KR900001523B1

KR900001523B1 - 회전헤드용 디지탈 정보신호의 기록 재생장치와 이 장치의 트래킹 제어방법

Info

Publication number: KR900001523B1
Application number: KR1019840005579A
Authority: KR
Inventors: 다까하루 노구찌; 시게루 야마자끼; 다까오 아라이
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1990-03-12
Also published as: EP0137346A3; DE3482808D1; KR850002541A; JPH07107759B2; JPS6061941A; US4594621A; EP0137346A2; EP0137346B1

Abstract

내용 없음.

Description

회전헤드형 디지털 정보신호의 기록 재생장치와 이 장치의 트래킹 제어방법

제1도는 종래의 회전헤드형 디지털 신호 기록재생장치의 회전 드럼과 음성신호처리부의 블럭도.

제2도는 제1도의 기록재생헤드의 기록재생동작의 타이밍을 나타내는 도면.

제3도는 제1도의 장치에서 자기테이프상의 기록포맷을 나타내는 도면.

제4도는 제1도의 장치중 재생부를 도시한 블럭도.

제5도는 본 발명의 1실시예에 따른 회전헤드형 디지털 신호기록 재생장치의 블럭도.

제6도는 제5도의 장치에 사용되는 기록신호처리회로의 블럭도.

제7도는 제5도의 장치에서 기록부의 동작을 나타내는 타이밍도.

제8도는 제5도의 장치에 사용되는 재생신호처리회로의 블럭도.

제9도는 제5도의 장치에서 재생부의 동작을 나타내는 타이밍도.

제10도는 제5도의 장치에 사용되는 기록제어회로의 블럭도.

제11a도 내지 g도는 본 발명의 1실시예에 따른 트래킹 제어방법을 나타내는 도면.

제12도는 제5도의 장치 중 재생부에 사용되는 트래킹 제어회로의 1예를 도시한 블럭도.

제13도는 제5도의 장치에 사용되는 전송속도 제어회로와 파형정형회로의 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : A/D 변환기 4' : 기록신호처리회로

5 : 가산기 6 : 기록증폭기

13' : 파형등화회로 14' : 재생신호처리회로

15 : D/A변환기 44 : 트래킹제어회로

46 : 캡스턴모터제어회로 47 : 회전드럼제어회로

본 발명은 회전헤드형 디지털신호의 기록재생장치에 관하여, 특히 회전헤드형 PCM신호의 기록재생장치와 이 장치의 트래킹 제어방법에 관한 것이다. 최근에 CD 플레이어 시스템과 음성신호의 디지털처리기술이 현저하게 발달하였다.

현재까지 알려진 VTR을 이용하여 음성신호의 디지털 기록재생을 위한 PCM 어댑터가 테이프 레코더와 함께 현재 시판되고 있다. 그리고, 단지 음성을 기록재생하기 위한 회전헤드형 디지털신호 기록재생장치의 소형화가 크게 요구되고 있다. 한편, 회전헤드를 이용하여 음성신호를 기록하기 위한 PCM기술을 사용한 시중의 8mm비디오 시스템에서 트래킹 신호는 경사진 트랙상에 디지털 정보나 데이터신호와 중첩되어 기록된다. 이 경우, 트래킹 신호에 의해 정보 또는 데이타 신호에 미치는 영향을 줄이기 위하여 트래킹 신호의 주파수와 진폭에 심한 제한이 따른다. 이 결과, 필연적으로 회전헤드의 트래킹제어가 만족할만한 정도까지 수행되지 않는다.

위에서 설명한 트래킹 신호를 사용한 기록재생장치에서 트래킹신호가 디지털 정보신호에 미치는 영향과 디지털 정보신호가 트래킹신호에 미치는 영향은 기록(입력)디지탈 신호의 전송 속도의 변화에 따라서 변할 것이며, 이로 인하여 트래킹제어의 정확도를 일정하게 유지하는 것이 어렵거나 불가능하다.

본 발명의 목적은 기록신호의 전송속도가 변하더라도 오차율이 중가하는 것을 방지하여 신호 대 잡음비(S/N비)를 개선할 수 있는 디지털 정보신호의 기록재생장치와 트래킹제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로 명확하게 될 것이다. 본 출원에서 개시되는 발명중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면 트래킹신호는 디지털 정보신호가 기록된 영역과 겹치지 않는 영역의 경사진 트랙에 기록되므로, 기록될 디지털 정보신호의 전송속도가 변하더라도 디지털 정보신호와 트래킹신호의 상호 간섭을 방지할 수 있으며, 한편 테이프전송속도와 기록재생헤드가 장치된 회전드럼의 회전속도를 제어하므로써 디지털 정보나 데이타신호 또는 트래킹신호의 기록밀도를 전송속도의 변화에 관계없이 일정하게 유지할 수 있다.

디지탈 데이타신호의 기록영역과 트래킹신호의 기록 영역을 서로 겹치지 않게 경사진 트랙에 설정하므로써 양 신호간의 상호간섭을 방지할 수 있다. 이는 트래킹 신호의 S/N비 개선과 트래킹신호의 주파수 및 기록레벨이 증가할 수 있음을 의미한다. 그 결과 트래킹제어의 정확도가 개선된다. 또, 그 후의 데이타나 정보신호의 기록은 기록된 트래킹신호를 사용할 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 먼저 지금까지 알려진 디지털 신호의 기록재생장치에 대한 설명을 제1도 내지 제4도를 이용해서 기술한다. 제1도는 종래의 전형적인 회전헤드형 디지탈신호의 기록재생장치이다.

좀더 자세히 설명하면, 이 도면은 디지털 신호의 기록재생장치의 음성신호처리부의 예로서 이 장치에서 회전헤드드럼에 감겨진 테이프 또는 기록매체의 탭 각도를 드럼에 장치된 자기헤드에서의 각도보다 크게 설정하면 한쌍의 헤드가 동시에 기록매체와 접촉하는 소위 중첩주기가 생기는데 이 주기동안 PCM디지탈신호로 변환된 음성신호가 기록된다.

