出。
參考附圖，通過實例進一步說明本發(fā)明，附圖中

圖1顯示了在一基于第一峰值閾值檢出法的系統(tǒng)中，編碼脈沖數(shù)據(jù)信號、原始數(shù)據(jù)輸出信號和檢出的數(shù)據(jù)脈沖輸出信號間的關(guān)系;
圖2是按照本發(fā)明的檢出電路的方框圖;
圖3用圖形示出圖2電路各個位置上電壓和時間之間的關(guān)系;
圖4是圖2電路中峰值檢測器的原理圖;
圖5是示出圖2電路中移位寄存器邏輯的詳細(xì)框圖;
圖6是圖5移位寄存器邏輯的時序圖;
圖7是圖5移位寄存器邏輯位模式的實例;
圖8是按照本發(fā)明的三級檢出電路的框圖;
圖9示出圖8三級檢出電路的原始數(shù)據(jù)信號及時序圖。
圖1用圖形示出編碼脈沖數(shù)據(jù)信號10，相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)信號12和檢出的輸出信號14，其中，檢出是基于已知的對檢出電平以上給定極性的第一峰值的檢測進行的。16和18兩條虛線表示用于檢出原始數(shù)據(jù)信號12的正的和負(fù)的電壓閾值。
圖1表示了先有技術(shù)的第一峰值閾值檢出方法帶來的問題。圖1中，標(biāo)以a到1的12個點各自與信號14的不同時刻的點相關(guān)連。點e、i和j尤為值得關(guān)注。點e表示何謂“信號丟失”，即從存儲在磁存儲媒介的信息中產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號太弱以致不能達到電壓閾值(16和18)以及觸發(fā)輸出信號14。這樣，應(yīng)在圖1中信號14的點e處出現(xiàn)的一數(shù)據(jù)脈沖丟失了。這種數(shù)據(jù)丟失例如是由于偏偏媒介表面的凹凸不平所致。
圖1信號14中標(biāo)以i的點表示在信號12第一峰值超出上閾值16處出現(xiàn)額外脈沖。圖1表示的第一峰值檢出方案錯誤地將該第一峰值識別為實際數(shù)據(jù)脈沖的位置，盡管該數(shù)據(jù)脈沖的正確位置在圖1中j點示出。
在本發(fā)明中，可降低用于檢出原始數(shù)據(jù)信號的檢出電平，從而使信號丟失(如圖1中e點)較少出現(xiàn)。而且，本發(fā)明避免了由于額外脈沖的假觸發(fā)，例如，圖1中i點。
圖2中框圖20示出了本發(fā)明一實施例，該實施例包括閾電路22、分離器24，觸發(fā)器26和邏輯電路28。閾電路22最好包括脈沖檢測器、低電平門和極性檢測電路(未示出)。分離器24包括電路時序的鎖相環(huán)(未示出)。邏輯電路28包括移位寄存器(未示出)用于識別原始數(shù)據(jù)信號中最高峰值的位置，這在以下將更詳細(xì)加以說明。觸發(fā)器26最好是D型觸發(fā)器。
閾電路22通過線路30接受來自自動增益控制電路31的原始數(shù)據(jù)信號，該控制電路作用于由磁換能器33產(chǎn)生的信號。閾電路22也接收閾電壓基準(zhǔn)線路32上的閾電壓基準(zhǔn)。該閾電路22提供三個輸出，即線路34上的編碼脈沖數(shù)據(jù)，線路36上極性輸出(高)信號和線路38上極性輸出(低)信號，各信號由分離器24所接收。觸發(fā)器26以其時鐘輸入40與編碼脈沖數(shù)據(jù)線路34相連接，以其D輸入42與極性輸出(低)線路38相連接。觸發(fā)器26的Q輸出44連接到時鐘極性線路46。分離器24將輸出信號提供給同步脈沖線路48和與邏輯電路28相連的讀時鐘線路50。邏輯電路28在定時極性線路46上也接收來自觸發(fā)器26的Q輸出44的定時極性信號。邏輯電路28將輸出提供給選通的同步脈沖數(shù)據(jù)線路52和時鐘線路54。
圖3是框圖20在工作時的邏輯時序圖。曲線圖56示出圖2線路30上所加載的原始數(shù)據(jù)信號。正和負(fù)低電平電壓閾值在圖3的曲線圖56中分別由虛線58和60所示。在曲線圖56中，正和負(fù)高電平電壓閾值分別由虛線62和64所示。從圖2中電壓閾值基準(zhǔn)線路32上提供的電壓來產(chǎn)生這些電壓閾值電平。在圖3的圖形66中，極性輸出(低)信號的波形由實線示出，極性輸出(高)信號由虛線示出。分別從極性輸出(高)線路36和極性輸出(低)線路38取得兩個極性輸出信號。圖68示出圖2中線路34所載編碼脈沖數(shù)據(jù)的圖形。圖形70示出由觸發(fā)器26在定時極性線路46上提供的定時極性信號。在圖形72中示出從同步脈沖線路48上取得的同步脈沖數(shù)據(jù)。圖形74示出由邏輯電路28從選通同步脈沖數(shù)據(jù)線路52取得的選通的同步脈沖數(shù)據(jù)。
