CN1087468C - 螺旋扫描型磁记录和重现设备 - Google Patents

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Abstract

螺旋扫描型磁记录和重现设备，在/从在相对于缠绕在旋转磁鼓上的磁带纵向斜交的磁带上形成的磁迹上记录/重现视频信号和音频信号。当记录和重现包含与模拟视频信号有关的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的多路复用信号时，旋转磁鼓与模拟视频信号的帧脉冲同步旋转。当记录/重现数字视频信号时，旋转磁鼓，当记录/重现数字视频信号时，以1.25倍速度旋转当记录/重现PAL或SECAM系统的模拟视频信号时，以1.5倍速度旋转。

Description

螺旋扫描型磁记录和重现设备
本发明涉及用于记录和重现模拟视频信号和数字视频信号的螺旋扫描型磁记录和重现设备。
在相应的数字磁带录象机(下文称为＂VTR＂)中数字化的NTSC信号和PAL信号记录在磁带上的每个视频信号帧的相同数的磁迹中，在普通技术中有改变在NTSC系统和PAL系统之间磁带记录密度的必要，因此，就有提供二个独立系统的必要，而每个独立系统都包括记录电路和重现电路。为了解决这个问题，通过设置每个NTSC视频信号帧的磁迹数和每个PAL视频信号的磁迹数为5∶6，使在NTSC信号的记录情况下磁迹的格式和磁鼓的旋转速度基本上与PAL记录下的情况相等。使用这种系统的数字VTR是熟知的，并实际用作所谓D1和D3标准的那些VTR。
另一方面，在日本专利待公开申请平成5-207507中所披露的系统中，在数字信号记录中，磁鼓的转速做成模拟视频信号记录的两倍。
在D1和D3标准的这种数字VTR中，转速两倍于模拟视频信号记录的转速，需要一个专用旋转磁鼓，转速高达9000r.p.m.(转数/分)或4.500r.p.m。也就是说，不能使用以1800r.p.m.(对于PAL或SECAM系统，1500r.p.m.)旋转的家用VTR的旋转磁鼓，并且，VTR本身的结构变得复杂了。
此外，在记录的旋转磁鼓的转速做成两倍的系统中，为了记录数字信号，磁带格式必须在NTSC和PAL(或SECAM)信号之间变化，并且不可能作帧编辑。
本发明的目的是提供一种螺旋扫描型磁记录和重现设备，该设备能使用家用VTR的旋转磁鼓记录和重现数字信号。
本发明的另一目的是提供一种螺旋扫描型磁记录和重现设备，该设备能使用家用VTR，而没有显著地改变VTR的旋转磁鼓的转速记录和重现模拟视频信号和数字视频信号。
根据本发明的一个方面，为了实现上述的目的，把视频信号记录在相对于缠绕在旋转磁鼓上的磁带的纵向斜交的磁带上形成的磁迹上，螺旋扫描型磁记录和重现设备包括：包括装在旋转磁鼓上的多个磁头的磁头装置；第一记录和重现装置，用于记录和重现包含模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的多路复用信号；第二记录和重现装置，用于记录和重现由数字视频信号组成的数字信号；选择器装置，用于以记录和重现多路复用信号的第一模式把多路复用信号供给磁头装置，还用于以记录和重现数字信号的第二模式把数字信号送到磁头装置；和驱动装置，用于按第一旋转速度驱动旋转磁鼓，在该速度，在第一模式中模拟视频信号的每帧旋转一次旋转磁鼓，还用于以第二旋转速度驱动旋转磁鼓，在该速度，在第二模式中以1.25倍或1.5倍的第一转速的速度旋转旋转磁鼓。
根据本发明的一个方面，把视频信号和音频信号记录在相对于缠绕在旋转磁鼓上的磁带的纵向斜交的磁带上形成的磁迹上的螺旋扫描型磁记录和重现设备包括：包括装在旋转磁鼓上的第一磁头和第二磁头的磁头装置；第一记录和重现装置，用于记录和重现包含模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的多路复用信号；第二记录和重现装置，用于记录和重现频率调制的音频信号；第三记录和重现装置用于记录和重现由数字视频信号和数字音频信号组成的数字信号；选择器装置，用于以记录和重现多路复用信号和音频信号的第一模式把多路复用信号供给第一磁头和把音频信号供给第二磁头，还用于以记录和重现数字信号的第二模式把数字信号供给第一和第二磁头；和驱动装置，用于以第一旋转速度驱动旋转磁鼓，在该转速，在第一模式中模拟视频信号的每个帧旋转一次旋转磁鼓，并用于以第二旋转速度驱动旋转磁鼓，在该转速，在第二模式中以1.25倍第一转速的速度旋转旋转磁鼓。