제1도에서, (1)은 아날로그신호 입력단자, (2)와 (16)은 샘플/홀드회로, (3)은 A/D 변환기, (15)는 D/A 변환기, (4)는 기록신호처리회로, (14)는 재생신호처리회로, (5)는 가산기, (6)은 기록증폭기, (7)은 기록신호의 출력단자, (8-1)과 (8-2)는 각각 양채널에 대한 기록재생헤드를 나타낸다. (9)는 회전가능한 회전드럼, (10)은 기록매체 또는 테이프, (11)은 헤드에 의해 만들어진 재생출력신호, (12)는 재생증폭기, (13)은 파형 등화회로, (17)은 아날로그신호 출력단자, (18)은 기준신호발생기, (19)는 클럭발생회로, (20)은 트래킹 신호발생기, (21-1),…,(21-4)는 각각 주파수 분주기, (22)는 멀티플렉서, (23)은 트래킹제어회로, (24)는 캡스턴서보회로, (25)는 캡스턴 모터, (26)은 위치제어회로를 나타낸다. 우선, 디지털 신호 기록재생과정을 제1도를 참조하여 설명한다.

제1도의 장치에서 기록할 경우, 아날로그신호 입력 단자(1)에 인가된 아날로그신호는 샘플/홀드회로(2)에 의해 샘플링되고, A/D변환기(3)에 의해 PCM디지탈신호로 변환된다. 변환기(3)으로부터의 PCM디지탈신호출력은 기록신호처리회로(4)에서 시간축상에서 압축되어지며, 검출과 정정코드와 동기신호가 가해진다. 처리회로(4)의 출력신호는 가산기(5)에 의해 트래킹신호 발생기에서 만들어진 트래킹신호가 가해진다. 이렇게 만들어진 신호는 기록증폭기(6)에 의해 증폭되어 캡스턴모터(25)에 의해 예정된 속도로 움직이는 기록매체(10)에 기록된다. 이러한 기록은 예정된 회전속도로 회전하는 회전드럼(9)에 장착된 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)에 의해서 된다.

기록재생헤드(8-1)과 (8-2)는 서로 180°의 각을 갖는 정반대의 위치로 회전드럼 또는 실린더(9)에 설치된다. 한편, 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)를 감싸는 기록매체 또는 테이프(10)의 탭 각도는 약 210°이다.

제2도는 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)의 기록재생동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 제2도에서 (100)은 기록재생헤드(8-1)의 기록패턴을 나타내고, (101)은 기록재생헤드(8-2)의 기록패턴을 나타낸다. 부호(100-A1), (100-A2)와 (101-A1)은 PCM디지탈음성신호가 기록되는 영역을 나타낸 것이며, (100-V1)과 (100-V2)는 영상신호가 기록되는 영역을 나타낸다. 제2도에서 알수 있는 바와 같이, 음성신호는 제1도의 회로를 통하여 PCM디지탈신호로 변환되어, (100-A1), (100-A2)와 (101-A1)로 표시된 바와같이 시간축상에서 압축이 되며 각각의 기록재생헤드에 의하여 기록된다.

재생동작모드의 경우는, 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)에 의해 잡힌 신호는 재생증폭기(12)에 증폭되어 파형등화회로(13)에 가해져서 이 장치의 전달특성에 의한 변형이 정확하게 보상된다. 그후에, 파형등화회로(13)으로부터의 출력신호는 재생신호처리회로(14)에서 시간축상에서의 확장과 에러검출 및 정정을 받게되고, 이 출력신호는 D/A변환기(15)를 거쳐 아날로그신호로 바뀌게 된다. 이렇게 재생된 아날로그 신호는 샘플/홀드회로(16)에서 샘플링되어 아날로그신호 출력단자(17)로 출력된다. 샘플/홀드회로(2)와 (16), A/D변환기(3), D/A변환기(15), 기록신호처리회로(4) 및 재생신호처리회로(14)등의 동작은 모두 클럭으로 제어되는데, 이 클럭은 기준신호발생기(18)에서 나온 기준클럭을 바탕으로 하여 클럭발생회로(19)에서 나온다.

다음에는 트래킹제어에 대하여 설명한다. 제1도에 도시한 장치에 사용된 트래킹제어는 4개의 트래킹신호를 제어하는 형식으로 되어 있는데 8mm비디오 테이프시스템에서와 같이 4개의 상이한 주파수를 갖는 트래킹신호를 이용하고 있다. 다시 제1도를 참조하면 기준신호발생기(18)에서 나온 클럭신호는 트래킹신호발생기(20)의 입력으로 인가되며, 이 (20)의 회로는 서로 다른 분주비를 갖는 4개의 주파수 분주기(21-1),…,(21-4)와 멀티플렉서(22)로 구성되어 있다. 트래킹신호발생기(20)은 서로 다른 주파수를 갖는 4개의 트래킹신호를 출력한다. 이 트래킹신호발생기(20)에서 멀티플렉서(22)는 위치제어회로(26)의 출력신호에 따라 변하며, (26)의 회로는 회전드럼(9)의 회전주기와 동기된 기록재생헤드의 각 위치를 찾아내는 장치의 출력으로 제어된다. 이에 따라 상이한 주파수를 갖는 4개의 트래킹신호들은 차례로 가산기(5)에 공급되어 기록될 디지털 정보나 데이타 신호와 중첩되고, 가산기의 출력은 기록증폭기(6)에 공급된다.

제3도는 기록매체나 테이프(10)에 기록될 형태를 나타낸 것으로, 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)를 회전시키는 수단에 의해 헤드회전방향(28)에 따라 방향(27)로 이동하는 기록테이프(10)에 신호가 기록된다. 이때, 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)는 서로 다른 방위각에서 교대로 기록되어 기록 트랙(29),(30)을 형성한다.

