JPS615474A - デイジタル信号の記録再生方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、例えばディジタルオーディオテープレコー
ダやディジタルビデオテープレコーダ或いはデータレコ
ーダ等の記録再生装置に用いて好適なディジタル信号の
記録再生方法に関する。

背景技術とその問題点 従来ディジタル信号を記録媒体に記録し、これを再生す
る場合、一般に単一の変調方式を用いている。従っ゛Ｃ
従来の方法では、変調方式に必要な帯域としてナイキス
ト周波数とロールオフ率で決まる周波数までを使用し、
後は記録媒体自体のもっζいる周波数特性に依存して記
録するしかなく、よって記録密度に限界があった。

発明の目的 この発明は斯る点に鑑み、記録密度を向上することがで
きるディジタル信号の記録再生方法を提供するものであ
る。

発明の概要 この発明は、ディジタル信号を帯域の異なる複数の変調
方式により変調して同時に記録媒体に記録し、再生時ナ
イキスト周波数の異なる複数個のフィルタで再生信号を
夫々低域と高域に分離し、こ４の高域の低域成分を補正
して復調するように構成している。これにより、この発
明では記録密度の向上を図ることができる。

実施例 辺土、この発明の一実施例を第１図〜第１０図に基づい
て詳しく説明する。

第１図は本実施例の回路構成をボずもので、（１１はア
ナログ信号が供給される入力端子であって、この入力端
子（１１からのアナログ信号はローパスンイルタ（２）
を介してサンプルホールド回路（３）に供給され、苧で
サンでルホールドされた後Ａ／Ｄ変換器（４）に供給さ
れ、こ＼でアナログ信号からディジタル信号に変換され
てエンコーダ（５）に供給される。そして、エンコーダ
（５）で符号化されると共に誤り検出訂正用のコードが
付加される等の信号処理がなされて変調回路（６）及び
（７）に供給される。

変調回路（６）及び（７）には互いに異なる変調方式が
用いられ、例えば変調回路（６）の変調方式は周波数ス
ペクトラムの分布が低域に集中し、変調回路（７）の変
調方式は周波数スペクトラムの分布が鳥域に集中したも
のとされる。−例として変調回路（６）の変調方式に周
知のＭ’　ＦＭを用いた場合の周波数に対するスペクト
ラムパワーレベルを第２図に承ず。このときの検出窓幅
Ｔｗは０．５Ｔ、最小反転間隔Ｔｍ１ｎはＩＴ、ｉ大反
転間隔Ｔｍａｘは２．５Ｔである。また、変調回路（７
）の変調方式に２１５変換を用いた場合の周波数に対す
るスペクトラムパワーレベルを第３図に示す。このとき
のＴ−は０．４Ｔ：、　Ｔｗｉｎは０．８Ｔ％　Ｔ　ｗ
ａｘは１．２Ｔである。

こ＼で、ごの２１５変換の変調方式を第４図〜第６図を
参照し乍ら説明する。

この方式においては、２ピツ）（Ｂｔ、Ｂｚ）の情報を
５ビツト（ＰＩ、Ｐ２、Ｐｌ、Ｐ４、Ｐ’ｓ）に変換す
る。また“１″の連続を禁止し、１″の間の０″の数を
１または２個とする。

ここで２ビツト（Ｂｚ　、Ｂ２　）について、この２ビ
ツトが取り得る形態は第４図に示すように（ａ）〜（ｄ
）の４通りである。

一方５ビット　（Ｐｒ　、Ｐ２　、Ｐｌ　、Ｐ４　、Ｐ
ｓ　）について、上述の条件を満足する形態は第５図に
示すように（ｅ）〜（ｋ）の７通りである。

そしてこの７通りにおいて、（ｇ）と（ｉ）、（ｈ）と
（ｊ）のパターンは、それぞれ最初のビットを除く４ビ
ツト（Ｐ２〜Ｐｓ）が同一である。

そこで最初のビット（Ｐｌ）を“Ｘ”とおいて、（ｇ′
）、（ｈ′）のように表わす。なお“Ｘ″は前に変換さ
れた情報の最終ビット（ＰＳＰ）に応じて、ＰＬＰ−“
１”のとき“０″、Ｐ　ＳＰ　＝″０”のとき　　　　
　　　　４″１″にされる。

この＜６）、（ｆ）、（ｇ′）、（ｈ′）のパターンを
それぞれ（ａ）〜（ｄ）に当てはめる。

ところがこの場合に、（ｇ′）のパターンの後に（Ｃ）
、（ｆ）のパターンが続くと０″が３個連続するごとに
なる。

そこでまず、第６図（イ）に示されるように（ｇ′）の
後にＣｃ）が続いている場唇には、（ロ）に示されるよ
うにさらに（ｇ′）を（ｅ）に変換し、（ｅ）を（ｋ）
に変換する。次に（ハ）に示されるように（ｇ′）が連
続し、その後に（ａ）が続いζいる場合には、（ニ）に
不されるように最後の（ｇ′）及び（Ｇ）を共に（ｋ）
に変換する。また（ホ）にボされるように（ｇ′）の後
に（ｆ）が続いている場合には、（へ）に示されるよう
に（ｆ）を（ｋ）に変換する。

