JPS6011362B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録側で音声信号をレベル圧縮してテープレコ
ーダに記録し、再生側でレベル圧縮の音声信号をレベル
伸長して元のレベルに戻す磁気記録再生装置に関するも
のである。

一般に音声信号のダイナミックレンジはテープレコーダ
のダイナミックレンジより大きい。

例えばテープレコーダがカセットテープレコーダの場合
にはそれで音声信号をカセットテープに記録し再生し得
るダイナミックレンジは０〜５ＭＢの５の旧であり、そ
れ以上のダイナミックレンジはカセットテープに録音し
再生することができない。またテープレコーダがオーブ
ンリールテープレコーダの場合には、そのダイナミック
レンジはカセットテープレコーダの場合より大きいがそ
れでも６０〜６幻Ｂが限度でありそれ以上は不可能であ
る。したがってテープレコーダに直接音声信号を供給し
ても伝送路で規定されるダイナミックレンジの音声信号
しか伝送できず、元の音声信号をそのまま忠実に伝送し
再生することができない。そのため従来より記録側で音
声信号を伝送路のダイナミックレンジの範囲内までレベ
ル圧縮して伝送路に供給してそれを磁気媒体に記録し再
生側でそのレベル圧縮された音声信号をレベル伸長して
元のレベルに戻す磁気記録再生装置が利用されている。
これを例えば第１図の入出力特性で説明すると、リニア
リテイの特性ａでダイナミックレンジが−７ＭＢまであ
る音声信号を記録側で特性ｂにレベル圧縮して、この場
合には−５ＷＢまでに圧縮してテープレコーダの例えば
カセットテープに供Ｖ給して記録し、再生側でこの音声
信号を特性ｃの装置に供給し、以つて元の特性ａの音声
信号を再生せんとするものである。

また一般に音声信号をテープレコーダに供給してそれを
記録再生するとテープレコーダより雑音が発生するため
音声信号を再生するとテープレコーダの雑音特に磁気媒
体と磁気ヘッドの当接摺動音が再生されてしまう。

そこでその雑音を軽減するために、音声信号をレベル圧
縮する際、テープレコーダで発生する雑音レベル以上に
レベル圧縮すれば、テープレコーダで伝送する時音声信
号と雑音は区別され、例えば第１図でいうと、雑音は−
７比旧附近にあり音声信号は−５のＢ以上にある。そし
てレベル伸長の際特性ｃのように低レベルの方ほどレベ
ルダウンするため音声信号とともに雑音もレベルダウン
されるため、再生される雑音が軽減されるものである。
このように雑音側で音声信号をレベル圧縮してテープレ
コーダに供給してこれを伝送し、再生側でレベル伸長し
て元の音声信号に戻すようにしているのは、ダイナミッ
クの大きい音声信号までも忠実に記録し再生することが
できるとともに、テープレコーダで発生する雑音をそれ
以下に軽減するためである。

従来のこの種の磁気記録再生装置はいづれも伸長回路の
レベルコントロール信号をテープレコーダからの音声出
力信号から取り出し利得制御していたため、このような
装置においては圧縮回路、伸長回路の入力レベルが一致
しなくとも特性ｂ，ｃの折点以上の入力レベルでは総合
特性はリニアになり問題ないが、しかしそのレベルより
低いレベルでは総合特性はリニアにならず段がついてし
まう。

このため従来はこの欠点を補うため磁気テープの録音感
度の違いなどは基準信号を録音再生し、レベル調整して
いる。

しかし、テープレコーダの周波数特性のうねり、テープ
走行中のレベルのふらつきが伸長回路で伸長比倍だけ劣
化する欠点は解消されていない。この欠点を除くために
は、伸長回路の利得制御を入力信号かち得られる圧縮回
路の利得制御用コントロール信号で制御することにより
解決できる。

