JP2526914B2 - 磁気記録再生装置の高速サ−チ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Ｒ−DAT（回転ヘッド形ディジタル・オ
ーディオ・テープレコーダ）等の回転ヘッド形磁気記録
再生装置において、記録テープを早送りまたは巻戻しな
がら所望の再生位置を検索する高速サーチに関するもの
で、さらには記録テープに記録されている高速サーチの
ための情報（スタートID、曲番、時間情報等）をサーチ
開始当初から安定に読み取ることができるようにしたも
のである。

〔従来の技術〕

Ｒ−DATは、音声などのアナログ信号をPCM信号に変換
し、回転ヘッドによってこのPCM信号を磁気テープに記
録し、再生するものである。

そのメカニズムは、第２図に示すように、シリンダ１
の周面に２個の磁気ヘッドA,Bを180゜間隔で具える回転
ドラム２を有し、テープ３をカセット４から垂直ポスト
５や傾斜ポスト６でローティングして回転ドラム２の周
面に90゜巻付け、さらに固定ガイド７で支持してキャプ
スタン８とピンチローラ９で走行させるようになってい
る。

回転ドラム２の直径は30mm、テープの巻付け角度は90
゜で、通常用いられるモードＩでの記録時や再生時には
回転ドラム２の速度は2000rpm（周速3.14m/s、テープ３
の速度は回転ドラム２と同じ方向に8.15mm/sに規定さ
れ、回転ドラム２とテープ３の相対速度は3.13m/sであ
る。

Ｒ−DATの記録方式はヘリカル・スキャニング・アジ
マス記録であり、そのテープフォーマットは第３図に示
すように、トラック角度６゜22′29.5″（テープ走行
時）、アジマス角度±20゜に規定され、２個のヘッドA,
Bが交互にトラックをトレースする。

トラックフォーマットは、オーディオデータをトラッ
ク長さ方向中央のPCM領域に記録し、その前後両側にサ
ブコードやATF（Automatic Track Finding）等の制御用
信号を記録する。

PCM領域は、128のブロックで構成され、各ブロックは
ブロックシンク（ブロック開始位置を示す）,ID（識
別）コード，ブロックアドレス，パリティチェックコー
ド，オーディオデータの各記録領域を有している。オー
ディオデータは、モードＩの場合標本化周波数48KHz、
量子化ビット数16ビットの２′ｓコンプリメント符号が
用いられ、このPCMデータを上位、下位各８ビットに分
けて８−10変調してそれぞれ10ビットで記録している。

サブコード領域（８ブロック）には、スタートID,曲
番，時間情報等のデータが記録される。サブコード領域
のフォーマット（１ブロック分）を第４図に示す。スタ
ートIDは曲の始めに９秒間“1"を連続して記録する。こ
のスタートIDを検出することにより、現在位置から何曲
前とか後とかを指定した高速サーチが可能となる。ま
た、曲番や時間情報等の絶対位置情報による高速サーチ
も可能である。

Ｒ−DATの再生時におけるトラッキング制御は、ATFに
よる自動トラッキング方式が採用されている。ATFは、
トラックに記録されたATF信号（第５図参照）により、
左右の隣接トラックからのパイロット信号のクロストー
ク量を検出比較して、両クロストーク量が等しくなるよ
うに、テープ走行用キャプスタンモータの速度を制御す
るものである。これにより、ヘッドＡはアジマス＋20゜
のトラック（以下Ａトラックという。）をトレースし、
ヘッドＢはアジマス−20゜のトラック（以下Ｂトラック
という。）をトレースすることができる。なお、これら
ヘッドA,Bは、それぞれトラック幅の1.5倍程度の幅をト
レース可能である。

ところで、Ｒ−DAT等の磁気記録再生装置において
は、テープの早送り（通常の再生速度よりも速い速度で
テープを送る状態をいう。）あるいは巻戻し（通常の再
生時と逆方向にテープを送る状態をいう。）の際にテー
プの記録情報を部分的にでも再生できれば非常に便利で
ある。

例えばＲ−DATにおいては、サーチ（希望する曲番や
曲中位置を検索する動作をいう。）時に前記サブコード
領域に記録された現在の曲番や時間情報等を読み取れる
ことが使い勝手のよいシステムとして重要である。特に
200倍速等の高速サーチの場合には、これらのデータが
安定に読み取れなければ、自分の希望するテープ位置を
探すのは至難のわざといえる。

