KR900007030B1

KR900007030B1 - 정보기록재생방법 및 장치

Info

Publication number: KR900007030B1
Application number: KR1019860004894A
Authority: KR
Inventors: 노부따까 아마다; 다까하루 노구찌; 히로유끼 기무라; 마사하루 고바야시; 다까오 아라이; 야스후미 윤데; 구니아끼 미우라
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1985-06-21
Filing date: 1986-06-19
Publication date: 1990-09-27
Also published as: EP0206203A3; EP0206203B1; DE3689746D1; EP0206203A2; KR870000799A; DE3689746T2

Abstract

내용 없음.

Description

정보기록재생방법 및 장치

제1도 a는 본 발명의 오프셋 4상 차동 PSK변조기의 1실시예를 도시한 회로도.

제1도 b는 본 발명의 오프셋 4상 차동 PSK복조기의 1실시예를 도시한 회로도.

제2도는 제1도 a와 제1도 b에 도시한 오프셋 4상 차동 PSK 변복조기의 주요부분에서 실행되는 동작을 설명하는 파형도.

제3도는 제1도 a에 도시된 오프셋 4상 차동 PSK 변조기의 주요부분의 1구성예를 도시한 회로도.

제4도는 제3도에 도시된 회로구성의 주요부분에서의 동작을 설명하는 파형도.

제5도는 제1도 b에 도시된 오프셋 4상 차동 PSK 복조기의 주요부분의 1구성예를 도시한 회로도.

제6도는 제5도에 도시된 회로구성의 주요부분에서의 동작을 설명하는 파형도.

제7도는 오프셋 4상 차동 PSK 변복조기를 디지탈 오디오 다층 자기기록재생장치에 적용한 경우의 1예로서 본 발명의 다른 실시예의 블럭도.

제8도는 제7도의 실시예에 있어서 자기기록매체에 기록되는 디지탈 오디오 신호와 비디오신호의 주파수특성을 도시한 그래프.

제9도는 오디오 헤드의 특성에서 기록전류와 재생출력 레벨사이의 관계를 도시한 그래프.

제10도는 오프셋 Q(D) PSK 변조파와 QPSK변조파의 포락선을 도시한 파형도.

제11도는 오프셋 Q(D) PSK변조파의 스팩트럼을 도시한 그래프.

제12도는 제7도의 실시예에서 디지탈 오디오 기록측에 배치되는 BPF(123)의 주파수 특성을 도시한 그래프.

제13도는 제7도의 실시예에서 디지탈 오디오 기록측에 배치되는 리미터(124)의 1실시예를 도시한 회로도.

제14도는 제7도에 도시된 리미터(124)의 다른 실시예를 도시한 회로도.

본 발명은 일반적으로 자기기록재생방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 기록되는 오디오 신호와 비디오 신호사이의 간섭을 방지하기 위해 선택형 변조 및 심층기록방식을 이용하는 비디오 테이프 레코더(VTR)용오디오 신호의 디지탈화에 관한 것이다.

VTR시스템에서 오디오 신호와 비디오 신호를 기록하기 위한 다층 기록방법을 사용하는 것이 알려져 있다. 이것에 관해서는 미우라등의 IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.CE-30,NO.3,1984.8,pgs.360∼369에 기재되어 있다. 이 논문은 제1도 및 제2도에서 명확하게 도시한 바와같이, 서로 다른애지머스각도를 갖는 비디오 헤드와 오디오 헤드를 분리하기 위해, 비디오 신호는 자기층의 표면층부위에기록되고, FM오디오신호는 심층부위에 기록된다. 재생모드에서, 비디오신호와 FM 오디오 신호는 애지머스손실효과의 도움으로 각각 재생되고 있다. 그러나 양신호는 미우라등의 방식에서 아날로그 신호로서 자기매체위에 기록된다.

비디오신호와 오디오신호 양쪽을 디지탈 신호로서 자기 테이프위에 기록하는 것을 실행하기 위해서는 수년을 결쳐서 많은 노력을 해왔다. 이러한 노력은 크기와 표준 오디오 카세트에 필적하는 자기 테이프위의비디오신호와 오디오신호의 실현에 이르렀다. 그러나, 디지탈 오디오 신호와 비디오신호를 중첩하기 위해서는 오디오 신호의 디지탈 특성에 따른 간섭을 갖는 이들 신호사이의 간섭을 방지할 필요가 있다. 이것에 관해서, 애지머스 손실효과를 이용하여 비디오신호를 중첩시킨다 하더라도, 종래의 디지탈 오디오신호의 베이스 밴드변조를 채용한다면, 디지탈 오디오 베이스 밴드신호의 스펙트럼을 변환된 색신호로 분리하는 것은불가능하게 된다.