しかしこの方法はテープレコーダに圧縮回路出力のレベ
ル圧縮された音声信号以外に、伸長回路で用いる入力信
号から得られる圧縮回路の利得制御用コントロール信号
も同時に録音する必要がある。この方法は従来のテープ
レコーダとの互換性を考慮すると音声トラック間のガー
ドハンドの１部を利用し録音するか、または２０ＫＨＺ
以上の周波数のキャリアをコントロール信号で変調し音
声トラックに多重録音するなどがある。しかしいづれの
方法でもコントロール信号の録音・再生系の品質は音声
信号のそれと異なり、周波数特性、Ｓ／Ｎなど著しく悪
くならざるを得ない。コントロール信号の周波数特性は
コントロール信号の立上り時間を制限し、雑音は伸長回
路のＳ／Ｎを劣化させる。そこで本発明の目的はコント
ロール信号記録用トラックを持つテープレコーダにおい
て、そのトラックの周波数特性がコントロール信号の所
定の立上り時間を満たさない場合でも、伸長回路の立上
り時間が劣化しない磁気記録再生装置を提供するもので
ある。

この目的を達成するため、本発明は記録再生に各々専用
のヘッドを持ちかつ磁気媒体のコントロール信号記録用
トラックに対応した各々専用のヘッドを持つテープレコ
ーダを利用し、その昔声トラック用記録ヘッドあるいは
再生ヘッドを、コントロール信号トラック用記録ヘッド
あるいは再生ヘッドより、テープ走行方向に対し相対位
置をずらして、音声トラックに録音再生された信号より
もコントロール信号トラックに録音再生された信号が早
く得られるようにしコントロール信号トラックの周波数
特性がコントロール信号の所定の立上り時間を満たさな
い場合でも、．伸長回路の立上り時間の劣化を防ぐよう
にしたものである。

次に第２図により本発明の具体的実施例を説明する。第
２図において、入力信号は瞬時対数圧縮回路１で対数圧
縮され全波整流回路２で整流される。その信号は圧縮回
路１の立上り時間および復帰時間を決める圧縮用積分時
定数回路３で平滑され対数伸長回路６でレベル伸長され
たレベル伸長用利得制御信号を作り出し、これを用いて
乗算回路７で入力信号をレベル圧縮するよう利得制御す
る。レベル圧縮された信号は音声信号用記録回路、ヘッ
ド９を通し磁気テープ１５上に記録される。一方伸長回
路用制御信号は全波整流回路２の出力を帯城制限するた
めにローパスフィル夕４に入る。伸長回路用制御信号の
必要帯域は直流から圧縮回路３の立上り時間に対応した
伸長回路の立上り時間で定まる周波数である。制御信号
は直流からあるためこれを磁気テープ１５上に記録再生
するためには変調する必要がある。制御信号用記録再生
トラックのＳ／Ｎ、周波数特性は音声信号用記録再生ト
ラックに比較して互換性、クロストークを考慮すると著
しく悪くならざるを得ない。以上の点を考えると伸長回
路の立上り時間で定まる周波数まで記録・再生すること
はむずかしい。このためローバスフィルタ４は変調回路
５、制御信号記録回路、ヘッド８、制御信号再生ヘッド
、回路１０、復調回路１２の周波数特性からその時定数
を定め、その結果伸長回路の立上り時間が遅れる問題は
第４図、第５図、第６図に示したように、音声信号用記
録・再生ヘッドと制御信号用の記録・再生ヘッドの位置
関係を、音声信号と比較して、制御信号が所定の時間だ
け早く取り出すことにより解決できる。この第４図、第
５図、第６図は各々その一例にして、１６は磁気テープ
で矢印方向に走行する。１７は記録ヘッド、１８はその
音声信号用記録ヘッド、１９はその制御信号用記録ヘッ
ド、２０は再生ヘッド、２１はその音声信号用再生ヘッ
ド、２２はその制御信号用再生ヘッドであり、第４図に
おいては再生ヘッド２０の方のギャップの相互関係はず
らさず、記録ヘッド１７の制御信号用記録ヘッド１９の
記録ギャップ１９ａを音声信号用記録ヘッド１８の記録
ギャップ１８ａより再生ヘッド２０側に配置して、所定
の時間より早く制御信号を再生ヘッド２２で取り出す。

第５図においては第４図の丁度逆の関係に配置した例、
第６図においては記録ヘッド１７、再生ヘッド２０の両
方ともその制御信号用記録ヘッド１９、再生ヘッド２２
を互いに近づけて配置して第４図と同様に所定時間より
早く制御信号を再生ヘッド２２で取出すものである。こ
れを今入力信号にトーンバースト信号が入った場合、制
御信号の録音再生復調後伸長回路の時定数回路１３を通
った後の波形を第７図、第８図、第９図に示す。

