JPH0752485B2

JPH0752485B2 - 磁気記録装置

Info

Publication number: JPH0752485B2
Application number: JP61298290A
Authority: JP
Inventors: 誠司日暮
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS63149803A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は磁気記録装置に係り、特に磁気テープの磁性層
の深層部分にオフセット４相PSK（Offset Quaternary P
hase Shift Keying:OQPSK）や４相PSK（QPSK）などの多
相PSKによる変調方式で変調されたディジタル音声信号
を記録し、表層部分には映像信号を記録する磁気記録装
置に関する。

従来の技術第９図は従来の磁気記録装置を再生系と併せて示すブロ
ック系統図である。同図中、入力端子１に入来したカラ
ー映像信号は映像信号処理回路２により例えば低域変換
搬送色信号と被周波数変調輝度信号との周波数分割多重
信号に変換された後、記録アンプ３及びスイッチング回
路４を通して回転ヘッド5a及び5bにより磁気テープ６に
記録される。

一方、入力端子7_L，7_Rに入来した左チャンネル（Lch）
と右チャンネル（Rch）の各音声信号はディジタル信号
処理回路９によりパルス符号変調（PCM）信号に変換さ
れ、かつ、時分割多重された後、OQPSK変調器10により
オフセット４相PSK方式で変調され、更に記録アンプ11
及びスイッチング回路12を夫々通して回転ヘッド13a及
び13bにより磁気テープ６に記録される。

ここで、回転ヘッド13a及び13bにより磁気テープ６の磁
性層の深層部分にOQPSK変調されたディジタル音声信号
が記録された音声トラック上に、回転ヘッド5a及び5bに
より磁性層の表層部分に前記周波数分割多重映像信号が
映像トラックを形成して記録される。

再生時は、回転ヘッド5a及び5bにより映像トラックから
再生された周波数分割多重映像信号は、スイッチング回
路４、再生アンプ14を夫々通して映像信号処理回路15に
供給され、ここでもとの再生カラー映像信号に戻された
後出力端子16へ出力される。

また一方、回転ヘッド13a,13bにより音声トラックから
再生されたディジタル音声信号は、スイッチング回路1
2、再生アンプ17、イコライザ18、OQPSK復調器19を夫々
通してディジタル信号処理回路20に供給され、ここで再
生PCM信号に変換された後、D/A変換器21によりもとのア
ナログ音声信号に戻され、これにより左チャンネル再生
音声信号と右チャンネル再生音声信号とが出力端子2
2_L，22_Rへ別々に、かつ、同時に出力される。

このように、第９図に示す従来装置は、回転ヘッド式の
深層記録方式VTRにおいて、磁気テープ６の磁性層の深
層部分には、OQPSK変調されたディジタル音声信号が直
接記録される。この記録再生装置は既に文献に発表され
ている（例えば、荒井他：“A STUDY ON THE DIGITIZAT
ION OF AUDIO SIGNALS FOR VIDEO TEPERECORDER",Inter
national Conference on Acoustics,Speech,and Signal
Processing,p.29−33,1986）。

発明が解決しようとする問題点しかし、上記の従来装置は、非直線伝送系である磁気テ
ープに対してOQPSK変調されたディジタル音声信号を直
接に記録するため、混変調歪が発生し、再生時に記録時
には無かったノイズスペクトラムが低域変換搬送色信号
帯域に生じる。

このため、回転ヘッド5a,5bによる映像トラック再生時
の再生信号中の上記ノイズスペクトラムによってカラー
S/Nを劣化させてしまうという問題点があった。また、
回転ヘッド13a,13bによる音声トラック再生時の再生信
号中のテープの非線形性による歪によって、再生ディジ
タル音声信号のエラーレートが劣化するという問題点が
ある。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、前記ノイ
ズスペクトラムを低減することができる磁気記録装置を
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明の磁気記録装置は、深層記録方式の磁気記録装置
において、変調手段と、バイアス重畳回路と、記録手段
とを設けたものである。

記録手段は映像用回転ヘッドとはアジマス角度を異なら
せた音声用回転ヘッドにより、磁気テープの磁性層の深
層部分にバイアス重畳回路の出力信号を記録する。

作用変調手段により生成された、多相PSK変調又はオフセッ
ト多相PSK変調されてなるディジタル音声信号は、バイ
アス重畳回路に供給され、ここで単一周波数の高周波バ
イアス信号を重畳される。バイアス重畳回路から取り出
された、単一周波数の高周波バイアス信号が重畳されて
なるディジタル音声信号は、記録手段により音声用回転
ヘッドに供給され、これにより磁気テープの磁性層の深
層部分に記録される。

