JP2601058B2 - ドラムサーボシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオテ―プレコ―ダ
（以下ＶＴＲと記す）に用いられるのに好適なドラムサ
―ボシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４，図５は従来のドラムサ―ボシステ
ムをそれぞれ説明するための第１，第２のブロック構成
図である。１は従来のドラムサ―ボシステム、２は基準
クロック発生器、３は 1/M分周の分周器、４はドラムサ
ーボ回路、４ａは位相比較器、４ｂはループフィルタ、
４ｃはアンプ、４ｄは波形整形器、５はモータ、６はド
ラム、７は回転角検出器である。

【０００３】図４に示すように、図示せぬビデオヘッド
の回転速度と回転位相とを制御する従来のドラムサ―ボ
システム１は、基準クロック発生器２からの基準クロッ
クを基にして周波数偏差のない制御信号を生成し、この
制御信号を用いてドラムサーボを行っていた。

【０００４】詳しくは、図５に示すように、前記した制
御信号の周波数より高い周波数値の基準クロック発生器
２からの基準クロックは分周器３に供給され、ここで 1
/M分周されて前記した制御信号の周波数値と同一周波数
値を有する分周信号が分周器３から出力され、ドラムサ
ーボ回路４を構成する位相比較器４ａの非反転入力端子
に供給される。この位相比較器４ａの反転入力端子には
波形整形されたドラム回転情報信号が供給されており、
そしてこの位相比較器４ａは上記したドラム回転情報信
号と制御信号とを位相比較して得た位相比較信号をル―
プフィルタ４ｂに出力する。ル―プフィルタ４ｂは供給
された位相比較信号の高域成分を除去して得た信号をア
ンプ４ｃに出力し、アンプ４ｃにて増幅されたこの信号
はモ―タ５に供給され、これによって周知の構成の回転
ヘッドドラム６は所定の周波数において位相制御されつ
つ回転する。回転角検出器７はドラム６の回転角に応じ
て得たドラム回転情報信号（回転角検出信号）を波形整
形器４ｄに出力する。

【０００５】こうして、制御信号の周波数値と同一周波
数値を有する分周信号が供給されるドラムサーボ回路４
の位相制御よってドラム６は常に回転位相制御される。

【０００６】

【発明を解決しようとする課題】上記した従来のドラム
サ―ボシステムは次のような問題点があった。

【０００７】即ち、周知のサーボ系を有するＶＴＲを用
いてビデオおよび音声信号を同時に記録するに際し、ビ
デオ信号は周波数偏差を有し、音声信号にはこれがない
場合を考える。例としてビデオ信号の周波数偏差を＋
０．１％とする。

【０００８】記録時、ドラムサーボは記録するビデオ信
号から分離して得た基準信号に追従して行われるため
に、ドラムの正規の回転数に対しこのときのドラムの回
転数は＋０．１％速くなる。再生時、ドラムサーボは基
準クロックから生成した周波数偏差のない制御信号に追
従して行われるために、ドラムの正規の回転数が常時維
持されるため、ドラムの回転数偏差は±０％である。

【０００９】このため、記録するビデオ信号に周波数偏
差が発生すると、ドラムの回転数が記録時と再生時とで
相違するために、再生時、ドラムに添接巻回されここを
経過する磁気テープの経過時間が記録時と比べて相違す
る（この場合は０．１％経過時間が長くなる）。

【００１０】従って、周波数偏差を有するビデオ信号と
周波数偏差がない音声信号とを同時に記録し、これを同
時に再生すると、再生された音声信号の音程は記録時の
音声信号の音程と比べて相違する（この例では低くな
る）という課題があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は下記の構成になるドラムサ―ボシステ
ムを提供する。

