JP2993071B2

JP2993071B2 - 高周波振幅変調信号の比較回路

Info

Publication number: JP2993071B2
Application number: JP2215125A
Authority: JP
Inventors: ペローフィリップ; ジャファルジャン‐ル
Original assignee: ESU JEE ESU TOMUSON MIKUROEREKUTORONIKUSU SA
Current assignee: ESU JEE ESU TOMUSON MIKUROEREKUTORONIKUSU SA
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1999-12-20
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: DE69013808D1; US5164864A; KR910005053A; DE69013808T2; EP0413644A1; JPH03117085A; FR2651041B1; FR2651041A1; EP0413644B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、振幅変調信号の比較回路、より詳細にはビ
デオテープレコーダヘッドからの信号の比較回路に関す
る。

（従来の技術）いくつかのビデオテープレコーダ（VTR）には４つの
ヘッドがあり、２つは記録と読み出しの両方の役割りを
する参照記号がS1とS2の“標準時間”モード用であり、
他の２つは記録と読み出しの両方の役割をする参照記号
がL1とL2の“長時間”モード用である。一般に、“長時
間”モードの記録または読み出し処理時間は“標準時
間”モードの２倍である。

４つのヘッドは第１図の平面図に示す円形ドラム１に
まとめられている。２つのヘッドS1とS2は、ヘッドL1と
L2と同様に正反対である。しかし、ヘッドL1とL2はそれ
ぞれヘッドS2とS1に対し一般に約1000分の１ラジアンの
角度αだけシフトしている。

VTRヘッドは第１図と第２図に示す磁気テープ２の上
でデータ（画像と音声）を記録し読み出す。データはテ
ープの縦軸に対して小さな角度βを有する直線トラック
３に含まれている。

動作中、ドラムはドラムの軸の回りに回転し、テープ
は、ドラムに対し180゜より大きい角度で押えられなが
ら進む（第１図）。ヘッドはテープに対しあるスピード
で動く。“標準時間”モードでは、ヘッドS1とS2のそれ
ぞれは、交互に単一トラックして動く。“長時間”モー
ドでは、ヘッドL1とL2のそれぞれが交互に単一トラック
として動く。

第１図の参照記号B1とB2のドラムに押し付けられてい
ない部分では、テープの縦方向の軸はドラムの軸に直角
である。ドラムに押し付けられているテープの部分B3で
は、テープの縦の軸が各点でドラムの軸に対しπ/2から
少し異なる角度を示すが、それはテープに対してとられ
たヘッドスピードに対し、ヘッドが第２図に示すように
トラックの縦の軸に平行に経路T1を通るためである。

更に、この種の４ヘッドVTRは一般にそのほかのモー
ド、いわゆる“サーチ”モードで動作でき、そのモード
の中で画像は特殊なシーケンスを加速されたスピードで
急速に探すため表される。このようなモードでは、テー
プ進行速度が増加し、テープ上のヘッドの径路はもはや
トラック縦の軸に平行になっていない。“サーチ”モー
ドヘッドの径路T2は第２図の点線で示されている。この
場合には、ヘッドは一方でトラックの内側を、他方でト
ラックの分離した箇所を進む。ヘッドが分離した箇所を
通ることにより、画像品質が劣化する。実際、“標準時
間”モードまたは“長時間”モードでは、読み出しの間
トラックから得られる信号は一定振幅の高周波信号（10
0KHzから10MHzまで）である。“サーチ”モードでは、
高周波信号の振幅は、ヘッドがトラックの間の分離した
箇所を横切る毎に減少する。このように、得られた信号
は高周波振幅変調信号となる。振幅は画像の上の雑音バ
ーに対応したトラックを分離する箇所で減少する。

