JPH07153002A - 記録再生回路 - Google Patents

記録再生回路

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JPH07153002A
JPH07153002A JP29811793A JP29811793A JPH07153002A JP H07153002 A JPH07153002 A JP H07153002A JP 29811793 A JP29811793 A JP 29811793A JP 29811793 A JP29811793 A JP 29811793A JP H07153002 A JPH07153002 A JP H07153002A
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circuit
potential difference
head
resistor
resistance value
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JP29811793A
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English (en)
Inventor
Yuji Nagaya
裕士 長屋
Takashi Hashimoto
崇 橋本
Takeo Mochizuki
建男 望月
Takeshi Hirose
豪 廣瀬
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Hitachi Ltd
Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Communication Systems Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド)の劣化
状態を監視し、これに断線不良若くは短絡不良が生じた
とき即座に検出して、その信頼性を高める。 【構成】 記憶再生回路10に設けられている帰還回路
C1から差動トランジスタのベースに印加される電位差
が検出され、これが電位差増幅回路22によって増幅さ
れる。この電位差は、MRヘッドの抵抗値RMRに応じた
値であり、この抵抗値に応じた電位差は、増幅された
後、短絡判定用比較回路23,断線判定用比較回路24
に送られる。これら比較回路23,24は、当該MRヘ
ッド1の抵抗値RMRの経時的な変化に応じた電位差を、
抵抗値r11,r12による電圧降下分と比較する。こ
の比較によってMRヘッド1が断線または短絡不良とな
ったとき、その旨が出力端子OUT3,4より検出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記録再生回路、更には
磁気抵抗効果型ヘッドを具えた記録再生回路に適用して
特に有効な技術に関し、例えば、磁気ディスクのデータ
読出し/書込み装置用のLSIに利用して有用な技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク等に磁気的に記憶された情
報を、その磁界の影響を受けて抵抗値が変化する磁気効
果型ヘッド(以下「MRヘッド」と称する。)を用いて
読み出す記憶再生回路が公知である。このMRヘッド
は、その使用状態によっては、ヘッド部分が記憶媒体に
接触することがあり、この場合、ヘッド部分が摩耗し
て、ひいては、断線不良となる虞がある。このため従
来、MRヘッドの断線状態を検出する技術が、例えばI
BM社発行の“ISSCC93”の「SESSION
13/HARD DISK ANDTAPE DRIV
ES/PAPER FA13.4」(1993年2月2
6日)にて提案されている。この提案では、MRヘッド
が断線しているか否かの異常状態の判定は、該ヘッドか
らの出力信号の値に基いて行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかにされた。即ち、上記のようにMRヘッ
ドの断線状態を、その出力信号に基いて行なう方法で
は、実際にその出力信号の値が、異常レベルとなるまで
これを検出することができない。又、MRヘッドの使用
状態によっては、短絡不良が生じる虞もあるが、従来、
短絡不良を検出する手法は、提案されていない。
【0004】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、MRヘッドの劣化状態を監視し、当該ヘッドに断
線不良若くは短絡不良が生じたとき即座にこれを判別で
きるようにして、その信頼性を高めるようにした記録再
生回路を提供することをその主たる目的とする。この発
