JP2585792B2 - 磁気テープ記録再生装置の記録信号レベル設定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は映像信号、周波数変調したFM音声信号およ
びデイジタルデータに変換し位相変調したPCM音声信号
を磁気テープ上に３層状に記録し再生するように構成さ
れた磁気テープ記録再生装置の記録信号レベル設定方式
に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は例えば特開昭63−288402号公報に開示されて
いる従来の磁気テープ記録再生装置の記録信号レベル設
定方式を示すブロツク図であり、ここでは、映像信号と
FM音声信号がＳ−VHS方式磁気テープ記録再生装置（以
下、Ｓ−VHS方式VTRと称す）と同様の方式にて記録再生
され、PCM信号が例えば1986年ICASSP予稿「ビデオテー
プレコーダにおける音声信号のデイジタル化に関する研
究」に示されているように、約2.6MbpsのPCM信号をオフ
セツト型４相差動位相変調（以下、Ｏ−QDPSKと称す）
されて記録再生されるもので示されている。

第５図において、（１）は映像信号記録処理回路、
（２）は映像信号記録増幅器、（３）は回転ドラム、
（４）は映像信号用磁気ヘツド（以下、ビデオヘツドと
称す）、（５）は磁気テープ、（６）は映像信号再生増
幅器、（７）は映像信号再生処理回路である。

（８）はFM音声信号記録処理回路、（９）はL,R両チ
ヤンネルのFM音声信号の加算回路、（10）はFM音声信号
記録増幅器、（11）はFM音声信号用磁気ヘツド（以下、
FMAヘツドと称す）、（12）はFM音声信号再生増幅器、
（13a）はFM音声信号のＬ−チヤンネル成分を分離する
帯域通過フイルタ（以下、BPF−Ｌと称す）、（13b）は
FM音声信号のＲ−チヤンネル成分と分離する帯域通過フ
イルタ（以下、BPF−Ｒと称す）、（14）はFM音声信号
再生処理回路である。

（15）はアナログ−デイジタル変換器（以下、ADCと
称す）、（16）はデイジタル音声記録処理回路、（17）
はオフセツト型４相差動位相変調回路（以下、４相位相
変調回路と称す）、（18）はPCM音声信号記録増幅器、
（19）はPCM音声信号用磁気ヘツド（以下、PCMヘツドと
称す）、（20）はPCM音声信号再生増幅器、（21）はオ
フセツト型４相差動位相変調信号復調回路（以下、４相
位相復調回路と称す）、（22）はデイジタル音声再生処
理回路、（23）はデイジタル−アナログ変換器（以下、
DACと称す）である。

第６図は上記構成の従来の磁気テープ記録再生装置の
映像信号、FM音声信号およびPCM音声信号のスペクトル
を示す図であり、同図において、（30）はFM変調された
輝度信号（以下、Ｙ−FM信号と称す）のスペクトル、
（31）は低域変換された色信号（以下、Ｃ（Ｌ）信号と
称す）のスペクトル、（32）はFM変調されたＬチヤンネ
ル側の音声信号（以下、FMA−Ｌ信号と称す）のスペク
トル、（33）はFM変調されたＲチヤンネル側の音声信号
（以下、FMA−Ｒ信号と称す）のスペクトル、（34）は
４相位相変調されたPCM音声信号（以下、QDPSK信号と称
す）のスペクトルである。

第７図は２層記録を説明するための磁気テープ（５）
の拡大断面図で、同図において、（35）は磁気テープ
（５）のベースフイルム、（36）は磁気テープ（５）の
磁性層、（37）および（38）はそれぞれ上記磁性層（3
6）に記録されたFM音声信号および映像信号の記録層で
ある。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

第５図において、ベースバンドの映像信号は映像信号
記録処理回路（１）に入力され、上記ベースバンドの映
像信号の輝度信号成分は同期先端レベルが5.4MHz、白ピ
ークレベルが7.0MHzになるようにFM変調されてＹ−FM信
号（30）に、色信号成分は搬送周波数が約629KHzになる
ように低域変換されＣ（Ｌ）信号（31）に変換されたの
ち、上記Ｙ−FM信号（30）とＣ（Ｌ）信号（31）は加算
されて第６図（ａ）に示すスペクトルをもつRF映像信号
として映像信号記録増幅器（２）、回転ドラム（３）に
内蔵されたロータリトランス（図示せず）、ビデオヘツ
ド（４）を経由して磁気テープ（５）に記録される。