このようにし”ζ“°ｌ”が連続せ１；、”１″の間の
０゛′の数が１または２個となるように゛変換すること
ができる。なお復調に当たっては、まず（ａ）が検出さ
れたときはその後が（ｋ）であるか否かを判別し、（ｋ
）のとき（ｅ）を（ｇ′）とみなして復調を行う。また
（ｋ）が検出されたときは、その前が（ｅ）（ｋ）であ
るか否かを判別し、（ｅ）（ｋ）のとき（ｋ）を（ｅ）
とみなして復ＩＭ４行い、（ｅ）（ｋ）以外のときその
後が（ｋ）であるか否かを判別し、（ｋ）のとａ　（ｋ
）を（ｇ′）とみなし、（ｋ）以外のとき（ｋ）を（ｆ
）とみなして復調を行う。

そしてこの方式において、Ｔ鍔−０，４Ｔ　、　Ｔ　５
ｉｎ−０，８Ｔ、　Ｔｍａｘ　−１，２７となり、Ｔｗ
とＴ　ｍｉｎ、の比は２倍であると共に、Ｔ　ｌｌ１ａ
ｘ　（！：　Ｔ　ｌｌ１ｉｎの比を１．５倍と小さくす
ることができる。

、従ってピークシフトが小さくなるので記録密度を高め
られると共に、信号が０．８Ｔと１．２７のみなので周
波数スペクトラムの分布が集中して信号が狭帯域になり
、さらにＴｗに対して２倍と３倍の信号のみなので再生
時の自己クロックが容易になるなどの効果がある。

なお上述の変換を行うための変換式は、例えば（ａ）−
＝（ｅ）、（ｂ）→（ｆ）、（Ｃ）→（ｇ′）、（ｄ　
）　−”　（ｈ　’）とした場合に、Ｐ　ｔ　　−−）
３　ｔ　　・Ｐｓｐ（Ｂ２　　トＢｔｆ＋Ｂ２ｆ）十Ｒ
１ｐ−８２Ｐ　（Ｂｌ　十Ｂ？　　・Ｂｔｆ−Ｂ２ｆ）
Ｂ３−Ｂｚ　　・　（Ｂ　２　＋　Ｂ　ｔ４　＋　Ｂ　
、ｆ　）＋Ｂ＋　　・Ｂ２　・Ｂｌｆ−Ｂ２ｆ Ｐｓ−Ｂ２　・　＜Ｂｓ　＋ＢＩＰ＋Ｂ２Ｐ）であり、
復調式は、 Ｂ　１−　Ｐ　３　＋　Ｐ　ｔ・Ｂ２・Ｂ３・Ｂ４・Ｂ
５・Ｐｔｆ４’３ｆ＋Ｐｓ　４Ｐ２４’３４’４Ｐｉ　
　Ｐｓｐ４’ｔｆ４’３ｆＢ２　＝Ｐ５＋Ｐｔ・Ｂ２・
Ｂ３・Ｂ４・Ｂ５・Ｐｓｐ　（Ｐｔｆ＋Ｐ３ｆ）で与え
られる。

再び第１図にもどり、変調回路（６）及び（７）の各出
力は加算器（８）で加算された後スイッチ回路（９）に
供給される。スイッチ回路（９）は後述の回転ヘッド（
１５＾）及び（１５Ｂ）を切換えるためのもので、タイ
ミング発生回路ＱＯＩからの切換信号によって切換えら
れる。このタイミング発生回路α〔には、パルス発生器
（１１）からの回転ヘッド（１５Ａ）。

（１５Ｂ）の回転駆動用モータ（１２）の回転に同期し
て得られる回転ヘッド（１５Ａ　）（１５Ｂ　）の回転
位相を示す３０Ｈｚのパルスが供給されている。　。

タイミング発生回路Ｑｍからの切換信号により切換えら
れたスイッチ回路（９）からの信号は、アンプ（１３＾
）、（１３Ｂ）で増幅された後夫々スイッチ回路（１４
Ａ）　、　　（１４Ｂ）の接点Ｒ側を介して回転ヘッド
（１５Ａ）　、　　（１５Ｂ）に供給され、磁気テープ
（１６）上に記録される。スイッチ回路（１４Ａ　）　
。