디지탈 라디오 통신분야에 있어서, 비교적 협대역 전송이 가능하다는 것과 복조기의 구성이 간단하다는장점이 있기 때문에 4상 차동 위상 변조방식(QDPSK SISTEM)이 널리 사용되고 있다. 그러나 그러한QDPSK 방식에서는 정보가 비선형 체널을 통과하므로 대역폭이 넓어지며, 또한 부호 에러율 특성이 저하하게 된다. 이러한 것들은 대역폭이 제한되어 있으며 반송파 전력 대 잡음 전력비(C/N)올 너무 크게 잡을수 없는 위성 통신이나 이동 통신등을 위한 송신기에서 해결해야하는 중대한 문제이다.

상기의 관점에서, 오늘날에는 오프셋 QPSK방식이 관심을 끈다. 이 방식은 H.Suzuki등에 의한"Fundamental Properties of Narrowband Digital Angle Modulations"(Shingaku Giho,CS-81-51,1981), R.K.Kwan에 의한 "The Effects of Filtering and Limiting A Double Binary PSK Signal"(IEEE Trans.on AES,1986,7)라는 제목의 문헌에서 다루고 있다. 이 방식에 의하면, 동상(R)채널과 직교(Q)채널의 데이터의 부호 변화점이 서로 1/2데이터 주기만큼 어긋나도록 변조되므로. 변조파의 포락선이제로 크로싱과는 무관하며, 비선형 체널을 통하는 데이터의 경로에 따라서 대역이 그렇게 확대되지는 않는다. 또, S.A.Rhodes에 의한 "Effects of Hard Limiting on Band-Limited Transmissions withConventional and offset QPSK Modulation"(IEEE National Telecommunication Conference,1972)라는제목의 문헌에서도 알 수 있다.

그러나, 그러한 오프셋 QPSK방식에서는 종래의 QPSK방식에 사용되어온 차동 부호 및 복호방식을 사용하는 것이 불가능하여 복조기측에서 절대 위상의 검출이 필요하였다.

본 발명의 목적은 디지탈 정보를 기록재생하는 데 적합한 오프셋 4상 차동 PSK 변복조기가 설치된 정보기록재생방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 비디오신호와 디지탈 오디오신호를 자기적으로 기록할 수 있는 정보기록재생방법 및 장치로서,상기 오프셋 4상 차동 PSK변조기가 디지탈 오디오 기록 라인에서 변조수단으로 사용되고, 상기 오프셋 4상 차동 PSK복조기는 디지탈 오디오 재생 라인에서 복조수단으로 사용되는 정보 기록재생장치를 제공하는것이다. 본 발명의 다른 정보 기록재생장치에 있어서, 디지탈 오디오 기록라인에서 상기 오프셋 4상 차동PSK 변조기의 후단에 리미터 또는 리미터와 밴드 패스 필터의 조합을 배치하고 있다.

비디오 신호와 디지탈 오디오신호를 다층으로 기록하기 위한 상기 정보기록재생장치는 자기기록매체의 표면층부에 비디오신호를 기록하고, 자기기록매체의 심층부에 디지탈 오디오신호를 기록할 수 있는 다층기록재생형이다.

본 발명은 변조기측에서 동상채널과 직교채널의 데이터가 각각의 부호변화점이 서로 1/2데이터 주기만큼어긋나도록 차동부호화한 후에 변조되고, 복조기측에서 검출된 데이터가 동상체널과 직교채널에서 차동복호화한 후에 직렬 데이터로 변환되도록한 것이다.

본 발명에 있어서, 오프셋 4상 차동 PSK 변조기는 입력 직렬 디지탈 데이터를 부호 변화점이 1/2 데이터 주기의 상호 어긋난량을 갖는 직렬 디지탈 데이터의 우수 및 기수 비트에 각각 해당하는 제1 및 제2신호로 변환하기 위한 제1의 변환기, 상기 제1 및 제2신호를 각각 차동부호화하기 위한 제1 및 제2차동부호기와, 상기 제1 및 제2차동부호기의 출력에 의해 서로 π/2위상차를 갖는 2개의 직교 반송파를 평형변조하기 위한 직교 변조기를 포함한다.

