JPH059859B2

JPH059859B2 -

Info

Publication number: JPH059859B2
Application number: JP58195981A
Authority: JP
Inventors: Yasuhei Nakama; Katsuo Mori; Nobuo Azuma
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1993-02-08
Also published as: JPS6089859A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、ビデオトラツクにパイロツト信号を
記録し、再生時にこのパイロツト信号を検出して
トラツキング制御を行なう磁気記録再生装置に関
するものである。

〔発明の背景〕

従来の家庭用磁気記録再生装置では、互いにア
ジマス角の異なる２個の回転ヘツドを交互に磁気
テープの長手方向に対して斜めに走査させ、ガー
ドバンドを設けることなく映像信号を記録する、
いわゆる回転ヘツドを・ヘリカルスキヤン・アジ
マス記録方式が採用されている。

このアジマス記録された磁気テープ上のトラツ
クを、再生時に回転ヘツドが正しく走査するよう
にトラツキング制御を行なう。このトラツキング
制御方法の１つとして再生時のトラツキング情報
となるパイロツト信号を、映像信号と重畳して回
転ヘツドによつて磁気テープのビデオトラツクに
記録し、再生時に隣接トラツクのパイロツト信号
を検出してトラツキング誤差信号を形成し、トラ
ツキング制御を行なう方法が考案されている。

このパイロツト信号を用いたトラツキング制御
方式は、トラツキング誤差を常に検出することが
でき、トラツキング制御の自動化を達成でき、使
用者が再生画像を見てトラツキング調整を行なう
というような面倒な調節が不要となる長所を持
つ。また、特に記録トラツクピツチを狭くして長
時間記録化する場合にも十分なトラツキング制御
性能が得られる長所を持つ。

一方、この方法は隣接トラツクのパイロツト信
号の再生レベルからトラツキング誤差を検出する
方法であり、回転ヘツドのトラツキングずれに対
するパイロツト信号の再生レベルの変化量が、ト
ラツキング誤差検出感度となる。

ところで、同じ形状のヘツドを用いて前述の如
くテープ速度を標準速度より遅くして記録トラツ
クピツチを狭くし、長時間記録再生を行なう場合
と通常の標準速度で記録再生する場合を考える
と、その両者におけるトラツキング誤差検出感度
が異なつてくるという問題が生ずる。それを第１
図によつて説明する。

第１図ａは、長時間記録化対応のための狭幅ヘ
ツドｈ（ヘツド幅H₁）により、長時間アジマス記
録したトラツク（トラツクピツチP₁）からのト
ラツキングずれ（ヘツド位置）に対する隣接パイ
ロツト信号レベル（検出電圧）の変化を示したも
ので、トラツクT₂の中心点S₁における検出電圧
の接線C₁の傾きが、この場合のトラツキング誤
差検出感度に比例する。また、第１図ｂは、上記
と同じ狭幅ヘツドh₁で標準速度で記録したトラツ
ク（トラツクピツチP₂）からのトラツキングず
れに対する隣接パイロツト信号レベルの変化を示
したもので、この場合H₁＜P₂であり、当然ガー
ドバンドの付いた記録トラツクとなる。そして、
トラツクT₄の中心点S₂における検出電圧の接線
C₂の傾きがトラツキング誤差検出感度に比例す
る。

第１図から明らかなように長時間記録再生モー
ド（LPモードと記す）および標準速度記録再生
モード（SPモードと記す）において、トラツキ
ング誤差検出感度が異なる（第１図の例ではLP
モードの方がSPモードよりも感度が高い。）事に
より、トラツキング制御系のループゲインの大き
さに差が生ずる。

したがつて、たとえば上記第１図ａ，ｂに示し
たようなヘツド仕様の場合、LPモードを重視し
た設計を行なうとループゲインの小さくなるSP
モードではトラツキング制御系の引込み範囲及び
保持範囲が狭くなり、テープ速度制御系のわずか
な速度変動によつてもトラツキング制御がずれて
しまう。