（１４Ｂ）は記録時には接点Ｒ側に接続され、再生時に
はＰ側に切換えられる。

なお、ヘッド（１５＾）、（１５Ｂ）は、図示せずも、
等角間隔、つまり、１８０度の各間隔を保ってドラムの
周辺部に配置され、磁気テープ（１６）がドラム周辺部
のその１８０度角範囲よりも狭い例えば９０度角範囲に
わたって巻き付けられている。そして回転ヘッド（１５
＾）、（１５Ｂ）が１秒間に３０回転の割合で所定方向
に回転されると共にテープ（１６）が所定方向に所定速
度で走行されて、回転ヘッド（１５＾）、（１５Ｂ）に
よりテープ（１６）上　　　　　　　：１に、斜めの１
本ずつの磁気トラックが例えばいわゆる重ね書きの状態
で形成される。すなわち、ヘッドギャップの幅（走査幅
）はトランク幅よりも大きくされている。この場合、ヘ
ッド（１５Ａ）。

（１５Ｂ）のギャップの幅方向は、゛その走査方向に直
交する方向に対して互いに異なる方向となるようにされ
る。。つまり、いわゆるアジマス角が異なるようにされ
る。そして、２個の回転ヘッド（１５八）（１５Ｂ）が
テープ（１６）に対して共に対接しない期間（これはこ
の例では９０度の角範囲の期間である）が住し、この期
間を゛利用して記録時は冗長データの付加、外生時は訂
正処理等をするようにすれば装置の簡略化が図れる。

（１７八）、（１７Ｂ）は再生時、スイッチ回路（１４
Ａ　）　、　　（１４Ｂ　）が接点Ｐ側に切換えられた
時対応する回転ヘッド（１５＾）’、（１５Ｂ）からの
再生出力が供給されるアンプであって、これ等の７７７
”（１７＾）　　（１７Ｂ　’）の各出力はスイッチ回
路（１８）に供給される。スイッチ回路（１８）は、タ
イミング発生回路Ｏ１からの３０Ｈｚの切換信号により
記録時と同様にヘッド（１５＾）のテープ当接期間を含
む半回転期間と、ヘッド（１５Ｂ）のテープ当接期間を
含む半回転期間とで交互に切換えられる。

スイッチ回路（１８）の出力はローパスフィルタ（１９
）及びバイパスフィルタ（２０）に供給される。

ローパスフィルタ（１９）及びバイパスフィルタ（２０
）は上述の変調回路（６）及び（７）の各変調方式に対
応してその帯域を設定されており、ローパスフィルタ（
１９）は、例えば第７図にボずように、スペクトラムが
低い方に集中して、ナイキスト周波数ｆＮが低いものが
使用され、一方バイパスフィルタ（２０）は、例えば第
８図に示すように、スペクトラムが晶い方に集中してナ
イキスト周波数ｆＮが高いものが使用される。そして、
スペクトラムが低い方に集中している方のｆ　ｍｉｎ　
、　　ｆ　ｍａｘと、スペクトラムが高い方に集中して
いる方のナイキスト周波数ｆＮとは少くとも次の条件を
満足しなければならない。

Ｔｍａｘ　　　　Ｔｗｌｉｎ これによって、帯域の分離が確実に且つ容易に行われる
。

このようにして、ローパスフィルタ（１９）及びバイパ
スフィルタ（２０）で帯域分離された信号は、夫々復調
回路（２１）と、後述される低域補正回路（２２）を介
して復調回路（２３）とに供給され、こ＼で復調されて
デコーダ（２４）に供給される。デコーダ（２４）で複
号化がなされると共に必要に応じて誤りの検出訂正がな
された後Ｄ／Ａ変換器（２５）に供給され、こ＼でディ
ジタル信号よりアナログ信号に変換される。そして、こ
のアナログ信号は図示せずもアバ−チア回路を通り、更
にローパスフィルタ（２６）を通゛し°Ｃ出力端子（２
７）に元のアナログ信号として取り出される。

なお、スイッチ回路（１８）の出力を上述の如く・ｊｌ
）載置体する際に、バイパスフィルタ（２ｏ）をディジ
タル信号が辿ると、その低域成分が遮断されるので、デ
ィジタル信号としては変動するようになり止しいディジ
タル波形を得ることができなくなる。そこで、本実施例
では低域補正回路（２２）で低域成分を補止し一ζ正し
いディジタル信号とした後復調回路（２３）に供給する
ようにしている。

この低域補正回路（２２）としζは、例えば第９図に示
すような構成のものが使用される。ずなわち、バイパス
フィルタ（２０）側に接続される入力端子（３１）が抵
抗器（３２）を介してトランジスタ（３３）のベースに
接続され、このトランジスタ（３３）のコレクタが正の
電源端子＋Ｖｃｃに接続されると共に抵抗器（３４）を
介し°ζ接地される。また、トランジスタ（３３）のエ
ミッタがダイオード（３５）及び抵抗器（３６）を介し
て電界効果トランジスタ（以上、ＦＥＴと云う）　　（
３７）のゲートに接続され、更にそのゲートが抵抗器（
３８）及びダイオード（３９）を介してトランジスタ（
３３）のエミッタに接続される。そして、ダイオード（
３５）のカソード側とダイオード（３９）のアノード側
との間にコンデンサ（４０）及び（４１）が直列接続さ
れ、コンデンサ（４０）及び（４１）の共通接続点が接
地される。