また、上記ビデオヘツド（４）で再生されたRF映像信
号は映像信号再生増幅器（６）により増幅され、映像信
号再生処理回路（７）によりベースバンドの映像信号に
復元されて出力される。

FM系音声信号はFM音声信号記録処理回路（８）に入力
され、雑音低減処理がなされたのち、Ｌチヤンネルは1.
3MHz、Ｒチヤンネルは1.7MHzの搬送波にて周波数変調さ
れて第６図（ｃ）に示すスペクトルをもつFMA−Ｌ信号
（32）およびFMA−Ｒ信号（33）に変換され、加算回路
（９）により加算されFMA信号としてFM音声信号記録増
幅器（10）、回転ドラム（３）に内蔵されたロータリト
ランス（図示せず）、FMAヘツド（11）を経由して磁気
テープ（５）に記録される。

また、上記FMAヘツド（11）により再生されたFMA信号
はFM音声信号再生増幅器（12）により増幅されたのち、
BPF−Ｌ（13a）およびBPF−Ｒ（13b）によりFMA−Ｌ信
号（32）とFMA−Ｒ信号（33）が分離され、FM音声信号
再生処理回路（14）により周波数復調と雑音低減処理が
なされたのち、音声信号に復元されて出力される。

なお、磁気テープ（５）への記録においては、第７図
に示すように、磁気テープ（５）の磁性層（36）にFMA
信号が記録されてFM音声信号記録層（37）が形成され、
ついでRF映像信号が磁性層（36）に記録されるため、FM
音声信号記録層（37）の表層側に映像信号記録層（38）
が形成される。つまり、磁気テープ（５）の磁性層（3
6）の表層にRF映像信号が、深層にFM音声信号が記録さ
れ、これを２層記録方式と呼ぶ。

このような２層記録方式では、ほぼ同一の記録トラツ
クに２種類の信号が記録されているために、ビデオヘツ
ド（４）にはFMA信号を、FMAヘツド（11）はRF映像信号
を雑音成分として再生する。このため、ビデオヘツド
（４）のアジマス角±６゜に対しFMAヘツド（11）のア
ジマス角は±30゜に設定されている。なお、上記アジマ
ス角の組合せは、第８図に示すように、テープ速度標準
モード（以下、SPモードと称す）と1/3モード（以下、E
Pモードと称す）で異なつている。以上の動作はＳ−VHS
方式VTRと同様である。

一方、PCM系音声信号はADC（15）によりデイジタル信
号に変換されたのち、デイジタル音声記録処理回路（1
6）により誤り訂正符号などが付加されてパルスコード
変調され約2.6MbpsのPCM信号に変換され、４相位相変調
回路（17）においてオフセツト型４相差動位相変調され
て、第６図（ｂ）に示すように、搬送波を中心として±
0.65MHzの帯域幅をもつQDPSK信号（34）に変換される。
このQDPSK信号（34）の搬送波周波数は上記RF映像信号
との干渉を考慮すると、2.0〜2.5MHz付近が、また上記F
MA信号との干渉を考慮すると、2.8MHz以上が望ましい。

一方、上記QDPSK信号（34）が上記RF映像信号よりも
深層に記録されると、上記RF映像信号により高域の信号
成分が部分的に消去され易いため、上記QDPSK信号（3
4）の搬送波周波数は低い方がよいことになる。以上の
ことから、上記QDPSK信号（34）の搬送波周波数を2.5MH
zとしている。

上記QDPSK信号（34）はPCM音声信号記録増幅器（1
8）、回転ドラム（３）に内蔵されたロータリトランス
（図示せず）、PCMヘツド（19）を経由して磁気テープ
（５）に記録される。

また、上記PCMヘツド（19）により再生されたQDPSK信
号はPCM音声信号再生増幅器（20）により増幅されたの
ち、４相位相復調回路（21）によりPCM信号に復元さ
れ、さらにデイジタル音声再生処理回路（22）により誤
り訂正などの処理がおこなわれたのち、DAC（23）によ
り音声信号に復元されて出力される。

第６図に示すように、搬送波周波数はFMA信号（3
2），（33）、QDPSK信号（34）、RF映像信号（30）の順
であるので、磁気テープ（５）の磁性層（36）に記録さ
れる順序も第９図に示すように、FMA信号、QDPSK信号、
RF映像信号の順になり、磁性層（36）の深層側からFM音
声信号記録層（37）、PCM音声信号記録層（39）および
映像信号記録層（38）の順に形成され、この記録方式を
３層記録方式と呼ぶ。