明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴について
は、本明細書の記述および添附図面から明らかになるで
あろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。即ち、本発明は、差動対をなす第1,及び
第2のバイポーラトランジスタのうち、第1のトランジ
スタのエミッタと定電流源との間に、磁界の変化に応じ
て抵抗値が変化するMRヘッドが接続されてその入力段
が形成され、上記2つのトランジスタのコレクタ電圧の
直流分の差に相当する電圧を、2つトランジスタのベー
ス間に負帰還させる帰還回路を具えた記録再生回路にお
いて、上記帰還回路から帰還される電位差を検出し、検
出された電位差に基いて当該MRヘッドの抵抗値を推定
して、その異常判別を行うようにしたものである。
【0006】
【作用】上記2つのベース間の電位差に基いて、磁気抵
抗効果型ヘッドの抵抗値の変化分を検出することができ
るため、当該ヘッドが断線または短絡したときに即座
に、これを判別することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。図1は、本実施例の磁気効果型ヘッドを用
いた記憶再生回路の入力段10及びこれに接続された異
常検出回路20を示す回路図である。本実施例の記憶再
生回路の入力段10は、差動対をなす2つのバイポーラ
トランジスタTr1,Tr2、抵抗R1,R2、帰還回
路C1、及び定電流源S1によって構成されており、ト
ランジスタTr1と定電流源S1との間に、磁気抵抗効
果型ヘッド(以下「MRヘッド」と称する。)1が接続
されている。この場合、トランジスタTr1,Tr2、
抵抗R1,R2及び定電流源S1は同一のLSIチップ
に、上記MRヘッド1は当該チップの外部に、夫々形成
されており、MRヘッド1は電線等によって当該LSI
チップ上の回路に電気的に接続される。
【0008】このように構成された記憶再生回路では、
磁気ディスク等の磁気記憶媒体(図示省略)の磁界の影
響を受けて、当該MRヘッド1の抵抗RMRが変化する
と、この抵抗値の変化分ΔRにより、ΔV=ΔR・IMR
・G(GはTr1,Tr2よりなる差動アンプのゲイ
ン)が差動トランジスタTr1,Tr2のコレクタ間
(出力端子OUT1,2)の電位差となって現れる。
【0009】かかる構成の記憶再生回路には、2つの差
動トランジスタTr1,Tr2を流れるコレクタ電流を
一定(IMR)にするための帰還回路C1が設けられてい
る。このようにコレクタ電流を一定にすることによっ
て、上記抵抗の変化分ΔRに相当する電位差のみが差動
トランジスタTr1,Tr2によって増幅されて、出力
端子OUT1,2間に現れるようになる。
【0010】具体的には、帰還回路C1は、差動トラン
ジスタTr1,Tr2間にMRヘッド1を接続すること
によって生じる、コレクタ電圧差の直流分をなくすよ
う、2つのトランジスタTr2,Tr1のベース間にV
=IMR×RMRを加えるもので、これによって2つのトラ
ンジスタTr1,Tr2のコレクタ電流が一致する(共
にIMR)。この結果、当該MRヘッド1の抵抗が、磁気
記憶媒体の影響を受けて変化したとき(ΔR)、この抵
抗の変化分に相当するコレクタ電圧の差が、2つの端子
OUT1,2間に現れる。
【0011】いま仮に、磁界の影響がないときのMRヘ
ッド1の抵抗値(基準抵抗値)をRMRとするならば、上
記2つのトランジスタTr1,Tr2のコレクタ電流値
を一致させる場合(共にIMR)、トランジスタTr1,
Tr2のベース間の電位差は、帰還回路C1の作用によ
って|RMR×IMR|とされる。
【0012】このことは、反対に、帰還回路C1の出力
(n1,n2間の電位差)を検出すれば、MRヘッド1
の基準抵抗値RMRを求めることができることを意味す
る。しかして、本実施例では、ノードn1,n2間の電
位差を検出し、その値が一定範囲を越えたときに、MR
ヘッド1が断線、又は短絡したと判定する異常検出回路
20が、入力段10のノードn1,n2に接続されてい
る。
【0013】異常判定回路20は、電位差増幅回路21
と、レベルシフト回路22と、短絡判定用比較回路23
と、断線判定用比較回路24とによって構成されてい
る。
【0014】このうち電位差増幅回路21は、一対の差
動トランジスタTr3,Tr4を具え、当該差動トラン
ジスタTr3,Tr4は、コレクタが、コレクタ抵抗R
3,R4を介して電源電圧VCCに接続され、ベースが夫
々上記ノードn1,n2に接続され、エミッタが負荷抵
抗R5,R6を介して定電流源S2に接続されている。
この電位差増幅回路21の働きによって、上記ノードn
1,n2間に現れる電位差(IMR×RMR)が当該回路2
1のゲインGに従って増幅されて(A倍)、次段のレベ
