JPH07118043B2

JPH07118043B2 - デイジタル信号記録装置

Info

Publication number: JPH07118043B2
Application number: JP61019674A
Authority: JP
Inventors: 和男富田; 忠昭吉中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS62177703A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ディジタル信号を磁気テープに記録する場
合に用いられるディジタル信号記録装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、ディジタル信号を磁気テープに記録する場
合に用いられるディジタル信号記録装置において、記録
すべきディジタル信号をこのディジタル信号の高域成分
に比して低域成分のゲインを相対的に下げるように補償
して磁気テープに記録することより、非線形歪を低域さ
せるようにしたものである。

〔従来の技術〕

例えば特開昭55−135316号公報に開示されているよう
に、ディジタルビデオ信号のような高い周波数のディジ
タル信号を記録する場合、従来、第７図に示すような記
録回路が用いられていた。

第７図においてトランジスタ51及び52の互いのエミッタ
が共通接続され、この接続点が定電流源として動作する
トランジスタ53のコレクタに接続される。トランジスタ
53のベースが定電圧が加えられる端子54に接続される。
トランジスタ53のエミッタが抵抗55を介して−V_EEの電
源端子56に接続される。

トランジスタ51及び52の夫々のベースが入力端子57及び
58に夫々接続される。トランジスタ51及び52のコレクタ
が磁気ヘッド59の一方の端子60及び他方の端子61に夫々
接続される。磁気ヘッド59の中点の端子62が＋V_CCの電
源端子63に接続される。

この第７図に示す従来の記録回路は、入力端子57及び58
に供給されるディジタル信号によりトランジスタ51及び
52をオン／オフさせ、磁気ヘッド59の巻線64に夫々互い
に逆方向の電流を流し、磁気テープに信号を記録するよ
うにしたものである。即ち、入力端子57に供給されるデ
ィジタル信号がハイレベルで、入力端子58に供給される
ディジタル信号がローレベルの時には、トランジスタ51
がオンし、トランジスタ52がオフし、巻線64に矢印ａで
示す方向に電流が流される。入力端子58に供給されるデ
ィジタル信号がハイレベルで、入力端子57に供給される
ディジタル信号がローレベルの時には、トランジスタ52
がオンし、トランジスタ51がオフし、巻線64に矢印ｂで
示す方向に電流が流される。

ところが、ディジタルビデオ信号を磁気テープに記憶す
る場合のように、高い記録密度で磁気記録を行うと、磁
気記録固有の非線形歪が多く発生する。このような非線
形歪は、再生時のイコライザでは除去することができな
い。

上述の従来の記録回路では、高域成分，低域成分に対し
て常に等しい記録電流が同じ位相で流され、非線形歪に
対する補償が何ら行われていない。このため、記録時に
非線形歪が多く発生するという問題がある。

記録過程における非線形歪は、すぐに書き込んだパルス
と次に書き込むパルスとの干渉で発生すると考えられ
る。これに対して、記録電流波形を適切に補償すれば、
その発生を低域させることが可能である。

そこで、記録すべきディジタル信号に対して予め位相歪
を加えておくようにした記録回路が提案されている。即
ち、第８図に示すように、記録すべきディジタル信号を
入力端子71からハイパスフィルタ72に供給し、ハイパス
フィルタ72で記録すべきディジタル信号に予め非線形歪
の発生を補償するように位相歪を与えておく。このハイ
パスフィルタ72の出力をコンパレータ73で２値化し、記
録アンプ74を介して磁気ヘッド75に供給する。このよう
に記録すべきディジタル信号に対して予め位相補償を与
えておくことにより、非線形歪が低域される。

また、第９図に示すように、記録すべきディジタル信号
を入力端子81からピーキング回路82に供給し、ピーキン
グ回路82の出力をアッテネータ83、記録アンプ84を介し
て磁気ヘッド85に供給するようにした記録回路が提案さ
れている。この記録回路については、信学全大236（198
5）に詳細に記載されている。ピーキング回路82として
は、第10図に示すように、入力端子86と出力端子87との
間に抵抗88及びコンデンサ89を並列に接続し、出力端子
87と抵抗88及びコンデンサ89との接続点と接地間に抵抗
90を接続するようにしたものが用いられる。また、記録
アンプ84は、リニアな振幅特性のものを用いる必要があ
る。