4개의 주파수 f₁,f₂,f₃,f₄의 트래킹 신호들은 각 기록트랙(29)와 (30)에 f₁,f₂,f₃,f₄순으로 디지털 데이타 신호상에 중첩으로서 모든 트랙에 기록된다. 서보제어의 관점에서 보면 트래킹신호의 주파수는 가능한한 아주 높아야 하지만, 트래킹신호는 디지털 데이타신호에 외부잡음을 생기게 하므로, 주파수가 높으면 어느 정도까지 오차율이 증가하게 된다. 이런 이유 때문에 트래킹신호의 주파수는 8mm비디오 시스템에서처럼 f₁∼6.5f_H, f₂∼7.5f_H, f₃∼10.5f_H, f₄∼9.5f_H와 같이 비교적 낮은 주파수영역에서 설정된다. 여기서 f_H는 비디오 시스템의 수평동기신호이다. 또한, 4개의 주파수 트래킹신호의 기록레벨이 디지털 정보나 데이타신호에 미치는 악영향을 막기 위해서 트래킹신호의 기록레벨은 디지털 정보나 데이타신호의 최대값보다 20dB낮게 설정되어야 한다. 그러나, 비교적 높은 S/N비는 얻어지지 않는다.

다음에 제4도를 참조하여 재생동작모드의 경우의 트래킹제어를 설명한다. 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)에 의해 선택된 신호는 재생증폭기(12)를 거쳐 증폭된 후 트래킹제어회로(23)의 입력으로 인가된다. 트래킹제어회로(23)에서 디지털 정보 또는 데이타신호에 중첩된 재생 트래킹신호는 대역통과필터(31)을 사용하여 추출해 낼 수 있다. 그 다음에 기록재생헤드(8-1)과 (8-2)가 트래킹할 트랙에 대한 재생트래킹신호와 트래킹신호사이의 차의 주파수 신호는 믹서회로(32)에서 나온다. 믹서회로(32)의 출력신호는 주파수성분 f_H또는 3f_H를 선별하는 대역통과필터(34) 또는 (35)를 선택하는데에 이용되며, 대역통과필터(34) 또는 (35)의 출력은 검파기(36) 또는 (37)에 의해 검파되어 차동증폭기(38)에 가해지고, 이에 의해 트래킹 오차신호(40)을 얻게 된다. 스위치(39)는 트래킹 편이의 방향을 변화시키는데 이용된다.

한편, 종래의 제1도에 도시한 중첩형 VTR 장치에서는 영상신호와 디지털 PCM음성신호가 동시에 기록재생된다. 이 경우, 음성신호의 질을 개선하고 조정을 쉽게 하기 위한 관점에서 보면, 음성신호만을 기록 재생하기 위한 소형의 디지털 신호 기록재생장치가 크게 요구된다. 음성신호만을 위한 디지털 신호의 기록재생시스템에서는 상술한 바와 같이 PCM디지탈신호로 바뀌는 음성신호의 기록 및 재생뿐만 아니라, CD 플레이어 시스템과 PCM방송에서 얻을 수 있는 음성신호의 디지털 더빙도 매우 중요하다. CD시스템의 경우에는 샘플링 주파수가 44.1KHz인 반면 PCM방송의 경우에는 2개의 서로 다른 샘플링 주파수 48KHz와 32KHz가 사용된다. 샘플링 주파수가 제1(표준)의 모드용 44.1KHz에서 제2의 모드용 32KHz로 변하면, 이에 따라 전송속도가 줄어든다. 그 결과, 4개의 트래킹 신호들은 디지털 신호의 낮은 주파수 성분에 악영향을 미치게 되어 오차율이 커지고, 4개의 트래킹신호들의 S/N비는 나빠지며, 따라서 정확한 트래킹은 불가능해진다.

다음에 본 발명에 따른 회전헤드형 PCM기록재생장치의 블럭도를 도시한 제5도를 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다. 제5도에 도시한 장치에서 트래킹신호의 기록영역은 디지털 정보나 데이타신호의 기록영역과 겹치지 않으며, 회전드럼의 회전수, 기록매체 또는 테이프의 전송 또는 이동속도 및 트래킹신호의 주파수는 기록될 디지털 정보신호에 따라 변수 있게 되어 있어서 기록된대로 파장을 일정하게 할 수 있다.

제5도에서, 제1도에서와 같은 번호가 부가된 부호는 제1도에서와 같은 구조이고 같은 연결선이다.

도면에서 (4')는 기록신호처리회로, (13')는 파형등화회로, (14')는 재생신호처리회로, (41)은 탈더빙입력단자, (42)는 멀티플렉서, (43)은 기록제어회로, (46)은 캡스턴모터제어회로, (47)은 회전드럼제어회로, (48)은 디지털 더빙출력단자, (301)은 44.1KHz의 샘플링 주파수를 만들어내는 기준신호발생기, (302)는 48KHz의 샘플링 주파수를 만들어내는 기준신호발생기, (303)은 32KHz의 샘플링 주파수를 만들어내는 기준신호발생기를 나타낸다.

기록동작의 경우, 아날로그신호입력단자(1) 또는 디지털 더빙입력단자(41)로부터 인가된 기록될 신호의 샘플링 주파수에 따라 전송속도는 수동 또는 자동으로 전송속도제어회로(45)에 의해 결정되며, 이후 제8도와 제13도를 함께 좀더 자세히 설명한다. 전송속도제어회로(45)의 출력은 기준신호발생기(301),(302),(303) 중에서 선택된 출력에 응답하는 멀티플렉서(42)의 입력으로 되며, 이는 선택된 발생기에 의해 만들어져 클럭발생회로(19)와 트래킹신호발생회로(20)에 인가될 기준클럭을 생성한다. 또한, 전송속도제어회로(45)의 출력신호는 캡스턴모터제어회로(46)과 회전드럼제어회로(47)에도 인가되므로 테이프 이동속도와 회전헤드드럼의 회전수를 각각 제어한다. 기록될 신호는 샘플링 주파수가 44.1KHz인 경우는 16비트, 샘플링 주파수가 32KHz인 경우는 12비트로 양자화된다고 가정한다. 이 가정하에 샘플링 주파수가 44.1KHz에서 32KHz로 변하면 멀티플렉서(42)는 샘플링주파수 32KHz에 대해 기준신호발생기(303)을 선택한다. 결과적으로 트래킹신호 발생회로(20)에 입력되는 클럭신호는 주어진 일정한 여유도에 대해(32×12)/(44.1×16)의 비율로 변화하고, 그 결과 4개의 트래킹신호 주파수가 같은 비율로 변한다.