또한, 본 발명의 오프셋 4상 차동 PSK 복조기는 상기 오프셋 4상 차동 PSK 변조기에서 전송된 신호를수신하고 2개의 직교 반송파가 서로 π/2위상차를 갖는 수신된 신호를 위상 검출하기 위한 코히어런트 검출기, 상기 코히어런트 검출기에서의 제1 및 제2출력신호의 정극성과 부극성을 판별하고, 이와 같은 신호를제1 및 제2디지탈 신호로 각각 변환하기 위한 제1 및 제2의 부호판별기, 제1 및 제2디지탈신호를 차동복호화하기 위한 제1 및 제2차동복호기와 제1 및 제2의 차동복호기를 이와같은 출력신호의 데이터 속도의2배의 속도를 교대로 선택하고, 이것을 직렬 신호로 변환하기 위한 제2의 변환기로 구성되어 있다. 상기오프셋 4상 차동 PSK 변조기로 구성되는 제1 및 제2차동부호기에 의해 실행되는 차동부호화는 다음에 상세하게 설명하는 식(1) 및 (2)의 조건을 만족하도록 하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 오프셋 4상차동 PSK복조기에 의해 실행되는 차동복호기는 다음에 상세하게 설명하는 식(6) 및 (7) 또는 식(8) 및(9)의 조건을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.

제 1도 a 및 제 1도 b는 각각 본 발명을 적용한 오프셋 4상 차동 PSK 변조기와 복조기의 회로도이다.

먼저, 제1도 a에는 전송될 디지탈 데이터(A)를 위한 입력단자(1), 입력 직렬 데이터(A)를 2가지 방식의 병렬 데이터(B)와 (C)로 변환하기 위한 직렬-병렬 변환기(2), 병렬 데이터(B)와 (C)의 부호를 부호변화로 변환하기 위한 차동 부호기(3a) 및 (3b), 서로 독립적으로 차동 부호화되는 병렬 데이터(D)와 (E)를서로 π/2의상차를 갖는 2개의 반송파로 평형 변조하기 위한 직교 변조기(4)와 변조된 신호를 위한 출력단자(40)을 나타낸다. 상기 차동 부호기(3a)는 EOR회로(31a)와 지연회로(32a)로 구성되며, 차동 부호기(3b)는 EOR회로(31b)와 지연회로(32b)로 구성된다.그리고 직교 변조기(4)는 평형 변조기(41a)과 (41b), 반송파 발진기(42),π/2이상기(43)과 가산기(44)로 구성된다. 상기한 구성요소는 오프셋 4상 차동 PSK(O-QDPSK) 변조기를 구성한다.

제1도 b에는 O-QDPSK변조신호를 위한 입력단자(50), 입력되는 변조신호를 변조신호에 위상 동기되는 2개의 직교 반송파로 위상 검출하기 위한 코히어런트 검출기(5), 위상 검출되는 2가지 방식의 입력신호의 정극성과 부극성을 전송되는 병렬 데이터의 속도에 동기되는 타이밍으로 판별하고, 입력신호를 디지탈신호로 변환하기 위한 부호 판별기(6a)와 (6b),2가지 방식의 디지탈신호(F)와 (G)의 각각의 부호변화를이전의 부호로 역변환하기 위한 차동 복호기(7a)와 (7b), 복호화된 병렬 데이터(H)와 (I)를 직렬 데이터(J)로 변환하기 위한 병렬-직렬 변환기(8)과 최종적으로 복조되는 디지탈 데이터(J)를 위한 출력단자(9)를나타낸다. 코히어런트 검출기(5)는 위상 검출기(51a)와 (51b), 반송파 재생회로(52),π/2이상기(53)과 저역 여파기(55a)와 (55b)로 구성된다.

차동복호기(7a)는 EOR회로(71a)와 지연회로(72a)로 구성되며, 차동 복호기(7b)는 EOR회로(71b)와 지연회로(72b)로 구성된다. 상기한 구성요소는 O-QDPSK복조기를 구성한다.

제2도는 제1도에 도시된 회로의 각 부분에서 실행되는 동작을 설명하는 파형도이다. 이하 본 실시예의동작을 설명한다.

제2도에서 [i]는 변조기측의 동작파형을 나타so고,[ii]와 [iii]은 복조기측의 동작파형을 나타낸다.[ii]의 파형은 변조기내의 반송파 위상에 대해 복조기에서 재생되는 반송파의 위상차 ∮가 0도 또는 180도인 경우를 나타내며,[iii]의 파형은 상기 위상차 ∮가 ±90도인 다른 경우를 나타낸다. 우선,[i]의 변조기측에서 입력 디지탈 데이터(A)는 선행 비트 X_k와 후행 비트 Y_k(여기서 k는 정수)로 구성되는 비트군으로 분할되며. 직렬-병렬 변환기(2)에 의해 변환되는 병렬 데이터(B)와 (C)는 도시된 바와같이 1/2데이터주기(T/2)만큼 서로 어긋나서 교대로 출력된다. 다음에 병렬 데이터 X_k와 Y_k는 차동 부호기(3a)와 (3b)에 의해각각 데이터 P_k와 Q_k로 변화되는데, 논리식으로 표시하면 다음과 같다.

P_k= X_k

P_k-1………………………………………………………… ⑴

Q_k= Y_k

Q_k-1…………………………………………………………⑵

여기서

는 배타적 OR을 의미한다.

