JP3988290B2 - Signal reproduction device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体に記録されている電磁変換上で帯域特性の異なる信号を、同一のヘッド及びロータリートランスを使用して再生する信号再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば磁気テープに記録されている信号を再生する場合、その信号の再生のために要求される電磁変換上の信号形態(フォーマット)に応じて、ヘッド及びロータリートランスは最適となるように決められている。
【0003】
したがって、例えば広帯域のディジタル信号と狭帯域のアナログ信号のように、それぞれ所要帯域特性の異なる電磁変換上の信号を再生する場合は、それらディジタル信号とアナログ信号の各々信号形態に合わせて、それぞれ専用の再生ヘッド及びロータリートランスが使用される。なお、この場合のロータリートランスは、上記ディジタル信号とアナログ信号にそれぞれ対応して多チャンネル化される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように、それぞれ所要帯域特性の異なる電磁変換上の信号を再生することを目的として、それぞれ専用の再生ヘッドを複数設けたり、また、ロータリートランスを多チャンネル化すると、コストアップを招くと共に、構成も大型化する。すなわち例えば、ディジタル信号とアナログ信号にそれぞれ対応した専用再生ヘッドを設けると共に、それに対応するロータリートランスを設けた場合は、何れか一方の信号のみを再生する場合の構成と比較して、コスト及び構成が2倍以上となってしまう。
【0005】
また例えば、通常時はディジタル信号の記録再生を行うが、従来のアナログ信号についても再生のみ可能とするような上位互換性(この場合、上位機能はディジタル記録再生となる)を有するディジタル記録再生装置を構成することを考えた場合、上述したようなコストアップ及び構成の大型化は大きな負担となる。
【0006】
一方で、それぞれ所要帯域特性の異なる電磁変換上の信号を同一のヘッド及びロータリートランスを使用して再生すること、例えばある一つの信号形態(フォーマット)に対して最適化したヘッド及びロータリートランスを使用して再生しようとすると、当該最適な信号形態以外の形態の信号を再生した場合に、C/Nが悪化してしまうことになる。もちろん、何れの信号形態に対しても最適化されていないヘッド及びロータリートランスを使用した場合は、全ての信号形態の信号を再生した場合にC/Nが悪化してしまう。
【0007】
そこで、本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、それぞれ所要帯域特性の異なる電磁変換上の信号を、同一のヘッド及びロータリートランスを使用して良好(C/Nの改善)に再生可能にすると共に、コストアップと構成の大型化をも防止可能な信号再生装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るそれぞれ電磁変換上での帯域特性が異なる信号を、同一の磁気ヘッド及びロータリートランスを使用して磁気記録媒体から少なくとも再生する信号再生装置は、上記磁気ヘッド及びロータリートランスの等価インダクタンスと共振容量とから決定される共振周波数を、上記電磁変換上での帯域特性が異なる信号の形態に応じて可変或いは切り替える共振周波数変更手段と、上記共振周波数をダンピングするための帰還ループを有し、上記共振周波数変更手段の出力を増幅する可変利得差動増幅器とを備える。上記共振周波数変更手段は、上記ロータリートランスの第1の端子と第2の端子の間に接続された第1のコンデンサと、一方の端子が上記ロータリートランスの第1の端子に接続された第2のコンデンサと、上記第2のコンデンサと同じ容量を有し、一方の端子が上記ロータリートランスの第2の端子に接続された第3のコンデンサと、上記第2のコンデンサの他方の端子を接地する第1のトランジスタと、上記第3のコンデンサの他方の端子を接地する第2のトランジスタとを有する。そして、上記電磁変換上での帯域特性が異なる信号の形態に応じて、上記第1及び第2のトランジスタのオンオフ及び上記可変利得差動増幅器の帰還ループのゲインを切り替える。
【0009】
すなわち本発明によれば、例えば、ディジタル信号或いはアナログ信号等の所要帯域特性の異なる電磁変換上の信号を、同一の磁気ヘッド及びロータリートランスを使用して再生する場合に、それら異なる帯域の信号形態に応じて共振周波数とそのダンピング量を可変若しくは切り替えることにより、各帯域でC/N、振幅特性を最適にしている。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0011】
本発明の信号再生装置の参考例となる磁気記録再生装置の主要部の構成として、図1には磁気ヘッド1及びロータリートランス2の構成(図1の(A))とその等価回路(図1の(B)、以下ヘッドロータリー系3と呼ぶ)を示し、図2にはそれらヘッド1及びロータリートランス2(ヘッドロータリー系3)とアンプ5及び制御回路6、共振容量(Ct)等を示している。
【0012】
以下、これら図1及び図2を参照しながら、本発明の参考例となる磁気記録再生装置の基本的な機能について説明する。なお、この磁気記録再生装置の具体的な動作説明については後述する。
【0013】
