CN1088239C - 回放带形记录介质的装置 - Google Patents

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Abstract

一种回放带形记录介质的装置，介质的磁道上连同数据一起记录了由磁道地址和块地址组成的地址信息，回放装置包括回放部件、地址提取部件、存储器、驱动部件和控制器。回放部件有一旋转磁头用来从介质读出数据，地址提取部件从读出的数据中提取地址信息，存储器存储所读出的数据，驱动部件使记录介质运转，控制器读出存储器中的数据而产生读出地址并根据地址提取部件提取的、与磁道上的预定位置有关的地址信息控制驱动部件。

Description

回放带形记录介质的装置
本发明涉及一种回放带形记录介质的装置，特别是涉及一种具有存储以带形记录介质读出的数据的存储器的回放带形记录介质的装置。
当今，一种利用所谓的非磁道系统在不影响数据记录磁道的磁道控制的条件下能够令人满意地回放数字数据的系统，如用于把数字数据记录到磁带上或从磁带上回放出来的记录及/或回放装置已被研制出来。可以从例如美国专利US 4774605和第JP-B-3-3308号日本专利公告中查到有关这种系统的说明。
现在描述这种非磁道系统。如果一个安装在螺旋扫描型的旋转磁鼓上的磁头将数据记录在磁带上，则会顺序形成如图1所示的一些与磁带100的纵向成一定角度的磁道TA1，TB1，TA2，TB2，……。
分别确定磁道号和在每个磁道中的记录位置的磁道地址和块地址(如TA1，TB1，TA2，TB2)被附在这些倾斜磁道上所记录的为数据上。
如果不采用非磁道系统来回放这些记录数据，就必须进行磁道控制，以便各个倾斜磁道TA1，TB1，TA2，TB2……都能被配备在旋转磁鼓上的磁头扫描到。即，需要控制扫描某一预定磁道(如磁道TB2)的磁头，使其沿着一条完全贯穿磁道TB2的中心的路线扫描该磁道。
相反，如果用非磁道系统回放这些记录数据，如图1所示，扫描这些倾斜磁道TA1，TB1，TA2，TB2的磁头沿着与诸如磁道TA1，TB1，TA2，TB2这类磁道成一定角度的扫描线t1至t4扫描这些磁道。即，采用这种非磁道系统，需要把旋转磁鼓的转速提高到两倍或更高，使磁头能以使扫描密度为不控制磁道倾斜的情况下读出记录数据所需扫描密度的两倍或更高的速度扫描记录磁道，保持磁头与磁道的倾斜相一致。
解调器101对这样读出的数据进行解调，以便将这些数据作为回放数据暂时存储到缓冲存储器102中，如图2中所示。
这时，从读出的数据中取出上面提到过的磁道地址以便根据这些磁道地址将这些数据随时地写到缓冲存储器102中。这样，借助于磁头的两次扫描操作，将所有回放数据按照适当的顺序写入到缓冲存储器102中。
在由一台微型计算机构成的控制器103提供的定时控制下，这样写入到缓冲存储器102中的回放数据又被从缓冲存储器102中以预定的传输速率按磁道的顺序读出来。
现在更详细地描述这种定时控制。借助这种无磁道系统对磁带的行走速度进行伺服控制。以便在缓冲存储器102中维持一个基本恒定的数据量，从而防止由于写入缓冲存储器102中的磁道地址接近或超过从该缓冲存储器中读出的磁道地址而分别造成的缓冲存储器102下溢或上溢。在本文中分别把写入缓冲存储器的磁道地址和从缓冲存储器中读出的磁道地址称作写入地址和读出地址。
即，如果将写入地址与由一个石英晶体振荡器(未示出)以高精度产生的参考地址相比较，则比较出来的地址差与写入地址和读出地址之差相等。于是控制磁带的速度，使地址差保持在与所需值接近的一个值上。
译码器104在控制器103的定时控制下，对以预定的传输速率读出的回放数据进行误差校正，以便使这些数据可以从输出端105输出。
