JP2621479B2 - 磁気テープ再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタルオーディオテープレコーダやビデ
オテープレコーダ等に用いることのできる磁気テープ再
生装置に関するものである。

従来の技術 回転ヘッドを用いて記録再生を行なうディジタルオー
ディオテープレコーダでは、磁気テープに形成されるト
ラックの所定の場所に、ヘッドと記録されたトラックの
位置関係を検出するための信号（トラッキング検出信号
と呼ぶ）を記録して、再生時にこのトラッキング検出信
号を用いてヘッドを正しくトラック上を走行させる方法
が用いられている（例えば、特開昭63−177342号公
報）。

以下、図面を参照しながら上述した従来の磁気記録再
生装置の一例について説明する。

第６図はトラッキング検出用の信号が記録された磁気
テープの例、第７図はトラッキング信号の記録パターン
例、第８図は従来より第６図，第７図に示した磁気テー
プを用いてトラッキングをとる（ヘッドが記録されたト
ラック上を正しく走行するように制御することを「トラ
ッキングをとる」という）装置の例を示した図である。

第７図の例では、トラッキング検出信号はクロストー
クからヘッドと隣接トラックの重なり具合を検出するパ
イロット信号（703,704）とその検出の同期をとる同期
信号（701,702）とからなっている。

第８図において、2a,2bは互いに順次トラックを記録
再生するヘッドペア、３はヘッド2a,2bが取り付けられ
た回転シリンダ、１は磁気テープ、16はヘッド2a,2bの
出力からトラッキングをとるためのパイロット信号を濾
波するバンドパスフィルタ、17は整流器、14はヘッド2
a,2bの出力から同期信号を検出する同期信号検出回路、
15は同期信号検出回路14が同期信号を検出した直後にパ
ルスSP1と一定時間後にパルスSP2の２回パルス出力を行
うパルス発生回路、18はパルスSP1のタイミングで整流
器17の出力をサンプルホールドするサンプルホールド回
路、19はサンプルホールド回路18の出力と整流器17の出
力信号の差をとる減算器、20はパルス発生回路15の出力
するパルスSP2のタイミングで減算器19の出力をサンプ
ルホールドするサンプルホールド回路、9a,9bは磁気テ
ープ１が卷回されるリール、8a,8bは磁気テープ１の走
行経路を形成するポスト、5a,5bはそれぞれ磁気テープ
１を走行させるためのキャプスタンモータとキャプスタ
ン軸、６はピンチローラ、７はキャプスタンモータ5aの
回転数に比例した周波数の信号を出力するFG（周波数発
電機）、41はF/Vコンバータ、110は所望のキャプスタン
回転数に相当する電圧を発生する基準電圧発生器、11は
基準電圧発生器110の出力とF/Vコンバータ41の出力差を
とる引算器、12はサンプルホールド回路20の出力と引算
器11の出力とを加算する加算器、42は加算器12の出力を
積分し、低周波数域での制御特性を改善する積分フィル
タ、13は積分フィルタ42の出力をもとにキャプスタンモ
ータ5aを駆動する駆動回路である。

同図において、FG7,F/Vコンバータ41,基準電圧発生器
110,積分フィルタ42,駆動回路13は、FG7の出力周波数が
基準電圧発生器110の発生電圧に相当する値となって安
定するため、キャプスタンモータ5aはほぼ一定回転で回
転する。ピンチローラ６とキャプスタン軸5bは一定回転
で回転するキャプスタンモータ5aの回転力を磁気テープ
１に加え、ほぼ一定速度で走行させる。

この従来例においてトラッキングをとる方法について
次に説明する。

第６図において、601はトラック、602a、602bはトラ
ッキング検出信号の記録位置、603はヘッドの進行方向
を示すベクトル、604は磁気テープ１の進行方向を示す
ベルトルである。第７図は、第６図における602a,602b
のエリアの一方を拡大して示したものである。703,704
はパイロット信号であり、同一のアジマスロスの少ない
周波数の信号が記録され、同一向きの斜線を施したもの
は同一のアジマス角のヘッドで記録されている。（同図
の場合は２つのアジマス角のヘッドで記録されてい
る。）701,702,702aはパイロット信号の隣接トラックか
らの信号を検出するための同期信号であり、同一向きの
斜線を施したものは同一のアジマス角のヘッドで記録さ
れている。

