JPH042407Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は磁気テープ記録装置に関し、特に記録
ヘツドに交流バイアス電流を重畳する技術に関す
るものである。

（従来技術） 磁気テープに記録ヘツドにより磁気記録する場
合に歪やダイナミツクレンジを改良するため一定
の大きさの交流バイアス電流を使用電流に重畳さ
せることは公知の技術である。

この交流バイアスの効果を第１〜３図に示す。
第１図は低域信号に対する交流バイアス量と磁気
テープに記録できる最大信号レベルとの関係を示
す。第２図は高域信号に対する交流バイアス量と
磁気テープに記録できる最大信号レベルの関係を
示す。第３図は低域信号に対する交流バイアス量
と３次高調波歪率特性を示している。

第１〜３図に示されるように、低域信号と高域
信号では最適なバイアス量が異なるため、従来は
両者に対するそれぞれの最適点の中間にバイアス
量が設定されていた。又、バイアス量の最適点は
使用する磁気テープの種類によつても異なるため
磁気テープの種類に応じたバイアス量は切り替え
によつて与えていた。ところが記録する信号自身
にもバイアス効果があるため実際の磁気記録時の
実質的なバイアス量、すなわち実効バイアス量が
信号によつて深くなつてしまうことが知られてい
る。

すなわち、記録する信号に低域信号と共に高域
信号が含まれていると、低域信号に対し高域信号
がバイアス効果を果たすため実効バイアス量が深
くなつてしまう。このため設定したバイアスの動
作点が記録する信号により最適値より深くなつて
しまう欠点（相互バイアス効果）があつた。又、
高域信号は信号自身でバイアス効果を果たすた
め、同様に設定した動作点が最適値より深くなつ
てしまう欠点（自己バイアス効果）もあつた。

以上説明したように記録する信号に重畳して加
える交流バイアスを一定の大きさとする方法では
実効バイアス量が信号によつて深くなる場合があ
り、特に高域の信号に対する磁気記録特性が悪化
する欠点があつた。このような欠点を除いた従来
のバイアス制御装置の例を第４図に示す。

第４図において、記録ヘツド１の端子電圧は抵
抗２とコンデンサ３によつて構成されるローパス
フイルタ４を介してピーク検波器５の入力へ印加
されている。ピーケ検波器５の出力は差動増幅器
６の反転入力７へ印加され、差動増幅器６の非反
転入力８には基準電圧源９による電圧が印加され
ている。差動増幅器６の出力Ｃは電圧制御増幅器
１０の利得制御入力１１へ印加されており、電圧
制御増幅器１０の入力は消去発振器１２の発振出
力Ｂの一部が印加されており、電圧制御増幅器１
０の出力は信号入力端子１３より加えられた信号
電流Ａと加算器１４にて重畳されて、記録ヘツド
１に印加されている。また消去発振器１２の出力
Ｂは消去ヘツド１５に印加されている。又、磁気
テープ１６へ消去ヘツド１５側から記録ヘツド側
にこれらに沿つて走行している。

第４図に示した従来例の動作は以下のとおりで
ある。すなわち磁気記録時は通常磁気テープ１６
を消去ヘツド１５に消去発振器１２より与えられ
る消去電流を流して消磁してから記録ヘツド１で
磁気記録している。このとき消去発振器１２の出
力Ｂの一部は電圧制御増幅器１０で増幅されて交
流バイアスとして信号電流Ａと重畳されて記録ヘ
ツド１へ印加されている。又、記録ヘツド１の端
子特性は誘導性を示すので記録ヘツド１のインピ
ーダンスは周波数に比例している。よつて記録ヘ
ツド１の端子電圧をローパスフイルター４を通す
ことにより周波数に反比例した電圧にしてから検
出することで、記録ヘツド１に流れる電流が検出
されている。ここで、ローパスフイルター４の遮
断周波数は記録する信号帯域のほぼ中央の周波数
に設定されている。これは信号自身が持つバイア
ス効果、すなわち相互バイアス効果や自己バイア
ス効果は信号帯域の高域側で顕著となるため、こ
のローパスフイルター４で補償している。

このように記録ヘツド１に流れる電流をローパ
スフイルター４にて検出し、さらにピーク検波器
５によつて実効バイアス量を検出している。ピー
ク検波器５によつて検出された実効バイアス量は
差動増幅器６で基準電圧源９の電圧と比較されて
いる。ここで、基準電圧源９の電圧は使用する磁
気テープの種類に応じた最適のバイアス量に対応
した電圧に設定されている。

差動増幅器６の出力Ｃは電圧制御増幅器１０の
利得を制御して実効バイアス量を一定に保つ動作
をしている。すなわち実効バイアス量が不足して
いる場合は実効バイアス量を検出したピーク検波
器５の出力電圧が基準電圧源９の電圧より低くな
るので差動増幅器６の出力電圧は高くなる。その
結果電圧制御増幅器１０の利得は大きくなり、実
効バイアス量は増加するよう動作している。