また、SPモード（以下SPと略称）を重視した
設計を行なうとループゲインの大きくなるLPモ
ード（以下LPと略称）では、位相余有やゲイン
余有がなくなつて発振するなどの不安定な状態と
なる。またテープ駆動系がハンチング現象を呈す
るので、トラツキングの周期的変動とか、テープ
長手方向のトラツクに記録する音声信号のワウフ
ラツタが大幅に劣化するといつた幣害が生じる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、記録テープ速度の異なるモー
ドにおいても、トラツキング制御系のループゲイ
ンを一定にして安定なトラツキング制御を達成す
ることができる磁気記録再生装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は上記の記録を達成するために、テープ
速度の異なるモードにおいて、各々のテープ速度
モードにおける、再生パイロツト信号に基づく、
トラツキング誤差検出感度差に対応してトラツキ
ング誤差信号の増幅度を可変し、トラツキング制
御系のループゲインを一定にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面を用いて説明する。まずパ
イロツト信号を用いたトラツキング制御方法につ
いて、第２図及び第３図により説明する。

第２図は４周波のパイロツト信号を映像信号に
重畳して記録したテープのトラツクパターンを示
す図である。また第３図は再生されたパイロツト
信号PLからトラツキング誤差信号E_Tを形成し、
SP／LPモードにしたがつてサーボループ内のゲ
インの大きさを切替える装置を示すブロツク図で
ある。

第２図において、A₁及びA₂は、回転ビデオヘ
ツド２で記録したビデオトラツクであり、B₁及
びB₂は回転ビデオヘツド３で記録したビデオト
ラツクである。また₁〜₄はそれぞれのビデオト
ラツクに記録するパイロツト信号の周波数を示
す。図のように４周波パイロツト信号がビデオト
ラツク毎に交互に所定のローテーシヨンで記録さ
れる。これらのパイロツト信号の周波数₁〜₄は
映像信号の周波数帯域より低く、かつビデオヘツ
ド２，３のアジマス角にあまり影響を受けないよ
うな低い周波数に選ばれている。したがつて再生
時に、ビデオヘツド２，３によつて記録ビデオト
ラツク上を走査させると、正しく走査している主
ビデオトラツクのパイロツト信号だけでなく、そ
の両側に隣接したビデオトラツクからのパイロツ
ト信号をも検出することができる。そこで、この
両隣接トラツクからのパイロツト信号の再生レベ
ルを検出し、そのレベル差を求めることによつ
て、トラツキングずれの方向とその大きさとを含
む正確なトラツキング誤差信号を得ることができ
る。

いま、第２図に示す４周波のパイロツト信号の
周波数を、₁＝6.5_H、₂＝7.5_H、₃＝10.5_H、
₄
＝9.5_H（ここで_Hは映像信号の水平同期信号の周
波数）とすると、ビデオトラツクA₁，A₂を走査
する場合には、トラツキングが右にずれると、₁
−₂＝₃−₄＝_H成分が増し、逆に左にずれる
と、₁−₄＝₃−₂＝3_H成分が増す。また、ビデ
オトラツクB₁，B₂を走査する場合には、トラツ
キングが右にずれると、₂−₃＝₄−₁＝3_H成分
が増し、逆に左にずれると₂−₁＝₄−₁＝_H成
分が増す。そして、第３図において走査しようと
する主ビデオトラツクに記録されているパイロツ
ト信号と同じ周波数のローカル信号Ｆをパイロツ
ト信号発生回路３で発生させ、このローカル信号
Ｆと増幅器４で増幅した後の再生パイロツト信号
PL′とを、例えば２重平衡変調器から成る周波数
変換回路５に送り、その出力に上記両信号の差周
波数を有する信号、すなわち前記の_H成分及び
3_H成分の合成信号を得る。次にこの合成信号か
らバンドパスフイルタ７，８によつて、それぞれ
_H成分、3_H成分を分離し、さらにエンベロープ
検波回路９，１０によつてそれぞれの振幅に応じ
た値の電圧信号V₁，V₃とした後、差動増幅器１
１によつて両者の差を求めると、その差動出力と
して_H成分と3_H成分の差電圧信号D₁，D₃が得ら
れる。差電圧信号D₁，D₃は走査しようとする主
トラツクの両側の隣接トラツクから検出されたパ
イロツト信号のレベル差を表わす。

このとき、主トラツクがA₁またはA₂の場合と
B₁またはB₂の場合とでは、前述したようにトラ
ツキングずれの方向に対する差周波数成分の増減
方向が逆になる。そこで、差動増幅器１１から極
性の相異なる２つの差電圧信号、D₁＝Ｋ（V₁−
V₃）、D₃＝Ｋ（V₃−V₁）、（Ｋは定数）を出力させ
この差動出力D₁，D₃のそれぞれを、ゲート回路
１２，１３に供給し、ビデオヘツド２，３の回転
位相を検出した１フレーム周期のヘツド位相検出
信号SWと、これをインバータ回路１４で逆極性
とした信号とをゲート信号として用い、それぞれ
のゲート信号が高レベルとなる期間にゲート回路
１２，１３のゲートを閉じて、フイールド毎に信
号D₁，D₃を交互に伝送することによつて、１ト
ラツクの走査毎に極性を異ならせた差電圧信号
D₁，D₃をつなぎ合わせ、連続した正確なトラツ
キング誤差信号E_Tを得る。

