JPH0458646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回転ヘツド方式のデイジタル信号記
録再生装置に係り、特に回転ドラムの径が異なる
装置において、それぞれ記録された磁気テープ上
の記録フオーマツトが一定となるようにした回転
ヘツドPCMレコーダに関する。

〔発明の背景〕

最近、オーデイオにおける伝送信号のデイジタ
ル化が急速に進んでいる。テープレコーダについ
ては、従来のVTRを利用したPCMレコーダが商
品化され、現在は、より小型で、音声専用のヘリ
カルスキヤン方式のデイジタル信号記録再生装置
の出現が望まれている。

第１図に従来のヘリカルスキヤン方式のデイジ
タル信号記録再生装置の一例を示す。第１図にお
いて、１はアナログ信号入力端子、２および１５
はサンプルホールド回路、３，１４はＡ／Ｄ変換
器およびＤ／Ａ変換器、４，１３は信号処理回
路、５は記録アンプ、６は記録信号出力端子、７
_１はチヤネル１記録再生ヘツド、７₂はチヤネル２
記録再生ヘツド、８は回転ドラム、９は記録媒
体、１０はヘツド再生出力、１１は再生アンプ、
１２は波形等化回路、１６はアナログ信号出力端
子、１７は基準信号発生器、１８はクロツク生成
回路、１９はATF信号生成回路、２０₁〜２０₄
は分周回路、２１はマルチプレクサ、２２は加算
回路、２３はタツクパルス、２４は位置制御回
路、２５はATF再生制御回路、２６はトラツキ
ング誤差信号、２７はキヤプスタンサーボ回路、
２８はキヤプスタンモータである。

第１図において、まずデイジタル信号系の記録
再生方法について述べる。記録時には、アナログ
信号入力端子１より入力されたアナログ信号をサ
ンプル・ホールド回路２でサンプルし、Ａ／Ｄ変
換器３によりPCMデイジタル信号に変換する。
次にこのPCMデイジタル信号は記録系の信号処
理回路４において誤り検出、訂正用の符号、同期
信号の付加などを行い記録アンプ５で増幅され記
録信号出力端子６を経て、所定回転数で回転して
いる回転ドラム８に取り付けられた記録再生ヘツ
ド７によつて、キヤプスタンモータ２８で所定速
度走行する記録媒体９に記録される。

再生時には、記録媒体９に記録されている信号
を記録再生ヘツド７で再生し、再生アンプで増幅
後、波形等化回路１２で記録媒体９および記録再
生ヘツド７で生じる伝送特性の劣化を補正する。
次に再生系の信号処理回路１３により誤り検出、
訂正を行い、Ｄ／Ａ変換器１４によりアナログ信
号に変換され、サンプルホールド回路１５により
サンプルを行つた後にアナログ信号出力端子１６
から出力する。また、サンプルホールド回路２，
１５、Ａ／Ｄ変換器３、Ｄ／Ａ変換器１４、記録
系および再生系信号処理回路４，１３は、基準信
号発生器１７によつて得られる基準クロツクをも
とにクロツク生成回路１８で生成されるクロツク
により動作している。

このような構成のデイジタル信号記録再生装置
の小型化、長時間記録対応化を図るためには、い
くつかの問題点がある。その中でも、狭トラツク
化によるトラツキングエラーの増大が懸念され、
精度の良いトラツキング制御方式の必要性が生じ
た。

トラツキング制御方式としては、従来のCTL
方式と、８mmビデオに採用されているATF
（Automatic Track Finding）方式とがある。
ATF方式は、CTL方式に比べ、(1)コントロール
トラツク、ヘツドを必要としない、(2)トラツキン
グ調整が不要、(3)ヘツドサーボに適するなどの利
点があるため、今後採用される方向にある。

