JPH01224977A - デジタル信号再生装置 - 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、ヘッドを有する回転ドラムを用いたヘリカル
スキャン方式のデジタル信号再生装置に係り、特に互い
に異なる相対速度で再生した信号をそれぞれ処理する機
能を有し、かつ高速サーチ機能を備えたデジタル信号再
生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の装置として最近回転ヘッド式デジタルオーディ
オテープレコーダ（Ｒ−ＤＡＴ）と呼ばれるものが製品
化されている。Ｒ−ＤＡＴにおいては、第２図に示すよ
うに、回転ドラム上に設けた異なるアジマスの２つのヘ
ッドが所定のテープ速度Ｖの磁気テープＴ上を走行した
ときのトラックの長さし、角度θ及びピッチＰがテープ
フォーマットとして規格化されていて、該規格を満足す
るテープフォーマットが得られるように回転ドラムの回
転数Ｒ、ドラム径り及びテープ巻付角αを設定するよう
にしている。

初期の製品は、上記規格を満足するための推奨値、すな
わち回転数Ｒとして２０００ｒｐｍ、ドラム径りとして
３０■、そしてテープ巻付角αとして９０°を用いたも
のが一般的であったが、最近、装置の小型化を図るため
にドラム径りを１５ｍｍにすると共にテープ巻付角αを
１８０°とし、かつ回転数Ｒを２００Ｏｒｐｍとしたも
のが提案されている。

このようにすると、テープとヘッドの相対速度が推奨例
の場合の半分になり、テープ速度Ｖを標準（ｓｐ）モー
ドの半分にし長時間の記録再生を可能にしたＬＰモード
においては、推奨例のＳＰモードの実に４分の１に低下
してしまう。このため、信号レベルが落ちエラーレート
が悪化するなどの問題が発生する。

そこで本願出願人は先に、回転ドラムの回転数を上げ、
例えばＳＰモードで４０００ｒｐｍＳＬＰモードで２０
０Ｏｒｐｍにすることによって、テープとヘッドの相対
速度を落とすことなく回転ドラム径の小径化を図ること
のできる回転ドラムを提案している。

一般に、同一の高さに対向して設けた２つのヘッドを有
する回転ドラムを用いたヘリカルスキャン方式のＲ−Ｄ
ＡＴでは、回転ドラムの径りと回転ドラムに対する記録
媒体としての磁気テープの巻付角αとの積を一定とし、
かつ回転ドラムを所定回転数で回転したとき、第２図に
示すようにトラック長さし、トラック角度θ及びトラッ
クピッチＰが所定値のテープフォーマットが得られる。

例えば記録時の場合、ＡヘッドがＡトラックのａ点から
トレースを開始すると、Ａヘッドの次にくるＢヘッドは
ＢトラックのＣ点からトレースを開始する。

このときのａ点とＣ点間の距離をｄとすると、トラック
ピッチＰとの関係は、 Ｐ＝ｄｓｉｎθ となる。

一方、回転ドラムを第２図のフォーマントが得られると
きの所定の回転数のＮ倍（Ｎ２２）で回転した場合には
、へヘッドの次にくるＢヘッドはＢトラックのＣ点では
なくｂ点にくるようになる。

従って、ＢヘッドはＢトラックをトレースすることがで
きなくなる； ＢヘッドがＢトラック上をトレースするようにするには
図中ΔＰだけＢヘッドの高さをＡヘッドに対して高くす
ればよい。このΔＰは上記倍数が大きい程大きく、１に
近づくに従って０に近づくことから、 ΔＰ＝（１−１／Ｎ）　　・Ｐ で表される。よって、回転ドラムの回転数を２倍にする
と、ΔＰ　＝　−Ｐとなり、Ｂヘッドを２分の１トラッ
クピッチ分高（することによってＢヘッドはＢトラック
上にくるようになる。

