JPH0384707A - 垂直磁気記録方式 - Google Patents

垂直磁気記録方式

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JPH0384707A
JPH0384707A JP22120989A JP22120989A JPH0384707A JP H0384707 A JPH0384707 A JP H0384707A JP 22120989 A JP22120989 A JP 22120989A JP 22120989 A JP22120989 A JP 22120989A JP H0384707 A JPH0384707 A JP H0384707A
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JP
Japan
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recording
pulse
data
ring head
waveform
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JP22120989A
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Noboru Watanabe
昇 渡辺
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリングヘッドを用いる垂直磁気記録方式に関す
るもので、特にPCM  VTRに好適なものである。
〔従来の技術〕
近年、高密度記録を実現し得る磁気記録方式として、磁
気記録媒体の磁性層に媒体面に対して垂直方向の磁化を
行う垂直磁気記録方式が提案されている。この垂直磁気
記録方式には種々の方式が提案されているが、その1つ
として1または複数のギャップを有する環状のリングヘ
ッドを用いて垂直磁化を行う垂直磁気記録方式がある。
しかるに、従来のリングヘッドを用いた垂直磁気記録方
式では方形波を記録してこれを再生した場合、再生波形
が原点に対し非対称なダイパルス(dlpulse )
となることが知られている(IEEETRAMSACT
IONS ON HA(iNETIcs 、 VOl、
、 WAG−18,No。
2、 MARCll 1982. P7B9〜P771
参照)。これは、従来の垂直磁気記録方式では、■残留
磁化が磁化反転位置に対して非対称であること、■リン
グヘッドの磁界がかなりの面内成分を有しており、磁化
が面内方向へ傾くこと等が原因していると4えられる。
このような非対称なダイパルスからデータ弁別を行なう
方法として、■ゼロ点検出、■ピーク検出、■最大傾斜
点検出が考えられ、特に現在行われているのは上記■、
■の方法である。
■の方法は非対称なダイパルスをヒルベルト変換等によ
り原点に対し対称なダイパルスとしてゼロ点検出を行な
う方法である。また、■の方法は非対称なダイパルスを
ヒルベルト変換等により対称な単峰パルスとしてピーク
検出を行なう方法である。更に、■の方法は非対称な波
形を2回微分して最大傾斜点を検出する方法である。
しかしながら、上記■、■の方法では、いずれも再生時
に位相と振幅補正を行なうものであり、記録媒体特性(
結晶軸の分散Δθ、。、飽和磁気分極Ms、Hcl、異
方性磁界Hk等)及びリングヘッド特性(ギャップ長、
スペーシング等)の変化によりダイパルスの対称性は著
しく変化する。
従って、データ弁別を正確に行なうには記録媒体特性や
リングヘッドのキャップ長等の僅かな変化に対応して補
正を行なわなければならないという問題点があった。ま
た、ヒルベルト変換は再生回路内に設けられた波形等化
回路で行なわれるため、再生回路の回路構成が複雑にな
るという問題点があった。
第10図(a)はそれぞれリングヘッド1と磁気記録媒
体2の相対速度を零としていわゆる静上記録を行なった
場合の磁化パターン(図中、矢印で示す)を示し、第1
0図(b)はそれぞれその再生波形を示している。ここ
で、第10図(a)は磁気記録媒体2として垂直異方性
媒体を用いており、リングヘッド1は直流で励磁した。
第10図(a)に示す垂直磁気記録の場合には、リング