上記のような３層記録方式では、ほぼ同一の記録トラ
ツクに３種類の信号が記録されているために、ビデオヘ
ツド（４）、FMAヘツド（11）およびPCMヘツド（19）の
それぞれが再生すべき信号の他に２種類の信号を雑音成
分として再生する。そのため、ビデオヘツド（４）のア
ジマス角±６゜に対しFMAヘツド（11）のアジマス角±3
0゜に設定されているので、PCMヘツド（19）のアジマス
角はビデオヘツド（４）とのアジマス角を12゜以上とす
るために±20゜に設定している。これら各ヘツド
（４）、（11）、（19）のアジマス角の組合せを、SPモ
ードとEPモードとに分けて表記すると、第10図のとおり
である。

以上によりＳ−VHS方式VTRのシステムにPCM音声信号
を記録再生する機能を付加することが可能となつたけれ
ども、FMA信号およびQDPSK信号はそれぞれの上層に記録
されるQDPSK信号およびRF映像信号により信号の一部が
消去され、さらにFMA信号、QDPSK信号およびRF映像信号
のＣ（Ｌ）信号は比較的低い周波数信号であるので、ア
ジマス損失による信号の分離が十分でなく、互いに雑音
として干渉し合うことになる。

第11図（ａ），（ｂ），（ｃ）はビデオヘツド
（４）、PCMヘツド（19）、FMAヘツド（11）で再生され
る信号スペクトルの一例を示し、ビデオヘツド（４）は
Ｙ−FM信号（30）およびＣ（Ｌ）信号（31）を、PCMヘ
ツド（19）はRF映像信号によつて一部消去されたQDPSK
信号（34）を、FMAヘツド（11）はQDPSK信号によつて一
部消去されたFMA−Ｌ信号（32）、FMA−Ｒ信号（33）を
それぞれ再生する。

また、Ｃ（Ｌ）信号（31）はPCMヘツド（19）、FMAヘ
ツド（11）に対して（40），（41）で示すような雑音と
なり、同様にFMA−Ｌ信号（32）、FMA−Ｒ信号（33）は
ビデオヘツド（４）、PCMヘツド（19）に対して（4
2），（44）および（43），（45）で示すような雑音
に、QDPSK信号（34）はビデオヘツド（４）、FMAヘツド
（11）に対して（46），（47）に示すような雑音とな
る。

ところで、磁気テープ記録再生装置において、特に問
題となるのは、各再生信号のS/Nの確保であり、例えばF
MA信号が過大な記録信号レベルで記録されると、第12図
（ｃ）に示すように、FMA−Ｌ信号（32）、FMA−Ｒ信号
（33）の再生信号レベルが増大しFMA信号のS/Nは向上す
るけれども、（42）〜（45）の雑音成分も増大するため
に、RF映像信号、QDPSK信号のS/Nが劣化する。

また、QDPSK信号が過大な記録信号レベルで記録され
た場合は、第13図に示すようにQDPSK信号（34）の下層
に記録されるFMA−Ｌ信号（32）、FMA−Ｒ信号（33）の
消去の度合が増大するために、再生信号レベルが減少す
るとともに、（46），（47）の雑音成分も増大するの
で、RF映像信号、FMA信号のS/Nが劣化する。

同様に、RF映像信号が過大な記録信号レベルで記録さ
れた場合は、RF映像信号の下層に記録されるQDPSK信号
の消去の度合が増大するために、再生信号レベルが減少
し、QDPSK信号のS/Nが劣化する。

また、各記録信号レベルが過少であつた場合にも再生
信号レベルの減少が生じるために、各再生信号のS/Nが
劣化する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の磁気テープ記録再生装置の記録信号レベル設定
方式は以上のように構成されているので、おのおのの磁
気ヘツドの特性のばらつきや使用する磁気テープの特性
などにより、各信号レベルが異なるために、最適記録信
号レベルの設定が非常に困難となり、いずれかの再生信
号のS/Nが劣化するなどの問題があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、各磁気ヘツドの特性のばらつきに応じて記
録信号レベルを容易に適切に設定でき、使用する磁気テ
ープの特性などの影響をうけることなく、常に良好なS/
Nの各再生信号を得ることができる磁気テープ記録再生
装置の記録信号レベル設定方式を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る磁気テープ記録再生装置の記録信号レ
ベル設定方式は、映像信号、FM音声信号およびPCM音声
信号の各信号をあらかじめ記録する動作と、記録した磁
気テープを記録開始点まで巻き戻す動作と、記録した各
信号を再生して、それら各再生信号のレベルを検出する
と共に、検出結果に基づいて各信号の記録処理回路の利
得を制御して記録信号レベルを設定する動作と、設定動
作の終了後、磁気テープを記録開始点まで巻き戻す動作
とを順次行うことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、映像信号、FM音声信号およびPCM
音声信号の各信号をテスト信号としてあらかじめ記録再
生し、その再生信号のレベルを検出することにより、各
記録信号レベルの良否を判定したうえで、各記録信号レ
ベルを適切な値に制御することができる。ゆえに、各磁
気ヘツドの特性のばらつきに応じた記録信号レベルを容
易に設定することができるとともに、使用する磁気テー
プの特性などの影響をうけることが少なく、常に良好な
S/Nの各再生信号を実現できる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による磁気テープ記録再
生装置の記録信号レベル設定方式を示すブロツク図であ
り、同図において、（１）〜（６）、（８）〜（12）、
（17）〜（20）は第５図で示す従来例と同一であるた
め、同一の符号を付して、それらの詳しい説明を省略す
る。