在数据回放期间，也就是当磁头与磁带直接接触时，控制器103通过数据总线与一个数字信号处理器(DSP，未示出)进行通迅，由此获得执行上述定时控制所需要的写入地址。控制器103与外界之间在数据回放期间进行的通迅提高了噪声，因而无法提高回放数据的信/噪比。
如图1所示，采用非磁道系统时，由于磁头的每一次扫描读出多个磁道的数据由控制器103与DSP通迅得到的写入地址随着通迅时间而波动。由于控制器103根据这样得到的写入地址控制磁带的行走速度，因而一直无法精确地控制磁带的行走速度。此外，由于用于往缓冲存储器103中写数据的写入地址是仅仅包含确定磁道号的磁道地址的信息，因而一直无法准确地将地址写到缓冲存储器102的一个预定位置上。结果，回放数据容易发生抽样波动，即，一直无法防止信号不稳定。
因此，本发明的目的是提供一种能够解决上述问题的回放带形记录介质的装置。
根据本发明，提供了一种用于回放如磁带一类的带形记录介质的回放装置，在该带形记录介质的一个倾斜磁道上记录了一种和数据在一起的地址信息。这种地址信息包括一个磁道地址和一个确定磁道中的位置的块地址。所述的回放装置包括一个读出部件，一个地址提取部件，一个存储器，一个存储部件和一个控制器。读出部件从带形记录介质读出数据。地址提取部件从读出部件通过一次扫描带形记录介质读出的数据中提取地址信息。存储器存储由读出部件读出的数据。根据地址提取部件提取出的地址信息把读出部件读出的数据写入存储器中。控制器产生用于读出存储在存储部件中的数据的地址。控制器根据由地址提取部件提取出的、与带形记录介质在磁道上的预定位置有关的地址信息控制驱动部件，从而控制该带形记录介质的行走速度。
根据本发明，还提供了一种用于回放和磁带一类的带形记录介质的回放装置，在该带形记录介质的一些倾斜磁道上记录了一种与数据在一起的地址信息。所述地址信息包括一个磁道地址和一个确定磁道中的位置的块地址。所述的回放装置包括一个读出部件，一个地址提取部件，一个存储器，一个驱动部件和一个控制器。读出部件从带形记录介质中读出数据。读出部件具有一个旋转磁头，用于对带形记录介质的几个磁道进行扫描以便从该记录介质中读出数据。地址提取部件从读出部件通过旋转磁头一次扫描带形记录介质读出的数据中提取地址信息。存储器存储由读出部件读出的数据。根据地址提取部件提取出的地址信息将读出部件读出的数据写入存储器中。驱动部件驱动带形记录介质。控制器产生用于读出存储在存储器中的数据的读出地址。控制器根据由地址提取部件提取出的、与带形记录介质的磁道上的预定位置有关的用于控制驱动部件的地址信息来控制驱动部件。
图1表示利用非磁道系统时的回放状态；
图2是非磁道系统的回放装置的简要方框图；
图3是本发明的回放装置的方框图；
图4表示一个磁带上的数据记录状态；
图5表示在磁道的前半部分中的地址信息和在磁道的后半部分中的地址信息的锁定时序；
图6表示在磁道的前半部分和后半部分锁定的地址信息；
图7表示根据在磁道的前半部分和后半部分中的地址信息求得位于磁道中央的一个块的地址信息的过程；
图8表示由控制器获取地址信息的时序。
下面将参照附图详细解释本发明的回放带形记录介质的装置的说明性实施例。该实施例是参照一种用磁带作带形记录介质、利用安装在旋转磁鼓上的磁头来读出记录在磁带上的数据的回放装置进行说明的。
参照图3，本发明的回放装置包括：一个读出部件1，用于读出记录在磁带10上的数据；一个回放电路2，用于提取由读出部件1读出的数据的地址信息。所述的回放装置还包括一个计算部件4，用于根据由回放电路2提取出的地址信息计算排列在磁道中央的数据的地址信息；以及一个缓冲存储器3，用于根据由回放电路2提取出的地址信息存储由读出电路1读出的数据。最后，该回放装置包括一个控制器5，用于根据由计算电路4计算的地址信息控制磁带10的行走速度。