该驱动装置可包括第一信号产生装置，用于产生其频率为1.25倍第一帧同步信号的频率、与数字视频信号有关的第一帧同步信号同步的第一信号；开关装置，用于选择地输出与在第一模式中的模拟视频信号和在第二模式中的第一信号有关的第二帧同步信号；和同步装置，用于使开关装置的输出与旋转磁鼓的旋转相位同步。
第三记录和重现装置可包括双通道传输路径，和选择器装置，经过双通道传输路径将数字信号送到并联的第一和第二磁头。
根据本发明的另一方面，把视频信号和音频信号记录在相对于缠绕在旋转磁鼓上的磁带纵向斜交的磁带上形成的磁迹上的螺旋扫描型记录和重现设备包括：包括装在旋转磁鼓上的第一磁头和第二磁头的磁头装置；第一记录和重现装置，用于记录和重现包含模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的多路复用信号；第二记录和重现装置，用于记录和重现频率调制的音频信号；第三记录和重现装置，用于记录和重现由数字视频信号和数字音频信号组成的数字信号；选择器装置，用于以记录和重现多路复用信号和音频信号的第一模式把多路复用信号供给第一磁头和音频信号到第二磁头，并用于以记录和重现数字信号的第二模式把数字信号供给第一和第二磁头；和驱动装置，用于以第一旋转速度驱动旋转磁鼓，在该转速，在第一模式中模拟视频信号的每个帧旋转一次旋转磁鼓，并用于以第二转速驱动旋转磁鼓，在该转速，在第二模式中以1.5倍第一转速的速度旋转旋转磁鼓。
驱动装置中包括：第一信号产生装置；用于产生其频率为1.5倍第一帧同步信号的频率、与数字视频信号有关的第一帧同步信号同步的第一信号；开关装置，用于选择地输出与在第一模式中的模拟视频信号和在第二模式中的第一信号有关的第二帧同步信号；和同步装置，用于使开关装置的输出与旋转磁鼓的旋转相位同步。
第三记录和重现装置可包括双通道传输路径，选择器装置经过双通道传输路径将数字信号送到并联的第一和第二磁头。
根据本发明的进一步方面，把视频信号和音频信号记录在相对于缠绕在旋转磁鼓上的磁带纵向斜交的磁带上形成的磁迹上的螺旋扫描型磁记录和重现设备包括：包括装在旋转磁鼓上的第一磁头和第二磁头的磁头装置；第一记录和重现装置，用于记录和重现包含第一模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的第一多路复用信号；第二记录和重现装置，用于记录和重现包含第二模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的第二多路复用信号，第二模拟视频信号的帧频与第一模拟信号不同；第三记录和重现装置，用于记录和重现频率调制音频信号；第四记录和重现装置，用于记录和重现由数字音频信号和第一数字视频信号组成的第一数字信号或由数字音频信号和其帧频与第一数字视频信号不同的第二数字视频信号组成的第二数字信号；选择器装置，用于在记录和重现第一多路复用信号和音频信号的第一模式中把第一多路复用信号送到第一磁头和把音频信号送到第二磁头，用于在记录和重现第二多路复用信号和音频信号的第二模式中把第二多路复用信号送到第一磁头和音频信号送到第二磁头，用于在记录和重现第一数字信号的第三模式中把第一数字信号送到第一和第二磁头，以及用于在记录和重现第二数字信号的第四模式中把第二数字信号送到和一和第二磁头；和驱动装置，用于以第一转速驱动旋转磁鼓，在该转速，在第一模式中的第一模拟视频信号的每个帧旋转一次旋转磁鼓，用于以第二转速驱动旋转磁鼓，在该转速，在第二模式中的第二模拟视频信号的每帧旋转一次旋转磁鼓，用于以第三转速驱动旋转磁鼓，在该转速，在第三模式中以1.25倍第一转速的速度旋转旋转磁鼓，并用于以第四转速驱动旋转磁鼓，在该转速，在第四模式中以1.5倍第二转速的速度旋转旋转磁鼓。
驱动装置中包括：第一信号产生装置，用于产生具有1.25倍第一帧同步信号频率的频率与数字视频信号有关的第一帧同步信号同步的第一信号；第二信号产生装置，用于产生具有1.5倍第二帧同步信号频率的频率、与第二数字视频信号有关的第二帧同步信号同步的第二信号；开关装置，用于选择地输出与在第一和第二模式中的第一和第二模拟视频信号、在第三模式中的第一信号和在第四模式中的第二信号相关的第三帧同步信号；和同步装置，用于使开关装置的输出与旋转磁鼓的旋转相位同步。
第四记录和重现装置可包括用于记录和重现第一和第二数字信号的双通道传输路径，选择器装置在第三和第四模式中，通过双通道传输路径把第一和第二数字信号送到并联的第一和第二磁头。
图1表示根据本发明的螺旋扫描磁记录和重放设备的第一实施例；
