DE69735147T2

DE69735147T2 - Elektronische Vormagnetisierung eines magnetoresistiven Fühlers

Info

Publication number: DE69735147T2
Application number: DE69735147T
Authority: DE
Inventors: Klaas Berend Klaasen; Jacobus Van Peppen
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: EP0829733A3; EP1469322A3; DE69735070T2; MY123086A; EP0829733B1; EP1469322B1; CN1160706C; EP1477821A1; US6101056A; SG54541A1; JPH10124807A; EP1469322A2; DE69732750D1; DE69735070D1; SG83120A1; DE69732750T2; EP1477821B1; CN1177794A; EP0829733A2; CN1310035C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Magneto-Widerstands-(MR-)Sensorvormagnetisierung. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Schaltungen zur Magneto-Widerstands-Sensor-Vormagnetisierung.
Beschreibung der verwandten Technik
Zum Zweck dieser Offenbarung bezeichnen die Ausdrücke "Magneto-Widerstands-(MR)-Sensor" und "MR-Kopf" beide ein Magneto-Widerstands-Element, das zur Detektion eines variierenden Magnetfelds verwendet wird, indem eine durch Variationen des Magnetfelds erzeugte Änderung des Elementwiderstandes ΔR_S detektiert wird. Auch zum Zweck dieser Offenbarung sind die Bezeichnungen MR-Sensor und MR-Kopf nicht nur auf Elemente der Magnetaufzeichnung beschränkt. Beispiele für die Ausführungsformen von MR-Sensoren, die als innerhalb des Schutzumfangs dieser zwei Bezeichnungen liegend betrachtet werden, umfassen Barberpole-MRs, Dual-MRs, SAL-MRs (soft adjacent layer), Differential-MRs, Spin-Ventil-MRs, Tunnelübergangs-MRs und Giant-MRs, sind aber nicht darauf beschränkt.
Ein MR-Sensor ist ein energetisch passiver Sensor, der einen Abfühlstrom (oder eine Abfühlspannung) zum Detektieren einer Änderung des Sensorwiderstands in der Form einer Signalspannung oder eines Signalstroms verwendet. Der Abfühlstrom kann auch verwendet werden, um die gesamte oder einen Teil der Vormagnetisierung für den Sensor bereitzustellen, die für einen richtigen MR-Sensor-Betrieb erforderlich ist. Diese Darstellung unterscheidet nicht zwischen Abfühl- und Vormagnetisierungsstrom (oder -spannung). Die Bezeichnungen (MR-Sensor-) Vormagnetisierungsstrom und -spannung werden in dieser Darstellung austauschbar verwendet. Die mit einem MR-Sensor assoziierte Vormagnetisierungs- und Ausgabeelektronik werden im Allgemeinen als ein Armelektronik-(AE-)Modul bezeichnet.
Die physikalischen Eigenschaften eines MR-Sensors werden durch die Eigenschaften der verwendeten Materialien, der Sandwich-Konfiguration des MR-Sensors und den Sensormaßen, d.h. der Dicke, Höhe und Länge des Sensors, bestimmt. Die Abmessung mit der größten Toleranz bei extern exponierten MR-Sensoren, die für die Magnetaufzeichnung verwendet werden, ist die Sensorhöhe h. Die Toleranz bei dieser Abmessung dient dazu, Kopfabnutzung und Überlagerung für Bandköpfe sowie Luftlagerflächen-(ABS-) Überlappung für Plattenlaufwerksköpfe zu kompensieren.
1(a) zeigt die physikalischen Beziehungen zwischen den verschiedenen Widerständen, die den MR-Kopf-Gesamtwiderstand R_H bilden. 1(b) zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Modells des Widerstands R_H. Der MR-Kopf-Gesamtwiderstand R_H wird an den Anschlüssen 10 und 11 des AE-Moduls gemessen. Der MR-Kopf und das AE-Modul sind als Teil eines Plattenlaufwerks 12 in 1(a) dargestellt. Der Abschnitt des MR-Kopf-Gesamtwiderstands, der entsprechend einem variierenden Magnetfeld variiert, ist der Sensorwiderstand R_S, wobei die resultierende Widerstandsänderung mit ΔR_S bezeichnet wird. Der Widerstand ΔR_S variiert umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h. Der Kopf-Gesamtzuleitungswiderstand R_L ist der Widerstand der Drähte zum Vorverstärker des AE-Moduls und der Widerstand der Rückleitungen B_L innerhalb des MR-Kopfs. Schließlich wird der vordere Gesamtzuleitungswiderstand des MR-Kopfs mit R_f bezeichnet. Der Widerstand R_f variiert ebenfalls umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h. R_f zeigt aber keine Signalvariationen zum Variieren des Magnetfelds. Die Gleichungen (1) bis (4) stellen diese Prinzipien in symbolischer Form dar. RH = RL + Rf + RS (1) Rf RS ∝ 1/h (2) h = Sensorhöhe (3) RS = RSO ± ΔRS (signalinduziert) (4)
In den 1(a) und 1(b) und auch in der folgenden Darstellung entspricht der Vormagnetisierungsstrom I_B dem Kopf-Vormagnetisierungsstrom I_H. Die Spannung V_H ist die Vormagnetisierungsspannung, die am MR-Kopf-Gesamtwiderstand R_H auftritt. Die Spannung V_B ist die Vormagnetisierungsspannung, die am Sensorwiderstand R_S und dem vorderen Zuleitungswiderstand R_f auftritt. Die Spannung V_S ist die Vormagnetisierungsspannung, die am Sensorwiderstand R_S auftritt. Die Höhe h ist die physische Höhe des Sensors.
Es gibt drei herkömmliche Ansätze, eine MR-Sensorvormagnetisierung bereitzustellen: ein Schema des konstanten Vormagnetisierungsstroms; ein Schema der konstanten Vormagnetisierungsspannung; und ein Schema des eingestellten Vormagnetisierungsstroms zum Erhalt einer konstante Vormagnetisierungsspannung. Die Bezeichnung "konstant", wie sie hierin zur Bezeichnung von Vormagnetisierungsschemata verwendet wird, bezeichnet die Unveränderlichkeit der Vormagnetisierung von Sensor zu Sensor in Hinblick auf Herstellungstoleranzen. Für ein herkömmliches konstantes Vormagnetisierungsstrom-Schema wird während der Herstellung eines Produkts, ungeachtet der jeweiligen Kopf-Widerstände, Sensorhöhen etc. der MR-Köpfe, derselbe Vormagnetisierungs-/Abfühl-Gleichstrom an alle MR-Köpfe durch AE-Module angelegt. Die 2(a) und 2(b) zeigen ein Beispiel für Vormagnetisierungsbedingungen für einen MR-Kopf für verschiedene Sensorwiderstände R_H für ein herkömmliches Schema des konstanten Vormagnetisierungsstroms I_B. Wenn I_B in 2(a) z.B. 10 mA beträgt, so zeigt 2(b), dass die Kopf-Vormagnetisierungsspannung V_B dementsprechend zwischen 200 mV und 500 mV variiert, wenn R_H zwischen 20 und 50 Ohm variiert.
Für ein herkömmliches Schema der konstanten Vormagnetisierungsspannung wird durch ein AE-Modul die gleiche Vormagnetisierungs-/Abfühl-Gleichspannung an alle MR-Köpfe in einem Produkt angelegt. Die 2(c) und 2(d) zeigen Beispiele für Vormagnetisierungsbedingungen für einen MR-Kopf für verschiedene Sensorwiderstände R_H für ein herkömmliches Schema der konstanten Vormagnetisierungsspannung V_H. Beträgt die Vormagnetisierungsspannung V_B, die am Sensorwiderstand R_S auftritt, in 2(d) z.B. 500 mV, so zeigt 2(c), dass der Vormagnetisierungs strom I_H durch den MR-Kopf umgekehrt proportional zum Kopf-Gesamtwiderstand R_H variiert.
Das US-Patent Nr. 5.309.294, ausgegeben an Cahalan, erteilt am 3. Mai 1994, offenbart eine Spannungs-Vormagnetisierungsschaltung, die eine konstante Vormagnetisierungsspannung für einen MR-Kopf bereitstellt. Nach Cahalan umfasst die Spannungs-Vormagnetisierungsschaltung eine Nullabgleichungsschaltung, welche die Ausgabe der Spannungs-Vormagnetisierungsschaltung einstellt. Die Nullabgleichungsschaltung verringert wirksam das Ausgangssignal der Spannungs-Vormagnetisierungsschaltung um einen Betrag, der etwa gleich einem Leitungsspannungsabfall an beliebigen vorhandenen parasitären Leitungswiderständen ist. Die Cahalan-Schaltung verwendet ein Widerstandselement mit einem Widerstand, der eine Schätzung des parasitären Leitungswiderstands zur Erzeugung der Nullabgleichungsspannung ist. Dieser Ansatz kompensiert aber keinen Spannungsabfall, der an den Rückleitungen innerhalb eines MR-Kopfs auftritt.
Im herkömmlichen Schema des eingestellten Vormagnetisierungsstroms zum Erhalt einer konstanten Vormagnetisierungsspannung wird der durch den MR-Kopf fließende Vormagnetisierungsstrom während der Herstellung so eingestellt, dass er umgekehrt proportional zum MR-Kopf-Widerstand R_H ist, wodurch eine im Wesentlichen konstante MR-Kopf-Vormagnetisierungsspannung erreicht wird. Der Widerstand R_H muss während des Herstellungsvorgangs gemessen werden.
