设有热噪声检测器的磁信息读出系统

摘要

磁信息读出系统包括至少一个设有两个磁敏电阻棒的读出头。该读出系统包括检测模块DET，后者包括两个电阻R、放大器A和具有两个输入端和一个输出端的比较器Cp。每一个电阻R连接到所述磁敏电阻棒中的一个的输出端子，而电阻的其他端子彼此连接形成公共接点NC。将公共接点NC上的电压放大，并通过比较器Cp与基准电压Vref比较。比较器Cp的输出是标志读出头与可能在信息存储表面上存在的杂物或表面粗糙之间发生偶然接触的信号。

说明书

本发明涉及至少包括一个设有两个磁敏电阻棒的读出头的磁信息读出系统，所述两个磁敏电阻棒在经受相同的磁场变化时，其电阻率彼此朝相反方向变化，每个磁敏电阻棒都具有第一和第二连接端子，第一连接端子连接到电源负端，第二连接端子称为磁敏电阻棒的输出端子，通过电流源连接到电源正端，读出头还装有一个具有两个输入端的差动放大器，它的每个输入端连接到磁敏电阻棒之一的输出端子。

从美国专利No.5,420,736已经知道这样的读出系统。在理论上，这个读出系统对读出头与可能存在于信息存储表面上的杂物或表面粗糙(asperity)之间的偶然接触不敏感。确实，当这样的事件，下文称为热噪声(thermal asperity)出现时，会使磁敏电阻棒的电阻率突然增大。结果，这时每个磁敏电阻棒输出端的电压便突然上升。因为对于两个磁敏电阻棒，电阻率的增长幅度相同，所以电压的增长幅度也相同。从磁敏电阻棒的输出端接收电压的差动放大器的共模抑制比高，所以差动放大器输入电压的这些相同的增长将被忽略。

但是，无论如何，监视这样的事件是有用的。读出头与数据存储表面上存在的杂物或表面粗糙之间太强烈的和重复的接触会损坏读出头或至少产生读出误差，或者还可能使在出现这种接触的位置上存储信息产生变化。控制读出系统的的控制装置，若得到通知有热噪声出现，就可以选择忽略在产生这种事件处读出的数据，或将来命令读出头跳过曾经产生过这种事件的位置，或作为另一方案，可以重新安排数据的存储，使得不再需要引导读出头跨过这个位置。相应地，本发明的目的是使读出系统能够检测出并发出信号说明有热噪声。

为了达到这一目的，按本发明的读出系统，其特征在于，它包括具有两个输入端和一个输出端的检测模块，所述输入端中的每一个连接到磁敏电阻棒之一的输出端，检测模块包括：两个阻值基本相等的电阻；具有一个输入端和一个输出端的放大器和具有两个输入端和一个输出端的比较器，每个电阻的接线端子连接到检测模块的输入端，这电阻器的另外的接线端子连接在一起而形成的公共连接点，所述公共连接点通过第一串联电容连接到所述放大器的输入端，所述放大器的输出端通过第二串联电容连接到所述比较器的输入端，所述比较器的另一输入端接收基准电压，所述比较器的输出端形成模块的输出端。

热噪声在磁敏电阻棒端子引起的电压变化的幅度可达读出系统正常操作时遇到的磁数据值的变化所引起的电压额定变化幅度的25％-200％。读出头与表面粗糙或杂物接触越激烈，热噪声的影响就越大。调整基准电压就可以确定热噪声的允许阈值。

在本发明的具体实施例中，如上所述的读出系统的特征在于，所述检测模块  包括具有N个输出端的称为基准寄存器的可编程寄存器和具有N个输入端和一个输出端的数模转换器，所述基准寄存器含有基准电压的数字表达，而基准寄存器的N个输出端连接到数模转换器的N个输入端，而其输出端连接到所述比较器的输入端中接收基准电压的一个输入端。

采用这样的电路就可以对读出系统热噪声允许阈值进行灵活控制，例如用软件实施。

大部分磁信息读出系统都利用几个读出头，它们以这样的方式分布，使得存有信息的每个表面以及每个表面的每一个区域都可以尽可能快地存取。在一给定的时刻t，只有属于控制装置命令要读的信息所处的区域的那一个读出头起作用。

因而，本发明的有益的实施例包括如上所述的读出系统，其特征在于，它包括P个读出头，P大于或等于2，和具有P对输入端和两个输出端的选择模块，所述选择模块包括具有K个输出端的可编程寄存器，或选择寄存器，以及具有K个输入端和P个输出端的译码器，选择寄存器的K个输出端连接到译码器的K个输入端，而选择模块包括P对开关，每对开关由译码器的P个输出端中的一个控制，每对开关具有一对输入端和一对输出端，开关的P对输入连接到选择模块的P对输入端子，而P对开关的P对输出端中的每一对连接到选择模块的两个输出端子，所述选择模块的P对输入端子中的每一对连接到P个读出头中每一个的磁敏电阻棒的输出端子，选择模块的两个输出端子连接到检测模块的两个输入端。

因此，这样的读出系统所有的读出头一起只需要一个检测模块。控制装置不仅确定必须用读出头中的哪一个来进行读出操作，而且同时还可以用软件手段，通过把使译码器能够控制P对开关的数字值输入选择寄存器，来选择对应的磁敏电阻棒的输出端子，使得只有激活的读出头的磁敏电阻棒的输出端子上所出现的信号才能输入检测模块。