由線路30提供的原始數(shù)據(jù)信號通過自動增益控制電路31被放大，使得原始數(shù)據(jù)信號足以觸發(fā)閾電路22?？赏ㄟ^調(diào)整由電壓閾值基準(zhǔn)線路32提供給閾電路22的電壓來設(shè)置電壓閾值電平?；鶞?zhǔn)線路32上電壓的改變相應(yīng)改變了曲線圖56中所示閾值電平58到64。圖形66中示出兩種極性信號，實線信號用正和負(fù)低電平電壓閾值58和60產(chǎn)生，而虛線用正和負(fù)高電平電壓閾值62和64產(chǎn)生。圖形68所示編碼數(shù)據(jù)信號由使用標(biāo)準(zhǔn)的dv/dt和零交叉檢測的閾電路22產(chǎn)生使得只有那些零交叉檢測有合適極性的信號才會引起線路34上的編碼數(shù)據(jù)脈沖。而且，使用了一種峰值檢測的方法使得只允許單調(diào)增加幅度的峰值產(chǎn)生圖形68的編碼脈沖數(shù)據(jù)。這種單調(diào)增加的峰值的檢測在任何給定的恒定極性間隔內(nèi)進行。
將編碼的脈沖數(shù)據(jù)和極性信息發(fā)送到標(biāo)準(zhǔn)鎖相環(huán)和分離器24中的數(shù)據(jù)分離器，該分離器24后接有移位寄存器和邏輯電路28中選通邏輯。該電路在任何恒定極性間隔內(nèi)清除所有同步脈沖而只留下最后的同步脈沖。
由于只有在一個數(shù)據(jù)窗口內(nèi)單調(diào)增加的脈沖在編碼脈沖數(shù)據(jù)線路34上得到表示，所以，通過提供只與脈沖極化窗口內(nèi)編碼脈沖數(shù)據(jù)線路34上最后脈沖對應(yīng)的選通同步脈沖數(shù)據(jù)線路52上的選通同步脈沖，使得在選通同步脈沖數(shù)據(jù)線路52上只有該窗口內(nèi)出現(xiàn)的最高電平得到表示。
極性輸出(高)線路36和極性輸出(低)線路38中只有編碼的脈沖數(shù)據(jù)同樣處于高或低狀態(tài)被鎖相環(huán)作為相檢測信息使用。這就消除了由較低數(shù)據(jù)峰值觸發(fā)編碼數(shù)據(jù)脈沖而引起的錯誤的相位信息。但所有編碼脈沖數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)分離器24所用并重新定時到同步的脈沖數(shù)據(jù)。移位寄存器和邏輯電路28將圖3中76所示的時間延遲引入圖形74所示選通同步脈沖數(shù)據(jù)。
圖4示出峰值檢測電路76的原理圖，它包括用于圖2閾電路22的晶體管78。晶體管78的集電極通過電阻82連接到電源電壓80。晶體管78的發(fā)射極通過電容器86連接到接地端84。晶體管78的基極通過輸入88接收來自自動增益控制電路31的原始數(shù)據(jù)信號。峰值檢測器90連接到晶體管78的集電極及基準(zhǔn)電壓92并提供一輸出94。峰值檢測器90和晶體管78用來檢測來自輸入88的數(shù)據(jù)信號中單調(diào)增加的峰值。
圖3中圖形56所示出的原始數(shù)據(jù)信號包含許多峰值。晶體管78和峰值檢測器90配合工作以產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖信號，該數(shù)據(jù)脈沖信號的脈沖只表示圖形56所示原始數(shù)據(jù)信號中那些在給定極化范圍內(nèi)高于或低于相應(yīng)正的或負(fù)的低電平電壓閾值58或60的單調(diào)增加的峰值。這樣，未達到最小閾值58或60的那些峰值在峰值檢測器90的輸出94上不產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)據(jù)脈沖。