以下４周波パイロツト信号を用いたATF方式
を第１図、第２図および第３図で説明する。第２
図はATFの動作説明図、第３図はATF再生系の
ブロツク図である。

第２図、第３図において、７₁はチヤネル１記
録再生ヘツド、９は記録媒体、２９は記録媒体走
行方向、３０はヘツド回転方向、３１はチヤネル
１ヘツド記録パターン、３２はチヤネル２ヘツド
記録パターン、１１は再生アンプ、３３はバンド
パスフイルタ、３４はミキサ回路、３５は、_H用
バンドパスフイルタ、３６は3_H用バンドパスフ
イルタ、３７は_H用検波回路、３８は3_H用検波
回路、３９は差動アンプ、４０はゲート、４１は
変調されたデイジタル信号、４２は再生パイロツ
ト信号（₁〜₄）４３はローカルパイロツト信号
（F₁〜F₄）である。

第２図に示すように記録媒体９は、記録媒体走
行方向２９に駆動され、回転する記録再生ヘツド
７₁，７₂によつて、ヘツド回転方向３０に信号が
記録される。この時チヤネル１記録再生ヘツド７
_１とチヤネル２記録再生ヘツド７₂で交互に記録
し、互いに記録アジマス角を異ならせてチヤネル
１ヘツド記録パターン３１およびチヤネル２ヘツ
ド記録パターン３２を形成している。また、各ト
ラツクの記録されたトラツク幅は記録された直後
に、次の記録再生用ヘツド７によつて一部分がオ
ーバーライトされるため、実質的に記録再生ヘツ
ド７のトラツク幅に対して狭くなる。したがつ
て、再生時には、図に示すように、記録再生ヘツ
ド７が所望するトラツクをトラツキングすると、
両隣接トラツクからのクロストークを生じること
になるが、記録されているデイジタル信号の周波
数帯域が高いので、このクロストークはアジマス
損失によつて除去される。

ATF用の４周波パイロツト信号は、各記録パ
ターン３１，３２ごとに、₁，₂，₃，₄の順で
デイジタル信号に重畳記録される。それぞれの周
波数の値としては、サーボの面から考えると、な
るべく高い周波数が良いが、逆にデイジタル信号
スペクトルに影響を与えてはならない。８mm
VTRの例では、水平同期信号周波数を_Hとおく
と、₁≒6.5_H、₂≒7.5_H、₃≒10.5_H、₄≒9
.5_H
の比率に選ばれ、上記したアジマス損失の影響を
うけない低い周波数帯に位置させている。

第１図において、基準信号発生器１７によつて
生成された基準クロツクは、ATF信号生成回路
１９に入力する。ATF信号生成回路１９は、分
周比の異なる４つの分周回路２０₁〜２０₄とマル
チプレクサ２１から構成され、４周波パイロツト
信号を生成するとともに、回転ドラム８の回転周
期に同期したタツクパルス２３で制御される位置
制御回路２４の出力状態によつて、マルチプレク
サ２１を切り換え、前記の４周波パイロツト信号
を順次、加算回路２２に送る。加算回路２２は、
このパイロツト信号を、記録するデイジタル信号
に重畳する動作を行う。

再生時に、記録再生ヘツド７の出力は、プリア
ンプ１１で増幅され、ATF再生制御回路２５に
入力する。第３図に示すようにATF再生制御回
路２５では、まずこのデイジタル信号４１をバン
ドパスフイルタ３３に入力し、デイジタル信号４
１中に含まれる再生パイロツト信号４２（₁〜
₄）を抽出する。次にミキサ回路３４によつて、
再生パイロツト信号４２（₁〜₄）と、記録再生
ヘツド７が走査すべきトラツクのパイロツト信号
と同一周波数のローカルパイロツト信号４３
（F₁〜F₄）との差周波数信号が出力される。たと
えば、第２図に示すように、チヤネル１記録再生
ヘツド７₁がチヤネル１ヘツド記録パターン３１
をトラツキングすると、チヤネル１記録再生ヘツ
ド７₁のトラツク幅がチヤネル１記録パターン３
１よりも広いために、再生パイロツト信号４２と
しては、₃だけでなく、隣接トラツクの₂および
₄も再生されることになる。したがつて、ミキサ
回路３４の出力は、｜₃−₄｜≒_H、｜₂−₃｜
≒
3_Hの２周波数成分となる。