従って、これらの雑音バーを除去するため、従来の技
術として、“サーチ”モードにＳ型ヘッド（“標準時
間”モード）のみを、またはＬ型ヘッド（“長時間”モ
ード）のみを使用しない方法が発明されている。信号に
対応して画像の劣化が減少するので、回路によりヘッド
Ｓによる信号の振幅がドラム上で隣接した一組のヘッド
のヘッドＬによる信号の振幅と比較され（組み合わせ
（S1,L2）または（S1,L1））、振幅の一番高いヘッドが
選択される。更に、そのような研究が行われているビデ
オテープレコーダでは、ヘッドＳとヘッドＬからの信号
の位相シフトは、πに非常に近い値である。これは、テ
ープの進行速度を調整することにより得られる。減少し
た信号が増加した信号と置き換えられることなどによ
り、性能が最適にされる。このような回路が第３図に示
されている。この回路には２つの等しい脚21が21あり、
脚21は、入力23で“標準時間”ヘッドＳからの信号を受
け、脚22は入力24で“長時間”ヘッドＬからの信号を受
ける。

増幅器25は各脚の入力に置かれている。この増幅器の
出力は、雑音ピークを取り除くために使用されているロ
ーパスフィルタ26の入力に接続されている。通常はダイ
オードD,コンデンサC1,および抵抗器Ｒから構成される
検出器27には、ローパスフィルタの出力に接続される入
力がある。この検出器には、時定数Ｒ×C1があり、高周
波変調信号の乞絡線の上側に対応した信号を出力する。
検出器の出力には脚出力がある。

各脚の出力は、同じ比較器28の入力に接続されてい
る。２つの入力の間の電位差の符合により、比較器は論
理的“1"（一般には供給電圧が5V）または論理的“0"
（一般には0V）となり、これにより振幅の最大値による
ヘッドが選択される。

しかし、第３図の回路では感度が制限される。入力信
号の電圧は、条件が十分であれば例えば600mVとなり、
記録の品質が悪い場合は60mVを越えない。低い強度の信
号を十分に増幅したいならば、増幅利得を例えば15に等
しく選ぶことにより、増幅器出力での信号は信号が初め
高い強度の場合5Vになる。これにより増幅器が飽和モー
ドで動作される。このように、利得は高くなりすぎるこ
とはなく、７または８を越えない。

更に、検出器には処理を適切に行なわせる通常は約1m
sの高い時定数Ｒ×C1がある。抵抗値は約10KΩでありキ
ャパキタンスC1は約100nFである。抵抗器Ｒはまとめる
ことができるが、コンデンサC1は大きいのでまとめるこ
とができない；その値は約10ないし20pFより小さい。そ
のような値にC1を減少させるため、Ｒの大きさは100MΩ
のオーダーで非常に高く、それにより抵抗器は点在して
まとめられる。それ故、第３図の回路は完全に集積でき
ない。

（発明の目的）本発明の目的は高感度の高周波振幅変調信号の比較回
路を与えることである。本発明の他の目的は、完全に集
積できるような比較回路を与えることである。

（発明の要約）これらの目的を達成するため、本発明は１番目の種類
のヘッドを用いることにより１番目の“標準時間”モー
ドと、２番目の種類のヘッドを用いることにより２番目
の“長時間”モードと、３番目の“サーチ”モードで動
作できるビデオテープレコーダの信号を比較する回路を
提供している。この比較回路には信号を処理するため２
つの等しい脚がある；一方の脚の入力は１番目の種類の
ヘッドに接続されており、他方の脚の入力は２番目の種
類のヘッドに接続されており、各脚の出力は“サーチ”
モードで選択するための同じ比較器の入力に接続されて
おり、２つのヘッドの“サーチ”モードには振幅の一番
高い所がある。各脚には直列に、ハイパスフィルタ、可
変利得増幅器、信号自身と掛け合わせる掛け算器、ロー
パスフィルタ、出力に電流を供給する２番目の比較器か
らなるキャパシタンス増幅器、キャパシタンス増幅器の
入力となる１番目の入力があり、２番目の入力は一方が
コンデンサを通して接地され、他方がキャパシタンス増
幅器の出力に接続されている。ハイパスフィルタの入力
には脚の入力とキャパシタンス増幅器の出力があり、こ
の増幅器には脚の出力があり、利得を制限する可変利得
増幅器に接続されている。

