KR0166749B1 - 디지탈브이씨알의 트렉킹제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록매체의 갭영역에 기록된 트렉킹기준신호에 따라 캡스턴모터를 구동제어하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치에 관한 것으로, 회전헤드를 이용하여 데이터포맷의 갭영역에 디지털변조를 행하지 않은 트렉킹기준신호를 기록하여 두고, 재생시 고정헤드를 통해 이 트렉킹기준신호를 검출하고, 검출된 트렉킹기준신호의 엔벨로프양에 따라 트렉킹동작을 제어한다.

따라서, 본 발명은 정상속도의 재생은 물론 고배속으로 재생하더라도 원할하게 트렉킹동작을 수행할 수 있다. 또한, 트렉킹제어를 위하여 콘트롤신호를 기록하기 위한 콘트롤트랙을 형성할 필요가 없으며, 기록데이터에 파일럿신호를 중첩함에 따라 신호처리가 복잡해지는 것을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

디지털 브이씨알의 트렉킹제어장치

제1도는 종래의 VHS방식에서 콘트롤영역에 기록된 콘트롤 신호에 따라 켑스턴을 제어하는 것을 나타내는 설명도.

제2a도는 종래의 ATF방식에 따라 파일럿 신호를 기록하는 것을 나타내는 설명도.

제2b도는 종래의 기록매체에 기록된 파일럿 신호에 따라 트렉킹제어를 수행하는 것을 나타내는 설명도.

제3도는 디지털식에 따라 데이터를 섹터(sector)별로 나타낸 데이터포맷도로서, (a)는 디지털변조를 한 경우, (b)는 디지털변조를 하지 않은 경우.

제4도는 본 발명에 따라 기록매체의 갭영역에 기록된 트렉킹기준신호를 검출하여 캡스턴을 제어하는 것을 나타내는 디지털 브이씨알의 트렉킹제어장치의 구성도.

제5도는 기록매체가 드럼에 감겨진 상태를 나타내는 설명도.

제6도는 본 발명의 고정헤드가 기록매체의 갭영역을 주행하는 것을 나타내는 설명도.

제7a도는 회전헤드를 이용하여 갭영역에 기록한 트렉킹기준신호의 주파수스펙트럼,

제7b도는 본 발명의 고정헤드를 이용하여 갭영역에서 검출한 트렉킹기준신호의 주파수스펙트럼.

제8도는 본 발명에 따라 검출한 엔벨로프신호와 헤드스위칭신호와의 관계를 나타내는 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 고정헤드 52 : 증폭부

53 : 대역필터 54 : 트렉킹제어부

55 : 캡스턴서보부 56 : 캡스턴모터

A1 : 기록매체

본 발명은 기록매체에 기록된 트렉킹기준신호에 따라 트렉킹동작을 수행하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치에 관한 것으로, 특히 데이터포맷의 갭영역에 트렉킹기준신호를 기록하고, 이 트렉킹기준신호의 엔벨로프에 따라 캡스턴을 제어함으로써 원활하게 재생할 수 있도록 한 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치에 관한 것이다.

현재 아날로그방식의 브이씨알에서 디지털방식의 브이씨알로 넘어가는 과정을 거치고 있다. 이와 같이 디지털방식의 브이씨알을 개발하는 이유는 양질의 화질을 얻을 수 있다는 장점과 더빙등을 여러차례 반복하여도 화질의 열화가 없다는 장점을 가지고 있기 때문이다.

종래의 VHS방식에서는 트렉킹제어를 위해 따로 기록매체의 상부 또는 하부에 콘트롤 영역(control area)을 형성하고, 고정헤드로 콘트롤트랙에 콘트롤신호를 기록하고 재생시 고정헤드가 콘트롤신호를 검출한 다음 헤드스위칭신호(HDS)와의 상관관계에 따라 캡스턴의 위상을 조정하는 트렉킹제어하는 것은 공간의 제약을 받지 않는 시스템에서는 무리없이 사용할 수 있었다. 이를 제1도에 따라 간략히 설명한다.