この第10図に示す記録回路は、ピーキング回路82で非線
形歪に対する振幅及び位相の補償を予め行うようにして
いる。これにより、非線形歪が低域される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

比較的軽度の非線形歪については、上述の第８図及び第
９図に示す記録回路を用いることにより、ある程度軽減
することができる。しかしながら、テープ抗磁力Hc,残
留磁束密度Br共に高い例えばメタルテープを飽和磁束密
度Bsの高い例えばＭ＆Ｆ（メタル＆フェライト（センダ
ストやアモルファスとフェライトとの組み合わせ））ヘ
ッドで記録した場合に発生するような大きな非線形歪に
対しては、上述の従来の記録回路では十分に除去できな
い。

即ち、第８図に示す記録回路は、非線形歪に対して、位
相特性のみ補償がなされ、振幅についての補償がなされ
ていない。

第９図に示す記録回路では、Ｍ＆Ｆヘッドでメタルテー
プに磁気記録した場合に発生するような大きな非線形歪
に対して、振幅及び位相特性の十分な補償がなし得な
い。つまり、第９図に示す記録回路におけるピーキング
回路82（第10図）の伝達関数Ｈ（ｓ）は、抵抗88及び90
の抵抗値を夫々R₁,R₂、コンデンサ89の静電容量をC₁と
すると、となる。

1/C₁R₁＝a, （R₁＋R₂）／（C₁R₁R₂）＝ｂｂ＞ａとおくとすると、この伝達関数Ｈ（Ｓ）は、となる。したがって、このピーキング回路の振幅特性，
位相特性，群遅延特性は、第11図Ａ〜第11図Ｃに夫々示
すものとなる。

第11図Ａ〜第11図Ｃに示す特性から明らかなように、こ
のピーキング回路82では急峻な振幅特性が得られず、ま
た、十分な位相補償も行えない。また、このピーキング
回路を用いた場合には、記録アンプ84としてリニアな振
幅特性のものを用いなければならないという問題があ
る。

したがって、この発明の目的は、例えばメタルテープを
Ｍ＆Ｆヘッドで記録する場合に発生するような大きな非
線形歪についても、その低減が可能なディジタル信号記
録装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、記録アンプの消費電力を節減で
きるディジタル信号記録装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、記録すべきディジタル信号をこのディジタ
ル信号の高域成分に比して低域成分のゲインを相対的に
下げるイコライズ回路を介して記録ヘッドに供給するよ
うにしたディジタル信号記録装置である。

〔作用〕

記録過程における非線形歪は、すでに書き込んだパルス
と次に書き込むパルスとの干渉により発生すると考えら
れる。そこで、トランジスタ1,2,抵抗5,コンデンサ6,電
流源3,4,により構成されるイコライズ回路が用いられ、
記録信号の低域成分のゲインが高域成分に比べて相対的
に下げられ、高域成分の位相が低域成分に比べて相対的
に遅らされ、非線形歪に対する補償が記録時になされ
る。これにより、非線形歪が低減できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

記録過程時における非線形歪は、前述したように、すで
に書き込んだパルスと次に書き込むパルスとの干渉によ
り発生すると考えられる。テープ抗磁力Hc及び残留磁束
密度Br共に高いＭ＆Ｆヘッドで飽和磁束密度Bsの高いメ
タルテープに高密度記録を行う場合においては、前後の
パルスによる干渉ばかりでなく、数タイムスロットに及
ぶ干渉が生じると考えられる。然るに、Ｍ＆Ｆヘッドで
メタルテープに高密度記録を行う場合、非線形歪が多く
発生すると考えられる。また、幅の広いパルス、即ち、
１又は０が連続した場合、非線形歪が多く発生するとい
う傾向があり、これは、幅の広いパルスが生じている部
分が非線形歪に関与していると考えられる。

以上のことから、低域成分のゲインを高域成分に比べて
相対的に下げ、高域成分の位相を低域成分に比べて相対
的に遅られ、記録電流波形に振幅及び位相について十分
な補償を行えば、Ｍ＆Ｆヘッドでメタルテープに高密度
記録した場合においても、非線形歪を十分低域させるこ
とができると考えられる。

