JPH04351112A - Ｆｍ等化回路及びこれを用いた記録再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
の映像信号処理回路に係り、特に再生ＦＭ信号の周波数
特性を補正するＦＭ等化回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用のビデオテープレコーダ（以下Ｖ
ＴＲと称す）においては、ＦＭ変調した輝度信号と低域
変換したクロマ信号とを周波数多重して磁気テープに記
録するようにしており、再生時には、磁気ヘッドから再
生された信号からＦＭ輝度信号と低域クロマ信号とに分
離した後、それぞれ処理され出力される。

【０００３】再生ＦＭ輝度信号は、記録再生の過程で生
じる下側帯波の強調効果によりサイドバンドが上下でア
ンバランスになるため、これを補正するためのＦＭ等化
回路が必要となる。ＦＭ等化回路には、コンデンサ、コ
イル、抵抗で構成されるパッシブ型のものと、遅延素子
を用いたコサインイフィルタのものとがある。コサイン
フィルタは、帯域内で位相がリニアに変化、即ち群遅延
時間がフラットであり、位相歪が無く性能上パッシブ型
に較べ優れている。コサインフィルタを用いたＦＭ等化
回路の代表的なものとしては、例えば特開昭６２−２４
８１０８号公報に示されているものがある。これによれ
ば、再生時の信号の状態を検出してＦＭ等化の周波数特
性を変化させることで波形再現性の良好な再生画像を得
ることができる。

【０００４】また、磁気テープの減磁やスペーシングロ
スなどにより再生ＦＭ輝度信号が低下した場合、キャリ
ア成分及び上側帯波成分が下側帯波成分にたいし低下し
て反転現象（やぶれ現象）が生じる。こうした反転現象
を防止するために、特開平１−１５８８１３号公報に示
されるような反転防止回路が考案されている。特開平１
−１５８８１３号公報に示される技術は、コサインフィ
ルタを用いたＦＭ等化回路＋反転防止回路から構成され
るものであり、群遅延時間歪のない状態でＦＭ復調回路
においてビデオ信号に復調できるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来例で示さ
れるコサインフィルタの構成では、ＦＭ等化特性に対し
て特性を変化させる自由度が少ない欠点がある。コサイ
ンフィルタは、遅延素子の遅延時間をτとするとピ−ク
周波数が１／２τ、出力ゼロとなる周波数が０、１／τ
となり、ピーク周波数にたいし上下対称の特性となる。 これに対し、ＶＴＲで用いられるＦＭ等化特性としては
、ＶＨＳ規格や８ミリビデオ規格のような規格のことな
るＶＴＲによってピーク量や周波数特性が異なるため、
周波数特性に対し自由度がある程度大きくないと実用上
問題である。特開昭６２−２４８１０８号公報に示され
ているものは、ピーク量の変化に対してはある程度の自
由度を持っているが、周波数特性に対する自由度は持っ
ていない。

【０００６】また、特開平１−１５８８１３号公報に示
される従来技術においても同様に、ＦＭ等化回路におい
て周波数特性に対する自由度は持っていない。

【０００７】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
コサインフィルタを用い様々なＶＴＲに適した再生ＦＭ
等化回路を提供することと、さらに反転防止回路を同時
に構成することで反転防止効果の高いＦＭ復調回路を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、コサインフィルタの一部の信号を入力側
に帰還することにより狭帯域な周波数特性を実現する一
方、コサインフィルタとは反対の特性（ピーク点とゼロ
点の周波数が逆の関係にある）を示すフィルタの出力の
低周波成分をある一定量加算することで低周波の応答を
変化させ、周波数特性に対する自由度を向上するもので
ある。

【０００９】また、帰還ループに振幅を制限するリミッ
タ回路を挿入することで反転防止回路を構成するもので
ある。

【００１０】

【作用】２個の遅延素子で構成したコサインフィルタに
おいて、２個の遅延素子の中点の信号を入力側に負帰還
することで通過帯域を狭帯域化するように作用し、コサ
インフィルタとは反対の特性を示すフィルタの出力の低
周波成分をＬＰＦ（ローパスフィルタ）で抜取りコサイ
ンフィルタの出力に加算することで、ＦＭ等化回路の低
周波側のレスポンスを改善するように作用する。

【００１１】また、帰還ループにおける帰還係数と加算
ルートにおける加算係数を磁気テープの再生速度に応じ
て変化させることでモードに応じたＦＭ等化特性が得ら
れるように作用する。