图2是表示音频记录处理器的结构的方框图；
图3是表示视频记录处理器的结构的方框图；
图4表示旋转磁鼓的结构图；
图5是表示磁头安装位置的例子；
图6是表示磁头选择器电路工作的例子；
图7是表示磁头选择器电路结构的方框图；
图8是表示视频重现处理器的结构的方框图；
图9是表示音频重现处理器结构的方框图；
图10是表示磁鼓驱动电路结构的方框图；
图11是表示磁鼓驱动电路工作的定时图；
图12是表示另一个磁鼓驱动电路结构的方框图；
图13是表示磁鼓驱动电路工作的定时图；
图14是表示磁鼓驱动电路结构的方框图；
图15是表示一个磁鼓驱动电路结构的方框图；
图16是表示另一个磁鼓驱动电路结构的方框图；
图17是表示数字记录处理电路工作的定时图；
图18表示在D2模式中的磁迹位形；
图19表示在D3模式中的磁迹位形；
图20是表示另一个数字信号记录处理器结构的方框图；
图21是表示另一个数字信号重现处理器结构的方框图；
图22表示根据本发明的螺旋扫描型磁记录和重现设备的第二实施例；
图23表示旋转磁鼓的结构图；
图24是表示磁头安装位置的例子；
图25是表示磁头选择器电路工作的例子；
图26是表示磁头选择器电路结构的方框图；
图27是表示数字信号记录处理电路工作的定时图；
图28表示在D2模式中的磁迹位形；
图29表示在D3模式中的磁迹位形。
根据本发明的一个实施例，利用家用VTR系统之一的VHS系统或8mm视频系统的机构，能记录和重视家用VTR的格式，并也将被用作数字VTR。也就是说，通过使用包括旋转磁鼓的和磁带装载机构等的普通机械系统对模拟视频信号和数字视频信息二者记录和重现。当记录和重现数字视频信息时，旋转磁鼓的转速设置到2250r.p.m.并执行单通道或双通道记录和重现。因此，通过使用每帧5磁迹记录和重现数字NTSC信号，和通过使用每帧6磁迹记录和重现数字PAL或SECAM信号。因此，就可能使在NTSC系统中在单位时间内记录和重现磁迹数等于在PAL或SECAM系统中的磁迹数，而且可使得采用单磁迹的普通格式及使用帧编辑(逐个帧编辑)成为可能。当记录和重现NTSC信号的模拟视频信号时，由于旋转磁鼓的转速，2250r.p.m.是1.25倍，所以当记录和重现PAL或SECAM信号的模拟视频信号时是1.5倍，则对磁带运行是没有问题的，于是，使用普通的机械系统变为可能。
此种VTR可以运行在以下几种模式中。SP模式，该模式中可以标准时间进行记录和再生；EP模式，该模式中可以三倍的时间进行记录和再生；D1模式，该模式中可采用第一传送速率进行数字信号的单通道记录和再生；D2模式，该模式中可以采用是第一传送速率的两倍的第三传送速率进行数字信号的双通道记录和再生；以及一个D3模式，该模式中可以采用是第一传送速率的1/2的第二传送速率进行数字信号的记录和再生。在SP模式和EP模式之间的主要差别在于磁带运行速度。在VHS系统的VTR中，在EP模式中磁带运速度是SP模式中的1/3。因此，在EP模式中倾斜磁迹的磁迹间距是在SP模式中的1/3。
根据本发明的第一实施例的磁记录和重现设备现在将参照图1予以描述。在图1中，在记录和重现模拟视频信号和模拟音频信号的SP模式和EP模式中，输入音频信号aa和输入视频信号bb分别送到音频信号记录处理器1和视频信号记录处理器2，并且在以适当的方法处理之后，通过后面描述的磁头选择器电路7送到各自的磁头，并记录在磁带上。记录的信号由各自的磁头重现，和通过磁头选择器电路7送到音频信号重现处理器3和视频信号处理器4，从处理器3和4就可获得输出音频信号cc和输出视频信号dd。
另一方面，在D1、D2或D3模式中，包含，例如数字视频信号和数字音频信号等等的输入数字信号ee送到数字信号记录处理器5，并且在处理器5处理以后，通过选择器电路7送到各自的磁头，并记录在磁带T上。记录的数字信号由磁头重现，并送到数字信号重现处理器6，产生输出数字信号ff。
图2是表示音频信号记录处理器1的结构。在图2中，双通道(R、L)的音频信号通过降噪电路101a和101b、预加重电路102a和102b分别送到频率调制器103a和103b。频率调制器103a和103的载波频率分别是1.3MHz和1.7MHz。频率调制器103a和103b的输出分别是受带通滤波器(BPF′S)104a和104b的带宽限制，由混频器105频率多路复用，并送到磁头选择器7。