제1도는 종래의 VHS방식에서 콘트롤영역에 기록된 콘트롤신호에 따라 캡스턴을 제어하는 것을 타내는 설명도이다. 제1도에서, 콘트롤헤드(1)는 콘트롤신호를 검출하며, 검출된 콘트롤신호는 증폭부(2)에 의해 적정 레벨로 증폭된 다음 캡스턴서보부(3)에 입력된다. 캡스턴서보부(3)는 증폭된 콘트롤신호에 따라 캡스턴구동신호를 캡스턴모터(4)로 출력한다. 이에 따라 캡스턴모터(4)는 캡스턴구동신호에 따라 구동제어되며, 캡스턴모터(4)의 동작에 의해 기록매체의 이송속도는 조정됨에 따라 해당 배속에 따라 재생을 하게 된다.

또 다른 방식으로 트랙에 두세종류의 파일럿신호를 기록신호와 중첩하여 기록하여 두고, 재생시 이 파일럿신호를 검출하므로써 트렉킹제어를 수행할 수 있다. 이는, 세트(Set)의 크기를 줄이고 고밀도, 협(狹)트랙화하기 위한 방편이다. 다시말해, 별도의 콘트롤영역을 확보하지 않고도 파일럿신호를 트렉킹정보로 이용하여 재생과정이 이루어지게 할 수 있으며, 그러한 전형적인 예로 ATF(Automatic Track Finding)방식이 있다.

ATF(Automatic Track Finding)방식은 기록매체에 별도로 콘트롤트랙을 형성시키지 않으며, 중첩하여 기록된 파일럿신호에 따라 트렉킹제어를 하는데, 이를 제2도에 따라 설명한다.

제2도는 종래의 ATF방식에 따라 파일럿신호를 기록하는 것을 나타내는 설명도이다. 제2도에서 기록하고자 하는 디지털데이터는 24/25변조부 및 파일럿신호발생부(11)에 의하여 데이터의 24비트마다 그 상위비트에 1비트를 삽입하여 25비트로 변화되고, 트렉킹제어를 위한 파일럿신호들이 만들어져 증폭부(12)로 출력된다. 증폭부(12)는 적정레벨로 증폭한후 로터리트랜스포머(13)로 출력한다. 로터리트랜스포머(13)는 증폭된 신호를 회전헤드(14)로 공급하면 회전헤드(14)는 기록매체(A)의 트랙에 데이터 및 파일럿신호에 대한 정보를 기록하게 된다.

또한, 데이터를 재생하는 동작은 제2도(나)에 도시한 바와 같이, 회전헤드(15)가 기록매체(A)로부터 기록신호를 검출하면, 검출된 기록신호는 로터리트랜스포머(16)에 의해 전기적신호로 변환된후 후단의 증폭부(17)로 출력된다. 증폭부(17)는 신호처리에 적합한 정도로 증폭한후 파일럿신호검출부(18)로 출력한다. 파일럿신호검출부(18)는 증폭된 신호로부터 파일럿신호를 검출하여 트렉킹신호발생부(19)로 출력한다. 이후, 트렉킹신호발생부(19)는 파일럿신호로부터 트렉킹신호를 생성하고 캡스턴서보부(20)로 출력함에 따라 캡스턴서보부(20)에 의해 제어되는 캡스턴모터(21)는 해당 배속으로 구동제어되며, 캡스턴모터(21)의 동작에 의해 기록매체의 이송속도가 결정됨으로써 데이터를 재생을 하게 된다.

이와 같은 ATF방식에서는 공간확보는 크게 요구되지는 않지만 기록시 기록할 영상정보 또는 음성정보와 함께 트렉킹제어에 필요한 트렉킹정보(파일럿신호)를 변조하기 위한 별도의 변조부를 이용하여 미리 기록해두고 재생시 다시 이 트렉킹정보를 검출해내는 신호처리블록이 요구된다.

상술한 바와 같이, 종래의 콘트롤신호를 이용하는 VHS방식은 비교적 세트가 커서 공간을 많이 차지하므로 고밀도, 협트랙화를 지향하는 디지털브이씨알에 사용하기에 부적합한 단점이 있다.

또한, ATF방식은 기록데이터에 파일럿신호를 중첩하기 위하여 디지털변조방식 즉, 24/25 디지털변조방식에 따라 기록매체에 파일럿신호를 기록하고 재생과정을 통해 파일럿신호에 따라 트렉킹을 제어하는 것이나. 전술한 바와 같이 기록매체에 파일럿신호를 기록하기 위해서는 별도의 변조기를 이용하여 파일럿신호를 변조시켜야 함은 물론 파일럿신호가 중첩되어 기록되므로 기록데이터와의 간섭에 의해 왜곡되는 경우에는 트렉킹신호로서의 본래의 기능을 달성하지 못하는 단점이 있다.

