JPS58161117A - Pcm記録再生装置 - Google Patents

Pcm記録再生装置

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JPS58161117A
JPS58161117A JP4501482A JP4501482A JPS58161117A JP S58161117 A JPS58161117 A JP S58161117A JP 4501482 A JP4501482 A JP 4501482A JP 4501482 A JP4501482 A JP 4501482A JP S58161117 A JPS58161117 A JP S58161117A
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JP
Japan
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signal
frequency
recording
clock
sampling frequency
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Pending
Application number
JP4501482A
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English (en)
Inventor
Nobuyoshi Kihara
木原 信義
Koji Matsushima
松島 宏司
「しめ」木 泰治
Taiji Shimeki
Misao Kato
三三男 加藤
Yoshinori Amano
天野 善則
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/10527Audio or video recording; Data buffering arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

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】 本発明は音楽信号等のアナログ信号をディジタル信号に
変換して磁気テープ等の記録媒体に記録再生するPCM
記録再生装置に関し、特に音楽または会話等の入力アナ
ログ信号によって要求されるダイナミックレンジ、広帯
域まだは記録時間等を切換可能としたPCM記録再生装
置を提供することを目的とする。
音楽信号等のアナログ信号を記録再生する装置として、
従来アナログ信号をそのまま磁気テープに記録して再生
するテープレコーダやディスクに記録して再生するプレ
ーヤが使用されてきた。しかし、アナログ信号をそのま
ま記録するということは、テープレコーダの場合でいえ
ば、テープ走行に起因するワウフラッタ−や出力レベル
変動、磁気ヘッドや磁気テープの磁性材料に起因するS
/Nの劣化や歪の発生等が、再生アナログ信号に直接影
響を与えるという欠点があった。そして、今まではテー
プ走行系の性能向上、磁気ヘッドや磁気テープの性能向
上を計ることにより、再生アナログ信号の品質の向上を
計ってきたが、飛躍的な性能の向上を計ることは困難で
あった。
そこで、アナログ信号を一旦ディジタル信号に変換して
記録再生するPCM記録再生装置が考えられた。第1図
にPCM記録再生装置の一般的なもののブロック図を示
す。1は入力端子でアナログ信号が入力される。2はア
ナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディ
ジタル変換部(A−D変換部と略す)である。3はディ
ジタル信号をテープ上に記録す−る時にテープ上に発生
するドロップアウトによるデータの誤りに対する7・j
策がとり易いように信号の並べ換えを行う信号構成部、
4はテープ上に記録するのに適した信号に変換する変調
部である。6は記録のためヘットに電流を流す記録アン
プ部で、6は記録ヘッドで磁気テープ7に信号を記録す
る。一方8は磁気テープ7に記録されている信号を読み
出す再生へ、ラドで、9ばその再生された信号を増巾す
る再生アンプ部である。1oは復調部で変調された信号
をもとのディジタル信号の形に復調する。11は誤り訂
正部でテープ上のドロップアウト等により発生するデー
タの誤りを訂正する。12はディジタル−アナログ変換
部(D−A変換部と略す)でディジタル信号をもとのア
ナログ信号に変換し、13の出力端子に出力する。
以上がPCM記録再生装置の構成であるが、ディジタル
信号を記録再生しているために、磁気テープからの再生
はディジタル信号(2値の場合は1か0である)の識別
さえできればよく、磁気ヘッドや磁気テープの性能に影
響されることがなく、ディジタル信号が容易に再生され
る。またテープのワウフラノターについてもメモリを用
いて時間軸を補正することによりなくすことができる。
即ち、ワウフラッタ−のある信号を一旦メモリに書込み
、読出す時に水晶等より作られた極めて一定なりロック
信号で読出すことによりワウフラッタ−のない信号が得