（実施例）本発明を図面に基づき更に詳しく説明する。

第４図には本発明による高周波振幅変調信号を比較す
る回路を示している。それには２つの等しい脚41,42が
ある。脚41は入力43でヘッドＳ（“標準時間”モード）
から信号Ｓを受け、脚42は入力44にヘッドＬ（“長時
間”モード）から信号を受ける。

各脚の入力はハイパスフィルタ45の入力からなり、そ
の出力は可変利得増幅器46の入力に接続されている。増
幅器46の出力は掛け算器47の入力に接続されている。ロ
ーパスフィルタ48には掛け算器の出力に接続された入力
と、キャパシタンス増幅器49の入力に接続された出力が
ある。キャパシタンス増幅器は従来から出力電流を供給
する比較器50からなり、比較器の１番目の端子51すなわ
ち正の入力はキャパシタンス増幅器の入力に接続され、
２番目の入力52すなわち負の入力は一方がコンデンサC2
の端子に接続され、２番目の入力52の他の端は、比較器
50の出力53に接続されている。出力53は増幅器46の利得
制御入力54にフィードバックされ接続されている。更
に、キャパシタンス増幅器の出力は脚出力になってい
る。

脚41と42の出力は比較器56の＋および−の入力に接続
されており、比較器56の出力57は比較回路の出力を構成
している。

回路の入力端子43で受信されたヘッドＳからの電圧信
号は第５図の曲線G1上で時間の関数として表わされる。
回路の入力端子44に加えられたヘッドＬからの信号は第
５図の曲線G2で表わされている。入力信号は正弦波状の
高周波振幅信号である。それらの位相シフトはπに等し
く表わされている。

ハイパスフィルタ45の遮断周波数は例えば1MHzであ
る。フィルタから出力される信号は可変利得増幅器46に
より増幅され、この利得の制御は以下のように説明され
る。掛け算器47において信号は信号自身と掛け合わされ
る。入力信号は正弦波なので、掛け算器により加えられ
た信号には直流成分と入力周波数の高調波もある。遮断
周波数が100KHzのローパスフィルタ48はこの直流成分の
み伝える。

脚の入力にハイパスフィルタがないならば、ヘッドか
らの信号は100KHzからそれるので、２倍の高調波は200K
Hzの最小周波数となる。ハイパスフィルタ45を使用する
と、この最小周波数は2MHzとなる。ローパスフィルタの
フィルタ特性はハイパスフィルタを加えることによりよ
り効果的になる。

ヘッドからの信号が振幅変調されているので、ローパ
スフィルタの出力での直流成分は時間の関数として変化
する。この信号の周波数は約10KHzである。この信号
は、従来、入力をスムーズにする装置として使われてい
るキャパシタンス増幅器49に入る。比較器50の入力51と
52の間の電位差が正の時、比較器50によりその出力電流
Ｉが供給される。設計により、比較器50と56は出力電流
に対して入力電流が非常に低いので、電流Ｉのみがコン
デンサC2を充電する役割をしている。コンデンサの充電
は次の関形式により行われる：Ｉ＝C2（ΔV/ΔＴ）ここにΔＶはコンデンサの端子間の電位差であり、Δ
Ｔは充電時間である。電位差がΔＶの時、次式により与
えられる次定数が決められる τ＝（C2/I）ΔＶ十分なスムーズイングにより約10μＳの高い時定数を
得ることができる。ΔＶ＝1V,I＝１μＡにすると、コン
デンサC2の値はC2＝10pFとなる。そのようなコンデンサ
はまとめることができる。キャパシタンス増幅器の出力
に現われるスムーズにされた信号は、利得を制御するた
め増幅器46に戻される。この増幅器の利得は、フィード
バック制御信号が低い時とる高い値と、制御信号が高い
時とる低い値の間で十分直線的に変化する。