この発明の一実施例では、第４図に示すイコライズ回路
を用いて記録電流波形に非線形歪に対する振幅及び位相
の補償を与え、非線形歪を低減させるようにしている。

第４図においてトランジスタ１のエミッタ及びトランジ
スタ２のエミッタに電流値がＩなる電流源３及び４が夫
々接続されると共に、トランジスタ１及び２の互いのエ
ミッタの間に抵抗５及びコンデンサ６が接続される。電
流源３及び４の他端が−V_EEの電源端子７及び８に夫々
接続される。トランジスタ１のベースが入力端子９に接
続される。トランジスタ２のベースが接地される。トラ
ンジスタ１のコレクタが＋V_CCの電源端子に接続され
る。トランジスタ２のコレクタが出力端子12に接続され
る。

入力端子９に入力信号電圧v_i（ｔ）が供給されると、ト
ランジスタ１のエミッタとトランジスタ２のエミッタと
の間に生じる電位差に基づいて、抵抗５及びコンデンサ
６を通じて信号電流が流れる。したがって、抵抗５の抵
抗値をＲ、コンデンサ６の静電容量をＣ、電流源３及び
４の電流値をＩとすると、出力端子12の出力信号電流i₀
（ｔ）は、 i₀（ｔ）＝Ｉ＋v_i（ｔ）（１＋ｊωCR）/R ・・（１）となる。

ところで、（１）式において第１項は電流源３及び４に
より定まるバイアス電流であり、第２項が入力電圧によ
り変換する信号電流である。（１）式より、出力信号電
流i₀（ｔ）は、カットオフ周波数ω_０以降、周波数が高
くなるに従って増大する。しかしながら、（１）式にお
ける第１項の信号電流は、電流源３及び４の電流値Ｉ以
上になることはないので、 |v_i（ｔ）（１＋ｊωCR）/R|≦Ｉ・・・（２）であり、（２）式より、出力信号電流ｉ（ｔ）の最大値
は電流源３及び４の電流値Ｉにより制限される。これに
より、電流源３及び４の電流値Ｉにより定められる周波
数以上では、第５図に示すように、出力信号電流i
₀（ｔ）はクリップされ、この周波数よりも高くなって
も、出力信号電流i₀（ｔ）は増加しなくなる。この電流
源３及び４の電流値Ｉを適当に定めることにより、不必
要に消費電力が増加することが抑えられる。また、高い
周波数では振幅は増加しないが、第５図から明らかなよ
うに、電流波形が急峻になり、記録電流の分解が向上さ
れる。

上述の（１）式よりこのイコライズ回路の伝達関数Ｈ
（ｓ）がＨ（ｓ）＝Ｃ（Ｓ＋1/CR）＝（Ｓ＋ω_０）/Rω_０・
（３） ω₀:カットオフ周波数として求められる。この伝達関数Ｈ（ｓ）からこのイコ
ライズ回路の振幅特性，位相特性，群遅延特性を夫々求
めると、第６図Ａ〜第６図Ｃに示すようになる。なお、
振幅特性は、電流源３及び４の電流値Ｉにより周波数ω
_１で制限されるが、位相特性及びそれを微分して得られ
る群遅延特性は、電流源３及び４の電流値Ｉにより制限
されることはない。第６図Ａ〜第６図Ｃに示す特性から
明らかなように、このイコライズ回路は、高域成分に比
して低域のゲインを下げ、高域成分の位相を低域成分に
比して遅らせる特性を有している。

第１図は、この発明の一実施例を示し、第１図において
トランジスタ21のエミッタ及びトランジスタ22のエミッ
タが抵抗23及び抵抗24を夫々介して電流値が2Iなる電流
源25に接続されると共に、トランジスタ21及び22の互い
のエミッタ間にコンデンサ26が接続される。電流源25の
他端が−V_EEの電源端子27に接続される。トランジスタ2
1のベースが入力端子28に接続される。トランジスタ22
のベースが接地される。トランジスタ21のコレクタが抵
抗29を介して＋V_CCの電源端子31に接続されると共に、
ドライブアンプ32の一方の入力端子に接続される。トラ
ンジスタ22のコレクタが抵抗30を介して＋V_CCの電源端
子31に接続されると共に、ドライブアンプ32の他方の入
力端子に接続される。

ドライブアンプ32の出力端子が回転トランス33の一次側
巻線に接続される。回転トランス33の二次側巻線が記録
アンプ34の入力端子に接続される。記録アンプ34の出力
端子が磁気ヘッド35の巻線36に接続される。