【００１２】また、帰還係数と加算係数を再生ＦＭ輝度
信号のレベルに応じて変化させることで反転余裕の大き
なＦＭ等化特性が得られるように作用する。

【００１３】また、帰還ループにリミッタ回路を挿入し
て入力振幅が低下した場合に帰還係数が大きくなるよう
にすることで反転余裕の大きなＦＭ等化特性が得られる
ように作用する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１は本発明によるＦＭ等化回路の一実施例を示す
ブロック図であって、２個の遅延素子を用いたコサイン
フィルタによるＦＭ等化回路のブロック図である。１は
入力端子、２，６は減算回路、３，４，５，９，１０，
１１は係数回路、７，８は遅延素子、１３は帰還係数回
路，１４，１５は係数回路、１６は加算係数回路、１２
，１８は加算回路、１７はＬＰＦ（ローパスフィルタ）
、１９は出力端子である。遅延素子７、８の遅延時間を
τとすると、遅延素子の伝達関数はｅｘｐ（−ｊωτ）
で表される。遅延素子の入力信号をＡ、τ遅延した信号
をＢ、２τ遅延した信号をＣとすると、減算回路６によ
り−０．２５Ａ＋０．５Ｂ−０．２５Ｃが演算されてコ
サインフィルタが構成される。係数回路１４の係数（１
−Ｋ１）は、加算回路１８への入力信号のピ−ク値が帰
還係数Ｋ１により変化してしまうため入力端子１のレベ
ルに等しくなるよう補正するためのものである。本実施
例は、τ遅延した信号Ｂを係数回路１３を介して入力側
へ負帰還することにより、コサインフィルタの帯域特性
を狭帯域化するものである。負帰還回路は、減算回路２
で構成される。係数回路１４の出力は、次式で表せる。

【００１５】

【数１】

【００１６】係数回路１４の出力における周波数特性を
、図２に示す。帰還係数Ｋ１が大きくなるにしたがい狭
帯域な特性が得られる。ピ−ク周波数ｆ０（＝１／２τ
）に対し、１／４τのレスポンスは帰還係数Ｋ１が０，
０．２，０．５，０．７と変化するにしたがい、−６ｄ
Ｂ，−８．１ｄＢ，−１２．９ｄＢ，−１８．２ｄＢと
変化する。このように、帰還係数Ｋ１を増加することで
狭帯域特性を実現するものである。

【００１７】また、減算回路６でえられるコサインフィ
ルタに対し、加算回路１２でえられるコサインフィルタ
とは反対の特性（ピーク点とゼロ点の周波数が逆の関係
にある）を示すフィルタの出力信号を係数回路１５でレ
ベル補正した後、係数回路１６で設定される加算係数Ｋ
２を掛けた後で低周波成分をＬＰＦ１７で抜取り加算回
路１８で加算するものである。このときの加算係数Ｋ２
に対する周波数特性を図３に示す。帰還係数Ｋ１が０．
５のときの特性である。ＬＰＦ１７で低周波成分のみを
加算するため、係数Ｋ２の変化に伴いピーク周波数の下
側の応答が変化し、ＦＭ等化回路の周波数特性としては
、自由度が広がることになる。即ちＫ２が０の状態では
、ＦＭ輝度信号の下側帯波が低下しすぎるため、復調後
のビデオ信号の周波数特性を確保できず、解像度劣化に
つながる。これを改善するために、加算回路１２の出力
をＬＰＦ１７で低周波のみ取りだし係数回路１４の出力
、即ちコサインフィルタの出力に加算することで、下側
帯波をアップして解像度を確保するものである。ここで
ＬＰＦ１７の特性としては、ＦＭ輝度信号のキャリア周
波数よりも低い周波数にカットオフ周波数を選べば良い
。

【００１８】以上のように、Ｋ１、Ｋ２を変化させるこ
とでＦＭ等化回路の特性に対しかなりの自由度を持たせ
ることができる。

【００１９】また、ピーク周波数に対し下側の特性のみ
持ち上げることができるため、ＦＭ復調後の周波数特性
即ち解像度を確保した状態で、キャリアリークの原因と
なるＦＭ二次歪成分を抑圧できる。