下面将参照若干个纯粹是用作例子的实施例和附图比较详细地解释本发明，附图中：

图1是按本发明的读出系统的部分电路图；

图2表示几条曲线，举例说明出现在按本发明的读出系统中的各种信号逐步下降的情况；

图3是按本发明的有益的实施例的读出系统的部分电路图；

图1表示按本发明的磁数据读出系统的一部分。这样的读出系统包括至少一个设有两个磁敏电阻棒(MR10，MR20)的读出头H0，其输出电阻率(RMR10，RMR20)在它们遇到同样的磁场变化时，产生彼此相反方向的变化。每个磁敏电阻棒(MR10，MR20)具有第一和第二连接端子。第一连接端子连接到电源负端GND，而第二连接端子(M10，M20)称为磁敏电阻棒的输出端子，通过电流源I0连接到电源正端VCC。读出头H0还装设一个具有两个输入端的差动放大器A0，每个输入端连接到所述磁敏电阻棒之一的各自的输出端子(M10，M20)。读出系统包括被称为检测模块DET的具有两个输入端和一个输出端的模块。这些输入端的每一个连接到所述磁敏电阻棒的各自输出端子(M10，M20)。检测模块包括两个阻值基本上相同的电阻R、具有两个输入端和一个输出端的放大器A和具有两个输入端和一个输出端的比较器Cp。每个电阻R有一个接线端连接到检测模块的输入端，而所述电阻的另外的接线端相互连接，从而形成公共接点NC。公共接点NC通过第一串联电容C连接到放大器A的输入端，而放大器A的输出端通过第二串联电容C连接到比较器Cp的一个输入端。比较器的另一输入端接收基准电压Vref。比较器Cp的输出端构成检测模块DET的输出端。检测模块DET还包括被称为基准寄存器的具有N个输出端的可编程寄存器RD和具有N个输入端和一个输出端的数模转换器D/A。基准寄存器RD包含基准电压Vref的数字表达。基准寄存器RD的N个输出端连接到数模转换器的N个输入端，数模转换器的输出端连接到比较器Cp接收基准电压Vref的一个输入端。

图2用来表示按照本发明的读出系统中出现的各种信号逐步下降的情况。信号VM10代表读出系统正常操作时提供给端子M10的电压。这个电压表明它围绕着一个恒定值V0振荡。若RMR10＝RMR20＝RMR，则V0＝RMR.I0。所述振荡表示读出头在存储数据的表面上面移动时所经受的磁场局部变化。这里未示出的信号VM20说明由端子M20提供的电压逐步下降的情况，该信号也表现出与VM10相似的围绕着同一常数值V0的振荡，但相位与后者相反。信号V’M10代表出现热噪声时由端子M10提供的电压。这个电压在时刻ta之前表现出围绕着V0的振荡，然后热噪声引起磁敏电阻棒MR10的电阻率突然增大时，其表现是所述棒输出电压突然增大。此外，磁敏电阻棒MR10的电阻率还取决于读出头H0在存储数据的表面上面移动时所经受的磁场局部变化。相应地，信号V’M10也表现出振荡，但这时是围绕先出现峰值然后逐渐向V0下降的电压。为了表现得更加清楚，这里举一个极端的例子，在这里，热噪声引起的电压变化幅度是读出系统正常操作时遇到的磁数据值变化引起的电压变化标称幅度的200％左右。未示出的说明由端子M20提供的电压逐步下降情况的信号V’M20，在同样的情况下会表现出类似于V’M10的振荡，但相位与后者相反，在时刻ta之前围绕着同一个不变值V0，而后围绕同一个先出现峰值然后逐渐下降至V0的电压。信号V+代表比较器在其非反相输入端接收的与基准电压Vref比较的电压。因为出现在检测模块上的电阻具有相同的阻值R，所以相位相反的振荡彼此勾销，而公共接点NC所提供的电压便是所得的常数电压值V0，由热噪声引起的电压峰值叠加在所述电压值上。第一串联电容消除了直流分量，亦即常数电压V0。放大器A放大代表热噪声的信号。第二串联电容消除任何在所述放大过程中出现的直流分量。这样得到的信号V+然后用比较器Cp与基准电压Vref比较。这个值Vref确定了一个阈值，在所述阈值以外考虑热噪声的作用。因而，它确定了热噪声到什么程度才算明显。从V+超过Vref的一点开始，检测模块DET输出端TA提供的信号VTA改变成逻辑电平“1”，表示检测到明显的热噪声。

图3表示按照本发明有益的实施例的读出系统的一部分。这样的读出系统包括P个读出头(H0...Hp-1)，P大于或等于2，以及被称为选择模块的具有P对输入端子和两个输出端子的模块SEL。选择模块SEL包括被称为选择寄存器的具有K个输出端的可编程寄存器和具有K个输入端和P个输出端(S0...Sp-1)的译码器DEC。选择寄存器RS的K个输出端连接到译码器DEC的K个输入端。选择模块SEL包括P对开关(PI0...PIp-1)，每对由译码器DEC的P个输出端中的一个控制。每对开关(PI0...PIp-1)包括一对输入端和一对输出端，所述开关的P对输入端连接到选择模块的P对输入端子。开关(PI0...PIp-1)的P对输出端中的每一对都连接到所述选择模块的两个输出端子。所述选择模块的P对输入端子中的每一对连接到P个读出头(H0...Hp-1)的每一个的磁敏电阻棒的输出端子((M1j，M2j)，其中j＝0到p-1)。所述选择模块SEL的两个输出端子连接到检测模块DET的两个输入端子。在这样的读出系统中，选择寄存器RS含有令译码器DEC能够控制P对开关(PI0...PIp-1)的数字值，使得只有激活的读出头的磁敏电阻棒的输出端子上出现的信号才会输入检测模块。