第７図は制御信号鍵再系の周波数特性が十分であり、伸
長回路の立上り時間△ｔに影響しない場合である。第８
図は周波数特性が十分でなく立上り時間が△ｔ′だけが
大きくなった場合、第９図はその分だけ制御信号系を早
くピックアップした場合である。第９図からわかるよう
にｔ＝ら以前すなわち本来制御信号がでていない時にも
制御信号が出る欠点がある。したがって音声信号より制
御信号を早目１こピックアップする時間も音響特性、聴
感上ｌｏｗｓｅｃ以内である必要がある。第２図で上記
のようにローパスフィルタ４，８の磁気ヘッドが設計さ
．れた回路において、ローパスフイル夕４の出力はＦＭ
またはその他変調回路５で変調され制御信号記録回路、
ヘッド８を通し磁気ヘッド１６上に録音される。

制御信号再生回路１０で再生された信号は、変調回路５
に対応した復調回路１２で復調され、伸長回路用積分時
定数回路１３で平滑される。平滑された制御信号は対数
伸長回路１４で元に戻され、乗算回路１５で音声信号用
再生回路１１からのレベル圧縮された信号をレベル伸長
を行い元に戻す。ここでさらにもっと具体的実施例を示
そう。

第２図において磁気テープ１６としてリール・ツウ・リ
ールタイプのカセットテープを用いた場合である。この
場合の圧縮用積分時定数回路３、ローバスフイルタ４、
伸長用積分時定数回路１３の各回路並びにその各抵抗、
コンデンサの値は第２図中に示した通りである。ただし
ここでＲｏは全波整流回路２の出力抵抗である。ここで
注意すべきは圧縮用積分時定数回路３においてその立上
り時定数が抵抗ＲｏとコンデンサＣ，で決まりこの場合
２０ｒｓｅｃであるのに対してローパスフイルタ４の立
上り時定数が２０仏ｓｅｃになっていないことである。
この理由はローパスフィル夕４の抵抗Ｒ２とコンデンサ
Ｃ２の値を各々Ｒｏ，Ｃ，と同じ値にすると、制御信号
として８．派ＨＺの信号を必要とし、キャリアにはそれ
以上の周波数を必要とするが、カセットテープは帯域、
Ｓ／Ｎが良くないため、そのような高い周波数を記録再
生することはできない。そこでカセットテープに簡単に
記録再生できる実用的な周波数にまでおとす工夫が必要
となり、第３図中に示したＲ２＝３０００，Ｃ２＝０．
０６８ｒＦに選定した。このようにすると制御信号は６
００日２で良く、キャリア周波数を氷ＨＺにして△ｔ：
１．松ＨＺでＦＭ変調してカセットテープ１５に記録す
ることができる。しかしながらローパスフイルタ４の時
定数をこのように選定するとその立上り時定数が１のｓ
ｅｃと圧縮用積分時定数回路３の立上り時定数２０Ａｓ
ｅｃに比べ５０倍もかかるため、このままでは制御信号
が音声信号が音声信号に比べて５ぴ音も遅延してしまう
。

そこでこの遅延を制御信号用記録ヘッド、再生ヘッドの
両ギャップ間の配置をうまく利用して解決せんとするも
ので、第４図〜第６図において、カセットテープを４．
７５肌／ｓｅｃで矢印方向に走行するものとすれば、第
４図と第５図においては、制御信号用ヘッドのギャップ
とそのヘッドのすぐ直下の音声信号用ヘッドのギャップ
の間隔を４．７５ミクロンになるように両ヘッドを配置
すれば、音声信号と制御信号間の時間的ずれをなくすこ
とができる。

なおこの第４図〜第６図に示す磁気ヘッドは図示のよう
に記録ヘッド１７と再生ヘッド２０を一つのシールドケ
ース２３に入れ、第３図のカセットケース２４の前側壁
の中央孔２５の内に挿入してカセットテープ１６に当援
するものであるが、本発明は制御信号用の記録ヘッド、
再生ヘッド間の配置が前記のようになっていればよいの
であるから、何もそれに限定されるものではなく、前側
壁の三つの孔２５，２６，２７と二つの小孔２８，２９
のいくつかの孔を利用し、例えば記録ヘッド（第４図の
１７）を中央孔２５に再生ヘッド（第４図の２０）をそ
の右方の４・孔２９にしても、また消去と記録ヘッドを
孔２６に再生ヘッドを中央孔２５に入れるよう構成して
も良い。