このように、多相PSK又はオフセット多相PSKで変調され
てなるディジタル音声信号は、単一周波数の高周波バイ
アス信号と共に記録されるので、直線性が改善される。

実施例第１図は本発明装置の一実施例を再生系と共に示すブロ
ック系統図である。同図中、一点鎖線Ａより上の部分が
磁気記録装置（記録系）で、Ａより下の部分が再生系で
ある。

本実施例について説明するに、端子25には標準カラー方
式のカラー映像信号が入来し、映像信号処理回路26に供
給される。映像信号処理回路26は公知の手段により輝度
信号と搬送色信号とを分離し、この輝度信号で搬送波を
周波数変調して得た被周波数変調輝度信号（FM輝度信
号）を生成し、かつ、搬送色信号を低域変換して低域変
換搬送色信号を生成し、これら両信号を周波数分割多重
して第２図（Ａ）に示す如き周波数スペクトラムの信号
を出力する。第２図（Ａ）中、ＩはFM輝度信号でその搬
送周波数帯域は3.4MHz〜4.4MHzである。IIは低域変換色
搬送色信号で、その低域変換色副搬送波周波数は略629k
Hzである。上記の記録用の映像信号は記録アンプ27を介
して映像用回転ヘッド28a,28bに供給される。また映像
信号処理回路26は標準カラー方式のカラー映像信号をそ
のまま同期信号分離回路29に供給する。同期信号分離回
路29は垂直同期信号を分散して後述するサーボ回路30に
供給する。

また、端子31a,31b夫々に入来した左チャンネルアナロ
グ音声信号と右チャンネルアナログ音声信号とは、夫々
低域フィルタ32a,32bで可聴周波数帯域を越える不要高
域成分を除去された後、サンプリング周波数が例えば4
7.952kHz（＝48kHz÷1.001）のサンプルホールド回路33
a,33bを経てA/D変換器34a,34bに供給され、ここで量子
化ビット数16ビットに直線量子化後、符号化されてPCM
音声信号とされる。この左右チャンネル夫々のPCM音声
信号はエンコーダ35に供給される。

エンコーダ35は１フィールド期間の偶数番目のサンプル
ESと、奇数番目のサンプルOSとより第３図（Ａ）に示す
フォーマットで誤り検出及び訂正符号P,Qを生成する。

第３図（Ａ）において、データDATA1,DATA2は例えば各
々時間軸圧縮及びインターリーブを施されたサンプルE
S,OSであり、水平方向のワード単位（１ワードは８ビッ
ト）の各行のデータDATA1,DATA2（夫々８×50ビット）
のうち、各々10ワードずつを所定の演算を行なって６ワ
ードのパリティＱを生成することを繰り返して各行８×
30（＝８×６×５）ビットのパリティＱを得る。また、
エンコーダ35は垂直方向の８列分、すなわち各行１ワー
ド（＝８ビット）のデータDATA1,DATA2,パリティＱの32
ワード毎に所定の演算を行なって４ワードの各列８×４
ビットのパリティＰを生成する。

次に、上記のデータDATA1,DATA2及びパリティP,Qは、８
列分36ワード毎に分割され、更にその各36ワードの直前
に第３図（Ｂ）に示す如き各８ビット（＝１ワード）の
同期信号SYNC,識別信号ID,アドレス信号ADDR,ブロック
パリティ信号PARITYが付加されて、全部で40ワードのデ
ータブロックが形成される。同期信号SYNCは各データブ
ロックの開始を指示する。アドレス信号ADDRは１トラッ
ク分のディジタル音声信号（即ち130データブロック）
中の各データブロックの順番を指示する。ブロックパリ
ティ信号PARITYは、PARITY＝IDADDRで得られる誤り検
出用の信号である。ここでは２を法とする加算の演算
子である。

第３図（Ｃ）に示すデータエリアの130データブロック
で第３図（Ａ）に示すデータDATA1,CATA2及びパリティ
P,Qが伝送されるが、その前に４データブロック分のク
ロック再生用のプリアンブルとその後に２データブロッ
クのポストアンブルとが付加される。

このようにして、エンコーダ35は第３図（Ｃ）に示す全
部で136データブロック（＝43,520ビット）の信号フォ
ーマットのディジタル音声信号を生成し、これを１フィ
ールド期間（＝1/59,94秒）で伝送する。従って、ディ
ジタル音声信号の伝送ビットレートは2.6086（＝136×3
20×59.94）Mbpsになる。