ルシフト回路22に送られる。このように電位差増幅回
路21を設けておくのは、MRヘッド1の基準抵抗RMR
の値が小さい場合でも、当該抵抗値の経時的な変化を精
度良く検出して、その異常判別を可能ならしめるためで
ある。
【0015】レベルシフト回路22は、2つのトランジ
スタTr5,Tr6、定電流源S3,S4、及び、2つ
の抵抗R11,R12によって構成される。尚、定電流
源S4の電流値IREFは、定電流源S1の電流値IMRに
依存した値(例えばIMR=IREF)に設定される。この
レベルシフト回路22では、上記増幅された電位差(A
×IMR×RMR)が、ノードn3,n4に現れる。そし
て、電位の高い方のノードn4に現れた電位が、更に、
抵抗R11,R12によって電圧降下されて、ノードn
5,n6に現れるようになっている。因に、ノードn4
の電位差を基準としたとき、ノードn5の電位は(IRE
F×R11)だけ低下し、ノードn5の電位は{IREF×
(R11+R12)}低下する。
【0016】短絡判定用比較回路23は、一対のエミッ
タホロワ(トランジスタTr7,Tr8)、コレクタ抵
抗R7,R8、及び、定電流源S5によって構成されて
いる。2つのトランジスタのうちトランジスタTr7
は、上記ノードn3の電位をベースに受け、トランジス
タTr8は、ノードn5の電位を受けるようになってい
る。ここでR11は、後述する手順によって、所望の値
に設定される。しかして、上記ノードn3,n4の電位
差(A×IMR×RMR)が、定電流IREFと抵抗値R11
によって決定される上記電位差ΔV1(=IREF×R1
1)より小さいとき、トランジスタTr7がオンして当
該MRヘッドが短絡不良である旨を表わす異常信号(ロ
ウレベルの信号)が出力端子OUT3から出力される。
【0017】一方、断線判定用比較回路23は、一対の
エミッタホロワ(トランジスタTr9,Tr10)、コ
レクタ抵抗R9,R10、及び定電流源S6によって構
成されている。上記トランジスタTr9は、上記ノード
n3の電位をベースに受け、トランジスタTr10は、
ノードn6の電位を受けるようになっている。ここでR
12は後述する手順によってその値が決定される。しか
して、上記ノードn3,n4の電位差(A×IMR×RM
R)が、定電流IREFと抵抗値R11,R12によって決
定される電位差ΔV2{=IREF×(R11+R12)}
をより大きいとき、トランジスタTr10がオンして当
該MRヘッドが断線不良である旨を表わす異常信号(ロ
ウレベルの信号)が出力端子OUT4から出力される。
【0018】図2は、MRヘッド1の基準抵抗値RMRが
変化したとき、ノードn1,n2間の電位差Vが変化す
る様子を示すグラフである。ここでは、説明を簡単にす
るために、IMR=IREFとする。
【0019】この図に示すように、MRヘッド1の基準
抵抗値RMRが正常値(R0)であるならば、グラフは、
所定の傾きで変化する(図中実線で示す)。この実施例
では、MRヘッド1の基準抵抗値RMRが、経時的に小さ
くなって、上記抵抗R11によって決定される異常範囲
(破線で示す領域)に至ると当該MRヘッド1が短絡不
良であると判定するようにしている。又、基準抵抗値R
MRが、経時的に大きくなって、上記抵抗R11,R12
によって決定される異常範囲(一点鎖線で示す領域)に
至ると当該MRヘッド1が断線不良であると判定するよ
うにしている。
【0020】ここで、上記短絡判定用比較回路23によ
る、短絡不良の判定について説明する。帰還回路C1に
より生じたノードn1,n2間の電位差は、MRヘッド
1の基準抵抗値RMRに応じて変化する。そしてこの電位
差は、増幅回路21によって増幅され(A×RMR×IM
R)、ノードn3,n4間の電位差となる。このときノ
ードn4の電位は、ノードn3の電位より(A×RMR×
IMR)だけ大きい。そして、ノードn4の電位差は、更
に抵抗R11によって電圧降下されてノードn5に現
れ、その降下分は(R11×IREF)となる。
【0021】しかして短絡判定用比較回路23において
は、ノードn4より(A×RMR×IMR)低いノードn3
の電位が、トランジスタTr7のベースにかかる。一
方、トランジスタTr8のベースには、ノードn4より
(IREF×R11)低い電位がかかる。従って、この比
較回路23では、以下の関係式(1)が成立しているか
否かが判定されることとなる。 R11×IREF<A×RMR×IMR…(1) ここで、電流値IREFが、IMRと同一値と仮定するなら
ば、次式(2)となる。 R11<A×RMR…(2) そして、抵抗値RMRの値が経時的に小さくなって、上記
式を満足させなくなれば、上記出力端子OUT3から短
絡不良を示す信号が出力される。
【0022】このように短絡不良は、抵抗RMRの値がR
