JPS58215710A - デイジタル信号のダイレクト記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気テープを記録媒体としたディジタル信号の
ダイレクト記録再生装置に関する。

従来の、磁気テープを記録媒体としたディジタル信号の
ダイレクト記録再生装置とその問題点についτ、説明す
る。

まｆ、第１図にＭＦＭ変調さわたディジタル信号（以下
、ＭＦＭ信号と略す）の周波数スペクトルを示す。ＭＦ
Ｍ信号は周知の通り３種類の時間幅（Ｔ．１．５Ｔ，２
’ｌ”）をもつ符号素子から構成されており、第１図に
示されているＭＦＭ信号は最高同波数（時間幅Ｔに相当
）が６０　Ｋｌ（ｙ、のらのである。

第１図からもわかるように一般にディジタル信号は、動
作周波数に対して、低域側に３桁（約６０Ｈ７，）から
、高域側に２〜３倍（約１２０　ＫＨｚ”−１８０ＫＨ
２）までの広い周波数スペクトルを有している。このよ
うな信号をある伝送系を介して伝送し、受信端で誤まり
なく符号判定を可能ならしめるためには、伝送系は、い
わゆる［ナイキストの無ひずみ条件」を満たす必要があ
る。「ナイキストの無ひずみ条件」を満たす伝送系の伝
達関数として、よく知られているものの１つに自乗余弦
波形がある。

第２図に自乗余弦波形＋ａｌ及びその振幅スペクトル（
ｂ）を示す。第２図ｔａ）より、この波形をその振幅の
半分の値（Ｔ）で標本化することで、元のディジタル信
号が正しく復調されることがわかる。一方、（ｂ）より
単位符号素子を１−ナイキストの無ひずみ条件」を満た
して伝送するためには、直流から４π ω＝〒までの周波数帯域が必要であることがわかる。

ここで、ω＝２πｆ（但し、　ｆは周波数）とおくと、
ｆ＝〒となり、第１図に示したＭＦＭ信号の伝送では、
２Ｔ＝　６０ＫＨ，、であるので直流から１２０Ｋ　Ｈ
ｚ　　におよぶ広帯域伝送が要求されることになる、こ
こに、ディジタル信号の伝送とアナログ信号の伝送の根
本的な違いがある。

第３図に自乗余弦波形によるＭＦＭ信号のアイパターン
な示す。また第４図に、低域のスペクトルなしゃ断した
場合（ｆｅ＝２ＫＨ７）のアイパターンを示す。第４図
に示さねでいる様に、伝送系が１ナイキストの無ひＶみ
条件」から逸脱すると符号量干渉を生じ、信゛号の等測
的なＳ／Ｎ比が劣化し、符号の誤まり率が悪化する。す
なわち、ディジタル信号の伝送においては、必！！な帯
域幅が、同じ周波数成分のアナログ（１号に比較して非
常に広い。このような広帯域伝送を磁気テープを介して
行なうためには、従来のアナログ信号の記録のように交
流バイアス法を用いることができず、ダイレクト記録を
する必要が生ずる。

第５図は、ダイレクト記録を行なうようにされた従来の
ディジタル信号記録再生装置の磁気テープ周辺の構成を
示したものであり、１はディジタル信号入力端子、２は
記録用増幅器、３は記録用磁気ヘッド、４は再生用磁気
ヘッド、５は磁気テープ、６は再生用増幅器、７は再生
波形復調回路、８はディジタル信号出力端子である。

また再生用磁気ヘッドとしてコイルヘッドを即いた場合
の再生波形復調回路７の構成を第６図に示す。図にぢい
て、９は入力端子、１０は抵抗、１１ハ容ｌ、１２はオ
ペアンプ、１３は波形復調出力端子、　１４はレベルコ
ンパレータである。この回路に招いて、入力端子９から
波形復調出力端子１３までの伝送特性は積分型となり、
−６ｄＢ１０Ｃｔの特性となる。

さて、上記のようなディジタル信号記録再生装置な用い
てＭＦＭ信号をダイレクト記録した場合には、第７図に
実線で示されでいるように再生信号レベルが低域がもち
上がった形の伝送特性となる特徴がある。なお、第７図
における実線はテープ・ヘッド系再生出力な示し、点線
は［ナイキストの無ひずみ条件−４に適合した自乗余弦
関数を示す。この現象は、ＭＦＭ信号に含まわる数１０
）Ｇ（ｚ以上の成分が交流バイアスとなって、低域成分
の感度が等測的に増加することによって生ずる。

