JPS58161117A - Ｐｃｍ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】 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。