專利名稱：磁記錄載體和把數(shù)字信息信號(hào)記錄在該記錄載體的磁跡上的設(shè)備的組合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁記錄載體和把數(shù)字信息信號(hào)記錄在該記錄載體的磁跡上的設(shè)備的組合系統(tǒng)，該設(shè)備包括接收數(shù)字信息信號(hào)的輸入裝置、對(duì)數(shù)字信息信號(hào)進(jìn)行編碼以便得到適用于記錄的數(shù)字信道信號(hào)的編碼裝置、用來把數(shù)字信道信號(hào)寫入在記錄載體的磁跡上的寫入裝置，該寫入裝置包括至少一個(gè)具有特定磁隙寬度的寫入磁頭，對(duì)組合使用的設(shè)備與記錄載體而言，該設(shè)備適用于按照具有特定值的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上。開始段中所定義的系統(tǒng)已由后面的文獻(xiàn)表中的文獻(xiàn)D1，即EP-A18,267披露。
本發(fā)明的目的是提供一種具有較高記錄密度和較低比特差錯(cuò)率的改進(jìn)的組合系統(tǒng)。
按照本發(fā)明的系統(tǒng)，其特征在于該設(shè)備適用于按照小于0.25μm的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上；該記錄載體具有相對(duì)于磁跡的縱方向并在垂直于該記錄載體的平面上的成30°～42°之間的傾斜的軸傾角。
本發(fā)明基于如下的構(gòu)思，即磁記錄(使用感性磁頭或非飽和的磁阻性磁頭)時(shí)的讀出過程是線性過程，而寫入過程是非線性過程。幸運(yùn)的是，對(duì)于寬范圍的線性記錄密度(定義為記錄的位長(zhǎng)度的倒數(shù))，寫入過程是偽線性過程。這就是說用寫入信號(hào)f＝f1+f2(其中f1、f2是分離的寫入信號(hào))記錄在記錄媒體上的磁轉(zhuǎn)折位置與把寫入信號(hào)f1和f2分別寫入時(shí)寫入結(jié)果的線性疊加所得到的磁轉(zhuǎn)折的位置相同，這樣，記錄信道沿時(shí)間軸就是線性的。然而，寫入電流f＝f1+f2的輸出信號(hào)的幅度并不是分別單獨(dú)地用f1和f2進(jìn)行記錄的幅度的簡(jiǎn)單線性疊加(所以信道是偽線性信道)，因?yàn)榕c線性讀出過程組合時(shí)，該讀出過程中能發(fā)展和使用線性均衡器(糾正信道缺陷并減少檢測(cè)過程中的符號(hào)相互影響)，所以這種假線性是臨界的。當(dāng)增大線性記錄密度時(shí)(通過減小位長(zhǎng)度)，磁轉(zhuǎn)折起始于記錄過程中與另一次轉(zhuǎn)折的相互作用(通過它們的退磁磁場(chǎng))。信道不再是偽線性的。記錄的轉(zhuǎn)折之間的這種非線性相互作用的主要影響是當(dāng)前所寫入的位的轉(zhuǎn)折位置的非線性位移動(dòng)。因?yàn)橛镁€性讀出均衡不能糾正這種非線性位移動(dòng)，所以這將對(duì)系統(tǒng)比特差錯(cuò)率產(chǎn)生不利影響。
在與使用變壓器的系統(tǒng)相組合時(shí)，這種非線性的另一個(gè)來源包括磁頭的磁隙中磁場(chǎng)有限的渡越時(shí)間或?qū)懭腚娏鞑ㄐ沃械腄C成分，但下面不再對(duì)這些來源予以討論。
有一些系統(tǒng)用來解決非線性位移動(dòng)的問題，例如，可以使用寫入均衡通過對(duì)寫入電流波形中的轉(zhuǎn)折進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)間移動(dòng)來補(bǔ)償這些非線性位移動(dòng)。借助于電子學(xué)的方法，將需要一些費(fèi)用，寫入均衡補(bǔ)償必須實(shí)時(shí)進(jìn)行，由于這些電子電路必須以數(shù)倍于位頻率來運(yùn)行，所以，就需要快速電子設(shè)備。