또한, 테이프 이동속도뿐만 아니라, 헤드드럼 또는 실린더의 회전수도 같은 비율로 비례적으로 변화된다. 이 방법에서는 테이프에의 기록파장과 기록포맷이 일정하게 유지된다. 제5도의 경우 3종류의 기준신호발생기(301),(302),(303)이 사용되었다. 그러나, 3개의 기준신호발생기를 사용하는 대신 상술한 3개의 기준주파수의 최소공배수에 대응하는 주파수의 기준신호를 발생하도록 고안된 단일 기준신호발생기를 사용하는 것도 또한 가능하며, 클럭 발생회로(19)와 주파수 분주기(21-1),…,(21-4)의 제수값은 동일하게 실행되도록 대응하여 변화시켜도 된다.

다음에 이 회로는 A/D변환기(3)으로부터 인가된 디지털 입력 데이타에 에러 검출 및 정정코드를 추가하고, 시간축상에서 이를 압축하는데 사용된 기록신호 처리회로에 대해 자세히 설명한다.

제6도는 기록신호처리회로(4')의 회로를 자세히 나타낸 블럭도이다. 도면에서, (118)은 A/D변환기(3)의 출력(102) 또는 디지털 더빙입력단자(41)을 통하여 인가되는 신호를 선택하는 멀티플렉서, (103)은 16비트신호를 출력하기 위해 MSB 8비트와 LSB 8비트로 나누는 멀티플렉서, (104)와 (105)는 8비트 래치를 나타내며, (106),(107),(117)은 RAM 1과 RAM 2로 된 메모리(108)의 입출력 인터페이스에 대한 3상태버퍼, (109)는 메모리(108)로부터 리드, 라이트 동작을 제어하기 위한 RAM제어회로, (110)은 제1의 에러정정신호 발생회로, (111)은 8비트 래치, (112)는 8비트 병렬신호를 직렬신호로 바꾸는 병렬/직렬(P/S)변환기, (113)은 제2의 에러정정신호 발생회로, (114)는 PCM데이타에 대한 동기신호를 만들어내는 동기 신호발생기, (116)은 기록신호처리회로의 출력을 나타낸다. 제6도에서, 디지털 더빙입력단자(41)로부터의 신호나 A/D변환기(3)의 출력인 디지털 신호(102)는 멀티플렉서(118)에 의해 선택되고, 이 데이타가 반으로 나누어져 MSB 8비트, LSB 8비트로 되고, 각각이 8비트 래치(104)와 (105)에 래치된다. 그리고, 절반의 데이타인 8비트는 각각 3상태 버퍼(106)과 (107)을 통해서 메모리(108)로 전달된다. 메모리에서 각각의 양분된 데이타는 소정의 어드레스에 저장되고, 또한 제1의 에러정정신호 발생회로(110)으로 보내진다. 제1의 에러정정신호 발생회로(110)으로 보내진 데이타는 에러정정코드와 더해지고 메모리(108)로 보내져서 저장된다. 메모리(108)로부터 리드된 데이타는 8비트 래치(111)로 보내지고, P/S(병렬/직렬)변환기(112)에 의해 병렬데이타가 직렬 데이타로 변환된다. 여기서 직렬신호 형태로 변환된 데이타는 제2의 에러정정신호 발생회로(113)과 멀티플렉서(115)로 보내진다. 제2의 에러정정신호 발생회로(113)은 직렬 데이타신호에 따라 제2의 에러정정코드를 발생하며, 이 코드는 소정의 타이밍에서 멀티플렉서(115)로 보내어진다.

멀티플렉서(115)는 P/S변환기(112)의 출력과 제2의 에러정정신호 발생회로(113)의 출력과 동기신호발생기(114)의 출력신호를 소정의 타이밍에서 변환해서 기록신호처리회로의 출력(116)을 생성한다.

디지털 데이타의 시간축상에서의 압축은 RAM제어회로(109)에서 발생하는 메모리리드신호와 라이트신호의 도움으로 행하여진다. 제6도에 도시한 구조는 블럭(118)과 (200)에 관한 회로를 제외하면 제1도에 도시한 신호처리 회로(4)와 같은 구성이다.

제7도는 제5도의 기록재생장치의 기록부분의 동작을 설명하는 타이밍도이다. 제7도의 (119)로 나타낸 바와 같이 A/D변환기를 통해 1PCM디지탈신호로 변환된 음성신호는 소정수의 샘플로 분할되며, 분할된 각 신호를 단일 구조로서 기록매체(10)에 기록된다. 좀더 자세히 설명하면 양분된 데이타는 제7도의 (120)과 (121)로 표시된 타이밍에서 메모리(108)의 RAM1과 RAM2에 저장된다. 이러한 종류의 정해진 시간에 따라 처리를 실행하는 메모리는 메모리(108)의 RAM1과 RAM2를 교대로 사용하므로써 실현될 수도 있다. RAM1과 RAM2에 저장된 데이타는 에러정정처리를 한 후에 제7도의 (122)에 도시한 타이밍에서 리드되고, 시간축상에서 압축이 되어 기록될 수 있는 신호(123)이 된다. 제7도의 (123)에서 빗금으로 표시된 부분은 음성 또는 데이타(정보)신호를 기록하는 신호로써 사용된다. 이 장치를 구현하는 방법을 설명하면, 회전드럼에 감겨진 기록매체의 탭 각도는 180°이고, 120°에 해당하는 영역은 음성신호를 기록하기 위하여 사용된다. 그러나, 본 발명은 단지 탭각도나 상기 음성신호 기록영역에 관한 것만은 아니다. 이 값들은 응용에 있어서 필요하다면 다른 값으로 정해질 수도 있다.