【００１２】（１） ドラムを介して走査される記録媒
体に記録された第１又は第２の時間情報を読み出して第
１又は第２の時間情報読出信号を出力する時間情報読出
手段と、前記第１の時間情報読出信号が供給されると基
準信号を第１の分周比で分周した第１の分周信号を出力
し、また前記第２の時間情報読出信号が供給されると基
準信号を第２の分周比で分周した第２の分周信号を出力
する第１の分周手段と、この第１の分周手段から出力さ
れかつ位相ロックされた前記第１又は第２の分周信号を
分周してドラムの回転角に応じた回転角検出信号と同一
周波数を有する制御信号を出力する第２の分周手段と、
前記回転角検出信号と前記制御信号とを位相比較した位
相比較信号に基づいて、ドラムの回転制御を行う回転制
御手段とを備えたことを特徴とするドラムサーボシステ
ム。 （２） ドラムを介して走査される記録媒体に記録され
た第１又は第２の時間情報を読み出して第１又は第２の
時間情報読出信号を出力する時間情報読出手段と、前記
第１の時間情報読出信号が供給されると基準信号を第１
の分周比で分周した第１の分周信号を用いて位相ロック
した信号を出力し、また前記第２の時間情報読出信号が
供給されると基準信号を第２の分周比で分周した第２の
分周信号を用いて位相ロックした信号を出力する出力手
段と、この出力手段から出力する出力信号を分周してド
ラムの回転角に応じた回転角検出信号と同一周波数を有
する制御信号を出力する分周手段と、前記回転角検出信
号と前記制御信号とを位相比較した位相比較信号に基づ
いて、ドラムの回転制御を行う回転制御手段とを備えた
ことを特徴とするドラムサーボシステム。

【００１３】

【実施例】本発明になるドラムサーボシステムは、後述
するように、例えば、磁気テープ上においてビデオ信号
トラックに重畳記録されるかあるいは独立の信号トラッ
クに記録されたデジタル音声データ信号に係る時間情報
を読み取り、ドラム回転数を定める制御信号の周波数
を、この時間情報に基づいて、制御信号よりも高い周波
数での位相比較もしくは周波数比較を用いて変化させる
ことを特徴とするものであり、上述した図４に示す基準
クロック発生器２の構成を時間情報に基づいてクロック
発振周波数を切換可能とした従来のドラムサーボシステ
ムの構成に略等しいものである。

【００１４】以下、本発明になるドラムサーボシステム
をビデオ信号とデジタル音声データ信号とを同時記録す
る場合に適用することについて説明する。

【００１５】図１，図２は本発明になるドラムサーボシ
ステムの第１，第２実施例構成図、図３は記録媒体に記
録された時間情報を説明するための図である。

【００１６】前述したものと同一構成部分には同一符号
を付しその説明を省略する。１０，３０はドラムサーボ
システム、１１はオーディオサンプリング周波数発生
器、１２，１３，１８，２３，２４，２５，２６は分周
比1/S,1/L,1/N,1/K,1/a,1/b,1/c の分周器、１４，２７
は切換スイッチ、１４ａ，１４ｂ，２７ａ，２７ｂ，２
７ｃは固定接点、１４ｃ，２７ｄは可動接点、１５は位
相比較器、１６はループフィルタ、１７はＶＣＯ、２０
は時間情報読出回路、２１は磁気テープ、２２は基準ク
ロック発生器、ｆｓはオーディオサンプリング周波数、
ｆｖはビデオ周波数である。

【００１７】さて、まず時間情報について説明する。

【００１８】ビデオ信号のビデオ周波数ｆｖとデジタル
音声データ信号のオーディオサンプリング周波数ｆｓと
の間には通常同期関係がないので、次のような方法でこ
の両信号の同時記録を行なう。

【００１９】磁気テープ２１上に順次形成されるデジタ
ル音声データ信号の各トラックの長手方向を、図３に示
すように、５分割して５つのデータブロックとし、各デ
ータブロック毎に Smallデータ（データ数がＳ個）と L
argeデータ（データ数がＬ個）とを使い分けて、入力さ
れるオーディオサンプルデータ数を適宜この Smallデー
タ， Largeデータに分けた後、デジタル音声データ信号
をここに記録する。

【００２０】但し、ビデオ周波数ｆｖが規定周波数のと
きのデータブロックの数をＸ個とすると、 Smallデータ
のサンプルデータ数Ｓと Largeデータのサンプルデータ
数Ｌとの関係は、Ｓ＜Ｘ＜Ｌである。