Ｒ−DATの高速サーチにおいては、ヘッドは第６図に
示すように複数のトラックを斜めに横切りながらトレー
スし、各トレースごとに必ずいずれかのトラックのサブ
コード領域を通過する。しかし、その時テープとヘッド
が規定の相対速度（Ｒ−DATの場合3.13m/s）から大きく
外れていると、ヘッドから信号が得られてもクロック再
生ができず、結果としてサブコードを読み取ることがで
きない。したがって、サブコードを読み取るためには、
テープとヘッドの相対速度をクロック再生できる範囲内
（クロック再生のためのPLL制御の引込範囲内）に収め
る工夫が必要となる。

そこで、従来においては、例えば200倍速の高速サー
チを行なう場合、規定の相対速度で200倍速を実現する
ための回転ドラムの回転速度とテープの大まかな速度を
それぞれ設定し（例えば回転ドラムを3026rpm、テープ
を1.63m/s）、これを目標値としてドラムモータ、リー
ルモータをそれぞれ立ち上げ、立ち上げ後にテープリー
ルの回転速度を微調整して規定の相対速度が得られるよ
うにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の高速サーチの立ち上げ制御によれば、ドラ
ムモータとリールモータを立ち上げている過渡状態では
相対速度を規定値に合わせる制御が行なわれていないた
め信号が読めず、スタートIDを利用して現在位置から何
曲目と指定して高速サーチを行なうと、この過渡状態の
間にスタートIDが通過して見落とし（200倍速では３分
の曲は0.9秒で通過してしまうため、過渡状態の間にス
タートIDが通過する可能性は高い。）、指定したのと異
なる曲が頭出しされることがあった。また、曲番や時間
情報等の絶対位置情報による高速サーチにおいても、過
渡状態の間に目標位置が通過してしまえばテープ走行を
逆転させてサーチしなおさなければならず、サーチに時
間がかかっていた。

この発明は、前記従来の技術における欠点を解決し
て、サーチ開始当初の過渡状態においてもテープに記録
されている高速サーチのための位置情報を安定に読み取
ることができる磁気記録再生装置の高速サーチ装置を提
供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、回転ドラムに設置されたヘッドを用いて
磁気テープの記録、再生を行なう磁気記録再生装置にお
いて、磁気テープに記録されているパイロット信号を再
生してこの再生パイロット信号の周波数を周波数規定値
と比較しテープとヘッドの相対速度誤差を検出する手段
と、高速サーチ指令があったとき、テープ速度を上昇さ
せずに前記相対速度がほぼ規定値となるように前記回転
ドラムを駆動する手段と、前記相対速度がほぼ規定値に
達した後、予め定められた速度変化率特性に従って徐々
に変化する速度指令を出して、当該速度指令に従って前
記回転ドラムの回転速度を高速サーチ時の速度まで徐々
に変化させる速度制御を行う手段と、この回転ドラムの
速度変化に対し、テープ速度を前記相対速度がほぼ規定
値になるように保持しながら変化させる手段とを具備し
てなり、前記速度変化率特性は、テープ速度が前記相対
速度を保って追従できる特性に設定されてなるものであ
る。

〔作 用〕

この発明によれば、高速サーチ指令があったとき、テ
ープ速度は上昇せずに前記相対速度が略々規定値になる
ように前記回転ドラムが駆動され、相対速度が略々規定
値に達した後、前記回転ドラムの回転速度が高速サーチ
時の速度まで予め定められた速度変化率特性（テープ速
度が規定の相対速度を保って追従できる特性）で徐々に
変化し、この回転ドラムの速度変化に対し、テープリー
ルの回転速度が前記相対速度を略々規定値に保持しなが
ら変化して、所定の速度に到達する。

これによれば、高速サーチ開始当初の過渡状態におい
てもヘッドとテープの相対速度が略々規定値に制御され
ているので、テープの情報を読むことができ、指定と異
なる曲が頭出しされたり、指定位置を通過する等の誤動
作を防止することができる。

なお、この発明はＲ−DATのほかVTR等の他の回転ヘッ
ド形磁気記録再生装置にも適用することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を説明する。この実施例で
は、この発明をＲ−DATにおける高速サーチ時に利用し
た場合について示している。この実施例ではパイロット
信号を用いて相対速度（誤差）検出を行なっている。こ
のパイロット信号はテープ記録信号中最も低い周波数で
記録されるので、他の信号との弁別がし易い。しかも隣
接トラックからクロストークがあっても、パイロット信
号はフォーマット上隣接するトラックのものどうしが同
時に検出されて干渉しあうことはない。また、低い周波
数なのでアジマス損失が少なく、ヘッドＡでＢトラック
のパイロット信号をヘッドＢでＡトラックのパイロット
信号を読み取ることもできる。また、ATF信号中のシン
ク信号に比べて時間的にも長く記録されているので検出
しやすい。これらのことから、パイロット信号を利用す
れば、確実な相対速度検出を期待できる。