峰值檢測電路76包括電容器86，該電容器保持著代表輸入88上提供的最高信號值的充電值。隨著輸入信號增大，晶體管78導(dǎo)通對電容器86充電。當(dāng)一個峰值到來時，只有當(dāng)輸入88上信號幅度在原始數(shù)據(jù)信號給定極化窗口內(nèi)超出先有輸入信號幅度時晶體管78才導(dǎo)通。這樣，圖3中圖形56中信號峰值沒有以前峰值大，將不在峰值檢測器90的輸出94上產(chǎn)生脈沖(圖3中圖形68所示)。峰值檢測電路76當(dāng)原始數(shù)據(jù)信號中極性窗口反轉(zhuǎn)時被重新復(fù)位。
閾電路22將輸出94提供給分離器24，該輸出94包含線路34上的編碼脈沖數(shù)據(jù)以及分別在線路36和38上的極性輸出(高)和(低)信號。
圖5示出圖2所示邏輯電路28的更為詳細(xì)的電路圖。邏輯電路28包括與移位邏輯100相連接的移位寄存器96和98。移位寄存器96是數(shù)據(jù)移位寄存器而移位寄存器98是極性信號移位寄存器?！芭c”門102和數(shù)據(jù)移位寄存器96的數(shù)據(jù)輸出104及移位邏輯100的允許(enable)輸出106相連接。數(shù)據(jù)移位寄存器96和極性移位寄存器98的時鐘輸入接收來自圖2中讀出時鐘線50的時鐘脈沖。將數(shù)據(jù)從同步脈沖線48加載到數(shù)據(jù)移位寄存器96中。用觸發(fā)器108、“異或”門110和反相器112，根據(jù)由觸發(fā)器26提供的信號在定時極性線46上產(chǎn)生極性移位寄存器98的數(shù)據(jù)。
極性移位寄存器98接收表示正極性的二進制“1”和表示負(fù)極性的二進制“0”。同樣，將來自分離器24的同步脈沖線48上的數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)移位寄存器96。使用讀時鐘線路50上的時鐘脈沖，將兩個移位寄存器96和98定時成相同的頻率。從分離器24中鎖相環(huán)導(dǎo)出該時鐘頻率。移位邏輯100與數(shù)據(jù)移位寄存器96和極性移位寄存器98協(xié)同工作。移位邏輯100查找定時極性線46上提供的極性脈沖出現(xiàn)躍遷之前在同步脈沖數(shù)據(jù)線48上讀脈沖序列中的最后一個脈沖。然后，移位邏輯100屏蔽掉在與極性移位寄存器98導(dǎo)出的同一極性周期內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)移位寄存器96中的所有數(shù)據(jù)脈沖，只保留該序列的最后數(shù)據(jù)脈沖。這可通過有選擇地激活與“與”門102相連接的移位邏輯100的允許輸出106來實現(xiàn)，因為脈沖數(shù)據(jù)是由讀出時鐘線路50上的時鐘脈沖通過數(shù)據(jù)移位寄存器96定時的。該最后的數(shù)據(jù)脈沖表示輸入到閾電路22的原始數(shù)據(jù)信號在該原始數(shù)據(jù)信號給定極化周期內(nèi)達到的第一最高峰值。
圖3中圖形74示出“與”門102的輸出，該輸出表明在原始數(shù)據(jù)信號給定極化區(qū)內(nèi)只是將編碼脈沖數(shù)據(jù)線34上提供的按時間順序的最后數(shù)據(jù)脈沖通過邏輯28傳送到選通同步輸出52。
數(shù)據(jù)移位寄存器96的選通的同步輸出52可通過相位比較器(未示出)和鎖相環(huán)(未示出)的處理而恢復(fù)數(shù)據(jù)和時鐘信號。
包含數(shù)據(jù)移位寄存器96、移位邏輯100和移相寄存器98的邏輯電路28將時間延遲引入該電路。為保持鎖相環(huán)同步，只是將高電平閾值(圖3中62和64)上出現(xiàn)的脈沖送至鎖相環(huán)相位檢測器。這可能對鎖相環(huán)產(chǎn)生若干“信號丟失”，但這種電路固有地對信號丟失比對錯誤確定的脈沖更不敏感。這個問題可通過使用圖3所示的高和低電平閾值(58到64)來加以改進。數(shù)據(jù)線36和38將高和低的閾值信息傳送到分離器24中鎖相環(huán)(未示出)。只有高和低閾值線36和38都為同一狀態(tài)的編碼脈沖數(shù)據(jù)(圖3中圖形68中示出)被鎖相環(huán)用作相位檢測信息。此舉旨在消除由較低峰值引起的不良相位信息，該相位信息可以提供給線路34上的編碼脈沖數(shù)據(jù)。但是，圖3中圖形68以圖形示出的所有脈沖數(shù)據(jù)被單調(diào)峰值檢測電路所用。