【００２１】このとき、 Smallデータおよび Largeデー
タはオーディオサンプリング周波数ｆｓでクリスタル精
度でサンプリングされたデータであるので、それぞれの
データ数は正確な時間情報と見なすことができる。

【００２２】従って、 Smallデータであるか Largeデー
タであるかの情報を磁気テープ２１上に記録することに
よって、正確な時間情報が記録されたことになる。

【００２３】つぎに、本発明になるドラムサーボシステ
ムの第１実施例について説明する。

【００２４】ドラムサーボシステム１０は、図１に示す
ように、ドラム６を介して走査される磁気テープ（記録
媒体）２１に記録されたＳｍａｌｌデータ（第１の時間
情報）又はＬａｒｇｅデータ（第２の時間情報）を読み
出してＳｍａｌｌデータ又はＬａｒｇｅデータ読み出し
に対応する時間情報読出信号（第１又は第２の時間情報
読出信号）を出力する時間情報読出回路（時間情報読出
手段）２０と、Ｓｍａｌｌデータ読み出しに対応する時
間情報読出信号（第１の時間情報読出信号）が供給され
るとオーディオサンプリング周波数（基準信号）ｆｓを
分周比１／Ｓ（第１の分周比）で分周した信号（第１の
分周信号）を出力し、またＬａｒｇｅデータ読み出しに
対応する時間情報読出信号（第２の時間情報読出信号）
が供給されるとオーディオサンプリング周波数（基準信
号）ｆｓを分周比１／Ｌ（第２の分周比）で分周した信
号（第２の分周信号）を出力する、分周器１２，１３、
切換スイッチ１４（第１の分周手段）と、（第１の分周
手段を構成する）切換スイッチ１４から出力されかつ
（位相比較器１５，ループフィルタ１６，ＶＣＯ１７，
分周器１８から構成されるＰＬＬにより）位相ロックさ
れた前記第１又は第２の分周信号を（分周比１／Ｍで）
分周してドラム６の回転角に応じた回転角検出信号と同
一周波数を有する制御信号を出力する分周器（第２の分
周手段）３と、前記回転角検出信号と前記制御信号とを
位相比較した位相比較信号に基づいて、ドラム６の回転
制御を行うドラムサーボ回路（回転制御手段）４とを備
えたものである。

【００２５】上記した構成のドラムサーボシステム１０
は次のように動作する。

【００２６】まず、ドラム６に搭載された磁気ヘッド６
ａにより磁気テープ２１上のデジタル音声データ信号の
トラック（データブロック）上を再生走査して得た時間
情報が Largeデータであると、時間情報読出回路２０は
このLargeデータを検出し、切換スイッチ１４に対し、
分周器１３側に切り換える（可動接点１４ｃを固定接点
１４ｂに切り換える）旨の時間情報読出信号を出力し、
これに応じて、切換スイッチ１４は分周器１３側に切り
換わる。

【００２７】これによって、オーディオサンプリング周
波数発生器１１から発生するオーディオサンプリング周
波数ｆｓを分周器１３にて1/L 分周して得た分周信号が
ＰＬＬを構成する位相比較器１５の非反転入力端子に供
給される。この分周信号の周波数は５倍のビデオ周波数
（５ｆｖ）であり、また分周器１３の分周比1/L ＜分周
器１２の分周比1/S である。

【００２８】位相比較器１５はこの分周信号とその反転
入力端子に供給される後述の分周器１８からの分周信号
とを位相比較して得た位相比較信号をル―プフィルタ１
６に出力する。ル―プフィルタ１６は供給された位相比
較信号の高域成分を除去して得た信号をＶＣＯ１７に出
力する。ＶＣＯ１７の発振出力信号の周波数は３倍のオ
ーディオサンプリング周波数（３ｆｓ）である。この位
相比較器１５，ル―プフィルタ１６，ＶＣＯ１７，分周
器１８はＰＬＬを形成している。