다음은 재생신호 처리회로(14°)에 관하여 설명한다.

재생신호 처리회로(14')의 블록도인 제8도에서 (124)는 파형등화회로(13')의 출력, (125)는 코드판별회로, (126)은 복조 또는 디코드회로, (127)은 동기신호검출 및 보호회로, (128)은 RAM, (129)는 RAM제어회로, (130)은 에러정정회로, (131)은 래치, (132)는 에러처리회로, (133)은 에러처리회로(132)의 출력을 나타낸다. 제8도의 회로에서 파형등화회로(13')의 출력은 클록의 재생과 코드를 판별하는 코드판별회로(125)에 인가된다. 코드판별을 거친 신호는 복조회로(126)과 동기신호검출 및 보호회로(127)에 입력되어 동기신호가 생성되며 제어클럭신호를 만들기 위한 클럭발생회로(19)에 인가된다. 클럭신호는 도시하지 않았지만 각종 회로의 입력에 가해진다.

복조회로(126)을 통해 복조된 신호는 RAM(128)로 입력되어 RAM제어회로(129)의 소정 순서의 제어에 의해 래치되고, 남아 있는 에러데이타를 제거하기 위해 에러처리회로(132)에 인가된다. 에러처리회로(132)의 출력(133)은 D/A변환기(15)에 공급된다.

제9도는 제5도의 디지털 신호 기록재생장치의 재생부분의 동작을 설명하는 타이밍도이다. 기록재생헤드로부터의 출력신호는 (134)에 표시된 시간에서 얻어진다. 빗금친 영역에 기록된 음성데이타는 제9도의 (135)에 표시된 타이밍에서 RAM(128)에 순차적으로 저장된다. RAM에 저장된 데이타는 에러검출 및 정정과 같은 복조 과정을 거친후 기록될 당시의 주기를 되찾기 위하여 순차적으로 시간축상에서 확장 처리과정을 거친다.

다음에는 트래킹 제어에 관하여 설명한다.

주파수 분주회로(21-1'),…,(21-4')에 의해 형성된 서로 다른 주파수인 4개의 트래킹신호들은 각각 위치제어회로(236)의 출력신호(트랙스위치신호와 유사)에 의해 변화하도록 되어 있는 멀티플렉서(22)를 통하여 기록제어회로(43)에 순차적으로 입력되며, 위치제어회로(26)은 헤드의 회전각 위치를 탐지하는 장치의 출력에 의해 제어되고 있다. 4개의 트래킹 신호들은 구형파 신호로서 그 주파수들은 예를 들면 f₁=3×6.5f_H(

308KHz), F₂=3×7.5f_H(

357KHz), f₃=3×10.5f_H(

496KHz), f₄=3×9.5f_H(

446KHz)로 되어 있으며, 여기서 f_H는 수평동기신호의 주파수를 나타낸다. 기록제어회로(43)은 4개의 주파수를 갖는 트래킹신호들과 디지탈데이타 신호가 각각 기록되어야 할 기록시간을 제어하는 구실을 한다.

제10도는 기록제어회로의 블럭도이다.

도면에서 (138)은 멀티플렉서(22)의 출력을 나타내며 매 트랙마다 멀티플렉서(22)에 의해 순차적으로 다른 주파수를 갖게 되는 4개의 트래킹신호, (139)는 멀티플렉서(42)의 클럭출력, (140)은 위치제어회로(26)의 출력, (141)과 (143)은 각각 스위치, (142)는 동기신호주파수 발생회로, (144)은 가산기, (145)는 제어신호 발생회로, (146)은 기록제어회로(43)의 출력을 나타낸다. 스위치(141)과 (143)은 각각 4개의 주파수를 갖는 트래킹신호로 가해진 입력을 갖는 멀티플렉서(22)의 출력(b)와 제어신호 발생회로(145)의 출력신호(c) 및 (d)의 응답인 동기신호주파수 발생회로(142)의 출력을 변화시키는데 사용된다.

제10도에 도시한 기록제어회로(43)의 동작은 제11도의 타이밍도를 참조하여 설명하며, 제11도의 번호는 회로의 출력신호를 나타낸다. 제11도의 (a)에는 기록신호 처리회로의 출력신호를 나타내며, (49)는 PCM음성신호가 기록되는 구간을 나타낸다. 또한 (50)은 4개의 주파수를 갖는 트래킹신호가 기록되는 구간, (51)은 아무런 신호도 기록되지 않는 공백영역이다. 이 공백영역은 기록매체의 시작부분과 끝부분에 있으며, 기록재생헤드는 이 시작부분에서 기록매체에 접촉되며, 끝부분에 도달하면 기록매체로부터 떨어진다. (52)는 신호기록구간(50)과 디지털 신호기록구간(49)사이의 공백기록영역이다. 이 공백기록영역에 대한 중요한 점은 본 발명의 경우 이 공백기록영역에 소정의 주파수를 갖는 동기신호가 기록된다는 점이다. 제11도의 (f)에는 위치제어회로(26)의 출력을 나타내며, (29)는 기록재생헤드(8-1)에 의해 기록이 완료되는 구간을 나타내고, (30)은 기록재생헤드(8-2)에 의해 기록이 완료되는 구간을 나타낸다.

제11도의 (b)에 있어서, 각 신호트랙(29)와 (30)에서 변화되는 서로 다른 주파수 f₁,f₂,f₃및 f₄로 구성된 트래킹신호들은 제어신호 발생회로(145)의 출력(c)에 대응하여 변화하는 스위치(141)을 통하여 얻을 수 있으며, 공백기록영역신호(51)과 (52)는 (d)에 나타난 신호에 대응하여 변화하는 스위치(143)을 사용하여 동기신호 주파수 발생회로(142)의 출력을 변화시킴으로써 얻어진다. 여기서 상기 두신호를 서로 합하여 기록제어회로(43)의 출력신호(e)를 만들어내는데 출력신호(e)는 (146)에 나타난다. 따라서, 기록제어회로(43)의 출력신호(e)와 기록신호처리회로(4')의 출력신호(a)를 가산기(5)를 통하여 합함으로써 기록하고자 하는 신호(g)가 생성된다.