該電路改進了離跡性能尤其當(dāng)用于高密度編碼例如1、7碼時，這時會同時出現(xiàn)長基線和低分辨率。使用移位寄存器96和98可超前所要求那樣多而只取決于移位寄存器的容量。該電路可全部超前到下一相鄰的極化峰值。這種存儲特性比起只使用實際脈沖到脈沖檢測的方法有顯著優(yōu)點。但該電路必須足夠強壯以容許由于移位寄存器96和98引入的延遲。對1、7代碼，該延遲的最環(huán)情形是4.66個數(shù)據(jù)位的間隔。
圖6中，示出用于圖5邏輯電路28的邏輯圖。同步脈沖信號如圖形144所示，來自線54的時鐘信號如圖形116所示，而來自線46的定時的極性信號如圖形118所示。圖形118中定時極性信號總是在圖形114同步脈沖信號中同步脈沖之前改變狀態(tài)。由于電路設(shè)計，將總是這種情形。圖形116中時鐘信號上升沿將極性信息和數(shù)據(jù)分別移入移位寄存器96和98。不管何時檢測到磁通反轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)移位寄存器96就包含邏輯電平“1”。極性移位寄存器98一般包含邏輯電平“1”而原始數(shù)據(jù)信號只要有極性變化時，就包含邏輯電平“0”。移位寄存器96和98以及移位邏輯100的總操作就是只對在原始數(shù)據(jù)信號中給定極化區(qū)內(nèi)最后一個磁通反轉(zhuǎn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出。較早出現(xiàn)的同樣極性的磁通反轉(zhuǎn)將被取消。
使用移位寄存器96和98以及稱位邏輯100，該脈沖取消可用以下規(guī)則實現(xiàn)(1)極性移位寄存器98中“0”指出數(shù)據(jù)移位寄存器96中相應(yīng)數(shù)據(jù)的極性已變化。
(2)數(shù)據(jù)移位寄存器96一位中的“1”指出磁通反轉(zhuǎn)位置。如果相應(yīng)的極性移位寄存器98的位置中是“0”，那么實際極性變化先于出現(xiàn)磁通反轉(zhuǎn)。所以，考慮圖7示出的數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)移位寄存器96位置A1和A4有不同極性，但數(shù)據(jù)位置A4和A6極性相同。
(3)當(dāng)數(shù)據(jù)移位寄存器96中的“1”到達A6位置，移位寄存器96中所有后而的“1”在移位寄存器96中與極性移位寄存器98中它們自己的極性位置進行比較，而這些極性位置高達并包括數(shù)據(jù)移位寄存器96中“1”的位置。如果所有這些“1”看到至少單個極性變化(由“0”指出)則將位置A0的“1”作為數(shù)據(jù)發(fā)送出去。如果數(shù)據(jù)移位寄存器96中后面的“1”看不到前面的“0”，則位置A0的數(shù)據(jù)必須與另一較后的“1”有相同極性，并可由“與”門102消去。
數(shù)學(xué)上這可用以下布爾式表示Enable＝(A961xA981)+[A962xA981xA982)]+[A963x(A981xA982xA983)]……+[A966x(A981xA982xA983xA984xA985xA986)]其中A961到A966表示數(shù)據(jù)移位寄存器96中數(shù)據(jù)位置1到6，A981到A986表示移相寄存器98中存儲的數(shù)據(jù)位置。
原始數(shù)據(jù)周期中最高峰值的位置可用三級檢出方案加以檢測。每個峰值觸發(fā)一且其輸入與一組比較器相接的觸發(fā)器，每個比較器將檢出電壓基準(zhǔn)電平作為一輸入，將原始信號作為另一輸入。這些比較器的輸出觸發(fā)這些觸發(fā)器。原始數(shù)據(jù)信號的形狀確定觸發(fā)器狀態(tài)使得通過檢測觸發(fā)器設(shè)置形式，邏輯可判定哪一個激發(fā)是由最高讀信號引起。