第１図において、（50）はVTR制御部で、記録信号レ
ベルを設定するための命令信号（以下、TESTと称す）の
入力により映像信号処理回路（１）、FM音声信号処理回
路（８）および４相位相変調回路（17）より得られる各
記録信号を無変調信号として磁気テープ（５）上にRF映
像テスト信号、FMAテスト信号およびPCMテスト信号を３
層記録するテスト記録（以下、TEST RECと称す）動作
と、そのTEST REC後に磁気テープ（５）を記録開始点
まで巻き戻す（以下、REWと称す）動作と、そのREW後の
テスト信号の再生（以下、TEST PBと称す）およびその
TEST PB後に磁気テープ（５）を記録開始点まで巻き戻
すREW動作とをシーケンシヤルにおこなう。

（51）は利得制御部で、この利得制御部（51）は、上
記のTEST PB時において、再生増幅されたRF映像テスト
信号、FMAテスト信号およびPCMテスト信号のレベルをそ
れぞれ検出する３つの信号レベル検出器（52），（5
3），（54）（以下、第1DET（52）、第2DET（53）、第3
DET（54）と称す）と、それら各DET（52），（53），
（54）による検出信号レベルに応じてそれぞれ適正な記
録レベルを選定する係数制御回路（55）とにより構成さ
れている。

（56），（57），（58）は第１、第２および第３の利
得制御回路（以下、第1GC、第2GC、第3GCと称す）で、
利得可変増幅器により構成されている。

つぎに、上記実施例の動作について説明する。

VTR制御部（50）に各記録信号レベルを設定するため
のTESTが入力されることにより、映像信号記録処理回路
（１）、FM音声信号記録処理回路（８）および４相位相
変調回路（17）より得られる各記録信号がそれぞれ無変
調信号となり、磁気テープ（５）上にRF映像テスト信
号、FMAテスト信号およびPCMテスト信号として３層にTE
ST RECされる。

上記各テープ信号が第２図の斜線を挿入した部分で示
すように一定時間記録されたのち、VTR制御部（50）に
より磁気テープ（５）が記録開始点までREWされ、つい
で、上記各テスト信号のTEST PBがおこなわれて、上記
各テスト信号がそれぞれビデオヘツド（４）、FMAヘツ
ド（11）およびPCMヘツド（19）により再生される。そ
れら再生された各テスト信号は映像信号再生増幅器
（６）、FM音声信号再生増幅器（12）およびPCM音声信
号再生増幅器（20）により増幅されたのち、利得制御部
（51）にそれぞれ入力される。

このように再生増幅されて利得制御部（51）に入力さ
れたRF映像テスト信号、FMAテスト信号およびPCMテスト
信号はそれぞれ第1DET（52）、第2DET（53）および第3D
ET（54）によつて各再生信号のレベルが検出され、その
検出結果にもとづいて、係数制御回路（55）が適正な各
記録信号レベルを選定し、第1GC（56）、第2GC（57）お
よび第3GC（58）の係数を制御することにより各記録信
号レベルを適切な値に設定する。

この設定が終了したのち、磁気テープ（５）は第２図
に示すように、VTR制御部（50）により記録開始点までR
EWされているので、次に本来のRECをおこなうことによ
り、記録開始点から適切な記録信号レベルでの記録を実
現することができる。

また、Ｓ−VHS方式のVTRには記録モードとしてSPモー
ドとEPモードがあり、各々の記録条件が異なるので、例
えば第３図に示すように、利得制御部（51）内の係数制
御回路（55）に複数個の記録信号レベルを記憶可能なメ
モリ（59）を増設することにより、留守番録画時などに
記録モードが途中で切り替わつても対応することができ
る。