이는, 영상정보(또는 음성정보)와 함께 파일럿신호를 중첩함에 따라 재생된 데이터의 S/N비(signal/noise)와 파일럿신호의 S/N비를 동시에 확보하는데 신호처리가 복잡해지기 때문이다. 본 발명의 목적은 기록매체의 갭영역에 시스템클럭을 분주한 트렉킹기준신호를 기록하여 두고, 해당 배속으로 재생하기 위해 기록매체에 기록된 트렉킹기준신호의 엔벨로프신호에 따라 트렉킹제어할 수 있도록 한 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 기록매체에 기록된 트렉킹제어용 트렉킹정보를 검출하여 해당 배속으로 캡스턴모터를 구동시키는 디지털브이씨알에 있어서, 상기 기록매체의 갭영역에 기록된 트렉킹기준신호를 검출하는 고정헤드와, 상기 고정헤드에 의해 검출된 트렉킹기준신호를 적정레벨로 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에 의해 증폭된 트렉킹기준신호를 입력받으며 그 트렉킹기준신호의 엔벨로프에 따라 트렉킹기준신호를 출력하는 트렉킹제어부 및 상기 트렉킹기준신호에 따라 캡스턴모터를 적정하게 구동시키기 위한 캡스턴구동신호를 출력하는 캡스턴서보부에 의하여 달성된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

제3도는 디지털방식에 따라 데이터를 섹터별로 나타낸 데이터포맷도로서 (a)는 디지털변조를 한 경우이고, (a)는 디지털변조를 하지 않은 경우이다. 제3도 (b)에 도시한 바와 같이, 선두에는 ITI(ITI sector)가 위치하여 이어서 오디오섹터(Audio sect or)와 비디오섹터(Video sector)가 뒤따르며 후미에 서브코드섹터( Subcode sector)가 위치한다. 각 섹터 사이에는 섹터를 구분함과 아울러 편집과정(Edit process)에서 데이터 검출부(미도시)가 쉽게 섹터를 구별할 수 있도록 갭영역들이 위치한다. 각 섹터의 전후에 위치하는 프리앰블과 포스트앰블은 위상동기루프회로에서 재생신호와 쉽게 동기시키기 위한 데이터이다. 제3도(a)는 종래의 파일럿신호를 중첩기록하는 ATF방식에서 디지털변조를 수행한 경우의 데이터포맷도이다.

그러나 본 발명에서는 디지털변조는 하지 않는다. 이러한 경우의 데이터포맷도를 도시하면 제3도(b)와 같으며, 제3도(b)에서 기록되는 데이터들은 회전헤드를 이용하여 기록하는데 ITI섹터는 450바이트, 오디오섹터는 1286바이트, 비디오섹터는 13587바이트, 서브코드섹터는 447바이트를 차지한다. 또, 제 1갭영역(G1)은 75바이트, 제 2갭영역(G2)은 84바이트, 제 3갭영역(G3)은 186바이트를 차지한다.

앞서 밝힌 바와 같이 각 섹터들이 차지하는 비트용량(사이즈)는 디지털변조를 하지 않은 경우이며, 제3도 (a)와 같이 디지털변조한 경우와 비교할 때 약 700바이트가 감소하게 된다. 다시말해, 갭영역을 넓게 확보할 수 있으며, 한 트렉에 135,000Bit을 기록하는 경우 갭영역의 길이는 보통 50Bit에서 15000Bit를 할당하는데 디지털변조(24/25변조)를 하지 않으면 5400Bit의 여유영역이 생긴다. 한 트렉길이를 약 32mm라 할 때 그 여유영역을 트렉길이로 환산하면 1300㎛가 된다. 더욱이, 프리앰블에서 포스트앰블까지 갭영역으로 포함한다면 여유도는 더욱 많아진다.

본 발명에서는 회전헤드를 통해 디지털데이터를 섹터영역에 기록하며, 각 섹터 사이의 갭영역에는 트렉킹기준신호를 기록한다. 상기 트렉킹기준신호는 실험치에 의해 설정하며, 본 발명의 실시예에서는 20.925MHz의 주파수를 갖는 트렉킹기준신호를 사용하는데 이는 시스템의 동작주파수가 41.85MHz일 경우를 고려하여 상기 동작주파수의 1/2로 설정한 것이다. 물론, 상기 트렉킹기준신호는 디지털변조를 행하지 않은 것이다.