該邏輯將時間延遲引入電路。以保持鎖相環(huán)同步，僅僅將三個閾值電平的中間檢出閾值上出現(xiàn)的脈沖送到鎖相環(huán)檢測器。這仍會對鎖相環(huán)引起“信號丟失”，但鎖相環(huán)固有地對信號丟失比對錯誤確定脈沖更不敏感。
圖8示出三極檢測電路120。電路120包括比較器122到134和D型觸發(fā)器136到146。三極檢測電路120也包括復(fù)位和同步邏輯148和編碼器邏輯150。將來自自動增益控制31的原始數(shù)據(jù)信號加到與比較器122到134的非反相輸入端相連接的輸入端152和154。將三級閾值電壓VtH、VtM和VtL加到比較器122到134的反相端。VtH表示高電平電壓閾值并供給比較器126和134的反相端。VtM表示中電平電壓閾值并送到比較器124和132的反相輸入端。VtL表示低電平電壓閾值并供給比較器122和130的反相輸入端。比較器128的輸入接收表示磁傳感器(未示出)提供的原始數(shù)據(jù)信號微分的零交叉。比較器128的反相和非反相輸出提供被觸發(fā)器136到146所用的時鐘信號。觸發(fā)器136到146的D輸入與比較器122到134的輸出相連接。觸發(fā)器136到146的Q輸出連接到復(fù)位和同步邏輯148。比較器136到146的復(fù)位輸入也連接到復(fù)位和同步邏輯148。復(fù)位和同步邏輯148在圖8中線Q0至Q5上將二進制輸出提供給編碼器邏輯150，該編碼器邏輯在線b0到b2上給出編碼的二進制輸出。零交叉比較器128的輸入載有使用微分和零交叉的標(biāo)準(zhǔn)方法得出的電壓信息以使只將正峰值重新定時序到正閾值以及只將負(fù)峰值重新定時序到負(fù)閾值上。使用這種技術(shù)，原始數(shù)據(jù)信號中每一峰值可通過讀出原始數(shù)據(jù)信號微分的零交叉來加以檢測。
圖9是來自自動增益控制31(見圖2)的原始數(shù)據(jù)信號和相應(yīng)的觸發(fā)器134到146的Q輸出的圖形。原始數(shù)據(jù)信號標(biāo)以V152-V154并表示圖8所示輸入152與154間的電壓差。圖9中虛線標(biāo)示的正和負(fù)的VtH、VtM和VtL表示三級檢出電路120所用的三個電壓閾值。觸發(fā)器136到146的輸出標(biāo)以Q136到Q146。Q136，Q138和Q140分別指出當(dāng)原始數(shù)據(jù)信號已超過低電壓閾值時的中間電壓閾值和高電壓閾值。標(biāo)以Q142、Q144和Q146的曲線分別指出何時在V152-V154取得的原始數(shù)據(jù)信號小于-VtL、-VtM和-VtM。觸發(fā)器136到146的輸出與復(fù)位和同步邏輯148相連接，后者產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)信號提供給輸入152和154的每個脈沖電平的二進制表示。一旦原始數(shù)據(jù)信號極化周期結(jié)束，復(fù)位和同步邏輯148也復(fù)位觸發(fā)器138到144。
編碼器邏輯150接收來自邏輯148的數(shù)據(jù)線Q0到Q5上的二進制信號并在數(shù)據(jù)線b0到b2上給出編碼的輸出。然后編碼的二進制輸出b0到b2可直通諸如微處理器(未示出)的控制器單元，產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號中超過原始數(shù)據(jù)信號給定極化周期內(nèi)最先出現(xiàn)三個閾值中最大值的峰值輸出。用于給觸發(fā)器136到146定時的比較器128只使原始數(shù)據(jù)信號的峰值被比較器122到126及130到134所數(shù)字化并由觸發(fā)器136到146鎖存，由于比較器128的輸入接收與原始數(shù)據(jù)信號微分相關(guān)的信號，以及觸發(fā)器136到146具有邊沿觸發(fā)的時鐘輸入。該電路只將正峰值重計時到正閾值，只將負(fù)峰值重計時到負(fù)閾值。