제11도에 도시한 예의 경우, 트래킹신호 기록구간(50)은 두곳에 위치하지만 이 트래킹신호 기록구간(50)은 한곳 또는 두 곳 이상에 있을 수도 있다.

제5도에 도시한 PCM디지탈신호 기록재생장치는 트래킹신호를 기록하는 구간과 디지털 데이타 신호를 기록하는 구간을 분리시켜 놓으므로써 트래킹신호가 디지털 데이타 신호에 아무런 영향을 미치지 못한다는 장점이 있으며, 이로 인하여 오차율의 증가를 억제할 수 있고, S/N비를 개선할 수 있다. 또, 트래킹신호의 주파수 f₁,f₂,f₃및 f₄는 접촉각 손실에 의해서 발생하는 인접한 2트랙간의 재생레벨 오차가 최대 1dB이내라는 조건에서, 종래의 장치에서 사용했던 주파수보다 약 3배 정도까지 높이 사용할 수 있으며 이렇게 하면 트래킹 서보 기능이 크게 향상된다. 또한, 기록이 포화 레벨로 실행될 수 있기 때문에 S/N비가 크게 개선되며, 기록 데이타 신호의 전송 속도에 준하여 트래킹신호 주파수를 변화시키므로써 기록되는 트래킹신호 및 정보신호의 기록파장을 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한 트래킹신호의 기록영역과 디지탈데이타의 기록영역을 서로 분리시켜 놓으므로써 디지털 데이타만 나중에 다시 기록할 수 있는 것이 또 하나의 장점이 된다. 즉, 데이타신호를 리라이트하거나 이미 기록된 신호에 따른 데이타신호나 정보를 혼합하여 기록하는 것이 가능하며 이는 트래킹 제어기능이 개선되었기 때문이다.

다음에 설명하지만 재생시 훨씬 작은 오차율로 데이타를 리드할 수 있는데, 그 이유는 기록신호의 전송속도에 관계없이 기록 파장이나 테이프의 형태가 일정하게 유지되기 때문이다. 따라서, 데이타기록영역(49)내에 제어데이타가 기록영역을 두어 샘플링 주파수를 구별해내는데 필요한 정보를 그 영역내에 기록할 수 있도록 기록신호처리회로(4^y)를 배치함으로써 재생된 기록신호로부터 기록된 신호의 샘플링 주파수를 선별해 낼 수 있다(제6도의 검파기(200)참고).

제12도는 본 발명에 따른 트래킹 제어시스템의 재생부분의 블럭도이다. 제12도에서 (53)은 게이트회로, (54)와 (55)는 각각 3f_H와 (3×3)f_H의 주파수 성분을 선택하기 위한 가변차단주파수를 갖는 대역통과필터이다. 다른 회로 소자들은 제4도와 제5도에 도시한 바와 같다. 기록재생헤드(8)에 의해 리드된 신호는 재생증폭기(12)에서 증폭되고, 제11도의 (c)와 같은 파형을 갖는 게이트 제어신호에 의해 구동되는 게이트회로(53)에 입력되며 또한 파형등화회로(13')에도 입력이 된다.

게이트회로(53)은 트래킹신호 기록구간 동안 기록된 신호를 인출하고 이 신호를 믹서회로(32)의 입력으로 인가시킨다. 파형등화회로(13')에서 신호를 등화하기 위해서 샘플링 주파수가 44.1KHz인 신호에 대한 등화기가 사용되며, 검파된 기록신호의 샘플링 주파수를 내보내기 위해서 입력데이타로부터 제어데이타를 리드하는 전송속도 제어회로(45)에 등화된 신호를 인가한다. 샘플링 주파수가 32KHz인 신호에 대해 파형등화회로(13')는 32KHz모드로 바꿔지며, 대역통과필터(54)와 (55)의 차단주파수도 이에 따라 바뀌게 된다. 이와 동시에, 클럭주파수도 샘플링 주파수와 이에 따른 전송 속도에 따라 멀티플렉서(22)를 제어함으로써 바뀌게 된다. 따라서 캡스턴모터 제어회로(46)과 회전드럼 제어회로(47)의 명령에 따라 기록 동작에서 사용된 것과 같은 테이프 이동속도와 회전헤드드럼의 회전수로 된다.

대역통과필터(54)와 (55)는 잘 알려진 것처럼 L(인덕턴스)과 C(커패시턴스)로 구성되는 탱크회로로 구성할 수 있다. 차단주파수를 바꾸는 방법을 서로 다른 3가지 형의 탱크회로를 각각 변화시키거나, 1탱크회로의 L과 C의 성분을 변화시키는 방법이 있다. 대역통과필터는 능동필터로 구현할 수 있는데 같은 결과를 얻는다. 파형등화회로(13')는 서로 다른 지연시간를 마련하는 가변탭을 갖는 트랜스버설 필터형으로 구현될 수 있다.

제13도는 전송속도 제어회로(46)와 전체지연시간이 τ인 트랜스버설 필터로 구성되는 파형등화회로(13')를 도시한 것이다.

제13도에서 (147)은 선택된 디지털 신호, (148)은 지연소자, (149)은 지연탭, (150)은 탭전환 스위치, (151)은 계수회로, (152)는 가산기, (153)은 차단주파수 스위칭신호, (154)는 전송속도 제어회로의 제어데이타 검파회로, (155)는 스위칭 제어회로, (202)는 기록재생 전환스위치, (203)은 멀티플렉서, (204)는 샘플링 주파수 입력회로, (205)는 수동입력 스위치를 나타낸다. 파형등화회로(13')에서 지연소자(148)의 최적 지연탭(149)와 최적계수회로(151)은 자기헤드와 기록테이프를 포함하는 전송 시스템의 특성에 따라 선택된다.