ヘッド1の各ボールla、lb近傍の垂直方向磁界は逆
極性であるために、ギャップIC(梨地で示す)の中心
線上を磁化反転位置としてその両側に逆極性の1ビット
分の磁化が形成される。この磁化を行なうのは、リング
ヘッド1が発生する磁極1aから磁極1bに至る磁界の
内での特に垂直成分であり、その強さは磁極1a近傍と
磁極1b近傍において略等しい強さになっている。
従って、磁化反転位置の両側に形成される逆極性の磁化
の強さは略等しい強さとなる。このように垂直磁化され
た記録の再生波形は、第10図(b)に示すように磁化
反転位置に対応する出力ゼロレベル位置を中心として対
称性を有する波形となる。
よって、静、上記録のみを考えた場合、再生波形は対称
性を有しており、ヒルベルト変換管の波形管化を行なう
ことなく、そのままの再生波形でデータ弁別を行うこと
ができる。
しかし、垂直磁気記録においてリングヘッドと垂直磁気
記録媒体(以下、単に垂直媒体という)が相対的速度を
有している場合には、再生波形が非対称となる。
第11図ないし第14図はNRZI(NonRetur
n Zero Inverse )信号を対象とするN
RZ I記録方式において垂直磁気記録がされる様子を
経時的に示した図である。第11図(a)、第12図(
a)、第13図(a)、第14図(a)に示されるのは
記録電流(ヘッド電流)波形であり、第11図(b)、
第12図(b)、第13図(b)、第14図(b)で示
されるのは垂直媒体4の磁化パターンであり(図中、矢
印の長さは磁化の強さを示す)。また、リングヘッド5
は柑χ・I的に図中右方へ変位するものとする。更に図
中梨地で示す範囲はリングヘッド5による垂直媒体4に
対する磁化範囲である。
第11図(b)に注目し、リーディング5 a sトレ
ーリング5bを有するリングヘッド5のギャップ5cの
中心が無限遠から図中Bで示す位置までやってきたとす
ると、位置A近傍の磁化M1は以前に記録された同方向
磁化により Hd−4πMsの減磁界を受ける。
ここで第12図(a)に示すように記録電流が反転し、
A、8間領域において磁化が反転したとすると、A、8
間領域内の磁化M2は既に位置Aより左方に形成されて
いる磁化(例えばM、)による減磁界を受ける。しかる
にA、  Btii1#J1域内の磁化M2は反転して
おり、よって減磁界のh゛向(図中、破線の矢印で示す
)は磁化M2を強める方向となるため、磁化の大ききさ
はM2 >Mtとなる。よって、位置A(この位置は磁
化反転位置となる)を中心として左右に形成される磁化
の強さは同一でなくなり、再生波形は非対称となる。
なお、第13図(a)に示すようにビット中央部(−の
ビット記録位置と次のビット記録位置の間部分)におい
てはリングヘッド5により形成される磁化M3はそれぞ
れHd−4πMsの減磁界を受ける。また第14図(a
)に示すように記録電流波形が反転することにより、位
置Cを磁化反転位置として1ビツトが記録される。
このようにNRZI方式による従来の垂直磁気記録方式
では、記録電流波形が反転する際、リングヘッド5の磁
界も反転することに起因して、磁化反転位置A、 Cそ
れぞれの両側における磁化の強さが第15図(a)に示
すように異なり、これが主な原因となって再生出力波形
が第15図(b)に示すように非対称なダイパルスとな
っていた。
このような問題を解決するものとして、本出願の発明者
はNRZI記録を行う際、データ“1”が発生するごと
に正および負の極性の微小パルスを交互に発生させ、記
録電流として記録することを提案している。
すなわち、第16図(a)に示される従来用いられてい
たNRZI記録電流波形に代えて、これに対応する第1
6図(b)に示される記録電流波形(以下、便宜上この
記録電流波形をNRZ l −FP (f’oot  
prints  )記録波形といい、またNRZ I−
FP記録波形を用いた垂直磁気記録方式をNRZI−F
P記録方式という)を用いる。
第16図(b)に示されるようにNRZ I −FP記
録波形は、NRZ 1記録波形が立ち上がるとき正で、
また立ち下がりで負の微小幅のパルス電流が流される構
成の波形となっている。これらの微小幅パルスのレベル