このミキサ回路３４の出力信号中の_H成分およ
び3_H成分をそれぞれのバンドパスフイルタ３５，
３６で選択し、また両バンドパスフイルタ３５，
３６の出力成分である_H成分と3_H成分の振幅が
等しくなるようにバランス調整を行う。

検波器３７，３８は、バンドパスフイルタ３
５，３６の出力信号である_H成分および3_H成分
の包絡線をそれぞれ検波し、差動アンプ３９に入
力する。また、差動アンプ３９の出力を、現在走
査している記録再生ヘツド７が、チヤネル１記録
再生ヘツド７₁ならば、3_H−_H、チヤネル２記録
再生ヘツド７₂ならば_H−3_Hと決めてやれば、ト
ラツキングずれの方向を判別できることになる。
ゲート４０は、タツクパルス２３によつて作動
し、上記の２出力、すなわち3_H−_H、_H−3_Hを
切換え、後段のキヤプスタンサーボ回路２７にト
ラツキング誤差信号２６を送出する。

たとえば、第２図においてチヤネル１記録再生
ヘツド７₁が記録媒体走行方向２９にずれたとす
ると（図で右方向）、｜₂−₃｜≒3_H成分が増し、
またゲート４０は、3_H−_H側に開いているので、
トラツキング誤差信号２６は正電圧となり、この
電位が０となるようキヤプスタンモータ２８の回
転数を下げればよい。また、チヤネル２記録再生
ヘツド７₂が、再生パイロツト信号₂を含むトラ
ツクを走査し、同じく記録媒体走行方向２９にず
れたとすると、｜₁−₂｜≒_H成分が増し、また
ゲート４０は_H−3_H側に開いているので、トラ
ツキング誤差信号２６は正電圧となり、キヤプス
タンモータ２８の回転数を下げるように働く。

第４図は、ATFを使用した時の再生信号周波
数スペクトルである。デイジタル信号記録再生装
置のサンプリング周波数sおよび量子化ビツト数
を現在実用化されているコンパクトデイスクと同
じとすると、s＝44.1KHz、16ビツト量子化とな
り、このデイジタル信号を時間軸圧縮しデイジタ
ルFMで記録すると伝送レートは約5.5MHz程度で
あり、第４図中、実線で示したスペクトルとな
る。

ATFパイロツト信号は、第４図をみるとわか
るように、デイジタル信号に対して低域成分を増
すために、結果的に若干のエラーレートの悪化を
誘発することがある。そのため、記録レベルをデ
イジタル信号のピークレベルに対して−20dBに
設定されている。

ところで、このようなデイジタル信号記録再生
装置においては、より小型化を目指して回転ドラ
ム８を小径化する場合や、より高級化に対応して
回転ドラム８の径を大きくする場合など、いろい
ろなバリエーシヨンをとりえる。しかし、回転ド
ラム８の径が異なるために、記録媒体９上の信号
付録フオーマツトおび記録波長が各装置によつて
異なつてしまい、互換性がないという大きな欠点
があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、回転ドラム径の相違にかかわらず、常に記
録媒体上の記録フオーマツトおよび記録波長を一
定にし、各装置の互換性を確保した回転ヘツド
PCMレコーダを提供するにある。

〔発明の概要〕

各機器において、回転ドラム径と記録媒体の巻
付角の積を一定値とすることにより、記録トラツ
ク長を一定値にし、かつ回転ドラム径に対応して
記録信号クロツクおよびATFサーボ信号周波数
可変制御し、記録媒体上の記録フオーマツトおよ
び記録波長を一定としたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図に従つて説明する。

第５図は、本発明の一実施例を示す平面図であ
り、ａ図は小型対応機、ｂ図は標準機を示してい
る。第５図において、８は回転ドラム、９は記録
媒体、４４は巻付角、４５は回転ドラム直径、４
６は引き出しピン、４７はカセツトハーフであ
る。

本発明では、両機によつて、それぞれ記録され
たテープの互換性をとるために、テープ上の記録
フオーマツトを同一にする。そのために、回転ド
ラム８の回転数Ｎと記録媒体９の送り速度Vtを
同一とすれば、記録トラツク長Ｌは、回転ドラム
直径４５と巻付角４４で決めることができる。