一例として、ディジタル記録再生時に要求されるヘッドロータリー系3での電磁変換上の帯域は、記録波長を例えば0.49μm程とすると、20MHz以上の帯域が必要となる。一方、アナログ記録再生時に要求されるヘッドロータリー系3での所要帯域は、例えばいわゆるハイバンドタイプの8mmビデオのフォーマットを例にとると、ホワイトクリップの先端でも10MHz以下である。
【0014】
また、ヘッドロータリー系3の伝送周波数特性に生じるヘッド共振周波数ωは、一般に、所要帯域の上限に置かれ、C/N及び振幅位相特性が最適となるようにダンピング(制動)がなされている。したがって、この共振周波数ωまでがヘッドロータリー系3の伝送帯域となる。
【0015】
さらに、そのヘッド共振周波数ωは、ヘッドアンプ5の入り口からヘッドロータリー系3側を見たインダクタンス(ヘッドロータリー系の等価変換インダクタンス)をLtとし、ロータリートランス2のローター側のインダクタンスをLr、ステータ側のインダクタンスをLs、ロータリートランス2のその巻き数比をn、結合係数をk、ヘッドインダクタンスをLh、その他ハーネス及びアンプ5の入力を含む全容量(共振容量)をCt(Ct=Ci+Cs)とし、また、簡単のためおよその抵抗分を無視(Rh=Rs=0)すると、下記式のようになる。
【0016】
Lt=n*Lr{1−Lrk/(Lr+Lh)}
ω=I/√(LtCt)
また、信号形態(フォーマット)の一例としていわゆる8mmビデオを例に取ると、上記ロータリートランスの巻き数比nは2対5である。この8mmビデオのフォーマットに対して、例えば巻き数比nで2倍以上の広帯域化(ディジタル化)を実現しようとすると、当該巻き数比nは2対3となる。なお、巻き数比nで2倍以上の広帯域化を行う場合、その巻き数比nが2対3となるのは、巻き数比nには整数比しか許されないためである。更に、共振容量Ctを改善すると、ヘッド共振周波数ωは約2倍となる。また、このように構成された系において、例えば広帯域の信号(ディジタル信号)時のみ、テープとヘッドの相対速度を、狭帯域の信号(アナログ信号)を再生する時の2倍以上に設定すれば、容易に広帯域の信号(ディジタル信号)の記録再生装置が実現可能となる。
【0017】
しかし、このような記録再生装置において、例えば従来の狭帯域の信号(アナログ信号)を再生すると、上記巻き数比nの減少により、アンプ5への入力信号レベルは従来比で約−4.4dB程度低下することになる。このままだと、再生限界周波数近傍ではアンプノイズ等の影響を受けやすく、C/N上不利となり画質低下を来すことになる。
【0018】
ここで、アンプ5の帰還ループのゲイン(利得)をKa、その入力換算等価雑音抵抗をrとすると、ヘッドロータリー系3は図2のように近似することができる。なお、図中の抵抗Rはヘッド共振周波数をフィードバックしてダンピングするための抵抗である。
【0019】
これにより、この系の入力換算トータルノイズethは、測定帯域幅を1Hzとすると、次式のようになる。なお、Rh=Rs=0とする。
【0020】
th=4kT{(1−ωLtCt)(r+r/R)+(ωLt)/R}
なお、この式中のkはボルツマン定数、Tは絶対温度である。また、この式中の{ }内は入力換算等価雑音の全抵抗である。さらに当該式の第1項はアンプ5からのノイズ源を示し、第2項はダンピング抵抗Rからのノイズ源を示す。但し、図2中の入力換算等価雑音抵抗rは伝達関数に含まれないものとする。
【0021】
この式から、アンプノイズ源の影響は、おおよそヘッド共振周波数ω=ωで最小となることが判る。つまり、広帯域の信号(ディジタル信号)或いは狭帯域の信号(アナログ信号)に応じて、そのヘッド共振周波数をシフトするように構成すれば、目的とする再生限界周波数におけるC/Nはそれぞれの再生帯域で効果的に改善できることが判る。なお、詳細な構成は後述するが、図2中の制御部6のように、これに要するコストも僅かであることが判る。
【0022】
次に、伝送上良好な振幅位相特性を得るための最適ダンピング抵抗Rの値は、次式で与えられる。
【0023】
R=(1+Ka)*√(Lt/2Ct)
この式において、アンプ5の帰還ループのゲインKaを0とすれば無帰還時を表すことになるが、帰還ループのゲインKaの増加とともに大きなダンピング抵抗値を用いることができ、また、前式からダンピング抵抗Rの抵抗値が大きい程、C/N改善に有効であることが判る。
【0024】
ところで、狭帯域の信号(アナログ信号)と広帯域の信号(ディジタル信号)といったような再生帯域の異なる信号を同一のヘッドロータリー系3で再生する場合、上記共振容量Ctを操作してヘッド共振周波数をシフトしてC/N改善するわけであるが、上記式から判るように、最適な振幅位相特性となるダンピング抵抗Rの値も変えなければ歪みを伴うことになる。
【0025】
ところが、ダンピング抵抗Rはアンプ5(IC)に内蔵される抵抗であるため固定値となる。一方、ダンピング抵抗Rが固定値であっても、共振容量Ctの変化に対応してアンプ5の帰還ループのゲインKaを操作すれば、上記式は容易に成り立つことが判る。つまり、狭帯域の信号(アナログ信号)の再生時には、上記共振容量Ctを増やしてヘッド共振周波数を下げ、同時に帰還ループのゲインKaを増加させるようにすれば、振幅位相特性を最適とすることができる。この場合、振幅位相特性を任意操作しても、ダンピング抵抗Rは固定値のため、C/Nは何ら変わらないことは明らかである。
【0026】