られる。
このようにしてPCM記録再生装置においては、再生ア
ナログ信号はテープ走行系や磁気ヘッド。
磁気テープ等による影響を受けることがなく、再生アナ
ログ信号の品質は、アナログ信号をディージタル信号に
変換する時点で決定される。即ち、量子化ビット数と標
本化周波数により決定されるのである。
量子化ビット数とは、アナログ信号をディジタル信号に
変換する場合に何ビットのディジタル信号に変換するか
のビット数であり、これによりダイナミックレンジが決
定される。ダイナミックレンジDと量子化ビット数Nと
の関係は一般に次式%式% (1) (1)式より、例えば量子化を)6ビノトでした場合、
約5sdBのダイナミックレンジが得られることになる
。一方標本化周波数は、アナログ信号の周波数帯域を制
限する。即ち、標本化定理により必要周波数帯域の2倍
以上の標本化周波数を必要とするため、アナログ信号が
20kH2まで必要であれは標本化周波数は40曲以上
必要ということになる。
次にテープ上に記録する場合のテープフォーマットにつ
いて第2図により説明する。テープフォーマットは第1
図3の信月構成部により、テープ4〕にドロップアウト
が発生しても、データの誤り訂正がし易いように信号が
並べられるわけである。
第2図はその一例で、アナログ信号の1チャンネル分を
テープ上の4トラツクを用いて記録する場合である。デ
ィジタル変換されたデータ(Sl、S2゜・・・)は1
ljR次トラック1,2.3に並べられ、トラック4に
はトラック1,2.3のデータから次式により作られた
パリティ検査ビットをもうける。
Pn′−33n−2■53n−1■S3n ・・−−−
−(2)そして、42デ一タ分を1ブロツク(フレーム
と呼ぶ)として、各トラック毎のフレーム先頭部に同期
信号とを付加し、フレーム紙端部に誤り検出符号、例え
ば巡回符号(Cyclic RedundancyCh
eckcode 、 CRCと略す)を付加する。
そこで、量子化ビット数を16ビツト、同期信号とCR
Cも16ビノトとし、標本化周波数を50.4klkと
した場合を考えると、フレーム周波数fF は次式のよ
うになる。
fF=60.4742−1.2  曲 ・・・・ (3
)そし7て、各トラックのデータレート、即ちテープ上
に記録されるデータの周波数fFは次式のようになる fF=1 、2X 16X 16=307 、2 kl
(+・・・・(4)このように、PCM記録再生装置に
おいては量子化ピノ[・数と標本化周波数を決定し、テ
ープフォーマットを決定すわば、テープ上に記録すべき
データ周波数は一義的に決定される。そして、テープス
ピードを決定することにより、テープ上での記録密度も
捷だ決定される。いいかえねば、PCM記録再生装置の
性能と記録すべきデータの周波数は比例するわけである
一方、音楽信号以外の会話等のアナログ信号を記録する
場合は、ダイナミックレンジや周波数範囲を音楽信号の
ように大きくとる必要かない。すると記録すべきデータ
の周波数は当然低くなるわけである。
本発明はこの点を十分考慮し、音楽信号を入力とする場
合には広いダイナミックレンジと周波数範囲により忠実
度の高い記録再生を可能とし、インタビー−や語学等の
会話の信号を入力とする場合にはダイナミックレンジ等
を抑えて同一記録密度であればデータ周波数を低くでき
るなど、用途に応じた使用が一台でυJ能なPCM記録
再生装置を提供するものである。
本発明の第1の実施例を第3図に示して説明する。14
は入力端子、16はA−D変換部、16は信号構成部、
17は変調部、18は記録アンプ部、19は記録ヘッド
、20は磁気テープ、21は再生ヘッド、22は再生ア
ンプ部、23はゆ調部、24は誤り訂正部、26はD−
A変換部、26は出力端子で、以上は第1図の従来例の
各ブロックと同等である。
27はマスタクロックの発生部で、PCM記録II+生
装置内のすべてのクロック信号はこのマスタクロックか
ら作られる。28は阿分周部でマスタクロックを%に分
周する。29はスイッチで、マスタクロック発生部27
からの信号(端子T1)♂%分周部28からの信号(端
子T2)との切り換えを行う。3oは各種クロック発生
部でPCM記録再生装置内の各部に必要なりロック信号
を発生する。31はキャプスタン駆動部で、32のキャ
プスタンを回転させることによりテープ20を走行させ
る。
今、スイッチ29をT1  に接続した場合、マスタク
ロック発生部27からのマスククロックがその11各種
クロック発生部30に入力される。この時、各種クロッ
ク発生部30からの各部(図示のようにA−D変換部1
6等・・・)に出力されるクロック信号を従来例と同じ
謄本化周波数として50.4kHz、記録信号のデータ
周波数として307.2曲になるようにする。ただし、
量子化ビット数は16ピノトで、テープフォーマットは
第2図に示したものである。
次にスイッチ29をT2に接続すると、各種クロック発
生部30に入力されるマスタクロックが%に分周された
信号となる。その結果、各種クロック発生部3oから出
力される各種のクロック信号もすべて阿分周された信号