また、この現象は、周波数スペクトルに広がりをもつデ
ィジタル信号のダイレクト記録に特有のものである。そ
の結果、伝送特性が、第７図から明らかなように、自乗
余弦関数で示される１ナイキストの無ひずみ条件」から
逸脱することになる。

こむが従来装置の第１の問題点である。

一方、コイルヘッドである再生用磁気ヘッド４な用いて
磁気テ°−プ５に記録された信号を再生した場合には、
再生用磁気ヘッド４の出力は、磁束の時間微分量となり
、再生出力が６ｄＢ／ａｃｔの声域上昇カーブとなる。

このために、萌述したごとく一６ｄ１３１０ｃｔの伝送
特性を有する第６図のような再生波形復調回路との組み
合わせによって、記録されたディジタル信号が復調さね
、はぼ平坦な再生出力が得られる。

しかしながら、実際には、第６図のような積分回路は低
域での利得が大きい。このため、この積分回路は非常に
不安定となり、実使用に耐えず、何らかの対策を講する
必要がある。こわが従来装置の第２の問題点である。

上記の説明から明らかなように、従来のディジタル信号
記録再生装置においては、記録・再生を通じて、特化低
域成分に対する伝送特性および再生波形復調回路の構成
に問題があるという欠点があった、 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、記
録・再生系の伝送特性が改善さね、かつ、再生波形復調
回路が安定に動作するディジタル信号記録再生装置を提
供するにある。

本発明の特徴は、ディジタル信号のダイレクト記録・再
生特有の広帯域伝送を実現すべく、記録信号の低域成分
をあらかじめブーストし、再生時には記録信号のブース
ト量及びテープ・ヘッド系の伝送特性に応じて低域の利
得に制限を加え、もって記録・再生トータルの伝送特性
を最適化し。

かつ再生波形復調回路の安定性なも向上するようになし
た点にある。

本発明の詳細な説明する前に、先ず、周波数スペクトル
に広がりｔもつディジタル信号をダイレクト記録した場
合＋Ｃ低域の感度が上昇して伝送される現象について、
第８図の周波数スペクトル図で説明する。第８図（＆）
はＭＦＭ信号（最高周波数６０ＩＩＧ（ｚ）の１０ＫＨ
ｚ以下の低域周波数スペクトルを示したものであり、比
較のためにＩ　ＫＨｚ　　の正弦波信号を重畳して記録
している（ＭＦＭ信号／ＩＫＨｚ　　正弦波−２ｏａＢ
　）。同図（ｂｌは、模擬伝送系（シミュレータ）によ
って１０ＫＨｚ以下の信号を６　ｄＢｌｏａｔの減衰量
で低域になるほど減衰させた場合で、Ｉ　ＫＨｚ　　で
は、約１５　ｄＢ　　の減衰量となっている。次に同図
ｔｃ）は実際のテープ・ヘッド系で再生復調回路のｌ０
ＫＨ，の利得を６ｄＢ１０ａｔ　　で減衰させた場合で
あり、この場合のＩＩＧ（ｚにおける減衰量は約５　ｄ
Ｂ　であり、記録再生を通じてＩ　ＫＨｚ　　では約１
０　ｄＢ　　ブーストされで伝送さねていることがわか
る。

こわは、ＭＦＭ（８号中の高域成分（数１０阻ｈ）がバ
イアスとなって低域成分は交流バイアス記録、高域成分
はダイレクト記録となって、低域の感度が高域に比べて
高くなり、結果的に低域成分が上記したようにブースト
されて伝送されること番ζなる。

次に実施例によって本発明の詳細な説明する。

第９図は、本発明の一実施例を示ｆ。図において、１７
　　はディジタル信号入力端子、１８　　は記録回路用
オペアンプ、１９は容量（容量値Ｃ８）、　２０は抵抗
（抵抗値Ｒ１１）、２１は容Ｊｌ（Ｃ，）−２２は抵抗
（Ｒ４）、２３は抵抗（ＲＢ）、２４は容１（Ｃ４）、
　２５ハ抵抗（Ｒ６）、　２６ハ抵抗（Ｒ１）、２７（
Ｊ容量１．（Ｃ，）、２８は再生回路用オペアンプ、２
９　は再生復調信号出力端子である。