をそれぞれ+1と−1とすれば、隣り合うパルス間はφ
立しベル(0)の電流値となっている。すなわち、NR
ZI−FP記録波形は、いかなる2値フオーマツトの記
録しようとする信号に対しても、一つの極性のパルスの
次には必らずそれとは逆の極性のパルスが牛し、極性が
交互に変化するパルス列となっていること、およびこれ
らパルス間には必らず中立レベル(0レベル)が持続す
る期間が存在していることが特徴である。
このNRZI−FP記録波形により垂直媒体5(未記録
の媒体とする)に対し垂直磁化々(される様子を、第1
7図ないし120図に経時的に示す。
尚、ff117図(a)、第18図(a)、第19図(
a)、第20図(a)で示されるのは記録電流波形であ
り、また第17図(b)、第18図(b)、第19図(
b)、¥S20図(b)で示されるのは垂直媒体6の磁
化パターンである。
第17図(b)に示されるようにリングヘッド7(リー
ディング7a1 トレーリング7b、ギャップ7cを有
する)のギャップ7cの中心が図中りで示す位置にきた
時、NRZ I−FP記録波形が立ち上がり、正の電流
がリングヘッド7に流されたとする。これによりリング
ヘッド7は励磁され、位置りを中心として両側に逆極性
の磁化が形成される。なお、ギャップ7cの中心が位置
りに至るまでリングヘッド7には電流が流れていないた
め、リングヘッド7の磁化範囲より左方、すなわち位f
JEより左方の垂直媒体6には磁化はされていない。垂
直媒体6上で磁化されていない部分には′0”を示して
いる。
NRZ 1−FP記録波形は微小幅のパルス電流が流さ
れる波形であるため、微小時間(この時間をT とする
)に亘り電流が流された後、第18図に示すようにリン
グヘッド7への通電は停止りされる。FP記録波形では
電流がOvレベルに戻るだけで直ちに逆極性領域まで反
転しないため、よって磁化の反転も起こらず、従って垂
直媒体6にはリングヘッド7のギャップ7Cの中心線上
を磁化反転位置(図中、Fで示す)として、その両側に
略対称な磁化が形成される。これは前述した基本原理の
説明からも明らかである。
一方、NRZ I−FP記録方式の場合、ビット中央部
においては電流がゼロとなっているため、第19図(b
)および第20図(b)に示されるように垂直媒体6に
磁化は形成されない。磁化が形成されるのはFP記録波
形において微小幅のパルス電流が流れた時であり、この
時磁化反転位置F、Hを中心にその両側の狭い領域に逆
極性の磁化が形成される。
このNRZ I−FP紀録方式によれば、逆極性の磁化
がリーディング7a及びトレーリング7bにより同時に
形成され、かつその強さはl1J−のリングヘッド7か
ら発生した磁界による磁化であるため互いに略等しい強
さを有している。即ち、この各磁化は相互に対称性を有
した磁化となる。また、磁化が形成されるのはNRZI
−FPXa録波形の微小幅のパルス電流が流れた時のみ
であるため、リングヘッド7が垂直媒体6に対し相対的
に変位してもトレーリング5bがリーディング5aが形
成した磁化を消すようなことはなく、上記の逆極性は保
持される。更に1ビツトを構成する磁化領域(第20図
(b)に梨地で示す)を考えた場合、隣り合う磁化領域
の間のビット中央領域(第20図(b)にGで示す領域
)は磁化がされていないため、各磁化領域が減磁界を受
けるようなことはない。よって磁化反転位置F、Hを中
心としてその両側には略対称な磁化が形成され、この垂
直磁気記録を再生した場合には、対称性をHする再生波
形を得ることができる。これにより、再生波形を再生回
路側で波形等化(ヒルベルト変換等)を行う必要がなく
なり、再生回路の構成を簡単にすることができる。
また、このようなNRZI−FP記録波形は例えば第2
1図に示される回路にNRZ I記録電流波形を通し、
入力信号とからこれを遅延回路11で遅延したものを減
算器12で減算する回路により容易に作ることができる
以上のように、NRZ I −FP記録電流波形の特徴
は記録しようとする2値の信号の極性量化に対応して互
いに逆極性パルスが交互に繰返し発生し、その正負のパ
ルスの中間には、必ず零にュートラル)期間を有するこ
とである。従って、NRZ I−FP記録電流波形では
、正又は負パルスが夫々連続して発生したり、正パルス