【００２０】図４に、本発明の第２の実施例を示す。図
１の実施例に対し、帰還係数及び加算係数をＶＴＲにお
ける再生速度により切り換える構成になっている。２０
、２１が帰還係数回路、２３、２４が加算係数回路、２
２、２５がスイッチ回路であり、他は図１の実施例と同
一であり同一符号を記す。家庭用ＶＴＲには、標準記録
モード（以下ＳＰモードとよぶ）と長時間記録モード（
以下ＬＰモードとよぶ）とがあり、再生速度の遅いＬＰ
モードでは記録密度が低下して再生Ｓ／Ｎが低下するこ
とで反転余裕がＳＰモードに比べ小さくなる。入力端子
２６からＳＰ／ＬＰのモード判別信号が入力される。 そこでＳＰモ−ドにおける帰還係数Ｋ１（帰還係数回路
２０で与えられる）とＬＰモ−ドにおける帰還係数Ｋ１
´（帰還係数回路２１で与えられる）との関係をＫ１≦
Ｋ１´に選びＬＰモ−ドにおいてより狭帯域な特性とし
反転余裕を増加するものである。また、ＳＰモードにお
ける加算係数Ｋ２（加算係数回路２３で与えられる）と
ＬＰモードにおける加算係数Ｋ２´（帰還係数回路２４
で与えられる）との関係をＫ２≧Ｋ２´に選びＳＰモー
ドにおいてより低周波を持ち上げることにより、下側帯
波を強調してＦＭ復調後の周波数特性を改善できる。

【００２１】次に本発明の第３の実施例を図５、図６、
図７、図８を用いて説明する。図５は、本発明によるＦ
Ｍ等化回路の一実施例を示すブロック図であって、電圧
制御増幅器２７、２８、制御信号入力端子２９、３０以
外は図１に示す実施例と同一であり同符号を記す。帰還
係数及び加算係数を電圧制御増幅器２７，２８により変
化させるものである。例えば、制御信号入力端子２９か
ら入力される制御電圧が高くなるにしたがい電圧制御増
幅器２７のゲインが増加して帰還係数が大きくなり狭帯
域な特性が実現できる。また、制御信号入力端子３０か
ら入力される制御電圧が高くなるにしたがい電圧制御増
幅器２８のゲインが増加して加算係数が大きくなり低周
波の通過帯域を伸ばせる。

【００２２】図６は、図５に示したＦＭ等化回路を組み
入れたＶＴＲの再生輝度信号処理回路を示したものであ
る。３１が磁気テープ、３２が磁気ヘッド、３３が再生
ヘッドアンプ、３４がＦＭ等化回路、３５がＡＧＣ回路
（ａｕｔｏ　ｇａｉｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、３６
がダブルリミッタ回路、３７がＦＭ復調回路、３８がデ
ィエンファシス回路、３９がノイズキャンセラー回路、
４０が出力端子、４１が全波整流回路、４２が検波回路
、４３、４４が電圧変換回路、４５が再生ＦＭ信号のエ
ンベロ−プ検出回路である。本実施例は、再生ＦＭ信号
のエンベロープを検出して、エンベロープが大きい場合
にはＦＭ等化回路が広帯域な特性になるように制御し、
エンベロープが小さい場合にはＦＭ等化回路が狭帯域な
特性になるように制御することで、反転余裕を拡大する
ものである。即ち電圧変換回路４３の出力信号が端子２
９に入力されることにより帰還係数を制御し、電圧変換
回路４４の出力信号が端子３０に入力されることにより
加算係数を制御する。再生ＦＭ信号に対する電圧変換回
路４３の特性を図７に示し、電圧変換回路４４の特性を
図８に示す。図７に示すように、再生ＦＭ信号が低下し
た場合に電圧変換回路４３の出力電圧は高くなり、図５
に示した電圧制御増幅器２７のゲインを増加させＦＭ等
化回路３４を狭帯域な特性に制御する。また、図８に示
すように、再生ＦＭ信号が増加した場合に電圧変換回路
４４の出力電圧は高くなり、図５に示した電圧制御増幅
器２８のゲインを増加させＦＭ等化回路３４を広帯域な
特性に制御するものである。

【００２３】次に、本発明の第四の実施例を図９を用い
て説明する。図１の実施例における帰還係数回路１３の
部分を振幅を制限するリミッタ回路４６と減衰器４７で
置き換えたものである。リミッタ回路４６を帰還ループ
に挿入したことで大振幅入力時には帰還係数が小さくな
り広帯域な特性を実現し、小振幅入力時には帰還係数が
大きくなり狭帯域な特性を実現する。即ち、磁気テープ
の減磁やスペーシングロスなどにより再生ＦＭ輝度信号
が低下した場合に生じる反転現象を抑えるように働く。 図１０に、リミッタ回路の入出力特性を示す。リミッタ
回路４６、減衰器４７の総合特性で決まる帰還係数Ｋ１
を図１１に示す。例えば、リミッタ回路４６のリミッタ
レベルを−３０ｄＢとすると、入力信号が３０ｄＢ以下
で帰還係数Ｋ１が一定値となりそれ以上で徐々に小さく
なる。図９で示すＦＭ等化回路の周波数特性を図１２に
示す。入力信号が０ｄＢ，−１０ｄＢ，−２０ｄＢ，−
３０ｄＢと小さくなるに従い狭帯域な特性を示し、−３
０ｄＢ以下では一定の特性となる。上述したように、本
実施例によればＶＴＲの再生時の反転余裕を向上させる
ことが出来る。