このように第３図に示すトラツキング誤差検出
回路１８によつて再生パイロツト信号PLからト
ラツキング誤差信号E_Tを形成することができる。
この誤差信号E_Tは、ローパスフイルタ１５によ
り直流電圧に平滑されて信号E_T′となりゲイン切
替装置１９に入力される。そして、SP／LPモー
ド識別回路１７からの信号に基づき、ゲイン切替
回路１６により、各モードにおいて、トラツキン
グ制御系のループゲインが一定となるように、上
記誤差信号E_T′は増幅度を切替えられ、ゲイン調
整された誤差信号E_Gが得られる。

第４図は、本発明に係る回転ヘツド・ヘリカル
スキヤン方式の磁気記録再生装置の再生系の１構
成例を示すブロツク図である。

第４図には、記録系の構成は示されてないが、
本図を用いて記録時の動作を簡単に述べる。映像
信号の記録時にテープ１はキヤプスタン６によつ
て駆動されて実線の矢印方向に走行する。このキ
ヤプスタン６はキヤプスタンモータ２０によつて
回転駆動される。一方、回転シリンダ２１に互い
に180度離れて取付けられたビデオヘツド２，３
はシリンダモータ２２によつて駆動され、破線の
矢印方向に回転する。このシリンダ２１は、テー
プ１の長手方向と傾斜した回転軸に取付けられて
おり、記録映像信号の垂直同期信号の1/2の周波
数（30Hzのフレーム周波数）で回転駆動される。
またテープ１はこのシリンダ２１にほぼ半円周強
に渡つて巻付けられている。したがつてビデオヘ
ツド２，３は、テープ１上を下から上に向つて斜
め方向に交互に走査し、映像信号の１フイード分
を単位として映像信号とトラツキング用パイロツ
ト信号を記録する。また記録時において、記録テ
ープ速度モード（SP／LPモード）に応じて、モ
ード識別回路１７からのモード識別信号とキヤプ
スタンモータ２０の回転速度に関連したFG信号
（周波数弁別信号）とをもとにキヤプスタンモー
タ制御装置２３により、キヤプスタン回転速度を
制御し、テープ走行速度所定の値にする。

次に再生時の動作を説明する。ビデオヘツド
２，３の回転位相をタツクヘツド２４で検出し、
この検出信号を位相調整回路２５に送り、その出
力であるヘツド位相検出信号SWと、基準信号発
生回路２６で発生させた基準信号REFとを、位
相比較器２７で位相比較し、その位相誤差信号を
シリンダモータ駆動回路２８を介してシリンダモ
ータ２２に供給することによつて、ビデオヘツド
２，３を基準信号REFで定まる一定の位相及び
速度で回転させる。基準信号REFの周波数をフ
レーム周波数にほぼ等しく選ぶとビデオヘツド
２，３の回転速度が記録時とほぼ等しくなる。

このようにビデオヘツド２，３を所定の速度で
回転させた状態で、テープ１の走行を前述のトラ
ツキング誤差信号E_Tをもとにした誤差信号E_Gで
制御することによつて、所望の記録ビデオトラツ
ク上をビデオヘツド２，３が正確に走査するよう
にトラツキング制御を行わせる。次にこのトラツ
キング制御動作について説明する。まず、記録時
と同様にキヤプスタンモータ２０の回転速度に関
連したFG信号をもとに、モード識別信号Ｍによ
り、キヤプスタンモータ制御装置２３により、キ
ヤプスタンモータ２０が所定の回転速度になるよ
うに制御する。一方、テープ１からビデオヘツド
２，３によつて再生した信号は、ロータリトラン
ス２９を介して増幅器３０に送られて増幅され
る。この増幅された再生信号RFは、映像信号再
生回路３１に送られるとともに、ローパスフイル
タ３２により再生信号RFから高域の映像信号が
除去され、パイロツト信号PLのみが分離抽出さ
れ、トラツキング誤差検出回路１８に送られる。
回路１８では、第２図に説明したようにトラツキ
ング誤差信号E_Tを形成し、前述したようにロー
パスフイルタ１５を介し、所定のテープ速度モー
ドに応じてゲイン切替回路１９で誤差信号の増幅
度を切替えて、誤差信号E_Gを出力し、この信号
をキヤプスタンモータ制御装置２３に送り、その
結果テープ１の走行位相がトラツキング誤差信号
に応じて制御され、ビデオヘツド２，３がビデオ
トラツク上を正しく走査するようにトラツキング
制御がなされる。

