JPH07105504A - 磁気記録ヘッドの交流バイアス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録ヘッドに対するバイアス電流の制御
回路をＩＣ化に適した回路にすること。 【構成】 記録ヘッド１の端子電圧からオーディオ周波
数信号成分を取り出してピーク検波器５に供給するバン
ドパスフィルタ４′をＣＲ回路で構成し、そのバンドパ
スフィルタの入力インピーダンスを高くして消費電力を
小さくするとともに、出力インピーダンスを低くしてピ
ーク検波器５とのインピーダンス整合をとりやすくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録装置の記録ヘッ
ドへ交流バイアス電流を重畳させる回路の制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】記録ヘッドにより磁気テープ上に信号の
記録を行なう場合に、記録される信号の歪みをなくしダ
イナミックレンジを広くするために記録信号電流に一定
の大きさの交流バイアス電流を重畳させている。

【０００３】図３は、低域信号に対して、ヘッドに印加
する交流バイアスの量と磁気テープに記録できる最大信
号レベルとの関係を示している。同図から明らかなとお
り、信号レベルは交流バイアス電流が＋６ｄＢ付近で最
大になっている。

【０００４】図４は、高域信号に対する交流バイアス量
と磁気テープに記録できる最大信号レベルの関係を示し
ている。同図から明らかなとおり、信号レベルは交流バ
イアス電流が−６ｄＢ近くで最大となり、＋６ｄＢ付近
では最小になっている。

【０００５】従って、高域と低域の信号に対して共通の
最適バイアス電流は存在せず、互いに相反する条件とな
っている。そこで従来はこの相反条件の妥協点として両
最適点の中間の点にバイアスを選んでいた。

【０００６】上述の最大信号レベルは、記録する信号に
よっても左右される。即ち、記録信号が低域から高域に
わたる広帯域の信号の場合、低域信号に対して高域信号
がバイアス効果を持つため、実効バイアスの量が大きく
なってしまう。

【０００７】このため、設定したバイアス点が記録信号
により変化してバイアス点が最適値よりも深くなってし
まう欠点があった。また、高域信号はその信号自身でバ
イアス効果を果たすため、高域信号に対してもバイアス
点が最適値よりも深くなってしまうという欠点があっ
た。

【０００８】このような欠点を克服する装置として図２
に示すような装置が提案されている。図２において、１
は記録ヘッド、４はローパスフィルタで抵抗２とコンデ
ンサ３から成る。

【０００９】５はピーク検波器、６は差動増幅器で、そ
の１つの入力７がピーク検波器５の出力に接続され、他
の入力８が基準電圧源９に接続されており、出力１１に
入力の差信号を出力する。

【００１０】１０は電圧制御増幅器で、その入力に発振
器１２からの出力が入力し、出力は加算器１４に印加さ
れる。同電圧制御増幅器１０の利得制御入力１１には前
述の差動増幅器６の出力が印加される。

【００１１】１３は記録信号入力端子で加算器１４の入
力に接続されている。加算器１４の出力は記録ヘッド１
に印加される。１５は消去ヘッドで前記発振器１２の出
力が印加されている。１６は磁気テープである。

【００１２】図２の回路の動作について説明すると、テ
ープ上に信号を記録する場合、テープは図２の左から右
へ走行し、消去ヘッド１５によってテープ上に記録され
ている信号があれば、それらは消去される。その際、消
去ヘッド１５には発振器１２からの発振出力Ｂが印加さ
れる。

【００１３】消去発振器１２の出力Ｂの一部は電圧制御
増幅器１０へ供給され、そこで増幅された後、交流バイ
アス信号として加算器１４に印加される。加算器１４で
入力信号Ａに前述の交流バイアス信号Ｂを加算（重畳）
し、その出力を記録用磁気ヘッド１に印加する。

【００１４】加算器１４の出力の一部はローパスフィル
タ４に供給され、高域周波数を遮断した信号を得る。こ
こで、ローパスフィルタ４の遮断周波数は記録する信号
帯域のほぼ中央の周波数に設定されている。

【００１５】上述の信号自身が有するバイアス効果（自
己バイアス効果）や高域信号が低域信号に対して及ぼす
バイアス効果（相互バイアス効果）は信号帯域の高域側
で顕著となるため、このローパスフィルタ４で補償する
ことができる。