また何もカセットテープレコーダに限定されるものでは
なく−リールタイプのカートリッジテープに適用しても
良いし、またオープンリールタイプのテープに適用して
も良い。このように雑音を軽減する磁気記録再生装置に
おいて、従釆伸長回路の制御信号をレベル圧縮し録音再
生された音声信号から作りだしていたためテープレコー
ダのレベル変動、周波数特性のうねりなどが伸長比倍だ
け劣化する欠点があったので、これを解決するため、原
信号から作り出した伸長用制御信号も磁気媒体上に録音
し再生時にこの制御信号を用いてレベル伸長す方式を考
えたが、従来のテープレコーダとの互換性、制御信号ト
ラックから音声信号トラックへのクロストークを考慮す
ると、制御信号の記録再生系の周波数特性Ｓ／Ｎは音声
信号用それと比較して著しく悪くならざるをえない。

特に周波数特性の劣化は伸長回路の立上り時間を劣化さ
せる。このため本発明は音声信号記録再生ヘッドと制御
信号記録再生ヘッドの位置関係を音声信号に比較して制
御信号が早く取りだせるようにして周波数特性の劣化が
伸長回路の立上り時間に影響するのを防ぎ、より原信号
に近い圧縮、伸長をできるようにしたものであり、しか
もそれが単に制御信号用の記録ヘッドと再生ヘッド間の
相互間隔を適宜に選定するだけですみそれ以上の余分の
回路例えば遅延回路を特に設けなくてすむので便利であ
る等多くの利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気記録再生装置の入出力特性図、第２図は本
発明による磁気記録再生装置の一実施例回路図、第３図
はカセットとヘッドの相互関係を示す説明用斜視図、第
４図、第５図、第６図は各々制御信号用記録再生ヘッド
と音声信号用記録再生ヘッドの位置関係を示す実施例、
第７図、第８図、第９図は各々原信号にトーンバースト
信号を入れた場合の伸長用時定数回路出力の波形を示す
。 １……瞬時対数圧縮回路、２……全波整流回路、３・・
・…圧縮用積分時定数回路、４・・…・ローパスフィル
タ、５・・・・・・変調回路、６・・・・・・圧縮用対
数伸長回路、７・・・・・・乗算回路、８・・・・・・
制御信号用記録回路・ヘッド、９・・・・・・音声信号
用記録回路・ヘッド、１０・・・・・様Ｕ御信号用再生
ヘッド・回路、１１・・・・・・音声信号用ヘッド・再
生回路、１２・・・・・・復調回路、１３・・・・・・
伸長用積分時定数回路、１４・・・・・・伸長用対数伸
長回路、１５……乗算回路、１６・・・・・・磁気テー
プ、１７・…・・記録ヘッド、１８・・・・・・その音
声信号用記録ヘッド、１９・…・・その制御信号用記録
ヘッド、２０・…・・再生ヘッド、２１・・・・・・そ
の音声信号用再生ヘッド、２２・・・・・・その制御信
号用再生ヘッド。 牙１図 才２図 才３函 ナ４図 才Ｓ蝿 才５四 才７図 才８図 才？図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原信号をレベル圧縮した信号以外に原信号から作る
   レベル伸長用制御信号も磁気媒体に磁気ヘツドで記録し
   、再生時にはこの制御信号を用いてレベル圧縮された信
   号をレベル伸長し元に戻す磁気記録再生装置において、
   原信号の整流信号に対応したレベル伸長用制御信号をロ
   ーパスフイルタで帯域制御してから直流成分を含まない
   変調方式で変調するとともに、この変調された制御信号
   を記録再生する磁気ヘツドと、原信号をレベル圧縮した
   音声信号を記録、再生する磁気ヘツドとの位置関係を、
   再生時に音声信号と制御信号の両信号を実質的に同じに
   再生できるように配置してなることを特徴とする磁気記
   録再生装置。