图3是表示视频信号记录处理器2的结构的方框图。在图3中，Y/C分离器电路201从输入模拟视频信号bb分离出亮度信号Y和色度信号C。亮度信号Y通过预加重电路202加重其高频分量，由箝位电路203限幅并由频率调制器204频率调制。离通滤波器(HPF)205消除频率调制的亮度信号的预定低频分量，并送到混频器206。
另一方面，来自Y/C分离器201的色度信号C由频率变换器207频率变换，以致其载波频率变得低于频率调制亮度信号的频带。低通滤波器(LPF)208消除频率变换色度信号的高频分量，并送到混频器206。混频器206频率多路复用频率调制的亮度信号和低频变换色度信号，并将所得的信号送到磁头选择器电路7。
上述的音频信号记录处理器1和视频信号记录处理器2基本上在SP模式和EP模式中执行相同的信号处理。
图4表示在这个实施例中使用的旋转磁鼓和磁头的结构。标号100描绘其上安装磁头的旋转磁鼓。磁头S1和S2用于记录和重现在SP模式中的视频信号。磁头S1和S2以绕磁鼓的轴具有方位角为±6°的相对位置安装在旋转磁鼓上。磁头E1和E2用于记录和重现在EP模式中的视频信号。磁头E1和E2以绕磁鼓的轴具有方位角为±6°的相对位置安装在旋转磁鼓上，并且分别邻接到磁头S1和S2。磁头A1和A2用于记录和重现在SP和印模式中的音频信号。磁头A1和A2以绕磁鼓的轴成方位角为±30°的相对位置安装在旋转磁鼓上。磁头A1超前磁头S1 120°和磁A2超前磁头S2 120°。
图5表示在旋转磁鼓上各自磁头的安装位置。磁头E1和E2的低端设置在分别比磁头S1和S2低端高6μm的高度上，和磁头A1和A2的低端设置在分别比磁头S1和S2的低端高57.6μm的高度上。
图6表示磁头选择器电路7的操作，图7是磁头选择器电路的方框图。在图6中，大写字母V表示对视频信号的记录和重现操作，＂A＂表示对音频信号的记录和重现操作，和＂D＂、＂D2＂和＂D3＂表示在各自的D1、D2和D3模式中对数字信号的记录和重现操作。
在SP模式中，磁头A1、A2、S1和S2由磁头选择器电路7选择，以致于执行深度记录和重现。也就是说，在音频信号通过使用前级磁头A1和A2记录或重现以后，则通过使用后面的磁头S1和S2记录或重现视频信号。详细地说，在SP记录模式中，接通开关SW8和SW9，把音频信号(频率调制的音频信号)从音频信号记录处理器1送到磁头A1和A2，由此将它记录在磁带的深度部分。在同一模式中，也接通开关SW1和SW2，把视频信号(包含频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的多路复用信号)从视频信号记录处理器2送到磁头S1和S2，由此将它记录在其上记录音频信号的磁迹的表面部分。在SP视频信号重现模式中，重现放大器71a和71b分别放大由磁头S1和S2重现的信号。通过与旋转磁鼓100的旋转相位同步的开关SW5变换放大器71a和72b的输出，产生连续重现的信号。开关SW5的输出通过开关SW7送到视频信号重现处理器4。
在EP模式中，磁头A1、A2、E1和E2由磁头选择器电路7选择，以执行深度记录和重现。也就是说，在通过使用前级磁头A1和A2记录和重现音频信号以后，则通过使用后继磁头E1和E2记录和重现视频信号。详细地说，在EP记录模式中，接通开关SW8和SW9，将音频信号从音频信号记录处理器1送到磁头A1和A2，由此，将它记录在磁带的深度部分。在同一模式中，也接通开关SW3和SW4，将视频信号从视频信号记录处理器2送到磁头E1和E2，由此，将它记录在其上记录音频信号的磁迹的表面部分。在EP视频信号重现模式中，重现放大器72a和72b分别放大由磁头E1和E2重现的信号。通过与旋转磁鼓100的旋转相位同步的开关SW6转换放大器72a和72b的输出，产生连续重现的信号。开关SW6的输出通过开关SW7送到视频信号重现处理器4。
在重现在SP和EP模式中的音频信号中，重现放大器73a和73b分别放大由磁头A1和A2重现的信号。通过与旋转磁鼓100的旋转相位同步的开关SW10转换放大器73a和73b的输出，产生连续重现的信号。开关SW10的输出送到音频位置重现处理器3。
在记录操作期间EP模式或SP模式的选择通过输入设备9由操作员手动执行，并且输入设备9的输出信号送到控制电路8。根据来自输入设备9的信号，控制电路8将控制信号8a输出到磁头选择器电路7，以选择如图6所示的磁头，并且控制信号8b用于控制磁带驱动电路10。当控制信号8b表示EP模式时，磁带驱动电路10以SP模式速度的1/3的速度运行磁带T。另一方面，当重现操作期间，控制磁头H重现与在重现操作期间输入视频信号bb同步记录的控制信号。CTL记录和重现电路11执行一处理，例如对于控制磁头H的输出信号的波形整形，以输出重现的控制信号11a。当确定磁带是否在在SP模式或EP模式中记录重现时，控制单元8检测重现的控制信号11a的频率。根据检测，控制电路8产生控制信号8b。
