JPH01182902A - デジタル信号記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転ヘッドを用いたデジタル信号の記録また
は再生装置に係り、特に高速で記録再生をするのに好適
なデジタル信号記録再生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、回転ヘッドを用いてデジタル信号を記録再生する
装置として、ＶＨ３ＶＴＲ，８ｍｍＶＴＲ，ＤＡＴ（デ
ジタルオーディオテープレコーダ）等がある。

例えば、ＤＡＴについては第５図（ａ）に示した如く直
径３０ｍの回転シリンダー１にそれぞれアジマス角が±
２０°で１８０°対向する２個のヘッドＨ，、Ｈ２−を
取ｐ付け、磁気テープ２を回転シリンダー１に９０°巻
き付けると共に、シリンダー回転数ωｆｔ２０００ｒｐ
ｍ、テープ送り速度ｖ　ｚ　’ｘ　ａ　’　５＋＋ｏａ
／’ｓとして、標本化周波数４８ＫＨｚ、２チヤンネル
、１６ビツトデータを伝送レート２．４６Ｍｂｐｓに圧
縮して記録する。

さらに、再生時のトラッキングサーボ用パイロット信号
やサブコードデータ等を付加して所定のフォーマットで
第５図（ｂ）に示した様な各トラック’［’、、Ｔ２上
にガートバンド無しで重ねて記録する。

ここで、第５図（ｂ）のＴ、は２０°のアジマス角を持
つ磁気ヘッドＨ，＋で記録されるトラックパターン、Ｔ
２は同様に一２０°のアジマス角を持つ磁気ヘッドＨ２
−で記録されるトラックパターンであり、このトラック
ピッチＴ、は磁気ヘッド幅に対して狭く１３．５９１μ
ｍとなっている。

再生時は、回転数ω、テープ送り速度Ｖｔ共記録時と同
一とし、トラックＴ１上をヘッドＨ、＋、　トラックＴ
２上をヘッドＨ２−がトレースする様に回転位相制御、
トラッキング制御を施して、トラック上に記録されたデ
ジタル信号を再生する。

この褌の装置としては、例えば特開昭５８−１８８３１
４号公報に記載されているものが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、記録再生するために入出力す
るデジタル信号の伝送レートが標本化周波数、チャンネ
ル数、量子化ビット数によシ決められ（例えば、標本化
周波数４８ＫＨｚ、２チヤンネル、１６ピツトの場合、
伝送レートｔｓ３６Ｍｂｐｓ）、高伝送レートで入出力
するデジタル信号の高速記録再生について配慮されてお
らず、記録されたデジタル信号の高速コピーあるいはコ
ンピュータデータの様な高伝送レートを必要とするデジ
タル信号の記録再生については、磁気テープ上の記録密
度の制限やシリンダーの回転数の制限等により対応でき
ないという問題があった。

本発明は、従来システムの記録密度を変えることなく、
またシリンダー回転数を同一あるいは回転数の上げ率を
低くして、高伝送レートのデジタル信号を記録再生する
デジタル信号記録再生装置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〕

上記目的は、回転シリンダーにｎ×ｈ個（ｈは従来シス
テムが有するヘッドの個数、ｎは２以上の整数）のヘッ
ドを３６ｏ７（ｎ×ｈ）ずつ角度を持たせて取り付ける
こと、磁気テープ’ｋ　Ｎｘｖｔ（ｖ。

は従来システムのテープ送り速度、Ｎはｎの倍数）で送
ること、シリンダーの回転数を（Ｎ／ｎ）ｘω（ωは従
来システムのシリンダー回転数）とすることにより達成
される。

〔作用〕

上記手段は、従来の回転ヘッドを用いたデジタル信号記
録再生装置のｎ倍個のヘッド、ｍ倍のシリンダー回転数
、Ｎ倍のテープ送り速度とし、かつＮ＝ｎＸｍの関係を
保つ様に記録再生する。