の直後に負パルスが直結したような波形は坐じない。
そして、記録電流の波形を記録しようとする元の信号波
形の極性反転に対応して逆極性をとる微小パルスとそれ
らを連結する中立レベルをHするものとしたことにより
磁化状態を磁化反転位置に対して対称にでき、ダイパル
ス比を媒体やリングヘッドの条件に拘らず略1とするこ
とができる。
また、波形等化処理を行う回路は不要となって回路構成
の単純化を図ることができると共に、全体の回路の調整
も不要となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、NRZI−FP方式は位相余裕は大きい
が、長くデータ“0“が続くと再生波形上には何も表わ
れず、再生時の自己同期用のタイミングを抽出すること
が不可能となり、ひいては読出しエラーを生じるという
欠点がある。
本発明はこのような問題点を解決するためなされたもの
で、再生時の自己同期用の信号を容易に取り出すことが
できる垂直磁気記録方式を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、記録すべき2確信号のうちデータ“1
″が発生するごとに中立レベル期間をおいて極性が反転
する微小パルスを記録電流としてリングヘッドに供給し
、垂直磁気異方性媒体に情報を記録するNRZI−FP
記録方式にもとづく垂直磁気記録方式において、データ
“0“が連続する場合に、クロックタイミングに同期し
た追加パルス電流をリングヘッドに供給して記録し、再
生時の自己同期情報を得るようにしたことを特徴とする
また、追加パルス電流の極性はその直前あるいは直後の
“1“によるパルス電流と同極性となっており、自己同
期情報としての追加パルス間あるいは微小パルスと追加
パルス間の最短パルス間隔Tは、リングヘッドの記録ギ
ャップ長をg1垂垂直磁気記方式体のリングヘッドに対
する相対速度をVとして T;i=3g/v  の関係
となるように選択されたものであると良い。
〔作 用〕
記録すべき2確信号のうちデータ“1°の後にデータ“
0”が連続する場合、適当なりロックタイミング位置に
追加記録を行うようにしているので、データ“O”が長
く続くような場合であっても自己同期情報を得ることが
できる。このため、データ読取りエラーの発生を押さえ
ることができる。
このような追加記録は媒体中の磁化部分がほぼギャップ
長と等しいことを考えると、磁化の影響をさけるためデ
ータ記録のための微小パルスと追加パルスとの間隔をギ
ャップ長の3倍程度に選択すればよい。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明にかかる垂直磁気記録方式
について詳細に説明する。
第1図は本発明の垂直磁気記録方式による記録電流波形
を示す波形図である。図中通常のパルスはデータ“1”
に相当するデータパルスDを、黒く塗りつぶしたパルス
は自己同期用の追加パルスVをそれぞれ表わしている。
また3段に分かれて描かれているが、本来は連続してい
る。
これによれば、データ゛0”が連続したところではOO
vのパターンで追加パルスVが記録電流波形としてリン
グヘッドに与えられ、垂直媒体に書き込まれる。この追
加パルスはクロック信号発生タイミングに同期し、すな
わちデータパルスが発生するビット位置に発生している
。また、この追加パルスの極性はその前に現われたデー
タパルスDまたは追加パルスVの極性と同じものとなっ
ている。
第2図は本発明の記録方式における記録電流波形、磁化
パターン、再生波形、傾斜方向検出波形を示し、第3図
は追加パルスを有さない従来のNRZI−FP方式によ
る同様の内容を比較のために示している。
第2図の場合には追加パルスは2番目のデータ“1mの
1ビツト前に存在している。
このような追加パルスはこの実施例の場合データ“0”
の連続状態を観察し、3ビット以上連続しているときに
は3ビツト目に前回のデータパルスの極性と同じ極性で
発生させれば良い。逆に再生時には同一傾斜方向を有す
る再生波形が観察されたらそれはデータではなくクロッ
クタイミングとしてのみ用い、傾斜方向が反転した再生
波形が現われときに次のデータ“1”であると認識する