Keines dieser herkömmlichen MR-Kopf-Vormagnetisierungs-Schemata kompensiert Variationen von physikalischen Eigenschaften des MR-Kopfs, die während des Herstellungsvorgangs auftreten, insbesondere von den Toleranzen der Sensormaße. Daraus ergibt sich, dass der Betrieb eines MR-Kopfs, der durch ein herkömmliches Vormagnetisierungs-Schema vormagnetisiert wird, gewöhnlich kein optimaler Betrieb oder beinahe optimaler Betrieb für den Kopf ist. Weiters wird eine gleichmäßige Magnetleistung von MR-Kopf zu MR-Kopf eines Produkts, d.h. weniger Schwankungen in der Magnetleistung von Kopf zu Kopf ungeachtet der Herstellungstoleranzen, für gewöhnlich nicht erzielt.
Die US-A-5.404.102 offenbart eine Vormagnetisierungsschaltung für einen Magneto-Widerstands-Wandler, in welchem eine Referenzspannung erzeugt und mit der Spannung am Wandler verglichen wird, um ein Rückkoppelungssignal zu erzeugen, das über einen Begrenzer geschickt wird, um eine Stromquelle zu steuern. Dies ermöglicht, dass der Strom durch den Wandler auf einen vorbestimmten Maximalstrom begrenzt wird, und unter diesem Maximum wird der Strom so gesteuert, dass der Spannungsabfall am Wandler gesteuert wird.
In einem Artikel mit dem Titel "Adaptive Compensator" von J. M. Harp et al., veröffentlicht im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 27, Nr. 1A vom Juni 1984, wird die Vormagnetisierung von Magneto-Widerstand erörtert, und es wird eine Schaltung vorgeschlagen, welche es dem Benützer ermöglicht, den Vormagnetisierungsstrom zu steuern. Dadurch wird beabsichtigt, den Strom unter einem stabilen Betriebspunkt zu steuern.
Die JP-A-01-014702 offenbart eine Vormagnetisierungsschaltung für einen Magneto-Widerstands-Wandler, in welchem der Strom gesteuert wird, um Abriebsverschleiß des Wandlers zu kompensieren.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein MR-Kopf-Vormagnetisierungsschema bereitzustellen, das bei der Herstellung auftretende Schwankungen der physikalischen Eigenschaften eines MR-Sensor zulässt, insbesondere hinsichtlich der bei der Herstellung auftretenden physikalischen Toleranzen des Kopfs. Was dies betrifft, ermöglicht die vorliegende Erfindung einen Betrieb des MR-Kopfs, der dem Optimalbetrieb des MR-Sensors entspricht oder diesem näher kommt, und erzielt eine von Sensor zu Sensor gleichmäßigere magnetische Leistung als herkömmliche Vormagnetisierungsschemata, unabhängig von den physikalischen Schwankungen innerhalb der Herstellungstoleranzen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Sensor-Vormagnetisierungsschema bereitzustellen, das nicht auf den Messungen des Kopf-Widerstands R_H fußt. Folglich besteht ein Ziel der Erfindung in der Nutzung eines "Kopfmodells", das auf dem Kopf-Zuleitungswiderstand R_L und der am Sensorwiderstandsabschnitt R_S des Kopf-Gesamtwiderstands R_H auftretenden Vormagnetisierungsspannung V_B basiert, der umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h ist und mit dem magnetischen Datensignal variiert. Zusätzlich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gesteuerte Stromquelle zu verwenden, um eine konstante Stromdichte J_S in einem MR-Sensor und einen konstanten Temperaturanstieg eines MR-Sensor ungeachtet der Sensorhöhe h zu erreichen. Daraus ergibt sich, dass die maximal zulässige Vormagnetisierung für alle Köpfe in einem Produkt in Bezug auf die Grenzen, die Elektromigration und Interdiffusion entsprechend gegeben sind, bereitgestellt wird. Die MR-Sensor-Vormagnetisierungs-Schemata können in Verbindung mit einem Signalstromabfühlungs-Readback-Verstärker (mit geringer Eingangsimpedanz) (|Z_in| < R_H) wie auch einem Signalspannungabfühlungs-Readback-Verstärker (mit hoher Eingangsimpedanz) (|Z_in| > R_H) verwendet werden.
Verschiedene Aspekte der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen geoffenbart.
Zur Erreichung dieser und weiterer Ziele wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vormagnetisierungsschaltung bereitgestellt, die einen Vormagnetisierungsstrom I_B und eine Vormagnetisierungsspannung V_H für einen Magneto-Widerstands-MR-Wandler erzeugt. Die Vormagnetisierungsspannung V_H ist eine Spannung, die durch den Vormagnetisierungsstrom I_B erzeugt wird, der durch einen Gesamtwiderstand R_H des MR-Wandlers fließt, wobei der Gesamtwiderstand R_H die Summe eines Sensorwiderstands R_S, eines Kopf-Gesamtzuleitungswiderstands R_L und eines vorderen Gesamtzuleitungswiderstands R_f ist. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Vervielfacher, einen Komparator, eine Steuerung und einen Stromgenerator. Der Vervielfacher weist einen ersten und einen zweiten Eingang auf, in welchen der erste Eingang ein erstes Signal empfängt, das mit dem Vormagnetisierungsstrom I_B in Beziehung steht, und der zweite Eingang ein zweites Signal empfängt, das mit der Vormagnetisierungsspannung V_H in Beziehung steht. Der Vervielfacher erzeugt ein Produktsignal, das proportional zu einem Produkt der ersten und zweiten Signale ist. Der Komparator vergleicht das Produktsignal mit einem Referenzsignal, das proportional zu einer vorbestimmten Vormagnetisierungsenergie P_B ist, die vom MR-Wandler abgegeben wird, und erzeugt ein Steuersignal. Die Steuerung ist auf das Steuersignal responsiv, indem entweder der Vormagnetisierungsstrom I_B und die Vormagnetisierungsspannung V_H oder sowohl I_B als auch V_H gesteuert werden, und regelt in Folge dessen die Vormagnetisierungsenergie P_B, die vom MR-Wandler abgegeben wird, auf einen vorbestimmten Wert. Vorzugsweise ist die Steuerung auf das Steuersignal responsiv, indem der Stromgenerator gesteuert wird, um den Vormagnetisierungsstrom I_B zu erzeugen.
Der Vervielfacher kann eine Stromsenkenschaltung und einen Differentialverstärker umfassen. Ein Eingang der Stromsenkenschaltung empfängt das zweite Signal, und die Stromsenkenschaltung erzeugt als Reaktion darauf einen Ausgangsstrom, der proportional zur Vormagnetisierungsspannung V_H ist. Der Differentialverstärker weist einen Eingang und einen Ausgang auf und wird durch den Ausgangsstrom der Stromsenkenschaltung vormagnetisiert. Der Differentialverstärkereingang empfängt das erste Signal, und der Differentialverstärkerausgang ist somit proportional zum Produkt des Vormagnetisierungsstroms I_B und der Vormagnetisierungsspannung V_H. Insbesondere umfasst die Stromsenkenschaltung einen ersten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten und einem ersten Widerstand. Das zweite Signal ist mit dem ersten Knoten des ersten Transistors verbunden. Der erste Widerstand ist zwischen den zweiten Knoten des ersten Transistors und einen ersten Spannungsversorgungsknoten geschaltet. Der Differentialverstärker umfasst einen zweiten und einen dritten Transistor und einen zweiten und einen dritten Widerstand. Der zweite und der dritte Transistor weisen jeweils einen ersten, einen zweiten und einen dritten Knoten auf, wobei das erste Signal zwischen dem jeweils ersten Knoten des zweiten und des dritten Transistors eingekoppelt ist. Der jeweils zweite Knoten des zweiten und des dritten Transistors ist mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden. Der zweite Widerstand ist zwischen dem dritten Knoten des zweiten Transistors und dem zweiten Spannungsversorgungsknoten eingekoppelt, während der dritte Widerstand zwischen dem dritten Knoten des dritten Transistors und dem zweiten Spannungsversorgungsknoten eingekoppelt ist. Das Ausgangssginal des Differentialverstärkers tritt zwischen dem dritten Knoten des zweiten Transistors und dem dritten Knoten des dritten Transistors auf. Vorzugsweise ist der Komparator eine Additionsschaltung, die mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors und dem dritten Knoten des dritten Transistors verbunden ist. Die Additionsschaltung addiert zum Ausgang des Differentialverstärkers ein vorbestimmtes Stromsignal, das mit dem Referenzsignal in Beziehung steht.