圖8中使用三級峰值檢測的、由比較器控制的電路特別有用，因為峰值檢測算法是用計算機軟件實現(xiàn)的。通過對峰值閾值電平和它們按時間先后次序在來自磁頭的原始數(shù)據(jù)信號極化周期內(nèi)出現(xiàn)的各種組合的優(yōu)先排序，很容易對給定的磁讀回系統(tǒng)的檢測信號加以優(yōu)化。該通用性提供了系統(tǒng)根據(jù)對系統(tǒng)檢出標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化而無須反復(fù)對硬件部件重新設(shè)計的能力。
只將那些超過中間電平電壓閾值的脈沖用作鎖相環(huán)(未示出)的輸入。超過高和低電壓閾值的脈沖同步于鎖相環(huán)否則就不能影響鎖相環(huán)操作。
本發(fā)明提高了從磁存儲介質(zhì)例如磁盤上讀回信息時的精度。本發(fā)明供增大磁盤存儲量的高密度編碼方案使用時優(yōu)越性尤為顯著。這些編碼往往有較大的帶寬和較長基線，尤其當(dāng)讀磁頭少許偏離磁跡時這使得編碼對噪聲和串音較為敏感。本發(fā)明允許使用降低的電壓檢出閾值，尤為適用于檢測低幅度原始數(shù)據(jù)信號，諸如那些最小脈沖間隔很小且幅度已降低以減少符號間干擾的信號。通過對讀信號已通過最小檢出閾值后第一最高峰值的檢測，將該峰值指定為數(shù)據(jù)脈沖的實際位置，就有可能用本發(fā)明降低檢出閾值并仍可避免與信號丟失有關(guān)問題。
權(quán)利要求
1.一種對磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中數(shù)據(jù)峰值進行檢出的方法，其特征在于它包含以下步驟監(jiān)視原始數(shù)據(jù)信號中的峰值，檢測原始數(shù)據(jù)信號中峰值的信號電平，以及產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號中第一最高峰值出現(xiàn)的輸出信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測信號電平的步驟包含將原始數(shù)據(jù)信號與最小檢出閾值進行比較，對原始數(shù)據(jù)信號出現(xiàn)的高于最小檢出閾值的峰值進行檢測，以及選擇在原始數(shù)據(jù)信號超過最小檢出電平后出現(xiàn)在原始數(shù)據(jù)信號中的第一最高峰值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，選擇第一最高峰值的步驟包含對原始數(shù)據(jù)信號極化周期中出現(xiàn)的每個單調(diào)增加的峰值產(chǎn)生一數(shù)據(jù)脈沖，以及選擇在原始數(shù)據(jù)信號極化周期中出現(xiàn)的最后的數(shù)據(jù)脈沖。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，選擇最后的數(shù)據(jù)脈沖的步驟包含將數(shù)據(jù)脈沖存儲在第一移位寄存器(96)之中，將表示原始數(shù)據(jù)信號極化的極化信息存儲在第二移位寄存器(98)之中，將第一移位寄存器內(nèi)容與第二移位寄存器內(nèi)容進行比較，以及產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號極化周期中出現(xiàn)的最后數(shù)據(jù)脈沖的單個脈沖輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，檢測信號電平并產(chǎn)生輸出信號的步驟包含將原始數(shù)據(jù)信號與多個閾值電平進行比較并產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號與多個閾值電平中每一電平相比較的比較器輸出信號，以及接收比較器輸出信號并產(chǎn)生表示多個閾值電平中首先被原始數(shù)據(jù)信號超出的最大者的數(shù)字信號。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于以下步驟檢測原始數(shù)據(jù)信號一階微分中零交叉并產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號一階微分中出現(xiàn)零交叉的零交叉輸出，以及將零交叉輸出用于進行原始數(shù)據(jù)信號比較時對比較器輸出信號進行定時。