이렇게 얻어지는 데이터 P_k와 Q_k는 직교 변조기(4)에 의해 변조된다. 변조 신호는 동상 반송파 CP가cosw_ct이고, 직교 반송파 CQ가 sinw_ct(w_c)는 반송파의 각 주파수)일때, 다음의 식(3)으로 표시된다.

P_k·cosw_ct+Q_k·Sinw_ct ……………………………………………⑶

다음에,복조기측에서 식(3)으로 주어지는 변조신호가 코히어런트 검출기(5)에 의해 검출된다. 이 단계에서 반송파 재생회로(52)에 의해 기록되는 동상 반송파 CP'와 직교 반송파 CQ'가 각각 cos(w_ct+

)와 sin(w_ct+

)일때 검출되는 출력신호는 다음과 같이 표시된다.

P_k·cos

-Q_k·sin

……………………………………………⑷

P_k·sin

-Q_k·cos

……………………………………………⑸

반송파 재생회로(52)가 정상적인 동작을 할때, 변조기측과의 위상차

는 0도, ±90도 또는 180도의 값이다.

제2도 [ii]는 그러한 위상차

가 0도 또는 180도인 경우의 동작파형을 도시한 것이다. 예를들면, 위상차

가 0도일때, 데이터 P_k와 Q_k는 부호 판별기(6a)와 (6b)의 출력신호(F)와 (G)로 나타낸다. 그러면, 그러한 데이터가 차동 복호기(7a)와 (7b)에 의해 처리되어 이전의 병렬 데이터 X_k와 Y_k는 출력신호(H)와 (I)로 각각 복호화된다. 이 처리과정은 다음의 논리식으로 표시된다.

P_k

P_k-1= (X_k

P_k-1)

P_k-1

X_k……………………………………………⑹

Q_k

Q_k-1= (Y_k

Q_k-1)

Q_k-1

Y_k……………………………………………⑺

위상차

가 180도 일때, 식(4)와 (5)로부터 명백한 바와같이, 데이터

는 신호(F)와 (G)로 나타나지만, 이전의 데이터 X_k와 Y_k는 차동 복호기(7a)와 (7b)에 의해 신호(H)와 (I)로 복호화된다. 상기의 것은다음의 논리식으로 표시된다.

이전의 병렬 데이터 Xk와 Yk는 병렬-직렬 변환기(8)에 의해 직렬 데이터로 변환되어 최종적인 복조 데이터(J)를 얻게 된다.

상기와 마찬가지로, 위상차

가 90도일때, 제2도[iii]에 도시된 바와 같이 X_k와 Y_k에 관한 체널만이 반전되고, X_k와 Y_k와의 연속관계가 유지되어 그와 같은 순서로 데이터를 병렬-직렬 변환하는 것으로 아무런문제가 발생되지는 않는다. 이 방법은 후에 상술하겠다.

제3도는 본 발명에 의한 변조기의 1예의 회로도이다. 본 실시예에서(21),(22a),(22b),(33a),(33b)는D플립플롭(D-FF)이며,(10)은 입력 데이터(A)의 클럭펄스 CK1을 위한 입력단자이다. 제4도는 제3도의 회로에서 실행되는 각각의 동작을 설명하는 파형도이다. 이하 그와 같은 동작을 제4도를 참조하여 설명한다. 입력단자(10)에 공급되는 클럭펄스 CK1은 D-FF(21)에서 1/2분주되어 클럭펄스 CK2와

를 발생시킨다. 입력 직렬 데이터(A)는 클럭펄스 CK와

의 상승 에지에서 동기되어 D-FF(22a)와 (22b)에의해 래치되고, 그에 의해 병렬 데이터 X_k와 Y_k가 얻어진다. 차동 부호기(3a)와 (3b)에서, D-FF(33a)와(33b)를 이용하여 제1도의 실시예에 도시된 지연회로(32a)와 (32b)를 구성하며, 그들의 동작은 마찬가지로 된다. 제3도의 회로 구성에서, P_k와 Q_k는 제4도에 각각 도시된 바와 같이 X_k와 Y_k에 대해 1주기 만큼 지연되어 출력되나 결코 아무런 문제가 일어나지 않는다. 그와 같이 차동 부호화된 병렬 데이터 P_k와Q_k는 직교변조기(4)에 의해 변조된다. 상기한 방법으로,O-QDPSK변조기가 간단한 구성으로써 실현된다.