【００２９】ＶＣＯ１７からの発振出力信号は２分岐さ
れ、その一方は分周器１８に供給されここで1/N 分周さ
れた後、位相比較器１５の反転入力端子に供給される。
また、その他方の発振出力信号は分周器３に供給され、
ここで1/M 分周され、この周波数はビデオ周波数ｆｖと
成された後、ここからドラムサーボ回路４を構成する図
示せぬ位相比較器４ａの非反転入力端子にドラムサーボ
回路４の制御信号として供給される。

【００３０】ここで、分周器１８の分周比1/N ＞分周器
１９の分周比1/M と設定することにより、位相比較器１
５からの位相比較信号の周波数（５ｆｖ）は位相比較器
４ａからの位相比較信号周波数（ｆｖ）よりも高く設定
できる。

【００３１】つぎに、再生走査して得た時間情報が Sma
llデータであると、時間情報読出回路２０は切換スイッ
チ１５に対し、分周器１２側に切り換える（可動接点１
４ｃを固定接点１４ａに切り換える）旨の時間情報読出
信号を出力する。これに応じて、切換スイッチ１５は分
周器１２側に切り換わる。

【００３２】これによって、オーディオサンプリング周
波数発生器１１から発生するオーディオサンプリング周
波数ｆｓを分周器１２にて1/S 分周して得た分周信号が
位相比較器１５の非反転入力端子に供給される。この分
周信号の周波数は５倍のビデオ周波数（５ｆｖ）であ
る。これ以降の動作説明は上述した Largeデータの場合
と同様であるので、ここでは省略する。

【００３３】さらに、再生走査して得た時間情報が Lar
geデータであると、上述した Largeデータの場合と同様
な動作が行われる。

【００３４】こうして、上述した本発明になるドラムサ
ーボシステム１０は、磁気テープ２１上に記録された時
間情報を読み取り、ドラム回転数を定める制御信号の周
波数を、この時間情報に基づいて、制御信号よりも高い
周波数での位相比較もしくは周波数比較を用いて変化さ
せることができる。

【００３５】つぎに、本発明になるドラムサーボシステ
ムの第２実施例について説明する。

【００３６】ドラムサーボシステム３０は、図２に示す
ように、ドラム回転周波数を変更するため基準クロック
発生器２２から発生する基準クロックを 1/K分周し上記
したＶＣＯ１７の出力信号を1/a ，1/b ，1/c で分周し
て得た分周信号を時間情報に応じて切換える構成のもの
である。

【００３７】ドラムサーボシステム３０は、図２に示す
ように、ドラム６を介して走査される磁気テープ（記録
媒体）２１に記録されたＳｍａｌｌデータ（第１の時間
情報）又はＬａｒｇｅデータ（第２の時間情報）を読み
出してＳｍａｌｌデータ又はＬａｒｇｅデータ読み出し
に対応する時間情報読出信号（第１又は第２の時間情報
読出信号）を出力する時間情報読出回路（時間情報読出
手段）２０と、Ｓｍａｌｌデータ読み出しに対応する時
間情報読出信号が供給されるとＶＣＯ１７の出力信号
（基準信号）を分周比１／ａ，１／ｂ，１／ｃのいずれ
か一の分周比（第１の分周比）で分周した第１の分周信
号を用いて（位相比較器１５，ループフィルタ１６，Ｖ
ＣＯ１７，分周器２４，２５，２６のいずれか一の分周
器から構成されるＰＬＬにより）位相ロックした信号を
出力し、またＬａｒｇｅデータ読み出しに対応する時間
情報読出信号（第２の時間情報読出信号）が供給される
とＶＣＯ１７の出力信号（基準信号）を（第１の分周比
とは異なる分周比である）第２の分周比で分周した第２
の分周信号を用いて位相ロックした信号を出力する、位
相比較器１５，ループフィルタ１６，ＶＣＯ１７，分周
器２４，２５，２６、切換スイッチ２７（出力手段）
と、（出力手段を構成する切換スイッチ２７）から出力
する出力信号を（分周比１／Ｍで）で分周して、ドラム
６の回転角に応じた回転角検出信号と同一周波数を有す
る制御信号を出力する分周器（分周手段）３と、前記回
転角検出信号と前記制御信号とを位相比較した位相比較
信号に基づいて、ドラム６の回転制御を行うドラムサー
ボ回路（回転制御手段）４とを備えたものである。

