JPH0752536B2

JPH0752536B2 - 回転ヘツド方式磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH0752536B2
Application number: JP58209086A
Authority: JP
Inventors: 敏文渋谷; 敬治野口; 康史弓手; 隆降旗; 富士男岡村; 明猷寺田; 孝雄荒井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS60101749A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は回転ヘッドを有するヘリカルスキャン形の磁気
記録再生装置に係り、特にビデオテープレコーダ及びPC
Mレコーダのトラッキング制御に好適な記録再生装置に
関する。

〔発明の背景〕

回転ヘッド方式磁気記録再生装置は、ビデオテープレコ
ーダ，音声PCMレコーダ等で民生用機器として普及して
いる。この回転ヘッド方式磁気記録再生装置は、記録媒
体である磁気テープ上に斜めのトラックを形成して記録
再生するものである。また、記録密度を上げるため隣接
トラック間にはガードバンドを設けず、再生時の隣接ト
ラックからのクロストークは、記録再生ヘッドのアジマ
ス角を隣接トラック間で異ならせ、アジマス損失によっ
て少なくしている。

このような回転ヘッド方式磁気記録再生装置は磁気テー
プ上に記録されたトラックを再生ヘッドが正確にトレー
スする必要があり、それを制御するトラッキング制御が
重要な働きをする。

従来ビデオテープレコーダのトラッキング制御は、制御
用コントロール信号を記録する専用トラックを用いて行
なっている。この方式では主信号である画像信号への妨
害はないが、トラッキング制御用のヘッド及び磁気テー
プ上で専用の領域が必要であり、さらに実際に主信号が
記録されているトラックと異なることからトラッキング
の性能が高密度記録再生に適さないというハード及び性
能的な欠点がある。

これを改善するために、コントロール信号の記録トラッ
クを不要とする従来方式として、特公昭56−20621号公
報，特開昭54−3507号公報のように、パイロット信号を
空間的に配置するように主信号を周波数多重記録し、再
生時に隣接トラックからのパイロット信号のクロストー
ク量を用いて、トラッキングの誤差信号を得る方式があ
る。しかし、この方式では主信号であるPCM信号や画像
信号に周波数多重でパイロット信号を記録することか
ら、パイロット信号が主信号へ与える妨害が本質的にあ
り、その影響を軽減するためにパイロット信号の記録レ
ベルを主信号のレベルに対して十分低くせざるを得ず、
このため再生パイロット信号のS/Nが不十分となって安
定なトラッキング制御が出来ない欠点がある。

また、アジマス角の異なる２つの回転磁気ヘッドA,Bで
記録再生する場合、上記文献の方式では、Ａヘッドで記
録されるパイロット信号の空間配置パターンと、Ｂヘッ
ドで記録される空間配置パターンが同一であることか
ら、Ａヘッドが記録したトラックをＢヘッドが再生した
状態においてもトラッキング制御の安定点となり、主信
号が再生されない事態となる。よってこのようなトラッ
ク識別の機能は、パイロット信号自身にはなく、別な手
段を設ける必要が生じるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、主信号であるPCMディジタル信号や画
像信号への妨害がなく、かつトラッキング制御用パイロ
ット信号の記録される磁気テープ上の領域を少なくし、
２ヘッドアジマス記録再生時にはトラック識別を行なう
能力のある回転ヘッド方式磁気記録再生装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明による回転ヘッド方式磁気記録再生装置において
は、記録トラックの領域をPCM信号や画像信号の主信号
が記録される領域とトラッキング制御用コントロール信
号が記録される領域に分割し、相互の妨害を妨ぎ、かつ
トラッキング制御用コントロール信号としては、１トラ
ックごとにアジマス損失の効果がない周波数₁,_２の
パイロット信号とすることで、トラッキング制御用領域
を少なく、かつトラック識別を行なうようにしたことに
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例として、アジマス角の異なる２
個の回転磁気ヘッドを用いたPCMレコーダについて説明
する。