제5도는 본 발명에 의한 복조기의 1예의 회로도이다. 본 실시예에는 비교기(61a)와 (61b), D-FF(62a),(62b),(64),(73a),(73b)와 (83), 클럭재생회로(63),인버터회로(65)와 (66), AND회로(81a)와 (81b),OR회로(82) 및 복조 데이터(J)와 비트 동기되는 클럭펄스 CK1'을 위한 출력단자(90)이 나타내어져 있다.코히어런트 검출회로(5)에 의해 검출되는 2가지 방식의 신호는 비교기(61a),(61b)와 D-FF(62a),(62b)로각각 구성되는 부호 판별기(6a)와 (6b)에 의해 디지탈신호(F)와 (G)로 변환된다. 그와 같은 변환은 클럭재생회로(63)에 의해 재생되는 클럭펄스 CK1'의 1/2분주를 통해 D-FF(64)로 부터 얻어지는 클럭펄스

와 CK2'의 상승에지와 동기되어 실행된다. 차동 복호기(7a)와 (7b)는 제1도의 실시예에서의 상기 지연회로(72a)와 (72b)를 D-FF(73a)와 (73b)로 대치하여 구성하며, 그들의 동작은 마찬가지로 된다. 복호화된 병렬 데이터(H)와 (I), 재생된 클럭펄스

와 CK2'는 각각 AND회로(81a)와 (81b)에 입력되며 이AND회로에서 논리곱 출력이 얻어진다.2개의 신호(L)과 (M)은 OR회로(82)에서 공급되어 논리적으로 합해지며, 다음에 재생된 클럭펄스

의 상승 에지와 동기되어 D-FF(83)에 의해 레치되는데, 이렇게 하여 최종적으로 복조된 직렬 데이터가 얻어진다.

제6도는 그러한 동작이 어떻게 실행되는지를 보여주는 파형도이며, 여기서 [i]는 재생된 반송파의 위상차 ∮가 0도 또는 180도인 경우를 나타내고,[ii]는 상기 위상차가 ±90도인 경우를 나타낸다. 따라서, 그와같은 위상차 ∮의 값에도 불구하고, 전송된 데이터는 에러가 없이 복조될 수 있다.

이 복조과정은 비선형 전송로에 대해 유리한 O-QPSK방식에도 또한 적용할 수 있으며 절대 위상을 검출하거나 재생된 반송파의 위상차 ∮를 0도로 제어하는 것이 불필요하여 복조회로를 간단히 하는데 큰 효과를 얻는다.

제7도를 참고하여 본 발명의 O-QDPSK방식을 PCM 오디오 다층 자기기록재생장치에 적용되는 또 다른 실시예를 설명하고자 한다. 제7도에 있어서,(101)은 비디오 신호 입력단자,(110)은 휘도신호를 분리하기 위한 저역여파기,(111)은 휘도신호를 변조하기 위한 주파수 변조기,(112)는 색신호를 분리하기 위한대역통과 여파기(BPF),(113)은 색신호를 낮은 주파수로 변환하기 위한 주파수 변환기,(114)는 주파수변조된 휘도신호와 주파수 변환된 색신호를 합하기 위한 가산기,(115)는 기록 램프,(116a)와 (116b)는비디오 신호용 기록재생헤드,(102)는 오디오신호 입력단자,(120)은 A/D 변환기,(121)은 디지탈 처리회로,(122)는 오프셋 4상 차동 위상 변조회로(O-QDPSK),(123)은 대역통과 여파기(BPF),(124)는 리미터,(125)는 기록 증폭기,(126a)와 (126b)는 오디오 전용의 기록재생헤드,(130)은 재생증폭기,(131)은 휘도신호를 분리하기 위한 대역통과 여파기(BPF),(132)는 주파수 복조기,(133)은 색신호를 분리하기 위한 저역통과 여파기(LPF),(134)는 주파수 변환기,(135)는 휘도신호와 색신호를 서로 합하기 위한 가산기,(103)은 비디오신호 출력단자,(140)은 재생증폭기,(141)은 오디오신호를 분리하기 위한 대역통과 여파기(BPF),(142)는 O-QDPSK복조기,(143)은 디지탈 처리회로,(144)는 D/A 변환기 및 (104)는 오디오신호 출력 단자이다.O-QDPSK 변조기 (122) 와 O-QDPSK복조기 (142) 는, 각각 제 3 도와 제 5 도에 도시 된회로구성을 이용하여 구성할 수 있다.

상기의 구성에서 동작이 다음의 방법으로 실행된다. LPF(110)과 BPF(112)를 통과한 비디오신호는 휘도신호와 색신호로 분리되며, 이들은 각각 주파수 변조기(111)과 주파수 변환기(113)에 의해 제8도에 나타낸대역으로 주파수 변조되고 주파수 변환된다. 그와 같이 처리된 신호는 서로 대향하여 배치되는 2개의 비디오 기록헤드(116a)와 (116b)에 의해 테이프상에 기록된다. 그리고 재생모드에서, 헤드(116a)와 (116b)에의해 재생되는 신호는 휘도신호와 색신호의 분리를 위해 BPF(131)과 LPF(133)을 통과한 후에 이 신호들은 각각 주파수 복조기(132)와 주파수 변환기(134)를 통해 기록전의 비디오 주파수 대역으로 재변환되며 그후에는 가산기(135)에 입력되어 본래의 비디오신호로 복원된다.