また、第ｉｏ°図（ａｔ〜（ｄ）は第９同各部の伝送特
性を示したものである。第１Ｏ図（ａ）は記録用アンプ
の低域のブースト特性を示したものであり、ｆ。

（＝１７２π１゛１．但し、　Ｔ、　＝　　Ｃ２Ｒ，）
はカットオフ周波数、ｆ２（＝　１／２πＴ、　ｌ但し
、Ｔ、　ｃ＝Ｃ，Ｒ，）はブースト周波数である。同図
ｔｂ＋は再生用磁気ヘッド４の出力の周波数特性を示す
。また、同図（ｃ）は再生信号復調回路の伝送特性な示
したものであり、ｆ４（＝　１／２πＴ、　Ｉ但し−Ｔ
４＝　Ｃ４Ｒ，）はカットオフ周波数、ｆ８（±１／２
πＴ８．但し、Ｔ、＝Ｃ，Ｒ７）はロールオフ周波数で
ある。さらに、同図（ｄ）は本実施例の磁気記録再生装
置による記録・再生のトータルの伝送特性を示す。なお
、第　１０図中のＴ、〜Ｔ４　はそわぞわ周波数　ｆ、
％ｆ、に対応する回路の時定数を示す。

次に、本実施例の記録再生装置に、ディジタル信号をダ
イレクト記録再生した場合の動作を説明する。

一般に知られているように、平坦な周波数特性をもった
フラット・アンプに、ヘッドを接続してアナログ信号の
録音再生を行なうと、その再生特性は周知のようＩこ、
低域の信号周波数からある高域の周波数（例えば、１０
　ＫＨｚ）　　までは第１０図（ｂｌの実線で示されて
いるように６ｄＢ１０ｃｔの上昇直線になる。−力、信
号同波数がさらに高くなると、録音・再生双方の過程で
種々の損失が増加するため、再生特性は減衰方向に向か
う（図示１才さねていない）。

ところで、本実施例においては、記録用アンプに第１０
図１ａ）のように、低域の周波数　ｆ、〜ｆ。

に対してブーストした周波数特性をもたせており−１か
つ、ディジタル信号を記録した場合には、前述のように
、低域成分の記録感度が増加する。したがって、低域が
増幅された信号が記録用磁気ヘッド３で磁気テープ５Ｉ
ζ記録される。このため、再生磁気ヘッド４で再生した
時の再生信号の周波数特性は、周波数ｆ、〜ｆ！　部分
で６ｄＢ１０ａｔ上昇直線にならず、第　１０図（ｂｌ
の一点鎖線に示さねているようにほぼ平坦になる。

このような周波数特性の再生信号を第１０図［ｃ）に示
されているような周波数ｆ４〜ｆ、では利得が平坦な周
波数特性を有する再生信号復調回路に通すと、記録・再
生のトータルの伝送特性は第１０図（ｄｌのようにカッ
トオフ周波数ｆ（＝ｆ４とする）以上ではほぼ平坦にな
る。

したがって、本実施例によりば、カットオフ間波数ｆ、
以上で記録・再生のトータルの伝送特性はほぼ平坦にな
るという効果がある。また、本実施例によりば、第　１
０図（ｃ）の周波数特性から明らかなように、低域の利
得が制限さねているので、再生信号復調回路（積分回路
形式）の低域の利得増加による不安定性からのがねるこ
とができる。

次に、周波数スペクトルに広がりをもつようなディジタ
ル信号をダイレクト記録再生した場合に、さらに伝送特
性が良好となる、すなわち１−ナイキストの無ひずみ条
件」を満たすようにした本発明の他の実施例について説
明する。

本実施例の基本的な考えは、テープ・ヘッド系の伝送特
性は、第７図に示したように低域成分がある周波数以下
で出力が上昇した形となっているので、記録再生系トー
タルの特性でこの非直線性を打ち消すようにすることで
ある。

そこで、記録アンプの周波数特性は第１１図（ａｌＩζ
示されているようＪζ、低域の周波数ｆ　　−ｆ。

の間で利得の増加があるようにする。一方、再生信号復
調回路の周波数特性は低域のブースト周波数ｆ２に対し
て、ｆ２＜　ｆ、なる周波数ｆ、以下で同図（ｂｌのよ
うに再生時に利得の増加を制限する。