図2においては、制御部6によって共振容量Ctと帰還ループのゲインKaを制御することで、上述したような最適な振幅位相特性を実現可能としている。
【0027】
以下、上記図2の構成について説明する。
【0028】
この図2において、例えば磁気テープを再生することによりヘッド1に誘起された信号電圧はロータリートランス2によりn倍されV1となる。この信号電圧V1の信号は、当該ヘッドロータリー系3の等価変換インダクタンスLtとその共振容量Ctとで形成されるローパスフィルタを通過し、アンプ5に入力される。
【0029】
上記ローパスフィルタで生じるいわゆるヘッド共振周波数は、帰還ループのゲインKaとダンピング抵抗R及び容量Cfで形成される帰還ループにより、その振幅位相特性が補正され、ゲインK3の増幅器53を経て出力される。
【0030】
また、帰還ループのゲインKaは、増幅器51とその反転増幅器52のゲインK1とK2の乗算値(Ka=K1*K2)により決定され、当該帰還ループのゲインKaを構成するゲインK2は制御部6からのゲインコントロール信号gcにより制御される。例えば、当該ゲインコントロール信号gcの電圧値が下がればゲインK2が増加すなわち帰還ループのゲインKaが増加するように動作する。
【0031】
当該ゲインコントロール信号gcの電圧値は制御部6における各抵抗R7,R8,R6により設定され、また当該設定された電圧値のゲインコントロール信号gcをアンプ5の増幅器52に供給するか否かはトランジスタQ4のオン/オフにより制御される。
【0032】
また、共振容量Ctは、容量Ci及びCsのコンデンサにより決定される(Ct=Ci+Cs)ものであり、当該共振容量Ctを決定するための容量CiとCsのうち、例えば容量Csはヘッド共振周波数を下げるためのもの、すなわち共振容量Ctを増やしてヘッド共振周波数を下げるための付加容量である。
【0033】
この付加容量Csを使用するか否かは、記録時において影響が無いように制御部6のトランジスタQ1とR2、Q2とR2、及びQ3により制御される。例えば共振容量Ctを増やしてヘッド共振周波数を下げる場合には、上記トランジスタQ1からQ3をオンさせるように制御する。
【0034】
また、上記帰還ループのゲインK2を増加させる制御を行うか否かを選択するトランジスタQ4と、上記共振容量Ctを増加させる(付加容量Csを制御する)か否かを選択するためのトランジスタQ3(Q1〜Q3)との動作は、モードコントロール信号mcによりオン/オフ制御される。
【0035】
当該モードコントロール信号mcは、電磁変換上での帯域特性が異なる信号の形態に応じて決定される信号、すなわち本実施の形態の場合、再生する信号が例えば広帯域の信号(ディジタル信号)であるか又は狭帯域の信号(アナログ信号)であるかに応じて決定される信号であり、広帯域の信号(ディジタル信号)の記録再生時にはロー(L)レベルとなされ、狭帯域の信号(アナログ信号)の再生時にはハイ(H)レベルとなされるものである。
【0036】
例えば、広帯域の信号(ディジタル信号)の記録再生時に、当該モードコントロール信号mcがロー(L)レベルとなされると、これによりトランジスタQ3からQ1まで、及びトランジスタQ4がそれぞれオフ(オープン)となる。一方、狭帯域の信号(アナログ信号)の再生時に、当該モードコントロール信号mcがハイ(H)レベルとされると、これによりトランジスタQ3からQ1まで、及びトランジスタQ4はそれぞれオンする。
【0037】
このようにモードコントロール信号mcがハイレベルになると、トランジスタQ3からQ1までがオンし、共振容量Ctの付加容量Csによってヘッド共振周波数は下がり、同時にトランジスタQ4がオンしてゲインコントロール信号gcの電圧が下がって帰還ループのゲインKaは増加し、これにより、振幅位相特性は最適となるように補正される。
【0038】
この図2の例は、ヘッドロータリー系3の出力を不平衡処理した1チャンネル相当分の回路例であるが、多チャンネルの場合も各チャンネルにおいて図2と同様に構成すればよい。
【0039】
次に、図3には、本発明のヘッドロータリー系3の出力を平衡処理した1チャンネル相当分の回路構成例を示す。なお、一般に、平衡入力処理は同相不要信号の除去に対して強い。この図3において、図1や図2と同じ構成要素(各素子等)には同一の指示符号を付し、重複する部分の説明は省略する。なお、図3は、記録アンプ11も同時に記載しているがその説明は省略する。
【0040】
この図3の構成例では、平衡処理を行うため、アンプ(再生アンプ12)には差動アンプ21を使用している。当該差動アンプ21は、図2の場合と同様のゲインコントロール信号gcによりゲインが制御される。すなわち、当該ゲインコントロール信号gcの電圧値は制御部13における各抵抗R7,R8,R6により設定され、また当該設定された電圧値のゲインコントロール信号gcを再生アンプ12の反転増幅器52に供給するか否かはトランジスタQ4のオン/オフにより制御される。そして、反転増幅器52のゲインは、制御部13からのゲインコントロール信号gcにより制御される。
【0041】
また、当該図3の構成例では、平衡処理を行うため、共振容量Ctを構成する付加容量を2Csとし、この付加容量2Csのためのコンデンサを2つ用意している。これら2つの付加容量2Csを使用するため、制御部13には新たに追加された付加容量2Csの制御用にトランジスタQ5も新たに追加し、平衡を崩さないように処理している。なお、これら付加容量2Csは等価的には図2の付加容量と同じである。