なお、エンコーダ35はサーボ回路30の出力信号により、
記録される映像信号とのフィールド周期をとられる。

オフセット４相PSK変調器（OQPSK変調器）36はこのディ
ジタル音声信号を直並列変換して交互に２つの符号例と
して出力する変換回路と、これら２つの符号列を互いに
１タイムスロットの1/2ずつずらせる移相手段と、この
移相手段からの２つの符号列を変調信号として受け、所
定周波数f_cで移相が互いに90°異なる２つの搬送波を別
々に搬送波抑圧振幅変調する平衡変調手段と、平衡変調
手段よりの２つの被振幅変調波を合成してOQPSK変調さ
れたディジタル音声信号を出力する合成回路とからなる
公知の構成とされている。

上記搬送波周波数f_Cは一例として、水平走査周波数f_Hの
127倍の周波数である約2.00MHzに選定されている。従っ
て、このOQPSK変調36の出力ディジタル音声信号の周波
数スペクトラムは、搬送波周波数f_cで最大レベルとな
り、また前記伝送ビットレートが2.6086Mbpsであるか
ら、搬送波周波数f_cに対して±ｎ×1.30MHz（＝2.6086M
Hz/2）離れた周波数位置で０となる、公知のくし歯状の
スペクトラムとなる。ただし、上記のｎは自然数であ
る。

従って、上記OQPSK変調器36の出力ディジタル音声信号
は不要周波数成分を除去するための帯域制限をして、か
つ、符号間干渉を起こさないような、約2.00MHzを中心
として通過帯域幅が前記伝送ビットレートの0.7倍程度
に選定された帯域フィルタ37を通されて第２図（Ｂ）に
IIIで示す如き周波数スペクトラムのディジタル音声信
号に帯域制限された後、端子38を介してバイアス重畳回
路39に供給され、ここで高周波バイアス信号を重畳され
る。

バイアス重畳回路39は本実施例の要部をなす回路で、例
えば第４図又は第５図に示す如き構成とされている。第
４図及び第５図中、第１図と同一構成部分には同一符号
を付してあり、更に第５図には第４図と同一構成部分に
同一符号を付してある。

第４図に示すバイアス重畳回路39は、加算回路45におい
て、端子38よりの前記OQPSK変調されているディジタル
音声信号に、バイアス発振器46よりの例えば7MHzの高周
波バイアス信号を重畳し、この重畳信号を記録アンプ47
を通して端子40へ出力する。

一方、第５図に示すバイアス重畳回路39は、端子38より
の前記OQPSK変調されているディジタル音声信号は、コ
イル50及びコンデンサ51よりなるトラップ回路を通して
取り出された後、バイアス発振器46よりコンデンサ52を
通して取り出された高周波バイアス信号と加算合成（重
畳）され、その後に端子40へ出力される。

第５図の回路はバイアス記録に際し周知の回路構成であ
り、前記トラップ回路により高周波バイアス信号の記録
アンプ47側への伝送が阻止され、またコンデンサ52によ
りディジタル音声信号のバイアス発振器46側への伝送が
阻止される。この第５図に示すバイアス重畳回路39の記
録アンプ47は第４図に示すバイアス重畳回路39で必要と
なる広帯域、高出力の高価な記録アンプに比し、安価な
記録アンプを使用できる。

端子40より取り出された上記の重畳信号は、第１図の音
声用回転ヘッド41a及び41bに夫々供給される。音声用回
路ヘッド41a及び41bは回転シリンダ（図示せず）の回転
面に180°対向して取り付けられ、かつ、前記映像用回
転ヘッド28a,及び28bの取付位置に対して一定角度先行
して取り付けられている。また、音声用回転ヘッド41a
及び41bのアジマス角度は一方が＋30°、他方が−30°
であり、また映像用回転ヘッド28a及び28bのアジマス角
度は一方が＋６°で、他方が−６°に選定されている。

上記の回転シリンダを回転するモータ（図示せず）は、
同期信号分離回路29よりの垂直同期信号が供給されるサ
ーボ回路30の出力信号に基づいて、垂直同期信号に位相
同期して回転する。

これにより、音声用回転ヘッド41a,41bにより、ディジ
タル音声信号が、上記回転シリンダに180°強の角度範
囲に亘って巻回されつつ走行する磁気テープ43の磁性層
の深層部分にまで高周波バイアス記録されて音声トラッ
クを形成し、その後にその音声トラック上の磁性層表層
部分に、映像用回転ヘッド28a,28bにより記録用映像信
号が記録されて映像トラックを形成する。

また、これと同時に、コントロールヘッド42が、サーボ
回路30より取り出された、垂直同期信号から生成したコ
ントロールパルスを磁気テープの長手方向に沿ってコン
トロールトラックを形成して記録する。

