JPS6358645A - デイジタル磁気記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、たとえば回転ヘッド式のディジタル・オー
ディオ・テープレコーダなどで、頭出しなどのための高
速再生モードを有するディジタル磁気記録再生装置に関
するものである。

［従来の技術］ 第５図は従来の回転ヘッド式の磁気記録再生装置の概略
構成図である。同図において、（１）は信号を記録する
テープ状媒体、（２）は上記テープ状記録媒体に、映像
信号などのメイン信号を記録再生するための回転ヘッド
であって、アジマス角の異なる２つのヘッド（ＨＡ）　
、　（ＨＢ）を有する。（３）は頭出し信号を記録する
イレースヘッド、（４）は高速テープ走行時の頭出し信
号を再生するキューヘッドである。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

記録時において、記録媒体（１）には回転ヘッド（２）
によりメイン信号が記録されるとともに、イレースヘッ
ド（３）を介して、メイン信号より十分に低い周波数、
たとえば数１０Ｈ２で頭出し信号が数１０秒間深層記録
により周波数多重にて記録される。

このように深層記録された記録媒体（１）から再生する
場合、通常再生状態では上記回転ヘッド（２）によりメ
イン信号とともに頭出し信号も再生されるが、数１０Ｈ
２の極めて低い周波数であるから、メイン信号の処理帯
域以下で、映像などメイン信号の再生への影響はない。

一方、頭出し信号を高速再生する場合は、記録媒体（１
）が回転ヘッド（２）と接触しない走行状態として、通
常再生の場合の数１０倍速にて頭出し信号をキューヘッ
ド（４）で再生する。

［発明が解決しようとする問題点１ 以上のように構成された従来のディジタル磁気記録再生
装置においては、頭出し信号の高速再生の実現にあたっ
て、専用の固定ヘッドを必要とし、構成が複雑になる。

また、高速再生中は、メイン信号の読み出しができない
問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、専用の固定ヘッドを用いなくとも、回転ヘッ
ドにより１頭出し信号の高速再生が行なえ、しかも、そ
の時、メイン信号を正確に再生することができるディジ
タル磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかるディジタル磁気記録再生装置は、高速
再生時に回転ヘッドにより再生される信号から、上記回
転ヘッドと記録媒体との相対速度の変化を検出し、この
検出信号により、ＰＬＬ回路に対し、入力ディジタル信
号と可変周波数発振回路（以下ＶＣＯと称す）の出力ク
ロック信号の位相回期を補償する周波数制御印加手段を
設けたことを特徴とする。

［作用］ この発明においては、回転ヘッドにより再生される信号
から、上記回転ヘッドと記録媒体との相対速度のずれを
検出し、その検出信号によりＰＬＬ回路のクロック信号
生成条件がコントロールされ、高速再生時、専用の固定
ヘッドを使用することなく、上記回転ヘッドにより記録
媒体に記録された情報を直接、正確に読み取ることが可
能となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。

第１図はこの発明の一実施例によるディジタル磁気記録
再生装置の構成を示すブロック図である。第１図におい
て、（１）はディジタル信号が記録されているテープ状
媒体、（２）は記録媒体（１）の信号を再生する回転ヘ
ッドであり、アジマス角の異なる２つのヘッド（ＨＡ）
　、　（Ｈｅ）を有する。

（６）は上記回転ヘッドを取りつけるドラム、（５）は
回転ヘッド（２）より再生された微弱な電気信号を増幅
する再生アンプ、（７）は再生アンプ（６）より出力さ
れたアナログ信号を１．０のディジタル信号に変換する
データ検出回路、（８）は再生アンプ（５）より出力さ
れるエンベロープ波形をＡＭ検波するエンベロープ検波
回路、（９）は不要な高域周波数成分を除去するローパ
スフィルタである。