次に、テープ速度モードに応じてトラツキング
制御ループ内のゲインの大きさを切替える本発明
の１実施例を第５図を用いて説明する。

第５図は本発明に係わるゲイン切替回路１６の
１具体例を示したものである。端子３２に入力さ
れたトラツキング誤差信号E_T′は、トランジスタ
３４のベースに入力される。トランジスタ３４は
エミツタフオロワ回路を形成し、そのコレクタは
端子３３に接続され、該端子に電源電圧が供給さ
れる。また、エミツタは抵抗３５を介して接地さ
れるとともに、オペアンプ３７の＋入力端子に接
続される。即ち、信号E_T′はインピーダンス変換
されて信号Eiとしてオペアンプ３７に入力され
る。該オペアンプ３７の出力端子と−入力端子の
間には負帰還抵抗３８（抵抗値R）が接続され、
また該−入力端子は、スイツチ３９のＣ接点に接
続される。スイツチ３９のＡ接点には抵抗４０
（抵抗値R_S）またＢ接点には抵抗４１（抵抗値
R_L）が接続されて各々接地される。該スイツチ
３９はモード識別回路１７からの信号Ｍにしたが
つて接点Ｃが接点ＡまたはＢに閉じられる。即
ち、SPモードの場合は回路１７からの信号によ
り、スイツチ３９はＡ接点に閉じるので、オペア
ンプ３７による電圧増幅率は、抵抗４０と負帰還
抵抗３８によつて、（１＋R／R_S）倍となる。ま
た、LPモードの場合は回路１７からの信号によ
りスイツチ３９はＢ接点に閉じので、電圧増幅率
は、抵抗４１と抵抗３８によつて、（１＋R／
R_L）倍となる。以上の増幅動作により信号Eiは
出力信号E_Gとして端子４２に出力される。

したがつて、第１図に示したようにSPモード
における再生パイロツト信号に基づくトラツキン
グ誤差検出感度（第１図ｂの直線C₂の傾き）をh_S
（Ｖ／μｍ）、LPモードにおける前記検出感度
（第１図ａの直線C₁の傾き）をh_L（Ｖ／μｍ）とし
た時、 h_S・（１＋R／R_S）＝h_L・（１＋R／R_L）の関係になるように抵抗値R_S，R_Lを設定すれば
SP／LP両モードにおいて、第３図に示したトラ
ツキング制御系のループゲインを一定に保つこと
ができる。

以上説明した実施例では、標準速度記録再生モ
ードとそれよりテープ速度を遅くした、長時間記
録再生モードの２種類のテープ速度モードで示し
たがテープ速度が異なるその他のモードでも、ゲ
イン切替回路１６の切替え個数を増やすことによ
り、３種類以上のテープ速度モードにおいてもト
ラツキング制御系のループゲインを一定にするこ
とができる。

また、上記実施例とは別に、パイロツト信号の
再生レベルは、そのほか使用するテープの種類、
ロータリトランスの周波数特性、記録レベルの調
整ばらつき等によつて、レベルばらつきがあるた
め、パイロツト信号の再生レベルあるいは両隣接
トラツクに記録されたパイロツト信号の再生レベ
ルを加算したレベルを加変インピーダンス素子等
を用いてそのバラつきが自動的に低減されるよう
な自動利得制御装置を備えた磁気記録再生装置が
考案されている。しかし、これは前述のテープ種
類や記録レベルばらつき等によるレベルばらつき
については、この自動利得制御機能を低減できる
が第１図に示すSP／LPによるトラツキング誤差
検出感度差によるループゲインの差までを救済で
きる性能には到つておらず本発明のゲイン切替は
必須機能である。

第６図は上記自動利得制御装置を備えた場合の
SP／LPでゲインを切替える本発明の一実施例を
示すものである。第３図〜第５図と同じブロツ
ク、部品名は同じ番号で示した。