11/Aより小さくなったことによって判定されるので
あるから、この抵抗値R11の値によって図2の短絡不
良範囲を規定することができる。
【0023】又、IREFの値を小さくすれば、当該異常
検出回路20での消費電力を小さくすることができる。
尚、この場合にもIMRに対する依存性は保つ必要があ
る。いま仮に、IREFをIMRの1/10に設定すればそ
の低消費電力化が図られ、このとき、抵抗R11に代え
て、これを10倍にした抵抗値R11’を用いればよ
い。このときの関係式は次のようになる。 R11’<A×RMR…(3) このように抵抗値を大きく設定すると、当該抵抗R1
1’を形成するのに必要なチップ面積が小さくなり、高
集積化が達成される。
【0024】次に、断線判定用比較回路24の作用につ
いて説明する。帰還回路C1により生じたノードn1,
n2間の電位差は、増幅回路21によって増幅され(A
×RMR×IMR)、ノードn3,n4間に現れる。ノード
n3の電位より(A×RMR×IMR)だけ大きいノードn
4の電位差は、抵抗R11,R12によって電圧降下さ
れてノードn6に現れる。その降下分は{(R11+R
12)×IREF}である。
【0025】しかして断線判定用比較回路24において
は、ノードn4より(A×RMR×IMR)低いノードn3
の電位が、トランジスタTr9のベースにかかる。一
方、トランジスタTr10のベースには、ノードn4よ
り{(R11+R12)×IREF}低い電位がかかる。
従って、この比較回路24では、以下の関係式(4)が
成立しているか否かが判定されることとなる。 A×RMR×IMR<(R11+R12)×IREF…(4) ここで、電流値IREFが、IMRと同一値と仮定するなら
ば、次式(5)となる。 A×RMR<R11+R12…(5) そして、抵抗値RMRの値が経時的に大きくなって、上記
式を満足させなくなれば、上記出力端子OUT4から断
線不良を示す信号が出力される。
【0026】このように断線不良は、抵抗RMRの値が、
(R11+R12)/Aより大きくなったことによって
判定されるのであるから、この抵抗値R11+R12の
値によって図2の断線不良範囲を規定することができ
る。
【0027】又、この場合にもIREFの値を小さくすれ
ば、当該異常検出回路20での消費電力を小さくするこ
とができる。従って、IREFをIMRの1/10に設定す
ればその低消費電力化が図られ、このとき、抵抗R1
1,R12に代えて、これを10倍にした抵抗値を用い
ればよい。 このとき抵抗値が大きくなった分、チップ
面積が小さくなり、高集積化が達成される。
【0028】図3,図4は、上記異常判定の精度を向上
させるようにした変形例を示すものである。この変形例
では、図3に示すように、トランジスタTr5に抵抗R
13に、定電流源S3が接続されており、抵抗R12,
R13に定電流源S4,S4’が接続されている。この
ように定電流源S4’を追加することによって、抵抗R
11,R12を流れる電流が増え(IREF+ΔI)、
又、抵抗R13と定電流源S3によりノードn3の電位
が下がるので、見かけ上、定電流値(IMR)と、MRヘ
ッド1の抵抗値RMRによる電圧降下(V)との関係が、
図4に示すようにシフトする。この結果、電流値IREF
が小さい場合でも、抵抗値RMRの変化に対応した電圧降
下Vの変化幅が大きく、その異常判定の精度が向上す
る。
【0029】図5は、複数のMRヘッド#1〜#nを具
えた記憶再生回路の入力段30に異常判定回路40を接
続した実施例を示すブロック図である。このような接続
状態とした場合、複数のMRヘッド#1〜#nのうち1
つでも、断線不良、または短絡不良となると、異常判定
回路40の出力端子OUT3,4の何れかから異常信号
が出力される。尚、MRヘッド#1〜#nが接続された
入力段20の具体的な構成、及び、異常検出回路40の
具体的な構成は、図1に示した入力段10、異常検出回
路20の構成と略同一であり、その詳細な説明は省略す
る。
【0030】以上説明したように、本実施例の記憶再生
回路10では、帰還回路C1から差動トランジスタのベ
ースに印加される電位差を検出し、その電位差に基いて
当該MRヘッド1の抵抗値RMRの経時的な変化を監視し
て、その異常判別を行うようにしているので、MRヘッ
ド1が断線または短絡不良となったときに即座に、これ
を検出することができ、その信頼性が高められる。又、
電位差増幅回路の作用によって、当該MRヘッドの抵抗
値RMRの変化量が小さくても、精度の高い異常判別が可
能となる。
【0031】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上
記実施例の異常判別回路は、短絡不良、断線不良を共に
判別しているが、何れか一方の不良判別を行うようにし