（１０）はアナログ信号を１．０のパルス信号に変換す
る波形整形回路、（１１）は波形整形回路（１０）より
出力されるパルスの数を計数するカウンタ回路、（１２
）は入力信号に応じた周波数を出力するＶＣＯｌ（１３
）はデータ検出回路（７）から出力されるディジタル信
号とＶ　ＣＯ（１２）より出力される信号との位相差を
検出し、その差に応じた信号を出力する位相比較器、（
１４）は位相比較器（１３）から出力される位相差信号
から不要な高域周波数成分を除去するローパスフィルタ
、（１５）はＶ　ＣＯ（１２）から出力される信号を１
／Ｎに分周する分周器、（１６）は記録時のチャンネル
周波数（ｆｂ）を発生する基準信号発生回路、　（１７
）はカウンタ回路（１１）および高速再生モードを示す
フォワード／リバース切換信号により、高速再生に伴な
う相対速度のずれに対応した周波数を生成するプログラ
マブルカウンタ、（１８）は分周器（１５）より出力さ
れる信号とプログラマブルカウンタ（１７）より出力さ
れる信号の周波数差に応じた信号を出力する周波数弁別
回路、（１９）はサンプルホールド回路であり、スイッ
チ（Ｓ２）が■にセットされた状態においても■に切り
換わる直前の■とセットされていた状態の信号を出力す
る回路である。

なお、（Ｓｌ）　、　（Ｓ２）　、　（Ｓ３）は波形整
形回路（１０）よりの出力信号により■、または■にセ
ットされるスイッチである。

つぎに、上記構成の動作を、第１図〜第４図にもとづい
て詳しく説明する。

第１図において、記録媒体（１）を回転ヘッド（２）の
２つのヘッド（）ＩＡ）　、　（ＨＢ）で順次走査する
ことにより、通常再生モードでは第２図に示すように、
回転ヘッド（２）の２つのヘッド（ＨＡ）　。

（ＨＢ）は、１フイールド毎に所定のアジマス角度で記
録された各トラック（Ｔ）上を交互に走査する。

ところが、通常再生のＮ倍の高速再生モード時、例えば
巻き戻し時には、前記回転ヘッド（２）の２つのヘッド
（ＨＡ）　、　（）ＩＢ）は、第２図の斜線（Ｘ）で示
すように複数個の信号トラック（Ｔ）に跨って走査する
ことになる。その結果、再生アンプ（５）ヨり出力され
る信号は、第３図（ａ）に示されるエンベロープ波形が
得られる。なお、第３図における斜線部分が現在走査し
ているヘッドと同一アジマスのエリアであり、正常な信
号が再生されている部分である。

たとえば、ドラム（６）に対して媒体（１）の巻き付は
角が９０度であり、媒体（１）上に記録されている信号
のトラックフォーマットが第２図に示されたものを再生
する装置においては、高速再生モードの倍速Ｎとクロス
するトラックの数（Ｔｘ）は、下記の（１）式にて表わ
され、フォワード方向、リバース方向とも同一である。

但し、Ｓ：媒体送りスピードＮ：倍速、Ｄニドラム回転
数（ｒｐｍ） また、その時のヘッドアングルは、フォワード方向をθ
ＦＮ、　　リバース方向をθＲＮとした場合、下記の（
２）式および（３）式にて表わせる。

さらに、高速再生状態における上記回転ヘッド（２）と
上記媒体（１）の相対速度は、フォワード方向をＶＦＮ
、リバース方向をＶＲＮとした場合、下記の（４）式お
よび（５）式にて表わせる。

以上の説明により、高速再生状態において、ドラム（６
）の回転数を通常再生状態に固定した場合、クロスする
トラックの数（Ｔｘ）＋；！媒体の送りスピードの倍速
に比例し、上記相対速度は、フォワード方向の場合減速
し、リバース方向の場合上昇する二とが理解ぞ電る。

つまり、高速再生状態における前記相対速度はクロスす
るトラックの数（ＴＸ）とフォワード方向かリバース方
向であるかの信号により求まることが理解て２る。

一方、ディジタル磁気記録再生装置においては、再生さ
れた信号を処理する場合、媒体の走行変動に伴なったク
ロックを生成する必要があり、一般にＰＬＬ回路が用い
られる。

このＰＬＬ回路は、再生アンプ（５）より出力されたア
ナログ信号をデータ検出回路（７）にて１゜０のディジ
タル信号とし、その入力ディジタル信号とＶ　ＣＯ（１
２）より出力されるクロック信号の位相差を検出し、そ
の検出信号によりＶ　ＣＯ（１２）の出力周波数をコン
トロールし、入力ディジタル信号に同期したクロック信
号を生成する回路である。

