JPH0713091Y2

JPH0713091Y2 - クロック形成回路

Info

Publication number: JPH0713091Y2
Application number: JP10243287U
Authority: JP
Inventors: 肇鈴木
Original assignee: ナカミチ株式会社
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2002-07-03
Also published as: JPS648257U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、少なくとも２個のヘッドを有するヘリカルス
キャン型のデジタル磁気記録再生装置に関し、特に再生
時において、再生信号データから再生形成クロック信号
を形成するクロック形成回路に関する。

（従来の技術及び考案が解決しようとする問題点）基準のクロック信号に同期した記録信号を磁気テープに
記録するヘリカルスキャン型のデジタル磁気記録再生装
置に於いては、磁気テープ走行方向に対して所定の傾斜
角の信号トラックを形成すべく、磁気テープにヘッドを
摺接させる。更に、回転ドラムの周面に配置されるＡヘ
ッドとＢヘッドの２つの各ヘッドにより形成されるトラ
ックTaとトラックTbが交互に隣接して形成される場合、
再生時のクロストークを避けるため、これら各ヘッドの
トラック方向に対するアジマス角が互いに逆になるよう
に形成される。

一方、定速再生時に於いては、ＡヘッドがトラックTa
を、またＢヘッドがトラックTbをそれぞれトレースし、
更に各ヘッドと磁気テープの相対速度が、記録時のそれ
と一致するように、回転ドラムの回転速度、及び磁気テ
ープ速度を設定するキャプスタンの回転速度がそれぞれ
制御される。

また、磁気テープの高速移送時に信号を再生する高速サ
ーチ状態に於いても、この時検出される再生クロックの
周波数が定速再生時の再生クロックと略一致するように
回転ドラムの回転制御が行われる。即ち、この場合各ヘ
ッドは、磁気テープに形成された各トラックを数トラッ
クに亘って斜めに横切るが、この時の制御例としてＡ、
Ｂの各ヘッドと磁気テープのなす相対速度（方向も含
む）のトラック方向の速度成分の大きさが、定速再生時
のそれと一致するように回転ドラムの回転制御が行われ
る。

このような高速サーチ時に於ける回転ドラムの回転速度
制御を行うことにより、Ａ、Ｂの各ヘッドがそれぞれ対
応するTa、Tbの各トラックを横切る時に再生される各再
生信号の再生クロックの周波数は、定速再生時の再生信
号の再生クロックの周波数と近似した値となる利点を生
む。

然し乍ら、Ta、Tbの各トラックに記録された記録信号
は、前記したようにトラック方向に対するアジマス角が
互いに逆になるように形成されたＡ、Ｂの各ヘッドによ
り記録されているため、定速再生時以外のテープ速度で
のサーチ時に各ヘッドが再生したそれぞれの再生信号の
再生クロックの周波数は、定速再生時の再生クロックの
周波数に対して一方が高く、他方が低くなる。第４図を
用いてこの様子を原理的に説明する。

第４図（ａ）は、Ａ、Ｂの各ヘッドにより磁気テープ15
上に形成された各トラックTa、Tb、各トラックに記録さ
れた記録信号、及び順方向高速サーチ（以下FFサーチと
称す）時の各ヘッドの移動軌跡ha、hbの様子を示した概
略図である。

第４図（ｂ）はトラックTaとＡヘッドの移動軌跡haの関
係を、また第４図（ｃ）はトラックTbとＢヘッドの移動
軌跡hbの関係をそれぞれ示す第４図（ａ）の部分拡大図
である。

第４図（ｂ）に於いて、トラック方向の速度成分の大き
さが、定速再生時のそれと一致する速度で移動するＡヘ
ッドが、トラック方向に対してアジマス角θだけ反時計
方向に傾いたＡヘッドで書き込まれた記録信号ma間を移
動する場合、定速再生時には移動距離l₁が必要であるの
に対し、移動距離l₃が必要となる。しかし定速再生時の
移動時間相当で移動する距離は移動距離l₂であり、距離
（l₃−l₂）だけ不足する。従って、この時の再生クロッ
ク周波数faは、定速再生時の再生クロックの周波数frに
対して低くなる。

また、第４図（ｃ）に於いては、前記移動距離l₂が、記
録信号mb間を移動するのに必要な移動距離l₄より大きく
なるので、この時の再生クロック周波数fbは定速再生時
の再生クロックの周波数frに対して高くなる。

また逆方向高速サーチ（以下REWサーチと称す）時、定
速再生時より遅いスピードでテープが順方向に移動して
いるとき、及びテープが停止しているときには、ヘッド
の移動軌跡ha、hbがトラック方向に対して逆になるた
め、定速再生時の再生クロックの周波数frに対する各周
波数fb、faの高低の関係が逆になるが、その詳細な説明
は省略する。