【００１６】ローパスフィルタ４の出力はピーク検波器
５に供給され、このピーク検波器５で検出された実効バ
イアス量は差動増幅器６に供給され、そこで基準電圧源
９の電圧と比較される。

【００１７】ここで、基準電圧源９の電圧は使用する磁
気テープの種類に応じた最適のバイアス量に対応した電
圧に設定されている。

【００１８】差動増幅器６の出力Ｃは電圧制御増幅器１
０の利得を制御して実効バイアス量を一定に保つ動作を
している。即ち、実効バイアス量が不足している場合は
ピーク検波器５の出力電圧が基準電圧源９の電圧より低
くなるので差動増幅器６の出力電圧は高くなる。その結
果、電圧制御増幅器１０の利得は大きくなり、実効バイ
アス量は増加するように動作する。

【００１９】逆に、実効バイアス量が多すぎる場合は、
実効バイアス量を検出したピーク検波器５の出力電圧が
基準電圧源９の電圧より高くなるので差動増幅器６の出
力電圧は低くなる。その結果、電圧制御増幅器１０の利
得は小さくなり実効バイアス量は減少するように動作す
る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】図２の回路によれば、
記録ヘッドの実効バイアス量が記録する信号自身のもつ
バイアス効果によって深くなってしまう欠点は除かれ
る。

【００２１】しかし、図２の回路を例えばオーディオ用
のテープレコーダ等に応用するため半導体集積回路で構
成する場合下記の欠点がある。即ち、磁気テープとして
メタルテープ等の飽和磁界の比較的大きなテープを使う
場合、必要なバイアス量は大きくなり、従って記録ヘッ
ド１の端子電圧は大きな値となる。

【００２２】例えば、バイアス周波数を１００ｋＨｚ程
度の周波数に選ぶと、記録ヘッド１の端子電圧はほぼ１
００Ｖｐｐとなる。ローパスフィルタ４にこのような高
い電圧がかかると、そこでの消費電力が大きくなるた
め、抵抗２を約１００ＫΩ以上の大きな値にして消費電
力が大きくなるのを防ぐ必要がある。

【００２３】また、抵抗２を大きな値に設定してローパ
スフィルタ４を構成した場合に、後段のピーク検波器５
の入力インピーダンスがローパスフィルタ４の遮断特性
に影響を与えないようにするためには、この入力インピ
ーダンスを抵抗２の値の５倍以上、通常は１０倍程度ま
で大きくする必要がある。

【００２４】ローパスフィルタ４の遮断周波数は約１０
ｋＨｚに選ばれるので、ピーク検波器５の入力信号レベ
ルは１０Ｖｐｐ程度の大振幅な信号レベルとなり、ピー
ク検波器５の許容入力レベルはダイナミックレンジの確
保を含めて充分に大きなものとする必要がある。即ち、
電源電圧を大きくしなければならない。さらに、信号レ
ベルが大きいため高速な立上り特性を要求される。従っ
て、図２の回路を半導体集積回路で実現することは困難
であった。

【００２５】本発明は、従来の回路の上述の欠点を克服
し、半導体集積回路によって容易に実現できるバイアス
制御装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録用のバ
イアス制御装置は、記録すべき入力信号が供給される入
力端子と；交流バイアス信号を発生する発振器と；該交
流バイアス信号を制御信号に応じた利得で増幅する増幅
器と；該増幅器の出力と前記入力信号を加算する加算器
と；該加算器の出力が供給される記録ヘッドと；前記加
算器の出力の一部が印加されるバンドパスフィルタと；
該バンドパスフィルタの出力が供給されるピーク検波器
と；該ピーク検波器の入力端とアース間に直列接続され
た第１抵抗及び直流バイアス電源と；前記ピーク検波器
の出力と基準電圧源からの所定電圧が印加され前記制御
信号を出力する差動増幅器と、を備え：前記バンドパス
フィルタ４′が、その入力と出力間に直列に接続された
第２抵抗２と第１コンデンサ１７、該第２抵抗と第１コ
ンデンサの一端との接続点とアース間に接続された第３
抵抗２０、及び該第１コンデンサの他端とアース間に接
続された第２コンデンサ３で成るとともに、前記第１コ
ンデンサ１７と前記ピーク検波器の入力端とアース間に
接続された第１抵抗１８により低域遮断特性を持たせる
ようにしたことを特徴とする。