第４図は上記留守番録画時の記録レベルの設定を説明
する図であり、留守番録画予約時にSPモードおよびEPモ
ードについてそれぞれテスト信号のTEST RECおよびTES
T PBをおこなつて、適切な各記録信号レベルを設定
し、メモリ（59）に記憶することにより、留守番録画時
に記録モードに応じて係数制御回路（55）がメモリ（5
9）に記憶された各記録信号レベルを読み出して第１〜
第3GC（56）〜（58）の係数を制御することにより、各
記録モードに応じた適切な記録信号レベルによる記録を
実現することができる。

なお、上記実施例では、第1GC〜第3GC（56）〜（58）
を可変利得増幅器により構成したが、抵抗アレイなどを
用いた可変減衰器により構成してもよい。

また、上記実施例では、各記録テスト信号をそれぞれ
無変調信号として記録したが、特定の変調信号であつて
も、VTRに入力される各信号をそのままテスト信号とし
て記録してもよい。

さらに、EPモードの記録信号レベルの設定は隣接トラ
ツクの影響をさけるために、回転ヘツドの片チヤンネル
毎におこなつてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、映像信号、FM音声
信号およびPCM音声信号の各信号をあらかじめテスト信
号として記録する動作と、記録した磁気テープを記録開
始点まで巻き戻す動作と、記録した各信号を再生して、
そのときの各再生信号レベルの検出結果にもとづいて各
信号の記録処理回路の利得を制御して記録信号レベルを
設定する動作と、設定動作の終了後、磁気テープを記録
開始点まで巻き戻す動作とを順次行うようにしたため、
各磁気ヘツドの特性のばらつきや使用する磁気テープの
特性などが異なる場合にも、常に良好なS/Nの再生信号
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例示すブロツク図、第２図は
各記録信号レベルの設定動作を説明するための図、第３
図はこの発明の他の実施例による利得制御部の拡大構成
図、第４図は第３図の実施例による各記録信号レベルの
設定動作を説明するための図、第５図は従来の磁気テー
プ記録再生装置の記録信号レベル設定方式を示すブロツ
ク図、第６図は従来の方式による映像信号、FM音声信号
およびPCM音声信号のスペクトルを示す図、第７図は２
層記録を説明するための磁気テープの断面図、第８図は
２層記録における映像およびFM音声用磁気ヘツドのアジ
マス角の一例を表記する図、第９図は３層記録を説明す
るための磁気テープの断面図、第10図は３層記録におけ
る映像、FM音声およびPCM音声用磁気ヘツドのアジマス
角の一例を表記する図、第11図は従来の方式による映像
信号、FM音声信号およびPCM音声信号の再生信号スペク
トルを示す図、第12図および第13図は従来の方式におけ
る不適切な記録信号レベルによる映像信号、FM音声信号
およびPCM音声信号の再生信号スペクトルを示す図であ
る。 （１）……映像信号記録処理回路、（４）……ビデオヘ
ツド、（５）……磁気テープ、（８）……FM音声記録処
理回路、（11）……FMAヘツド、（17）……４相位相変
調回路、（19）……PCMヘツド、（50）……VTR制御部、
（51）……利得制御部、（52）〜（54）……信号レベル
検出器、（55）……係数制御回路、（56）〜（58）……
利得制御回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号と音声信号とを各々映像信号用磁
   気ヘッドと音声信号用磁気ヘッドとにより磁気テープ上
   に重ね記録するように構成された磁気テープ記録再生装
   置の記録信号レベル設定方式において、上記映像信号と
   上記音声信号とに相当するテスト信号をあらかじめ磁気
   テープに記録する記録動作と、上記テスト信号記録ずみ
   の磁気テープを記録開始点まで巻き戻す巻き戻し動作
   と、上記磁気テープのテスト信号を再生し、映像信号と
   音声信号の夫々について再生レベルを検出すると共に、
   検出結果に基づいて上記各信号の記録処理回路の利得を
   制御して記録レベルを夫々設定する動作と、上記記録レ
   ベル設定動作の終了後、上記磁気テープを記録開始点ま
   で巻き戻す巻き戻し動作とを順次行うようにしたことを
   特徴とする磁気テープ記録再生装置の記録信号レベル設
   定方式。
2. 【請求項２】映像信号が周波数変調された輝度信号と低
   域変換された色信号との合成信号として、音声信号が周
   波数変調された信号またはディジタルデータに変換され
   た後、位相変調された信号として記録し再生されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気テープ
   記録再生装置の記録信号レベル設定方式。