第１図に本発明のPCMレコーダの構成図を示す。１及び
２記録再生を行なう回転磁気ヘッド、３はロータリート
ランスで回転磁気ヘッド１の信号は信号線６に回転磁気
ヘッド２の信号は信号線７に対応する。16は回転磁気ヘ
ッド1,2を回転させるためのモータ、17はモータの回転
数を検出する回転数検出器で、20は回転数検出器17の出
力で回転数に対応した周波数の信号が得られる。18はモ
ータ16の回転数制御回路、19は回転数制御回路18の出力
でモータ16を駆動する。４は記録媒体の磁気テープで５
は磁気テープ４上に記録される記録トラック、21は磁気
テープの送りを行なうためのモータ、22はモータ21の回
転数検出器、23は回転数検出器22の出力、25はモータ21
の回転数制御回路、24は回転数制御回路25の出力でモー
タ21を駆動する。8,9は記録と再生を切換えるスイッチ
で8R,9R側が記録で8P,9P側が再生である。15L,15Rはア
ナログ信号入力端子、14Aはアナログ信号をディジタル
信号に変換するA/D変換器、14Bは謝り検出訂正符号，同
期信号の付加等を行なう記録系信号処理回路、12及び13
はトラッキング制御用でアジマス損失効果のきかない２
周波₁,_２のパイロット信号を発生する発振器、10,1
1は切換用のスイツチ、9Aは記録アンプである。26,27は
再生アンプで、28は切換スイッチ、29はトラッキング制
御回路、30は波形等化回路、31はデータの“1"“0"を判
別するコンパレータ、32Aを再生されたデジタル信号の
誤り検出、訂正等の処理を行なう再生系信号処理回路、
32Bはデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換
器、33L,33Rはアナログ信号出力端子である。また、34
は各部へのクロックを供給するクロック発生回路で、3
5,38は再生系，記録系信号処理回路32A,14Bの基準クロ
ック、36はモータ16の回転周波数と同一の周波数となる
デューティ比50％のクロックで、回転数制御回路18,2
5、トラッキング制御回路29に加わると共にスイッチ28,
11を制御する。37はスイッチ10の制御用のクロックで、
スイッチ10,11,28は制御用クロックが“1"レベルの時10
A,11A,28A側で“0"レベルの時10B,11B,28B側を選択す
る。

記録時における第１図の動作を第２図のタイミングチャ
ートを用いて説明する。第２図左の番号は第１図の各部
の符号と対応するものである。

左右２チャンネルのアナログ信号は、入力端子15L,15R
に加わりA/D変換器14Aでディジタル信号に変換され、記
録系信号処理回路14Bに加わる。記録系信号処理回路14B
では、クロック発生回路34で生成されたクロック38を基
にディジタル信号に誤り検出訂正用の符号を付加し、イ
ンターリーブを施し、同期信号を付加する。記録系信号
処理回路14Bは、さらにこれらのデータをRAM（書込み読
み出し可能メモリ）に蓄え、第２図36,10Bで示すように
クロック発生回路34のクロック36と同期して間欠的にPC
Mデータを出力する。一方、トラッキング制御用のパイ
ロット信号を発生する発振器12,13は、第２図11A,11B,1
0Aで示すように、スイッチ11によって周波数₁,_２が
クロック36に同期し交互に現われる。スイッチ10では間
欠的なPCMデータ10Bの前後にパイロット信号10Aを付加
するためにクロック発生回路34のクロック37で切換制御
し、第２図10で示す信号を得る。この信号は記録アンプ
9A、スイッチ8,9を介して記録再生用回転磁気ヘッド1,2
に加わり、磁気テープ４に記録される。このときモータ
16は、回転数検出器17および回転数制御回路18によっ
て、回転数検出器17の出力20とクロック36の位相を合わ
せ、クロック36の周波数と同一の回転数になるように制
御される。よって、回転磁気ヘッド1,2は第２図に示す
ようにクロック36が“1"レベルの時ヘッド１が磁気テー
プ４に接触して記録を行ない、クロック36が“0"レベル
の時ヘッド２が磁気テープ４に接触し記録を行なう。
又、磁気テープ４はテープ送り用のモータ21により順次
テープが送られ、磁気テープ４上には記録トラック５が
形成される。このように記録された記録トラック５のテ
ープ上の形状を第３図に示す。第３図でT_Pはトラックピ
ッチ、Hwは回転磁気ヘッド1,2のヘッド幅、θはテープ
エッジからのトラック角、αは斜めのトラックを形成す
ることによって生じる隣接トラックとの間のずれの長さ
で、α＝TP/tanθの関係にある。回転磁気ヘッド１が磁
気テープ４に接触すると、まずパイロット信号周波数
_１を記録した後、PCMデータを書き込み最後に再度_１
を記録しトラックを形成する。次に回転磁気ヘッド２が
磁気テープ４に接触するとパイロット信号周波数_２を
記録し、PCMデータを書き込み、再度_２を記録し、別
のトラックを形成する。よって、第３図で示すようにテ
ープエッジよりにパイロット信号が書き込まれトラック
ごとに周波数が₁,_２と変化する。