この一実施例は、記録アンプ34が回転ドラムに搭載され
ている場合に用いて好適なものである。

トランジスタ21,22,抵抗23,24,コンデンサ26,電流源25
により、前述の第４図に示したイコライズ回路が構成さ
れる。なお、抵抗23及び24の抵抗値は夫々R/2に設定さ
れている。端子28に供給される入力信号電圧に対して、
このイコライズ回路で非線形歪に対する補償がなされ
る。つまり、この入力信号電圧がイコライズ回路に供給
されることにより、第６図Ａ〜第６図Ｃに示す特性に従
って、低域成分のゲインが相対的に下げられ、高域成分
の位相が相対的に遅らされる。このイコライズ回路の出
力は、抵抗29及び30で電圧に変換され、互いに逆相の信
号電圧出力がドライブアンプ32,回転トランス33を介し
て記録アンプ34に供給され、記録アンプ34の出力が磁気
ヘッド35の巻線36に供給される。

このように、記録時に非線形歪に対する振幅及び位相の
補償がなされているので、非線形歪が低減される。

第２図はこの発明の他の実施例である。この実施例は、
このイコライズ回路を記録アンプと兼用させたものであ
る。

第２図においてトランジスタ21,22,抵抗23,24,コンデン
サ26,電流源25によりイコライズ回路が構成される。ト
ランジスタ21及び22のコレクタが磁気ヘッド35の巻線36
に接続される。巻線36の中点が＋V_CCの電源端子31に接
続される。トランジスタ21及び22のベースがバッファア
ンプ44の一方及び他方の出力端子に夫々接続される。

入力端子41に供給されたディジタル信号は、ドライブア
ンプ42,回転トランス43,バッファアンプ44を介してトラ
ンジスタ21及び22のベースに供給される。トランジスタ
21及び22を流れる電流に応じて巻線36に記録電流が流さ
れる。このように、トランジスタ21,22,抵抗23,24,コン
デンサ26,電流源25により構成されるイコライズ回路
は、記録電流に非線形歪に対する補償を与えると共に、
記録アンプとしても動作する。

なお、第３図に示すように、トランジスタ21及び22のコ
レクタを電流値がＩなる電流源45及び46を夫々介して電
源端子31に接続し、トランジスタ21のコレクタと電流源
45の接続点、及びトランジスタ22のコレクタと電流源46
の接続点を磁気ヘッド35の巻線36に接続するようにすれ
ば、巻線36の中点タップは不要になる。即ち、トランジ
スタ21のコレクタの電圧がトランジスタ22のコレクタの
電圧より高い時には、巻線36に矢印ｃで示す方向に電流
が流され、トランジスタ22のコレクタの電圧がトランジ
スタ21のコレクタの電圧より高い時には、巻線36に矢印
ｄで示す方向に電流が流される。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、記録電流に対して非線形歪に対する
振幅及び位相の補償がなされるので、非線形歪を低減さ
せることができる。

以下、実測した再生波形を比較しながらこの発明の効果
を説明する。

第12図Ａに示すように、「000・・・」のデータが連続
した後、「１」と「０」が交互に反転する「1010・・
・」のデータが連続し、更に「111・・・」のデータが
連続するような記録信号を、非線形歪に対する補償がな
されていない従来の記録回路（第７図）で記録すると、
再生波形が第12図Ｂに示すようになる。一方、同様の記
録信号を、この発明が適用された記録回路で記録する
と、再生波形が第12図Ｃに示すようになる。

テープヘッド系は微分特性であるから、非線形歪が発生
していなければ、第12図Ａに示す記録信号の微分波形が
再生波形として得られるはずである。ところが、第12図
Ｂに示すように、非線形歪に対する補償がなされていな
い従来の記録回路でこの信号を記録すると、非線形歪が
発生する。つまり、、「000・・・」の連続したデータ
の部分と「1010・・・」の繰り返すデータの部分との境
界で出力されるべきピークＰが再生されていない。ま
た、「000・・・」の連続するデータの部分、「1010・
・・」の繰り返すデータの部分、「111・・・」の連続
するデータ部分の直流レベルは、夫々、一定となるはず
であるが、第12図Ｂに示すように、夫々この部分で直流
レベルの変動が生じている。