一方、再生信号データから再生形成クロック信号を形成
するクロック形成回路には、一般的にPLL制御が用いら
れ、位相比較器、ローパスフィルタ、電圧制御発振器
（以下VCOと称す）等から構成されている。しかしこの
ような従来のクロック形成回路を前記したデジタル磁気
記録再生装置に用いると、通常の定速再生時には問題は
ないが、前記したように定速再生時以外のサーチ時には
Ａ、Ｂの各ヘッドが再生する再生信号の再生クロック周
波数が急激に変動するので、位相比較器に入力される２
つの入力信号のクロックの周波数差が大きくなり、所望
の再生形成クロック信号が得られなかったり、形成され
る再生形成クロック信号の周波数変化時において、引き
込み時間ロスによるなまりが発生し、常に安定した再生
形成クロック信号の形成が期待出来ない問題点があっ
た。

また、以上の欠点を解決する一方法として、以下の方法
が提案されている。

即ち、Ａ、Ｂの各ヘッドの切り換え信号に同期して、上
記のPLL制御で構成されるクロック形成回路のループ内
のVCOの入力信号に、予め設定された２つの基準信号を
交互に印加する方法である。

この方法によれば、所定のテープ速度の高速サーチ時に
は、形成される再生形成クロック信号の周波数が適度に
補正されて位相比較器に入力される２つの入力信号の位
相差が減少し、クロック形成回路の安定した動作が可能
となる。然し乍ら、この方法によるとFFサーチ、REWサ
ーチの各状態に応じて印加する基準信号を逆に設定しな
ければならない。更に、後述するように、Ａ、Ｂの各ヘ
ッドの再生信号の再生クロック周波数の変動幅は、テー
プ速度に略比例して増加するので、高速サーチの起動
時、及び広範囲のテープ速度におけるクロック形成回路
の安定性が期待できない問題点があった。

本考案の目的は、上記の問題点を解決し、サーチ時のテ
ープ速度、及びFF、REWの各サーチ方向に拘らず、常に
安定した動作を可能とするクロック形成回路を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段）磁気テープに形成されるトラック方向に対し、互いに対
向する角度にアジマス角度が設定された少なくとも一組
のヘッドを周面に配置した回転ドラムを有するヘリカル
スキャン型のデジタル磁気再生装置に用いられるクロッ
ク形成回路において、 PLL制御により再生信号に基づいて再生形成クロック信
号を形成するクロック形成部と、テープ速度（方向も含む）に応じて回転数が変化する前
記回転ドラムの回転周期と同周期で変化し、且つ上記テ
ープ速度と定速再生時のテープ速度（方向も含む）との
差の絶対値に略比例する振幅を有する“H"と“L"の各状
態からなる２値信号を出力するも、前記差の極性に応じ
て該２値信号の各状態が反転する補正信号を出力する補
正信号出力部からなり、前記クロック形成部を構成する位相比較器と電圧制御発
振器との間で、前記補正信号を前記クロック形成部に印
加すべく構成する。

（作用）以上の如く構成することにより、前記位相比較器に入力
する２つのクロック周波数が常に近似するように作用す
る。

（実施例）第１図は、前記したデジタル記録再生装置に適用される
本考案回路の一実施例を示す構成図で、１、２は、それ
ぞれ前記したＡ、Ｂの各ヘッドから再生される再生信号
データを入力する入力端子で、ヘッド信号切り換えスイ
ッチSW1の２つの固定端子にそれぞれ接続されている。
このヘッド信号切り換えスイッチSW1の可動端子は、RF
アンプ４を介して位相比較器５の一方の入力端子5₂に接
続されている。この位相比較器５の出力端子5₃は、ロー
パスフィルタ６を介して加算器７の一方の入力端子7₁に
接続され、加算器７の出力端子7₃は、VCO8の入力端子8₁
に接続されている。このVCO8の出力端子8₂は、形成され
た再生形成クロック信号s₂を出力する出力端子13に接続
されると共に、位相比較器５の他方の入力端子5₁に続さ
れている。ヘッド切り換え信号発生器９の出力端子9
₁は、ヘッド信号切り換えスイッチSW1の切り換え制御信
号入力端子に接続されると共に、遅延回路10を介して乗
算器11の一方の入力端子11₁に接続されている。３は、
前記した回転ドラムの回転速度信号であるFG信号を入力
する入力端子で、周波数／電圧変換器（以下F/V変換器
と称す）12を介して乗算器11の他方の入力端子11₂に接
続されている。更に乗算器11の出力端子11₃は、加算器
７の他方の入力端子7₂に接続されている。