これによって、Ｎ倍の伝送レートで入力されるデジタル
信号はテープ上には従来と同一の周波数および同一の記
録密度でＮ倍速記録ができる。

また、取り付けるｎ×ｈ個のヘッドの取り付け位置にオ
フセット量を与え、かつ隣接するヘッドのアジマス角を
互いに異なるようにすることでＮ倍速記録時の記録トラ
ック幅が従来と同一となり、再生時のヘッド軌跡および
アジマスが記録時と一致するのでＮ倍速再生ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す模式図で、（ａ）は回
転シリンダー、ヘッド、テープの構成図であって、１は
直径φ簡の回転シリンダー、２は磁気テープ、ψは磁気
テープ２のシリンダー１に対する巻き付け角度、馬〜Ｈ
ｎｈは磁気ヘッドであり、＋、−の符号は該ヘッドの取
り付けアジマス角の方向を示す。また、ｍ・ωは回転シ
リンダー１の回転数および方向、Ｎ−ｖｔは磁気テープ
２の送り方向および速度であり、従来のｈ個のヘッドを
有する回転ヘッド型磁気記録再生装置のシリンダー回転
数ωのｍ倍、テープ送シ速度ＶｔのＮ倍、磁気ヘッドの
個数はｎ倍であることを示す（ただし、ｎは２以上の整
数）。

ここで、ｎ×ｈ個の磁気ヘッドＨ１〜Ｈｎｈは３６０゜
／（ｎ×ｈ）　ずつ角度を持たせると共に、互いに隣り
合うヘッドはＨｌ”　ｌ　Ｈ２−Ｉ　Ｈ５”　ｌ・・・
・・・Ｈｎｈ−の様にそれぞれ異なるアジマス角トスル
。

さらに、従来のシステムにおいて記録時に入力されるデ
ジタル信号の入力ビットレートのＮ倍の伝送レートでデ
ジタル信号を入力すると共にテープ送り速度をＮ倍とし
、Ｎ＝ｎ　Ｘｍの関係を保つ様にヘッドの個数ｎ×ｈ、
シリンダーの回転数ｍ×ωを決定してＮ倍速記録を行う
。

第１図（ｂ）は、同図（ａ）の構成によシ記録された信
号のトラックパターン図であって、Ｔ、〜Ｔｎｈは磁気
ヘッドＨ、＋〜Ｈｎｈ−が磁気テープ２上を相対速度ｖ
ｈでトレースすることにより記録された信号のトラック
パターンであり、それぞれのトラックは各ヘッドＨ４〜
Ｈｎｈ−が持つアジマス角でデジタル信号が記録される
。すなわちＴ、は■、Ｔ２はｅ、町・・Ｔｎｈはｅアジ
マスとなる。

また、Ｔ、は各トラックＴ、〜−のトラック幅であり、
磁気ヘッドはＴ、より広い幅を持ち、それぞれ隣り合っ
たトラックは順次一部重ねて記録され、従来システムの
記録トラック幅と等しくなる。

ただし、これは従来システムのトラック幅Ｔと等しくな
る様に予めヘッドＨ１＋〜Ｈｎｈ−の取り付け位置に所
定のオフセットｆを持たせることにより達成できるもの
であり、取り付け位置のオフセット量によシトラック幅
Ｔ、は広くも狭くもなるが、トラック幅Ｔ、ヲ狭くする
と面記録密度は高くなるが、それだけ再生時のＳ／Ｎが
悪化し、エラーレートを悪くする。また、トラック幅Ｔ
を広くしてＳ／Ｎ’ｉ良くすると再生時のエラーレート
は良くなるが、面記録密度は低くなり、決められたテー
プ長に対する記録容量が低下する。

さらに、ヘッドの取り付け位置を調整して隣接するヘッ
ド軌跡が互いに全く重ならない様にした場合はトラック
幅Ｔ、はヘッド幅と等しくなり、かつ各トラック間に無
記録領域が生じてガートバンド付き記録となる。この場
合はｎ×ｈ個のヘッドにそれぞれアジマス角を持たせる
必要はない。

この様に、Ｎ倍の伝送レートで入力されるデジタル信号
をＮ倍速記録する場合、Ｎ＝ｎＸｍの関係からテープ上
の記録密度および記録波長が変わらすＳ／Ｎ劣化を招く
ことがない。