ヘッドベア2a,2bのヘッドギャップ705はパイロット信
号を確実に検出するため、ヘッド幅がトラック幅より広
めに設定される。

バンドパスフィルタ16はパイロット信号を選択し、ま
た、同期信号検出回路14でトラック上の同期信号を検出
する。バンドパスフィルタ16で濾波されたパイロット信
号は整流器17で整流検波される。同期信号検出回路14
は、バンドパスフィルタとコンパレータでも構成できる
し、また、再生信号周波数をディジタル的に検出する構
成でも可能である。例えば、ヘッドギャップ705が第７
図に示す位置を通るとき、そのトラック中の同期信号70
2aがヘッドギャップ705によって検出される。パルス発
生回路15はヘッドが同期信号702aを検出した瞬間にパル
スSP1を、その一定時間後にパルスSP2を、合計２回パル
スを発生する。最初のパルスSP1はサンプルホールド18
に供給され、２回目のパルスSP2はサンプルホールド20
に供給される。SP1が生成されるとき、ヘッドギャップ7
05は進行方向右側の隣接トラックのパイロット信号を再
生しており、SP2はヘッドギャップ705が進行方向左側の
隣接トラックのパイロット信号を再生している時に合わ
せて生成される。

従って、サンプルホールド18には進行方向右側のトラ
ックからのパイロット信号振幅電圧がサンプルホールド
される。また、引算器19ではサンプルホールド18の出力
と整流器17の出力の差がとられる。SP2の発生すると
き、ヘッドギャップ705は進行方向左側の隣接トラック
のパイロット信号を再生しており、サンプルホールド20
には両隣接トラックからのパイロット信号信号振幅電圧
の差がサンプルホールドされる。

隣接トラックからのクロストーク信号は該当トラック
へのヘッドの突き出し量に比例するので、サンプルホー
ルド20では、ヘッドの両隣接トラックへの突き出し量の
差、即ちトラック中心とヘッドギャップ中心の位置の差
に比例する電圧がホールドされる。

第８図の従来例では、ヘッド2a,2bの走行位置と記録
されたトラックとの相対位置をサンプルホールド20の出
力として検出してF/Vコンバータ41と基準電圧発生器110
の出力の差に加算器12を介して加え、このサンプルホー
ルド20の出力信号を零にするように制御することによっ
て、ヘッド2a,2bが記録されたトラック上を走行するよ
うにキャプスタンモータ5aを回転させる。

積分フィルタ42は加算器12の出力を累算積分する。加
算器12の出力が零でなければ積分フィルタ42の値が変化
する。従って、安定状態では積分ファルタ42の入力信号
はほぼゼロとなり、所望のトラッキング状態がより確実
に確保される。

発明が解決しようとする課題 このような従来の技術では、積分フィルタ42をオペレ
ーションアンプ等で構成する場合が多く、直流での十分
な利得確保が難しいことと同時に、低周波数での積分特
性を得るため、大きな電解コンデンサを使用せねばなら
ず、また、サンプルホールド回路が２つ必要になる等、
回路規模が大きくなること、回路コストが大きいことな
どの課題があった。更に、動作モードに応じて積分特性
の変更を行うときには、コンデンサの切り換えなどを回
路で行わなければならない等の課題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、フィルタ
をディジタル処理とし、特性の変更をソフト的に行なえ
るようにすると共に、ハードウエアの簡単化を可能にす
る磁気テープ再生装置を提供することを目的としてい
る。

