JPH03117085A - 高周波振幅変調信号の比較回路 - 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、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トからの信号の比較回路に関する
。

（従来の技術） いくつかのビデオチープレコータ（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８１と８２の“標準時間パモード用であ
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ＬｌとＢ２の゛長時間”モード用である。一般に
、“長時間”モード記録または読み出し処理時間は′°
標準時間パモードの２倍である。

４つのヘッドは第１図の平面図に示す円形トラム１にま
とめられている。２つのヘッドＳ１と３２は、ヘッドＬ
１とＢ２と同様に正反対である。しかし、ヘッドＬ１と
Ｂ２はそれぞれヘッドＳ２と８１に対し一般に約１００
０分の１ラジアンの角度αたけシフトしている。

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、ヘットＳ１と８２の
それぞれは、交互に単一トラックとして動く。゛長時間
″°モードでは、ヘッドＬ１とＢ２のそれぞれか交互に
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
いない部分ては、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Ｂ
３では、テープの樅の軸が各点てドラムの軸に対し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径路Ｔ１を通るためで
ある。

更に、この種の４ヘツドＶＴＲは一般にそのほかのモー
ド、いわゆるパサーチ″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−ようなモードては、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（１００ＫＨｚ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、ヘッドか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′°モートに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て、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（Ｓ
ｌ。

Ｂ２）または（Ｓ２．ＬＬ））、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
デオチープレコータては、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゛長時間パヘッド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ＲＸＣＩが
あり、高周波変調信号の包絡線の上側に対応した信号を
出力する。

検出器の出力には膨出力がある。

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“’
ｏ”（一般にはＯＶ）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、条件が十分てあれば例えは６００ｍ
Ｖ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ＲｘＣ１がある。抵抗値は約１０にΩて
ありキャパシタンス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
のてまとめることができない：その値は約１０ないし２
０ｐＦより小さい。そのような値に６１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番目のパサーチ”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番目の入力かあり、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
かある。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　０ 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
の出力は膨出力になっている。

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Ｇｌ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て表わされてい１す 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Ｉ　ＭＨｚ
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て、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
２００ＫＨｚの最小周波数となる。ハイパスフィルタ４
５を使用すると、この最小周波数は２　ＭＨｚ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、　２ ０−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５
０の入力５１と５２の間の電位差か正の時、比較器５０
によりその出力電流■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
：ｌ＝Ｃ２（△■／△Ｔ） ここに△Ｖはコンデンサの端子間の電位差であり、△Ｔ
は充電時間である。電位差が△Ｖの時、次式により与え
られる法定数が決められるτ＝（Ｃ２／Ｉ）△Ｖ 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。△Ｖ＝ＩＶ、Ｉ＝１μＡにすると、
コンデンサＣ２の値はＣ２＝　１ｏｐｐ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　３ ムースにされた信号は、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、脚の出力ての信号は第５図の曲線Ｇ３（脚４
１）とＧ４（脚４２）に示された形となる。

曲線Ｇ３と６４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の近くて
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、はと
んど　４ か曲線の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。

　５ 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、１００
ｎＦ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を選択するほうか
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？１
ｉ７１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番目の入カフ３すなわち負
の入力については、脚４１からの信号と、２番目の入カ
フ４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。

　６ 入カフ３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の出カフ７と７８は、それ
ぞれＮＡＮＤゲート７９の入力に接続されており、ＮＡ
ＮＤゲートの出力８０は装置７１の出力となっている。

２つの入カフ３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つの入カフ３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カフ８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　７ 時はヘッドＳか選択される。

【図面の簡単な説明】

第１図は４ヘツ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　８ 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・・・入カフ５・・・３入力ヒステリシス
比較器 ７６・・・電圧源　　　　７７、７８・・・出カフ９・
・・ＮＡＮＤゲート　８０・・・出力Ｂｌ、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ＣＩ、Ｃ２・・・コンデンサ　Ｄ・
・・ダイオードＧｌ、Ｇ２．Ｇ３．Ｇ４．Ｇ５・・・曲
線り、Ｌｌ、Ｌ２・・・ＬタイプのヘッドＰ、Ｑ、Ｒ・
・・曲線Ｇ４の部分 Ｓ、ＳＬ、Ｓ２・・・ＳタイプのヘッドＴＩ、Ｔ２・・
・径路　　　　Ｖｒ・・・基準電圧α、β・・・角度 　９

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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（
   ５６）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（
   ４６）、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。
2. （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。
3. （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。