次に本実施例装置により記録された磁気テープ43の再生
系の動作につき説明するに、記録済の磁気テープ43の磁
性層の深層部分に形成された音声トラックより、回転ヘ
ッド41a,41bで交互に再生された被変調ディジタル音声
信号はプリアンプ55に供給される。またこれと同時に磁
気テープ43の前記映像トラックより回転ヘッド28a,28b
で交互に再生された映像信号はスイッチングアンプ56に
供給される。また、磁気テープ43のコントロールトラッ
クからコントロールヘッド42で再生されたコントロール
パルスはサーボ回路30に供給される。サーボ回路30は再
生コントロールパルスが基準周波数信号と同期がとれる
ように回転シリンダの回転を制御する。

スイッチングアンプ56は回転ヘッド28a,28b夫々の再生
映像信号を増幅すると共にスイッチングして連続信号と
し、この信号をプリアンプ57を介して映像信号処理回路
58に供給する。映像信号処理回路58は公知の手段により
再生信号よりFM輝度信号、低減変換搬送色信号夫々を帯
域分離して取り出し、FM復調して輝度信号を得ると共に
周波数変換により搬送色信号を得て、輝度信号に搬送色
信号を重畳して標準カラー方式の再生カラー映像信号と
して端子59より出力する。

他方、プラアンプ55は回転ヘッド41a,41b夫々よりの再
生ディジタル音声信号を増幅すると共にスイッチングし
て連続信号とし帯域フィルタ60に供給する。帯域フィル
タ60で帯域分離して取り出された第２図（Ｂ）に示す周
波数スペクトラムの再生被変調ディジタル音声信号はOQ
PSK復調器61に供給され、ここで公知のOQPSK復調されて
ディジタル音声信号とされデコーダ62に供給される。

デコーダ62にはサーボ回路30より回転シリンダの回転に
位相同期したパルスから生成された同期信号が各トラッ
クのディジタル音声信号の最初の再生位置を知るために
供給されている。このデコーダ62により再生ディジタル
音声信号は誤り訂正，時間軸補正，時間軸伸長及びデイ
ンターリーブ等の処理を行なわれて、各サンプルをA/D
変換時と同一の順番に組み合わせ、かつ、左チャンネル
のディジタル音声信号と右チャンネルのディジタル音声
信号とに分離する。

左右チャンネルのディジタル音声信号は、夫々D/A変換
器63a,63b夫々でアナログ化された後、デグリッチャ回
路64a,64bでD/A変換時に発生するノイズ成分を除去さ
れ、更に低域フィルタ65a,65bで可聴周波数帯域を越え
る不要高域成分を除去される。これによって端子66a,66
b夫々へ左チャンネル，右チャンネルのアナログ音声信
号が別々に出力される。

次に、本発明によるノイズペクトラム低減効果について
説明する。第６図に示す、約2.0MHz±1.3MHzの周波数ス
ペクトラムのOQPSK変調されたディジタル音声信号が、
高周波バイアス信号を重畳することなく、従来装置のよ
うに音声用回転ヘッドにより磁気テープの磁性層の深層
部分に直接に記録され、かつ、磁性層表層部分に映像信
号が記録された記録済磁気テープを音声用回転ヘッドで
再生したときの再生被変調ディジタル音声信号の周波数
スペクトラムは、第７図（Ａ）に示す如くになる。

第７図（Ａ）において、f_SCは低域変換搬送色信号の色
副搬送波周波数で、例えば629kHzであり、その低域変換
搬送色信号帯域には、破線Ｖで示すように、混変調歪に
よるノイズスペクトラムが大なるレベルで存在し、これ
がアジマス損失効果の低減する低周波数領域に生じるた
め、映像用回転ヘッドの再生映像信号中にも生じ、カラ
ーS/Nを劣化させる。更に、このような混変調歪が生ず
るのは、テープの非線形性のためであり、これにより生
ずる歪により前記したようにディジタル信号のエラーレ
ートも劣化させる。

これに対し、上記第６図に示す周波数スペクトラムのOQ
PSK変調されたディジタル音声信号を本発明により例え
ば5.5MHzの高周波バイアス信号を重畳して記録した場合
は、その再生被変調ディジタル音声信号の周波数スペク
トラムは第７図（Ｂ）に示す如くになり、破線VIで囲ん
だ低域変換搬送色信号帯域の混変調歪によるノイズスペ
クトラムのうち、低域変換色副搬送波周波数f_scの近傍
のノイズスペクトラムが大幅に低減されることが実験に
より確められた。