しかし、ＢヘッドをΔＰだけ高くすると、Ｂヘッドのト
レース開始点はｅ点にきてしまい、ＢトラックのＣ点か
らΔしたけずれてしまう。このようにずれたＢヘッドの
トレース開始点をＣ点にするには、ΔＬに相当する角度
βだけＢヘッドの位置をずらせばよい。このΔＬは、 ΔＬ＝ΔＰ／ｌａｎ　θ で表される。回転ドラムの巻付角αとトラック長さは比
例関係にあり、 β／α＝ΔＬ／Ｌ　　　、’、β＝ΔＬ・α／Ｌが成立
し、また、 Ｄ・α＝Ｃ（＝３０Ｘ９０’　＝定数）、°、α＝Ｃ／
Ｄであるので、 となる。

以上の構成において、一方のヘッドに対して他方のヘッ
ドの高さを（１−１／Ｎ）Ｐだけ高くすることにより、
回転ヘッドの回転数を所定回転数のＮ倍にしたとき次の
ヘッドがテープをトレースするトラックピッチ方向のず
れを補い、かつ他方のヘッドを一方のヘッドに対向する
位置から向に対して遅らせた位置に取り付けることによ
り、トラック長さ方向のずれを補うことができるように
なる。

第３図は上述し大原理に基づいて構成した回転ヘッドの
一例を示し、（ａ）は一部分を除去して示す回転ドラム
１１の平面図、■）は（ａ）におけるＸ矢視図、（Ｃ）
は（ａ）におけるＹ矢視図であり、図において、１１ａ
はＡヘッド、ｌｌｂはＢヘッド、１１１は図示しないド
ラムモータの回転軸１１２に固着され、ドラムモータの
回転に応じて回転する上ドラム、１１３は回転しない下
ドラムであり、上ドラム１１１にはＡヘッドｌｌａ及び
ｌｌｂが所定の関係で設けられ、下ドラム１１３には斜
めに刻まれたリード１１４が設けられ、テープはこのリ
ードに沿って走行される。

図示の回転ドラム１１はドラム径が１５ｍｍで、ＳＰモ
ードでのドラム回転数を４００Ｏｒｐｍにして使用でき
るように、へヘッドｌｌａに対してＢヘッドｌｌｂの高
さを２分の１トラツクピツチ（−６，７９５μｍ）だけ
高くして段差を設けると共に、Ｂヘッドｌｌｂをへヘッ
ドｌｌａに対向する位置から０．４６５°だけ回転方向
に対して遅らせた位置に取り付けている。

上述のような構成の回転ドラム１１を使用した場合、再
生（ＰＢ）時には第４図に示すように、へヘッドがＡ、
　　ｌ−ラックの中心をトレースした後火のＢヘッドが
テープＴ上にきたとき、ＢヘッドはＢＩ　トラックの中
心をトレースする。その後Ａヘッドが再びテープＴ上に
くるが、このときＡヘッドはＢＩ　トラックの中心を通
り、次にくるＢヘッドはＡ２ヘッドの中心を通る。そし
て次にＡヘッドがテープＴ上にくると、へヘッドはＡｚ
　　トラックの中心を通り、以下上述のパターンを繰り
返すようになる。このことによって、この回転ドラム１
１を用いてＳＰモードの再生時に得られるＰＢＲＦ信号
は第５図に示すよう波形となる。なお、第４図中ＲＥＣ
は記録時のヘッド位置を示し、ＰＢの場合より４分の１
ヘッド幅分ずれている。

ところで、Ｒ−ＤＡＴは、高密度・長時間記録が可能と
なっていて、目的の曲を探すことは非常に困難であるの
で、ＳＰモードでの再生時のテープ走行速度の約±２０
０倍速でテープを走行させ、ＰＣＭエリアの両性側にあ
るサブコードエリアに記録されている曲−の開始を示す
ＩＤ（Ｓ−ＩＤ）、プログラムナンバー（ＰＮＯ）　、
タイムコードの情報を読み取る高速サーチ機能を有する
。

〔発明が解決しようとする課題］ この高速サーチ時に情報を読み取るには、テープとヘッ
ドの相対速度を再生時と同一になるようにすることが必
要である。その理由は、相対速度が変化すると、読出し
信号の周波数帯域が変化し、ヘッドやアンプ、イコライ
ザなどの周波数特性と異なって（るためで、ＰＬＬ部、
信号処理部の周波数帯域もその分広くする必要があるた
めである。