7.用于對磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中數(shù)據(jù)峰值加以檢出的裝置，該原始數(shù)據(jù)信號具有極化周期，該裝置的特征在于，峰值檢測器(22、24)用來接收原始數(shù)據(jù)信號并檢測原始數(shù)據(jù)信號中的峰值電平，用于檢測原始數(shù)據(jù)信號中極化周期的裝置，以及裝置(28)和峰值檢測裝置及用于檢測極化周期的裝置連接以選擇在極化周期中原始數(shù)據(jù)信號中出現(xiàn)的第一最高峰值。
8.如權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述峰值檢測器用于對原始數(shù)據(jù)信號中每個單調(diào)增加的峰值電平產(chǎn)生脈沖輸出。
9.如權(quán)利要求7或8所述裝置，其特征在于，峰值檢測裝置包含電容器(86)，與該電容器相連用于接收原始數(shù)據(jù)信號并根據(jù)原始數(shù)據(jù)信號的電平對電容器充電使電容器充電到表示原始數(shù)據(jù)信號每個單調(diào)遞增峰值電平出現(xiàn)的一電平的電容器充電電路(78，80，82)，與該電容器連接用于響應(yīng)電容器的充電而產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖借此該數(shù)據(jù)脈沖表示原始數(shù)據(jù)信號單調(diào)遞增峰值電平的出現(xiàn)的裝置。
10.如權(quán)利要求8所述裝置，其特征在于，安排用于選擇第一最高峰值的裝置接收來自峰值檢測器的脈沖輸出并產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號極化周期中在脈沖輸出中出現(xiàn)的最后脈沖的檢出的數(shù)據(jù)輸出。
11.如權(quán)利要求10所述裝置，其特征在于，用于選擇第一最高峰值的裝置包含檢測原始數(shù)據(jù)信號極性并產(chǎn)生極性輸出的極性檢測器(108，110，112)，用于接收并存儲來自峰值檢測器的脈沖輸出的數(shù)據(jù)移位寄存器(96)，用于接收并存儲來自極性檢測器的極性輸出的極性移位寄存器(98)，與數(shù)據(jù)移位寄存器和極性移位寄存器相連接以響應(yīng)存儲在數(shù)據(jù)移位寄存器中的最后脈沖輸出、在由極性移位寄存器中存儲的極性輸出確定的極化周期中出現(xiàn)而產(chǎn)生檢出的數(shù)據(jù)輸出的控制器(100)。
12.如權(quán)利要求7或8所述裝置，其特征在于，峰值檢測器包含多個比較器(122-134)，每個比較器與相應(yīng)數(shù)據(jù)鎖存器(136至148)和相應(yīng)閾值基準(zhǔn)電平相連接，從而將原始數(shù)據(jù)信號與多個閾值基準(zhǔn)電平相比較并產(chǎn)生表示原始數(shù)據(jù)信號中峰值電平的鎖存的輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供檢出由磁換能器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信號中數(shù)據(jù)峰值的方法和裝置。按照本發(fā)明，峰值檢測器(22、24)接收原始數(shù)據(jù)信號以檢測原始數(shù)據(jù)信號中峰值的信號電平。原始數(shù)據(jù)信號有一極化周期且這也被檢測。將選擇裝置(28)與峰值檢測器及檢測極化周期裝置相連接以便選擇在極化周期中原始數(shù)據(jù)信號中出現(xiàn)的第一最高峰值。
文檔編號G11B5/09GK1051997SQ9010941
公開日1991年6月5日 申請日期1990年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月20日
發(fā)明者羅伯特·D·克朗奇, 拉里·J·庫代里 申請人:海門科技國際公司