JPH01146171A - データ再生装置 - Google Patents

データ再生装置

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JPH01146171A
JPH01146171A JP62305047A JP30504787A JPH01146171A JP H01146171 A JPH01146171 A JP H01146171A JP 62305047 A JP62305047 A JP 62305047A JP 30504787 A JP30504787 A JP 30504787A JP H01146171 A JPH01146171 A JP H01146171A
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signal
pll
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clock
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Naoki Ejima
直樹 江島
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Matsushita Electric Industrial Co 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、セルフ・クロック方式を用いたディジタル・
データの再生装置に関し、特に高速サーチ時におけるビ
ットレイト変動に対して安定に動作し、より高速のサー
チができるデータ再生装置に関するものである。
従来の技術 近年ディジタル記録再生技術は、広い分野に応用される
ようになり、特にディジタル・オーディオ、ディジタル
VTR等の音声9画像の分野で、めざましい発展を遂げ
ている。
その中でも、目的のデータを短時間で頭出しする高速サ
ーチ機能が実用上重要である。
たとえば、テープを用いた回転ヘッド方式のディジタル
・データ再生装置においては、テープを高速で走行させ
ると、通常走行時に比べて再生クロックのビット・レイ
トが変化するので、再生クロックで正しく入力ディジタ
ル・データを打ち抜くためには、再生クロック抽出用の
フェーズ ロンクド ル−プ(P L L : Pha
se Locked Loop )回路のキャプチャー
レンジを広くする必要があった。
なおPLL回路のキャプチャーレンジとは、PLLがフ
リーラン(ロックしていない状態)から引き込んでロッ
クできる周波数の範囲である。
また、ビット・レイトがキャプチャ・レンジを越えない
ように、ヘッド・スキャン・スピードをテープ・スピー
ドに応じて変化させて、ビット・レイト変動が少なくな
るように制御する必要があった。
以下図面を参照しながら上述した従来の再生クロック抽
出装置を回転ヘッド方式のディジタル・データ再生機に
応用した一例について説明する。
第3図は従来の再生クロック抽出装置の構成を示したも
のである。
第3図において、101はカセ7)ハーフ、102はリ
ール、103はテープ、104はシリンダ、105a、
105bはヘッド、106はヘッドアンプ、107は再
生クロック抽出用のPLL(Phase Locked
 Loop )回路、108はPLL回路から出力され
る再生クロック(′b)の周波数を検出するPLL周波
数検出部、109は目的のテープ・スピードを設定する
ためのテープスピード設定部、110はPLL周波数検
出部108から出力されるPLL周波数データ(C)、
PLL周波数検出フラグ+d)と、テープスピード設定
部109より出力されるスピードデータ(elをもとに
、目的のテープ・スピードになるように、シリンダサー
ボ111゜リールサーボ113に対して、制御パラメー
タを与えるテープスピード設定部、112はシリンダを
駆動するシリンダ・ドライバ、114はリールを駆動す
るリール・ドライバである。
以上のように構成された従来の再生クロック抽出装置の
動作を説明する。
第3図における再生クロック抽出装置は、キャプスタン
を用いずにリールの駆動のみで、テープスピードを制御
する方式を用いている。
ここで、リールの回転周波数を一定にしてテープを走行
させたときのテープスピードの変化について考えてみる
第4図は、テープがリールの駆動によって巻き取られる
様子を示したものでありr、はリールの半径、rはro
に巻き取られたテープのテープ厘分を加えた値、frは
リールの回転周波数、Vはテープスピードである。
ここで、テープ厚をT、播き始めからの時間をtとする
と V!2π (ro +r)f。
一2π (re  +r、’r、t)rrコ2π (r
e  rr+Trr2  t)   −・・−・11)
これをグラフに書くと第5図のようになる。