なお、サーチスピードとドラム回転数の関係を図示する
と、第６図のグラフ中点線ａ及びｂで示すようになる。

なお、点線ａは記録再生時のドラム回転数が４００Ｏｒ
ｐｍに対応する相対速度の場合、点線すは２００Ｏｒｐ
ｍに対応する相対速度の場合である。グラフから明らか
なように、ＦＦ方向の２００倍速サーチ時には、再生時
の約１．５倍の約６００Ｏｒｐｍで回転ドラム１１を回
転させなければならなくなる。

回転ドラム１１はドラムモータにより駆動され、その回
転数はドラムモータに印加する電圧を変えることによっ
て変化されるようになっているため、回転数を広い範囲
で変化させようとすると、ドラムモータに印加する電圧
を広い範囲で変化させなければならなくなる。従って、
サーボ系の応答性を十分に確保しようとした場合には、
大きな電源電圧が必要になり、電池を電源とするポータ
プルタイプのＲ−ＤＡＴにとっては重大な問題となる。

よって、本発明は、高速サーチ時の回転ドラムの回転数
の上限を出来る丈下げることができるようにしたデジタ
ル信号再生装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明によりなされたデジタ
ル信号再生装置は、互いに異なる相対速度で再生した信
号をそれぞれ処理する機能を有するヘリカルスキャン方
式のデジタル信号再生装置において、高速サーチ時に低
い方の相対速度でサーチ動作を行う機能選択手段を備え
ることを特徴とする。

［作　用］ 以上の構成により、ヘッドと記録媒体との相対速度を、
ドラム回転数を例えばＳＰモード時に４００　Ｏｒｐｍ
　、　ＬＰモード時に２００Ｏｒｐｍにしてデジタル信
号の再生を行うようになっている場合、高速サーチ時に
機能選択手段が、第６図に基づき回転ドラムを２００Ｏ
ｒｐｍにして再生を行うときの相対速度と同じになるよ
うにサーチ動作の機能を選択するため、高速サーチ時の
回転ドラムの回転数を従来より低くすることが可能とな
り、ドラム回転数の上限を下げることができる。

〔実施例］ 以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は第３図について上述した回転ドラム１１を使用
し本発明により構成したＲ−ＤＡＴの回路構成を示す図
であり、機構部ｌ、高周波（ＲＦ）部２、ＡＴ　Ｆ　（
Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｃｋ　Ｆｉｎｄｉｎｇ　）
処理部３、Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌａｃｋｅｄ　
Ｌｏｏｐ）部４、サーボ部５、信号処理部６、オーディ
オ信号部７、システム制御部８及び操作部９からなって
いる。

上述の装置において、操作部９のＲＥＣ釦９１を操作し
た記録時には、アナログ信号入力端子ＩＮに入力された
アナログ信号は、オーディオ信号部７中のローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）７１により不要な高周波成分が除去され
る。ＬＰＦ７１の出力は、Ａ／Ｄ変換器７２に与えられ
、ここでデジタル信号に変換される。オーディオ信号部
７からのデジタル信号は、信号処理部６のＰＣＭサブコ
ード符号化回路６１に入力される。−旦ＲＡＭ６５に記
憶されたこれらのデータに対しこのＰＣＭサブコード符
号化回路６１は、ＰＣＭデータにインターリーブを施し
、訂正符号を生成付加すると共にサブコードを付加し、
その後ＲＡＭコントロール部６４の制御のもとで再度Ｒ
ＡＭ６５に記（、ｑさせる。ＲＡＭ６５の出力は８／１
０変換器６２で変換してＲＦ部”２の記録アンプ２１に
入力される。ＲＦＦ２Ｏは、システム制御部８からのＲ
ＥＣ制御信号が“Ｈ＋＋のとき切換スイッチ２３がＲＥ
Ｃ側に切り換えられていて、該スイッチ２３を介して記
録アンプ２１からの記録データが磁気テープＴに記録す
べくヘッドｌｌａ及びｌｌｂに供給される。ヘッドｌｌ
ａ及びｌｌｂは回転ドラム１１上に設けられ、テープの
記録再生を行う。