以上の記録系の動作により第３図のトラック形状を得た
が、このトラックを正しくトレースし信号を再生する再
生系の動作について以下説明する。

第１図でスイッチ8,9は再生時8P,9P側に接続し、回転磁
気ヘッド１の信号は再生アンプ27に、回転磁気ヘッド２
の信号は、再生アンプ26に加わる。回転磁気ヘッド1,2
はモータ16で記録時と同様にクロック36と同一の周波数
で回転している。よって、再生アンプ26,27には回転磁
気ヘッド1,2が磁気テープ４に交互に接触している間だ
け再生信号が現われる。スイッチ28は、この交互に再生
される信号をクロック36によって切換えて一本の再生信
号としている。スイッチ28の出力は波形等化回路30およ
びトラッキング制御回路29に加わる。波形等化回路30で
伝送路上の位相振幅の補償を行なった再生信号は、コン
パレータ31でディジタル信号に整形され、再生系信号処
理回路32Aに加わる。再生系信号処理回路32Aは入力ディ
ジタル信号を取り込みデインターリーブし、誤り検出、
訂正を行ないD/A変換器32Bにデータを加えアナログ信号
を出力端子33L,33Rに出力する。このように再生信号を
得るためには、回転磁気ヘッド1,2が正しくトラックを
トレースする必要があり、それを制御するものとしてト
ラッキング制御回路29が働く。スイッチ28の出力信号は
トラッキング制御回路29に加わり、パイロット信号の周
波数₁,_２の信号を用い、トラッキングエラー信号を
検出する。トラッキングエラー信号は回転数制御回路25
に加えられ、モータ21の回転数をトラッキングエラー信
号に対応させ変化させることにより、磁気テープ４の送
り速度を変え、トラッキングエラーがないように動作す
る。

