JPS59151584A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気記録再生装置

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JPS59151584A
JPS59151584A JP58195971A JP19597183A JPS59151584A JP S59151584 A JPS59151584 A JP S59151584A JP 58195971 A JP58195971 A JP 58195971A JP 19597183 A JP19597183 A JP 19597183A JP S59151584 A JPS59151584 A JP S59151584A
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recording
signal
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滋行 伊藤
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綿谷 由純
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孝雄 荒井
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N5/76Television signal recording
    • H04N5/91Television signal processing therefor
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    • H04N5/923Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback using preemphasis of the signal before modulation and deemphasis of the signal after demodulation
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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】 「発明の利用分野〕 本発明は周波数変調(FM変調)音声信号と映像信号と
を重畳して記録する磁気記録再生装置において周波数変
調音声信号の過変調を防止する磁気記録再生装置に関す
るものである。
〔発明の背景1 従来より一輝度信号を周波数変調(ドM変調)し、色度
信号を上記FM変調輝度1g号の下軸に周波数変換して
記録する磁気記録再生装置(以下−VTRと言う。)に
おける音声信号の記録方法の1つとじて−FM変調した
音声信号と上上記映像信号とを回転ヘッドにて同一磁気
テープ上に重畳記録する方法(以下、音声FM重畳方式
という。)が知られている。ところで−近年の記録密度
向上は目覚ましいものがあり、約十年前のVT)Lに比
べて17倍もの高密度記録を達成している。そして、こ
のような高密度記録技術の進歩にともない、カセットの
小型化や回転シリンダ径の小型化などによリーコンパタ
ト化を計ったVTI(が開発され始めている。これら小
型VTRでは、小型幸軽曾化や磁気テープ走行速度の低
速度化等のため、今までの固定ヘッドを用いる音声信号
録再方式では、ワウ・フラッタ特性−再生いや再生周波
数帯域等の点で十分な性能を得る事が困難となってきて
おり、上述した音声F M重畳方式などの新たな音声記
録再生方式を採用する必要性が増している。音声F M
重畳方式の特徴としては。
(1)テープ走行速度むらによる時間軸変動の影響を受
けにくいのでワウCフラッタ称性が良し為。
(2)  再生周波数帯域がテープ走行速度に依存して
おらず、広帯域化が可能である。
などがあげられろ。
ここで、上述した音声信号を音声F M重畳方式にて記
録再生するVT)Lの記録周波数スペクトラムについて
考えてみろ。
び色度信号に与える影響が最小になるように決め1.c
<ではならない。また−小型V T R1特に回転シリ