なお、上述した記録を通常（ｓｐ）モードでなく長時間
（ＬＰ）モードで行う場合には操作部９のＬＰ釦９５が
操作され、これに応じてシステム制御部８のシスコン８
１から信号処理部６に、メカコン８２からサーボ部５に
、記録をＬＰモードで行うことを示す制御信号をそれぞ
れ供給する。

操作部９のＰＢ釦９２を操作した再生時には、切換スイ
ッチ４３及び４４はシステム制御部８からの信号により
図とは反対のＳＰ側に切り換えられる。ヘッドｌｌａ及
びｌｌｂにより読み取られた再生データは切換スイッチ
２３を介してＲＦＦ２Ｏ再生アンプ２２に入力される。

再生アンプ２２の出力はＰＬＬ部４の一方のチャンネル
のイコライザアンプ４１ａに入力されて等化増幅された
後ＰＬＬ回路４２ａに入力され、ここで周期検出が行わ
れて再生データ（ＰＢＤＡＴＡ）と再生クロック（ＰＢ
ＣＫ）に分けられる。Ｐ　Ｂ　ＤＡＴＡは、ＳＰ側にあ
る切換スイッチ４３及び４４を介してＰＢＣＫと共に信
号処理部６の８／１ｏ復調器６７に入力されて復調され
、その出力がＲＡＭ６５に入力されてＲＡＭコントロー
ル部６４の制御のもとてデータ順に記憶される。ＲＡＭ
６５にはＰＣＭサブコード復号化回路６６が接続されて
いて、該回路６６はＲＡＭ６５に記憶されたデータをデ
インターリーブしてエラー訂正を行う。回路６６の出力
はオーディオ信号部７のＤ／Ａ変換器７３に入力されア
ナログ信号に変換されてＬＰＦ７４に入力され、ここで
不要な高周波成分を除去されてアナログ信号出力端子Ｏ
ＵＴから出力される。

なお、ヘッドｌｌａ及びｌｌｂにより読み取られた再生
データがＳＰモードで記録された磁気テープからのもの
で゛あるときは、正常にＰ　Ｂ　ＤＡＴＡが得られるが
、ＬＰモードで記録された磁気テープからのものである
ときには、正常なＰＢＤＡＴＡは得られない。よって、
正常なＰ　Ｂ　ＤＡＴＡが得られないときには、システ
ム制御部８からＰＬＬ部４に切換スイッチ４３及び４４
を元のチャンネルに切り換えるための切換信号が供給さ
れる。

このことによって、再生アンプ２２の出力はＰＬＬ部４
のイコライザアンプ４１ｂ及びＰ　Ｌ　Ｌ回路４２ｂを
通じてＰＢＤＡＴＡ及びＰＢＣＫに分けられる。上記一
方のチャンネルのチャンネル周波数は９．４　Ｍｌｌｚ
、他方は４．７　Ｍｔｌｚとなっている。

上記、信号処理部６にはＡＴＦなどの各種の固定周波数
を発生する固定周波数発生器６３が設けられ、該発生器
６３で発生される周波数信号は切換スイッチ６８を記録
時のモード、ＳＰ又はＬＰモードによって定められる所
定のタイミングで切り換えることにより、磁気テープ上
の所定位置に挿入記録される。

機構部１の回転ドラム１１、キャプスタン１２、サプラ
イリール１３及びティクアップリール１４はサーボ制御
により回転が制御されており、このために回転ドラム１
１に対して周波数発生器（ＦＣ）ｌｌｃとパルス発生器
（ＰＣ）ｌｉｄが、゛キャプスタン１２に対してＦＧ１
２ａが、そしてリール１３及び１４に対してＦＧ１３ａ
及び１４ａがそれぞれ設けられている。ＦＧＩＩＣ及び
ＰＧｌｉｄの出力は、サーボ部５のドラムサーボ回路５
１に基準信号発生器５４からの基準信号及びＰＬＬ部４
からのＰＢＣＫと共に入力され、ヘッド１１ａ及びｌｌ
ｂがテープＴと接しているときに記録再生動作及びサー
チ動作ができるようにドラムモータ（図示せず）にサー
ボがかけられる。ＦＧ１２ａの出力は、サーボ部５のキ
ャプスタンサーボ回路５２に、基準信号発生器５４から
の基（１ｔ。