この発明を適用したＲ−DATの（概略）構成を第７図
に示す。

システムコントロール54はマイクロコンピュータで構
成され、操作キー56の指示内容や装置内での状態検出58
等に応じて、各部の動作を制御し、表示器60に曲番、時
間等の必要な表示を行なう。

基準クロック・タイミング発生回路64は、信号処理系
やサーボ処理系で用いる各種基準クロックやタイミング
信号を水晶発振出力に基づき発生する。

回転ドラム２は、円柱状のシリンダ１の周面に180゜
の間隔で２個の磁気ヘッドA,Bを組み込んでいる。この
回転ドラム２はドラムモータ28により駆動される。回転
ドラム２には、速度検出用にFG（周波数発電機）30と、
回転基準位置検出用にPG（フェイズジェネレータ）32が
設けられている。

キャプスタンモータ34は、モータ軸がキャプスタン８
として構成されており、再生時や録音時にはピンチロー
ラ９がキャプスタン８に当接して、テープ速度を規制し
ながらテープを走行させる。キャプスタンモータ34に
は、速度検出用にFG40が設けられている。

リールモータ42は、プーリ44,46を介してリール台48,
50を駆動し、テープの巻取りを行なう。早送りや巻戻し
および高速サーチはピンチローラ９とキャプスタン８の
当接を解除してリールモータ42により行なう。早送り時
は、プーリ46をリール台50に当接させてリール台50を駆
動し、巻戻し時はプーリ46をリール台48に当接させてリ
ール台48を駆動する。ローディングモータ52は、カセッ
トおよびテープの各ローディングを行なうもので、シス
テムコントロール54からの指示により、ドライバ62を介
して駆動される。

信号処理回路100は、ヘッドA,Bで読み取った信号をデ
ィジタル化、復調し、D/A変換して左右チャンネル信号
を出力端子154,156へそれぞれ出力するとともにサブコ
ード情報、ATF信号等を再生する信号再生処理、およ
び、入力端子66,68からの左右チャンネル信号をA/D変換
して変調し、さらにはATF信号、サブコード情報等の制
御用信号を付加してヘッドA,Bに供給しこれをテープ上
へ記録する信号記録処理を行なうものである。

サーボ回路110は、ドラム2,キャプスタンモータ34,リ
ールモータ42の回転制御を行なうものである。

このうち、ドラムサーボ回路118は、基準とFG30,PG32
から出力される回転検出信号を比較してドラムモータ28
の回転制御を行なうものである。キャプスタンサーボ回
路120は、テープを規定速度（8.15mm/s）で送る際と
か、早送り再生時等にキャプスタン８の回転を制御する
ものであり、基準とFG40から出力される回転検出信号を
比較している。なお、このキャプスタンサーボ回路120
は、高速サーチ時には動作しない。

リールサーボ回路122は、通常はテープがたるまない
ようにリールモータ42を駆動するが、高速サーチ時に
は、テープとヘッドとの相対速度を規定値に一致させる
べく、パイロット周波数が所定値となるようにサーボ制
御されるものである。

次に高速サーチについて詳しく説明する。

高速サーチ時は、キャプスタン８とピンチローラ９の
当接を解除して、リールモータ42によりリール48または
50を高速（例えば約200倍速程度に相当する速度）で駆
動して、テープを回転ヘッド２に接触させた状態で早送
りまたは巻戻しする。このとき、回転ヘッド２からはテ
ープ上に記録されている信号が得られる。信号処理回路
100が信号再生処理できる状態にあればサブコード再生
回路158はこの再生信号中のサブコード情報からスター
トID,曲番，時間情報等を検出し、システムコントロー
ル54ではこれに基づき予め設定した目標位置と比較して
テープを早送りまたは巻戻し制御することができ、目標
位置を高速でサーチすることができる。

前述のように、回転ヘッド２から得られる再生信号か
らサブコード情報を再生するには、テープと回転ヘッド
２の相対速度を規定値（3.13m/s）から大きく外れない
範囲内（クロック再生のためのPLL制御の引込み範囲
内）に制御する必要がある。この相対速度の制御を行な
うためにATF信号中のパイロット信号f₁を用いる。

すなわち、パイロット信号f₁は130.67KHzで記録され
ているので、高速サーチ時に検出されるパイロット信号
f₁がこの規定の周波数で検出されるように回転ドラム２
の回転速度に合わせてテープ速度を制御する。