又、逆に実効バイアス量が多すぎる場合は実効
バイアス量を検出したピーク検波器５の出力電圧
が基準電圧源９の電圧より高くなるので差動増幅
器６の出力電圧は低くなる。その結果、電圧制御
増幅器１０の利得は小さくなり実効バイアス量は
減少するよう動作している。

以上説明したように第４図に示した従来例では
記録ヘツド１の実効バイアス量が記録する信号自
身のもつバイアス効果によつて深くなつてしまう
欠点が除かれていた。このため特に高域信号に対
する特性が改善されていた。しかし第４図の従来
例に示した構成のバイアス制御装置をたとえばオ
ーデイオ用のテープレコーダ用半導体集積回路と
して構成する場合次のような欠点があつた。

すなわち磁気テープに比較的飽和磁界の大きな
種類の磁気テープたとえば通常メタルテープと呼
ばれる磁気テープを用いた場合には必要なバイア
ス量が大きく記録ヘツド１の端子電圧は大きな値
となる。たとえばバイアス周波数を100kHz程度
とすると記録ヘツド１の端子電圧はほぼ100V_P-P
程度となる。このためローパスフイルター４での
消費電力を小さく保つため抵抗２は約100kΩ以上
の大きな値に選ばれる。抵抗２をそのような大き
な値に設定した場合でも抵抗２を含んで構成され
るローパスフイルター４の遮断特性にピーク検波
器５の入力インピーダンスが影響を与えないよう
にするためには、同入力インピーダンスを抵抗２
の値の５倍以上、通常は10倍程度まで大きくする
必要がある。さらに、ローパスフイルター４の遮
断周波数は約10kHzに選ばれているので、ピーク
検波器５の入力信号レベルは10V_P-P程度の大振
幅な信号レベルとなり、ピーク検波器５の許容入
力レベルはダイナミツクレンジの確保を含めて十
分に大きなものとする必要がある。これは電源電
圧を大きくすることを意味する。また、信号レベ
ルが大きいため高速な立上り特性も要求される。

かくして、第４図の構成を通常の半導体製造プ
ロセスを用いて半導体集積回路化することは前述
した困難な制約条件のために実現不可能である。
強いて半導体集積回路化すると、前述した高入力
インピーダンスを必要とし、かつ許可入力レベル
を大きくするためには高耐圧半導体プロセスが要
求され、各構成素子のサイズを大きくすることに
なり、チツプ全体のサイズを非常に大きいものと
して半導体チツプコストを高くする。チツプコス
トが高いため結局は半導体集積回路化されていな
かつた。

（考案の目的） 本考案の目的は以上説明したような従来例では
半導体集積回路化するとコストが高くなる欠点を
除いて半導体集積回路化に適したバイアス制御装
置を構成することにある。

（考案の構成） 本考案によるバイアス制御装置は、記録すべき
入力信号Ａを受ける入力端子と、交流バイアス信
号を発生する発振器と、上記交流バイアス信号を
制御信号に応じた利得で増幅する増幅器と、この
増幅器の出力を上記入力信号に加算して磁気ヘツ
ドに供給する加算器と、この加算器の出力を入力
とし、直列接続された抵抗およびコンデンサを有
するローパスフイルタと、このローパスフイルタ
の出力を結合コンデンサを介して受け振幅検波を
行うピーク検波器と、このピーク検波器の入力に
抵抗を介して直流バイアスを与える直流バイアス
手段と、所定の基準電圧を発生する基準電圧源
と、上記ピーク検波器の出力と上記所定の基準電
圧との差にもとづく上記制御信号を生成する差動
増幅器とを備えている。

（考案の効果） 本考案によれば、記録用磁気ヘツドに加える信
号をローパスフイルターを通した後、コンデンサ
を介して、抵抗を介して与えられるバイアス電圧
とともに、ピーク検波器に与えているので、ピー
ク検波器には遮断周波数を変えることなく、抵抗
により振幅の小さくなつた信号を加えることがで
きる。従つて、ピーク検波器はあまり大きな入力
インピーダンスも、高速の立上り特性も要求され
ることがなく、半導体集積回路に形成しやすくな
る。

（考案の実施例） 次に、本考案について、図面を参照してより詳
細に説明する。

本考案の一実施例を第５図に示す。このバイア
ス制御装置は、構成上は第４図に示した従来例の
構成に対し結合コンデンサ１７と抵抗１８と直流
バイアス源１９が追加されている点のみが異なり
他は同様である。すなわちローパスフイルター４
とピーク検波器５の入力間に直流カツト用の結合
コンデンサ１７が接続されるとともに、ピーク検
波器５の入力へは抵抗１８を介して直流バイアス
源１９が接続されている。この直流バイアス源１
９は、ピーク検波器５への入力がコンデンサ１７
により交流信号成分のみとなるため、ピーク検波
器５に最適動作点を与えるためのものである。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例で
は、従来例のローパスフイルター４に相当する部
分の構成及び作用が異なつている。すなわち従来
例のローパスフイルター４の伝達関数F₁は次式
(1)で与えられる。なお、ピーク検波器５の入力イ
ンピーダンスは抵抗２に比して充分に高められて
いる。