Eine andere Ausführungsform stellt eine Vormagnetisierungsschaltung für einen Magneto-Widerstands-MR-Wandler bereit, wobei der Wandler mit einem Gesamtwiderstand R_H definiert ist. Der Widerstand R_H umfasst einen Sensorwiderstand R_S, einen Zuleitungswiderstand R_L und einen vorderen Zuleitungswiderstand R_f. Die Vormagnetisierungsschaltung umfasst eine Wandlerersatzschaltung, eine Differenzabfühlschaltung sowie eine erste und eine zweite Stromquelle. Die Wandlerersatzschaltung umfasst eine Spannungsquelle und einen Eingangswiderstand. Die Spannungsquelle weist eine vorbestimmte Spannung und der Eingangswiderstand einen Widerstand auf, der mit dem Zuleitungswiderstand R_L des MR-Wandlers in Beziehung steht. Die Differenzabfühlschaltung verfügt über einen ersten und einen zweiten Eingang, wobei der erste Eingang mit dem MR-Wandler und der zweite Eingang mit der Wandlerersatzschaltung gekoppelt ist. Die Differenzabfühlschaltung fühlt eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang ab. Die erste Stromquelle ist auf die Differenzabfühlschaltung responsiv, indem sie einen Vormagnetisierungsstrom I_B für den MR-Wandler erzeugt. Ähnlich ist auch die zweite Stromquelle auf die Differenzabfühlspannung responsiv, indem sie einen Steuerstrom erzeugt, der mit der Wandlerersatzschaltung gekoppelt ist. Der Steuerstrom ist proportional zum MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B, sodass die vorbestimmte Spannung der Spannungsquelle einer vorbestimmten Spannung V_B entspricht, die am Sensorwiderstand R_S, der mit dem vorderen Zuleitungswiderstand R_f in Serie geschaltet ist, auftritt.
Da sowohl R_S als auch R_f umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h sind, stellt die konstante Spannung, die an R_S und R_f auftritt, ebenfalls eine konstante (d.h. sensorhöhenunabhängige) Spannung an R_S bereit.
In einer Konfiguration der zweiten Ausführungsform umfasst die Differenzabfühlschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste Knoten des ersten Transistors ist mit dem ersten und dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden. Der zweite Knoten des ersten Transistors ist mit dem MR-Wandler verbunden. Der zweite Knoten des zweiten Transistors ist mit der Wandlerersatzschaltung verbunden. Die erste Stromquelle umfasst einen dritten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Ähnlich umfasst die zweite Stromquelle einen vierten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste und der dritte Knoten des dritten Transistors sind mit dem ersten Knoten des vierten Transistors verbunden, um einen Stromspiegel zu erzeugen. Der dritte Knoten des dritten Transistors ist mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden, und der dritte Knoten des vierten Transistors ist mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden. Aus energietechnischen Überlegungen beträgt ein Flächenverhältnis des ersten Transistors zum zweiten Transistor vorzugsweise N:1 und, ähnlich beträgt ein Flächenverhältnis des dritten Transistors zum vierten Transistor vorzugsweise N:1.
In einer weiteren Konfiguration der zweiten Ausführungsform umfasst die erste Stromquelle einen ersten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten, und ebenso umfasst die zweite Stromquelle einen zweiten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste Knoten des ersten Transistors und der erste Knoten des zweiten Transistors sind jeweils mit einem Ausgang der Differenzabfühlschaltung verbunden. Der dritte Knoten des ersten Transistors ist mit dem MR-Wandler verbunden, und der dritte Knoten des zweiten Transistors ist mit der MR-Wandlerersatzschaltung verbunden. Die Vormagnetisierungsschaltung dieser Ausführungsform umfasst auch eine Ausgangsschaltung, die einen ersten und einen zweiten Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten aufweist. Der erste Eingangsknoten der Ausgangsschaltung ist mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden, und der zweite Eingangsknoten der Ausgangsschaltung ist mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden.
In einer anderen Konfiguration der zweiten Ausführungsform umfasst die Differenzabfühlschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste Knoten des ersten Transistors ist mit dem ersten und dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden. Der zweite Knoten des ersten Transistors ist mit dem MR-Wandler und der zweite Knoten des zweiten Transistors ist mit der Wandlerersatzschaltung verbunden. Die erste Stromquelle umfasst einen dritten und vierten Transistor mit jeweils einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der zweite Knoten jedes des dritten und vierten Transistors ist mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden. Die zweite Stromquelle umfasst einen fünften Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste Knoten des dritten Transistors ist mit dem ersten und dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden, um einen Stromspiegel zu bilden, während der zweite Knoten des fünften Transistors mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist. Vorzugsweise ist ein Flächenverhältnis des ersten Transistors zum zweiten Transistor N:1, und ein Stromverhältnis des im zweiten Knoten des vierten Transistors fließenden Stroms zu dem im zweiten Knoten des dritten Transistors fließenden Stroms und zu dem im zweiten Knoten des fünften Transistors fließenden Stroms ist K:L:1, worin K + L gleich N ist.
Eine weitere Konfiguration der zweiten Ausführungsform umfasst eine Stromabfühlschaltung und eine dritte Stromquelle. Die Stromabfühlschaltung fühlt den Vormagnetisierungsstrom I_B ab, der durch die erste Stromquelle für die vorbestimmte Vormagnetisierungsspannung V_S, die am Sensorwiderstand R_S auftritt, erzeugt wird. Die dritte Stromquelle ist auf die Stromabfühlschaltung responsiv, indem sie einen Ausgangsstrom erzeugt, wenn der durch die erste Stromquelle für die vorbestimmte Vormagnetisierungsspannung V_S erzeugte Vormagnetisierungsstrom I_B kleiner als ein vorbestimmter Sensor-Vormagnetisierungsstrom ist. Der durch die dritte Stromquelle erzeugte Ausgangsstrom ist mit der Wandlerersatzschaltung gekoppelt und mit dem durch die zweite Stromquelle erzeugten Steuerstrom kombiniert, um einen kom binierten Steuerstrom zu bilden. Der kombinierte Steuerstrom ist so vom MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B abhängig, dass ein vorbestimmter MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B durch den Sensorwiderstand R_S fließt, wodurch eine vorbestimmte wirksame, magnetische Vormagnetisierung des Sensorwiderstands R_S erzeugt wird.
Vorzugsweise umfasst für diese Konfiguration die Differenzabfühlschaltung einen ersten und zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste Knoten des ersten Transistors ist mit dem ersten und dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden. Der zweite Knoten des ersten Transistors ist mit dem MR-Wandler verbunden, und der zweite Knoten des zweiten Transistors ist mit der Wandlerersatzschaltung verbunden. Die erste Stromquelle umfasst einen dritten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten, und die zweite Stromquelle umfasst einen vierten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste und der dritte Knoten des dritten Transistors sind mit dem ersten Knoten des vierten Transistors verbunden, um einen Stromspiegel zu bilden. Der dritte Knoten des dritten Transistors ist mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden, und der dritte Knoten des vierten Transistors ist mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden.
Die Stromabfühlschaltung umfasst einen fünften Transistor, eine vierte Stromquelle und eine Verstärkerschaltung. Der fünfte Transistor verfügt über einen ersten, zweiten und dritten Knoten, wobei der erste Knoten mit dem dritten Knoten verbunden ist. Die vierte Stromquelle ist mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden. Die Verstärkerschaltung weist einen ersten Eingang, einen zweiten Eingang und einen dritten Ausgang auf. Der erste Eingang des Verstärkers ist mit dem dritten Knoten des dritten Transistors verbunden. Der zweite Eingang ist mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden, und der Verstärkerausgang ist mit der dritten Stromquelle verbunden.
Eine dritte Ausführungsform stellt eine Schaltung zum magnetischen Vormagnetisieren eines Magneto-Widerstands-MR-Wandlers bereit. Die Vormagnetisierungsschal tung umfasst eine Wandlerersatzschaltung, eine Differenzabfühlschaltung und eine erste und zweite Stromquelle. Die Differenzabfühlschaltung verfügt über einen ersten und zweiten Eingang, wobei der erste Eingang mit dem MR-Wandler und der zweite Eingang mit der Wandlerersatzschaltung verbunden ist. Die Differenzabfühlschaltung fühlt eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang ab. Die erste Stromquelle ist auf die Differenzabfühlschaltung responsiv, indem sie einen Vormagnetisierungsstrom I_B für den MR-Wandler erzeugt. Die zweite Stromquelle ist auf die Differenzabfühlschaltung responsiv, indem sie einen Steuerstrom erzeugt, der mit der Wandlerersatzschaltung gekoppelt ist. Gemäß der Erfindung ist der Steuerstrom proportional zum MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B, sodass der Vormagnetisierungsstrom I_B durch einen MR-Wandler eine vorbestimmte wirksame, magnetische Vormagnetisierung eines Sensorabschnitts des MR-Wandlers erzeugt.
Die Vormagnetisierungsschaltung umfasst auch eine Stromabfühlschaltung und eine dritte Stromquelle. Die Stromabfühlschaltung fühlt den durch die erste Stromquelle für die vorbestimmte wirksame, magnetische Vormagnetisierung des Sensorabschnitts des MR-Wandlers erzeugten Vormagnetisierungsstrom I_B ab. Die dritte Stromquelle ist auf die Stromabfühlschaltung responsiv, indem sie einen Ausgangsstrom erzeugt, wenn der durch die erste Stromquelle für die vorbestimmte wirksame, magnetische Vormagnetisierung des Sensorabschnitts des MR-Wandlers erzeugte Vormagnetisierungsstrom I_B kleiner als ein vorbestimmter Sensor-Vormagnetisierungsstrom ist. Der durch die dritte Stromquelle erzeugte Ausgangsstrom wird daraufhin mit der Wandlerersatzschaltung gekoppelt und mit dem durch die zweite Stromquelle erzeugten Steuerstrom kombiniert, um einen kombinierten Steuerstrom zu bilden. Der kombinierte Steuerstrom ist vom MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B so abhängig, dass ein vorbestimmter MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B durch den MR-Wandler fließt und somit die vorbestimmte wirksame, magnetische Vormagnetisierung des Sensorabschnitts des MR-Wandlers erzeugt.