以下、トラッキング制御回路29について詳細に説明す
る。第４図にトラッキング制御回路29の構成図、第５図
に第４図の各部のタイミングチャートを示す。第４図で
40は第１図スイッチ28からの信号の入力端子、41および
42は、周波数₂,_１のバンドパスフィルター、43,44
は信号のエンベロープを検出するエンベロープ検出回
路、45,46は入力端子56のクロックによって制御される
スイッチ、47はクリッパ回路、48は２ビットのシフトレ
ジスタ、481Q,481はシフトレジスタ48の１ビット目の
正負出力、482Q,482はシフトレジスタ48の２ビット目
の正負出力、50,51はアンド回路、49はレジスタ48のク
ロック入力端子、56は第２図のクロック36の入力端子、
52,53はサンプルホールド回路、54はアナログ減算回
路、55はトラッキングエラー信号の出力端子である。又
第５図の左に付した符号は第４図の回路の各部符号に対
応し、各回路の出力信号を表わすものである。第４図の
回路動作を以下に説明する。第４図入力端子40に加わる
信号は、第３図の記録トラック形状から回転磁気ヘッド
１が磁気テープ４に接触しだすと、パイロット信号周波
数₁,_２はアジマス損失がないことから、まず左側の
隣接トラックからのパイロット信号_２がクロストーク
として検出し、次にホームトラックのパイロット信号
_１が現われ、続いて右側隣接トラックからのパイロット
信号_２がクロストークとして検出される。回転磁気ヘ
ッド１はPCMデータを検出した後、再度左側隣接トラッ
クからのパイロット信号_２、右側隣接トラックからの
パイロット信号を_２をクロストークとして検出する。
回転磁気ヘッド１がトレースした後、回転磁気ヘッド２
は回転磁気ヘッド１と同様に信号を検出するが、隣接ト
ラックからのパイロット信号のクロストークは_１とな
る。よって、第４図のバンドパスフィルター41,42の出
力は第５図41,42で示すように回転磁気ヘッド１の再生
ではパイロット信号周波数_１の出力である42の出力の
前後に隣接トラックからのクロストークによるパイロッ
ト信号周波数_２の出力41が現われる。また回転磁気ヘ
ッド２の再生では、パイロット信号周波数_２の出力41
の前後に隣接トラックからのクロストークによるパイロ
ット信号周波数_１の出力42が現われる。またクロスト
ークによって現われるパイロット信号のレベルは第３図
から、回転磁気ヘッド１が左側隣接トラック方向にずれ
ると、前半のレベルが高く、後半のレベルが低い。逆
に、右側隣接トラック方向にずれると前半のレベルが低
く、後半のレベルが高くなる。バンドパスフィルタ41,4
2の出力はエンベロープ検出回路43,44に加わり、第５図
43,44で示す波形となる。エンベロープ検出回路43,44の
出力は第４図で示すようなスイッチ45,46に加わりクロ
ック入力端子56に加わるクロックによって切換えられ
る。スイッチ45の出力は第５図で示すようにクロック入
力端子56が“1"レベルの時、エンベロープ検出回路43の
出力を選択し、“0"レベルの時エンベロープ検出回路44
の出力を選択する。よって、スイッチ45の出力は隣接ト
ラックからのクロストークにより得られたパイロット信
号のエンベロープである。スイッチ46はスイッチ45の選
択と逆であることから、ホームトラックのパイロット信
号のエンベロープが得られ、クリッパ回路47に加えるこ
とにより、第５図47の波形が得られる。クリッパ回路47
の出力はシフトレジスタ48のデータとして加えられる。
シフトレジスタ48のクロック入力端子49にはクリッパ回
路47の出力パルスに比べ高い周波数のクロックを加え、
アンド回路50の出力にクリッパ回路47の出力パルスの立
上りエッジ検出信号を出力する。又、アンド回路51はク
リッパ回路47の出力パルスの立下りエッジ検出信号を出
力する。アンド回路50,51のパルス出力は、サンプルホ
ールド回路53,52のサンプルホールドパルスとし加えら
れ、スイッチ45の出力信号をそれぞれのタイミングで、
ホールドする。このタイミングは第５図45,50,51で、こ
れからアンド回路50の出力パルスでサンプルホールドす
るサンプルホールド回路53は、隣接トラックからのクロ
ストークのパイロット信号の前半部すなわち、回転ヘッ
ド1,2が左側隣接トラックへずれた量に対応したレベル
をホールドする。又、アンド回路51の出力パルスでサン
プルホールドするサンプルホールド回路52は、隣接トラ
ックからのクロストークのパイロット信号の後半部すな
わち、回転ヘッド1,2が右側隣接トラックへずれた量に
対応したレベルをホールドする。よって、アナログ演算
回路54で、第４図で示すようにサンプルホールド回路5
2,53の出力を減算した、トラッキンメエラー信号出力55
は、正電圧であれば右側に、負電圧であれば左側に隣接
トラック方向に回転磁気ヘッド1,2がどの程度ずれたか
を示す信号となる。このトラッキングエラー信号55を用
いて第１図で示すテープ送り用のモータ21の回転数を制
御してやればトラックに正しく回転磁気ヘッド1,2をト
レースさせることが出来る。