앞에서 설명한 바와 같이 기록할 때 다른 샘플링 주파수에 상관없이 기록된 신호의 파형이 일정하기 때문에, 제13도에서 설명한 바와 같이 차단주파수 스위칭신호(153)(예를 들면, 2비트 신호)으로 탭전환 스위치를 제어함으로써 지연탭(149)를 바꿔가면서 충분히 선택할 수 있다. 지금까지 전송속도 제어회로(45)에서, 입력데이타내에 샘플링주파수의 형태로 포함되어 있는 제어데이타는 제어데이타 검파회로(154)에 의하여 검파된다. 검파회로(154)의 검파신호출력에 따른 변환 또는 스위칭 제어회로(155)는 차단주파수 스위칭신호(153)을 출력한다.

검파된 신호가 32KHz의 샘플링 주파수와 일치할때 32KHz에 해당하는 지연탭이 선택되며, 여기에서 최적화가 실현된다.

다음에, 제13도에 도시한 전송속도 제어회로(45)의 수동 및 자동동작이 기록재생장치가 기록모드라는 가정하에서 설명한다.

제13도에 따르면, 수동동작에 있어서 수동입력스위치(205)에 의해 발생한 신호는 샘플링 주파수 입력회로(204)에 인가된다. 샘플링 주파수 입력회로(204)는 미리 정해진 입력 샘플링 주파수에 상응하는 값을 설정한다. 이 값은 멀티플렉서(203)을 통하여 수동 또는 자동동작을 선택하기 위한 스위칭 제어회로(155), 멀티플렉서(42), 트래킹제어회로(44), 캡스턴모터 제어회로(46)과 회전드럼제어회로(47)을 제어하기 위하여 사용되는 기록재생 변환스위치(202)에 인가된다.

다음에 기록신호의 전송속도를 자동적으로 판별하는 방법을 설명한다. 제6도에 있어서, 디지털 더빙입력단자(41)에서 공급되는 신호가 기록신호에 따른 샘플링 주파수와 많은 데이타를 포함하면 샘플리신호 주파수검파기(200)에 입력되는 제어데이타에 포함된 주파수 검파되고, 검파기(200)은 검파 샘플링 주파수에 대응하는 주파수 제어신호(201)을 출력한다. 한편, 제어데이타는 메모리(108)에 저장된다. 샘플링 주파수 제어신호(201)이 멀티플렉서(203)과 기록재생 변환스위치(202)를 통해서 스위칭 제어회로(155)에 공급된다. 따라서 상술한 수동모드와 비슷한 방식으로 각각의 관계되는 회로를 제어한다.

상술한 장치가 각각 수평동기신호 주파수와 관련된 서로 다른 주파수인 4개의 트래킹신호를 이용하지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 1트래킹신호와 앞의 트래킹신호의 주파수 차이 f_a, 뒤의 트래킹신호와의 주파수 차이 f_b가 항상 일정하면 트래킹신호는 다른 어떤 주파수를 가져도 된다.

상기의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 기록신호의 전송속도의 차이와 변화에 관계없이 상호 간섭으로부터 기록디지탈 신호와 트래킹신호를 보호할 수 있다.

따라서 오차율이 증가하는 것을 막을 수 있으며, 서보제어 능력뿐만 아니라, 트래킹신호의 S/N비는 트래킹 신호의 주파수와 기록레벨을 증가시킴으로써 개선될 수 있다.

또, 기록될 때의 파장은 기록될 신호의 전송속도에 관계없이 일정하게 유지될 수 있으므로 항상 안정된 트래킹이 이루어진다.