て、回路構成を簡略化してもよい。又、本実施例では、
MRヘッドの異常判別を、その抵抗値RMRが、抵抗R1
1,R12によって規定された値を越えて変化したとき
に断線,短絡不良と判別しているが、これら比較する値
を、使用条件等、他の条件に応じて適宜変化させてもよ
い。又、帰還回路C1の出力レベルの変化の度合に基い
て、当該MRヘッドの不良状態を判別するようにしても
よい。
【0032】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である磁気抵
抗効果型ヘッドの不良判定に適用した場合について説明
したが、この発明はそれに限定されるものでなく、回路
内で発生したオフセット電圧を帰還回路によって修正す
る構成の集積回路の異常判別一般に利用することができ
る。
【0033】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。即ち、MRヘッドの経時的な劣化状態
を監視して、当該ヘッドに断線不良若くは短絡不良が生
じたとき即座にこれを検出することができるので、記録
再生回路の信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の磁気効果型ヘッドを用いた記憶再生
回路の入力段及び異常検出回路を示す回路図である。
【図2】MRヘッドの基準抵抗値RMRが変化したときの
ノードn1,n2間の電位差Vを示すグラフである。
【図3】上記異常判定の精度を向上させるようにした変
形例の記憶再生回路の入力段及び異常検出回路を示す回
路図である。
【図4】図3のMRヘッドの基準抵抗値RMRが変化した
ときのノードn3,n4間の電位差Vを示すグラフであ
る。
【図5】複数のMRヘッド#1〜#nを具えた記憶再生
回路の入力段30に異常判定回路40を接続した実施例
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド) 10 入力段 20 異常検出回路 21 電位差増幅回路 22 レベルシフト回路 22 短絡判定用比較回路(異常判定回路) 23 断線判定用比較回路(異常判定回路) Tr1,Tr2 差動対をなすトランジスタ C1 帰還回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 建男 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町180番地 日 立通信システム 株式会社内 (72)発明者 廣瀬 豪 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コレクタが夫々抵抗を介して定電圧電源
    に接続され、エミッタが同一の定電流源に接続された第
    1,及び第2のバイポーラトランジスタを具え、上記第
    1のトランジスタのエミッタと上記定電流源との間に、
    磁界の変化に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果型ヘ
    ッドが接続されると共に、上記2つのトランジスタのベ
    ース間に、当該コレクタ間の電位差の直流分の変化に応
    じた電圧を負帰還させる帰還回路が接続されて、その入
    力段が構成されている記録再生回路において、上記帰還
    回路から上記第1及び第2のトランジスタのベースに加
    えられる電位差を検出する検出回路と、該検出回路から
    の信号に基いて当該ヘッドの異常を判別する異常判定回
    路を具えていることを特徴とする記録再生回路。
  2. 【請求項2】 上記異常判定回路は、上記電位差を増幅
    する増幅回路と、第1の基準電位を規定する第1の抵抗
    と、上記増幅された電位差と、上記第1の抵抗に一定電
    流を流したときの当該抵抗の両端に生じる電位差とを比
    較する第1の比較回路とを具え、該第1の比較回路は、
    上記増幅された電位差が上記抵抗の両端に生じる電位差
    より大きいときに異常信号を出力することを特徴とする
    請求項1に記載の記録再生回路。
  3. 【請求項3】 上記異常判定回路は、上記電位差を増幅
    する増幅回路と、第2の基準電位を規定する第2の抵抗
    と、上記増幅された電位差と、上記第2の抵抗に一定電
    流を流したときの当該抵抗の両端に生じる電位差とを比
    較する第2の比較回路とを具え、該第2の比較回路は、
    上記増幅された電位差が上記抵抗の両端に生じる電位差
    より小さいときに異常信号を出力することを特徴とする
    請求項1又は2に記載の記録再生回路。
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