按照本發(fā)明，要求基本上沒有非線性位移動(dòng)的記錄載體，用要求保護(hù)的以及如上所限定的記錄密度的記錄載體就能得到這樣的狀態(tài)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)較高的記錄密度和相對(duì)較低的比特差錯(cuò)率。
應(yīng)該注意到，文獻(xiàn)表中的Mallinson的文獻(xiàn)D2已經(jīng)描述了對(duì)于傾斜的軸傾角(縱向的0°和豎直的90°之間)其非線性位移動(dòng)是零。但是，并沒有給出如何根據(jù)要被記錄在記錄載體上的信息信號(hào)的位密度來選擇對(duì)記錄載體的合適的傾斜的軸傾角。
還應(yīng)該注意到，文獻(xiàn)表中的Bernards等的文獻(xiàn)D3公開了一種正確測(cè)量磁記錄媒體的傾斜的軸傾角的方法。
參照后面的實(shí)施例的進(jìn)一步說明，將會(huì)使本發(fā)明的這些和其他的各個(gè)方面更加清楚。
(附圖簡(jiǎn)要說明)

圖1表示作為位長(zhǎng)度的函數(shù)所測(cè)出的非線性位移動(dòng)；圖1a表示由計(jì)算機(jī)模擬得到的磁記錄媒體中的磁場(chǎng)；圖2表示作為軸傾角的函數(shù)計(jì)算出的非線性位移動(dòng)特性；圖3是記錄載體和寫入磁頭的橫截面圖；和圖4表示記錄設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
圖1表示具有特定傾斜的軸傾角(作為一個(gè)例子，偏離縱軸35°)的金屬蒸涂(ME)磁帶測(cè)出的非線性位移動(dòng)，圖1表示作為以μm為單位的位長(zhǎng)度b的函數(shù)，所測(cè)出的以百分比為單位的非線性位移動(dòng)(用位長(zhǎng)度b除轉(zhuǎn)折位置Δx的變化)特性。該位長(zhǎng)度被理解為記錄載體的磁性材料中的磁力線翻轉(zhuǎn)之間的最短距離。
把位長(zhǎng)度減少20％，即從0.25μm(適合于當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字視頻盒式系統(tǒng)的值)減少到0.2μm(未來的具有較高記錄密度的數(shù)字記錄系統(tǒng)可以使用的值)，位移動(dòng)就增大到21％。由此就能做這樣的推斷，即由于非線性位移動(dòng)低，在當(dāng)前的位長(zhǎng)度相對(duì)較大的記錄系統(tǒng)中，非線性位移動(dòng)已經(jīng)不被認(rèn)為是什么問題。然而，對(duì)于未來的具有較高的記錄密度的系統(tǒng)而言，非線性位移動(dòng)就會(huì)成為問題，并且需要解決這個(gè)問題。按照本發(fā)明，所尋求到的解決方法是對(duì)記錄媒體的軸傾角選擇適當(dāng)?shù)闹怠?br> 在已經(jīng)采用接觸式記錄的記錄系統(tǒng)中，已經(jīng)進(jìn)行了使用檢測(cè)好的自適應(yīng)數(shù)字模型的計(jì)算機(jī)模擬來研究作為磁記錄載體的軸傾角函數(shù)的非線性位移動(dòng)特性。與早先在磁層的模型上進(jìn)行的計(jì)算機(jī)模擬相比較，用更小的基本單元和計(jì)算磁層內(nèi)更深的磁場(chǎng)的方法已經(jīng)進(jìn)行了更加精細(xì)的計(jì)算。這是必要的，因?yàn)榇艑拥谋砻婺苁苡涗洿蓬^的尾端明顯的重寫，從而導(dǎo)至磁記錄媒體的頂層的磁場(chǎng)與媒體深層的磁場(chǎng)相比顯著不同。