ＦＥＴ　（３７）　（７）ドレインは正の電源端子＋Ｖ
ｃｃ　　　　　　　　（ｊに接続され、そのカソードは
抵抗器（４２）を介して接地される。またＦＥＴ（３７
）のカソードはローパスフィルタとし°このコンデンサ
（４３）とり変抵抗器（４４）を介して培地される。そ
して、可変抵抗器（４４）の摺動端子が比較器としての
差動アンプ（４５）の反転入力端子に接続される。差動
アンプ（４５）の非反転入力端子（よ入力端子（３１）
に接続され、差動アンプ（４５）の出力側より復調回路
（２３）側に接続されφ出力端子（４６）が取り中され
る。

いま、スイッチ回路（，１Ｂ）　　（第１図）の出力が
バイパスフィルタ（２０）　　（第１図）を通されると
、その低域成分が遮断されそので、そΦ出力側に（ま第
１０図へに示すような変動したディジタル信号が得られ
る。この信号が入力端子（３１）よりトランジスタ（３
３）　ｉｐベースに供給される。トランジスタ（３３）
のエミッタ電位がＦＥＴ（３７）のゲート電位よりも高
くなるとダイオード（３５）がオンしてトランジスタ　
（３３）のエミッタ側よりＦＥＴ（３７）のゲート側に
電流が流れ、逆にトランジスタ（３３）のエミッタ電位
がＦＥＴ（３７）のゲート電位よりも低くなるとダイオ
ード（３９）がオンしてＦＥＴ（３７）のゲート側より
トランジスタ（３３）のエミッタ側に電流電流れる。こ
の結果、ローパスフィルタとしてのコンデンサ（４３）
の出力ｍ（ＩＩＩ（可変抵抗器（４４）側）には、第１
Ｏ図Ｂに示すような、第１Ｏ図Ａの信号の実質的にエン
ベロープ部に相当する低周波成分が導出され、これが基
準信号として可変抵抗器、（４４）を介して差動アンプ
（４５）の反転入力端子に供給される。

一方、この差動アンプ（４５）の非反転入力端子には入
力端子（３１）からの入力信号（第１０図Ａ）が直接供
給されている。従って、差動゛ｒンプ（４５）の基準レ
ベルを信号に応じて変化させて入力端子（３１）からの
入力信号を差動アンプ（４５）の出力側に取り出すと、
正しいディジタル信号に波形整形した第１Ｏ図Ｃに示す
ような信号が得られる。このようにしてバイパスフィル
タ（２０）の出力の低域成分が補正されて正しいディジ
タル信号が取り出されて復調回路（２３）　　（第１図
）に供給され、こ＼で上述の復調式による復調が行われ
る。

発明の効果 一ヒ述の如くこの発明によれば、ディジタル信号を帯域
の異なる複数の変調方式により変調して同時に記録し、
その再生信号を再生時ナイキスト周波数の異なる複数個
のフィルタで夫々低域と高域に分離し、しかも高域の低
域成分を補止して復調し、取り出すようにしたので、記
録媒体自体の周波数特性に依存することなく記録密度を
向上することができ、伝送速度を上げることができる。

図面のｆｆｉ’ｉ、Ｑｉな説明 第１図はこの発明の一実施例を不ず回路構成図、第２図
〜第８図は第１図の動作説明にイ（（するための図、第
９図はこの発明の要部の一例を不ず接続図、第１０図は
第９図の動作説明に供するための図である。

（５）はエンコーダ、（６１、＋７１は変調回路、（８
）は加算器、（１５八）、（１５Ｂ）は回転磁気−、ラ
ド、（１６）は磁気テープ、（１９）はローパスフィル
タ、（２０）はバイパスフィルり、（２１）　、　　（
２３）は復６周回路、（２２）は低域補止回路である。

第２ｒｌＪ 周液数（ＭＨｚ） Ｍ腋数（ＭＨｚ） 第４図　　　　　第５図 第１図 Ｊｕ１浪敷（ＭＨｚ） 第８図 ｊｌｌｉｊ敷（ＭＨｚ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタル信号を帯域の異なる複数の変調方式により変
   調して同時に記録媒体に記録し、再生時ナイキスト周波
   数の異なる複数個のフィルタで再生信号を夫々低域と高
   域に分離し、該高域の低域成分を補正して復調するよう
   にしたことを特徴とするディジタル信号の記録再生方法
   。