増幅器46の利得制御により、また２乗された信号を考
慮すると、脚の出力での信号は第５図の曲線G3（脚41）
とG4（脚42）に示された形となる。曲線G3とG4について
の信号は比較器56に入れられる。

増幅器の利得は例えば１から20の範囲である。増幅器
46の出力での信号の振幅（ａ）が低い時、利得は高い
（20に近い）が、２乗a²の成分は曲線G4の部分Ｐに示す
ように、比較的小さいままである。部分Ｑのうえでは、
振幅ａはより高くなり利得は10の近くで変化するように
なる値まで減少する。振幅が２乗されるということによ
り、信号の変化速度が増加するのと同じく、信号が増加
する。いずれか一方の脚を選択すること（曲線の横断）
は、曲線間のシフトが約πなので、ほとんどが曲線のＱ
の部分の近くで行なわれるため、一番強度の少ない信号
が比較され、感度が増加する。更に、変化速度が速くな
るので、その選択はより正確に行なわれる。

最後に、振幅ａがその最大値に近付くと、利得は上が
り１に近くなる。曲線は平坦な形を示す（曲線G4のＲの
部分）。振幅が0.6Vのヘッドからの信号は、比較回路と
ほぼ等しく、２乗された高い値は許容限界値より低いま
まである。

このように、本発明による回路は感度の増加に加え高
い強度の信号を受ける。更に、コンデンサC2はまとめる
ことができるので、回路は完全に集積することができ
る。

脚41からの信号の強度が脚42からの信号の強度より高
ければ、第４図に示す比較器56によりその出力に高いレ
ベルの信号（5V）が与えられ、反対の場合は低いレベル
の信号（OV）が与えられる。これにより、振幅の最大値
に関係するヘッドが選択される。比較器の出力信号は第
５図の曲線G5により表わされる。

第３図の回路において、検出器27の時定数は約1msで
ある。集積回路を作るため、この検出器をキャパシタン
ス増幅器に置き換えることは、コンデンサの値が大きく
なりすぎるのでできない（電流が１μＡの時、100nFの
コンデンサを用意する必要がある）。

Ｓ型ヘッドにはＬ型ヘッドより多くの特徴がある。ヘ
ッドＳについての信号対雑音比はヘッドＬの場合より大
きい。感度が高いので、本発明による回路により検出さ
れる低い強度に対しては、ヘッドＬが振幅の高い信号を
供給する間は、ヘッドＬよりもヘッドＳを選択するほう
が望ましい。

これは本発明の変形に基づき、第６図に示される装置
71を第４図の比較器56と置き換えることにより行なわれ
る。装置71には、１番目の入力73すなわち負の入力につ
いては、脚41からの信号と、２番目の入力74すなわち負
の入力については脚42からの信号を受ける比較器72があ
る。装置71において、比較器72の正と負の入力は、第４
図の比較器56に対し逆になっている。

入力73と74はそれぞれ、従来の３入力ヒステリシス比
較器75の正の入力に接続されており、比較器75の負の入
力は基準電圧Vrを供給する電圧源76に接続されている。
比較器72と75の出力77と78は、それぞれNANDゲート79の
入力に接続されており、NANDゲートの出力80は装置71の
出力となっている。

２つの入力73と74の電圧が基準電圧Vrより高ければ、
またはこれらの入力の一方の電圧がVrより高ければ、ヒ
ステリシス比較器の出力は１に設定される。ヘッドＳに
ついての信号がヘッドＬについての信号より高ければ装
置71の出力に再び高い信号が生じ、またその逆も生ず
る。その場合、第４図の回路動作が再び生ずる。