Vorzugsweise umfasst die Differenzabfühlschaltung einen ersten und zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste Knoten des ersten Transistors ist mit dem ersten und dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden. Der zweite Knoten des ersten Transistors ist mit dem MR-Wandler verbunden, und der zweite Knoten des zweiten Transistors ist mit der Wandlerersatzschaltung verbunden. Die erste Stromquelle umfasst einen dritten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Ähnlich umfasst auch die zweite Stromquelle einen vierten Transistor mit einem ersten, zweiten und dritten Knoten. Der erste und der dritte Knoten des dritten Transistors sind mit dem ersten Knoten des vierten Transistors verbunden und bilden einen Stromspiegel. Der dritte Knoten des dritten Transistors ist mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden. Der dritte Knoten des vierten Transistors ist mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden.
Die Stromabfühlschaltung umfasst einen fünften Transistor, eine vierte Stromquelle und eine Verstärkerschaltung. Der fünfte Transistor besitzt einen ersten, zweiten und dritten Knoten, wobei der erste Knoten mit dem dritten Knoten verbunden ist. Die vierte Stromquelle ist mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden. Die Verstärkerschaltung weist einen ersten Eingang, einen zweiten Eingang und einen Ausgang auf. Der erste Eingang ist mit dem dritten Knoten des dritten Transistors verbunden. Der zweite Eingang ist mit dem dritten Knoten des fünfte Transistors verbunden. Die Verstärkerschaltung ist mit der dritten Stromquelle verbunden.
Die Vormagnetisierungsschaltungen der vorliegenden Erfindung können Teil einer MR/AE-Schaltung sein, die wiederum Teil eines Plattenlaufwerks ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun ausschließlich zu Beispielzwecken mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1(a) die physikalische Beziehung zwischen den verschiedenen Widerständen zeigt, die den MR-Kopf-Gesamtwiderstand R_H bilden;
1(b) eine schematische Darstellung eines elektrischen Modells eines Widerstands R_H zeigt;
2(a) und 2(b) beispielhafte Vormagnetisierungsbedingungen für verschiedene Sensorwiderstände R_H für einen MR-Kopf bei einem herkömmlichen Ansatz des konstanten Vormagnetisierungsstroms I_B zeigen;
2(c) und 2(d) beispielhafte Vormagnetisierungsbedingungen für verschiedene Sensorwiderstände R_H für einen MR-Kopf bei einem herkömmlichen Ansatz der konstanten Vormagnetisierungsspannung V_H zeigen;
3(a) und 3(b) beispielhafte Vormagnetisierungsbedingungen für einen variierenden Sensorwiderstand R_H für einen Ansatz der konstanten Vormagnetisierungsenergie P_B gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
4(a) ein schematisches Blockdiagramm eines MR-Kopfs zeigt, der mit einem Armelektronikmodul verbunden ist;
4(b) eine Ersatzschaltung für einen MR-Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4(c) und 4(d) Ersatzschaltungen für eine Vormagnetisierungsspannungsquelle V_S mit einem negativen Eingangswiderstand zeigen;
5(a)–5(c) schematische Blockdiagramme von Ersatzschaltungen für die Vormagnetisierungsschaltung der 4(d) zeigen:
6(a) und 6(b) beispielhafte Vormagnetisierungsbedingungen für einem MR-Kopf für einen Vormagnetisierungsansatz des konstanten Sensortemperaturanstiegs zeigen;
7(a) theoretische Vormagnetisierungsbedingungen zeigen, um eine konstante, wirksame, magnetische Vormagnetisierung zu erreichen;
7(b) und 7(c) Vormagnetisierungsbedingungen für eine praktische Annäherung zur Erreichung einer konstanten, wirksamen, magnetischen Vormagnetisierung zeigen;
8(a) und 8(b) schematische Blockdiagramme zeigen, um das allgemeine Konzept einer konstanten MR-Kopf-Energievormagnetisierung entsprechend der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen;
9 ein schematisches Blockdiagramm einer Vormagnetisierungsschaltung zeigt, das eine konstante Vormagnetisierungsenergieschaltung für einen MR-Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung bereitstellt;
10(a) ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung zeigt, die eine konstante Spannungsvormagnetisierung für den Sensorwiderstand eines MR-Kopfs bereitstellt;
10(b) eine Netzwerkersatzschaltung für das schematische Blockdiagramm der 10(a) zeigt;
11 ein alternatives schematisches Blockdiagramm einer Schaltung zeigt, die eine konstante Spannung am Sensorwiderstandsabschnitts eines MR-Kopfs bereitstellt;
12 ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Schaltung zeigt, die eine konstante Spannung am Sensorwiderstandsabschnitt eines MR-Kopfs bereitstellt;
13 ein schematisches Blockdiagramm eines Eingangsabschnitts für eine Eintakt-MR-Vorverstärkerschaltung unter Verwendung einer Sensorvormagnetisierung zeigt;
14 ein anderes schematisches Blockdiagramm einer Eingangsstufe einer Eintakt-MR-Vorverstärkerschaltung unter Verwendung von Sensorvormagnetisierung zeigt;
15 ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung zeigt, die eine konstante, wirksame, magnetische Vormagnetisierung für einen MR-Kopf bereitstellt; und
16(a) und 16(b) die Kopf-Vormagnetisierungsbedingungen für eine konstante, wirksame, magnetische Vormagnetisierung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein MR-Kopf-Vormagnetisierungs-Schema bereit, das die physikalischen Variationen von Kopf zu Kopf innerhalb der Herstellungstoleranzen des Kopfs unter Verwendung eines von fünf mit einander in Beziehung stehenden Ansätzen kompensiert. Der erste Ansatz besteht darin, einen MR-Kopf elektrisch vorzumagnetisieren, so dass der (elektrische) Energieverbrauch im Kopf von Kopf zu Kopf konstant gehalten wird, ungeachtet der Variationen des Kopf-Gesamtwiderstands R_H aufgrund der Herstellungstoleranzen. Dies wird dadurch erreicht, dass das Produkt der Gleichspannung am Kopf V_H und der Gleichstrom durch den Kopf I_H konstant sind, d.h. VHIH = PB = a konstant (5)worin P_B die Vormagnetisierungsenergie ist.
Die 3(a) und 3(b) zeigen beispielhafte Vormagnetisierungsbedingungen für variierende Kopf-Gesamtwiderstände R_H für einen Ansatz der konstanten Vormagnetisierungsenergie P_B gemäß der Erfindung. 3(a) zeigt Variationen des Kopfstroms I_H für Variationen im Kopf-Gesamtwiderstand R_H für eine konstante Vormagne tisierung P_B. 3(b) zeigt entsprechende Variationen der Spannung am Kopf V_H für Variationen des Kopf-Gesamtwiderstands R_H für dieselbe konstante Vormagnetisierung P_B. Ein Vorteil des Schemas einer konstanten Vormagnetisierungsenergie gegenüber einem Ansatz der herkömmlichen konstanten Vormagnetisierungsspannung besteht darin, dass ein durch größere Sensorhöhen hervorgerufener Anstieg des Kopfstroms I_H mit einem Schema der konstanten Vormagnetisierungsenergie weniger dramatisch ist. Zusätzlich dazu ist eine konstante Energievormagnetisierungstechnik nützlich, eine magnetische Unter-Vormagnetisierung von Köpfen mit geringen Sensorhöhen (hoher R_H) aufgrund eines Entmagnetisierungseffekt des Sensors zu verhindern. Dies ist darin begründet, dass die Kopfspannung V_H für eine konstante P_B-Vormagnetisierung nicht konstant bleibt, sondern sich für Köpfe mit höherem Widerstand geringfügig erhöht.
Ein zweiter Ansatz der Vormagnetisierung der vorliegenden Erfindung ist ein Schema der konstanten MR-Sensorstromdichte. Mit dieser Vormagnetisierungstechnik wird die Stromdichte J_S im MR-Sensor konstant gehalten. Dies ermöglicht den Betrieb aller MR-Sensoren in einem Produkt so nahe an den Grenzen der Elektromigration, wie dies nur möglich ist. Die Elektromigration hängt von der Stromdichte ab.
worin

ρ: = spezifischer Widerstand des Sensors,
l: = Sensorlänge,
h: = Sensorhöhe,
t: = Sensordicke,
V_S: = Spannung am Sensor, d.h. an dem Abschnitt des MR-Kopfs, der dem Widerstand R_S entspricht und auf die Magnetdaten responsiv ist, und
I_S: = der Strom durch den Sensor (was dem Strom durch den gesamten MR-Kopf I_H entspricht).

Der Sensorwiderstand ist durch die folgende Gleichung
gegeben.
Der (elektrische) Energieverbrauch im Sensor beträgt somit: PS = J2S ρ ~lth (8)
Der Temperaturanstieg ΔT_S des Sensors aufgrund des elektrischen Energieverbrauchs ist ΔTS = PS × Rthermisch (9)worin R_thermisch der Wärmewiderstand des Sensors gegenüber der Umgebung ist.
Der Sensor wird durch Hitze gekühlt, die vom Sensor weg durch die zweiseitigen Flächen, die den Schirmen gegenüberliegen, hindurch diffundiert. Der Wärmewiderstand, der sich aus dieser Vorderseitenkühlung ergibt, ist umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h. Ein weiterer Kühlmechanismus erfolgt mittels Hitzediffusion in die Zuleitungsdrähte des Sensors. Der mit diesem Kühlmechanismus assoziierte Wärmewiderstand ist ebenfalls umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h. Somit ist der Gesamtwärmewiderstand R_thermisch in der Gleichung 9 umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h.
worin K eine beliebige Konstante ist. Somit ist ΔTS = J2S ρltK (11) nicht mehr länger eine Funktion der Sensorhöhe h. Daraus ergibt sich, dass alle MR-Sensoren in einem Produkt beim selben Temperaturanstieg ΔT_S über Umgebungstemperatur betrieben werden, wenn die Vormagnetisierungsschaltung eines MR-Sensors so konfiguriert ist, dass sie bei einer konstanten Stromdichte J_S vormagnetisiert.