となる。即ち標本化周波数は、 60.4÷2−26.2牝 となる。そして、これをもとにフレーム周波数fF、記
録すべきデータの周波数fDを計算すると次式%式% 即ち、(3)式、(4)式のそれぞれ%になっており、
これはマスタクロックを%にすることにより作ることが
できるものであって不都合は生じない。また、キャプス
タン駆動部31に入力されるクロック信号も局に分周さ
れているため、キャプスタン32のI【]1転数は%と
なり、テープスピードが%になる。
しかし、テープ上での信号の記録密度は、記録データの
周波数も局になっているため変化しない。
このことは、磁気テープ上ではどちらも同じ条件という
ことであり、同一装置で2種類の仕様が実現できるとい
うことである。
以上の結果、性能面では標本化周波数が%になることに
より、再生アナログ信号の周波数帯域も局になる。しか
し7、反面テープスピードが!6になることにより、記
録時間が2倍になるという長所も生じる。一方量子化ビ
クト数は16ビソトの1捷であってダイナミックレンジ
、S/Nはほとんど同じである。このことは、音楽信号
を記録するのではなく、会話等のアナログ信号を記録す
る場合等には、周波数帯域は狭くても良いため、記録時
間が2倍になるということは実用上大変便利なものであ
る6 次に第2の実施例を説明する。第4図は要部の構成図を
示し、基本的な構成は第1の実施例と同じであり、16
はA−D変換部、30は各種クロック発生部である。3
3は実際にアナログ信号からディジタル信号に変換を行
うA−D変換器で、34はA−D変換器33からのディ
ジタル信号(量子化が16ビツトの場合は16ビツトの
パラレルの信号)をシリアルの信号に変換するバラレル
ーンリアル変換回路(p−s変換回路と略す)である。
36は逓倍回路で、各種クロック発生部3oからのクロ
ック信号(標本化信号)を2倍に逓倍する。36は各種
クロック発生部30からのクロック信号(端子P1)と
逓倍回路36からの信号(端子P2)との切り換えを行
うスイッチである。
今、スイッチ36をPl に接続している場合はA−D
変換器33には、各種クロック発生部3゜からクロック
信号として標本化周波数の50.4k)hの信号が入力
されているとする。その時、P−8変換回路34には各
種クロック発生部3oからクロック信号として、標本化
周波数の16倍の信号周波数 50.4X16=806.4 klz の信号が入力されている(ただし、量子化を16ビツト
とした場合である。)。そこで、第1の実施例と同様に
スイッチ29を端子T に切換え7スタクロノクの周波
数を%にするとA−D変換器33、P−8変換回路34
へのクロック信号周波数もそれぞれ次のように%となり
、 60.4÷2=26.2  曲 806.4÷2=403.2 曲 記録すべきデータの周波数も%となる。ここでスイッチ
36をP2側に接続すると、A−D変換器33へのクロ
ック信号は逓倍回路35で2倍に逓倍された信号となる
ため、もとの50.4kHzとなる3゜すなわち標本化
周波数は元にもどる。しかし、P−8変換回路34への
クロック信号はそのitの4o3.2k)+2である。
ということは実質的には量子化ビット数が8ビツトであ
ることになり、A−D変換器33で変換された16ビツ
トのデータのうち、−L位8ビットだけがP−8変換回
路34より出力されることになる。そO結果、標本化周
波数はもとと同じ50.4曲、量子化ビット数が8ビツ
トとなり、量子化ビット数が%になることから記録すべ
きデータの周波数は第1の実施例と同しくもとの%とな
り、マスタークロックが3(であるからテープスピード
も%となる。そして、テープ上での記録密度は同じであ
る。
以上の結果、性能面では量子化ビット数カニ%になるこ
とにより、ダイナミックレンジが98 dBφ・ら約e
sodBになりS/Nも低下する。−力積本化周波数は
もとと同じであり周波数帯域はほとんど変わらない。ま
た記録時間は2倍となり、ダイナミックレンジを必要と
しない用途、例えばFM放送からの録音時などには非常
に有効である。
次にスイッチ36を端子P に、かつスイッチ29をT
2に切換えれば、標本化周波数を%(26,2k)lZ
)、量子化ビット数を3A(8ビツト)にすることにな
り記録密度を同じとすれば記録時間を4倍にすることが
できる(キャプスタンの速度はさらに%にしなければな
らない)ことは明らかである。また、マスタークロック
からの分周比も任意に選択できるため、用途に一番適し
た仕様に簡単に変更できる。
以上のように、用途に応じて標本化周波数あるいはψ子
化ビット数を変化させて、記録再生を行うわけであるが
、再生時にはこの標本化周波数あるいは量子化ビット数
を事前に知り、クロック信号の周波数を切換える必要が
ある。
そこで、記録媒体上に標本化周波数と量子化ビット数の
値を記録し、再生時にはこれらの値を再牛し、自動的に
クロック信号のスイッチの切換えを行う具体的な手段に
ついて、一実施例を第6図と第6図に示して説明する。
第6図は第2図で説明したテープフォーマットの同期信
号の部分であり、全体で16ビ、ットあるとすると、前
12ピツトを同期信号検出用の同期信号パターンとして