再生時は記録時と同様、Ｎ＝ｎＸｍの関係で使用するヘ
ッドの個数ｎ×ｈ個およびシリンダー回転数ｍ×ωを決
定し、予め従来システムと同様のフォーマットで記録さ
れているサブコードやトラッキング用パイロット信号を
用いてトラッキング制御およびシリンダー回転の位相制
御等を施すことにより、記録時のトラックパターンは再
生時に同一アジマスで、かつ完全にオントラックした状
態で再生できるため、Ｎ倍の伝送レートでデジタル信号
を出力するＮ倍速再生が実現できる。

上記Ｎ倍速記録再生において、ｍ＝Ｎ／ｎ（ｎ≧２）で
あることからシリンダー回転数をＮ倍に上げる必要はな
く、特にｎ　＝　Ｎとすることにより従来と同一の回転
数でＮ倍速記録再生が実現でき、シリンダーの負荷やシ
リンダーをドライブするモータの消費電力等を抑える効
果がある。

第２図は本発明の一実施例におけるＮ倍速記録再生を実
現するタイミング図であって、ｔは従来システムのシリ
ンダー１回転に要する時間を示しており、例えばＤＡＴ
システムの場合を例として考えれば回転数ω＝２０００
　ｒｐｍであるからｔ＝３０ｍｓである。

以下、従来のＤＡＴシステムを例として、これを用いた
本発明のＮ倍速記録再生の場合について述べる。

第２図でＡはシリンダー回転サーボ用基準信号であり、
位相制御されたヘッド切換信号のタイミングである。Ｄ
ＡＴではｈ＝２ヘッドでψ。＝９０゜巻き付けであるか
ら、Ａのヘッド切換信号“０″の期間に＋アジマスヘッ
ドＨ４＋を、また“１″の期間に一アジマスヘッドＨ２
−を選択するので、Ｈ，＋。

Ｈ２−ヘッドによる記録または再生信号はそれぞれのヘ
ッドがテープに当たる図Ｂの９０°期間だけの間欠形と
なる。

２倍速記録再生を４ヘツド、２０００ｒｐｍ　（Ｎ＝２
゜ｎ＝２　、　ｍ＝１　）で実施する場合、回転数２０
０　Ｏｒｐｍは一定であるから、回転サーボ基準信号は
同図Ａのタイミングを用いてよく、このときのヘッド切
換信号のタイミングを同図Ｃのようにすることで、４個
のヘッドがそれぞれ９０°ずつ走査することにより、同
図りのように記録再生信号ＥＨ，〜ＥＨ４が連続となる
。

４倍速記録再生ｆｔ４ヘツド、４０００ｒｐｍ（Ｎ＝４
゜ｎ＝＝２　、　ｍ＝２　）で実施する場合は同図Ｃの
タイミングを回転サーボ基単信号（周期１５ｍ５）とし
、ヘッド切換信号を同図Ｇのタイミングとすることによ
り、同図Ｈのような記録再生信号となる。図中各ヘッド
による記録再生信号ＥＨ’〜ＥＨ４は同図りと比べてそ
れぞれ１／２の長さで記載されているが、これは各ヘッ
ドが巻き付けられたテープの９０°間を走査する時間が
１／２となったことを示すもので、回転数が２倍になっ
たためであり、テープ送シ速度Ｎが４倍であることがら
Ｎ＝＝ｎＸｍの関係によりヘッドがテープ上を走査する
相対速度は従来システムと同一である。

同様に、８倍速記録再生を４ヘツド、８０００ｒｐｍ（
Ｎ＝８　、　ｎ＝２　、　ｍ＝４　）で実施する場合は
、回転サーボ基準信号に同図Ｇのタイミング（７，５ｍ
ｓ周期）を用い、ヘッド切換信号は同図工のごとく生成
することにより、同図Ｊの様な記録再生を行う。