回転ドラム直径４５をφ、巻付角４４をθ°とす
れば、記録トラツク長Ｌは(1)式で表わすことがで
きる。

Ｌ＝π・φ・θ／360 ……(1) つまり、記録トラツク長Ｌを一定とするには、
φ・θを一定とすればよい。たとえば、ａ図にお
ける小型対応機の回転ドラム直径４５をφ＝20
mm、巻付角４４をθ＝135°とし、ｂ図の標準機の
回転ドラム直径４５をφ＝30mm、巻付角４４をθ
＝90°と選べば、記録トラツク長Ｌが23.55mmと同
一となる。

ここで回転ドラム８の回転数Ｎは両機で同一で
あり、また、１記録トラツク長に記録すべき情報
量も同一であるから、ａ図の小型化対応機はｂ図
の標準機に比べ、記録信号クロツクを90°／135°＝２
／３ に下げて記録すれば、記録媒体９上の信号記録波
長は同一となる。

この時、第４図中に示した信号スペクトルは、
破線で示すように低域に移行するので、エラーレ
ートの悪化を防ぐためにATF信号周波数を下げ
なければならない。この周波数として、上述した
伝送レートと同様に、ｂ図の標準機に対して2/3
に選べば、ATF信号の記録媒体９上の記録波長
も同一となる。

以上述べた小型対応機を実現するためには、第
１図に示した回路構成において、記録用信号処理
回路４の時間軸圧縮および再生用信号処理回路１
３の時間軸伸長係数の変更、ATF信号生成回路
１９中の分周回路２０₁〜２０₄の分周比をそれぞ
れ回転ドラム直径４５比に選べばよい。

以上は、回転ドラム直径４５の小さい小型化対
応機について述べたが、回転ドラム直径４５の大
きなメカニズムについても同様の手法で実現でき
る。

〔考案の効果〕

本発明によれば、記録媒体上の記録フオーマツ
トおよび記録波長が、回転ドラム径の相異にかか
わらず一定に記録されるので、どの装置において
も再生可能となり、その互換性能を著しく向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヘリカルスキヤン方式のデイジ
タル信号記録再生装置のブロツク図、第２図は
ATFの動作説明図、第３図はATF再生系のブロ
ツク図、第４図はATF使用時の再生信号周波数
スペクトル図、第５図は本発明の一実施例を示す
平面図である。 ４……信号処理回路（記録）、７……記録再生
ヘツド、１７……基準信号発生器、１９……
ATF信号生成回路、２０₁〜２０₄……分周回路、
２１……マルチプレクサ、２２……加算回路、２
３……タツクパルス、２４……位置制御回路、２
５……ATF再生制御回路、２６……トラツキン
グ誤差信号、２７……キヤプスタンサーボ回路、
２８……キヤプスタンモータ、３３……バンドパ
スフイルタ、３４……ミキサ回路、３５……_H用
バンドパスフイルタ、３６……3_H用バンドパス
フイルタ、３９……差動アンプ、４０……ゲー
ト、４２……再生パイロツト信号、４３……ロー
カルパイロツト信号、４４……巻付角、４５……
回転ドラム直径、４６……引き出しピン、４７…
…カセツトハーフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも時間軸を圧縮する記録用信号処理
   回路と、該記録用信号処理回路出力を記録媒体に
   記録再生する記録再生ヘツドが固定されている回
   転ドラムと、再生時に時間軸を伸長する再生用信
   号処理回路と、前記記録媒体に記録するトラツキ
   ングサーボ信号を発生するサーボ信号発生器を備
   え、前記回転ドラムの径と前記回転ドラムに対す
   る前記記録媒体の巻付角との積を一定値とし、前
   記記録媒体上に形成された記録トラツク長が一定
   となるように構成したデイジタル信号記録再生装
   置において、前記巻付角に対応して、前記記録お
   よび再生信号処理回路の伝送クロツクおよび前記
   トラツキングサーボ信号周波数を可変ならしめ、
   前記記録媒体上の記録波長を一定にしたことを特
   徴とする回転ヘツドPCMレコーダ。