Claims

아날로그 신호를 PCM의 디지털 데이타 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(3), 소정의 처리와 상기 아날로그 디지털 변환기(3)의 출력신호의 시간축을 압축하는 기록신호 처리회로(4'), 상기 기록신호 처리회로(4')의 출력을 기록매체(10)에 기록재생하기 위하여 기록재생헤드(8-1,8-2)가 장착되어 있는 회전드럼(9), 재생시에 소정의 처리를 하며 재생된 PCM디지탈신호의 시간축을 신장시키는 재생신호처리회로(14'), 상기 재생신호 처리회로(14')의 출력신호를 아날로그신호로 변환시키는 디지털 아날로그 변환기(15), 재생시에 기록 트랙을 자동적으로 트래킹하기 위해 사용되는 트래킹신호를 발생하는 트래킹신호 발생회로(20) 및 상기 트래킹신호 발생회로(20)의 출력신호가 기록 트랙위에 기록되는 타이밍을 제어하는 기록 제어회로(43)을 포함하며, 상기 트래킹신호는 아날로그 신호로부터 변환된 상기 PCM디지탈신호가 기록되는 영역과 적어도 분리되는 위치에 상기 트래킹신호가 기록되는 회전헤드형 PCM디지탈신호 기록재생장치.
특허청구의 범위 제1항에 있어서, 또 상기 기록매체(10)위에 일정한 테이프 포맷과 기록 파장이 기록되게 하기 위해서 상기 회전헤드드럼(9)의 회전수, 상기 기록매체의 이동속도 및 상기 트래킹신호의 주파수를 기록신호의 전송비율에 따라 변화시키는 수단(42,45,46,47)을 포함하는 회전헤드형 디지탈신호 기록재생장치.
테이프의 구동수단(46)에 의하여 구동되어 이동하도록 배치된 자기테이프(10) 위에 평행하고 경사진 트랙(29,30) 위에 기록 및 재생을 할 수 있고, 회전드럼 구동수단(47)에 의하여 구동되도록 배치된 회전드럼(9)위에 설치된 다수의 기록 및 재생용의 자기헤드(8-1,8-2), 상기 헤드의 회전각의 위치를 검출하여 트랙전환신호를 발생하는 수단(26), 기록용의 디지털 정보신호를 시간축으로 압축시키고, 상기 자기테이프로부터 나오는 재생신호를 정정하기 위해 상기 기록용의 디지털 정보신호로 신호처리동작을 실행하는 기록신호 처리회로(4'), 주파수를 제어할 수 있는 기준신호 발생기(301,302,303,42), 상기 기준신호 발생기에 연결되어 상기 기준신호로부터 서로 다르고 일정한 주파수를 갖는 다수의 트래킹 신호를 발생하고, 그 각각의 신호들이 디지털 정보신호가 기록되지 않은 분리된 다른 하나의 트랙의 적어도 하나의 위치(50)에 상기 헤드중의 하나로 기록되도록 상기 트랙전환신호의 제어하에 순차적으로 반복해서 출력하는 수단(20,43), 상기 전송속도 검출신호가 상기 전송속도 검출신호에 따라 상기 기준신호의 주파수를 변환하도록 상기 기준 신호 발생기(42)에 공급되며, 상기 속도제어신호가 상기 속도제어신호에 따라 상기 테이프의 주행속도와 상기 회전드럼(9)의 회전속도를 조정하도록 상기 테이프 구동수단(46)과 상기 회전드럼 구동수단(47)에 공급되며, 상기 자기테이프(10)상의 주파수의 기록신호의 파장이 상기 신호전송속도에 관계없이 일정하게 되도록 상기 기록 디지털 정보신호를 위해 전송속도를 검출하고, 전송속도 검출신호와 속도제어신호를 생성하는 전송속도 제어회로(45), 재생동작모드시에 상기의 헤드에서 발생되는 재생신호로부터 나오는 상기 트래킹신호와 같은 형태로 트래킹신호를 추출하고, 상기 트랙전환신호의 제어하에 상기의 테이프 구동수단(46)에 공급되어 상기 테이프의 이송속도를 변화시켜 상기 트랙위에 상기 헤드의 위치를 조절하는 트래킹 에러신호를 발생하는 트래킹 제어회로(44), 상기 기록용 신호 처리회로에서 신호의 압축동작을 한 것과 같이 상기 재생신호중의 디지털 정보신호를 시간축 방향으로 신장시켜서 재생 디지털 정보신호의 신호처리동작을 실행하는 재생신호 처리회로(14')를 포함하는 회전헤드형 디지털 신호 기록재생장치.
특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기의 트래킹신호를 추출하여 트래킹 에러신호를 생성하는 트래킹제어회로(44)는 상기 헤드로부터 상기 재생신호를 받아들여서 상기 트래킹신호만 통과시키는 게이트 회로(53), 하나의 헤드에 의하여 트래킹되고 있는 트랙에서 나오는 트래킹신호와 상기 게이트회로(53)의 출력을 혼합하는 믹서회로(32), 상기 게이트회로(53)으로부터의 상기 트래킹신호를 통과시키도록 배열되고, 하나의 헤드에 의하여 트래킹이 진행되고 있는 트랙의 트래킹 신호와 바로 옆에 인접된 트랙의 트래킹신호의 제1의 차신호성분을 통과시키는 제1의 대역통과필터(54)와 상기 게이트회로로부터의 상기 트래킹신호를 통과시키도록 배열되고, 상기 트래킹이 진행되고 있는 트랙의 트래킹신호와 다른쪽 옆에 인접된 트랙의 트래킹신호의 제2의 차신호성분을 통과시키는 제2의 대역통과필터(55), 상기, 상기 제1과 제2의 대역통과필터(54,55)에서 나오는 상기 제1과 제2의 차신호성분을 비교하여 상기 트래킹 에러신호를 생성하는 치동증폭기(38)을 포함하는 회전헤드형 디지털 신호 기록재생장치.
구동에 의하여 이송되는 자기테이프(10) 위에 서로 평행하고 경사진 트랙위에 기록 및 재생동작을 할 수 있는 다수의 자기헤드(8-1,8-2)를 갖는 회전헤드형 디지털 신호 기록재생장치의 트래킹 제어방법에 있어서, 상기 테이프에 기록될 디지털 정보신호를 위한 전송속도를 검출하는 스텝, 기록된 신호의 파장이 상기 전송속도에 관계없이 일정하게 되도록 검출된 전송속도에 따라 상기 헤드와 상기 이송되는 테이프의 상대속도를 조절하는 스텝, 상기 평행하고 경사진 각각의 트랙에서 서로 물리적으로 겹쳐지지 않는 제1의 위치와 적어도 하나의 제2의 위치에 상기 자기헤드로 상기 디지털 정보신호와 트래킹신호를 각각 기록하는 스텝, 각각의 트랙에서의 트래킹신호 및 하나의 헤드에 의해 상기 각각의 트랙의 양측의 인접한 트랙에서의 트래킹신호와 정보를 재생하며, 각각의 트랙에서 재생된 트래킹신호와 상기 각각의 트랙의 옆의 인접한 하나의 트랙에서 재생된 트래킹신호가 혼합되어 제1의 차신호를 생성하고, 각각의 트랙에서 재생된 트래킹신호와 상기 각각의 트랙의 옆의 인접한 아른 하나의 트랙에서 재생된 트래킹신호가 혼합되어 제2의 차신호를 생성하는 스텝, 트래킹 에러신호를 검출하기 위해 상기 제1과 제2의 차신호를 비교하는 스텝, 상기 검출된 트래킹 에러신호에 따라 상기 자기테이프의 이송속도를 변화시켜서 상기 트래킹 에러신호의 크기가 0이 되도록 상기 트랙 위의 상기 헤드의 위치를 조정하는 스텝을 포함하는 회전헤드형 디지털 신호 기록재생장치의 트래킹 제어방법.
특허청구 범위 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2의 위치는 각 트랙의 개시점에 위치하는 것인 회전헤드형 디지털 신호 기록재생장치의 트래킹 제어방법.
특허청구의 범위 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2의 위치는 각 트랙의 개시점과 종료점에 위치하는 것인 회전헤드형 디지털 신호 기록 재생장치의 트래킹 제어방법.