次に、例えば４倍速記録再生を８ヘツド、２０００ｒｐ
ｍ　（Ｎ＝４　、　ｎ＝４　、　ｍ＝１　）で実施する
場合について考える。この場合８個の各ヘッドはθ＝！
＋６０７（ｎ×ｈ　）＝３６０／（４Ｘ２　）＝４５°
ずつ角度を持たせて取付けるが、テープの巻き付け角は
９０°であることから、隣接する２個のトラックがそれ
ぞれ１個ずつのヘッドによって４５°ずれたタイミング
で同時に走査することになる。従って、回転サーボ基準
信号を同図Ａの様なタイミングを用い、ヘッド切換信号
は同図Ａの信号と位相同期関係を保った、例えば同図Ｃ
のタイミングでヘッドＨ１＋とＨ５＋を同図Ｅの様に４
５°ずれたタイミングヘッドＨ２−とＨ４−を切り換え
る必要がある。この様にして記録再生する信号は同図Ｐ
のようにそれぞれ隣接するヘッドは互い１ｃ４５°ずつ
の間、同時にそれぞれのトラックを記録再生する。従っ
て、この場合、再生系回路、記録系回路がそれぞれ２系
統間時に備える必要がある。

そこで、この様な場合、シリンダー径φ。を２倍の６０
瓢とし、テープ巻き付け角度ψ。を１７２倍の４５°と
することにより、各トラックにおける記録密度、記録波
長を変えることなく８個のヘッドによる記録再生信号が
４５°連続信号となり、回路構成も同一回路を冗長に２
系統備える必要がなくなる。

即ち、Ｎ＝ｎＸｍの関係においてθ＝ｓ　６０／（ｎｘ
ｈ）〈ψ。（ψ。は従来システムのテープ巻き付け角）
の場合θ＝３６０／（ｎ×ｈ）≧ψとなるようにテープ
巻き付け角ψを小さくすればよい。ただし、ψ＝（１／
Ｐ）ψ。とじた場合、シリンダー径をφ＝Ｐφ０とする
必要がある。

次に、本発明の一実施例として、ＤＡＴを基本システム
とし、４ヘツドを用いたＮ倍速のデジタル信号記録再生
装置を第６図を用いて説明する。

Ｎ倍速として、例えば２倍速記録再生をシリンダー回転
数２００Ｏｒｐｍ（Ｎ＝２．ｎ＝２．ｍ＝１）で実現す
る場合を例として説明する。

第３図は本発明の一実施例であるＮ倍速デジタル信号記
録再生装置の構成図であって、１は直径φ。＝３０ｗｌ
Ｉの回転シリンダー、２は磁気テープ、３はキャプスタ
ン、４はキャプスタ／モータ、５はシリンダーモータ、
６は記録／再生アンプ、７はデータストローブ回路及び
波形等化回路、８はデジタル信号処理回路、９はサーボ
回路、１ｏは符号生成及び誤り訂正回路、１１はメモリ
、１２はデジタル信号入力端子、１３はデジタル信号出
力端子、１４はデータパスラインである。

同図において、入力端子１２から２倍の伝送レート（３
，０７２Ｍｂｐｓ）でデジタル信号が入力され、バス１
４を介して−Ｈメモリ１１に記憶する。さらに記憶され
たデータを用いて符号生成回路１゜によりｘｂ訂正符号
を生成し再度メモリに記憶し、次に再びメモリから符号
化されたデジタル信号を所定の分散（インターリーブ）
を施して読み出し、信号処理回路８に入力する。

デジタル信号処理回路８では符号回路１ｏ、メモリ１１
及びサーボ回路を動作させるタイミングクロックやアド
レスを生成し、制御すると共に、再生時のトラッキング
サーボ用パイロット信号や制御用ＩＤコード、サブコー
ド等を上記入力されたデジタルデータに付加して、所定
のフォーマットを構成し、同期信号を付加してデジタル
ＬＪを施す。変調されたデータは記録アンプ６を介して
、磁気ヘッドＨ１〜Ｈ４によシ磁気テープ２に記録する
。