读出部件1利用设置在旋转磁鼓(未示出)上的磁头读出记录在磁带10上的数据，所述旋转磁鼓能够围绕一根与磁带10的运转方向成一预定角度的旋转轴旋转。即，读出部件1具有一个驱动旋转磁鼓旋转的电机11。电机11的旋转轴带有一个频率发生器(FG)11a，用于产生与旋转磁鼓的每分钟转速一致的频率脉冲(FG脉冲)。
磁头将诸如数字声频数据一类的数字数据记录在磁带10上，从而顺序地形成如图4所示的与纵向成一定倾角的磁道n+1，n+2……。为记录在每个磁道上的每个数据块附中上一个确定磁道序号的磁道地址、一个确定在每个磁道上的记录位置的块地址以及一个用于检测数据误差的循环冗余校验(CRC)码。在每个磁道n，n+1，n+2，……的中部记录具有诸如时间信息或绝对地址信息一类信息的控制数据。
通过控制器5控制电机11的运行，从而控制磁头回放信号的时间分配，使之保持恒定。例如，由安装在旋转磁鼓上的磁头回放的高频信号(RF信号)呈现一种与在磁道扫描时由磁带10记录的数据相对应的波形。如图8所示，旋转磁鼓上配有几组磁头A1，A2，B1，B2。
回放电路2只提取由磁头以数据回放方式输出的RF信号。
即，回放电路2包括一个数字信号处理器(DSP，未示出)。DSP主要由一个用于模/数及数/模转换的数字滤波器、一个折线压扩电路、一个用于误差校正码的编码/译码器、低偏差调制(LDM)-2型调制/解调器及一个非磁道处理电路组成。DSP完成获取由读出部件1读出的数据的数据地址信息、时间轴扩展、误差检测及误差校正的工作。DSP获取地址信息的时序与读出部件1的旋转磁鼓的一次完整旋转同步。回放电路2具有一个可编程的定时信号发生器(PTG，未示出)，用于产生与旋转磁鼓的一次完整旋转同步的时钟信号。这样，当磁头处于读出部件1的一个预定位相上时，DSP在利用PTG产生的定时信号作为参考进行信号处理的同时，还利用PTG产生的定时信号锁定读出部件1在一次完整的磁鼓旋转期间读出的数据的地址信息。
这时，数据地址信息包括确定磁道序号的磁道地址以及确定磁道中的记录位置的块地址。如图5所示，由于在每个磁道端部有可能出现由于出错而未被擦去的数据，因而PTG使时钟在磁道端部稍向内的位置处发生升降，以确定限制有效数据范围的地址抽样范围。
将在旋转磁鼓转完一整圈的过程中从磁带10读出的数据，也就是从几个相邻磁道读出的数据与入缓冲存储器3的预定位置，这一预定位置是根据在由PTG产生的时钟信号确定的某一时间锁定的地址信息确定的。
缓冲存储器3由例如一个存储容量为1M比特、能够存储32磁道数据的随机存取存储器(RAM)构成。
计算部件4通过计算用由上述的回放电路2提取出的地址信息，根据磁道前半部分的地址信息和磁道后半部分的地址信息求出位于每个磁道中心的数据块的块地址。注意，在有效数据范围内处于最外侧的数据的地址信息被用作磁道前半部分的地址信息和磁道后半部分的地址信息。
更具体地说，由回放电路2和由回放电路2的PTG产生的时钟向计算部件4提供地址信息。如图5所示，利用PTG提供的时钟，计算部件在PTG时钟处于上升沿CKu时提取出前半磁道TF中的已被判定为第一个适合数据块(第一个CRC可靠S块)的数据块B3的地址信息，在PTG时钟处于下降沿CKd时提取出后半磁道TL中的已被判定为最后一个适合数据块(最后一个CRC可靠S块)的数据块B02的地址信息。如图6所示，计算部件根据这两个地址信息的数据确定位于该磁道的中央C处的数据块的地址信息。
如果用磁道地址FIRST_V和块地址FIRST_B表示用上述方式获得的前半个磁道TF中的数据块B3的地址信息，用磁道地址LAST_V和块地址LAST_B表示后半个磁道TL中的数据块B02的地址信息，则可以用下式表示位于该磁道中央C处的数据块的地址信息，即块地址PB_V：