第６図にコンバータ方式で₁,_２のレベルを検出する
本発明のトラッキング制御回路の構成図を示す。第６図
で60,61はローカル発振器、62は周波数変換を行なうた
めの乗算回路、63,64はそれぞれa,2ａ周波数のバン
ドパスフィルターで、その他の符号に関しては、第４図
と同一符号は同一の機能を有する。パイロット信号周波
数₁,_２は_１＞_２の関係にあるとする。ローカル
発振器60の周波数₁lおよびローカル発振器61の周波数
₂lの値は、第７図で示すように₁l＝２_１−_２＝
_１＋a,₂l＝２_２−_１＝_２−ａとする。入
力端子40に加わる信号がホームトラックのパイロット周
波数が_１、隣接トラックからクロストークによるパイ
ロット周波数が_２の時スイッチ45でローカル発振器60
を選択し、周波数₁lを乗算回路62に加える。よってホ
ームトラックのパイロット信号周波数_１は（₁l−
_１）＝ａとなってバンドパスフィルター63の出力に現
われ、クロストークによるパイロット信号周波数_２は
（₁l−_２）２ａとなってバンドパスフィルター64
の出力に現われる。又ホームトラックのパイロット周波
数が_２、クロストークによるパイロット周波数が_１
の時、スイッチ45でローカル発振器61を選択し、周波数
₂lを乗算回路62に加える。よって、ホームトラックの
パイロット信号周波数_２は、（₂l−_２）＝ａと
なり、クロストークによるパイロット信号周波数_１は
（₂l−_１）＝２ａとなって、バンドパスフィルタ
63,64にそれぞれ現われる。すなわちローカル発振器60,
61を切換えることによって、バンドパスフィルタ63に
は、ホームトラックのパイロット信号のレベルが現わ
れ、バンドパスフィルタ64には隣接トラックからのクロ
ストークによるパイロット信号のレベルが現われる。よ
って第４図と同様にこれらのレベルを検出し、トラッキ
ングエラー信号を得ることができる。

以上のトラッキング制御回路の動作はすなわちホームト
ラックのパイロット信号のレベルの立上りで左側隣接ト
ラックからのクロストークのパイロット信号レベルを検
出し、ホームトラックパイロット信号のレベルの立下り
で右側隣接トラックからのクロストークのパイロット信
号レベルを検出することとなる。よって、パイロット信
号を記録する領域としては第３図からα以上の区画があ
れば、記録領域の大小にかかわらず左右隣接トラックか
らのクロストークのパイロット信号レベルを検出するこ
とができ、記憶領域は少なくてよい。またアジマス角の
異なる２つの回転磁気ヘッドで記録再生するときのトラ
ック識別は、上記実施例の第２図、第３図で明らかなよ
うに記録時に回転磁気ヘッド１は、パイロット信号周波
数_１を記録し、回転磁気ヘッド２はパイロット信号周
波数_２を記録し、再生時には第５図からパイロット信
号周波数_１をトレースするヘッドは、回転磁気ヘッド
１、_２をトレースするヘッドは回転磁気ヘッド２とす
るように動作する。よってトラック識別が可能で安定な
トラッキング制御を行なうことができる。

以上本発明の実施例ではPCMディジタル信号を記録再生
する回転ヘッド方式磁気記録再生装置について述べたが
画像信号を記録再生する場合には第１図のA/D変換器14
A、記録系信号処理回路14Bがビデオ信号の変調回路とな
り波形等化回路30、コンパレータ31、再生系信号処理回
路32A、D/A変換器32Bカービデオ信号の復調回路となる
もので、PCMディジタル信号の場合と同様な動作を行な
うことは明らかである。