再生時は磁気ヘッドＨ１〜Ｈ４で再生された信号を再生
アンプ６を介して回路７でデータストローブ及び波形等
化を行い、信号処理回路８で同期信号の検出及び復調を
行ってデジタルデータをメモリ１１１Ｃ記憶する。さら
に、記憶したデータを再度読み出して誤シ訂正回路１０
で誤シデータの検出及び訂正を行う。誤シ訂正処理が施
された後出力端子１３からもとのデジタルデータを従来
の２倍の伝送レートＡＯ７２Ｍｂｐｓで出力する。

ここで、サーボ回路９は信号処理回路８で生成する６０
ｍ８周期の回転サーボ用基準信号により、シリンダーモ
ータ５を制御してシリンダー回転を２００Ｏｒｐｍとし
、かつタック信号によシヘッド切換信号を生成するとと
もにシリンダーの位相制御を施して、テープが巻き付け
られた９００期間に走査するヘッドが選択される様にす
る。また、キャプスタンモータ４を制御してテープの送
シ速度が従来の２倍である１　＆　５ｗｍ／　ｓとなる
ようにキャプスタン３を駆動し、さらに記録時に付加さ
れたトラッキング用パイロット信号を検出して、再生時
にテープ上を走査するヘッドの軌跡が記録トラック上の
中心になる様にキャプスタンモータ４を制御する。

この実施例においては、記録、再生ともシリンダー回転
数を従来と同様２００　Ｏｒｐｍとすることにより、テ
ープ上を走査するヘッドの相対速度が従来と同一となシ
、記録再生アンプ回路６及びデータストローブ、波形等
化回路７は従来の特性を変えることなく、同一の回路を
用いることで安定な２倍速記録再生を実現することがで
きる。

また、シリンダー回転数ｆ：２倍の４００　Ｏｒｐｍと
すればＮ−＝ｎＸｍ＝２Ｘ２＝４よ９４倍速記録再生が
可能である。

第４図は本発明の一実施例であるＮ倍速デジタル信号記
録再生装置の記録再生タイミング及び信号処理タイミン
グ図であって、Ａはシリンダー回転を一定にするための
基準信号、Ｂはシリンダー１回転に１つ発生するタック
信号、Ｃはヘッド切換信号でＳ、〜Ｓ４はヘッド馬〜Ｈ
４を選択するタイミング、Ｄは記録時のデジタル信号入
力タイミング、Ｅは符号生成タイミング、Ｆは記録再生
信号であり、ＲＨ，〜ＲＨ４はヘッドＨ１〜Ｈ４により
記録される信号、ＥＨ，〜ＥＨ４はヘッドＨ７〜Ｈ４に
ょシ再生される信号、Ｇは再生時にテープから読み出し
たデータをメモリに記憶するタイミング、Ｈは誤り訂正
処理タイミング、■は出力タイミングである。

この実施例においては、記録再生信号が連続となり、例
えばＤＡＴフォーマットではデータを２トラック単位で
インターリーブを施すため、記録再生時とも、それぞれ
２トラツクデータを単位に入出力、メモリ処理、符号生
成及び誤シ訂正を行う。

ここで、シリンダー回転を２００　Ｏｒｐｍとするため
には周期を２０００／（ＳＯＨｚ即ち３０ｍ８周期とし
、例えばシリンダーが１回転に１度発生する様なタック
信号を用いて、このタック信号の発生周期が上記基準信
号と一致するようにサーボをかける。

さらに、タックの取シ付け位置が決まればヘッドの位置
も一意に決まるため、例えば同図Ａ、Ｂ。

Ｃのそれぞれの位相関係を同期させることによりデジタ
ル信号処理回路における各種処理タイミングを決定する
ことができる。

なお、ヘッド切換信号を生成する方法として、例えば７
．５ｍｓ周期を発生する第１のカウンタと該カウンタの
出力をクロックとする第２のカウンタをタック信号でリ
セット同期をかけることにより第１のカウンタから同図
Ｃのタイミングを、第２のカウンタから同図Ａの様なタ
イミングを生成することができ、回転数の基準信号とタ
ック信号はサーボ回路により位相同期をかけることによ
って基準信号とヘッド切換信号との間にも位相関係が保
たれ、信号処理回路は基準信号の立ち下がりから順に記
録、再生するデータをヘッドＨ４〜Ｈ４の信号として処
理することができる。