ンダ径の小さいV T )1−C”は、テープとヘッド
の相対速度が低くなるため記録周波数帯域が狭く、輝度
信号搬送波の中心周波数をあまり高(設定できない。そ
こで、音声信号搬送波の中心周波数は、ト’M変調輝度
信号の下側で、できるだけ低い周波数とせざるをえない
第1図および第2図に映像信号とF M音声信号との記
録時の周波数スペクトラムの一例を示す。第1図は、F
M変調輝度信号Y1と周波数変換色度信号C1の間にF
M変調音声信号A1を配した一例、第2図は周波数変換
色度信号C1の下側にF M変調音声信号A2を配した
一例である。
一般にVTRでは、トラッキングの余裕度を得るためと
、記録時予Cプ速度と異なるテープ速度にて再生する、
いわゆる可変速再生を行なうために、ビデオトラック幅
に対七−〔ヘッド幅を広くした幅広ヘッドを用いる。し
たがって音声FM重畳方式では上記幅広ヘッド及びトラ
ッキングずれ等のため隣接ビデオトラックの信号をも再
生すると、該隣接ビデオトラックの1’ M音声信号の
影響(以下、隣接妨害という。)により、再生音声信号
中に大変耳障りな雑音が生じ−てしまりという問題があ
る。
特に、高記録密度化をはかる場合、ビデオトラック幅が
狭くなるため、トラッキングずれ等による隣接妨害が大
きな問題である。
第3図は磁気テープ21に形成されるビデオトラックT
、、T、と、ビデオヘッドHの位wを模式図に示す平面
図である。
ここで、上記隣接妨害により生ずる雑音D filは、
第3図に示すごとくトラッキングがずれた場合、ビデオ
ヘッドHがトレースしようとしているビデオトラックT
、から得られる第117)FM音声信号(第3図Aの部
分より得られる信号で一以下、希望FM音声信号という
。)のレベルをa、隣接ビデオトラックT2から得られ
る第2のF’M音声信号(第3図Bの部分より得られる
信号で、以下−妨害F M音声信号という。)のレベル
をbとし、希望F’M音声1g号と妨害ト’M音声信号
との差周波数をんとすると、 D(tl″−Δω(COS△ωt) ・・・・・・・・
・・・・・・・(すと表わされる。ここでtは時間を表
わす。すなわち、隣接妨害雑音D (t)は、希望FM
音声イg号と妨害ト’M廿声イキ号との差周波数M(ビ
ート周波数)の正弦波として出力され、その@幅は妨害
F″M音声信号と希望FM音声信号との@幅比b/aと
その差周波数mとに比例するものと考えられる。そこで
、上述のV ’l” Rにおける隣接妨害を軽減するた
め、幾つかの方法か考えられており、その1つの方法と
してビデオトラックとその隣接ビデオトラックとの間に
無記録部分(ガートバンド)を形成する方法がある。し
かしながら、ガートバンドを形成する方法では、磁気テ
ープの利用効率が極めて低(、高密度記録を計ることは
不可能である。他の方法として、1本のビデオトラック
を描(1走食毎にヘッドギャップの傾き(アジマス角度
ψ)の異なる回転ヘッドにより映像信号を記録し、アジ
マス損失を利用してガートバンド及び隣接妨害雑音をな
(す方法(アジマス記録方式)がある。ここで、アジマ
ス損失Laは、テープ上のビデオトラック幅W、アジマ
ス角度ψ−記録波長λとすると−と表わせる。ここで、
πは円周率を表わす。
したがって、このアジマス記録方式では、記録波長が短
くなるはと、また一般的にビデオヘッドが隣接トラック
をトレースする幅が狭いはと、そしてアジマス角度ψを
大きくするほど、アジマス損失Laが大ぎ(なり隣接妨
害を軽減できる。
ここで、第4図にアジマス記録方式により隣接妨害が軽
減されることを示すアジマス角度1周波数対アジマス損
失の特性の一特性例を示す。
これはトラック幅1實が58風相対速度Vが5.81の
場合で一記録信号の周波数が629KHzと64M)J
zの特性例である。ところで、音声F M重畳方式にお
ける音声搬送波の中心周波数は、上述したごとくあまり
高い周波数に設定できず−かつ、高記録密度化を計るた
めにはビデオヘッドがトレースしてしまう隣接ビデオト
ラックの幅をあまり狭く出来ないので一実用上問題のな
いレベルまで隣接妨害を減じるには一上述したごとくア
ジマス角度ψを大ぎくするしかなく、上記数値例のVT
Rにおいて−FM音声搬送波周波数を1.3■口とした