PB_V＝(LAST_V-FIRST_V)/(LAST_B-FIRST-B)×(AUX_B-
      FIRST_B)+FIRST_V其中AUX_B是前面已解释过的位于每个磁道的中央部分的记录了控制数据的数据块的块地址。利用这个公式可以计算出如图6中所示的位于磁道中央C处的数据块的地址信息，即磁道地址。值得注意的是，前半磁道TF中的数据块B3和后半磁道TL中的数据块B02之间的距离越大，计算出的位于磁道中央C处的数据块的地址信息越精确。
利用这样计算出的地址信息，控制器5将由计算电路4计算出的地址信息与例如一个精确地产生的参考地址相比较。由这种比较得出的地址差值与回放电路2依据在向缓冲存储器3中写数据时采用的地址信息从缓冲存储器3中读出数据时读出的地址。(即写地址)同参考地址之间的差值相对应。控制磁带10的行走将使这个差值保持在一个所需值附近。
下面详细描述控制器5的结构。
控制器5包括一个由加入/减部件51a、51b和石英晶体振荡器52a组成的参考时钟产生电路52，一个数字平滑滤波器53，放大器54a、54b，一个加法部件55，一个脉冲宽度调制部件(PWM部件)56，一个斩波电路57，一个低通滤波器58及一个速度检测部件59。
值得注意的是，地址信息是从计算部件4送至控制器5的，因此，控制器5获取由计算部件4得到的地址信息的时间与读出部件1不回放数据时的时间，即磁头不与磁带10接触时的时间相对应。例如，如图8所示，在旋转磁鼓旋转一圈的过程T(＝2π)中，在磁头A1，B1，A2，B2不接触磁带10的时间段TR中，地址信息由计算部件4传输到控制器5。
在把借助由参考时钟发生器52的石英晶体振荡器52a产生的时钟获取的参考地址送至加/减部件51a的同时，将以上述方式产生的地址信息，即写地址送至加/减部件51a。
加减部件51a从由参考时钟发生电路52产生的参考地址中减去由计算部件4送来的写地址。将减得的结果作为磁道误差送至加/减部件51b。
加/减部件51b从一个目标相位数据产生电路(未示出)获取相位差目标值，也就是随机偏差值。加/减部件51b从来自加减部件51a的磁道偏差中减去来自目标相位数据产生电路的偏差值。将减得的结果作为加/减部件51b的输出送至数字平滑滤波器53，作为瞬时地址误差。
由于由加/减部件51b得到的瞬时地址值随着一个与读出部件1的来回经过一些磁道的磁头相应的值而变化，因此数字平滑电路53计算来自加/减部件51b的瞬时地址误差的平均值。由数字平滑滤波器53得到的平均瞬时地址误差被送到放大器54a以调节增益。这个平均的及控制增益的瞬时地址误差被送至加法部件55a。
读出部件1将频率与旋转磁鼓的转速相一致的FG脉冲送至速度检测部件59。速度检测部件59利用来自读出部件1的FG脉冲检测速度误差并将所测得的速度误差经过放大器54b送至加法部件55。
加法部件55把由数字平滑滤波器53经过放大器54a送来的瞬时地址误差同由速度检测部件59经过放大器54b送来的速度误差相加，并将所得的和传送到PWM部件56。
PWM部件56对来自加法部件55的信号进行脉冲宽度调制，以形成PWM信号送至斩波电路57作为控制驱动信号。
为了减少能量消耗，斩波电路57斩去来自PWM部件56的PWM信号，并将所得到的信号传至低通滤波器58。
低通滤波器58从来自斩波电路57的信号中滤去载波成分，并将所得到的信号作为驱动电压送至读出部件1的电机11以便驱动并控制电机11。
利用上面所述的电机11的伺服回路，控制器5执行控制，以便使保持或存储在缓冲存储器3中的数据量维持在一个严格恒定的水平。
上述回放装置的操作过程如下：
电机11利用由驱动部件5提供的驱动电压使一个旋转磁鼓(未示出)运转。于是记录在磁带10上的数据由配备在该旋转磁鼓上的磁头读出。由该磁头读出的数据被送至回放电路2。