（なお、第　１１図の括弧内の周波数は本実施例Ｊコお
いて実際に用いられた値の例を示す）。また、直流的な
変動となるような、ごく低い周波数成分（ｆ以下）につ
いては、同図（ａｔ　、　ｌｂ）に示されているように
、記録・再生を通じてカットしておく。

記録アンプおよび再生信号復調回路の周波数特性を上記
のような周波数特性にしておくと、直流変動をもたらす
ようなごく低い周波数成分はカットされる。またそわ以
上の周波数成分で（Ｊ、記録系および再生糸の両方で第
７図に示した低域の出力上昇がほぼ完全にキャンセルさ
ね、もって起録・再生のトータルの伝送特性は、第　１
１図（ｃｌのように最適化される。さらに、本実施例に
おいても、再生信号復調回路の低域の利得が制限されて
いるので、該再生信号復調回路の低域の利得増加による
不安定さを防止することができる。

以上説明したように、本発明によりば、ディジタル信号
の記録・再生過程で生ずる符号量干渉による等測的ｆＪ
ｓ／Ｎ比の劣化、および再生波形復調回路の低域での不
安定性によるエラーレートの悪化を排除することが可能
となる。また、本発明の実施に関しては、従来のシステ
ムとはゾ同等の規模で実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＭＦＭ変ｌ１１１すわたディジタル信号の振
幅スペクトル図、第２図（ａｌ　、　（ｂ）は、そわぞ
わ自乗余弦波形とその振幅スペクトル図、第３図は、自
乗余弦波形によるアイパターンの説明図、第４図は、低
域成分（２ＫＨｚ　以下）各カットした場合のアイパタ
ーンの説明図、第５図は、従来のディジタル信号記録再
生装置の磁気ヘッド周辺のブロック図、第６図は、第５
図中の再生信号復調回路の回路図、第７図は、ＭＦＭ信
号をダイレクト記録したときの伝送特性図、第８図は、
ＭＦＭ信号の各伝送系における振幅スペクトル図、第９
図は、本発明の一実施例を示す磁気ヘッド周辺のブロッ
ク図、第１０図は本発明の一実施例の各回路の伝送特性
図、第１１図は、ＭＦＭ信号のダイレクト記録時におけ
る低域の感度増加分をキャンセルする場合の本発明の他
の実施例の伝送特性図を示す。 ３・・・記録用磁気ヘッド、４・・・再生用磁気ヘッド
、５・・・磁気テープ、　１７・・・ディジタル信号入
力端子、１８・・・記録回路用オペアンプ、２８　・・
・再生回路用オペアンプ、　２９・・・再生復調信号出
力端子 第１図 第２図 第３図 ｐｓｅｃ 第４図 ５、ｕｓｅｃ ２５図 オ６図 牙７図 ２９図 第８図 Ｕ　１にＨ２２ＭＺ　　　　　　　　　　Ｉυ＾ｉ才１
０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気テープを記録媒体とした、ディジタル信号の
   ダイレクト記録再生装置において、記録用磁気ヘッドと
   、再生用磁気ヘッドと、Ｔ、　　ｌ　　Ｔ、なる２つの
   時定数（Ｔ、＞Ｔ、）を有し、該時定数Ｔ、で決まる周
   波数より低い周波数では信号各ブーストし、時定数Ｔ、
   で決まる周波数より低い周波数では信号をカットするよ
   うにした記録回路と、Ｔ２　　≦Ｔｓなる時定数Ｔ、を
   有し、該時定数Ｔ。 で決まる周波数より低い周波数では、記録信号のブース
   ト量に応じて、出力レベルの増加を抑えるようにした再
   生回路とを具備し、記録・再生トータルの低域伝送特性
   を平坦化するようにしたことを特徴とするディジタル信
   号のダイレクト記録再生装置。
2. （２）前記再生回路はＴ４なる低域時定数を有し、該時
   定数Ｔ４以下の低域成分をカットし、記録再生の総合伝
   送特性で、低域成分を伝送しないようにしたことを特徴
   とする特許 記載のディジタル信号のダイレクト記録再生装置。