つまり、上記のリール駆動によるテープ走行では、時間
tとともにテープスピードが変化し、その傾きもテープ
厚によって変わるので、制御が難しい。
そこで、従来の再生クロック抽出装置においては、再生
クロックの周波数(以降PLL周波数と呼ぶ)をもとに
リールの回転周波数frを制御し、一定のテープスピー
ドが得られるようにしている。
次に、PLL周波数をもとにして、テープスピードを制
御する原理について説明する。
第6図は、テープとヘッドの相対速度を示した図である
。第6図において、400はシリンダー、401はテー
プ、vh、はヘッド・スキャン・スピード、Vtはテー
プスピード、vhlは高速走行時のテープスピード、v
hは記録時のヘッドとテープの相対速度、vh、は高速
走行時のヘッドとテープの相対速度、Vh2はvhlの
vh方向成分、θはヘッドスキャン仰角、θ1は記録さ
れたトランクの仰角、θ2は高速走行時のヘッドスキャ
ンの抑角、θ8はθ8−θ2−θ1である。
ここで記録時のテープとヘッドの相対速度はvhは下の
ように表わされる。
Vh2− (Vho−Vt)2 +2Vho vt (1−cos θ)θが十分小さい
とき Vh  61  Vho  Vt       ・+・
・+121同様にして V h I ex  V h @  V i I””・
・(3)vh、のvh方向の成分をVh2とするとVh
  =VJcos θ3 −Vh1cos  (θ2−01) これをPLL周波数f2に換算すると b ”    (Vhe−Vt+)cos(θ2−θ1)λ
5 ここでλ、は最小記録波長とする。
θが十分小さいとき、(as (θ2−01)&1、’
、 r p 61    (V h o −V t s
 )  =・=・+41λb 、’、 V t  e−t V h @−λbfp  
  ・・・・・・(5)したがって、PLL周波数f2
の値とヘッド・スキャン・スピードvh、から、テープ
の走行速度を求めることができる。そこでテープスピー
ドの制御を行ってPLL周波数(再生クロックの周波数
)を検出し、PLL周波数データ(C1とPLL周波数
が検出できたことを示すPLL周波数検出フラグTdl
をテープスピード制御部110に供給する。
テープスピード制御部110はテープスピード設定部1
09によって設定されたスピードデータ(a)によって
目的のテープスピードになったときに、PLL周波数f
pが通常再生(記録時と同じテープスピードでの再生)
時と同じ、あるいはほぼ近い値になるようにシリンダサ
ーボ111にシリンダー回転数のパラメータを与える。
またPLL周波数検出部108から供給されるPLL周
波数データ(C)をPLL周波数検出フラグ(dlが有
効なときだけ用いて、第7図で説明したアルゴリズムに
もとづいて、目的のテープスピードを得られるようなリ
ール回転周波数のパラメータをリールサーボ113に与
えテープスピードを制御して、入力ディジタル・データ
の周波数がPLL107のキャプチャ・レンジに入るよ
うにして、再生クロックを抽出する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方式では、テープ・スピード
が急激に変化する場合の追従が難しいので、急激にテー
プ・スピードを変えたい場合は、PLLのキャプチャ・
レンジを広くすることが必要であるが、PLL自体のキ
ャプチャ・レンジを広く取ろうとすると、PLLが不安
定になり、特に高速サーチ時のように入力データのエラ
ーが多い場合は、安定に再生クロックを抽出することが
難しくなる。
また今一つ重要な問題点がある。サーチ時の再生データ
は間欠的になり情報密度が低くなるので、サーチ速度に
も自ずから限界が生じる点である。
この限界はサーチの方向と速度によって第8図のように
なる。第8図は、30φの回転ヘッドを有するDATの
サーチ時にテープ上に標準速度で9秒間記録されたサブ
コードを読み取るための限界速度を示した図である。第
1象限に早送り方向(FF)のサーチ速度とピントレイ
トの関係を、第2象限に巻戻し方向(REW)のサーチ
速度とビットレイトの関係を表わしている。
第8図より明らかなことは、サーチ速度を高(するため
にはピントレイトを高くする必要があるということであ
り、通常再生時のビットレイト(9,4Mbps )の
ままではFF側、REW側とも約250倍速が限界であ
る。
したがって300倍達以上を実現するためには、サーチ
時にピントレイトを高くする必要がある。
問題点を解決するための手段 上記2つの問題点を解決するために本発明のデータ再生
装置は、再生信号のビットレイトを計測する手段と、再
生信号からクロックを抽出するりロック再生PLLと、
PLLレンジオフセット制御部からなり、複数のビット
レイト目標値を設定し、目標値によってクロック再生P
LLのフリーラン周波数を切り換えるとともに、目標値