また本発明の実施例ではトラックの最初と最後にパイロ
ット信号を入れたが、記録系信号処理回路14Bの出力タ
イミングとスイッチ10の切換タイミングを制御すること
により、トラック上に複数個のパイロット信号を挿入す
ることが可能であり、この場合においても第４図で示し
たトラッキング制御回路が動作することは明らかであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、トラックの領域をPCMデータや画像信
号の主信号を記録する領域と、トラッキングエラーを検
出するためのパイロット信号を記録する領域とに分割
し、かつパイロット信号の周波数は、アジマス損失効果
のきかない２周波数を１トラックごとに交互にすること
により、パイロット信号の記録領域を狭くすることがで
き、、主信号への妨害がなく、トラック識別が可能で安
定なトラッキング制御を行なう回転ヘッド方式磁気記録
再生装置とすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の回転ヘッド方式磁気記録再生装置の
構成図、第２図は本発明の回転ヘッド方式磁気記録再生
装置の記録時のタイミング図、第３図は本発明の回転ヘ
ッド方式磁気記録再生装置で記録した磁気テープのテー
プ上の信号形状を示す図、第４図は第１図のトラッキン
グ制御回路29の構成を示す図、第５図は第４図の各部の
信号を現わすタイミング図、第６図はコンバート方式に
よる第１のトラッキング制御回路29の構成図、第７図は
第６図のローカル発振器60,61のスペクトルを示す図で
ある。 1,2……回転磁気ヘッド、 16,21……モータ、 18,25……モータ回転数制御回路、 12,13……パイロット信号発振器、 29……トラッキング制御回路、 41,42……バンドパス、フィルター、 43,44……エンベロープ検出回路、 47……クリッパー回路、 52,53……サンプルホールド回路、 60,61……ローカル発振器、 62……乗算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者降旗隆神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者岡村富士男神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者寺田明猷神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者荒井孝雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献特開昭54−3507（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アジマス角の異なる２個の回転ヘッドによ
り磁気テープの長手方向に所所の角度をもって斜めトラ
ックとして順次隣接記録された各記録トラックに画像ま
たはPCMディジタル信号を記録再生する回転ヘッド方式
磁気記録再生装置において、上記各記録トラックのトラック領域を上記画像またはPC
Mディジタル信号を記録再生する第１の領域と、上記回
転ヘッドが上記トラックをトレースするためのトラッキ
ング制御用信号のみが記録再生される第２の領域に分割
的に記録する記録信号切り換え制御手段と、上記各記録トラックの１本置きの記録トラックの上記第
２の領域に第１の周波数のタイミング検出用信号を記録
し、このタイミング検出用信号が記録された記録トラッ
クの両隣接記録トラックの上記第２の領域に第１の周波
数と異なる第２の周波数のパイロット信号を記録するト
ラッキング制御信号記録手段を具備し、上記記録信号切り換え手段及び上記トラッキング制御信
号記録手段により記録された磁気テープのトラッキング
制御装置であって、上記タイミング検出用信号を検出する検出手段と、上記検出手段から両隣接記録トラックの第２の領域から
のそれぞれのパイロット信号が検出される第１、第２の
タイミングを発生するタイミング発生手段と、上記第１のタイミング信号により両隣接記録トラックの
一方の第２の領域に記録されたパイロット信号のレベル
を検出する第１のパイロット検出手段と、上記第２のタイミング信号により両隣接記録トラックの
他方の第２の領域に記録されたパイロット信号のレベル
を検出する第２のパイロット検出手段と、上記第１、第２のパイロット検出手段の出力信号が同一
のレベルとなるように、上記磁気テープと回転ヘッドと
の位置関係を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する回転ヘッド方式磁気記録再生装置。