图8是表示视频信号重现处理器4的结构的方框图。磁头选择器电路的开关SW7的输出信号送到HPF 81和LPF 86。由HPF 81分离的频率调制的亮度信号是经限幅器82幅度限制和经频率解调器83频率解调。频率解调的亮度信号经过LPF 84和去加重电路85送到混频器89。另外，由LPF 86分离的低频变换色度信号由频率变换器87变换成具有原始载波频率的色度信号。频率变换器87的输出信号通过BPF 88送到混频器89。该混频器89多路复用亮度信号和色度信号，并输出复合视频信号。当它们没有多路复用时，可以输出亮度信号和色度信号。
图9是表示音频信号重现处理器3的结构的方框图。从磁头选择器电路7的开关SW10的输出信号送到BPF′s 91a和91b。BPF′s 91a和91b的输出信号分别通过频率解调器92a和92b、去加重电路93a和93b和降噪电路94a和94b，产生重现的音频信号。
转到图6和图7，在D1模式中，通过接通磁头选择器电路7的开关SW14和SW15，由选择磁头A1和A2记录和重现数字信号。通过使用具有方位角为±6°的磁头E1和E2去记录和重现数字信号是可能的。在这种情况，由于磁头A1和A2的方位角为±30°，即大于磁头E1和E2的方位角，当使用磁头A1和A2，就可能防止在邻接磁迹之间的串音。该D1模式可应用到具有10Mbps的转移速率的DBS和使用欧洲已试行的MPEG2。在这种情况，由于每通道记录容量通过考虑到D2和D3模式设置为约14.5Mbps，有4.5Mbps的容限。因此，当0数据或其它数字数据插入相应于4.5Mbps的部分时，执行记录和重现操作。
在D2模式中，磁头A1、A2、E1和E2通过控制磁头选择器电路7的开关SW11、SW12、SW13和SW15的接通-断开来选择，双通道同时执行数字信号的记录和重现操作。该D2模式可以应用到29Mbps的数字视频信号，该信号是通过比较NTSC信号或PAL/SECAM信号的频率得到的。在NTSC信号的情况，通过使用每帧5磁迹执行记录和重现操作，和在PAL/SECAM信号的情况，通过使用每帧6磁迹来执行的。
在D3模式中，通过接通磁头选择电路7的开关SW12和SW13选择磁头A1和A2来执行数字信号的间隔记录和重现操作。D3模式可应用到具有7Mbps的转移速率的DTV(数字电视)。和使用在美国已经试行的MPEG2。在这种情况，由于考虑到D1和D2模式每通道的记录容量设置到大约7.25Mbps，有0.25Mbps的容限。因此，当0数据或其它信息插入相应于0.25Mbps的部分时执行记录和重现操作。
本实施例的磁鼓驱动电路13的结构和操作将结合图10到16予以描述。
首先，对输入视频信号bb和输入数字信号ee是具有帧周期为30Hz的NTSC信号的情况，作为一个实例将结合图10和11予以描述。
图10是表示磁鼓驱动电路13的结构的方框图。在图10中，输入视频信号bb和输入数字信号ee送到磁鼓驱动电路13的同步分离电路130。该同步分离电路130从输入视频信号bb和输入数字信号ee中分离表示帧周期的帧脉冲FP(见图11(A))，并将它送到X5倍频电路140的输入端和开关电路142的一端。该X5倍频电路140产生具有5倍帧脉冲FP频率的输出信号(见图11(B))。由X5倍频电路140产生的信号送到1/4分频电路141，从1/4分频电路141得到的输出信号(图11(C))送到开关电路142的另一端。于是，1/4分频电路141的输出信号具有1.25倍帧脉冲FP的频率并与帧脉冲FP同步。
开关电路142，受来自控制电路8的控制信号8C来进行控制，并且当控制信号8C表示用于记录和重现模拟视频信息的SP模式或EP模式时输出帧脉冲FP，并且当控制信号8C表示用于记录和重现数字视频信息的D1、D2和D3模式时输出1/4分频电路141的信号。开关电路142的输出信号送到PLL电路的一个输入端，并在相位上与送到PLL电路143的另一输入的脉冲DP(图11(E))相比较，脉冲DP与磁鼓转动同步，以致磁鼓对应于其周期转一圈。当两个输入信号相对于设PLL而言是相同步的时候，根据开关电路142的输出，由脉冲DP抽样保持的锯齿信号并通过环行滤波器，通过产生图11(D)所示的锯齿信号执行相位比较。