한편, 오디오신호는 일단 A/D변환기(120)에 의해 디지탈 형태로 변환되며, 디지탈 처리회로(121)에 의해 이 신호에 동기신호와 정정부호가 합하여진다. 인터리빙후에, 디지탈 오디오신호가 O-QDPSK 변조기(122)에 입력되는데, 이 O-QDPSK변조기에서는 제8도에 도시된 바와같이 기록되는 신호의 전체 스펙트럼내에서 오디오신호의 스펙트럼이 주파수 변환된 색신호의 점유대역과 주파수 변조된 휘도신호의 점유대역사이에 제한되도록 O-QDPSK변조가 행하여진다.O-QDPSK변조신호는 BPF(123)과 리미티(124)를 통해대역폭과 진폭이 제한되며, 그 다음에 비디오 헤드(116a)와 (116b)와는 애지머스 각도가 다른 오디오 전용헤드(l26a)와 (126b)에 의해 비디오 기록을 하기 전에 비디오 트랙위에 이 신호가 기록된다. 그와 같이 기록된 O-QDPSK변조신호는 후에 기록되는 비디오 신호로 테이프의 표면층부에서 지워지며, 이렇게 함으로서 처음 기록되었던 오디오신호테이프의 심층부에 남아있는 채로 다층 자기기록모드가 수행된다.

재생모드에서, 오디오 전용헤드(126a)와 (126b)에 의해 재생된 신호가 BPF(141)을 지나며, 이곳에서 변조된 오디오신호가 얻어진다. 이 신호는 그후 O-QDPSK복조기(142)와 디지탈 처리회로(143)에 공급되어이전의 디지탈신호를 복원하는데 이 신호가 본래의 오디오신호를 복원하기 위해 또 한번 D/A변환기(144)에 공급된다.

상기한 바와같이 오디오신호를 디지탈 형태를 변환한 후에 기록함으로서, 기록 매체내에서 어떤 왜곡의영향을 받지 않고 고품질의 오디오전송이 가능하다. 또한, 디지탈 신호를 O-QDPSK 변조하여 대역폭과진폭 모두를 제한해서 기록하기 때문에, 비디오신호와의 간섭을 최소와하는 것이 가능하며 재생되는 0-QDPSK변조신호의 C/N비를 향상시킬 수 있다.

이하 상기 실시예의 효과를 제9도 내지 제11도를 참조하여 설명한다. 제9도는 오디오 전용 헤드(126a)와 (126b)의 기록 전류 대 재생 출력 레벨 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 것이다. 일반적으로 자기헤드는 그래프에 도시한 바와같이 어떤 레벨까지는 기록전류에 비례하여 자기헤드의 재생출력이 증가하지만, 기록전류의 증가에도 불구하고 출력레벨이 더 이상 올라가지 않는 포화점이 존재하는 특성을 갖는다.그리고 통상 S/N비를 개선하기 위해 기록전류를 그와 같은 포화점으로 설정한다. 그러나 그 포화 때문에기록 파형이 찌그러지고 불필요한 스펙트럼을 발생시켜 비디오 신호와 간섭을 일으킬 가능성이 있다. 특히디지탈 변조방식으로서 여러분야에서 사용되며 실제적으로 전폭 변조(AM)방식과 동등한QPSK방식을 적용함에 있어서, 그 포화로 인해 사이드 로브가 확대된다.그와 같은 단점에서 볼때,O-QPSK방식을 채용하는 것은 기록 파형의 진폭변화를 최소화하여 포화때문에 어떤 왜곡이 발생하는 것을 억제하는 데 효과적이다. 상기 O-QDPSK방식으로는 재생 반송파의 위상차 ∮를 콘트롤하여 0도로 유지할 필요가 없으며, 따라서 복조기 구성을 간단히 만들 수 있다.

오늘날 VTR에 사용되는 비디오신호의 주파수 배치를 변화시키지 않고 PCM 오디오 신호를 다층 매체에기록하려면, 오디오신호의 심층 기록 방식을 채용하는 것이 바람직하다. PCM 오디오 신호가 기록매체의표면층부에서 그 위에 중첩되는 비디오 신호에 의해 지워지는 심층 기록 동작에 있어서 PCM 오디오 신호의 재생 레벨을 가능한한 높여 포화 기록을 하는 것이 필요하다. 그와 같은 포화기록에서는 기록신호가 포화되어 그의 파형이 찌그러지므로,O-QPSK 방식이 변조방식으로서는 바람직하다.O-QPSK방식에는 상기한 바와같이 재생 기준 반송파에 n×90도(n은 정수)만큼의 불분명한 것이 남아 있으므로, 차동부호화가송신기측에서 행하여지며, 역차동 복호화가 수신기측에서 행하여져 그와 같은 불분명한 점에도 불구하고 정확한 복조가 이루어진다.상기한 것이 최적의 변복조기를 제공하는 데 적합한 O-QDPSK방식의 특징이다.