と計測した再生信号ビットレイトとの差異に基づいて、
クロック再生PLLのキャプチャーレンジを制御するよ
うにしたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、通常再生時のビットレ
イト目標値とサーチ時のビットレイト目標値を別々に設
定することができ、それぞれの目標値に再生信号のビッ
トレイトが近づくようにテープ速度等を調整するととも
に、過渡時の誤差を計測してPLLのキャプチャーレン
ジの幅、あるいは中心周波数を移動するよう制御して、
常に再生信号のビットレイトに追従することができる。
実施例 以下、本発明の再生クロック抽出装置を回転ヘッド方式
のディジタル・データ再生機に応用した一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の再生クロック抽出装置の構成を示した
ものである。
なお、PLL部616以外の部分については、第3図で
説明した従来の再生クロック抽出装置と同様なので、こ
こでは説明を省く。
第1図において、607はキャプチャ・レンジのセンタ
ー値を外部から与えられるキャプチャ・レンジ制御デー
タ(flによって変化させることのできるP L L 
(Phase Locked Loop )回路であり
、かつ、外部から与えられるもう一つの目標ビットレイ
ト設定データ(1によって動作レンジを切り換えること
のできるPLL回路である。620はモードに応じて目
標のビットレイト(BK)を設定するものである。
608は、PLL回路607の出力する再生クロックの
周波数を検出して、PLL周波数データ(C1とPLL
周波数検出フラグldlを出力するPLL周波数検出部
、615はPLL周波数データ(C1とPLL周波数検
出フラグ(d)をもとに、PLL回路607のキャプチ
ャ・レンジのセンター値を決定するキャプチャ・レンジ
制御データ(flをPLL回路607に出力するキャプ
チャ・レンジ制御部である。
次に第2図を用いて、PLL部616の動作について説
明する。
第2図は、入力されるディジタル・データの周波数変化
に従ってPLL周波数データが変化し、それに伴ってP
LL回路607のキャプチャ・レンジがどのように変化
していくかを示したグラフである。
縦軸はPLL周波数データの変動を%で表わし、横軸は
時間軸である。
第2図において、701はPLL周波数データを表わし
702は、PLL回路607のキャプチャ・レンジを表
わし、703はキャプチャ・レンジのセンター値を表わ
している。
ここで、PLL回路607のキャプチャ・レンジの幅は
、±5%とし、キャプチャ・レンジのセンター値を表わ
すキャプチャ・レンジ制御データは、−3%、0%、+
3%の3通りとする。またキャプチャ・レンジ制御部6
15はPLL周波数検出部608の出力するPLL周波
数検出フラグ(d)がアクティブのとき、PLL周波数
データ(clを見て、キャプチャ・レンジ制御データ(
flの値を決定する。
ここでは、キャプチャ・レンジ制御部615は、第1表
のような条件で、キャプチャ・レンジ制御データを出力
するとする。
したがって第2図において、PLL周波数データが+8
1点で、+3%を越えたとき、キャプチャ・レンジのセ
ンタは、+3%にシフトし、山)点において、+3%以
下になったとき、0%にもどる。
逆に(C1点で再生クロック周波数が一3%以下になっ
たとき、キャプチャ・レンジのセンタは、−3%にシフ
トし、fd1点では0%にもどる。
また(81点以降のようにPL、L周波数の検出が不能
になったとき(無記録部分等を再生したとき)、キャプ
チャ・レンジ制御データは前置ホールドになる。
したがって、上述のような処理を行うことによって、P
LL部616全体で見た実効キャプチャ・レンジは±3
%拡張されて±8%になる。
なお、ここではキャプチャ・レンジ制御データのステッ
プを3ステツプとして説明したが、ステップ数を増やす
ことによって、より広いキャプチャ・レンジを得ること
ができる。
このように目標とするビットレイトに合せて、それぞれ
のモードで違った領域において、実効的なキャプチャ・
レンジを拡大することができる。
発明の効果 以上のように本発明は、再生信号のビットレイトを計測
する手段と、再生信号からクロックを抽出するクロック
再生PLLと、PLLレンジオフセット制御部からなり
、複数のビットレイト目標値を設定し、目標値によって
クロック再生PLLのフリーラン周波数を切り換えると
ともに、目標値と計測した再生信号ビットレイトとの差
異に基づいて、クロック再生PLLのキャプチャーレン
ジを制御するようにしたことにより、比較的キャプチャ
・レンジの狭い、安定したクロック再生PLLを用いて
、実効的に広いキャプチャ・レンジを、目標とするビッ
トレイトの設定に応じてそれぞれの領域に確保すること
ができるので広い範囲で変動するディジタル信号入力に