【００２７】

【作用】本発明のバイアス制御装置は上述の構成を有す
ることによって、従来困難とされていたバイアス制御装
置の集積回路化が容易となる。

【００２８】即ち、バンドパスフィルタ４′の抵抗２の
抵抗値Ｒ１を大きくすることで記録ヘッド１に大きな端
子電圧がかかる場合でもバンドパスフィルタ４′内での
消費電力を少なくすることができ、抵抗２０の抵抗値Ｒ
２を小さくすることでピーク検波器５に対する入力抵抗
を小さくできる。

【００２９】更に、ピーク検出器５へ入力する信号は抵
抗２と２０（Ｒ１とＲ２）によって分割された値である
から信号レベルが小さい。また、ピーク検波器５の入力
側に接続された抵抗１８とバンドパスフィルタ４′のコ
ンデンサ１７とが一緒になってバンドパスフィルタの低
域特性を与えるようになっているから、オーディオ周波
数帯域の信号のみを通過させ雑音成分は除くことができ
るので良好な制御特性が得られる。

【００３０】

【実施例】次に、図１を参照して、本発明のバイアス制
御装置の１例について説明する。図１の回路は、バンド
パスフィルタ４′、抵抗１８及び直流バイアス電圧源１
９を除いて、前述の図２の回路と同様の回路で構成され
ているので詳細な説明は省略し、相違部分について以下
に説明する。

【００３１】このバンドパスフィルタ４′はその入力が
磁気ヘッド駆動コイルの一端及び加算器１４の出力に接
続されており、出力がピーク検波器５の入力に接続され
ている。

【００３２】入力と出力の間には抵抗２とコンデンサ１
７が直列に接続されており、抵抗２とコンデンサ１７の
接続点が抵抗２０を介してアースに接続され、出力端、
即ちコンデンサ１７の他端がコンデンサ３を介して接地
されている。

【００３３】また、ピーク検波器５の入力端子は、抵抗
１８を介して直流バイアス電圧源１９に接続されてい
る。この抵抗１８は後述するとおり、バンドパスフィル
タ４′のコンデンサ１７とともに低周波遮断特性を与え
るようにする。

【００３４】説明を簡単にするため、まず抵抗１８を無
視してバンドパスフィルタ４′の伝達関数を考える。抵
抗２の抵抗値をＲ１、抵抗２０の抵抗値をＲ２、コンデ
ンサ１７の容量をＣ１、コンデンサ３の容量をＣ２、入
力信号の角周波数をωとし、容量Ｃ１はＣ２に比べて非
常に大きいものとすると、このバンドパスフィルタの伝
達関数Ｆ１は下記の式（１）で表わせる。

【００３５】

【数１】

【００３６】従って、このバンドパスフィルタ４′はコ
ンデンサ３の容量Ｃ２によって決まる高域遮断周波数を
有する。また、コンデンサ１７と抵抗１８によって形成
される低域遮断特性は抵抗２と２０によってＲ２／（Ｒ
１＋Ｒ２）に分割された電圧にさらにコンデンサ１７の
容量Ｃ１と抵抗１８の抵抗値Ｒ３によって決まる伝達特
性を乗じたものであるから下記の式（２）で表わされ
る。

【００３７】

【数２】

【００３８】式（２）から明らかなとおり角周波数ωが
小さくなると式（２）の２項は小さくなる。即ちコンデ
ンサ１７の容量Ｃ１によって決まる低域遮断周波数が存
在する。

【００３９】図１に示す本発明の回路を図２に示す従来
の回路と比較するため、従来の回路の伝達関数を計算す
ると、ローパスフィルタ４を構成する抵抗２の抵抗値を
Ｒ、コンデンサ３の容量をＣとすれば伝達関数Ｆ３は下
記の式（３）で与えられる。

【００４０】

【数３】

【００４１】式（１）と式（３）を比較すると、式
（１）の２項目は式（３）と同じ形になっている。従っ
て ＣＲ＝Ｃ２Ｒ１Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） となるようにＣ２，Ｒ１及びＲ２の値を選ぶことにより
高域遮断周波数を従来の回路と同じように決めることが
できる。