第７図において、パイロット信号f₁はローパスフィル
タ164で検出される。パイロット信号f₁はテープ記録信
号中最も低い周波数であるのでローパスフィルタ164で
容易に抽出することができる。相対速度が変動すると、
この検出されるパイロット信号f₁の周波数も変動する
が、パイロット信号f₁の次に周波数が低い信号であるシ
ンク信号f₂は522.67KHzとパイロット信号f₁に比べて４
倍も高いので、ローパスフィルタ164のカットオフ周波
数を260KHz程度に設定しておけば（あるいは、20〜260K
Hz程度の通過帯域を有するバンドパスフィルタとす
る。）、相対速度変動による多少の周波数変動があった
としてもパイロット信号f₁を他の信号と弁別して確実に
抽出することができる。

パイロット周波数検出回路172は、上記抽出されたパ
イロット信号f₁の周波数を検出し、周波数規定値130.67
KHzとの誤差を検出する。すなわち、パイロット周波数
検出回路172は、例えば第８図に示すように、ローパス
フィルタ164で抽出されたパイロット信号f₁を波形整形
器180でゼロクロス点より適当なオフセットを持たせた
電圧を基準にコンパレートして波形整形し、ｍサイクル
（例えば６サイクル）連続して来た場合を有効とし、時
間計測器182でそのうちのｎサイクル（例えば５サイク
ル）分の時間t1を計測する。そして、規定周波数でのパ
イロット信号f₁のｎサイクル分の時間を基準時間t2とし
て、引算器184でt2−t1の演算を行ない、検出されるパ
イロット信号f₁の規定周波数に対する誤差を相対速度誤
差として電圧信号で出力する。

パイロット周波数検出回路172から出力される相対速
度誤差信号は第７図のリールサーボ122に入力され、検
出されるパイロット信号f₁の周波数が規定値になるよう
にリールモータ44を制御し、相対速度を規定値3.13m/s
に制御する。

相対速度が規定値に制御されると、クロック再生回路
134はヘッド出力信号からクロック再生ができるように
なるので、サブコード再生回路158はヘッド出力信号中
のサブコード情報を再生することができる。システムコ
ントロール54は、このサブコード情報中のスタートIDを
検出してその数をカウントし、高速サーチの目標位置と
して指定された曲数と比較して（あるいは、曲番や時間
情報で指定された場合はサブコード情報中の曲番や時間
情報とを比較して）、テープの早送り巻戻しを制御する
ことにより、プリセット位置を高速で検索する。

相対速度誤差に基づき相対速度を規定値に制御するた
めのドラムサーボ118とリールサーボ122の具体例を第１
図に示す。これは、回転ヘッドサーボ系としてのドラム
サーボ118に回転指令を与えて駆動し、その結果の相対
速度誤差に応じてリールサーボ122を制御するようにし
たものである。

ここでは、第９図に示すように、高速サーチ指令が与
えられると、リールモータ42を停止して、ドラムモータ
28を2000rpmに一気に立ち上げる。ドラムモータ28が200
rpmに達すると略々規定の相対速度となり、サブコード
情報が読める状態となるので、ドラムモータ28を高速サ
ーチ時の速度（200倍速の場合早送りで3026rpm、巻戻し
で964rpm）までリールモータ28が略々規定の相対速度を
保って追従できる速度変化率（例えば時定数446msec）
で徐々に変化させる。これと同時に、リールモータ42は
相対速度誤差がゼロとなるようにドラムモータ28に追従
して速度変化させる。これにより、200倍速に達するま
での過渡状態においても、サブコード情報が読めるよう
になり、正確かつ高速なサーチが可能となる。

第１図において、システムコントロール54は、上記の
制御を実現するため、2000rpmに相当するドラム回転指
令、およびこの2000rpmから正転，逆転の各200倍速に至
る過程でそのドラム回転指令を徐々に変化させる演算機
能を有しており、状態に応じた指令値を出力することが
できる。なお、これらの指令は各回転数に対応する周波
数信号として出力されるようになっている。ドラムサー
ボ118は、比較器186でこの指令とFG30の出力を周波数領
域で比較して、これらが一致するようにドライブアンプ
188を介してドラムモータ28をPWM制御する。

リールサーボ122は、パイロット周波数検出回路172か
ら得られる周波数情報と基準として与えられる130.67KH
zの周波数信号とを周波数領域で比較して、これらが一
致するようにドライブアンプ194を介してリールモータ4
2をPWM制御する。