このようなＰＬＬ回路に、高速再生状態のディジタル信
号が入力された場合、上記相対速度が通常再生状態から
ずれているため、通常の位相誤差が大きくなり、データ
の検出の確率の低下、または入力ディジタル信号とＶ　
ＣＯ（１２）の出力クロツり信号とが同期不可となる。

このような問題を回避するには高速再生時、上記ＰＬＬ
回路に対して、上記クロスするトラックの数（ＴＸ　）
を情報として、上記相対速度のずれに対応させた誤差信
号を加え、入力ディジタル信号とＶ　ＣＯ（１２）より
出力されるクロック信号の通常位相誤差を補償する手段
が考えられる。以下にその具体的な方法について説明す
る。

まず、高速再生時、再生データより上記相対速度を検出
する一実施例について詳しく説明する。

第１図において、上記したように再生アンプ（５）から
は第３図（ａ）で示されるように、クロスするトラック
に対応したエンベロープ波形が出力される。

その再生アンプ（５）より出力された信号は、エンベロ
ープ検波回路（８）に入力されてＡＭ検波され、ローパ
スフィルタ（８）により不要な高域成分のノイズが取り
除かれ第３図（ｂ）に示すクロストラックの周期波形が
出力される。

さらに、その信号（ｂ）は波形整形回路（１０）に供給
され、ここで２第３図中（ｂ）に示すスレショルドレベ
ル（丁Ｈ）と比較され、もって、その出力は第３図（Ｃ
）に示すパルス状の信号としてとり出される。

以上の結実現在走査しているヘッドと同一アシマストラ
ックがハイレベル、逆アジマストラックがローレベルと
して検出され、もって、上記パルスの数をヘッド走査毎
にカウンタ回路（１１）にてカウントすれば、上記（１
）式にて示したクロスするトラックの数（Ｔｘ）が求ま
り、さらに、フォワード方向か、リバース方向かの信号
をモニターすれば、上記相対速度の変動量が検出できる
。

つぎに、このようにして検出された信号を用いて、上記
相対速度の変動に追従するＰＬＬ回路の構成について具
体的に述べる。

上記波形整形回路（１０）の出力信号により、第３図（
ｃ）で示すような現在走査しているヘッドと同一アジマ
スエリアにおいて、ハイレベルが抽出され、この時、ス
イッチ（ｓｌ）　、　（Ｓ２）　、　（Ｓ３）は、すべ
て■側にセットされる。スイッチ（Ｓｌ）の■端子より
入力されるビット周波数（ｆｂ）にて伝送されるディジ
タル信号（Ａ）とＶ　ＣＯ（１２）より出力される出力
クロック（Ｃ）との位相差を位相比較器（１３）にて検
出し、その位相差に応じた信号（Ｄ）を出力し、不要な
高域ノイズをローパスフィルタ（１４）にて除去し、そ
の位相差信号（Ｂ）をＶ　ＣＯ（１２）に入力し、その
信号（Ｂ）により、信号（Ｃ）の周波数、位相を制御し
、入力ディジタル信号（Ａ）と同期したクロックにして
いる。

第４図は、上記ＰＬＬ回路の動作特性を示すものであり
、上記ディジタル信号（Ａ）のビット周波数（ｆｂ）　
（横軸）が変化した場合の位相差信号（Ｂ）の変化を表
わしている。

まず、ビット周波数（ｆｈ）が記録時のチャンネル周波
数と一致した状態、つまり、上記相対速度が規定値にな
っている状態において位相差信号（Ｂ）のレベルはＯｖ
になっている。但し、この場合、ローパスフィルタ（１
４）に加算されている信号（Ｄｌ）はＯＶである。

このような状態からビット周波数（ｆｂ）が速くなる、
つまり上記相対速度が速くなると位相差信号（Ｂ）のレ
ベルはｅ方向に大きくなり、その信号（Ｂ）　ニよりＶ
　ＣＯ（１２）（７）出力信号（Ｃ）も速くなり、信号
（Ａ）と同期した信号（Ｃ）が得られる。しかし、ビッ
ト周波数（ｆｂ）がさらに速くなっても位相差信号は（
ｂｌ）以上には成り得す、その結果として信号（Ａ）と
信号（Ｃ）の同期がはずれる。