回放电路2以与PTG时钟同步的方式锁定读出部件1在旋转磁鼓转完一圈的过程中读出的数据的地址信息(所述的PTG时钟与旋转磁鼓的一次完整旋转同步)，同时对读出的数据进行处理以便回放信号。经过处理的数据作为回放数据，被写入到缓冲存储器3中根据锁定的地址信息预先设定的位置。该锁定地址信息也被送至计算部件4。
计算部件4根据由回放电路2提供的地址信息检测有效数据区内的两个最外端的数据块的地址信息，并求得位于该磁道中央的数据块的地址信息(磁道地址)。
在读出部件1中的磁头不与磁带10接触的时间段内，由计算部件4这样取得的地址信息被传送到控制器5。如图8所示，控制器5根据它所获得的写入地址求得平均地址误差。控制器5还根据由FG 11a提供的FG脉冲求得速度误差，同时根据平均地址误差和速度误差产生驱动读出部件1的电机11的驱动电压。控制器5还产生参考地址，根据这个参考地址，数据被一个磁道接一个磁道地从缓冲存储器3中读出。从缓冲存储器3中读出的数据被送至例如回放装置的一个译码电路，并在被送至外部设备之前以预定方式受到处理。
于是电机11受到由通过计算部件4求得的地址信息导引出的驱动电压的驱动。借助于电机11的这种驱动控制，从以与电机11的运转相一致的速度运转的磁带10回放出的数据被一个磁道接一个磁道地写入缓冲存储器3的预定位置。依照来自控制器5的参考地址，这些数据也是一个磁道接一个磁道地从缓冲存储器3中读出。
这样，按照这个实施例，由于通过磁头的每一次扫描从磁带上读出的，是几个磁道的数据之一的，位于磁道中央的数据的地址信息被用作缓冲存储器中的数据写入地址，并且根据该写入地址控制磁带的运转速度，因而能够使缓冲存储器中保持或存储的数据的量一直保持恒定，从而可以防止写入地址的波动。
为了求得位于磁道中央的数据的地址信息，先求出位于有效数据区范围内的最外端的数据的地址信息，从而可以精确地求得位于磁道中央的数据的地址信息。这进一步防止了这个地址在该地址信息被送至控制器时发生波动。
这样就能够防止在其它情况下由抽样波动引起的偏差。
由于可以将为磁头扫描磁道的扫描角度明显偏离预定的偏角的情况专门预备的备用区减小，缓冲存储器可以得到有效的利用。此外，由于缓冲存储器的存储容量取决于安装在旋转磁鼓上的磁头对的高度差，缓冲存储器可以得到有效的利用，因而就有可能采用一个磁头与旋转磁鼓之间的适度的安装公差。
由于用于控制磁带运行速度的地址信息是在磁头不与磁带接触的时候获取的，因而能够防止因与外界接触而产生噪音。
由于用于把读出数据写到缓冲存储器中的地址信息是确定磁道信号的磁道地址和确定磁道中的记录位置的块地址，因而可以将地址信息写到缓冲存储器中的合适位置上。其结果是提高了信噪比(S/N)。
在上述的实施例中，用于控制磁带行走速度的地址信息是通过在有效数据区的最外端的数据的地址信息求得的位于磁道中央的数据的地址信息。但是，它也可以是在有效数据区中与从缓冲存储器读出的数据的地址信息最接近的数据的地址信息。即，在由磁头通过每次扫描读出的几个磁道的数据中，与当前从缓冲存储器中读出的数据的地址信息最接近的数据，可以在有效数据区中测得，因此，可以根据所测得的这个数据的地址信息来控制磁带的行走速度。

Claims (8)

1.一种用于从带形记录介质回放信息的装置，在所述的带形记录介质的倾斜磁道上记录了块形式的数据以及连同每个块一起记录了磁道地址和块地址形式的地址信息，所述的块地址确定了一个给定磁道中相应块的一个位置，所述的装置包括：
一个读出部件，用于通过以倾斜磁道被记录的速率在所述的带形记录介质上扫描所述倾斜磁道而读出数据；
一个地址提取部件，用于从所述的读出部件自带形记录介质读出的每一块的数据中提取地址信息；
一个存储部件，用于存储由所述的读出部件读出的数据，在所述的存储部件中，由所述的读出部件读出的数据是根据所述的地址提取部件提取出的地址信息写入的；