場合、アジマス角は20度以上必要である。しかしなが
ら、アジマス角度ψをあまり大きくすると、磁気テープ
とヘッド間の相対的な出力がCOSψ倍となって、再生
nヒカが減少してしまうことと一歩留り等のビデオヘッ
ド製造上の問題−及びトラッキングずれによりヘッド切
換時点等での再生信号の時間軸不連続、いわゆるスキュ
ーが生じてしまう。
ここで、スキュー童口マ、トラッキングずれi−、アジ
マス角ψ、ヘッド・テープ間相対速度vhとすると と表わせ、アジマス角によって大さく変化する。
また1%に、テープ速記を高速にして再生する。
いわゆるサーチ再生時は、画面上に数多くσ〕スキュー
が発生し一画質劣化が大きな問題となる。
ゆえに、アジマス記録方式で音声II′M重畳方式にお
ける隣接妨害を減じるには限度があり、実用上十分なレ
ベルであるとは言えない。
また、もう1つの他の方法としては、ビデオトラック幅
と同じヘッド幅をもつ再生ヘッドにて再生する方法があ
る。この方法の問題点は高密度記録化によりビデオトラ
ック幅が小さくなるにつれて実用上十分なレベルまで隣
接妨害な低減するためにはトラッキング精度を非常に高
めな(てはならない点と記録時の磁気テープ走行速度と
異なる走行速度にて再生する、いわゆる可変速再生が困
難なことである。
上記2つの問題点を解決する手段としては。
ビデオトラック上をビデオヘッドが自動的に正確に、ト
レースするオートトラッキング方法を導入することが考
えられる。このオートトラッキング方法では−ビデオト
ラ1ツク上のどこをトレースしているかを検出する検出
ヘッドや、トラッキングずれを起した場合にビデオヘッ
ド位置を修正するための電気−機械変換素子、例えば−
バイモルフ等が必要となり、機械及び回路が極めて複雑
になるだけでなく、信頼性も低下するなど大きな問題が
ある。
以上説明した三方法は、妨害FM音声信号と希望F M
音声イぎ号との11幅比を小さくして、隣接妨害雑音D
(1)を減少させようとしたが、他の方法として、音声
信号をpM変調するときの周波数偏移量を増力口するこ
とによって−再生音声信号レベルを太キ<シー隣接妨害
雑音を抑圧する方法が考えられる。この方法は、周波数
偏移量を増加させても一第(1)弐に示すように隣接妨
害雑音は希望波と妨害波との差周波数に比例するが、一
方、差周波数の成分を持っているため可聴周波数帯域外
に出てしまい、可聴帯域内の成分ははとんど増力口しな
いという事を利用している。すなわち、音声信号の周波
数偏移量を2倍に増やせば再生音声出力48号レベルは
2倍となるが、可聴帯域内の隣接妨害雑音はほぼ一定で
あるため、隣接妨害は実質上6dB減ったことになるの
である。
しかしながら、上述のごとく音声信号の周波数偏移量を
増加させるためKは、周波数偏移量増加分だけ一音声信
号記録に必要な周波数帯域を広げなくてはならず、第1
.2図に示したFM変調輝度信号Y、あるいは周波数変
換色度信号C1の占有帯域を減少させるか、または、輝
度信号搬送波の中心脚、波数をより高い周波数に設定し
なければならない。
上記FM変調輝度信号あるいは周波数変換色度信号の占
有帯域を減少させることは、画像の鮮鋭度の劣化や過渡
特性劣化に色のにじみなどの画質劣化を招くことKなる
。また、輝度信号搬送波の中心周波数の引き上げは、記
録波長の短波長化を招き、それを避けるためには回転シ
リンダ径を増大させねばならず、小型化する上での大き
な問題点となってしまう可能性がある。
さらに、音声信号占有帯域が広くなると、FM変調輝度
信号及び周波数変換色度信号の側帯波など映像信号から
の妨害を受けやす(なり、いわゆるバズ音の発生による
音質劣化も生じやすい。
以上、述べたように各種方法にはそれぞれ欠点があり、
単独の方法では上記音声F M重畳方式において実用上
十分なレベルまで隣接妨害を軽減し、なおかつ、高記録
密度と可変速再生などの多機能化及び機構上、回路上の
小型化を計ることが困難である。
そこで、上述の各種方式の欠点を補なう方法として、F
M変調音声信号と映像信号とを重畳してアジマス記録す
ることの効果と、音声信号の周波数偏移量を実効的に増
加させ、上述の差周波数をほぼ可聴帯域外となす手段と
して、記録時に音声信号の振幅に応じて振幅や振幅周波