第６図において、前述したようにエンベロープ
検波回路９，１０の出力であるパイロツト信号の
_H成分信号V₁、3_H成分信号V₃を加算器４５で加
算し、その加算信号Ｗと基準電圧発生器４７から
の基準電圧Ｒとを比較器４６で比較し、その差電
圧W′を増幅器４８で増幅した後、利得制御回路
４４に送り、入力の再生パイロツトPLのレベル
がばらついたときにも、常に一定振幅のパイロツ
ト信号がトラツキング誤差検出回路１８に供給さ
れるように制御する。ここで、基準電圧発生器４
７からの基準電圧ＲがSP／LPで一定ならば、前
述した如く、第１図ａ，ｂに示すようなSP／LP
によるトラツキング誤差検出電圧の傾き（即ち検
出感度）を等しくすることはできない。しかし、
該基準電圧発生器４７の基準電圧値をSP／LPで
切替えることによつて、SP／LPにおけるトラツ
キング誤差検出感度差をなくし、ループゲインを
一定にすることができる。これは、第１図に示す
ヘツドh₁を用いた場合、LPがSPより誤差検出感
度が高いので、第６図に示すモード識別回路１７
からの信号Ｍにより、基準電圧発生器４７から出
力する基準電圧ＲをLPに比べてSPの方を低くす
ることにより、前記差電圧W′を増加させ、SP／
LP誤差検出感度をほぼ等しくする。即ち、通常
の自動利得制御機能と基準電圧Ｒを調整による相
乗効果によりSP／LPにおいて、ループゲインを
一定に保つことができる。この時、トラツキング
誤差検出回路１８から得られるトラツキング誤差
信号E_Tは、ローパスフイルタ１５を介し、前述
の如くキヤプスタンモータ制御装置２３に入力さ
れる。

また本発明の他の実施例として、図示しない
が、第６図に示す基準電圧Ｒ基準電圧Ｒは一定の
まま通常の自動利得制御機能だけを働かせ、第５
図に示したSP／LPゲイン切替装置を別に設け、
SP／LPでループゲインを一定に保つ方法でも本
発明の主旨をそれるものでない。

以上、本発明の実施例ではヘツド幅として第１
図に示したようにSP／LPとも同じ狭幅ヘツドh₁
を用いた場合で説明した。第７図ａ，ｂは、SP
用としてLP用の狭幅ヘツドh₁とは別に、それよ
り幅広のヘツドh₂またはh₃を用いてガードバンド
レス記録を行なつた場合のSPモードにおけるヘ
ツド位置に対する隣接パイロツト信号レベルを示
したもので、動作点における各々の接線C₃，C₄
の傾き、即ち誤差検出感度は、第１図ｂのガード
バンドのある場合に比べて双方とも大きくなる
が、SP／LPでトラツキング誤差検出感度の差は
生じるのでヘツドh₁を使用した時と同様にSP／
LPで異なる幅のヘツドを使用する場合も本発明
のゲイン切替装置を適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればテープ速
度の異なるモードにおいてもパイロツト信号に基
づくトラツキング制御系のループゲインを一定に
保つことができるので、テープ速度モードによつ
てトラツキング制御系の引込み範囲が狭くなつ
て、制御系のわずかな負荷変動でトラツキング制
御がはずれたり、位相余有やゲイン余有がなくな
つて発振するなどの不安定な状態を起すことがな
い。さらに、テープ駆動系のハンチング現象も抑
えることができ、テープ長手方向のトラツクに記
録する音声信号のワウフラツタが大幅に劣化する
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図はヘツド位置に対するトラツキング誤差
電圧を示す特性図、第２図はテープパターン図、
第３図はトラツキング誤差信号検出回路のブロツ
ク図、第４図は本発明に係る磁気記録再生装置の
１構成例を示すブロツク図、第５図は本発明に係
るゲイン切替装置の１具体例を示す回路図、第６
図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、第７
図はヘツド構造に対する検出感度を示す特性図で
ある。１８…トラツキング誤差検出回路、１９…ゲイ
ン切替装置、１６…ゲイン切替回路、１７…モー
ド識別回路、３７…オペアンプ、３８…負帰還抵
抗、３９…スイツチ、４０，４１…抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

１数種類のテープ速度で記録再生する手段とビ
デオトラツクに予め重畳記録した数種類の周波数
のパイロツト信号を検出して得たトラツキング誤
差信号をもとにサーボトラツキングを行なわせる
手段を有する磁気記録再生装置において、再生時
に各々のテープ速度モードにおけるトラツキング
誤差検出感度の大きさに反比例してゲインの大き
さを切替える手段をサーボループ内に具備し、前
記トラツキング制御系のループゲインを一定にす
ることを特徴とする磁気記録再生装置。