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本発明の磁気テープ再生
装置は、隣接トラックからのクロストークでトラッキン
グ位置を検出するためのパイロット信号及びその検出同
期信号が磁気テープ上に形成されたトラック上に記録さ
れる磁気テープを用い、再生ヘッドが取り付けられた回
転シリンダと、前記磁気テープを走行させる駆動手段
と、前記再生ヘッドの再生信号から前記磁気テープ上の
トラックに記録された同期信号を検出する同期信号検出
回路と、前記同期信号検出回路が前記同期信号を検出し
た時に第１のパルスを、一定時間後に第２のパルスを発
生するパルス発生回路と、前記パイロット信号の再生振
幅を検出する整流器と、前記整流回路の出力をディジタ
ル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と、前記ア
ナログ−ディジタル変換器の出力を前記パルス発生回路
の発生する第１のパルスで記憶する第１のメモリと、前
記第１のメモリに記憶されたデータと前記アナログ−デ
ィジタル変換器の出力データとの差をとる引算器と、前
記引算器の出力を前記パルス発生回路の発生する第２の
パルスで記憶する第２のメモリと、前記駆動手段におけ
る前記磁気テープの走行速度に対応する信号を発生する
速度検出器と、前記速度検出器の出力信号の周期または
周波数からその望ましいテープ速度に対応する値との差
をディジタル値で出力する速度誤差計算器と、前記第２
のメモリと前記速度誤差計算器の出力を加算する加算器
と、前記加算器の出力をディジタル的にフィルタリング
するディジタルフィルタと、前記ディジタルフィルタの
出力をアナログ電圧に変換するディジタル−アナログ変
換器とを具備し、前記ディジタル−アナログ変換器の出
力を前記駆動手段への駆動信号とするように構成してい
る。

作用 上記した構成によって、パイロット信号の振幅をサン
プルホールド回路なしでホールド、減算が可能となり、
且つ、トラッキング誤差出力をディジタル値として取り
込み、速度誤差計算器と和をとった後ディジタル的にフ
ィルタリングするように動作する。そのため、オペレー
ションアンプなどの制限が無くなり積分フィルタの直流
利得は十分大きくなると共に、電解コンデンサなどの大
きな部品は不要となる。また、更に、動作モードの変更
に伴うフィルタリング特性の変更もコンデンサ等の外付
け部品の追加無しに容易に行なえるよう作用する。

実施例 以下本発明の一実施例の磁気テープ再生装置につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例、第２図は第１図の実施例
の動作波形図、第３図は第１図における周期計数器の構
成例を示す図である。

なお、第６図，第７図で示されたトラックパターンは
本実施例においても同様であり、詳細な説明は省略す
る。

第１図において、2a,2bは互いに順次トラックを記録
再生するヘッドペア、３はヘッド2a,2bが取り付けられ
た回転シリンダ、１は磁気テープ、16はヘッド2a,2bの
出力からトラッキングをとるためのパイロット信号を濾
波するバンドパスフィルタ、17はバンドパスフィルタ16
の出力からパイロット信号の出力振幅を得るための整流
器、14はヘッド2a,2bの出力からパイロット信号を検出
するための同期信号を検出する同期信号検出回路、15は
同期信号検出回路14が同期信号を検出した直後にパルス
SP1と一定時間後にパルスSP2の２回パルス出力を行なう
パルス発生回路、18は整流器17の出力するパイロット信
号の振幅電圧をディジタル値に変換するA/D変換器、19
はパルス発生回路15の出力するパルスSP1のタイミング
でA/D変換器18の出力を記憶するメモリ、20はメモリ19
の出力とA/D変換器18の出力信号の差をとる引算器、21
はパルス発生回路15の出力するパルスSP2のタイミング
で引算器20の出力を記憶するメモリ、9a,9bは磁気テー
プ１が卷回されるリール、8a,8bは磁気テープ１の走行
経路を形成するポスト、5a,5bはそれぞれ磁気テープ１
を走行させるためのキャプスタンモータとキャプスタン
軸、６はピンチローラ、７はキャプスタンモータ5aの回
転数に比例した周波数の信号を出力するFG、４はFG7の
出力信号の周期を計数する周期計数器、10は所望のキャ
プスタン回転数に相当するデータを発生する基準値発生
器、11は基準値発生器10の出力と周期計数器４の出力差
をとる引算器、12はメモリ21と引算器11の出力データを
加算する加算器、22は加算器12の出力データをフィルタ
リングするディジタルフィルタ、23はディジタルフィル
タ22の出力データをアナログ電圧に変換するD/A変換
器、13はD/A変換器23の出力をもとにキャプスタンモー
タ5aを駆動する駆動回路である。