反対に、２つの入力73と74の電圧が基準電圧より低け
れば、ヒステリシス比較器の出力78は０に設定される。
従って、NANDゲートの出力80は１に設定される。例え、
ヘッドＬについての信号がヘッドＳについての信号より
高くても、脚41と42の出力における２つの信号が基準電
圧より低い時はヘッドＳが選択される。

【図面の簡単な説明】

第１図は４ヘッドビデオテープレコーダドラムの平面図
であり、第２図はビデオテープレコーダに使用されているテープ
を示し、第３図は従来の技術による比較回路を示し、第４図は本発明による比較回路を示し、第５図は第４図の比較回路による処理の種々の過程を示
し、第６図は第４図の比較回路の変形を示している。図中、１……円形ドラム、２……磁気テープ３……直線トラック、21,22……脚 23,24……入力、25……増幅器 26……ローパスフィルタ、27……検出器 28……比較器、41,42……脚 43,44……入力、45……ハイパスフィルタ 46……増幅器、47……掛け算器 48……ローパスフィルタ 49……キャパシタンス増幅器 50……比較器、51……１番目の端子 52……２番目の入力、53,57……出力 56……比較器、71……装置 72……比較器、73,74……入力 75……３入力ヒステリシス比較器 76……電圧源、77,78……出力 79……NANDゲート、80……出力 B1,B2……ドラムに付着しないテープの部分 B3……ドラムに付着するテープの部分 C1,C2……コンデンサ、Ｄ……ダイオード G1,G2,G3,G4,G5……曲線 L,L1,L2……Ｌタイプのヘッド P,Q,R……曲線G4の部分 S,S1,S2……Ｓタイプのヘッド T1,T2……径路、Vr……基準電圧 α，β……角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 5/782 - 5/783

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１番目の種類のヘッド（Ｓ）を使用するこ
とにより１番目の“標準時間”モードと、２番目の種類
の“長時間”モード（Ｌ）を使用することより２番目の
“長時間”モードと、３番目の“サーチ”モードで動作
することができ、２つの等しい脚（41,42）を有してお
り、一方の脚の入力（41）が１番目の種類のヘッドに、
また他の脚の入力（42）が２番目の種類のヘッドに接続
されており、両方の脚の出力が“サーチ”モードで振幅
の一番高い信号を受けるヘッドを選択する比較装置（5
6）の入力にそれぞれ接続されており、脚の各枝には直
列に、ハイパスフィルタ（45）、可変利得増幅器（4
6）、信号自体と掛け算をする掛け算器（47）、ローパ
スフィルタ（48）、出力電流を与える１番目の比較器
（50）からなるキャパシタンス増幅器（49）、キャパシ
タンス増幅器の入力となる１番目の入力（51）があり、
２番目の入力（52）は一方がコンデンサ（C2）を通して
接地されており、他方が前記キャパシタンス増幅器の出
力（53）に接続されており、ハイパスフィルタの入力が
脚入力となり、キャパシタンス増幅器の出力が利得制御
のための前記可変利得増幅器に接続されている脚出力と
なっている、ビデオテープレコーダーについての比較回
路。
【請求項２】各脚の前記可変利得増幅器（46）の利得の
範囲が１から20である請求項１記載の比較回路。
【請求項３】前記比較装置（56）が負の入力（73）と正
の入力（74）を有する２番目の比較器（72）からなる装
置（71）で構成され、負の入力と正の入力がそれぞれ３
番目の３入力ヒステリシス比較器（75）の正の入力に接
続されており、ヒステリシス比較器の３番目の入力、す
なわち負の入力が基準電源（Vr）に接続されており、２
番目と３番目の比較器の出力（77,78）がそれぞれNAND
ゲート（79）の入力に接続されており、NANDゲートの出
力（80）は装置（71）の出力となり、２番目の比較器の
２つの入力の電圧が前記基準電圧より低い時、２番目の
比較器の負の入力についての信号が選択される、請求項
１記載の比較回路。