以上の構成に於いて、先ず加算器７の入力端子7₂に信号
が印加されない場合の回路動作について説明する。

位相比較器５は、その入力端子5₂に入力する“H"、“L"
の２状態からなる再生信号s₁の状態変化時にのみ、入力
端子5₁に入力する再生形成クロック信号s₂との位相比較
を行い、その進み、遅れに応じて位相差信号s₃を出力す
るものである。ローパスフィルタ６は、この位相差信号
s₃を平滑することにより、位相差に応じてこれが減少す
る方向に増減する直流電圧信号s₄を出力するが、この信
号s₄には位相比較が長期に亘って行われない場合、再生
形成クロック信号s₂の周波数f₂が所定の値、例えば9.40
8MHzになるべく、オフセット電圧が印加されている。

一方、前記したようにＡ、Ｂの各ヘッドの再生クロック
周波数fa、fbは、テープ速度ｖの増加に伴って、定速再
生時の再生クロック周波数frに対する変動幅を増す。第
２図に理論的計算に基づいてプロットした変動グラフを
示す。但し、この場合の計算データは、DAT規格に基づ
くデータであり、縦軸に再生クロックの周波数を、横軸
に定速再生時のテープ速度に対する高速サーチ時のテー
プ速度の倍率をそれぞれ示す。

このグラフが示すように、各再生クロック周波数fa、fb
は、テープ速度の倍率に略比例してFFサーチ時には、そ
れぞれ減少、増加し、REWサーチ時には、それぞれ増
加、減少する。但し、正確には定速再生時のテープ速度
（方向も含む）をTf、サーチ時のテープ速度（方向も含
む）をTrとしたとき、再生クロック周波数fa、fbの定速
再生時からの変化量は、｜（Tr−Tf）/Tf|に比例する
も、（Tr−Tf）の極性に応じて減少、増加するものであ
るが、高速サーチ時においては、Tr≫Tfとなり、Tr−Tf
≒Trと仮定して表現すると上記のようになる。

従って、第１図のPLL制御による再生形成クロック信号s
₂の形成部14の動作を、テープ速度（その方向も含む）
に拘らず安定に動作させる為に、前記ローパスフィルタ
６から出力される直流電圧信号s₄に、Ａ、Ｂの各ヘッド
がそれぞれ再生する再生信号sa、sbの切り換え信号s₇に
同期して変化する補正電圧信号s₆を印加する手段を設け
る。そして本考案に基づくこの補正電圧信号s₆は、その
変化幅がテープ速度（方向も含む）に応じて変化するも
のであり、このような補正電圧信号s₆を形成すべく構成
された第１図の構成図について第３図を参照しながら更
に説明する。

ヘッド切り換え信号発生器９は、回転ドラムの回転周期
と同周期で、“H"、“L"の各状態からなる切り換え信号
s₇を出力する。ヘッド信号切り換えスイッチSW1は、こ
の信号により制御され、“H"時にはＢヘッド側の、“L"
時にはＡヘッド側の固定端子に可動端子を接続すべく動
作する。従って、位相比較器５の入力端子5₂に入力する
再生信号s₁は、第３図（ａ）に示すように、各ヘッドで
再生された再生信号が交互に並んだ波形となる。尚、こ
の図は定速再生時の状態を示し、この時の回転ドラムの
回転数は2000rpmとする。一方、乗算器11の入力端子11₁
に入力される遅延信号s₈は、切り換え信号s₇の所定周期
（約5/6周期）だけ遅延した信号であり、“H"状態で5v
に、“L"状態で0vになるようそれぞれ設定されている。

次に、入力端子３に入力される回転ドラムのFG信号s₉に
ついて説明する。

前記したように回転ドラムは、高速サーチ時において
も、この時のＡ、Ｂの各ヘッドと磁気テープのなす相対
速度（方向も含む）のトラック方向の速度成分の大きさ
が、定速回転時のそれと一致するように回転制御され
る。このように回転制御されると、回転ドラムの回転数
は定速再生時に2000rpmとなるも、テープ速度（方向も
含む）に比例して増減する。

従って、回転ドラムの回転数に比例して変化するFG信号
s₉を入力するF/V変換器12は、定速再生時の出力電圧レ
ベルを中心に、FFサーチ時、REWサーチ時の各テープ速
度に略比例して直線的にそれぞれ増加、減少する電圧信
号s₁₀を出力する。但し、この電圧信号s₁₀は、正確には
定速再生時のテープ速度Tf、サーチ時のテープ速度Trに
対し、（Tr−Tf）/Tfに比例して変化するものである
が、Tr≫Tfと仮定して表現すると上記のようになる。
尚、実施例では、この定速再生時の出力電圧レベルを2.
5vに設定する。