また、高速ランダムアクセス等でシリンダー回転数、テ
ープ送り速度を変えたときなど、基準信号とタック信号
との位相同期をかけることが困難な場合があり、この様
な場合、位相同期をかけなくてもタック信号からヘッド
切換信号を生成する方法においては；シリンダーが所定
の回転数を保っている限り、テープと接触しているヘッ
ドを選択することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、Ｎ倍の伝送レー
トで入力されるデジタル信号をＮ倍速記録再生しても、
テープ上に記録される周波数及び記録密度を従来と同一
とすることができるので、再生時のエラー特性を変える
ことなく安定なＮ倍速記録再生が実現できる。

また、本発明によればｍ＝：Ｎ／ｎ　（ｍ　、　ｎは従
来システムと本発明による装置とのシリンダー回転比、
使用ヘッドの個数比、ただしｎ≧２）であることからシ
リンダーの回転数を従来と同一（ｎ＝Ｎの場合）、ある
いは入出力信号のＮ倍比の伝送レートに対してシリンダ
ー回転数比をＮ倍よシ小さくすることができるので、シ
リンダー回転数の上昇によるシリンダーの消費電力及び
テープ、シリンダー間の負荷増加分を小さくして安定な
Ｎ倍速の記録再生を実現することができ、上記従来技術
の欠点を除いて優れた機能のデジタル信号記録再生装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式図で（ａ）は回転
シリンダー、ヘッド、テープの構成図及び（ｂ）はテー
プ上の記録トラックパターン図、第２図は本発明の一実
施例のＮ倍速デジタル信号記録再生装置における記録再
生タイミング図、第３図は本発明の一実施例のＮ倍速デ
ジタル信号記録再生装置の構成図、第４図は本発明の一
実施例のＮ倍速デジタル信号記録再生装置の記録再生タ
イミング及び信号処理タイミング図、ｆａ５図は従来技
術によるデジタル信号記録再生装置の回転シリンダー。 ヘッド、テープの（ａ）構成図及び（ｂ）テープ上の記
録トラックパターン図である。 １・・・回転シリンダー ２・・・磁気テープ Ｈ４〜Ｈｎｈ′−・・・磁気ヘッド ｍ・ω・・・シリンダー回転数 Ｎ°ｖｔ゛°°テープ送シ速度。 代送入速度理士　小川勝男 （−一−Ｎ−曖

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直径φ＿０の回転シリンダーにｈ個のヘッドを取り
   付け、上記シリンダーにテープを角度φ＿０で巻き付け
   るとともに回転数ω＿０で回転させ、テープ送り速度を
   ｖ＿ｔとしたヘリカルスキャン方式でデジタル信号を記
   録再生するデジタル信号記録再生装置において、ｎ×ｈ
   個（ｎ≧２）のヘッドを設け、それぞれ隣接するヘッド
   間の取り付け角度θをθ＝３６０°／（ｎ×ｈ）、テー
   プ送り速度をＮ×ｖ＿ｔ（Ｎはｎの倍数）、シリンダー
   回転数を（Ｎ／ｎ）×ω＿０とし、Ｎ倍速の記録再生を
   行うように構成したことを特徴とするデジタル信号記録
   再生装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のデジタル信号記録再
   生装置において、隣接する前記ｎ×ｈ個のヘッドを互い
   に異なるアジマス角度としたことを特徴とするデジタル
   信号記録再生装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載のデジタ
   ル信号記録再生装置において、前記ヘッドの取り付け角
   度θ＝３６０°／（ｎ×ｈ）を、テープ巻き付け角ψ以
   上となるようにψ＝（１／Ｐ）×ψ＿０（Ｐは任意の定
   数）とし、かつシリンダーの直径φをφ＝Ｐ×φ＿０と
   したことを特徴とするデジタル信号記録再生装置。