【００３８】ここで、上記した構成のドラムサ―ボシス
テム３０において、ドラム６の回転を制御する制御信号
の周波数を切換えるためには、基準クロックを分周器２
３にて1/K 分周して得た分周信号に基づくＶＣＯ１７の
出力信号（基準信号）を互いに異なる分周比1/a ，1/b
，1/c で分周して得た分周信号が供給される固定端子
２７ａ、２７ｂ，２７ｃを備えた切換スイッチ２７の可
動接点２７ｄを、時間情報読出回路２０からの時間情報
読出信号に基づいて、固定接点２７ａ〜２７ｃのいずれ
かに切換えれば良い。

【００３９】同図に示す切換スイッチ２７の切換状態で
は分周器２５の分周信号が位相比較器１５の反転入力端
子に供給される。

【００４０】即ち、基準クロックを分周器２３にて1/K
分周して得た分周信号が位相比較器１５の非反転入力端
子に供給される。位相比較器１５はこの分周信号と反転
入力端子に供給される後述の切換スイッチ２７にて択一
された分周信号とを位相比較して得た位相比較信号をル
―プフィルタ１６に出力する。ル―プフィルタ１６は供
給された位相比較信号の高域成分を除去して得た信号を
ＶＣＯ１７に出力する。ＶＣＯ１７からの発振出力信号
はまず２分岐され、その一方は分周器３に供給されここ
で1/M 分周された後、ここからドラムサーボ回路４を構
成する図示せぬ位相比較器４ａの非反転入力端子にドラ
ムサーボ回路４の制御信号として供給される。また、そ
の他方の発振出力信号はさらに３分岐され、分周器２
４，２５，２６にそれぞれ供給される。分周器２４に供
給された発振出力信号は1/a 分周して得た分周信号とし
て切換スイッチ２７の固定端子２７ａに出力される。同
じく、分周器２５に供給された発振出力信号は1/b 分周
して得た分周信号として固定端子２７ｂに出力され、分
周器２６に供給された発振出力信号は1/c 分周して得た
分周信号として固定端子２７ｃに出力される。

【００４１】ここで、分周比1/a ，1/b ，1/c ＞分周比
1/M と設定することにより、位相比較器１５からの位
相比較信号周波数は位相比較器４ａからの位相比較信号
周波数よりも高く設定できる。

【００４２】このように、上記した構成のドラムサーボ
システム１０，３０は、切換スイッチ１４，２７の選択
状態を磁気テープ２１に記録された時間情報に応じて変
更することにより、ＶＣＯ１７の出力信号（基準信号）
の周波数切換えによるドラムサーボ系の外乱と同じ状態
の急激な状態変化（ステップ応答）を、位相比較器１
５、ループフィルタ１６、ＶＣＯ１７、分周器１８，２
４，２５，２６から構成されるＰＬＬ内で吸収できるの
で、この切換えに応じたドラム６の回転位相変化を不安
定さなく安定して追従することができる。

【００４３】また、位相比較器１５にて行われる位相比
較は、その非反転入力端子にはオーディオサンプリング
周波数ｆｓあるいは基準クロックを分周して得た低周波
信号が供給され、またその反転入力端子にもＶＣＯ１７
の発振出力（３倍のオーディオサンプリング周波数ｆ
ｓ）を分周して得た低周波信号が供給されるから、低周
波信号領域において位相比較を行えるので、切換スイッ
チ１４，２７にてこれらの信号を切り換えても急激な位
相変動あるいは周波数変動を発生することなく、常時安
定して行うことができる。

【００４４】さらに、制御信号を発生させるための上記
したＰＬＬは制御信号の周波数（ビデオ周波数ｆｖ）よ
りも高い周波数（オーディオサンプリング周波数ｆｓ）
であるので、周波数値を変化させる周波数制御を行った
場合の応答が速い。