【0042】
この図3の構成において、記録時は再生アンプ12をオフし、制御部13ではトランジスタQ1,Q5とQ4がオフ(オープン)となるようにモードコントロール信号mcがローレベルになされる。これにより、記録アンプ11によって記録がなされる。一方、再生時は再生アンプ12がオンされると共に、例えば広帯域の信号(ディジタル信号)の再生時には、制御部13にてトランジスタQ1,Q5とQ4がオフとなるようにモードコントロール信号mcがローレベルになされ、また、例えば狭帯域の信号(アナログ信号)の再生時には、制御部13にてトランジスタQ1,Q5とQ4がオンとなるようにモードコントロール信号mcがハイレベルになされる。
【0043】
このように、広帯域の信号(ディジタル信号)の記録再生系に対して最小限の付加回路で狭帯域の信号(アナログ信号、本実施の形態では8mmビデオのフォーマット)の再生時のC/Nを改善している。
【0044】
次に、図4には、本実施の形態の磁気記録再生装置における信号再生時の特性図を示す。なお、この図4には、一例として、Rh=13、Rs=1、r=12、Ls=3.59μH、Lh=1μH、n=1.5、K=0.95、R=30k、Ci=25pF、Cs=68pFとし、Ct=Ciは広帯域信号の再生時を、Ct=Ci+Csは狭帯域信号の再生時の入力換算雑音dBm/√(Hz)を表している。
【0045】
この図4から、本実施の形態によれば、狭帯域信号の再生時において10MHz近傍のC/Nが1.3dBほど改善されることが判る。
【0046】
以上説明したように、例えば、広帯域の信号(ディジタル信号)或いはそれよりも狭帯域の信号(アナログ信号)をヘッドロータリー系で再生する場合、広狭帯域専用のヘッドと多チャンネルロータリートランスとの組み合わせで実現すると、材料費、新規設計等の大幅なコストアップ要因となり装置を安価に提供できないが、本発明実施の形態においては、新たなチャンネルを設けることなく、いわゆる従来からのロータリートランスを広帯域化したものを使用可能とし、また、目的とする広狭伝送特性のC/N及び振幅位相特性の最適化を外部付加容量とダンピング補正のための帰還ループのゲインの切り替えることのみで実現し、これにより、回路構成が簡単となり、且つ広帯域回路に与える影響を無くし、更に、例えば広帯域の信号(ディジタル信号)の記録再生装置において上位互換機能として狭帯域の信号(アナログ信号)を簡易且つ安価な構成で再生可能となっている。
【0047】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の信号再生装置においては、磁気ヘッド及びロータリートランスの等価インダクタンスと共振容量とから決定される共振周波数を、電磁変換上での帯域特性が異なる信号の形態に応じて可変或いは切り替えることにより、それぞれ所要帯域特性の異なる電磁変換上の信号を、同一の磁気ヘッド及びロータリートランスを使用して良好(C/Nの改善)に再生可能であり、また、コストアップと構成の大型化をも防止可能である。
【0048】
すなわち本発明の信号再生装置によれば、広帯域の信号或いはそれよりも狭帯域の信号を再生する場合に、新たなチャンネルを設けることなく同一のヘッドロータリー系を使用可能で、また目的とする広狭伝送特性のC/N及び振幅位相特性の最適化を実現し、回路構成を増加させることなく、且つ広帯域回路に与える影響を無くし、更に、広帯域の信号の記録再生装置において上位互換機能として狭帯域の信号を簡易且つ安価な構成で再生可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ヘッド及びロータリートランスとその等価回路(ヘッドロータリー系)を示す回路図である。
【図2】 ヘッドロータリー系の出力を不平衡処理した1チャンネル相当分の構成例を示す回路図である。
【図3】 ヘッドロータリー系の出力を平衡処理した1チャンネル相当分の構成例を示す回路図である。
【図4】 本実施の形態の磁気記録再生装置における信号再生時の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
1 ヘッド、2 ロータリートランス、3 ヘッドロータリー系、5,12 アンプ、6,13 制御部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal reproducing apparatus that reproduces signals having different band characteristics on electromagnetic conversion recorded on a magnetic recording medium using the same head and rotary transformer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, when reproducing a signal recorded on a magnetic tape, the head and the rotary transformer are optimized in accordance with the signal form (format) on electromagnetic conversion required for reproducing the signal. It has been decided.