參照?qǐng)D1a對(duì)此進(jìn)行解釋，該圖表示在記錄媒體中磁力線翻轉(zhuǎn)的位置上磁記錄媒體的磁化情況，由圖上的箭頭所給出的磁化方向是沿記錄媒體的軸傾角的方向，其中箭頭的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于磁化強(qiáng)度。磁場(chǎng)借助于從頂側(cè)掃描記錄媒體的磁頭被寫到磁性媒體上，應(yīng)特別予以注意的是在圖1a上用標(biāo)號(hào)20和21指示的部分，這些部分的磁場(chǎng)與記錄媒體較深部分的磁場(chǎng)有很大的不同，所以，不考慮較深層的磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致來自計(jì)算機(jī)模擬的不可靠的結(jié)果。
對(duì)計(jì)算的改進(jìn)還要求引入一個(gè)指數(shù)空間損耗因數(shù)，該因數(shù)描述磁頭進(jìn)一步對(duì)磁層范圍的影響。這種方法在磁記錄理論中已公知，見BSTJ，30，p.1145(1951)，R.C.Wallace，“磁記錄信號(hào)的重放”(D5)。
圖2表示非線性位移動(dòng)的特性，其中，記錄在記錄載體上的信息的位移動(dòng)b等于0.2μm，寫入磁頭具有寬度g為0.25μm的磁隙，基本上為零的非線性位移動(dòng)的軸傾角大約是36°±1°。對(duì)于自適應(yīng)數(shù)字模型的描述，參考H.A.J.Cramer的文獻(xiàn)，見參考文獻(xiàn)表中的文件D4。
圖3表示把信息記錄在記錄載體上時(shí)，記錄媒體1和寫入磁頭2的橫截面圖。圖上的箭頭4表示磁頭2相對(duì)于記載體1的移動(dòng)方向，因此，圖3的橫截面圖就是沿磁頭2相對(duì)于記載體1的移動(dòng)方向并垂直于記錄載體的橫截面圖。磁頭2具有寬度為g的磁隙，信息的位被記錄在記錄載體上，信息位在記錄載體上的寫入將在記錄載體上產(chǎn)生磁化圖形，圖3上的角度α表示記錄媒體的軸傾角。更具體地說，優(yōu)選的磁化方向是箭頭6的方向，位“1”可以產(chǎn)生由箭頭8給出的磁化軌跡，而位“0”可以產(chǎn)生由箭頭10給出的磁化軌跡。
注意，圖2中的位移動(dòng)是軸傾角的非常敏感的函數(shù)，圍繞最佳值36°改變軸傾角導(dǎo)致位移動(dòng)的急劇變化，因此，特別對(duì)于ME磁帶來說，存在一個(gè)非常好的確定的最佳值(對(duì)于不同特性的ME磁帶，最佳軸傾角值也不同)，這個(gè)最佳值還是該系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)的函數(shù)。例如表I表示保持磁頭磁隙上的磁場(chǎng)Hg＝440kA/m(在1μm的讀出波長(zhǎng)下使輸出信號(hào)最大)，并把軸傾角固定為α＝36°時(shí)，改變寫入磁頭磁隙寬度g的計(jì)算結(jié)果。把g改變±20％具有圍繞最佳點(diǎn)把軸傾角改變±2°同樣的效果，對(duì)于ME磁帶來說，這一點(diǎn)是非線性位移動(dòng)是零的最佳軸傾角的點(diǎn)。對(duì)于軸傾角α＝36°、位長(zhǎng)度b＝0.2μm和磁頭磁隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hg＝440kA/m，作為寫入磁頭磁隙g的函數(shù)所計(jì)算出的位移動(dòng)寫入磁隙g(μm)計(jì)算出的位移動(dòng)(％)0.2 -2.30.25 +0.050.3 +4.1可以從上表得到這樣的結(jié)論，即對(duì)于寬度為0.2μm的磁隙來說，非線性位移動(dòng)會(huì)變得非常大，通過使用具有稍微不同的傾斜的軸傾角就能再次使非線性位移動(dòng)基本為零。傾斜的軸傾角的值的這種變化可以很小，例如在1度之內(nèi)，因?yàn)榉蔷€性位移動(dòng)對(duì)傾斜的軸傾角的依賴性很強(qiáng)，見圖2。