如所述的，在SP或EP模式中，旋转磁鼓的旋转频率变成1.25倍帧频。也就是说，在SP或EP模式中，旋转磁鼓以1800r.p.m.旋转，在D1、D2、或D3模式中，以2250r.p.m.旋转。
在输入视频信号bb和输入数字信号ee与具有帧频为25Hz的PAL或SECSM信号有关的情况，磁鼓驱动电路13的电路结构变化为图12所示的结构，与图10所示的磁鼓驱动电路不同处在于：X3倍频器146和1/2分频电路147分别用于代替X5倍频器140和1/4分频器141。图12所示的磁鼓驱动电路13产生具有1.5倍帧脉冲频率的图(13(A))信号(图13(C))，和在D1、D2或D3模式中，通过根据图13(C)所示的信号产生的锯齿信号(图13(D))与脉冲DP(图13(E))进行相位比较产生磁鼓驱动信号。因此，旋转磁鼓的转速与在SP或EP模式中帧频相一致，并且它变成1.5倍在D1、D2或D3模式中的帧频。也就是说，在SP或EP模式中，磁鼓以1500r.p.m.旋转，并且在D1、D2或D3模式中，以2250r.p.m.旋转。
参照图14和15描述磁鼓驱动电路13的另一实施例，其中相同构成部件，如图10和12所示的那些部件分别都用相同的标号描绘，不再细述。图14表示在输入视频信号b和输入数字信号ee与具有30Hz的帧频的NTSC信号有关的情况下，磁鼓驱动电路13的电路结构。在图14中，在SP或EP模式中，开关电路142选择帧脉冲和开关电路144选择脉冲DP。PLL电路143比较帧脉冲FP的相位和脉冲DP的相位。
另外，在D1、D2或D3模式中，开关电路142选择其频率为1/4帧频脉冲频率的1/4分频电路141的输出信号。开关电路144选择其频率为1/5DP脉冲频率的1/5分频电路145的输出信号。PLL 143比较开关电路142和144的输出信号的相位。旋转磁鼓的旋转由PLL电路的输出信号控制，如图10所示的磁鼓驱动电路13的情况。
图15是在输入信号bb和输入数字信号ee与具有帧频为25Hz的PAL或SECM信号有关的情况下磁鼓驱动电路13的电路结构。图15所示的电路与图14所示的电路不同之处在于：1/2分频器147和1/3分频器电路148分别用于代替1/4分频器141和1/5分频器145。
磁鼓驱动电路13的另一实施例将结合图16予以描述，其中如图10和12所示的相同构成部件分别用相同标号表示，不再详述。图16所示的电路可适用于输入视频信号bb和输入数字信号ee是具有帧频为30Hz的NTSC信号的情况和输入视频信号bb和输入数字信号ee是具有帧频为25Ha的PAL或SECAM的情况。在图16中，在SP或EP模式中，开关电路149选择帧脉冲FP。在D1、D2或D3模式中，开关电路149当输入具有帧周期为30Hz的输入数字信号ee时，选择1/4分频器141的输出信号，和当输入具有帧周期为25Hz的输入数字信号ee时，选择1/2分频器147的输出信号。在控制来自控制电路8的控制信号8C的情况下，执行该输出信号选择。
由于上述的结构，旋转磁鼓是以与在SP或EP模式中，输入视频信号的帧脉冲同步的1800r.p.m.或1500r.p.m.旋转，也就是说，当模拟视频信号记录和重现处理期间。当在D1、D2和D3模式中输入数字信号具有30Hz或25Hz帧频时，旋转磁鼓以约2250r.p.m.旋转。
在记录期间，D1、D2和D3模式的选择是通过识别由控制电路8插入输入数字信号ee和基本上表示转移速率的识别信号(ID信息)来执行的。也就是说，控制电路8根据识别信号产生控制信号8a和8b。另一方面，在重现期间，D1、D2或D3模式的选择是通过识别由控制电路8插入输出数字信号ff的识别信号来执行的。然后，磁带驱动电路10，当控制信号8b表示D1模式时，驱动以在SP模式中磁带运行速度的一半的速度运行的磁带T；当控制信号8b表示D2模式时，驱动以与在SP模式中磁带运行速度相同的速度运行的磁带T；和驱动以在D1模式中一半速度的速度运行的磁带T。也就是说，当控制信号8b表示D3模式时，则为SP模式中磁带运行速度的1/4。
现在，将参照图17描述数字信号记录处理器的操作，用于当数字化信号输入到数字信号记录处理器5时的情况。图17(A)表示输入数字信号ee和图17(B)表示与磁头E1和E2的旋转同步的脉冲信号。在脉冲处于高电平的周期中，磁头E1处于与磁带T接触，和在脉冲处于低电平的周期中，磁头E2与磁带T接触。图17(C)表示与磁头A1和A2的旋转同步的脉冲信号，磁头A1和A2分别安装在超前磁头E1和E2120°相位的磁鼓的位置上。在图17(C)所示的脉冲处于高电平的周期中，磁头A1处于与磁带T相接触，在脉冲处于低电平的周期中，磁头A1处于与磁带T相接触。图17(A)所示的输入数字信号ee具有两倍于第一转移速率的第三转移速率。