信号及びＡＴＦ処理部３からのトラックズレ量を表すエ
ラー信号と共に入力され、キャプスタン１２を駆動する
ギヤブスタンモーク（図示せず）をサーボ制御する。Ｆ
Ｇ１３ａ及び１４ａの出力は、サーボ部５のリールサー
ボ部５３に、基準信号発生器５４からの基準信号と共に
入力され、リール１３及び１４を駆動するリールモータ
（図示せず）をサーボ制御する。

図示の例では、ドラム径りが１５印でテープ巻付角αが
１８０°となっていて、ＳＰモードでドラム１１は記録
再生共に４００Ｏｒｐｍで回転し、ＬＰモードでは記録
再生共に２０００ｒｐｍで回転するように、基準信号発
生器５４からドラムサーボ回路５１に基準信号が入力さ
れて制御される。

また、２００倍の高速ＦＦサーチ時には約４００Ｏｒｐ
ｍで、１００倍のＲＥＷ高速サーチの時には約１１００
０ｒｐで回転ドラムを回転するように基準信号発生器５
４からドラムサーボ回路５１に基準信号が入力される。

更に、キャプスタンサーボ回路５２には、ＳＰモードの
記録ではテープ速度■が８．１５　ｍｍ　／　ｓｅｃ、
ＬＰモードの記録では４．Ｑ　７５　ｍ［Ｉｌ／ｓｅｃ
となるようにする基準信号が人力される。再生時には、
ＳＰモード、ＬＰモード共に記録されている信号により
トラックズレ量を検出して記録されたトラックをトレー
スするようにテープ送りが制御される。

この再生時のトラックトレースの自動制御がＡＴＦ（八
ｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｃｋ　Ｆｉｎｄｉｎｇ　）と
呼ばれ、再生信号をＡＴＦ処理部３のデジタル部３１に
入力することにより、再生信号の中からシンク信号を検
出し、両隣接トラックのトラックズレ量をサンプリング
するサンプルパルスＳＰＩ及びＳＰ２を出力する。これ
がＡＴＦ処理部３のアナログ部３２に入力され、両隣接
トラックのトラックズレ量の差分を検出し、これを再生
時のトラッキング制御信号としている。

リールサーボ回路５３は主に、サーチ動作時に機構部１
のサプライリール１３のＦＧ１３ａとティクアップリー
ル１４のＦＣ；１４ａのＦＧ周朋の各々の２乗の和を一
定にすることにより、テープの送り速度が約８．１５ｍ
ｍＸ２００の一定値となるように制御する。

′システム制御部８のシステムコントローラ（シスコン
）８１は操作部９からの操作信号の読み取り及びサブコ
ード信号の読み取り書き込みとこれらに基づく各種制御
信号の発生を、機構部コントローラ（メカコン）８２は
機構部１及びサーボ部５などをそれぞれ制御するもので
ある。

なお、操作部９のＦＳ釦９３はＦＦ方向のサーチ動作を
行わせるためのもので、該ＦＳ釦９３が操作されると、
シスコン８１は機構部１にＦＦす−チ動作状態を形成さ
せるためにの制御信号を印加し、またサーチ部５の基準
信号発生器５４にＦＦ方向のサーチ動作に必要な基準信
号を発生させる制御信号を印加する。これに応じて基準
信号発生器５４は、第６図の実線上の点Ｘに従って、ド
ラムサーボ５１に回転ドラム１１を約４０００ｒｐｍで
回転するのに必要な基準信号を、リールサーボ５３にテ
ープ送り速度が＋（８，１５印Ｘ２００）となるように
サプライリール１３及びティクアップリール１４を回転
させるに必要な基準信号をそれぞれ印加する。このとき
、キャプスタン１２はキャプスタンサーボ５２によるサ
ーボ制御は行われない。