[0003]
Therefore, when reproducing signals on electromagnetic conversion with different required band characteristics, such as a wideband digital signal and a narrowband analog signal, for example, each of the digital signal and the analog signal is dedicated to each signal form. The reproducing head and the rotary transformer are used. In this case, the rotary transformer is multi-channeled corresponding to the digital signal and the analog signal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, for the purpose of reproducing signals on electromagnetic conversion having different required band characteristics, providing a plurality of dedicated reproducing heads or increasing the number of rotary transformers increases the cost. At the same time, the size of the structure increases. That is, for example, when a dedicated reproduction head corresponding to each of the digital signal and the analog signal is provided and a corresponding rotary transformer is provided, the cost and configuration are compared with the configuration in which only one of the signals is reproduced. Will be more than twice.
[0005]
In addition, for example, a digital recording / reproducing apparatus having upward compatibility (in this case, the upper function is digital recording / reproduction) that performs recording / reproduction of a digital signal in a normal state but can reproduce only a conventional analog signal. If it is considered to constitute, the cost increase and the increase in the size of the structure as described above are a heavy burden.
[0006]
On the other hand, using the same head and rotary transformer to reproduce signals on electromagnetic conversion with different required band characteristics, for example, using a head and rotary transformer optimized for a certain signal format (format) If an attempt is made to reproduce the signal, the C / N deteriorates when a signal having a form other than the optimum signal form is reproduced. Of course, when a head and a rotary transformer that are not optimized for any signal form are used, C / N deteriorates when signals of all signal forms are reproduced.
[0007]
Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and signals on electromagnetic conversion having different required band characteristics can be satisfactorily used (improvement of C / N) using the same head and rotary transformer. An object of the present invention is to provide a signal reproducing apparatus that can be reproduced and that can prevent an increase in cost and an increase in configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a signal reproducing apparatus for reproducing at least a signal having different band characteristics on electromagnetic conversion from a magnetic recording medium using the same magnetic head and rotary transformer, and an equivalent inductance of the magnetic head and the rotary transformer. Resonance frequency determined from the resonance capacitance, the resonance frequency changing means for changing or switching according to the form of the signal having different band characteristics on the electromagnetic conversion, and a feedback loop for damping the resonance frequency, And a variable gain differential amplifier for amplifying the output of the resonance frequency changing means. The resonance frequency changing means includes a first capacitor connected between the first terminal and the second terminal of the rotary transformer, and a second capacitor having one terminal connected to the first terminal of the rotary transformer. A capacitor having the same capacity as the second capacitor, one terminal of which is connected to the second terminal of the rotary transformer, and the other terminal of the second capacitor is grounded A first transistor; and a second transistor for grounding the other terminal of the third capacitor. Then, the on / off of the first and second transistors and the gain of the feedback loop of the variable gain differential amplifier are switched according to the form of a signal having different band characteristics on the electromagnetic conversion.
[0009]
That is, according to the present invention, for example, when signals on electromagnetic conversion having different required band characteristics, such as digital signals or analog signals, are reproduced using the same magnetic head and rotary transformer, the signal forms of these different bands are used. The C / N and amplitude characteristics are optimized in each band by changing or switching the resonance frequency and the amount of damping according to the frequency.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
As a configuration of the main part of a magnetic recording / reproducing apparatus serving as a reference example of the signal reproducing apparatus of the present invention, FIG. 1 shows a configuration of a magnetic head 1 and a rotary transformer 2 (FIG. 1A) and its equivalent circuit (FIG. 1). FIG. 2 shows the head 1, rotary transformer 2 (head rotary system 3), amplifier 5, control circuit 6, resonance capacitance (Ct), and the like. Yes.
[0012]
The basic functions of a magnetic recording / reproducing apparatus serving as a reference example of the present invention will be described below with reference to FIGS. It will be described later concrete description of the operation of the magnetic recording and reproducing apparatus.
[0013]
As an example, the band for electromagnetic conversion in the head rotary system 3 required at the time of digital recording / reproduction requires a band of 20 MHz or more when the recording wavelength is about 0.49 μm, for example. On the other hand, the required bandwidth in the head rotary system 3 required at the time of analog recording / reproducing is, for example, a so-called high-band type 8 mm video format, which is 10 MHz or less even at the tip of the white clip.
[0014]
In addition, the head resonance frequency ω 0 generated in the transmission frequency characteristics of the head rotary system 3 is generally placed at the upper limit of the required band, and is damped (brake) so that the C / N and amplitude phase characteristics are optimized. . Therefore, the transmission band of the head rotary system 3 is up to the resonance frequency ω 0 .
[0015]
Further, the head resonance frequency ω 0 is Lt as an inductance (equivalent conversion inductance of the head rotary system) viewed from the entrance of the head amplifier 5 to the head rotary system 3 side, Lr is an inductance on the rotor side of the rotary transformer 2, and the stator Ls is the inductance on the side, n is the turn ratio of the rotary transformer 2, k is the coupling coefficient, Lh is the head inductance, and Ct (Ct = Ci + Cs) is the total capacity (resonance capacity) including the other inputs of the harness and the amplifier 5. For the sake of simplicity, when the approximate resistance is ignored (Rh = Rs = 0), the following equation is obtained.