対して安定して、再生クロックを抽出し、サーチ時には
全体の動作領域を高い方へもって行(ことができるので
、これまでの限界を越える高速サーチが可能になる。
また再生信号のビットレイトを計測する手段は、再生デ
ータを復調してディジタル信号の中から同期信号を検出
する同期信号検出部と、同期信号が特定の間隔で入力さ
れているとき同期検出フラグを出力する条件判定部と、
同期が検出されたときに同期信号間の間隔を計測するよ
うにすることにより、周波数検出装置の出力データを見
かけの同期信号等から保護することができる。さらに再
生信号のピントレイトを計測する手段は、誤り検出符号
を含むディジタル信号を復調し、誤り検出を行う誤り検
出手段を備え、上記条件判定部は同期信号が特定の間隔
で検出され、かつ各同期信号に対応したディジタル信号
から誤りが検出されないとき同期検出フラグを出力し、
同期検出フラグが立つ時のみクロック再生PLLのキャ
プチャーレンジを制御するようにすることによって、周
波数検出装置の出力データを信鎖度の高いものとするこ
とができ、より高速のサーチを安定に行うことができる
ようになる。
なお本発明の実施例では、シリンダ回転数のテープ・ス
ピードによる制御については述べなかったが、従来例に
示されたようなテープ・スピードによってシリンダの回
転数を変えて再生クロック変動を小さくする方式と本発
明の詳細な説明したキャプチャ・レンジをシフトするこ
とのできる再生クロック抽出装置を組み合わせることに
よって、回転ヘッド方式のディジタル・データ再生装置
において、より高速のサーチを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における再生クロンク抽出装
置の構成を示すブロック図、第2図はPLL周波数デー
タとPLLのキャプチャ・レンジの関係を示すグラフ、
第3図は本発明の従来例における再生クロンク抽出装置
のブロック図、第4図はテープの巻き取りを示す概略図
、第5図はテープスピードの変化を示すグラフ、第6図
はテープとヘッドの相対速度を示すペルトル図、第7図
はテープスピードの制御アルゴリズムを示すフローチャ
ート、第8図は限界サーチ速度とビットレイトの関係を
示すグラフである。 601・・・・・・カセット・ハーフ、602・・・・
・・リール、603・・・・・・テープ、604・・・
・・・シリンダ、605a、605b・・・・・・ヘソ
t’、606・・・・・・ヘッド・アンプ、607・・
・・・・PLL、608・・・・・・PLL周波数検出
部、609・・・・・・テープ・スピード設定部、61
0・・・・・・テープ・スピード制御部、611・・・
・・・シリンダ・サーボ、612・・・・・・シリンダ
・ドライバ、613・・・・・・リール・サーボ、61
4・・・・・・リール・ドライバ、615・・・・・・
キャプチャ・レンジ制御部、616・・・・・・PLL
部、620・・・・・・目標ビットレイト設定部。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第7図 0口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)再生信号のビットレイトを計測する手段と、再生
    信号からクロックを抽出するクロック再生PLLと、P
    LLレンジオフセット制御部からなり、複数のビットレ
    イト目標値を設定し、目標値によってクロック再生PL
    Lのフリーラン周波数を切り換えるとともに、目標値と
    計測した再生信号ビットレイトとの差異に基づいて、ク
    ロック再生PLLのキャプチャーレンジを制御するよう
    にしたことを特徴とするデータ再生装置。
  2. (2)再生信号のビットレイトを計測する手段は、再生
    データを復調してディジタル信号の中から同期信号を検
    出する同期信号検出部と、同期信号が特定の間隔で入力
    されているとき同期検出フラグを出力する条件判定部と
    、同期が検出されたときに同期信号間の間隔を計測する
    同期信号周期計測手段からなる特許請求の範囲第(1)
    項記載のデータ再生装置。
  3. (3)再生信号のビットレイトを計測する手段は、誤り
    検出符号を含むディジタル信号を復調し、誤り検出を行
    う誤り検出手段を備え、上記条件判定部は同期信号が特
    定の間隔で検出され、かつ各同期信号に対応したディジ
    タル信号から誤りが検出されないとき同期検出フラグを
    出力し、同期検出フラグが立つ時のみクロック再生PL
    Lのキャプチャーレンジを制御するようにしたことを特
    徴とする特許請求の範囲第(2)項記載のデータ再生装
    置。
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