제4도는 본 발명에 따라 기록매체의 갭영역에 기록된 트렉킹기준신호를 검출하여 캡스턴을 제어하는 것을 나타내는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 고정헤드(51)는 기록매체(A1)에서 트렉킹기준신호를 검출한 다음 후단에 연결된 증폭부(52)로 출력한다. 증폭부(52)는 입력받은 트렉킹기준신호를 적정레벨로 증폭한 다음 대역필터(53)로 출력한다. 대역필터(53)는 증폭된 트렉킹기준신호만을 추출하기 위하여 필터링한 다음 트렉킹제어부(54)로 출력한다. 트렉킹제어부(54)는 대역필터링된 트렉킹기준신호를 입력받아 엔벨로프를 검출하며, 엔벨로프양이 최고값에 도달하면 '하이'상태의 펄스 즉, 트렉킹기준신호를 캡스턴서보부(55)로 출력한다. 이에 따라 캡스턴서보부(55)는 이 트렉킹제어신호와 외부에서 공급되는 헤드스위칭신호를 비교하고, 그 비교결과에 따라 캡스턴구동신호를 캡스턴모터(56)로 출력한다. 이에 따라 캡스턴모터(56)의 구동동작에 의해 이송되는 기록매체는 해당 배속에 맞게 이송속도가 조정된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치가 상기 트렉킹기준신호에 따라 캡스턴을 제어하는 동작을 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 고정헤드(51)는 종래의 VHS방식에서와 같은 동기능의 고정헤드를 장착할 수 있으며, 따라서 고정헤드(51)는 공간상의 제약을 줄 만큼 세트크기는 커지지 않는다. 이는 드럼에 취부되는 위치의 제한을 받지 않는 것을 뜻하며, 트렉킹제어의 효율특성을 고려하여 가장 유리한 위치를 선택하여 드럼에 취부한다.

제5도는 기록매체가 드럼에 감겨진 상태를 나타내는 설명도이며, 기록매체(A1)에 -로 표시한 것은 갭영역을 나타내며 고정헤드는 상부드럼(D1)의 아랫쪽에 설치되는 하부드럼(D2)에 취부된다. 이를 확대하여 도시하면 제6도와 같다.

제6도는 본 발명의 고정헤드가 기록매체의 갭영역을 주행하는 것을 나타내는 설명도이다. 도시한 바와 같이 상기 고정헤드(51)를 갭영역(G)의 가운데 부분을 지나도록 하부드럼(D2)에 취부한다. 일예로, 트렉각(α)은 9.1668°, 기록매체의 이송속도는 18.8312㎜/sec, 트렉피치(Lp)는 10㎛, 드럼 직경을 21.7mm로 하는 경우에 있어서, 정상속도(1배속)로 주행할 때 10.2m/sec의 상대속도를 갖는 회전헤드가 갭영역(G1)에 20.925MHz의 트렉킹기준 신호를 기록하였다면 18,8312mm/sec의 상대속도를 갖는 고정헤드(51)가 갭영역의 트렉킹기준신호를 검출하는 경우 20.925MHz의 1/541배인 38.607MHz의 트렉킹기준신호를 얻는다. 이는 약 300트렉에 걸친 신호로 1트렉에는 128번의 최대값을 갖는다. 즉, 상기 38.607MHz의 트렉기준신호는 트렉당 128주기를 갖는다. 이를 주파수스펙트럼상에서 분석하면 제7도와 같이 나타난다.

제7도 (a)는 회전헤드를 이용하여 갭영역에 기록한 트렉킹기준신호의 주파수의 주파수스펙트럼이고, 제7도 (b)는 본 발명의 고정헤드를 이용하여 갭영역에서 검출한 트렉킹기준신호의 주파수스펙트럼이다. 제7도(b)에 도시한 바와 같이 회전헤드에 의해 기록된 20.925MHz의 트렉킹기준신호를 고정헤드로 검출하면 38.607MHz로 주파수이동이 이루어짐을 주파수스펙트럼을 통해 알 수 있다. 또, 2배속, 3배속...,N배속으로 재생할 경우에는 그에 따라 38.607MHz×N(N은 배속수)으로 천이함을 알 수 있다.