【００４２】式（１）を見ると明らかなとおりバンドパ
スフィルタ４′の出力信号はその入力信号に対してＲ２
／（Ｒ１＋Ｒ２）倍になっているので、Ｒ２をＲ１に対
して小さく選べばバンドパスフィルタ４′の出力インピ
ーダンスは小さくなる。従って、ピーク検波器５に対す
る入力側のインピーダンスを小さくできる。

【００４３】また、ピーク検波器５への入力信号のレベ
ルはＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）に比例するのでＲ２を小さく
設定することによりピーク検波器５への入力信号を小さ
くすることができる。抵抗２の抵抗値Ｒ１は大きくする
ことができるのでバンドパスフィルタ４′での消費電力
は少なくすることができる。

【００４４】直流バイアス電圧源１９はピーク検波器５
に最適動作点を与えるためのものであり、バンドパスフ
ィルタ４′からの交流出力信号はこのバイアス源によっ
て与えられる電圧に重畳される。

【００４５】抵抗１８はピーク検波器５に対する入力イ
ンピーダンスを与えるとともに、コンデンサ１７と組み
合わさった信号周波数の低域遮断特性を与える。

【００４６】前述のとおり、ピーク検波器５に対する入
力側のインピーダンスはＲ２をＲ１に比べて小さく選ぶ
ことにより小さくできるので、抵抗１８の抵抗値Ｒ３は
大きな値にすることができる。

【００４７】以上、本発明のバイアス制御装置の１例に
ついて説明したが、本装置によれば、バンドパスフィル
タ４′と抵抗１８によりバンドパスフィルタの機能を持
たせることができるのでオーディオ帯域周波数について
ピーク検波を行ない、オーディオ周波数以下の周波数成
分は含まれないようにすることができるので最適な制御
ができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明のバイアス制御装置は上述の構成
を有することによって、従来困難とされていたバイアス
制御装置の集積回路化が容易となる。

【００４９】即ち、バンドパスフィルタ４′の抵抗２の
抵抗値Ｒ１を大きくすることで記録ヘッド１に大きな端
子電圧がかかる場合でもバンドパスフィルタ４′内での
消費電力を少なくすることができ、抵抗２０の抵抗値Ｒ
２を小さくすることでピーク検波器５の入力側の抵抗を
小さくできる。

【００５０】更に、ピーク検波器５へ入力する信号はＲ
１とＲ２によって分割された値であるから信号レベルが
小さい。また、ピーク検波器５の入力側に接続された抵
抗１８とバンドパスフィルタ４′とが一緒になってバン
ドパスフィルタ特性を与えるようになっているから、オ
ーディオ周波数帯域の信号のみを通過させ、雑音成分は
除くことができるので良好な制御特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバイアス制御装置の１例の回路図であ
る。

【図２】従来のバイアス制御装置の回路図である。

【図３】低域信号に対する交流バイアス量と磁気テープ
に記録できる最大信号レベルとの関係を示す特性図であ
る。

【図４】高域信号に対する交流バイアス量と磁気テープ
に記録できる最大信号レベルとの関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ４′ バンドパスフィルタ ５ ピーク検波器 ６ 差動増幅器 １０ 電圧制御増幅器 １２ 発振器 １３ 記録信号入力端子 １４ 加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録すべき入力信号が供給される入力端
   子と、 交流バイアス信号を発生する発振器と、 該交流バイアス信号を制御信号に応じた利得で増幅する
   増幅器と、 該増幅器の出力と前記入力信号を加算する加算器と、 該加算器の出力が供給される記録ヘッドと、 前記加算器の出力の一部が印加されるバンドパスフィル
   タと、 該バンドパスフィルタの出力が供給されるピーク検波器
   と、 該ピーク検波器の入力端とアース間に直列接続された第
   １抵抗及び直流バイアス電源と、 前記ピーク検波器の出力と基準電圧源からの所定電圧が
   印加され前記制御信号を出力する差動増幅器と、を備
   え、 前記バンドパスフィルタが、その入力と出力間に直列に
   接続された第２抵抗と第１コンデンサ、該第２抵抗と第
   １コンデンサの一端との接続点とアース間に接続された
   第３抵抗、及び該第１コンデンサの他端とアース間に接
   続された第２コンデンサで成るとともに、前記第１コン
   デンサと前記ピーク検波器の入力端とアース間に接続さ
   れた第１抵抗により低域遮断特性を持たせるようにした
   ことを特徴とする磁気記録ヘッドの交流バイアス制御装
   置。