F₁＝１／１＋j2πfC₁R₁ …(1) （ここでC₁は従来例におけるコンデンサ３の
容量値 R₁は従来例における抵抗２の抵抗値 ｆは信号周波数 を示している。） 本実施例によるバイアス制御回路における記録
ヘツド１とピーク検波器５の入力間の伝達関数
F₂は次式(2)で与えられることになる。ただし、
ここで結合コンデンサ１７はコンデンサ３に比し
て十分大きな値に選ばれていてフイルタ特性には
実質影響を与えず、またピーク検波器５の入力イ
ンピーダンスは抵抗１８に比して十分高められて
いる。

F₂＝R₃／R₂＋R₃×１／１＋j2πfC₂R₂×R₃／R₂＋R₃…(
2) ここでC₂ は本実施例によるバイアス制御回
路におけるコンデンサ３の容量値 R₂ は本実施例によるバイアス制御回路にお
ける抵抗２の抵抗値 R₃ は本実施例によるバイアス制御回路にお
ける抵抗１８の抵抗値 を示している。） すなわち、次式(3)を満足するように各定数を設
定することによりローパスフイルターとしての遮
断周波数は等しくできる。

C₁×R₁＝C₂×R₂×R₃／R₂＋R₃ ………(3) しかも、ピーク検波器５に印加される信号レベ
ルは従来例と比較してR₃／R₂＋R₃に分割されて
小さくなつている。ここで、抵抗２に対して抵抗
１８の抵抗値R₂は約1/10〜1/2に設定されている
のでピーク検波器５に印加される信号レベルは約
１／１１〜1/3に小さくすることができている。

また、ローパスフイルター内での消費電力を小
さくするため、抵抗２の抵抗値R₁を大きく設定
してもピーク検波器５の入力インピーダンスは左
程大きな値とすることはもはや必要でなくなつて
いる。

すなわち、本考案によるバイアス制御装置にお
いてはピーク検波器５の入力インピーダンスは抵
抗１８の抵抗値R₂よりも十分大きくすればよく
結局従来例と比較して約1/10〜1/2の大きさで良
いことになる。

本考案によるバイアス制御装置においてはピー
ク検波器５に要求される許容入力レベルが従来と
比較して約1/11〜1/3で良く、その結果要求され
る立上り特性も約1/11〜1/3で良い。又ピーク検
波器５に要求される入力インピーダンスも従来と
比較して約1/10〜1/2の大きさで良い。このよう
に、ピーク検波器５の入力インピーダンスを従来
構成のものよりも小さくでき、また許容入力レベ
ルも小さくできるので、通常の半導体製造プロセ
スを用いてピーク検波器５を含む部分を半導体集
積回路化することができる。なお、抵抗１８を含
む構成によりピーク検波器５への入力信号レベル
が従来例よりも減衰された分、差動増幅器６の利
得や電圧制御増幅器１０の制御特性を調整するこ
とで、実効バイアスに対する全体の制御特性を従
来のものと同じにすることができる。

したがつて、本考案によるバイアス制御装置で
は従来半導体集積回路化を経済面で困難にしてい
た問題はなくなつており半導体集積回路化が容易
となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は低域信号に対する交流バイアス量と磁
気テープに記録できる最大信号レベルの関係を示
すグラフである。第２図は高域信号に対する交流
バイアス量と磁気テープに記録できる最大信号レ
ベルの関係を示すグラフである。第３図は低域信
号に対する交流バイアス量と３次高調波歪率特性
を示すグラフである。第４図は従来のバイアス制
御装置の構成を示すブロツク図である。第５図は
本考案の一実施例によるバイアス制御装置の構成
を示すブロツク図である。 １……記録ヘツド、２……抵抗、３……コンデ
ンサ、４……ローパスフイルター、５……ピーク
検波器、６……差動増幅器、７……差動増幅器の
反転入力、８……差動増幅器の非反転入力、９…
…基準電圧源、１０……電圧制御増幅器、１１…
…電圧制御増幅器の利得制御入力、１２……消去
発振器、１３……信号入力端子、１４……加算
器、１５……消去ヘツド、１６……磁気テープ、
１７……結合コンデンサ、１８……抵抗、１９…
…直流バイアス源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 磁気記録すべき入力信号Ａを受ける入力端子１
   ３と、 交流バイアス信号Ｂを発生する発振器１２と、 前記交流バイアス信号Ｂを制御信号Ｃに応じた
   利得で増幅する増幅器１０と、 この増幅器１０の出力を前記入力信号Ａに加算
   して磁気ヘツド１に供給する加算器１４と、 この加算器１４の出力を入力とし、直列接続さ
   れた抵抗２およびコンデンサ３を有するローパス
   フイルタ４と、 このローパスフイルタ４の出力を結合コンデン
   サ１７を介して受け振幅検波を行うピーク検波器
   ５と、 このピーク検波器５の入力に抵抗１８を介して
   直流バイアスを与える直流バイアス源１９と、 所定の基準電圧を発生する基準電圧源９と、前
   記ピーク検波器５の出力と前記基準電圧源９から
   の基準電圧との差にもとづく前記制御信号Ｃを生
   成する差動増幅器６と、 を備えることを特徴とするバイアス制御装置。