数特性などを変化させ、再生、時には変化させた特性を
冗に戻すことによって雑音を抑制する雑音除去回路を付
710することの効果との相乗効果により、隣接妨害雑
音を実用上十分なレベルまで低減し、かつ、高密度記録
と可変速再生などの多機能化及び機構系、回路系の小型
化とを同時に実現できる方法が考えられる。この方法&
友アジマス記録方式によるアジマス損失での隣接妨害の
低減効果と、音声信号の周波数偏移量を増加させると1
つは差周波数が可聴帯域外に出てしまい、可聴帯域内の
成分はほとんど増加しない性質と隣接妨害雑音の成分が
高域に移動し聴感上の不快感が減少することとを利用し
て隣接妨害雑音を抑圧する効果との相乗効果により隣接
妨害雑音を低減しており、かつ、アジマス記録方式を採
用しているので一高密度記録は熱論可能である。
さらに、この方法には以下のような特徴をも備えている
1つに隣接妨害低減分だけビデオトラック幅をさらに狭
(出来るため高密度記録が行なえること、2つに隣接妨
害雑音以外のノイズも低減できること、3つに実際の音
声信号の周波数偏移量が小さくても良いために記録に必
要な周波数帯域が少なくてよいこと、4つに上記FM変
調音声信号の記録特使用周波数帯域が小さくてよいこと
から周波数偏移量をただ増大させる方法に比べて、輝度
信号の記録波長を長くできるため、回転シリンダ径を小
さく出来、小型化が計れること、5つにバイモルフ素子
(電気機械変換素子)などを用いたオート・トラッキン
グなどの複雑な機構0回路を用いなくても可変速再生が
行なえることなど数多(の利点が生ずる。しかしながら
、音声F’M重畳方式の記録再生系は、F M変調特有
のノイズレベルがノイズ周波数に比例する、いわゆる三
角ノイズをノイズレベル一定の白色雑音とするためにプ
リエンファシス回路及びディエンファシス回路を備えて
いる。そのため、単に音声信号入力端に上記周波数偏移
量を実効的に増7JI]させる手段を付加したのでは、
該周波数偏移量を実効的に増加させる手段で音声信号の
振幅や振幅周波数特性を変化させたのち−さらにプリエ
ンファシス回路の作用で高周波部分を強調するため−F
M変調器への入力が太き(なりすぎて過変調を生じ易く
なり、その結果、過変調による音質劣化を生じてしまう
欠点がある。これを防止するには。
入力音声信号のレベルを絞ることが考えられるが、これ
では、平均的な周波数偏移量が下ってしまい゛、上記隣
接妨害雑音を低減する効果が薄れてしまうことKなり問
題である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、周波数変調音声信号の過変調を防止す
る磁気記録再生装置を得るものである。
〔発明の概要〕
本発明は一記録時に音声信号をプリエンファシスし、プ
リエンファシスされた音声信号の周波数偏移量な実効的
に増加させさらに音声信号の振幅に応じて音声信号の振
幅や振幅周波数特性を変化させたのちFM変調して記録
し、再生時にはF’M復調復調化変化た特性を元に戻し
たのちディエンファシスすることによって、過変調によ
る音質劣化が生じに(くするものであ谷上述のごとく一
昔声F M重畳方式における隣接妨害雑音の低減方法と
して、記録時に音声信号の振幅に応じて振幅や振幅周波
数特性を変化させて、実効的な周波数偏移量を増710
させてFM変調記録し一再生時はF’M復調復調化変化
た特性を元に戻すことにより雑音を抑圧する方法と、ア
ジマス記録方式とを併用する方法は大変有効であるが、
単に音声FM重畳方式の入力端子に付加するとプリエン
ファシス特性との関係で過変調を生じ易(なってしまう
。そこで一本発明では一記録時にまず音声信号をプリエ
ンファシスし、その後−該音声信号の振幅や振幅周波数
特性を変化仝せ、実効的に周波数偏移量を増加させてF
 M変調したのち映像信号に重畳してアジマス記録を行
ない、再生時はFM復調したのち、上記変化させた特性
を元に戻したのち。
ディエンファシスする方法を用いて、過変調を生じに(
(するものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図に示す実施例によって説明する。
第5図は本発明の磁気記録再生装置によって音声信号を
記録する回転ヘッド形VTkLの音声信号記録回路の一