제10도와 제11도는 상기한 실시예의 효과를 도시한 도면이다. 여기서 제10도 a와 B는 각각 O-Q(D)PSK변조 파형과 QPSK변조파형의 포락선을 나타낸다.O-Q(D) PSK방식에서는 QPSK방식과 비교해서진폭 변화가 감소된다. 그리고 그러한 파형의 포화는 1점 쇄선으로 표시되는 어떤 레벨에서 파형을 클리핑하는 것과 등가이다. 제11도는 그와 같은 상태에서 얻어지는 스펙트럼을 도시한 것이며, 여기서 실선과 정선은 각각 O-Q(D)PSK방식에서의 스펙트럼과 QPSK방식에서의 스펙트럼을 나타낸다. 그리고 2점 쇄선은불포화시에 클리핑이 없어 얻어지는 스펙트럼을 나타낸다. 이 경우에 스펙트럼은 두 방식에서 똑같다. 상기한 바와같이 그러한 클리핑에 관계없이 스펙트럼이 확장되지 않는다는 관점에서 O-Q(D)PSK방식에 유리하며, 결과적으로는 이 방식을 사용하여 디지탈 오디오신호를 기록할때 비디오신호와의 간섭이 일어나지 않는다.

상기의 O-Q(D)PSK 변조신호의 클리핑에도 불구하고 스펙트럼이 확대되지 않는다는 사실에서, 제7도의 실시예는 O-Q(D)PSK 변조신호에 남아 있는 진폭변동을 제한하기 위하여 리미터(123)을 통해 일정한진폭으로 기록 동작을 수행하며, 따라서 완전한 포화기록을 이루어 궁극적으로는 재생신호의 C/N비를 개선할 뿐단 아니라 복조되는 데이터에 대해 부호화 에러율도 감소시킬 수 있다.

제12도는 제7도에 도시된 디지탈 오디오신호의 기록회로에서의 BPF(123)의 주파수 특성의 1예를 도시한 그래프이다.

지금 변화된 디지탈 오디오신호가 2M 비트/초의 부호 전송율로 처리된다고 가정하면, QDPSK변조에서필요한 최소대역폭은 ±500KHz이다. 그러한 경우에, 만일 BPF(123)의 대역폭을 ±500KHz보 설정하여변조신호의 스펙트럼의 사이드로보를 완전히 제거한다면, 비디오신호와의 간섭이 발생하지 않는다.

제l3도는 리미터(124)의 1예의 회로도이다. 이 도면에서 입력단자(180)에 공급되는 입력신호는 저항(181)과 다이오드(182),(183)을 통과하여 신호의 진폭이 양극성과 음극성 모두 다이오드의 임계전압(약 0.7V)으로 제한되며, 그와 같이 제한된 신호는 출력단자(184)로 부터 얻어진다. 제14도는 리미터(124)의 다른 1예의 회로도이고, 여기서 트랜지스터(185)와 (186)으로 구성되는 차동 증폭기는 리미터효과를 얻기 위해 채용한 것이다. 상기한 바와같이, 리미터(124)에 대해 여러종류의 회로방식이 고안되어 있으므로 리이터 회로가상기의 회로 방식에만 한정되지는 않는다.

제7도에 도시된 본 발명의 상기한 실시예에서 O-QDPSK변조기(122)의 후단에 BPF(123)과 리미터(124)를 배치한다. 그러나, 리미터(124)나 BPF(123)이 없더라도 상기의 실시예에서와 똑같은 효과를 얻을수 있다.

상기한 바와같이, 본 발명의 1실시예에서는 다층 기록동작이 수행되는데 비디오신호는 주파수 변조된 휘도신호와 주파수 변환된 색신호로 이루어지며, 애지머스 각도가 서로 다른 비디오 전용 헤드와 오디오 전용헤드에 의해 중첩기록이 행하여진다. 그러나, 상기한 실시예의 특징은 디지탈 오디오 기록신호의 점유대역폭을 극도로 좁히는데 있으며, 비디오 기록신호와의 상호간섭을 억제하는데 있다. 그러므로, 기록방식이 그와 같은 다층 기록에만 제한되지 않으며 통상의 주파수 다중 기록도 가능하다. 또한 비디오신호가 그의 휘도신호와 색신호에 관해 시분할 다중방식으로 처리되는 경우에 디지탈 오디오 기록신호의 점유대역을 주파수 변조된 비디오 신호의 점유대역의 바깥쪽에 설정함으로서 주파수 다중 기록을 행할 수 있다. 휘도신호와색신호를 개별 트랙에 병렬 기록하는 경우에 각각 점유 대역폭이 중첩되지 않도록 하여 디지탈 오디오신호를 주파수 다중으로 그러한 트랙의 어느쪽에도 기록할 수 있다.