また、OQPSK変調の代りに４相PSK変調（QPSK変調）して
得た第６図と同様の周波数スペクトラムのディジタル音
声信号に、高周波バイアス信号を重畳することなく直接
に深層記録し、それを再生した場合の周波数スペクトラ
ムは、第８図（Ａ）に示す如くになり、混変調歪による
破線VIIで囲んだ低域変換搬送色信号帯域内のノイズス
ペクトラムは第７図（Ａ）の周波数スペクトラムと同様
に、大レベルで存在する。

これに対し、上記のQPSK変調されたディジタル音声信号
に、例えば5.5MHzの高周波バイアス信号を重畳して、深
層記録し、それを再生した場合の周波数スペクトラムは
第８図（Ｂ）に示す如くになる。第８図（Ｂ）に破線VI
IIで囲んだ低域変換搬送色信号帯域内のノイズスペクト
ラムは、第７図（Ｂ）の周波数スペクトラムと同様に、
低域変換色副搬送波周波数f_SC近傍のノイズスペクトラ
ムが大幅に低減される。

従って、本発明は上記の実施例のOQPSK変調されたディ
ジタル音声信号のみならず、QPSK変調されたディジタル
音声信号にも適用することができる。なお、第７図及び
第８図中、3.4MHzの高レベル成分は、FM輝度信号中の水
平同期信号のクロストークによる。高域のノイズスペク
トラムは帯域フィルムによって低減可能である。

なお、本発明は上記のOQPSKやQPSKの変調形式以外にも
２相や８相のオフセットPSK変調やPSK変調されたディジ
タル音声信号にも同様に適用することができる。また、
実施例では、映像トラックにはNTSC方式カラー映像信号
を所定の信号形態として記録するように説明したが、本
発明はPAL方式又はSECAM方式カラー映像信号を所定の信
号形態として記録する深層記録方式のVTRにも同様に適
用できる。

発明の効果上述の如く、本発明によれば、多相PSK又はオフセット
多相PSKで変調されてなるディジタル音声信号を単一周
波数の高周波バイアス信号と共に磁性層深層部分に記録
するようにしたので、テープの非線形性による混変調歪
によって低域変換搬送色信号帯域内に生ずる再生信号中
のノイズスペクトラムを大幅に低減することができ、よ
って再生時のカラーS/Nを向上することができ、また再
生ディジタル音声信号のエラレートを向上することがで
き、以上より磁気テープの互換性特性も向上できる等の
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を再生系と併せて示すブ
ロック系統図、第２図は第１図図示ブロック系統の各部
の信号の周波数スペクトラムの一例を示す図、第３図は
第１図図示ブロック系統中のエンコーダの動作説明用信
号フォーマット図、第４図及び第５図は夫々第１図図示
ブロック系統中のバイアス重畳回路の各例を示すブロッ
ク系統図、第６図は音声トラックへの記録信号の周波数
スペクトラムの一例を示す図、第７図（Ａ），（Ｂ）は
OQPSK変調されたディジタル音声信号を従来装置と本発
明装置で深層記録し、これを再生した場合の再生信号の
周波数スペクトラムを対比して示す図、第８図（Ａ），
（Ｂ）はQPSK変調されたディジタル音声信号を従来装置
と本発明装置で深層記録し、これを再生した場合の再生
信号の周波数スペクトラムを対比して示す図、第９図は
従来装置の一例を再生系と併せて示すブロック系統図で
ある。 25……カラー映像信号入力端子、28a,28b……映像用回
転ヘッド、31a,31b……アナログ音声信号入力端子、34
a,34b……A/D変換器、35……エンコーダ、36……OQPSK
変調器、39……バイアス重畳回路、41a,41b……音声用
回転ヘッド、43……磁気テープ、45……加算回路、46…
…バイアス発振器、47……記録アンプ、50……トラップ
回路用コイル、51……トラップ回路用コンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気テープの磁性層の深層部分に音声用回
転ヘッドにより音声信号を記録し、これにより形成され
た音声トラックの上方の磁性層表層部分に、該音声用回
転ヘッドとはアジマス角度を異ならせた映像用回転ヘッ
ドにより映像トラックを形成して映像信号を記録する磁
気記録装置であって、多相PSK変調又はオフセット多相PSK変調されてなるディ
ジタル音声信号を生成する変調手段と、該変調手段の出力ディジタル音声信号に単一周波数の高
周波バイアス信号を重畳するバイアス重畳回路と、該バイアス重畳回路の出力信号を前記音声用回転ヘッド
に前記音声信号として供給し、磁性層深層部分に記録す
る記録手段とを設けたことを特徴とする磁気記録装置。