【００２４】次に、本発明の第５の実施例を図１３を用
いて説明する。本実施例は、図９の実施例の帰還ループ
のリミッタ回路４６と減衰器４７の部分に並列に線形の
帰還係数回路４８を設けスイッチ回路４９でモードによ
って切り替えるものである。切り替え用の制御信号は端
子５０から入力される。図１４は、図１３のＦＭ等化回
路を組み入れたＶＴＲの再生輝度信号処理回路である。 ５１がＦＭ等化回路、５２が記録モード判別回路、５３
、５４が制御信号入力端子、５５がＡＮＤ回路であり、
図６で示した実施例と同一部分には同一符号を記す。周
知のとうり、ＶＨＳ規格、８ミリビデオ規格などの家庭
用ＶＴＲにおいては、ＳＰ／ＬＰなどのテープ送り速度
の異なるモード、狭帯域（ＬＢ）／広帯域（ＨＢ）モー
ドなどの複数のモードに加え、性能（Ｓ／Ｎ）の異なる
安物テープ／高価なテープなどが用いられる。 したがって、ＬＰモードのＨＢ記録を安物テ−プで行っ
た際には、反転余裕が極めて低下するために従来の反転
防止回路であるダブルリミッタ回路３６に加えて、ＦＭ
等化回路５１において反転防止効果をもたせるように図
１３のスイッチ回路４９をａ側に接続するように制御す
る。端子５０に入力される信号は、記録モード判別回路
５２の出力信号と端子５３から入力される安物テープ／
高価なテープを判別する信号と端子５４から入力される
ＳＰ／ＬＰモード判別信号との論理積をＡＮＤ回路５５
でとった信号とする。

【００２５】次に、本発明の第６の実施例を図１５を用
いて説明する。本実施例は、図９に示した実施例の反転
防止効果をより向上させたものである。即ち、リミッタ
回路４６、減衰器４７からなる帰還ループにＬＰＦ５６
を接続したものであり、ＦＭ輝度信号の下側帯波にたい
してのみ帰還係数が変化するように動作する。図１６に
、周波数特性を示す。ピーク周波数に対し下側の特性が
、入力レベル０ｄＢ，−１０ｄＢ，−２０ｄＢ，−３０
ｄＢと低下するに従い狭帯域な特性を示す。

【００２６】本発明では、家庭用のＶＴＲに関し説明し
てきたが、ビデオディスク、ビデオプリンタなどのＦＭ
変調記録を行なうビデオ機器に対しても適用できるもの
である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、コサインフィルタから
なるＦＭ等化回路において、出力信号または途中の信号
を入力側に負帰還することにより、ＦＭ等化回路の帯域
特性を狭帯域化することが可能で、またコサインフィル
タの出力信号にコサインフィルタとは反対の特性を示す
フィルタの出力信号の低周波成分を加算することでＦＭ
輝度信号の下側帯波を強調することが可能で復調後のビ
デオ信号の解像度を向上することができる効果がある。 また、ＶＴＲの再生信号レベルに応じて帰還係数、加算
係数を変化させることで、反転による画質劣化を大幅に
改善できる効果もある。

【００２８】また、負帰還ループにリミッタ回路を挿入
することで再生ＦＭ信号レベルの低下に伴う反転現象を
防止する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＦＭ等化回路のブロッ
ク図。