Ein dritter Vormagnetisierungsansatz stellt eine konstante MR-Sensor-Vormagnetisierungsspannung V_S bereit. Für dieses Schema wird die Spannung V_S am Sensor, d.h. an dem Abschnitt des MR-Kopfs, der dem Widerstand R_S entspricht und auf die Magnetdaten responsiv ist, für alle MR-Köpfe in einem Produkt konstant gehalten.
Ein Umformen der Gleichung (12) mit:
führt zu
Es folgt auch, dass für die konstante Sensorspannungs-Vormagnetisierung der Temperaturanstieg des Sensors für alle Sensoren in einem Produkt gleich ist.
Bei
ist die Stromdichte des Sensors J_S JS = VS/ρl. (15)
Somit wird, wenn V_S für alle Köpfe innerhalb eines Produkts konstant gehalten wird, auch J_S für Köpfe innerhalb des Produkts konstant gehalten. Somit sind das Schema der konstanten MR-Sensor-Stromdichtenvormagnetisierung und das Schema der konstanten MR-Sensor-Vormagnetisierungsspannung identisch. Es ist anzumerken, dass die konstante Spannungsvormagnetisierung eines MR-Sensors nicht dieselbe wie die herkömmliche konstante Spannungsvormagnetisierung eines gesamten MR-Kopfs ist, welche die Vorteile eines konstanten Temperaturanstiegs und einer konstanten Stromdichte nicht erzeugt.
Ein vierter Ansatz der vorliegenden Erfindung der MR-Sensor-Vormagnetisierung ist ein Schema einer konstanten MR-Sensor-Temperaturanstiegs-Vormagnetisierung. Diese Technik der MR-Sensor-Vormagnetisierung führt zum selben Temperaturanstieg des Sensors (der sich aus dem Verbrauch der elektrischen Vormagnetisierungsenergie im Sensor ergibt) aller Köpfe in einem Produkt. Natürlich ist dieser Ansatz der Vormagnetisierung der gleiche wie die vorherigen Ansätze der Vormagnetisierung. Da die Vormagnetisierung mittels konstantem Sensor-Temperaturanstieg, Vormagnetisierung durch konstante Sensor-Stromdichte sowie Vormagnetisierung durch konstante Sensor-Vormagnetisierungsspannung alle von der Sensorhöhe h unabhängig sind, können diese drei Ansätze der Vormagnetisierung als ein und derselbe Fall behandelt werden. Da RH = RL + RI + RS (16)und Rf RS ∝ 1/h, (17)erzeugt auch eine konstante Spannungsvormagnetisierung am vorderen Zuleitungswiderstand R_f und am Sensorwiderstand R_S, d.h. an R_f + R_S, eine konstante Stromdichte im Sensor und liefert einen konstanten Temperaturanstieg für alle Sensoren in einem Produkt, ungeachtet dabei der Sensorhöhe h. Somit kann ein konstanter Temperaturanstieg im Prinzip erhalten werden, wie dies durch die schematischen Blockdiagramme der 4(a) bis 4(d) dargestellt ist.
4(a) zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines MR-Kopfs, eines AE-Moduls und von Drähten W, die zwischen dem MR-Kopf und dem AE-Modul angeschlossen sind. 4(b) zeigt eine Ersatzschaltung für einen MR-Kopf mit Zuleitungen und Drähten. Der MR-Kopf "sieht" eine Vormagnetisierungsspannungsquelle mit einem negativen Eingangswiderstand an den Eingangsanschlüssen des AE-Moduls. 4(c) zeigt eine Ersatzvormagnetisierungsschaltung, worin eine Spannung V_S am Sensorwiderstand R_S des MR-Sensors entsteht. 4(d) zeigt eine Ersatzvormagnetisierungsschaltung, worin eine Spannung V_B am Sensorwiderstand R_S und dem vorderen Zuleitungswiderstand R_f entsteht. Die in 4(c) dargestellte Ersatzschaltung, worin der Eingangswiderstand –(R_f + R_L) ist, ist relativ schwierig in die Praxis umzusetzen, da R_F ∝ 1/h und abhängig von jedem einzelnen Kopf ist. R_L ist im Gegensatz dazu relativ konstant. Daraus ergibt sich, dass die in 4(d) dargestellte Ersatzschaltung mit einer Vormagnetisierungsspannung V_S und einem Eingangswiderstand –R_L die bevorzugte Implementierung für eine Vormagnetisierungsschaltung ist, welche die Vormagnetisierung für das zweite, dritte und vierte Vormagnetisierungsschema der vorliegenden Erfindung bereitstellt. Der negative Widerstand –R_L der Ersatzschaltung in 4(d) hebt den R_L der MR-Kopf-Drähte und -Zuleitungen auf und legt wirksam die Vormagnetisierungsspannung V_S an R_S + R_F an den MR-Kopf an.
Die 5(a)–5(c) sind Ersatzschaltungsmodelle für die Schaltung der 4(d). In 5(c) führen die Stromquelle I und die negative Eingangsimpedanz –R_L zu einer konstanten Vormagnetisierungsspannung V_B an (R_S + R_f) des MR-Kopfs, wie in 4(b) dargestellt, wenn I = V_B/R_L. Die 6(a) und 6(b) zeigen Beispiele für Vormagnetisierungsbedingungen für ein Schema der konstanten Temperaturanstiegs-Vormagnetisierung. In 6(a) ist der Sensorstrom I_H für den variierenden MR-Kopf-Gesamtwiderstand R_H für eine Vormagnetisierung durch konstanten Sensor-Temperaturanstieg dargestellt. 6(b) zeigt ein Diagramm der Kopf-Vormagneti sierungsspannung V_H für einen variierenden MR-Kopf-Widerstand R_H unter denselben Bedingungen. Die Kurven der 6(a) und 6(b) werden durch IH = VBI(RS + Rf) (18)und VH = VB + IHRL (19)beschrieben.
Die durch eine konstante Stromdichte J_S in einem Sensor verursachte wirksame, magnetische Vormagnetisierung wird schrittweise kleiner, wenn die Sensorhöhe aufgrund eines Entmagnetisierungseffekts auf den Ober- und Unterkanten des Sensors abnimmt. Um eine konstante, wirksame, magnetische Vormagnetisierung in Sensoren mit einer relativ geringeren Höhe zu erhalten, stellt ein fünfter Vormagnetisierungsansatz gemäß der vorliegenden Erfindung eine schrittweise größere Stromdichte J_S bereit und ist durch die folgende polynominale Annäherung gegeben:
7(a) zeigt eine theoretische Kurve für J_S. Die 7(b) und 7(c) zeigen Vormagnetisierungsbedingungen, die eine praktische Annäherung für eine Vormagnetisierung mittels konstanter Stromdichte J_S für ein fünftes Vormagnetisierungsschema der vorliegenden Erfindung bereitstellen. Unterhalb eines Kopf-Widerstands R_H0, der einer Sensorhöhe h₀ entspricht, wird ein Kopf mit einer konstanten Vormagnetisierungsspannung vormagnetisiert, wodurch sich eine konstante Stromdichte J_S ergibt. Oberhalb des Widerstands R_H0 wird ein Kopf mit einem konstanten Strom I_S vormagnetisiert, was zu einem Anstieg der Sensorstromdichte führt, die umgekehrt proportional zur Sensorhöhe h und proportional zum Sensorwiderstand R_S ist.
Die 8(a) und 8(b) zeigen schematische Blockdiagramme, um das allgemeine Konzept des konstanten MR-Kopf-Energievormagnetisierungs-Schemas gemäß der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Jede in den 8(a) und 8(b) dargestellte elektronische Schaltung umfasst eine Vervielfacher-Vorrichtung 81, z.B. einen allgemein bekannten Transkonduktanz-Vervielfacher, mit einem ersten Eingangssignal, das proportional zu I_B ist, und einem zweiten Eingangssignal, das proportional zu V_H ist. I_B und V_S sind Signale, die an den Eingangsanschlüssen eines AE-Moduls verfügbar sind. Der Produktsignalausgang 82 vom Vervielfacher 81 wird durch einen Komparator 83 mit einem Referenzsignal 84 verglichen. Das Signal 84 ist proportional zur erwünschten Vormagnetisierungsenergie P_B, die vom MR-Kopf-Widerstand R_H verbraucht wird. Der Komparator 83 gibt ein Steuersignal 85 aus, das proportional zur Differenz des Produktssignals 82 und des Referenzsignals 84 ist und zur Steuerung des Vormagnetisierungsstroms I_B (8(a)) oder zur Steuerung der Kopfspannung V_H (8(b)) verwendet wird, so dass das Produkt I_BV_H konstant ist. In 8(a) ist die gesteuerte Variable I_B, und die Variable V_H ist automatisch mit I_B durch die Gleichung V_H = R_HI_B verknüpft. Der Kopf-Widerstand R_f muss kein bekannter Wert sein, d.h. er kann von Kopf zu Kopf variieren. Für die 8(b) ist die gesteuerte Variable V_H, und die Variable I_B ist mit V_H verknüpft.