この発明が適用された記録回路を用いると、第12図Ｃに
示すように、ピークＰが再生され、「000・・・」のデ
ータの部分、「1010・・・」のデータの部分、「111・
・・」のデータの部分で夫々直流レベルの変動が生じて
いない。このことから、非線形歪が低減されたことがわ
かる。

また、第13図Ａに示すように、「000・・・」のデータ
の連続した部分と「111・・・」のデータの連続した部
分との間に「10」のデータを挿入し、「111・・・」の
データの連続した部分と「000・・・」のデータの連続
した部分との間に「01」のデータを挿入した記録信号
を、非線形歪に対する補償がなされていない従来の記録
回路で記録した場合、第13図Ｂに示すように、「000・
・・」の連続データと「111・・・」の連続データとの
間の「10」のデータ及び「111・・・」の連続データと
「000・・・」の連続データとの間の「01」のデータが
再生できない。一方、同様の記録信号をこの発明が適用
された記録回路で記録すると、第13図Ｃに示すように、
「000・・・」の連続データと「111・・・」の連続デー
タとの間の「10」のデータ及び「111・・・」の連続デ
ータと「000・・・」の連続データとの間の「01」のデ
ータが再生できる。

上述の第12図及び第13図に示した再生波形からわかるよ
うに、この発明に依れば非線形歪を十分に低減できる。

また、この発明に依れば、イコライズ回路として能動素
子を用いた第６図Ａ〜第６図Ｃに示す特性のものが用い
られてきる。このイコライズ回路の特性は、従来の第９
図に示す記録回路に用いられていた受動素子だけで構成
されるピーキング回路の特性（第11図Ａ〜第11図Ｃ）に
比べて、高域でのゲインが大きく、高域での遅れが大き
い。このため、非線形歪に対する補償が十分なされ、例
えばメタルテープをＭ＆Ｆヘッドで記録する場合のよう
な大きな非線形歪についても十分低減できる。

更に、この発明に依れば、イコライズ回路に流れる電流
を、高い周波数ではクリップさせるようにしているの
で、振幅が一定値以上に増大せず、消費電力を低減でき
る。また、このようにイコライズ回路を流れる電流が一
定値以下に抑えられているので、時に、記録アンプを回
転ドラムに搭載させる場合には、発熱による影響が低減
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の接続図、第２図はこの発
明の他の実施例の接続図、第３図はこの発明の更に他の
実施例の接続図、第４図はこの発明の実施例におけるイ
コライズ回路の一例の接続図、第５図はこの発明の実施
例におけるイコライズ回路の一例の説明に用いる波形
図、第６図はこの発明の実施例におけるイコライズ回路
の説明に用いる周波数特性図、第７図は従来のディジタ
ル信号記録回路の一例の接続図、第８図は従来のディジ
タル信号記録回路の他の例のブロック図、第９図は従来
のディジタル信号記録回路の更に他の例のブロック図、
第10図は従来のディジタル信号記録回路の更に他の例に
おけるピーキング回路の一例の接続図、第11図は従来の
ディジタル信号記録回路の更に他の例におけるピーキン
グ回路の一例の周波数特性図、第12図及び第13図はこの
発明の効果を示す波形図である。図面における主要な符号の説明 1,2,21,22:トランジスタ、 5,23,24:抵抗、6,26:コンデンサ、 3,4,23,25:電流源、28,41:入力端子、35:磁気ヘッド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録すべきディジタル信号の高域成分に比
して低域成分のゲインを下げ、上記高域成分の位相を低
域成分に比して遅らせるイコライズ回路を備え、上記記録すべきディジタル信号を上記イコライズ回路を
介して記録ヘッドに供給するようにしたことを特徴とす
るディジタル信号記録装置であって、上記イコライズ回路は、記録すべきディジタル信号がそのベースに供給される第
１及び第２のトランジスタと、上記第１及び第２のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れたコンデンサと、上記第１及び第２のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れた抵抗と、上記第１及び第２のトランジスタのエミッタ側に、上記
第１及び第２のトランジスタに流れる電流を設定する電
流源とからなり、上記電流源の電流値は、高い周波数では上記第１及び第
２のトランジスタのエミッタ間を流れる電流がクリップ
するように設定することを特徴とするディジタル信号記録装置。