第１図において、FG7は磁気テープ１の速度検出器と
して動作し、また、周期計数器4,基準値発生器10,引算
器11は速度誤差計算器を構成している。また、駆動回路
13,キャプスタンモータ5a,キャプスタン軸5b,ピンチロ
ーラ６は磁気テープ１の駆動手段として構成されてい
る。

次に、本実施例の動作を説明する。

同図において、FG7,周期計数器4,基準値発生器10,デ
ィジタルフィルタ22,D/A変換器23,駆動回路13からなる
フィードバックループは、FG7の出力周波数が基準値発
生器10の発生データに相当する値となって安定するよう
に動作する。ここでは、ディジタルフィルタ22は従来例
で示した積分フィルタ特性を示すように構成されてい
る。そのため、キャプスタンモータ5aはほぼ一定回転で
回転する。ピンチローラ６とキャプスタン軸5bは一定回
転で回転するキャプスタンモータ5aの回転力を磁気テー
プ１に加え、ほぼ一定速度で走行させる。

第３図は、周期計数器４の構成例を示している。301
はFG7の出力を矩形波に成形するリミッタ、302は遅延回
路、303はクロック発生器、304はクロック発生器303の
出力を計数するカウンタ、305はラッチ回路である。FG7
の立ち上がりエッジでラッチ回路305はカウンタ304のカ
ウントデータをラッチする。また、カウンタ304は遅延
回路302を介し、ラッチ回路305にデータがラッチされた
直後にクリアされる。従って、ラッチ回路305にはFG7の
出力信号周期間にクロック発生器303で発生されたクロ
ックパルス数がホールドされる。以上のように周期計数
器４は、FG7の出力信号周期をディジタル値で計数し出
力する。

第１図において、バンドパスフィルタ16はパイロット
信号を選択濾波し、また、同期信号検出回路14はトラッ
ク上の同期信号を検出する。第２図アには検出される同
期信号を、同図イにはパイロット信号を示した。バンド
パスフィルタ16で濾波されたパイロット信号は整流器17
で整流検波され、第２図ウに示す信号に成形される。同
期信号検出回路14は、バンドパスフィルタとコンパレー
タでも構成できるし、また、再生信号周波数をディジタ
ル的に検出する構成でも可能である。第２図アにはバン
ドパスフィルタで抜き出す例を示した。パルス発生回路
15はヘッドが同期信号を検出した瞬間にパルスSP1を、
その一定時間後にパルスSP2を、合計２回パルスを発生
する。この２つのパルスを第２図ではそれぞれエ、オで
示した。A/D変換器18は整流器17の出力信号（第２図
ウ）をディジタル値に変換し、パルス発生回路15の出力
するパルスSP1（第２図エ）でメモリ19はA/D変換器18の
出力データを記憶する。引算器20はメモリ19の出力デー
タからA/D変換器18の出力データを引き、出力する。パ
ルス発生回路15の出力するパルスSP2（第２図オ）でメ
モリ21は引算器20の出力データを記憶する。

第７図において、ヘッドギャップ705が図のように進
行する場合、同期信号検出回路14が同期信号を検出する
とき、即ちSP1が生成されるとき、ヘッドギャップ705は
進行方向右側の隣接トラックのパイロット信号のクロス
トーク分を再生しており、また、一定時間後に生成され
るSP2はヘッドギャップ705が進行方向左側の隣接トラッ
クのパイロット信号のクロストーク分を再生している時
に合わせて生成される。

従って、メモリ19には進行方向右側のトラックからの
パイロット信号振幅電圧に相当するデータが記憶され
る。また、SP2の発生するとき、ヘッドギャップ705は進
行方向左側の隣接トラックのパイロット信号を再生して
おり、SP2の発生するときには、引算器20の出力はヘッ
ドが再生する両隣接トラックからのパイロット信号振幅
電圧の差に相当するデータが出力されている。