상기 고정헤드(51)가 검출한 트렉킹기준신호는 증폭부(52)에 의해 신호처리에 적합하도록 적정레벨로 증폭되고 대역필터(53)로 입력된다. 상기 대역필터(53)는 트렉킹신호만을 필터링한 다음 트렉킹제어부(54)로 출력한다. 상기 트렉킹제어부(54)는 대역필터링된 트렉킹기준신호를 입력받아 제8도 (나)와 같은 엔벨로프를 검출하며, 그 엔벨로프의 크기가 최대값에 도달하면 제8도(다)와 같은 펄스형의 트렉킹제어신호를 출력한다. 즉, 최대값에 도달시 '하이'상태의 펄스를 출력하고 그외에는 '로우'상태의 신호를 출력한다.

상기 트렉킹제어부(54)는 1배속 주행시 1트렉에 128번의 최대값을 가지므로 구형파로 변환된 트렉킹제어신호 즉 디지털정보로 변환한다면 27의 정밀도로 표현할 수 있다. 이는 후단의 캡스턴서보부(55)가 2.5V의 기준값에 따라 데이터를 구분할 때 오차범위를 상쇄할 수 있을 만큼의 높은 정밀도를 가지는 것을 의미한다. 이러한 트렉킹제어신호는 캡스턴서보부(55)에 입력된다.

캡스턴서보부(55)는 이 트렉킹제어신호와 외부에서 공급되는 제8도(가)의 헤드스위칭신호를 비교하여 캡스턴모터(56)로 캡스턴구동신호를 출력하게 되면 해당 배속으로 재생을 할 수 있다.

한편, 본 발명의 디지털브이씨알은 별다른 회로를 추가하지 않고도 기록시의 테이프스피드(SP/LP/EP)에 구애됨이 없이 재생시 원하는 트렉킹제어를 수행할 수 있음을 밝혀둔다.

이상과 같이 본 발명은 시스템의 동작주파수(시스템클럭)을 적정하게 분주한 트렉킹기준신호를 갭영역에 기록하여 두고, 재생시 이 트렉킹기준신호의 엔벨로프에 따라 트렉킹제어할 수 있어서, 정상속도의 재생은 물론 고배속으로 재생하더라도 원활하게 트렉킹동작을 수행할 수 있다. 즉, 배속재생시 주파수스펙트럼상에 나타나는 트렉킹기준신호들의 에너지평탄도가 고르게 분포하므로 이 트렉킹기준신호들을 공급받는 캡스턴서보부에 의해 안정적이면서 정확하게 트렉킹제어가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 디지털브이씨알의 기록매체에 있어서, 디지털변조를 하지 않은 트랙정보, 음성정보, 영상정보, 시스템정보를 각각 기록하기 위한 섹터배열을 가지며, 트렉킹제어를 위한 트렉킹기준신호가 기록되는 갭영역을 각 섹터 사이에 배열하도록 구성된 트랙패턴을 갖는 기록매체.
2. 트렉킹기준신호에 따라 해당 배속으로 캡스턴모터를 구동시키는 디지털브이씨알에 있어서, 제1항에 기재된 트랙패턴을 갖는 기록매체; 상기 기록매체의 갭영역에 기록된 트렉킹기준신호를 검출하는 고정헤드; 상기 트렉킹기준신호를 입력받으며 그 트렉킹기준신호의 엔벨로프에 따라 트렉킹제어신호를 출력하는 트렉킹제어부; 및 상기 트렉킹제어신호에 따라 캡스턴모터를 적정하게 구동시키기 위한 캡스턴구동신호를 출력하는 캡스턴서보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털브이씨알 트렉킹제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 트렉킹기준신호는 기록매체의 갭영역에 회전헤드를 통해 기록하되 디지털 변조를 행하지 않으며, 시스템의 동작주파수(시스템클럭)를 2분주한 주파수인 것을 특징으로 하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 고정헤드는 트렉킹제어의 효율특성을 고려하여 드럼에 취부하되 기록매체의 갭영역의 가운데 부분을 지나도록 취부하는 것을 특징으로 하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 고정헤드는 배속재생시 해당 배속수에 상응하는 만큼 주파수가 천이되는 트렉킹기준신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 고정헤드가 검출하는 트렉킹기준신호는 배속주행속도에 따라 주파수가 천이하는 것을 특징으로 하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치. 여기서, 배속주행속도=(고정헤드의 검출속도/회전헤드의 기록속도)
7. 제2항에 있어서, 상기 트렉킹제어부는 트렉킹기준신호의 엔벨로프양이 최대값에 도달하면 '하이'상태를 유지하고 그 외에는 '로우'상태를 유지하는 트렉킹제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털브이씨알의 트렉킹제어장치.