一方、ビット周波数（ｆｂ）が遅くなる、つまり、上記
相対速度が遅くなると位相差信号（Ｂ）のレベルはｅ方
向に大きくなる。その信号（Ｂ）によりＶ　ＣＯ（１２
）（７）出力信号（Ｃ）も遅くなり、信号（Ａ）と同期
した信号（Ｃ）が得られる。しかし、さらにビット周波
数（ｆｂ）が遅くなっても、位相差信号は（ｂ２）以下
には成り得す、その結果として、信号（Ａ）と信号（Ｃ
）の同期がはずれる９そこで、この発明のディジタル磁
気記録再生装置に用いているＰＬＬ回路においては、以
下に示す具体的な方法で相対速度のずれに伴なう信号（
Ａ）と信号（Ｃ）の位相差の変動を補償している。

第１図において、現在走査しているヘッドと逆アジマス
のエリア、または２つのヘッド（ＨＡ）　。

（）ＩＢ）のいずれの回転ヘッドも走査していないエリ
ア、つまり、第３図（Ｃ）のレベルがローにおいて、ス
イッチ（Ｓｌ）　、　（Ｓ２）　、　（Ｓ３）をすべて
■側にセットすれば、Ｖ　ＣＯ（１２）の出力信号（Ｃ
）が分周器（１５）で１／Ｎに分周された出力信号（Ｅ
）と記録時のチャンネル周波数（ｆｂ）を発生する基準
信号発生回路（１８）からの出力信号をプログラマブル
カウンタ（１７）にて１／（ＮＸＺ）分周された出力信
号（Ｆ）との周波数弁別が行なわれる。この時、信号（
Ｅ）　　、　（Ｆ）の周波数は、ｆｔ＝ｆｃ／Ｎ但し、
ｆｃは信号（Ｃ）の周波数、ｆｒ　＝　ｆｂ　／（ＮＸ
Ｚ）である。

周波数弁別回路（１８）は、信号（Ｆ）に対する信号（
Ｅ）の高低を弁別し、その信号レベルをサンプルホール
ド回路（１９）に設けられたバッファーアンプを介して
信号（Ｐｌ）としてローパスフィルタ（１４）を介して
Ｖ　ＣＯ（１２）を駆動する。なお、サンプルホールド
回路（１９）のバッファーアンプ入力に設けられている
コンデンサは、スイッチ（Ｓ２）が■にセットされた状
態において、周波数弁別回路（１日）よりの信号レベル
をサンプルホールドするために設けられている。

一方、ローパスフィルタ（１４）への入力信号（Ｄ）は
スイッチ（Ｓ３）によりＯｖにセットされる。

これは上記した信号（Ａ）のチャンネル周波数とＶ　Ｃ
Ｏ（１２）の出力信号（Ｃ）の位相差がない状態を擬似
的にセットしたことになる。

その結果、周波数弁別回路（１８）→ローパスフィルタ
（１４）→ｖ　ｃ　Ｏ（１２）→分周器（１５）→周波
数弁別回路（１８）からなる制御ループは２本来のＰＬ
Ｌ回路とは独立した周波数制御回路として動作し、その
制御ループにより、ｆＦ　−ｆＥ　となり、ｆｂ　　／
　（ＮＸＺ）＝　ｆｒ　　＝　ｆＥ　＝　ｆｃ　　／Ｎ
、ゆえにｆｃ＝ｆｂ／Ｚとなる。

以上によって、周波数弁別回路（１８）からサンプルホ
ールド回路（１９）を介して出力される信号（Ｄｌ）に
より、入力ディジタル信号（Ａ）とＶ　ＣＯ（１２）の
出力信号（Ｃ）の定常位相差を補償した状７Ｂで上記相
対速度の変動に追従したＰＬＬ回路が構成できる。

以上、ＰＬＬ回路の構成についてまとめると、正常な信
号が再生されていないエリア、つまり逆アジマスエリア
または回転ヘッド（２）が媒体（１）を走査していない
エリアにおいて、スイッチ（Ｓｌ）　、　（Ｓ２）　、
　（Ｓ３）をすべて■側にセットし２回転ヘッド（２）
の一方のヘッド（）ＩＡ）、または（ｌ（Ｂ）が媒体（
１）を走査するごとに得られるクロスするトラックの情
報を、プログラマブルカウンタ（１７）にセットする。