【図２】本発明による周波数特性を示す特性図。

【図３】本発明による周波数特性を示す特性図。

【図４】本発明の一実施例を示すＦＭ等化回路のブロッ
ク図。

【図５】本発明の一実施例を示すＦＭ等化回路のブロッ
ク図。

【図６】本発明の一実施例を示すＶＴＲの再生輝度信号
処理回路のブロック図。

【図７】本発明のエンベロープ検出特性を示す特性図。

【図８】本発明のエンベロープ検出特性を示す特性図。

【図９】本発明の一実施例を示すＦＭ等化回路のブロッ
ク図。

【図１０】本発明のリミッタ回路の入出力特性を示す特
性図。

【図１１】本発明の帰還ループの特性を示す特性図。

【図１２】本発明による周波数特性を示す特性図。

【図１３】本発明の一実施例を示すＦＭ等化回路のブロ
ック図。

【図１４】本発明の一実施例を示すＶＴＲの再生輝度信
号処理回路のブロック図。

【図１５】本発明の一実施例を示すＦＭ等化回路のブロ
ック図。

【図１６】本発明による周波数特性を示す特性図。

【符号の説明】

７、８…遅延素子、 １３、２０、２１、４８…帰還係数回路、１６、２３、
２４…加算係数回路、 ４６…リミッタ回路、 ４７…減衰器、 ２７、２８…電圧制御増幅器、 ５６…ローパスフィルタ、 ３４、５１…ＦＭ等化回路、 ４５…エンベロープ検出回路。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２個の遅延時間τの遅延素子と、２個の遅
   延素子の中点の信号から前後の信号を減算する第１の減
   算回路と、２個の遅延素子の中点の信号に前後の信号を
   加算する第２の加算回路と、前記２個の遅延素子の中点
   の信号を一定レベルに減衰する帰還係数回路と、前記帰
   還係数回路の出力を入力信号から減算する前記遅延素子
   の前段に配した第２の減算回路と、前記第１の減算回路
   の出力信号を一定レベルに減衰する第１の係数回路と、
   前記第１の加算回路の出力信号を一定レベルに減衰する
   第１の係数回路と同一の係数を持った第２の係数回路と
   、第２の係数回路の出力信号を一定レベルに減衰する第
   ３の係数回路と、前記第３の係数回路の出力信号から低
   周波成分を抜き取るローパスフィルタと、前記第１の係
   数回路の出力信号と前記ローパスフィルタの出力信号と
   を加算する第２の加算回路からなり、前記第２の加算回
   路から出力信号を得ることを特徴としたＦＭ等化回路。
2. 【請求項２】前記帰還係数回路において帰還係数を少な
   くとも２通りの値に切り替える第１の切り替え手段と、
   前記第３の係数回路において係数を少なくとも２通りの
   値に切り替える第２の切り替え手段とを具備したことを
   特徴とした請求項１記載のＦＭ等化回路。
3. 【請求項３】前記帰還係数回路を第１の電圧制御増幅器
   で構成し、前記第３の係数回路を第２の電圧制御増幅器
   で構成したことを特徴とした請求項１または請求項２記
   載のＦＭ等化回路。
4. 【請求項４】前記帰還係数回路をリミッタ回路と減衰器
   で構成したことを特徴とした請求項１記載のＦＭ等化回
   路。
5. 【請求項５】前記帰還係数回路をリミッタ回路と減衰器
   とからなる非線形回路と、線形回路とを切り替える構成
   としたことを特徴とした請求項１記載のＦＭ等化回路。
6. 【請求項６】前記帰還係数回路において前記リミッタ回
   路の前段にローパスフィルタを配したことを特徴とした
   請求項４または請求項５記載のＦＭ等化回路。
7. 【請求項７】輝度信号をＦＭ変調して磁気テープに記録
   再生するヘリカルスキャン型のビデオテープレコーダに
   おいて、再生したＦＭ信号のレベルを検出する手段と、
   ２個の遅延時間τの遅延素子と、２個の遅延素子の中点
   の信号から前後の信号を減算する第１の減算回路と、２
   個の遅延素子の中点の信号に前後の信号を加算する第１
   の加算回路と、前記２個の遅延素子の中点の信号を一定
   レベルに制御する第１の電圧制御増幅器と、前記帰還係
   数回路の出力を入力信号から減算する前記遅延素子の前
   段に配した第２の減算回路と、前記第１の減算回路の出
   力信号を一定レベルに減衰する第１の係数回路と、前記
   第１の加算回路の出力信号を一定レベルに制御する第２
   の電圧制御増幅器と、前記第２の電圧制御増幅器の出力
   信号から低周波成分を抜き取るローパスフィルタと、前
   記第１の係数回路の出力信号と前記ローパスフィルタの
   出力信号とを加算する第２の加算回路からなり、前記第
   ２の加算回路から出力信号を得るＦＭ等化回路と、再生
   したＦＭ信号のレベルを検出する検出回路とを具備し、
   検出回路の出力レベルに応じて前記第１の電圧制御増幅
   器と前記第２の電圧制御増幅器を制御することを特徴と
   したビデオテープレコーダの再生信号処理回路。
8. 【請求項８】前記検出回路の出力レベルが低下するに従
   い前記第１の電圧制御増幅器の利得を上げ、出力レベル
   が低下するに従い前記第２の電圧制御増幅器の利得を下
   げるように制御することを特徴とした請求項７記載のビ
   デオテープレコーダの再生信号処理回路。