9 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vormagnetisierungsschaltung 900, die einem MR-Kopf eine konstante Vormagnetisierungsenergie bereitstellt. Die Vormagnetisierungsschaltung 900 umfasst eine durch den Verstärker 901, den Transistor 902 und den Widerstand 903 gebildete Stromsenke. Der Ausgangsstrom der Stromsenke ist proportional zur Kopfspannung V_H. Wie dargestellt, ist der Ausgang des Verstärkers 901 mit der Basis des Transistors 902 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 902 ist mit dem invertierenden Ausgang des Verstärkers 901 und mit einer ersten Energiequelle V_S1 durch den Widerstand 903 gekoppelt. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 901 ist mit dem Eingangsanschluss 904 der Vormagnetisierungsschaltung 900 verbunden. Der Eingangsanschluss 905 der Schaltung 900 ist mit der Spannungsquelle VS1 gekoppelt. Der MR-Kopf (R_H) ist über die Eingangsanschlüsse 904 und 905 verbunden. Somit ist die Höhe der Spannung V_H, die an R_H auftritt, an der Stromsenke angeschlossen und steuert die Höhe des Kollektorstroms des Transistors 902.
Die Transistoren 906 und 907 sind verbunden, um einen ersten Differentialverstärker zu bilden, d.h. die Emitter der Transistoren 906 und 907 sind miteinander verbunden und mit dem Kollektor des Transistors 902 gekoppelt. Die Basen der Transistoren 906 und 907 sind mit den gegenüberliegenden Seiten eines Widerstands 917 gekoppelt. Der Widerstand 917 ist so verbunden, dass der durch den Widerstand 917 fließende Strom der Vormagnetisierungsstrom I_B ist, der durch den Anschluss 904 und durch R_H fließt. Der Kollektor des Transistors 906 ist mit einer zweiten Spannungsquelle V_S2 durch den Widerstand 908 verbunden. Der Differentialkollektorstrom der Transistoren 906 und 907 ist proportional zu I_BV_H.
Ein zweiter Differentialverstärker wird durch die Transistoren 910 und 911 sowie die Stromquelle 913 gebildet. Die Emitter der Transistoren 910 und 911 sind miteinander verbunden und mit einem Anschluss der Stromquelle 913 gekoppelt. Der andere Anschluss der Stromquelle 913 ist mit der ersten Spannungsquelle V_S1 verbunden. Die Stromquelle 913 gibt Strom I₃ aus, der zur Vormagnetisierung der Transistoren 910 und 911 verwendet wird. Der Kollektor des Transistors 910 ist mit dem Kollektor des Transistors 906 verbunden, und der Kollektor des Transistors 911 ist mit dem Kollektor des Transistors 907 verbunden. Eine Referenzspannung V_ref, die eine Höhe aufweist, die proportional zur erwünschten Vormagnetisierungsleistung P_B ist, wird zwischen den Basen der Transistoren 910 und 911 angelegt, wodurch ein konstanter Differentialstrom an den Kollektoren der Transistoren 910 und 911 entsteht, der vom Differentialstromausgang der Transistoren 906 und 907 abzuziehen ist. Die konstante Menge kann durch Variation von V_ref variiert werden. Während 9 zeigt, dass V_ref extern an die Schaltung 900 angelegt wird, kann V_ref alternativ dazu so konfiguriert werden, dass sie eine konstante Höhe aufweist, d.h. sie wird innen an die Schaltung angelegt, und I₃ kann so konfiguriert werden, dass er extern in Proportion zur erwünschten Vormagnetisierungsleistung P_B variiert werden kann, um so eine breite Reihe an Produkten mit verschiedenen P_B-Erfordernissen abzudecken.
Der Kollektor des Transistors 906 ist mit dem invertierenden Eingang mit einem Steuerverstärker 914 gekoppelt, und der Kollektor des Transistors 907 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Steuerverstärkers 914 gekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 914 steuert eine Stromquelle, die durch den Transistor 916 und den Widerstand 915 gebildet wird. Der Transistor 916 und der Widerstand 915 erzeugen Vormagnetisierungsstrom I_B, der durch den Widerstand 917 und durch den Kopf-Widerstand R_H fließt. Mit dem Widerstand 917 << kT/qI_B und V_ref << kT/q folgt:
worin R₁ und R₅ der Widerstand der Widerstände 903 bzw. 917 sind.
Für einen Ansatz einer konstanten MR-Sensor-Vormagnetisierungsspannung wird nur der Widerstand R_S des MR-Kopf-Gesamtwiderstands R_H mit einer konstanten Spannung vormagnetisiert. Wie oben gezeigt wurde, erreicht dieses Vormagnetisierungsschema zusätzlich zu einem konstanten Temperaturanstieg des Sensors über Umgebungstemperatur auch eine konstante Stromdichte J_S im Sensor. Wie durch die 4(a)–4(d) dargestellt ist, kann eine konstante Sensor-Vormagnetisierung implementiert werden, indem der Nicht-Sensorwiderstands-Teil des Kopf-Widerstands, d.h. der Zuleitungswiderstand R_L und der vordere Zuleitungswiderstand R_f, kompensiert wird, oder indem, noch leichter, nur der Zuleitungswiderstrand R_L kompensiert wird (siehe 4(d)). Eine einfache und elegante Weise dafür ist in den 10(a) und 10(b) dargestellt. 10(a) zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung 1000, die eine konstante Sensor-Spannungsvormagnetisierung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitstellt, und 10(b) zeigt eine Netzwerkersatzschaltung 1010 für das schematische Blockdiagramm der 10(a).
In 10(a) wird die Netzwerkersatzschaltung 1010 der 10(b), die einen negativen Eingangswiderstand –R_L mit einer Spannungsquelle V₃ aufweist, durch eine brückenähnliche Schaltung 1000 gebildet. Die Schaltung 1000 umfasst einen Verstärker 1002, der eine Spannungsdifferenz zwischen dem Kopf-Gesamtwiderstand R_H und der Modell- oder Ersatzschaltung 1001 für den MR-Wandler abfühlt, d.h. eine Schaltung mit einem NR_L in Serie. Der Verstärker 1002 stellt zwei Stromquellen 1003 und 1004 ein, bis die am Eingang zum Verstärker 1002 abgefühlte Spannungsdiffe renz gleich null ist. Vorzugsweise führt die Stromquelle 1003 Strom I_B und die Stromquelle 1004 Strom I_B/N zu, worin N so gewählt ist, dass es aus Energiespargründen größer als 1 ist. N kann aber auch unter einem anderen Hinblick ausgewählt werden. Praktische Werte für N liegen im Bereich von 5 bis 20.
11 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung 1100, die eine konstante Spannung V_B am Sensorwiderstandabschnitt R_S eines MR-Kopfs bereitstellt. Die Schaltung 1100 umfasst einen Transistor 1101, der als ein Emitterfolger verbunden ist. Die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 1101 wird durch die Basis-Emitter-Spannung des Transistors 1102 aufgehoben, die aus Energiespargründen eine Fläche aufweist, die vorzugsweise N-mal kleiner als der T₁-Transistor 1101 ist. Der Widerstand NR₁ der Ersatzschaltung 1001 wird dementsprechend nach N skaliert. Der Transistor 1101 ist vorzugsweise der Eingangstransistor des Readback-Verstärkers eines AE-Moduls. Obwohl dies nicht in 11 dargestellt ist, wird das Readback-Signal am Kollektor des Transistors 1101 detektiert. Der Kondensator 1105 ist zwischen den Basen der Transistoren 1101 und 1102 und der Spannungsquelle V_S2 verbunden, um eine Filterung bereitzustellen. NR_L und V_B können für eine größere Flexibilität außerhalb des Chips bereitgestellt werden. Ein Stromspiegel wird durch die Transistoren 1103 und 1104 gebildet und ist in einer allgemein bekannten Stromspiegelkonfiguration (Doppel-FET-Spiegel etc.) verbunden und auch durch einen Faktor N skaliert. Dieser Stromspiegel treibt die Ströme durch die Transistoren 1101 und 1102 und auch durch R_H und das durch N zu skalierende Modell 1001.
12 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Schaltung 1200, die eine konstante Spannung V_B am Abschnitt des Sensorwiderstands R_S eines MR-Kopfs bereitstellt. Die Schaltung 1200 ist so konfiguriert, dass sie ein MR-Kopf-Readback-Signal direkt von der MR-Kopf-Signalspannung detektiert. Die Schaltung 1200 umfasst eine MR-Ersatzschaltung 1001. Der Verstärker 1201 ist verbunden, um eine Spannungsdifferenz zwischen der am MR-Kopf auftretenden Spannung Vh und der an der Ersatzschaltung 1001 auftretenden Spannung zu detektieren. In dieser Hinsicht ist der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 1201 mit dem MR-Kopf gekoppelt, während der invertierende Eingang des Verstärkers 1201 mit der Ersatzschaltung 1001 gekoppelt ist. Der Ausgang des Verstärkers 1201 ist mit den Basen der Transistoren 1202 und 1204 verbunden, die beide als steuerbare Stromquellen konfiguriert sind. Das Flächenverhältnis des Transistors 1201 zum Transistor 1204 beträgt aus Energiespargründen vorzugsweise N:1, kann aber auch unter Berücksichtigung anderer Gründe gewählt werden. Der Kondensator 1206 ist zwischen dem Ausgang des Verstärkers 1201 und einer Energieversorgungsspannung V_S2 gekoppelt, um den Steuersignalausgang vom Verstärker 1201 zu filtern.