[0016]
Lt = n 2 * Lr {1-Lrk 2 / (Lr + Lh)}
ω 0 = I / √ (LtCt)
Taking a so-called 8 mm video as an example of the signal form (format), the turn ratio n of the rotary transformer is 2 to 5. For example, if it is intended to realize a wide band (digitalization) of at least twice the turn ratio n for this 8 mm video format, the turn ratio n becomes 2 to 3. In addition, when performing a wide band more than twice with the turn ratio n, the turn ratio n is 2 to 3 because only an integer ratio is allowed for the turn ratio n. Further, when the resonance capacitance Ct is improved, the head resonance frequency ω 0 is approximately doubled. In the system configured as described above, for example, only when a wide band signal (digital signal) is used, if the relative speed of the tape and the head is set to at least twice that when reproducing a narrow band signal (analog signal). Thus, a recording / reproducing apparatus for a broadband signal (digital signal) can be easily realized.
[0017]
However, in such a recording / reproducing apparatus, for example, when a conventional narrow-band signal (analog signal) is reproduced, the input signal level to the amplifier 5 is about −4.4 dB compared to the conventional art due to the decrease in the turn ratio n. Will be reduced. If it is left as it is, it is easily affected by amplifier noise or the like in the vicinity of the reproduction limit frequency, which is disadvantageous in terms of C / N and causes image quality degradation.
[0018]
Here, if the gain (gain) of the feedback loop of the amplifier 5 is Ka and the input equivalent equivalent noise resistance is r, the head rotary system 3 can be approximated as shown in FIG. Incidentally, the resistor R in the figure is a resistor for feeding back and damping the head resonance frequency.
[0019]
As a result, the input-converted total noise eth of this system is expressed by the following equation when the measurement bandwidth is 1 Hz. Note that Rh = Rs = 0.
[0020]
e 2 th = 4 kT {(1-ω 2 LtCt) 2 (r + r 2 / R) + (ωLt) 2 / R}
In this equation, k is a Boltzmann constant and T is an absolute temperature. In addition, the inside of {} in this equation is the total resistance of the input equivalent equivalent noise. Further, the first term of the equation represents a noise source from the amplifier 5, and the second term represents a noise source from the damping resistor R. However, the input equivalent equivalent noise resistance r in FIG. 2 is not included in the transfer function.
[0021]
From this equation, it can be seen that the influence of the amplifier noise source is minimized at the head resonance frequency ω = ω 0 . That is, if the head resonance frequency is shifted according to a wideband signal (digital signal) or a narrowband signal (analog signal), the C / N at the target reproduction limit frequency is the respective reproduction band. It can be seen that it can be effectively improved. Although the detailed configuration will be described later, it can be seen that the cost required for this is very small like the control unit 6 in FIG.
[0022]
Next, the value of the optimum damping resistance R for obtaining a good amplitude phase characteristic in transmission is given by the following equation.
[0023]
R = (1 + Ka) * √ (Lt / 2Ct)
In this equation, when the gain Ka of the feedback loop of the amplifier 5 is set to 0, the non-feedback state is represented. However, as the gain Ka of the feedback loop increases, a large damping resistance value can be used. It can be seen that the larger the resistance value of the damping resistor R, the more effective the C / N improvement.
[0024]
By the way, when signals having different reproduction bands such as a narrow band signal (analog signal) and a wide band signal (digital signal) are reproduced by the same head rotary system 3, the resonance frequency Ct is controlled by operating the resonance capacitor Ct. Although the C / N is improved by shifting, distortion is accompanied if the value of the damping resistance R that provides the optimum amplitude phase characteristic is not changed, as can be seen from the above formula.
[0025]
However, the damping resistor R has a fixed value because it is a resistor built in the amplifier 5 (IC). On the other hand, even if the damping resistance R is a fixed value, it can be understood that the above equation can be easily established by manipulating the gain Ka of the feedback loop of the amplifier 5 corresponding to the change of the resonance capacitance Ct. In other words, when reproducing a narrow band signal (analog signal), the amplitude phase characteristic can be optimized by increasing the resonance capacitance Ct to lower the head resonance frequency and at the same time increase the gain Ka of the feedback loop. it can. In this case, it is clear that C / N does not change even if the amplitude phase characteristic is arbitrarily manipulated because the damping resistance R is a fixed value.
[0026]
In FIG. 2, the control unit 6 controls the resonance capacitor Ct and the gain Ka of the feedback loop, thereby realizing the optimum amplitude phase characteristic as described above.
[0027]
Hereinafter, the configuration of FIG. 2 will be described.
[0028]
In FIG. 2, for example, a signal voltage induced in the head 1 by reproducing a magnetic tape is multiplied by n by the rotary transformer 2 to become V1. The signal of the signal voltage V 1 passes through a low-pass filter formed by the equivalent conversion inductance Lt of the head rotary system 3 and its resonance capacitance Ct, and is input to the amplifier 5.
[0029]
A so-called head resonance frequency generated by the low-pass filter is output through an amplifier 53 having a gain K3, with its amplitude and phase characteristics corrected by a feedback loop formed by a gain Ka of the feedback loop, a damping resistor R, and a capacitor Cf.
[0030]
The gain Ka of the feedback loop is determined by the multiplication value (Ka = K1 * K2) of the gains K1 and K2 of the amplifier 51 and its inverting amplifier 52. The gain K2 constituting the gain Ka of the feedback loop is determined by the control unit 6. Is controlled by a gain control signal gc. For example, when the voltage value of the gain control signal gc decreases, the gain K2 increases, that is, the feedback loop gain Ka increases.