用いる。図では001001001001”である。そ
して、後4ピツトを標本化周波数と量子化ビット数の値
を記録するために用いる。例えば、後4ピツトが”oo
oo°′の時は、標本化周波数が50.4k)hで量子
化ビット数は16ビノトであり、0001”の時は25
.2kHzで16ビノト、“0010”の時は50.4
kHzで8ビツトと言うようにすると、後4ピツトで1
6通りの標本化周波数と量子化ビット数の値の組合せが
記録できるわけである。
第6図で37は一致回路で同期信号パターンの一致を検
出する。38は検出回路で前述の同期信号の後4ピツト
の信号パターンを検出する。39覧スイッチ選択回路で
、前記検出回路38によって検出された信号パターンに
比した検出出力によりどのスイッチを切換えるかの選択
を行う。49゜41はスイッチで各部へのクロック信号
の切換えを行う。今、入力端子42から再生信号が入力
されると、一致回路37により同期信号パターンの検出
を行う。そして、同期信号パターンが検出されると、そ
の後4ピントの信号パターンが検出回路38で検出され
、その情報がスイッチ選択回路39に送られる。スイッ
チ選択回路39ではその情報にしたがって、スイッチを
切換えるわけである。例えば、検出回路38”oooo
”が検出されたとすれば、スイッチS、40を切換え、
“0000″が検出されたとすればスイッチ5241を
切換えるというように、自動的にクロック信号の切換え
を行うことができる。
上記実施例では、同期信号の中に標本化周波数と量子化
ビット数を示す値を入れたが、記録媒体上のデータ信号
記録用のトラック以外のトラックに記録しても良いこと
は明らかである。
上記実施例からも明らかなように本発明によれば、クロ
ック信号の周波数を切り換えるという簡単な方法により
、記録すべき信号または用途に応じて例えば周波数帯域
は広くなくてもよい、ダイナミックレンジは大きくなく
てもよいというそハそれの場合に応じた標本化周波数と
量子化ビット数を選択することができる。捷た記録密度
を一定にすることができるため、記録装置は同一のもの
でよく、その結果記録時間を長くすることもできるとい
う大きな効果がある。さらに、標本化周波数と量子化ビ
ット数の値を記録媒体上に記録することにより、再生時
には自動−的にクロック信号の切り換えを行うことがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のPCM記録再生装置のブロック図、第2
図はテープフォーマットを示す図、第3図は本発明の第
1の実施例を示すブロック図、第4図は第2の実施例の
要部ブロック図、第6図は同期信号のフォーマット、第
6図はクロック信号のスイッチの自動切換え手段を示す
ブロック図である。 二        5 16・・・・・・A−D変換部、16・・・・・・信号
構成部、17・・・・・・変調部、18・・・・・記録
再生部、19・・・・・・記録ヘッド、20・・・・・
・磁気テープ、21・・・・・・再生ヘッド、22・・
・・・・再生アンプ部、23・・・・・復調部、24・
・・・・・誤り訂正部、26・・・・・・D−A変換部
、27・・・・・マスタクロック発生部、28・・・・
・%分周部、29・・・・スイッチ、30・・・・・・
各挿クロック発生部、31・・・・・・キャプスタ/f
動部、33・・・・・・A−D変換器、34・・・・・
・p−s変換器、36・・・・・・逓倍回路、36・・
・・・・スイッチ、37・・・・・・一致回路、38・
・・・・・検出回路、39・・・・・・スイッチ選択回
路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第4
図 15 第5図 第6図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アナログ信号をディジタル信号に変換するアナロ
    グ−ディジタル変換器の標本化周波数と量子化ビット数
    を、クロック信号線に設けた切換え回路によりクロック
    周波数を切換えることにより、用途に応じてそれぞれ任
    意に設定する構成となしたことを特徴とするPCM記録
    再生装置。
  2. (2)標本化周波数と量子化レット数のそれぞれの値を
    示す信号を記録媒体上に記録することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のPCM記録再生装置。
  3. (3)再生時に標本化周波数と量子化ピント数のそれぞ
    れの値を示す信号を記録媒体上より読み取り、この検出
    信号によりクロック信号の切換え回路を自動的に切換え
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のPCM
    記録再生装置。
JP4501482A 1982-03-19 1982-03-19 Pcm記録再生装置 Pending JPS58161117A (ja)

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