実施例を示す回路構成図である。また第6図は1本発明
の記録方法によって記録された磁気テープを再生するV
TRの音声信号再生回路の一実施例を示す回路構成図で
ある。矛5図において、入力端子1かも入力された音声
信号はプリエンファシス回路2を通ったのち、上圧網回
路3にてjp7図に示す圧縮−伸張特性に従い、圧縮−
伸張のクロス点よりも大ぎな振幅部分は小さいレベルに
、小さい振幅部分はノイズレベルよりも太ぎくなるよう
にレベルが変化されろ。ここで、1/2圧縮回路3はプ
リエンファシスされた音声信号を入力とする検出回路4
の出力信号で利得が制御され、プリエンファシスされた
音声信号のダイナミックレンジを/に圧縮する。/圧縮
回路6の出力信号は、F M変調器5でFM変調される
。FM変調器5の出力は低域通過フィルタ(L、PF)
6にて不要帯域成分1fr:除去されたのち、加算器7
で入力端子8より人力される映像1g号と加算され、磁
気ヘッド9にて磁気テープ10上にアジマス記録される
上記したように、この記録系では、プリエンファシスさ
れた音声信号のダイナミックレンジか/に圧縮され、/
圧縮された信号がFM変調器に入力されるため、単に上
述の周波数偏移fを実効的に増加させる手段を入力端に
付加する方法に比べて、過変調を生じにく(なり、かつ
、平均的周波数偏移量も大きく記録できる。
次に第6図の音声信号再生回路において、磁気テープ1
0より磁気ヘッド9にて再生された信号は、帯域通過フ
ィルタ(BP?’)11に入力される。BPFllは一
再生信号よりFM音声信号を抽出する。ここで、抽出さ
れたFM音声信号中の希望FM音声信号と妨害FM音声
信号とのレベル比は、たとえば、アジマス角±17度、
音声搬送波周波数1.!+I’Jz −トラック幅18
.51im−ビデオヘッド幅25μmとすると約22d
Bである。
また−磁気ヘッド9にて再生された信号は、出力端子1
9より映像信号再生回路(図示せず)へも出力されろ。
抽出されたFM音声信号は、FM復調器12にて音声信
号に復Aさrる。復調された音声信号はL P F13
にてF M搬送波のもれ等を除去されたのち−ホールド
回路14で−ヘッド切替に伴なう雑音を前値保持にて処
理される。
ここで、ホールド回路14は入力端子20より入力され
るヘッド切替信号に同期した制御信号にて一一定期間一
前値保持動作を行なう。
ホールド回路14の出力信号は、ダイナミックレンジを
1/2に圧縮されたままなので一2倍伸張回路15にて
元のダイナミックレンジに伸張する。ここで、2倍伸張
回路15は、ホールド回路14の出力信号を入力とする
検出回路16の出力信号で利得制御され、復調された音
声信号のダイナミックレンジを2倍に伸張する。伸張さ
れた信号は、ディエンファシス回路1’7Y通って、出
力端子18より出力されろ。2倍伸張回路15で伸張さ
れた再生音声信号は、ノイズレベルも同じ伸張動作を受
け、小さい雑音レベルとなるので、隣接妨害雑音の抑え
られた音声信号として出力される。ここで、上記VTR
にてF M音声信号を再生した場合の隣接妨害雑音の雑
音周波数スペクトラムの一特性例を、/2圧縮回路3及
び2倍伸張回路15よりなる雑音除去回路を用いた場合
と用いない場合とに分けて第8図に示す。
第8図において− Iは雑音除去回路がない場合、■は
雑音除去回路を用いた場合をそれぞれ示す。
第8図より明らかなように、雑音除去回路を用いた場合
は、隣接妨害雑音を約20dB程度改善できることがわ
かる。
本発明は一過変調による音質劣化が生じにくく、かつ、
実用上十分なレベルまで隣接妨害を低減でき、その上、
前述した数多くの利点も合わせて生ずる。なお、本実施
例で説明した雑音除去回路は、振幅周波数特性を変化さ
せるもσ)ではなく、単にダイナミックレンジな圧動伸
張するものであるが、その他の方法1例えば振幅周波数
特性をも変化させて雑音除去の動作をするものなどでも
良い。また、記録時に音声信号の特定の帯域の信号レベ
ルに応じて一做幅一振幅周波数特性を変化させて、雑音
除去の動作を行なうものでも、本発明に使用することが
5できる。
さらに、雑音除去回路として記録時に音声信号の振幅お
よび振幅周波数特性の両方を変化させる場合は、振幅周
波数特性をまず変化させ、その後振幅を変化させるのが