在D1模式中，数据a1、b1……以图17(a)所示的序列定时送到磁头A2，和数据a3、b3……以图17(E)所示的序列定时送到磁头A1。因此，就可能执行1-通道记录和重现输入数字信号ee的信息，即对应于第一转移速率的数字信号信息一半的信息。
在D2模式中，数据a1、a3、b1、b3用图17(D)和17(E)所示的定时由磁头A1和A2记录，和数据a4、b4……用图17(F)所示的定时送到磁头E1，以及数据a2、b2……用图17(G)所示的定时送到磁头S2。因此，就可能同时记录或重视相应于第三转移速率双通道的输入数字信号。在D2模式中，磁迹图变成如图18所示的。
在D3模式中，数据a1、c1……用图17(H)所示的定时送到磁头A1；数据b1……用图17(I)所示的定时送到磁头E2。因此，就可能执行间隔记录或重视输入数据信号ee，即相应于第二转移速率的数字信号的信息1/4的信息。在D3模式中，磁迹图变成图19所示的。
在D1、D2或D3模式中数字信号的时间轴能被改进，并在来自控制电路8的控制信号的控制下重新排列。
如所述，可以实现SP模式、EP模式、D1到D3模式，而在旋转磁鼓上没有增加任何磁头。而且，在所描述的磁头结构中，磁头E1和S2相互邻接和磁头E2和S1相互邻接。因此，以与标准速度不同的速度的重现操作能得到良好的效果。
在模拟视频信号和模拟音频信号作为在D1、D2或D3模式中记录和重现的数字信号输入的情况下，数字信号记录处理器5和数字信号重现处理器6可以按图20和21所示分别构成。在图20中，标号51表示A/D变换器，用于将输入模拟视频和音频信号变换成数字视频和音频信号，52表示编码器，用于将A/D变换信号处理成压缩编码和使它们扰频以及产生纠错码，53表示去多路复用器，用于以图17所示的方法将数字数据提供和分布到磁头。在图21中，标号61表示多路复用器，用于使用由各自磁头重现的信号变为连续数字数据，62表示解码器，用于进行与编码器相反的处理，即纠错、信号的去扰频和扩展，61表示D/A变换器，用于将来自解码器的数字信号变换成视频和音频信号。
在这个实施例中，尤其在D2模式中，在由第一对磁头形成的磁迹之间，其它磁迹是由第一对磁头形成的。因此，就可能执行不仅重写记录或重现而且同时可执行双通道记录或重现，而不用附加任何磁头。此外，在同时双通道记录或重现中，基本上不必增加旋转磁鼓的转速。因此，就可能实现稳定的磁带运行，而不使用任何特殊的张力控制设备，于是，就可能用简单电路结构记录或重现，而没有信号减少。
参照图22到图29详细地描述根据本发明的第二实施例的磁记录和重现设备。在图22中，磁头H1、H2、H3和H4用于仅记录和重现数字信号。在SP模式和EP模式中，该实施例与第一实施例同样操作。在D1、D2或D3模式中，输入数字信号ee送到数字信号记录处理器55，并且，在经过处理器55处理之后，通过磁头选择电路71送到各自的磁头H1、H2、H3和H4，并记录在磁带T上。记录的数字信号由磁头H1、H2、H3和H4重现和送到数字信号重现处理器65，产生输出数字信号ff。
图23表示用于第二实施例的旋转磁鼓和磁头的结构，而图24表示在旋转磁鼓上各自的磁头的安装位置。磁头H1和H3以绕磁鼓轴的相对位置安装在旋转磁鼓上，并且邻接磁头H2和H4。磁头H2和H4的低端位于比磁头H1和H3低端的高度分别高约29μm的高度上。磁头H1和H3的宽度分别短于29μm。
图25表示磁头选择电路71的操作，图26是磁头选择电路71的方框图。在SP模式和EP模式中，模拟视频信号和模拟音频信号通过使用与第一实施例相同的磁头H1、H2、H3和H4记录和重现。在D1、D2和D3模式中，数字信号通过使用磁头H1、H2和H4记录和重现。
在D1模式中，数字信号是通过接通磁头选择器电路71的开关SW16和SW17选择磁头H1和H3来记录和重现的。在D2模式中，磁头H1、H2、H3和H4是通过接通磁头选择器电路71的开关SW16、SW17、SW18和SW19来选择的，并且，同时执行双通道数字信号的记录和重现操作。在D3模式中，数字信号的间隔记录和重现操作是通过接通磁头选择器电路71的开关SW16选择磁头H1来执行的。