さらにフォワード／リバース切換信号の情報をプログラ
マブルカウンタ（１７）に入力することにより、上記ク
ロスするトラックの情報より相対速度の変動量が検出さ
れ、それた対応した周波数の信号がプログラマブルカウ
ンタ（１７）より出力される。その出力はＶ　ＣＯ（１
２）の出力信号を１／Ｎ分周した信号と周波数弁別され
、Ｖ　ＣＯ（１２）の出力周波数をプログラマブルカウ
ンタ（１７）より出力される周波数、つまり相対速度の
変動量に対応した周波数とするよう、信号（Ｄｌ）とし
てローパスフィルタ（１４）に加算される。

このような状態から、正常な信号が再生されるエリア、
つまり正アジマスエリアに移行すると、スイッチ（Ｓｌ
）　、　（Ｓ２）　、　（Ｓ３）はすべて■側にセット
される。この時、（Ｄｌ）はサンプルホールド回路（１
８）により、スイッチ（Ｓｌ）が■にセットされる直前
［相］値に保持されている。

これによってデータ検出回路（７）より入力される上記
相対速度の変動に伴うチャンネル周波数の変動したディ
ジタル信号入力（Ａ）はｖ　ｃ　ｏ　（ｔ２）より出力
される＝　ｆｂ　／Ｚなる周波数と位相差が補償された
ものとなり、高速再生の倍速とは無関係に、はぼ第４図
にて示すＯｖが位相比較器（１３）より信号（Ｄ）とし
て出力され、ローパスフィルタ（１４）を介してＤ１＋
［）（７）信号トシテ、Ｖ　ＣＯ（１２）ニ入力される
。もって、その出力信号（Ｃ）は、入力（Ａ）と同期す
るように周波数がコントロールされて出力される。

し発明の効果］ 以上のとおり、この発明によるときは、回転により再生
される信号から、高速再生に伴なう回転ヘッドと記録媒
体の相対速度の変動を検出し、かつ、ＰＬＬ回路におけ
る入力データとｖＣＯの出力クロックの位相差をコント
ロールすることが可能であり、専用の固定ヘッドを用い
ることなく、頭出し信号の読取りなどの高速再生を行な
うことができ、しかも、その高速再生時にメイン信号を
正確に再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるディジタル磁気記録
再生装置の構成を示すブロック図、第２図は記録媒体の
トラックフォーマットを示す図、第３図は動作説明のた
めの波形図、第４図は動作説明のためのタイミング図、
第５図は従来のディジタル磁気記録再生装置の要部の概
略図である。 （１）・・・記録媒体、（２）・・・回転ヘッド、（５
）・・・再生アンプ、（８）・・・ドラム、（７）・・
・データ検出回路、（８）・・・エンベロープ検波回路
、（９）・・・ローパスフィルタ、（ｌＯ）・・・波形
整形回路、（１１）・・・カウンタ回路、（１２）・・
・ｖＣＯ１（１３）・・・位相比較器、（１４）・・・
ローパスフィルタ、（１５）・・・分周器、（１８）・
・・基準信号発生回路、（１７）・・・プログラマブル
カウンタ、（１８）・・・周波数弁別回路、　（１９）
・・・サンプルボールド回路。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともアジマス角の異なる２個の回転ヘッド
   を有し、高速再生時、上記回転ヘッドと記録媒体の相対
   速度のずれを検出する手段を備え、かつ上記回転ヘッド
   により再生される入力ディジタル信号と可変周波数発振
   回路の出力クロック信号との位相差を検出し、その位相
   差に応じた信号を上記可変周波数発振回路に入力してそ
   の出力信号周波数を制御し、入力ディジタル信号に同期
   したクロック信号を生成するＰＬＬ回路を備えたディジ
   タル磁気記録再生装置において、上記可変周波数発振回
   路の出力クロック信号とこの出力クロック信号を上記相
   対速度のずれに対応した信号に校正するためのコントロ
   ールクロック信号との周波数差を検出する周波数弁別回
   路と、上記周波数弁別回路の出力信号を上記可変周波数
   発振回路に周波数制御用信号として選択的に印加する周
   波数制御用印加手段とを備えたことを特徴とするディジ
   タル磁気記録再生装置。