Der Emitter des Transistors 1202 ist mit der Energieversorgungsspannung V_S2 durch den Widerstand 1203 gekoppelt. Ähnlich ist der Emitter des Transistors 1204 mit der Versorgungsspannung V_S2 durch den Widerstand 1205 gekoppelt. Der Kollektor des Transistors 1202 ist mit dem MR-Kopf gekoppelt, während der Kollektor des Transistors 1204 mit der Ersatzschaltung 1001 durch die Dioden 1208 und 1209 gekoppelt ist. Der Kondensator 1207 ist mit dem Kollektor des Transistors 1204 zu Filterzwecken verbunden.
Die Schaltung 1200 umfasst einen Ausgangsabschnitt, der durch die Transistoren 1211 und 1212 gebildet wird. Die Basis des Transistors 1212 ist mit dem Kollektor des Transistors 1202 gekoppelt. Ähnlich ist die Basis des Transistors 1211 mit dem Kollektor des Transistors 1204 gekoppelt. Der Kollektor des Transistors 1211 ist mit der Energieversorgung V_S2 durch den Widerstand 1210 gekoppelt. Das detektierte Readback-Signal vom MR-Kopf wird am Widerstand 1210 zwischen den Anschlüssen 1213 und 1214 erzeugt.
13 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Eingangsabschnittsschaltung 1300 für einen Eintakt-MR-Vorverstärker unter Verwendung einer Sensorvormagnetisierung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung 1300 umfasst eine Schaltung 1100, die in 11 dargestellt ist. Zusätzlich dazu ist eine Stromquelle 1304 mit einem Strom I_comp, der gleich 2I_B/β ist, worin β die Stromverstärkung des Transistors 1103 ist, zwischen einer Spannungsquelle V_S2 (+5 V z.B.) und den Basen der Transistoren 1103 und 1104 verbunden. Das MR-Kopfsignal V_OUT ist zwischen den An schlüssen 1310 und 1311 verfügbar und kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden:
Eine Stromquelle, die einen Verstärker 1305, einen Kondensator 1306, eine Kompensationsdiode 1307, einen Widerstand 1308 und einen Transistor 1309 enthält, wird verwendet, um einen Teil des Vormagnetisierungsstroms I_B um den Widerstand 1303 abzuführen, so dass der Widerstand 1303 einen größeren Widerstandswert aufweisen kann, so z.B. 450 Ohm, um eine größere Verstärkung ohne Belastung des Transistors bereitzustellen. Für einen Widerstandswert von 450 Ohm für den Widerstand 1303 sollte der Widerstand 1308 vorzugsweise einen Widerstandswert von 194 Ohm aufweisen, so dass 70 % von I_B durch den Transistor 1308 getrieben werden. Vorzugsweise ist der Kondensator 1306 470 pF. Um den Strom durch den Widerstand 1303 zu spiegeln, was z.B. 30 % des Vormagnetisierungsstroms I_B sind, wird eine Seriendiode 1301 (selbstvormagnetisierter Transistor) mit dem Transistor 1302 verwendet. Diese Konfiguration der Schaltung kann aber trotz der Kompensationsdiode 1307 in der abgeführten Stromquelle zu einer Signalverzerrung, zu einem Offset etc. führen.
Die mit der Signalverzerrung in Zusammenhang stehenden Probleme der Schaltung 1300 werden durch die Schaltung 1400 verhindert, wie in 14 dargestellt ist. Die Schaltung 1400 ist ein Eingangsabschnitt eines Eintakt-MR-Vorverstärkers unter Verwendung von Sensorvormagnetisierung und umfasst die Schaltung 1100 (11) sowie die Abführ-Stromquelle (Schaltung 1300). Für die Schaltung 1400 wurden aber die Dioden 1301 und 1307 der Schaltung 1300 eliminiert. Die Widerstände 1303 und 1308 sind so gewählt, dass sie gleich sind, z.B. 450 Ohm, sodass 50 % von I_B durch den Transistor 1103 und 50 % durch den Transistor 1309 fließen. Ein Verstärker 1401 ist mit den Emittern des durch die Transistoren 1103 und 1104 gebildeten Stromspiegels gekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 1401 ist mit dem Gate eines Transistors 1404 gekoppelt. Die Quelle des Transistors 1404 ist mit der Spannungsquelle V_S2 durch den Widerstand 1403 gekoppelt. Der Drain des Transistors 1404 ist mit dem Kollektor des Transistors 1104 gekoppelt. Der Kondensator 1402 wird zu Filterzwecken verwendet.
In der Schaltung 1400 wird die Höhe des Kompensationsstroms im rechtesten vertikalen Zweig, der die Kopfersatzschaltung 1001 enthält, vom Basis-Emitter des Kaskodentransistors 1103 über dem Eingangstransistor 1101 abgeleitet. Der Verstärker 1401 steuert die FET-Stromquelle, d.h. den Transistor 1404, so dass der Kompensationsstrom im rechtesten Zweig z.B. ein Zehntel des Eingangs-Vormagnetisierungsstroms I_B durch den MR-Kopf ist.
Im Schema der vorliegenden Erfindung der konstanten, wirksamen, magnetischen Vormagnetisierung wird ein MR-Sensor mit einer relativ geringeren Sensorhöhe bei einer höheren Stromdichte vormagnetisiert, als dies durch das zweite, dritte oder vierte Vormagnetisierungsschema der vorliegenden Erfindung möglich wäre. Die Idealkurve für eine steigende Stromdichte ist schwierig zu realisieren (7(a)), somit wird die Annäherung der 7(b) durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt. Die Näherung realisiert die konstante Spannungsvormagnetisierung für geringe Widerstandsköpfe (7(b)) und konstante Stromvormagnetisierung für höhere Widerstandsköpfe (7(c)). Die Überkreuzungsstelle zwischen konstanter V_B und konstantem I_B liegt zwischen dem minimalen Kopf-Widerstand R_Hmin und dem maximalen Kopf-Widerstand R_Hmax, wie dies in einem Produkt der Fall ist, und entspricht einer gegebenen Sensorhöhe h₀.
13 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung 1500, die eine konstante, wirksame, magnetische Vormagnetisierung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitstellt. Die Schaltung 1500 umfasst die Schaltung 1100 der 11. Die Schaltung 1500 stellt eine konstante Sensorspannung für relativ geringe R_H-Werte bereit, für welche der Kopf-Vormagnetisierungsstrom durch R_H und den Transistor 1101 ausreichend groß ist, um eine steuerbare Stromquelle, die durch den Transistor 1502 und den Widerstand 1503 gebildet wird, abzuschalten. Für einen relativ höheren Wert des Kopf-Widerstands R_H wird der Vormagnetisierungsstrom I_B ausrei chend klein, sodass der Verstärker 1501, der den Spannungsabfall am Transistor 1504 mit dem Spannungsabfall am Transistor 1103 (beide sind so dargestellt, dass sie als Dioden verbunden sind) vergleicht, eine Durchlassspannung an die Basis des Transistors 1502 anlegt. Der Transistor schaltet dementsprechend ein, und die Schaltung 1500 führt eine konstante Stromvormagnetisierung zum MR-Kopf zu. Die 16(a) und 16(b) zeigen beispielhafte Bedingungen der MR-Kopf-Vormagnetisierung für die konstante, wirksame, magnetische Vormagnetisierungsschaltung 1500. Die Überkreuzungsstelle wird durch den Wert des (Referenz-) Stroms I_B und das Flächenverhältnis N des Transistors bestimmt.
Somit wird für den Kopf-Widerstand R_H, der ausreichend groß ist, sodass IB > VBI(RH – RI) (23)ist, der Kopf-Vormagnetisierungsstrom I_B konstant auf dem Wert I_B = NI₀ gehalten.
Für niedrigere Werte des Kopf-Widerstands R_H wird der Vormagnetisierungsstrom I_B durch IB = VBI(RH – RI) (24)bestimmt.
Die Überkreuzungsstelle tritt am Wert von R_H auf, der durch
gegeben ist, und kann an einer beliebigen Stelle innerhalb des Produktkopf-Widerstandsintervall Rhmin ≤ Rh0 ≤ Rhmax (26) lokalisiert werden.
Alle offenbarten Ausführungsformen und Konfigurationen der Vormagnetisierungsschaltung der vorliegenden Erfindung können als Teil eines Schaltkreises in einem MR/AE-Modul ausgeführt werden, das Teil eines Plattenlaufwerks ist.

Claims

Schaltung zur Vormagnetisierung eines Magneto-Widerstands-(MR-) Wandlers, wobei der MR-Wandler einen Sensorabschnitt mit einem Sensorwiderstand R_S, einen Zuleitungsabschnitt mit einem Zuleitungswiderstand R_L und einen vorderen Zuleitungsabschnitt mit einem vorderen Zuleitungswiderstand R_f umfasst, wobei die Vormagnetisierungsschaltung Folgendes umfasst: eine Wandlerersatzschaltung; eine Differenzabfühlschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang, wobei der erste Eingang mit dem MR-Wandler verbunden ist und der zweite Eingang mit der Wandlerersatzschaltung (1001) verbunden ist, wobei die Differenzabfühlschaltung (1002) die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang abfühlt; eine erste Stromquelle (1003), die auf die Differenzabfühlschaltung (1002) responsiv ist, indem sie einen Vormagnetisierungsstrom I_B für den MR-Wandler erzeugt; und eine zweite Stromquelle (1004), die auf die Differenzabfühlschaltung (1002) responsiv ist, indem sie einen Steuerstrom erzeugt, der mit der Wandlerersatzschaltung (1001) gekoppelt ist, wobei der Steuerstrom proportional zum MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B ist, sodass der durch den MR-Wandler fließende Vormagnetisierungsstrom I_B eine vorbestimmte effektive Vormagnetisierung V_B des Sensorabschnitts des MR-Wandlers bewirkt.