现在，将参照图27描述数字信号记录处理器55的操作，用于当数字化信号输入到数字信号记录处理器55的情况。图27表示输入数字信号ee，和图27(B)表示与磁头H1、H2、H3和H4旋转相同步的脉冲信号。在脉冲处于低电平的周期中，磁头H1和H2与磁带T接触，在脉冲处于高电平的周期中，磁头H3和H4与磁带T接触。图27(A)表示的输入数字信号具有二倍于第一转移速率的第三转移速率。
在D1模式中，数据a1、b1……以图27(C)的序列定时送到磁头H1以及数据a3、b3……，以图27(D)的序列定时送到磁头H3。因此，就可能执行单通道记录或重现输入数字信号的信息，即相对于第一转移速率的数字信号信息一半的信息。
 在D2模式中，数据a1、a3、b1、b3……用图27(C)和27(D)所示的定时由磁头H1和H3记录，数据a2、b2……用图27(E)所示的定时送到H2，以及数据a4、b4用图27(F)所示的定时送到磁头H4。因此，就可能同时记录和重现相应于第三转移速率的双通道输入数字信号ee。在D2模式中，磁迹图变成如图28所示的。
在D3模式中，数据a1、b1、c1……用图27(C)所示的定时送到磁头H1。因此，就可能执行记录或重现输入数字信号ee，即相对于第二转移速率的数字信号的信息的1/4的信息。在D3模式中，磁迹图变成如图29所示。

Claims (2)

1.一种螺旋扫描型磁记录和重现设备，用于把视频信号和音频信号记录在相对于缠绕在旋转磁鼓上的磁带纵向斜交地在磁带上形成的磁迹上，该设备包括：
磁头装置(S1、E1、A1、S2、E2、A2；H1、H2、H3、H4)，包括装在所述的旋转磁鼓上的第一磁头和第二磁头；
第一记录和重现装置(2、4)，用于记录和重现包含第一模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的第一多路复用信号；
第二记录和重现装置(2、4)，用于记录和重现包含帧频不同于第一模拟信号的、第二模拟视频信号的频率调制的亮度信号和低频变换的色度信号的第二多路复用信号；
第三记录和重现装置(1、3)，用于记录和重现频率调制的音频信号；
第四记录和重现装置(5、6；55、65)，用于记录和重现由数字音频信号和第一数字视频信号组成的第一数字信号或由数字音频信号和其帧频与第一数字视频信号不同的第二数字视频信号组成的第二数字信号；以及
选择器装置(7、71)，用于在记录和重现第一多路复用信号和音频信号的第一模式中把第一多路复用信号送到所述的第一磁头和把音频信号送到所述的第二磁头，用于在记录和重现第二多路复用信号和音频信号的第二模式中把第二多路复用信号送到所述的第一磁头和把音频信号送到所述的第二磁头，用于在记录和重现第一数字信号的第三模式中把第一数字信号送到所述的第一和第二磁头，和用于在记录和重现第二数字信号的第四模式中把第二数字信号送到所述的第一和第二磁头；其特征在于：
驱动装置(13)，用于以第一转速驱动所述的旋转磁鼓，在该速度，在第一模式中第一模拟视频信号的每帧旋转一次所述的旋转磁鼓；用于以第二转速驱动所述的旋转磁鼓，在该转速，在第二模式中的第二模拟视频信号的每帧旋转一次所述的旋转磁鼓；用于以第三转速驱动所述的旋转磁鼓，在该转速，在第三模式中以1.25倍第一转速的速度旋转所述的旋转磁鼓；和用于以第三转速驱动所述的旋转磁鼓，在该转速，在第四模式中以1.5倍第二转速的速度旋转所述的旋转磁鼓；以及
其中所述的驱动装置(13)包括：
第一信号产生装置(130、140、141、145)，用于产生其频率为1.25倍第一帧同步信号的频率与第一数字视频信号的第一帧同步信号同步的第一信号；
第二信号产生装置(130、146、147、148)，用于产生其频率为1.5倍第二帧同步信号的频率、与第二数字视频信号的第二帧同步信号同步的第二信号；
开关装置(142、144、149)，用于选择性输出第一和第二模式的第一和第二模拟视频信号、第三模式的第一信号和第四模式的第二信号的第三帧同步信号，所述开关装置由控制从第一至第四模式选择其中一种模式的控制信号(8c)进行控制；和
同步装置(143)，用于使开关装置的输出与所述的旋转磁鼓的旋转相位同步。
2.根据权利要求1所述的螺旋扫描型磁记录和重现设备，其特征在于所述的第四记录和重现装置包括双通道传输路径，用于记录和重现第一和第二数字信号，所述选择器装置在第三模式中通过所述的双通道传输路径把第一数字信号平行地送到所述的第一和第二磁头；所述选择装置在第四模式中通过所述的双通道传输路径把第二数字信号平行地送到所述第一和第二磁头。
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