一个计算部件，用于针对基本上位于一个相应磁道中央的数据块，根据所述地址提取部件提取出的用于所述相应磁道的所述地址信息计算所述数据块的块地址；
一个控制部件，用于为读出存储在所述的存储部件中的数据而产生读出地址，并且用于根据由所述的地址提取部件提取出的有关所述带形记录介质的一个磁道上的一个预定位置的地址信息和所述计算部件所提供的所述计算的块地址之间的比较，控制该带形记录介质行走速度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个速度检测部件用于检测所述带形记录介质的速度误差，所述的控制部件具有一个速度控制部件，用于根据所述速度误差和由所述的计算部件计算的所述计算出的块地址控制带形记录介质的行走速度。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的控制部件具有产生参考地址的参考地址产生部件，在其中，由所述的计算部件计算的所述计算出的块地址和所述参考地址产生部件所产生的参考地址之间的比较结果被传送到所述的速度控制部件，由此控制带形记录介质的行走速度。
4.一种用于从带形记录介质回放信息的装置，在所述的带形记录介质的倾斜磁道上记录了块形式的数据以及连同每个块一起记录了磁道地址和块地址形式的地址信息，所述的块地址确定了一个给定磁道中相应块的一个位置，所述的装置包括：
一个具有旋转头的读出部件，用于以倾斜磁道被记录的速率扫描所述倾斜磁道，从而由所述的带形记录介质读出数据；
一个地址提取部件，用于从所述的读出部件自带形记录介质读出的每一块的数据中提取所述地址信息；
一个存储部件，用于存储由所述的读出部件读出的数据，在所述的存储部件中，由所述的读出部件读出的数据是根据所述的地址提取部件提取出的地址信息写入的；
一个驱动部件，用于使带形记录介质行走；
一个计算部件，用于针对基本上位于一个相应磁道中央的数据块，根据所述地址提取部件提取出的用于所述相应磁道的所述地址信息计算所述数据块的块地址；以及
一个控制部件，用于为读出存储在所述的存储部件中的数据而产生读出地址，并且用于根据由所述的地址提取部件提取出的有关所述带形记录介质的一个磁道上的一个预定位置的地址信息和所述计算部件所提供的所述计算的块地址之间的比较，控制该带形记录介质行走速度。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括一个检测部件，用于检测所述带形记录介质的速度误差，所述的控制部件具有一个速度控制部件，用于根据来自所述速度误差和所述计算部件计算出的所述计算的块地址来控制所述的驱动部件。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的控制部件还具有用于产生参考地址的参考地址产生部件，在其中由所述的计算部件计算的所述计算出的块地址和所述参考地址产生部件所产生的参考地址之间的比较结果被传送到所述的速度控制部件，由此控制带形记录介质的行走速度。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的速度控制部件根据所述计算出的块地址和所述参考地址产生部件所产生的参考地址之间的比较结果产生脉宽调制信号，然后将所产生的脉宽调制信号传送到所述的驱动部件。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在旋转磁头不扫描带形记录介质期间，将来自所述计算部件的所述地址信息传送到所述的控制部件。
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