[0031]
The voltage value of the gain control signal gc is set by the resistors R7, R8, R6 in the control unit 6, and whether or not the gain control signal gc having the set voltage value is supplied to the amplifier 52 of the amplifier 5 is determined by a transistor. It is controlled by turning on / off Q4.
[0032]
The resonance capacitance Ct is determined by the capacitors Ci and Cs (Ct = Ci + Cs). Of the capacitances Ci and Cs for determining the resonance capacitance Ct, for example, the capacitance Cs has the head resonance frequency. This is an additional capacitor for lowering the head resonance frequency by increasing the resonance capacitor Ct.
[0033]
Whether or not the additional capacitor Cs is used is controlled by the transistors Q1 and R2, Q2 and R2, and Q3 of the control unit 6 so as not to affect the recording. For example, when the resonance frequency Ct is increased to lower the head resonance frequency, the transistors Q1 to Q3 are controlled to be turned on.
[0034]
Further, a transistor Q4 for selecting whether or not to perform control for increasing the gain K2 of the feedback loop, and a transistor Q3 for selecting whether or not to increase the resonance capacity Ct (control the additional capacity Cs) ( The operations with Q1-Q3) are on / off controlled by the mode control signal mc.
[0035]
The mode control signal mc is a signal determined in accordance with the form of a signal having different band characteristics on electromagnetic conversion, that is, in the case of the present embodiment, the signal to be reproduced is, for example, a wideband signal (digital signal). Alternatively, the signal is determined according to whether the signal is a narrow band signal (analog signal), and is set to a low (L) level during recording and reproduction of a wide band signal (digital signal), and the narrow band signal (analog signal) At the time of reproduction, it is set to a high (H) level.
[0036]
For example, when the mode control signal mc is set to a low (L) level during recording / reproduction of a wideband signal (digital signal), the transistors Q3 to Q1 and the transistor Q4 are turned off (open). On the other hand, when the mode control signal mc is set to a high (H) level during reproduction of a narrow band signal (analog signal), the transistors Q3 to Q1 and the transistor Q4 are turned on.
[0037]
Thus, when the mode control signal mc becomes high level, the transistors Q3 to Q1 are turned on, the head resonance frequency is lowered by the additional capacitor Cs of the resonance capacitor Ct, and at the same time, the transistor Q4 is turned on and the voltage of the gain control signal gc is changed. As a result, the gain Ka of the feedback loop increases, and the amplitude phase characteristic is corrected so as to be optimized.
[0038]
The example of FIG. 2 is a circuit example corresponding to one channel in which the output of the head rotary system 3 is unbalanced. However, in the case of multiple channels, the configuration may be the same as in FIG.
[0039]
Next, FIG. 3 shows a circuit configuration example corresponding to one channel in which the output of the head rotary system 3 of the present invention is balanced. In general, balanced input processing is strong against the removal of in-phase unnecessary signals. In FIG. 3, the same constituent elements (each element and the like) as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping parts is omitted. Although FIG. 3 also shows the recording amplifier 11 at the same time, the description thereof is omitted.
[0040]
In the configuration example of FIG. 3, a differential amplifier 21 is used as an amplifier (reproduction amplifier 12) in order to perform a balancing process. The gain of the differential amplifier 21 is controlled by the same gain control signal gc as in FIG. That is, the voltage value of the gain control signal gc is set by the resistors R7, R8, R6 in the control unit 13, and whether the gain control signal gc having the set voltage value is supplied to the inverting amplifier 52 of the reproduction amplifier 12. No is controlled by turning on / off the transistor Q4. The gain of the inverting amplifier 52 is controlled by a gain control signal gc from the control unit 13.
[0041]
Further, in the configuration example of FIG. 3, in order to perform the balancing process, the additional capacitor constituting the resonance capacitor Ct is set to 2Cs, and two capacitors for this additional capacitor 2Cs are prepared. In order to use these two additional capacitors 2Cs, a transistor Q5 is newly added to the control unit 13 for controlling the newly added additional capacitor 2Cs, and processing is performed so as not to break the balance. These additional capacitors 2Cs are equivalent to the additional capacitors in FIG.
[0042]
In the configuration of FIG. 3, at the time of recording, the reproduction amplifier 12 is turned off, and the control unit 13 sets the mode control signal mc to a low level so that the transistors Q1, Q5 and Q4 are turned off (open). Thereby, recording is performed by the recording amplifier 11. On the other hand, the reproduction amplifier 12 is turned on during reproduction, and the mode control signal mc is set to a low level so that the transistors Q1, Q5, and Q4 are turned off by the control unit 13 during reproduction of a wideband signal (digital signal), for example. For example, when reproducing a narrow-band signal (analog signal), the control unit 13 sets the mode control signal mc to high level so that the transistors Q1, Q5, and Q4 are turned on.
[0043]
In this way, the C / N at the time of reproduction of a narrow band signal (analog signal, in this embodiment, 8 mm video format) with a minimum additional circuit for the recording and reproduction system of the wide band signal (digital signal). It has improved.