、過変調を防止する上で最良である。再生時は変化させ
た特性火元に戻せばよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明を用℃・れ(了、以下に示
すように、 1、 簡単な回路構成にて一過変調による音質劣化を防
止することができる。
2、 ビデオトラック幅をさらに狭くすることカζでき
るため高密度記録が行なえる。
6、 見かけ上の音声信号の周波数偏移量を増加させる
方法であるので、記録に必要な周波数帯域幅が小さくて
よい。
4、 必要な周波数帯域幅が小さくてよ℃・こと力)も
、回転シリンダ径を小さくできる。
5、複雑な機構−回路を用いなくとも良好な音質の口J
変速再生が行なえる。
など数多くの特徴を有し、■TRσ)小形化に対してそ
の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
m1図及び第2夕1は、音声FM多重方式における1g
号周波数スペクトルの例を示す周波数スペクール図、第
6図は隣接妨害の説明σ)ための磁気テープの平面図、
第4図はアジマス角度、記録波長対アジマス損失の特性
を示す特性図、第5図及び第6図は本発明を用いた音声
信号記録再生回路の一実施例を示す回路構成図、第7図
は/2圧縮回路及び2倍伸張回路の入出力特性図、第8
図は隣接妨害雑音減少の効果を示す隣接妨害雑音減少の
周波数特性図である。 2・・・ノリエンファシス回路、 5・・ /圧縮回路− 4,16・・・検出回路、 15・・・2倍伸張回路− 1708,ディエンファシス回路。 第 1 区 第 2 薗 憤 第 3 図 Tt      T2 第 4 図 了りマス内炭 ψ(度) ′$ 7 図 −60−40−100 人カレ入゛)し 第 8 図 Q          10         7σJ
fllQ、(K)IX)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 周波数変調音声信号を磁気テープ上にその長手方
    向に対して所定の角度傾斜した記録軌跡として複数の回
    転ヘッドで順次記録するしまたこれを再生する磁気記録
    再生装置において、記録回路が記録する音声信号の振幅
    を制御させる振幅制御手段と;前記振幅制御手段で振幅
    が制御された前記音声信号が供給されこの音声信号で音
    声搬送波信号を周波数変調する周波数変調器とを・喘え
    、前記振幅2がJm1手段は前記周波数変調器に供給さ
    れる前記音声信号の振11%が一定レベルを越えない値
    に前記音声信号の振幅を制御し、再生回路が前記周波数
    変調音声4W号を復調する復調器と;復調された前61
    音声信号の振1層を調整する振幅調整手段とを備え、前
    記振幅調整手段は前記振幅制御手段の振幅制御特性と逆
    の特性で前記音声信号の振幅を調整し;記録時に前記周
    波数変調音声信号の過変調を防止する磁気記録再生装置
    。 2、 前記記録回路が更に前記音声信号をプリエンファ
    シスするプリエンファシス回路を備剋プリエンファシス
    した前記音声信号を前記撮幅制御手段忙供給し、前記丹
    生回路が更にディエンファシス回路を備え、前記m l
    l’M調整手段の出力信号をディエンファシスすること
    を特徴とする特許請求の範囲矛1項に記gされた磁気記
    録再生装置の音声信号記録再生回に≠
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5265616A (en) * 1975-11-26 1977-05-31 Toshiba Corp Signal recording and reproducing unit

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5265616A (en) * 1975-11-26 1977-05-31 Toshiba Corp Signal recording and reproducing unit

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