従って、メモリ21にはヘッドが再生する両隣接トラッ
クからのパイロット信号振幅電圧の差に相当するデータ
が記憶される。

隣接トラックからのクロストーク信号は該当トラック
へのヘッドの突き出し量に比例するので、メモリ21では
ヘッドの両隣接トラックへの突き出し量の差、即ちトラ
ック中心とヘッドギャップ中心の位置の差に比例するデ
ータがホールドされる。

ヘッド2a,2bの走行位置と記録されたトラックとの相
対位置として出力されるメモリ21の出力を周期計数器4,
基準値発生器10の差をとった引算器11の出力に加算し、
このメモリ21の出力データを零にするように制御するこ
とによって、ヘッド2a,2bが記録されたトラック上の中
央を走行するようにキャプスタンモータ5aを回転させ
る。

ディジタルフィルタ22の積分動作によって、メモリ21
の出力データを零にすることが可能となる。即ち、も
し、ディジタルフィルタ22の入力値が零でなければ、積
分特性を持つディジタルフィルタの出力値は積算される
ためである。故に、オペレーショナルアンプ等を使用せ
ず、負荷変動に対応可能な特性の制御回路が構成でき
る。更に、第１図において、破線101で囲んだ部分、即
ち、周期計数器4,基準値発生器10,引算器11,A/D変換器1
8,メモリ19,引算器20,メモリ21,加算器12,ディジタルフ
ィルタ22,D/A変換器23は１つのICとして構成でき、また
更に、マイクロコンピュータとしても構成できる。特
に、周期計数器4,ディジタルフィルタ22はマイクロコン
ピュータのソフトウエアでも構成可能である。特に、マ
イクロコンピュータのソフトウエアで実現した場合には
テープ速度などの動作モード変更を行なったときでもソ
フトの変更のみで対応が可能であり、ハードウエアの追
加が不要になるという効果が生まれる。

次に、本発明の他の実施例におけるディジタルフィル
タ22の構成例について説明する。ディジタルフィルタ22
以外の構成は第１図の実施例と全く同一であり、図示を
省く。

第４図はディジタルフィルタ22の構成例、第５図はそ
の特性図である。

401は第１図における加算器12からの信号を受ける入
力端子、402は加算器、403はＺ−１の一時遅れ要素を持
つ帰還路、404は系数Ｋの利得を持つ系数器、405は加算
器、406は第１図のD/A変換器23への出力端子である。

第４図のディジタルフィルタは帰還路を有するIIR型
ディジタルフィルタ（無限インパルス応答フィルタ）の
構成となっている。

第４図のディジタルフィルタは、 の特性を有し、1/（１−Z^-1）の項は積分特性を示す。
上式の応答特性は第５図のようになる。同図において、
縦軸501は伝達利得、横軸502は周波数、503は応答特性
である。積分特性は周波数が上がるに従って利得が下が
るが、上式の定数項１のため高周波域では利得１とな
る。