これにより、リールモータ42の速度が制御されて相対
速度が規定値に制御される。

第９図の制御を実行するためのシステムコントロール
54による制御のフローチャートを第10図に示す。ステッ
プP1で高速サーチ指令が与えられると、ステップP2でリ
ールモータ42を停止して、ドラムモータ28が駆動され
て、2000rpmまで一気に立ち上げられる。ドラムモータ3
0が2000rpmまで立ち上げられると、ステップP3を経てス
テップP4に達し、ドラムモータ28が目標回転速度に向け
て徐々に速度を変化させる。これとともに、相対速度誤
差をゼロとするためのリールモータ42の回転速度指令が
与えられて（相対速度誤差が検出されるたびに更新され
る。）リールサーボ122が起動する。ドラムモータ28の
回転速度は徐々に変化するので、リールサーボ122は略
々規定の相対速度を保ってこれに追従し、したがって回
転速度が変化している過渡状態においてもサブコード情
報を読むことができる。

ドラムモータ42の速度指令が最終目標速度に達する
と、ステップP5を経てステップP6で200倍速が実現され
た状態でドラム回転数は安定し、リールは相対速度誤差
が０となるように制御される。そして、サーチ目標位置
に達するとサーチ動作は終了し、その位置から再生が開
始される。

〔変更例〕

前記実施例ではテープ走行を一旦停止してから回転ド
ラムを立ち上げるようにしたが、再生状態から高速サー
チを行なう場合は、テープを走行させたままで（走行さ
せたままでも相対速度は停止状態と大きく変わらな
い。）、回転ドラムを立ち上げることもできる。

また、前記実施例では、ドラムモータ，リールモータ
をPWM出力によるデューティ比制御で速度制御したが、
これに限らず、例えばFG出力をF/V変換し、基準指令も
電圧値として与えるようにして電圧比較を行ない、その
結果の直流電圧値でこれらドラムモータ，リールモータ
を速度制御することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、高速サーチ
指令があったとき、テープ速度を上昇させずに相対速度
が略々規定値になるように回転ドラムを駆動し、相対速
度が略々規定値に達した後、回転ドラムの回転速度を高
速サーチ時の速度まで予め定められた速度変化率特性
（テープ速度が規定の相対速度を保って追従できる特
性）で徐々に変化させ、この回転ドラムの速度変化に対
し、テープリールの回転速度を前記相対速度が略々規定
値になるように保持しながら変化させるようにしたの
で、高速サーチ開始当初の過渡状態においてもヘッドと
テープの相対速度が略々規定値に制御されているので、
テープの情報を読むことができ、指定と異なる曲が頭出
しされたり、指定位置を通過する等の誤動作を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明をＲ−DATに適用した場合の一実施
例を示すブロック図である。 第２図は、Ｒ−DATのメカニズムを示す図である。 第３図は、Ｒ−DATにおけるテープフォーマットであ
る。 第４図は、サブコード領域のフォーマット（１ブロック
分）である。 第５図は、ATFの領域のフォーマットである。 第６図は、Ｒ−DATにおける高速サーチ時のヘッドトレ
ースを示す図である。 第７図は、この発明が適用されたＲ−DATの概略構成を
示すブロック図である。 第８図は、第７図のパイロット周波数検出回路172の具
体例を示すブロック図である。 第９図は、第１図の高速サーチ装置によるドラム回転数
およびテープ速度の変化状態の一例を示す線図である。 第10図は、第９図の制御を実現するためのフローチャー
トの一例を示す図である。 A,B……ヘッド、28……ドラムモータ、42……リールモ
ータ、54……システムコントロール、118……ドラムサ
ーボ、122……リールサーボ、172……パイロット周波数
検出回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ドラムに設置されたヘッドを用いて磁
   気テープの記録、再生を行なう磁気記録再生装置におい
   て、 磁気テープに記録されているパイロット信号を再生して
   この再生パイロット信号の周波数を周波数規定値と比較
   しテープとヘッドの相対速度誤差を検出する手段と、 高速サーチ指令があったとき、テープ速度を上昇させず
   に前記相対速度がほぼ規定値となるように前記回転ドラ
   ムを駆動する手段と、 前記相対速度がほぼ規定値に達した後、予め定められた
   速度変化率特性に従って徐々に変化する速度指令を出し
   て、当該速度指令に従って前記回転ドラムの回転速度を
   高速サーチ時の速度まで徐々に変化させる速度制御を行
   う手段と、 この回転ドラムの速度変化に対し、テープ速度を前記相
   対速度がほぼ規定値になるように保持しながら変化させ
   る手段と を具備してなり、 前記速度変化率特性は、テープ速度が前記相対速度を保
   って追従できる特性に設定されてなる磁気記録再生装置
   の高速サーチ装置。