Schaltung nach Anspruch 1, worin die Schaltung Teil einer MR-Kopf-/-Armelektronikschaltung ist.
Schaltung nach Anspruch 1, weiters umfassend: eine Stromabfühlschaltung (1305), die den Vormagnetisierungsstrom I_B abfühlt, der von der ersten Stromquelle (1003) für die vorbestimmte effektive Vormagnetisierung des Sensorabschnitts des MR-Wandlers erzeugt wird; und eine dritte Stromquelle (1307, 1308, 1309), die auf die Stromabfühlschaltung responsiv ist, indem sie einen Ausgangsstrom erzeugt, wenn der von der ersten Stromquelle für die vorbestimmte effektive Vormagnetisierung des Sensorabschnitts des MR-Wandlers erzeugte Vormagnetisierungsstrom I_B unter einem vorbestimmten Sensorvormagnetisierungsstrom liegt, wobei der von der dritten Stromquelle erzeugte Ausgangsstrom mit der Wandlerersatzschaltung (1001) gekoppelt ist und mit dem von der zweiten Stromquelle (1103) erzeugten Steuerstrom kombiniert wird, um einen kombinierten Steuerstrom zu ergeben, wobei der kombinierte Steuerstrom so vom MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B abhängt, dass ein vorbestimmter MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B durch den MR-Wandler fließt, der die vorbestimmte effektive Vormagnetisierung des Sensorabschnitts des MR-Wandlers bewirkt.
Schaltung nach Anspruch 3, worin die Differenzabfühlschaltung (1002) einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, einem zweiten und einen dritten Knoten umfasst, wobei der erste Knoten des ersten Transistors mit dem ersten und dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist, der zweite Knoten des ersten Transistors mit dem MR-Wandler verbunden ist und der zweite Knoten des zweiten Transistors mit der Wandlerersatzschaltung (1001) verbunden ist, und worin die erste Stromquelle einen dritten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einen dritten Knoten umfasst und die zweite Stromquelle einen vierten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einen dritten Knoten umfasst, wobei der erste und der dritte Knoten des dritten Transistors mit dem ersten Knoten des vierten Transistors verbunden sind, um einen Stromspiegel zu bilden, wobei der dritte Knoten des dritten Transistors mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden ist und der dritte Knoten des vierten Transistors mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 4, worin das Flächenverhältnis des ersten Transistors zum zweiten Transistor N:1 beträgt und das Flächenverhältnis des dritten Transistors zum vierten Transistor ebenfalls N:1 beträgt.
Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, worin die Differenzabfühlschaltung (1002) Folgendes umfasst: einen fünften Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten, wobei der erste Knoten mit dem dritten Knoten verbunden ist; eine vierte Stromquelle, die mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden ist; und eine Verstärkerschaltung mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang mit dem dritten Knoten des dritten Transistors verbunden ist, der zweite Eingang mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden ist und der Ausgang mit der dritten Stromquelle verbunden ist.
Magneto-Widerstandskopf-/-armelektronikschaltung, umfassend: einen Magneto-Widerstandswandler, wobei der Magneto-Widerstandswandler einen Gesamtwiderstand R_H aufweist, wobei der MR-Wandler-Gesamtwiderstand R_H einen Sensorwiderstand R_S, einen Zuleitungswiderstand R_L und einen vorderen Zuleitungswiderstand R_f beinhaltet; und eine Schaltung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, 5 oder 6.
Magneto-Widerstandskopf-/-armelektronikschaltung nach Anspruch 7, worin die Wandlerersatzschaltung eine Spannungsquelle und einen Eingangswiderstand umfasst, wobei die Spannungsquelle eine vorbestimmte Spannung aufweist und der Eingangswiderstand einen Widerstand aufweist, der abhängig vom Zuleitungswiderstand R_L des MR-Wandlers ist.
Schaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Schaltung Teil eines Plattenlaufwerks ist.
Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, worin die Differenzabfühlschaltung (1002) weiters einen Ausgang umfasst, worin die erste Stromquelle (1003) einen ersten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst und die zweite Stromquelle (1004) einen zweiten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst, wobei der erste Knoten des ersten Transistors und der erste Knoten des zweiten Transistors jeweils mit dem Ausgang der Differenzabfühlschaltung (1002) verbunden sind, der dritte Knoten des ersten Transistors mit dem MR-Wandler verbunden ist und der dritte Knoten des zweiten Transistors mit der MR-Wandlerersatzschaltung verbunden ist, wobei die Vormagnetisierungsschaltung zudem Folgendes umfasst: eine Ausgangsschaltung (1211, 1212) mit einem ersten und einem zweiten Eingangsknoten und einem Ausgangsknoten, wobei der erste Eingangsknoten der Ausgangsschaltung mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden ist und der zweite Eingangsknoten der Ausgangsschaltung mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, worin die Differenzabfühlschaltung (1002) einen ersten und einen zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst, wobei der erste Knoten des ersten Transistors mit dem ersten und dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist, wobei der zweite Knoten des ersten Transistors mit dem MR-Wandler verbunden ist und der zweite Knoten des zweiten Transistors mit der Wandlerersatzschaltung (1001) verbunden ist, worin die erste Stromquelle (1003) einen dritten und eine vierten Transistor mit jeweils einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst, wobei der zweite Knoten des dritten und des vierten Transistors jeweils mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden sind, und worin die zweite Stromquelle (1004) einen fünften Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst, wobei der erste Knoten des dritten Transistors mit dem ersten und dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden sind, um einen Stromspiegel zu bilden, und der zweite Knoten des fünften Transistors mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 11, worin ein Flächenverhältnis des ersten Transistors zum zweiten Transistor N:1 beträgt und das Stromverhältnis des im zweiten Knoten des vierten Transistors fließenden Stroms zu dem im zweiten Knoten des dritten Transistors fließenden Stroms zu dem im zweiten Knoten des fünften Transistors fließenden Strom K:L:1 beträgt, worin K + L gleich N ist.
Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, weiters umfassend: eine Stromabfühlschaltung (1305), die den Vormagnetisierungsstrom I_B abfühlt, der von der ersten Stromquelle (1003) erzeugt wird, damit eine vorbestimmte Vormagnetisierungsspannung V_S am Sensorwiderstand R_S auftritt; und eine dritte Stromquelle (1307, 1308, 1309), die auf die Stromabfühlschaltung responsiv ist, indem sie einen Ausgangsstrom erzeugt, wenn der von der ersten Stromquelle für die vorbestimmte Vormagnetisierungsspannung V_S erzeugte Vormagnetisierungsstrom I_B unter einem vorbestimmten Sensorvormagnetisierungsstrom liegt, wobei der von der dritten Stromquelle (1204) erzeugte Ausgangsstrom mit der Wandlerersatzschaltung (1001) gekoppelt ist und mit dem von der zweiten Stromquelle (1003) erzeugten Steuerstrom kombiniert wird, um einen kombinierten Steuerstrom zu ergeben, wobei der kombinierte Steuerstrom in einer solchen Beziehung zum MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B steht, dass ein vorbestimmter MR-Wandler-Vormagnetisierungsstrom I_B durch den Sensorwiderstand R_S fließt, der die vorbestimmte effektive Vormagnetisierung des Sensorwiderstands R_S bewirkt.
Vormagnetisierungsschaltung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 13, worin die Differenzabfühlschaltung (1002) einen ersten und einen zweiten Transistor mit jeweils einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst, wobei der erste Knoten des ersten Transistors mit dem ersten und dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist, wobei der zweite Knoten des ersten Transistors mit dem MR-Wandler verbunden ist und der zweite Knoten des zweiten Transistors mit der Wandlerersatzschaltung verbunden ist, und worin die erste Stromquelle einen dritten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst und die zweite Stromquelle einen vierten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten umfasst, wobei der erste und der dritte Knoten des dritten Transistors mit dem ersten Knoten des vierten Transistors verbunden sind, um einen Stromspiegel zu bilden, wobei der dritte Knoten des dritten Transistors mit dem dritten Knoten des ersten Transistors verbunden ist und der dritte Knoten des vierten Transistors mit dem dritten Knoten des zweiten Transistors verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 14, worin die Abfühlschaltung Folgendes umfasst: einen fünften Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Knoten, wobei der erste Knoten mit dem dritten Knoten verbunden ist; eine vierte Stromquelle, die mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden ist; und eine Verstärkerschaltung mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang mit dem dritten Knoten des dritten Transis tors verbunden ist, der zweite Eingang mit dem dritten Knoten des fünften Transistors verbunden ist und der Ausgang mit der dritten Stromquelle verbunden ist.
Magneto-Widerstandskopf-/-armelektronikschaltung, umfassend: einen Magneto-Widerstandswandler, wobei der Magneto-Widerstandswandler eine durch den Wandler fließenden Vormagnetisierungsstrom I_S und eine am Wandler auftretende Vormagnetisierungsspannung V_H aufweist; und eine Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.