以上の如く形成される遅延信号s₈と電圧信号s₁₀を各入
力端子11₁、11₂にそれぞれ入力する乗算器11は以下の式
に基づく演算を行って、その結果を出力端子11₃から出
力する。

V₆＝ｋ（v₈−2.5v）・（v₁₀−2.5v）……（１）但し、v₆、v₈、v₁₀はそれぞれ各信号s₆、s₈、s₁₀電圧値
を示し、ｋは比例定数。

第３図（ｂ）は、FFサーチ時、定速再生時、REWサーチ
時の各テープ速度に応じて形成される補正電圧信号s₆を
示している。

同図に示すように、定速再生時における電圧値は0vであ
る。またFFサーチ時にはテープ速度の倍率に略比例して
その振幅が大きくなると共に周期が短くなり、位相は遅
延信号s₈と同相となる。更に、REWサーチ時にはテープ
速度の倍率に略比例してその振幅は大きくなるが、周期
が長くなると共に位相が遅延信号s₈と逆相となる。尚、
これ等の変動する周期は、テープ速度に応じて変動する
切り換え信号s₇の周期であることは明らかである。

このような補正電圧信号s₆を前記直流電圧信号s₄に加算
するわけであるが、これは前記したオフセット電圧を変
動させ、位相比較器５が再生信号s₁の状態変化に応じて
位相比較を開始する前に、テープ速度に応じて変動する
再生信号s₁の再生クロック周波数fa、fbの近傍に再生形
成クロック信号s₂の周波数を予め設定するものである。
また遅延回路10は、この設定に対する許容時間を多くす
るために設けられたものである。

従って、テープ速度に略比例して変化する補正電圧信号
s₆の振幅変化率は、上記の目的を満足すべく設定される
ものであり、前記比例定数ｋを適当に設定してもよい。

尚、前記実施例では乗算器11に入力する電圧信号S₁₀を
回転ドラムのFG信号から形成したが、テープ速度を直接
検出して形成してもよい。また本実施例では、補正電圧
信号S₆をローパスフィルタ６とVCO8の間で印加したが、
構成によっては、位相比較器５とローパスフィルタ６の
間に印加してもよい。更に、サーチ時の再生クロック周
波数fa、fbのうち一方が常に定速再生時の再生クロック
周波数frと一致するように回転ドラムが制御されるよう
な場合、前記（１）式の（v₈−2.5v）の項を（v₈−5v）
又は（v₈−0v）に設定し、他方の再生クロック周波数の
変動に対応するように構成してもよいなど種々の対応が
考えられるものである（考案の効果）本考案によれば、再生形成クロック信号s₂の周波数を、
変動する再生信号s₁の再生クロック周波数fa、fbの近傍
に常に設定するので、位相比較時の両クロックの周波数
差が常に小さくなり、定速再生時及び高速サーチ時のテ
ープ速度、更にFF、REWの各サーチ方向に拘らず、常に
安定したクロック形成回路を提供出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案回路の一実施例を示す構成図。第２図〜
第４図は、それぞれ本考案の説明に供する図である。４……RFアンプ、５……位相比較器、６……ローパスフ
ィルタ、７……加算器、８……電圧制御発振器、９……
ヘッド切り換え信号発生器、10……遅延回路、11……乗
算器、SW1……ヘッド信号切り換えスイッチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】磁気テープに形成されたトラック方向に対
し、互いに対向する角度にアジマス角度が設定された少
なくとも一組のヘッドを周面に配置した回転ドラムを有
するヘリカルスキャン型のデジタル磁気再生装置に用い
られるクロック形成回路であり、 PLL制御により再生信号に基づいて再生形成クロック信
号を形成するクロック形成部と、テープ速度（方向も含む）に応じて回転数が変化する前
記回転ドラムの回転周期と同周期で変化し、且つ上記テ
ープ速度と定速再生時のテープ速度（方向も含む）との
差の絶対値に略比例する振幅を有する“H"と“L"の各状
態からなる２値信号を出力するも、前記差の極性に応じ
て該２値信号の各状態が反転する補正信号を出力する補
正信号出力部とからなり、前記クロック形成部を構成する位相比較器と電圧制御発
振器との間で、前記補正信号を前記クロック形成部に印
加すべく構成したことを特徴とするクロック形成回路。