ことにより完全なデータ再生ができることになる。
すなわち、これまで提案されたNRZ I−FP/7式
では第3図に示すように必ず交互極性のダイパルスとな
るが、本発明によれば追加パルスがあるときは同極のパ
ルスが連続するので区別することができる。
次に、このような追加パルスをどのような間隔で発生さ
せるべきかについて考察する。
垂直異方性媒体にリングヘッドで直流励磁を行った場合
には、第4図に示すように大きさが等しく互いに逆極性
の2つの磁化が記録される。その1つの磁化領域の長さ
LMはギャップ長gにほぼ等しい。
NRZ I−FP記録方式では、記録電流パルスの極性
は交互に逆極性となるため、第5図に示すように1ビツ
ト目のリーディング側の磁化ILは2ビツト目の磁化を
記録するときにそのトレーリング側の同極性の磁化2T
で重ね書きされる。したがって逆極性の記録電流パルス
がギャップ長だけ離れて連続することは一向に差支えな
い。
これに対し、本発明のように同極性の記録電流パルスの
場合には、第6図に示すように追加パルスVとデータパ
ルスDが近接して両者の間隔がギャップ長の2倍よりも
近付くと、データパルスによるリーディング側DLの磁
界と追加パルス■によるトレーリング側VTの磁界とに
より磁化の境界部に磁化反転が形成される。この磁化反
転により本来データが存7[シないところに疑似データ
が記録されてしまうため、このような事態を避ける必要
がある。
したがって、最短パルス間隔Tは、リングヘッドの記録
ギャップ長をg1垂垂直磁気記方式体のリングヘッドに
対する相対速度をVとしてT > 2 g / v でなければならないが、余裕をみると Tミ3 g / v である必要がある。
なお、速度Vは次元を合わせるためのものである。
第7図は本発明で使用される垂直磁気記録のための回路
を示すブロック図である。
入力2値データはエンコーダに入力され、ここで所定の
アルゴリズムにしたがって正のパルスと負のパルスが作
成され、これらは加算器12で合成されて記録電流発生
回路13に与えられる。ここで発生させた記録電流はリ
ングヘッドに供給されて垂直磁気記録が行われる。
第8図は本発明で使用される、垂直磁気記録が行われた
記録媒体から情報を再生するための回路の概略構成を示
すブロック図である。
リングヘッド21で取り出された対称なダイパルス31
を含む再生波形31はゼロクロス検出器22でゼロクロ
スパルス32が取り出される一方で、積分回路23によ
りモノパルス33が得られる。このモノパルス33はそ
れぞれコンパレータでなる正パルスゲート発生器24お
よび負パルスゲート発生器26により正のパルス34と
負のパルス35が取り出される。そして、正のパルス3
4をウィンドウとしてゲート25にゼロクロス波形32
を通すと、データパルス36が取り出され、同様にして
、負のパルス35をウィンドウとしてゲート27にセロ
クロス波形32を通すと、追加パルス37が取り出され
る。これらデータパルス36および追加パルス37はデ
コーダ28から2値データ出力として取り出される。
上述した実施例では00Vのパターンで追加パルスを与
えるようにしているが自己同期が可能な範囲でパターン
を選択でき、例えば000vやoooovのパターンを
採用できる。
また、他のパターンとしてはoovo。
000vo、oooovoなどのパターンを採用するこ
とができ、このようなパターンの場合にはビット幅が変
動するいわゆるビットシフトを減少させることができる
また、実施例では矩形状の微小パルスを用いているが、
本発明はこれに限られるものではなく、第9図(a)、
  (b)に示すような鋸歯状のパルス波形としても良
い。このようにパルス波形を矩形から変化させることに
より、所定のパルス幅T 内においてリングヘッドへの
印加電流の制御を行なうことができる。よって、このパ
ルス波形を適宜制御することにより、さらに磁化反転位
置の両側に形成される磁化の対称性を向上させることが
可能となる。
また、実施例では追加パルスの極性は先行するデータパ
ルスの極性と同じとなっているが、後に続くデータパル
スと同じとしてもよい。
また、以上の実施例では2値のコードフォーマットを有
するディジタル信号を用いているが、これに限られるこ