【００４５】さらにまた、記録再生時に水晶発振器の発
振精度の基準クロック、オーディオサンプリング周波数
ｆｓを基準にしてドラムサーボを行っているため、再生
時の経過時間が記録時と同一であり、またビデオ信号と
同時に記録された音声信号はビデオ信号と同時に再生で
きる。

【００４６】

【発明の効果】本発明になるドラムサーボシステムは、
上記した構成によって、ドラムを介して走査される記録
媒体に記録された時間情報を読み出して得た時間情報読
出信号に基づいて、ドラムの回転周波数を規定する制御
信号の周波数値より高い周波数信号における位相比較制
御もしくは周波数比較制御を行うから、ドラムを経過す
る記録媒体の再生時の経過時間は記録時の経過時間と極
めて高い精度で同一とすることができ、また、例えば周
知のＶＴＲに本発明を適用することにより、周波数偏差
があるビデオ信号をデジタル音声データ信号と共に記録
しこれを再生した場合でも、周波数偏差がないデジタル
音声データ信号に基づいてドラムの回転位相を高精度に
制御できるから、音声信号に完全に同期してビデオ信号
を再生でき、この結果、極めて高品質な再生ビデオ画像
および音声を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるドラムサーボシステムの第１実施
例構成図である。

【図２】本発明になるドラムサーボシステムの第２実施
例構成図である。

【図３】記録媒体に記録された時間情報を示す図であ
る。

【図４】従来のドラムサ―ボシステムを説明するための
第１の構成図である。

【図５】従来のドラムサ―ボシステムを説明するための
第２の構成図である。

【符号の説明】

２，２２ 基準クロック発生器 ３，１２，１３，１８，２３，２４，２５，２６ 分周
器 ４ ドラムサーボ回路（回転制御手段） ６ ドラム １０，３０ ドラムサーボシステム １１ オーディオサンプリング周波数発生器 １４，２７ 切換スイッチ １５ 位相比較器（比較制御手段） １６ ループフィルタ １７ ＶＣＯ ２０ 時間情報読出回路（時間情報読出手段） ２１ 磁気テープ（記録媒体） ｆｓ オーディオサンプリング周波数 ｆｖ ビデオ周波数

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドラムを介して走査される記録媒体に記録
   された第１又は第２の時間情報を読み出して第１又は第
   ２の時間情報読出信号を出力する時間情報読出手段と、 前記第１の時間情報読出信号が供給されると基準信号を
   第１の分周比で分周した第１の分周信号を出力し、また
   前記第２の時間情報読出信号が供給されると基準信号を
   第２の分周比で分周した第２の分周信号を出力する第１
   の分周手段と、 この第１の分周手段から出力されかつ位相ロックされた
   前記第１又は第２の分周信号を分周してドラムの回転角
   に応じた回転角検出信号と同一周波数を有する制御信号
   を出力する第２の分周手段と、 前記回転角検出信号と前記制御信号とを位相比較した位
   相比較信号に基づいて、ドラムの回転制御を行う回転制
   御手段とを備えたことを特徴とするドラムサーボシステ
   ム。
2. 【請求項２】ドラムを介して走査される記録媒体に記録
   された第１又は第２の時間情報を読み出して第１又は第
   ２の時間情報読出信号を出力する時間情報読出手段と、 前記第１の時間情報読出信号が供給されると基準信号を
   第１の分周比で分周した第１の分周信号を用いて位相ロ
   ックした信号を出力し、また前記第２の時間情報読出信
   号が供給されると基準信号を第２の分周比で分周した第
   ２の分周信号を用いて位相ロックした信号を出力する出
   力手段と、 この出力手段から出力する出力信号を分周してドラムの
   回転角に応じた回転角検出信号と同一周波数を有する制
   御信号を出力する分周手段と、 前記回転角検出信号と前記制御信号とを位相比較した位
   相比較信号に基づいて、ドラムの回転制御を行う回転制
   御手段とを備えたことを特徴とするドラムサーボシステ
   ム。