[0044]
Next, FIG. 4 shows a characteristic diagram at the time of signal reproduction in the magnetic recording / reproducing apparatus of the present embodiment. In FIG. 4, as an example, Rh = 13, Rs = 1, r = 12, Ls = 3.59 μH, Lh = 1 μH, n = 1.5, K = 0.95, R = 30k, Ci = 25 pF, Cs = 68 pF, Ct = Ci represents the input conversion noise dBm / √ (Hz) when reproducing the wideband signal, and Ct = Ci + Cs represents the narrowband signal.
[0045]
From FIG. 4, it can be seen that according to the present embodiment, the C / N in the vicinity of 10 MHz is improved by 1.3 dB at the time of reproducing the narrow band signal.
[0046]
As described above, for example, when a wide band signal (digital signal) or a narrower band signal (analog signal) is reproduced by a head rotary system, a combination of a wide and narrow band dedicated head and a multi-channel rotary transformer is used. If realized, the material cost, new design, etc. will be a significant cost increase factor, and the device cannot be provided at a low cost. However, in the embodiment of the present invention, a so-called conventional rotary transformer is widened without providing a new channel. The optimization of the C / N and amplitude / phase characteristics of the desired wide / narrow transmission characteristics is realized only by switching the external additional capacity and the gain of the feedback loop for damping correction. The circuit configuration is simplified and the influence on the broadband circuit is eliminated. It has become a reproducible narrow band signal as an upper compatibility (analog signal) by a simple and inexpensive configuration in the recording and reproducing apparatus of the digital signal).
[0047]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the signal reproducing apparatus of the present invention, the resonance frequency determined from the equivalent inductance and the resonance capacitance of the magnetic head and the rotary transformer is changed to a signal form having different band characteristics on electromagnetic conversion. By changing or switching according to the frequency, the signals on the electromagnetic conversion having different required band characteristics can be reproduced satisfactorily (C / N improvement) using the same magnetic head and rotary transformer. It is possible to prevent an increase in the size and size of the configuration.
[0048]
That is, according to the signal reproducing apparatus of the present invention, when reproducing a wideband signal or a narrower band signal, the same head rotary system can be used without providing a new channel, and the intended wide and narrow range can be used. Achieves optimization of C / N and amplitude / phase characteristics of transmission characteristics, does not increase the circuit configuration, and has no effect on broadband circuits. Furthermore, wideband signal recording / reproducing apparatus has a narrow band as an upward compatible function. Can be reproduced with a simple and inexpensive configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a head and a rotary transformer and their equivalent circuits (head rotary system).
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example corresponding to one channel in which the output of the head rotary system is unbalanced.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example corresponding to one channel in which the output of the head rotary system is balanced.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing characteristics at the time of signal reproduction in the magnetic recording / reproducing apparatus of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 head, 2 rotary transformer, 3 head rotary system, 5,12 amplifier, 6,13 control unit

Claims (1)

それぞれ電磁変換上での帯域特性が異なる信号を、同一の磁気ヘッド及びロータリートランスを使用して磁気記録媒体から少なくとも再生する信号再生装置において、
上記磁気ヘッド及びロータリートランスの等価インダクタンスと共振容量とから決定される共振周波数を、上記電磁変換上での帯域特性が異なる信号の形態に応じて可変或いは切り替える共振周波数変更手段と、
上記共振周波数をダンピングするための帰還ループを有し、上記共振周波数変更手段の出力を増幅する可変利得差動増幅器とを備え、
上記共振周波数変更手段は、上記ロータリートランスの第1の端子と第2の端子の間に接続された第1のコンデンサと、
一方の端子が上記ロータリートランスの第1の端子に接続された第2のコンデンサと、
上記第2のコンデンサと同じ容量を有し、一方の端子が上記ロータリートランスの第2の端子に接続された第3のコンデンサと、
上記第2のコンデンサの他方の端子を接地する第1のトランジスタと、
上記第3のコンデンサの他方の端子を接地する第2のトランジスタとを有し、
上記電磁変換上での帯域特性が異なる信号の形態に応じて、上記第1及び第2のトランジスタのオンオフ及び上記可変利得差動増幅器の帰還ループのゲインを切り替えることを特徴とする信号再生装置。
In a signal reproducing apparatus for reproducing at least a signal having different band characteristics on electromagnetic conversion from a magnetic recording medium using the same magnetic head and rotary transformer,
Resonance frequency changing means for changing or switching the resonance frequency determined from the equivalent inductance and resonance capacitance of the magnetic head and rotary transformer according to the form of the signal having different band characteristics on the electromagnetic conversion;
A feedback loop for damping the resonance frequency, and a variable gain differential amplifier for amplifying the output of the resonance frequency changing means,
The resonance frequency changing means includes a first capacitor connected between the first terminal and the second terminal of the rotary transformer,
A second capacitor having one terminal connected to the first terminal of the rotary transformer;
A third capacitor having the same capacity as the second capacitor and having one terminal connected to the second terminal of the rotary transformer;
A first transistor that grounds the other terminal of the second capacitor;
A second transistor for grounding the other terminal of the third capacitor,
Depending on the form of the band characteristics different signals on the electromagnetic conversion, the signal reproducing apparatus and switches the gain of the feedback loop of the on-off and the variable gain differential amplifier of the first and second transistors.
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