とな(、FM信号を振幅制限して矩形波状としたアナロ
グ信号の垂直記録にも適用することができる。
〔発明の効果〕
本発明にかかる垂直磁気記録方法によれば、NRZ I
−FP記録方式において、自己同期用の電流波形を同時
に記録するようにしているので、データ“O”が連続す
るような場合でも自己同期を行うことができ、読出しの
信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の垂直磁気記録方式における追加パルス
の挿入の様子を示す説明図、第2図は本発明の方式にお
ける記録電流波形、磁化パターン、再生波形、傾斜方向
検出波形を示す説明図、第3図はNRZI−FP記録方
式における第2図と同様のものを比較のため示す説明図
、第4図は磁化パターンとギャップ長との関係を示す説
明図、第5図は極性の異なる2つの電流波形が隣接ビッ
トに現われる場合を示す説明図、第6図は極性が同じ2
つの電流波形が隣接ビットに現われる場合を示す説明図
、第7図は本発明で使用される記録系を示す構成ブロッ
ク図、第8図は再生系を示す構成ブロック図、第9図は
書込電流波形として使用される鋸歯状波を示す波形図、
第10図は一般的な垂直記録方式の基本原理の説明図、
第11図(a)、第11図(b)、第12図(a) 、
’Jr12図(b)、第13図(a)、第13図(b)
、第14図(a)、第14図(b)は従来の垂直磁気記
録方式の一例を説明するための図、第15図(a)は従
来の垂直磁気記録方式による記録信号の磁化パターンを
示す説明図、第15図(b)はその再生波形示す図、第
16図はNRZ l信号とNRZI−FP倍信号記録す
る場合の記録電流波形を対比して示す図、第17図ない
し第20図は従来提案されているNRZ 1−FP方式
により磁化が形成される様子を経時的に示す図、第21
図はNRZI−FP倍信号発生させるための凹路を示す
回路図である。 1.5.7・・・リングヘッド、2.4.6・・・垂直
磁気記録媒体、11・・・エンコーダ、12・・・加算
器、13・・・記録電流発生回路、14.21・・・ヘ
ッド、22・・・ゼロクロス検出器、23・・・積分器
、24・・・正パルスゲート、25・・・ゲート、26
・・・負パルスゲート、27・・・ゲート、28・・・
デコーダ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、記録すべき2値信号のうちデータ“1”が発生する
    ごとに中立レベル期間をおいて極性が反転する微小パル
    スを記録電流としてリングヘッドに供給し、垂直磁気異
    方性媒体に情報を記録するNRZI−FP記録方式にも
    とづく垂直磁気記録方式において、 データ“0”が連続する場合に、クロックタイミングに
    同期した追加パルス電流を前記リングヘッドに供給して
    記録し、再生時の自己同期情報を得るようにした垂直磁
    気記録方式。 2、前記追加パルス電流の極性はその直前あるいは直後
    の“1”によるパルス電流と同極性となっており、自己
    同期情報としての前記追加パルス間あるいは前記微小パ
    ルスと追加パルス間の最短パルス間隔Tは、前記リング
    ヘッドの記録ギャップ長をg、前記垂直磁気異方性媒体
    の前記リングヘッドに対する相対速度をvとして T≧3g/v の関係となるように選択されたものであることを特徴と
    する請求項1記載の垂直磁気記録方式。
JP22120989A 1989-08-28 1989-08-28 垂直磁気記録方式 Pending JPH0384707A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100354929C (zh) * 2002-11-21 2007-12-12 索尼株式会社 语音处理设备、语言处理方法

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CN100354929C (zh) * 2002-11-21 2007-12-12 索尼株式会社 语音处理设备、语言处理方法

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