研究表明，在具有將比現(xiàn)在所用的系統(tǒng)更小的位長(zhǎng)度的未來系統(tǒng)中，這種系統(tǒng)使用任意選定的記錄媒體(ME或金屬顆粒MP)，其非線性位移動(dòng)將會(huì)大大地增大。按照本發(fā)明，已經(jīng)對(duì)使用這種(ME)磁帶的未來的系統(tǒng)(具有給定的位長(zhǎng)度b、磁隙寬度g以及基于用在磁記錄系統(tǒng)中的構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)接觸式記錄)找到了解決辦法，使之基本上不產(chǎn)生非線性位移動(dòng)。ME磁帶合適的記錄載體磁性材料是Co-O和Co-Ni-O基材。
圖4表示記錄設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備有一個(gè)用來接收要被記錄的信息信號(hào)的輸入端40，該輸入端40連接到編碼器42的輸入端，該編碼器的輸出端連接到寫入單元44的輸入端。編碼器42把信息信號(hào)編碼，以便使經(jīng)編碼的信號(hào)適用于記錄在磁記錄載體上，所以，該編碼器42可以包括一個(gè)信道編碼器，用來對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行信道編碼，這是本技術(shù)領(lǐng)域所公知的。寫入單元44至少包括一個(gè)用來把信道信號(hào)寫入到記錄載體1的磁跡上的寫入磁頭2，該寫入磁頭2具有小于0.25μm的磁隙寬度g，更具體地說是小于0.2μm。該設(shè)備適宜于把信道信號(hào)寫入到記錄載體上，以使被寫入在記錄載體上的信號(hào)的位長(zhǎng)度小于0.25μm，這能夠用編碼器單元中的特定的處理速度以及記錄期間選擇磁頭相對(duì)于記錄載體的特定的速度來實(shí)現(xiàn)。
記錄載體的軸傾角在30°至42°之間，更具體地說，軸傾角在33°至39°之間，軸傾角的優(yōu)選值大致為36°。
本發(fā)明允許按照記錄媒體的特性做小的改動(dòng)，更具體地說，改動(dòng)記錄媒體的軸傾角，以便把非線性臨界值移動(dòng)到得到較高的線性密度。
在上述的描述中，一直沒有談及關(guān)于寫入磁頭可以有一個(gè)定位在相對(duì)于寫入磁頭相對(duì)記錄載體運(yùn)動(dòng)的方向的特定的方位角的寫入磁隙的可能性，這種情況下，磁隙寬度被定義為沿所述磁頭運(yùn)動(dòng)方向所看到的磁隙寬度，位長(zhǎng)度被定義為沿磁跡的縱方向看到的記錄載體上的磁力線翻轉(zhuǎn)之間的最短距離。
雖然本發(fā)明已經(jīng)就其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)理解為這些都不是限定性的例子，顯然，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以作出各種變形，但均不脫離本發(fā)明所附屬的權(quán)利要求限定的范圍。因此，記錄載體可以是縱向記錄載體的形式(磁帶)或磁盤形式(硬盤或軟盤)。另外，記錄過程可以采用接觸式記錄來實(shí)現(xiàn)，但也可以是非接觸式記錄過程。
按照本發(fā)明的記錄設(shè)備可以沒有任何用來對(duì)寫入電流轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)間移動(dòng)的寫入均衡裝置。
相關(guān)文獻(xiàn)(D1)EP-A18,267(D2)J.C.Mallinson，“Proposal Concerning High-Density DigtalRecording”，IEEE Trans.on Magn.，vol.25，pp.3168-3169(1989).