積分特性から利得１へ利得の変わる周波数fcは系数Ｋ
によって変更が可能である。

一時遅れZ^-1は第１図FG7の出力信号周期でも良いし、
また、マイクロコンピュータなどのタイマ割り込みなど
ても実現可能である。

第４図の積分型ディジタルフィルタは、全ての処理を
ディジタル処理するため、DC的な利得は無限大とするこ
とが可能である。

以上のように、従来の技術で必要であった、オペレー
ションアンプ等で構成する積分フィルタを使用せず、フ
ィルタをディジタル処理とし特性の変更をソフト的に行
なう事が可能となる。そのため、第１図の実施例と同様
に、負荷変動の有無にかかわらずヘッド2a,2bが記録さ
れたトラック上の中央を走行するようにキャプスタンモ
ータ5aを回転制御させる事が可能となる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、パイロット信号の振幅
を直接A/D変換器でディジタル値で取り込み、トラッキ
ングエラー量をディジタル値で得て、フィルタをディジ
タル処理とし特性の変更をソフト的に行なえるようにす
ることによって、また更に、マイクロコンピュータのソ
フトウエアで実現することによって、従来の技術で必要
であったオペレーションアンプ等で構成する積分フィル
タ，サンプルホールド回路を不要とし、且つ、オペレー
ションアンプで問題となっていた直流での十分な利得確
保が難しいことおよび低周波数での積分特性を得るた
め、大きな電解コンデンサを使用せねばならず回路規模
が大きくなることならびに回路コストが大きいこと等の
問題を解決することが可能となる等、大きな効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す磁気テープ再生装
置の構成図、第２図ア〜オは第１の実施例の説明に供す
る動作波形図、第３図は本発明で用いられる周期計数器
の構成例を示すブロック図、第４図は本発明のディジタ
ルフィルタ22の構成例を示すブロック図、第５図はその
説明に供する特性図、第６図，第７図は記録された磁気
テープのパターン図、第８図は従来の磁気テープ再生装
置を示す構成図である。 １……磁気テープ、2a,2b……再生ヘッド、３……回転
シリンダ、5a,5b,6,13……駆動手段、14……同期信号検
出回路、15……パルス発生回路、17……整流器、18……
アナログ−ディジタル変換器、19……第１のメモリ、20
……引算器、21……第２のメモリ、７……速度検出器、
4,10,11……速度誤差計算器、12……加算器、22……デ
ィジタルフィルタ、23……ディジタル−アナログ変換
器。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接トラックからのクロストークでトラッ
   キング位置を検出するためのパイロット信号と前記パイ
   ロット信号検出のタイミングを得るための同期信号が磁
   気テープ上に形成されたトラックに記録された磁気テー
   プを再生する装置であって、 再生ヘッドの取り付けられた回転シリンダと、 前記磁気テープを走行させる駆動手段と、 前記再生ヘッドの再生信号から前記磁気テープ上のトラ
   ックに記録された同期信号を検出する同期信号検出回路
   と、 前記同期信号検出回路が前記同期信号を検出した時に第
   １のパルスと一定時間後に第２のパルスの合計２回パル
   ス発生を行なうパルス発生回路と、 前記パイロット信号の再生振幅を検出する整流器と、 前記整流回路の出力をディジタル値に変換するアナログ
   −ディジタル変換器と、 前記アナログ−ディジタル変換器の出力を前記パルス発
   生回路の発生する第１のパルスで記憶する第１のメモリ
   と、 前記第１のメモリに記憶されたデータと前記アナログ−
   ディジタル変換器の出力データとの差をとる引き算器
   と、 前記引き算の出力を前記パルス発生回路の発生する第２
   のパルスで記憶する第２のメモリと、 前記駆動手段における前記磁気テープの走行速度に対応
   する信号を発生する速度検出器と、 前記速度検出器の出力信号の周期又は周波数からその望
   ましいテープ速度に対応する値との差をディジタル値で
   出力する速度誤差計算器と、 前記第２のメモリと前記速度誤差計算器の出力を加算す
   る加算器と、 前記加算器の出力をディジタル的にフィルタリングする
   ディジタルフィルタと、 前記ディジタルフィルタの出力をアナログ電圧に変換す
   るディジタル−アナログ変換器とを具備し、 前記ディジタル−アナログ変換器の出力を前記駆動手段
   への駆動信号とするように構成したことを特徴とする磁
   気テープ再生装置。
2. 【請求項２】ディジタルフィルタは低周波域で積分特性
   を有するIIR型フィルタ（無限インパルス応答フィル
   タ）であることを特徴とする請求項１記載の磁気テープ
   再生装置。
3. 【請求項３】速度誤差計算器およびディジタルフィルタ
   はマイクロコンピュータのプログラムとして構成され、
   アナログ−ディジタル変換器，第１及び第２のメモリ，
   ディジタル−アナログ変換器は全て前記マイクロコンピ
   ュータにハードウエア的に組み込まれた構成としたこと
   を特徴とする請求項１記載の磁気テープ再生装置。