上述のような状態で回転ドラム１１上のへラド１１ａ及
びｌｌｂで再生された信号は切換スイッチ２３、再生ア
ンプ２２を介してＰＬＬ部４に供給される。このとき切
換スイッチ４３及び４４は図示の状態にあるので、再生
している磁気テープＴがＳＰ　、ＬＰいずれのモードで
記録されていても共に４．７　Ｍｌｌｚのチャンネル周
波数の信号が再生され、正常なＰＢＤＡＴＡがＰＬＬ部
４から得られ、正常なサーチ動作が行われる。

Ｒ３釦９４はＲＥＷ方向のサーチ動作を行わせるための
もので、該Ｒ３釦９４が操作されると、シスコン８１は
機構部ＩにＲＥＷサーチ動作状態を形成させるための制
御信号を印加し、またサーボ部５の基準信号発生器５４
にＲＥＷ方向のサーチ動作に必要な基準信号を発生させ
る制御信号を印加する。これに応じて基準信号発生器５
４は、第４図の実線上の点Ｙに従って、ドラムサーボ回
路５１に回転ドラム１１を約１１０００ｒｐで回転する
のに必要な基準信号を、リールサーボ５３にテープ送り
速度が−（８，１５ｍｍＸ　１００）となるようにサプ
ライリール１３及びティクアップリール１４を回転させ
るに必要な基準信号をそれぞれ印加する。この状態では
、ＦＦ方向のサーチのときと同様にＳＰ、ＬＰいずれの
モードで記録されていても４．７　Ｍｌｌｚの信号が得
られ、正常なサーチ動作が行われる。

ＭＳ釦９６は再生しようとしている磁気テープに記録さ
れているプログラムＮＯを指定し、高速サーチによって
選曲するためのものであり、該ＭＳ釦９６が操作された
ときには、システム制御部８は指定されたプログラムＮ
Ｏと現在のプロゲラ　　１ムＮＯとを比較し、その比較
結果によりサーチ方向を決定し、以後ＦＳ釦９３．Ｒ３
釦９４が操作されたときと同様にサーチ動作を行い、こ
のサーチ動作により得られるプログラムＮｏ及び５−Ｉ
Ｄに関する情報により指定した曲の頭から再生動作を開
始させる。

なお、図示実施例では、記録再生の両機能を有する装置
として示されているが、本発明は記録機能をもたない再
生専用の装置にも有効に適用することができる。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、高速サーチ時のド
ラム回転数の上限を下げることができるので、回転ドラ
ムの回転数制御範囲が狭くなり、小さな回転数制御電圧
で良好なドラム回転サーボ特性を得ることができ、特に
電池を電源とする装置に有効に適用することができるな
どの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＲ−ＤＡＴの回路構成
を示す回路図、 第２図は第１図のＲ−ＤＡＴに使用されている回転ヘッ
ドの原理を説明する説明図、 第３図は第１図中の回転ヘッドの具体的構成を示す図で
、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ矢視図、（Ｃ
）は（ａ）中のＹ矢視線図、第４図は磁気テープ上のト
ラックをヘッドがトレースする様子を示す説明図、 第５図は第４図のトレースにより得られるＰＢＲＦ信号
を示す波形図、 第６図はＳＤモード及びＬＰモードでのサーチスピード
対ドラム回転数の関係を示すグラフである。 ４・・・ＰＬＬ部、４１ａ、４１ｂ・・・イコライザア
ンプ、４２ａ、４２ｂ−ＰＬＬ回路、４３．４４・・・
切換スイ・ソチ。 特許出願人　　パイオニア株式会社 ０．４６５’ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに異なる相対速度で再生した信号をそれぞれ処理す
   る機能を有するヘリカルスキャン方式のデジタル信号再
   生装置において、 高速サーチ時に低い方の相対速度でサーチ動作を行う機
   能選択手段を備える、 ことを特徴とするデジタル信号再生装置。