(D3)J.P.C.Bernard et al，“Vector magnetisation of recording mediaa new method to compensate for demegnetising fields”，IEEE Trans.onMagn.，vol 27，no.6，pp4873-4875(1991)(D4)H.A.J.Cramer，“The hysteresis and the recording process inmagnetic media”，thesis，University of Twente(NL)，29-10-93.
(D5)R.L.Wallace，“The reproduction of magnetically recordedsignals”，BSTJ，30，p.1145(1951)
權(quán)利要求
1.一種磁記錄載體和把數(shù)字信息信號(hào)記錄在所述記錄載體的磁跡上的設(shè)備的組合系統(tǒng)，該設(shè)備包括接收數(shù)字信息信號(hào)的輸入裝置、對(duì)數(shù)字信息信號(hào)進(jìn)行編碼以便得到適用于記錄的數(shù)字信道信號(hào)的編碼裝置、用來把數(shù)字信道信號(hào)寫入在記錄載體的磁跡上寫入裝置，該寫入裝置包括至少一個(gè)具有特定磁隙寬度的寫入磁頭，該設(shè)備適用于按照具有特定值的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上，其特征在于該設(shè)備適用于按照小于0.25μm的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上；該記錄載體具有相對(duì)于磁跡的縱方向并在垂直于記錄載體的平面上的成30°～42°之間的傾斜的軸傾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合系統(tǒng)，其特征在于寫入磁頭的磁隙寬度小于0.25μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合系統(tǒng)，其特征在于寫入磁頭的磁隙寬度小于0.20μm，寫入裝置適用于按照小于0.20μm的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的組合系統(tǒng)，其特征在于記錄載體具有33°～39°之間的傾斜的軸傾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的組合系統(tǒng)，其特征在于記錄載體具有大致36°的傾斜的軸傾角。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的組合系統(tǒng)，其特征在于記錄載體是金屬蒸涂型記錄載體。
7.用于上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的組合系統(tǒng)的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備適用于按照小于0.25μm的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的組合系統(tǒng)，其特征在于沒有任何用來對(duì)所產(chǎn)生的寫入電流的轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)間移動(dòng)的寫入均衡裝置。
9.用于權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)的組合系統(tǒng)的記錄載體，其特征在于該記錄載體具有相對(duì)于磁跡的縱方向并在垂直于記錄載體的平面上的大致36°的傾斜的軸傾角。
全文摘要
本發(fā)明披露一種磁記錄載體(1)和用來把數(shù)字信息信號(hào)記錄在所述記錄載體的磁跡上的設(shè)備的組合系統(tǒng),該設(shè)備包括接收數(shù)字信息信號(hào)的輸入端(40)、對(duì)數(shù)字信息信號(hào)進(jìn)行編碼以便得到適用于記錄的數(shù)字信道信號(hào)的編碼單元(42)以及用來把數(shù)字信道信號(hào)寫入在記錄載體的磁跡上的寫入單元(44)。寫入單元(44)包括至少一個(gè)具有特定磁隙寬度(g)的寫入磁頭。該設(shè)備適用于用小于0.25μm的位長(zhǎng)度把數(shù)字信道信號(hào)寫在記錄載體上,該記錄載體具有相對(duì)于磁跡的縱方向并在垂直于記錄載體的平面上的30°～42°之間傾斜的軸傾角。
文檔編號(hào)G11B5/09GK1179227SQ96192640
公開日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1996年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月27日
發(fā)明者S·R·庫(kù)姆森, S·E·斯吐普 申請(qǐng)人:菲利浦電子有限公司