Claims

PSK 변복조기에 의해 변복조되는 디지탈오디오신호를 자기매체상에 기록재생하기 위한 정보기록 재생장치에 있어서, 디지탈 오디오신호를 상기 디지탈 오디오신호의 우수 및 기수비트에 해당하는 2개의 병렬오디오 데이터 신호 X_k와 Y_k로 각각 변환하고, 상기 병렬 오디오 데이터신호 X_k와 Y_k는 1/2데이터 주기에해당하는 시간차를 갖고, k는 정수인 직렬-병렬 변환기(2), 상기 병렬 오디오 데이터 신호 X_k와 Y_k를 부호 데이터 신호 P_k와 Q_k로 부호화하는 제1 및 제2의 차동부호기(3a,3b), 서로 π/2위상차를 갖는 2개의직교 반송파를 상기 병렬 오디오 데이터 신호 P_k와 Q_k를 사용하여 각각 평형 변조시키고, 출력을 발생시키기 위해 상기 평형 변조된 직교 반송파를 조합하는 직교 변조기(4), 상기 직교변조기(4)의 출력을 상기 자기매체의 심층부에 기록재생하는 제1의 자기기록재생수단(126a,126b). 상기 자기매체의 상기 심층부에서재생된 상기 출력을 서로 π/2위상차를 갖는 2개의 직교 반송파를 사용하여 위상 검출하는 코히어런트 검출기(5) 상기 부호 데이터신호 P_k와 Q_k를 재생하도록 상기 코히어런트 검출기(5)의 2개의 출력을 각각 판별하는 제1 및 제2의 부호 판별기(6a,6b), 상기 병렬 오디오 데이터 신호 X_k와 Y_k를 재생하도록 상기 재생된 부호 데이터 신호_k와 Q_k를 각각 차동 복호화하는 제1 및 제2차동 복호기(7a,7b)와 상기 디지탈 오디오신호를 재생하기 위해 상기 재생된 병렬 오디오 데이터 신호 X_k와 Y_k를 상기 재생된 병렬 오디오 데이터신호 X_k에 해당하는 기수비트와 상기 재생된 병렬 오디오 데이터 신호 Y_k에 해당하는 우수 비트로 변환하는 병렬-직렬 변환기(8)을 포함하는 정보기록 재생장치.
특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 또 상기 자기매체의 표면층부에 비디오신호를 기록재생하는 제 2 의 자기기록재생수단(116a,116b)를 포함하는 정보 기록재생장치.
특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 출력을 제한하는 리미터(124)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 3 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 리미터(124)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 출력을 대역통과시키는 대역통과 여파기(123)을 포함하는 정보기록재생장치.
제 1 및 제 2의 디지탈신호를 자기매체상에 기록재생하기 위한 정보기록재생장치에 있어서, 제 2 의 디지탈신호를 상기 제 2 의 디지탈신호의 우수 및 기수비트에 해당하는 2개의 병렬 데이타신호로 각각 변환하고, 상기 명령 데이터신호는 1/2 데이터 주기에 해당하는 시간차를 갖는 직렬-병렬 변환기(2), 서로 π/2위상차를 갖는 2개의 직교 반송파를 상기 명령 데이터 신호에 의해 각각 평형 변조시키고, 출력을 발생시키기 위해 상기 평형 변조된 직교 반송파를 조합하는 직교변조기(4), 상기 직교변조기(4)의 출력을 상기 자기매체의 영역의 심층부에 기록재생하는 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b), 상기 제 1 의 디지탈신호를 상기 자기매체의 영역의 표면층부에 기록재생하는 제 2 의 자기기록재생수단(116a, 16b), 상기 자기매체의 상기 심층부에서 재생된 상기 출력을 서로 π/2위상차를 갖는 2개 직교 반송파로 위상검출하는 코어런트검출기(5) 상기 명령 데이터 신호를 재생하도록 상기 코어런트 검출기(5)의 2개의 출력을 판별하는 제 및 제 의 부호 판별(6a, b)와 상기 제 의 디지탈신호를 재생하기 위해 상기 재생된 명령 데이터신호를 기 재생된 명령 데이터신호중의 하나에 해당하는 기수비트와 상기 재생된 명령 데이터신호중의 하나에 해당하는 우수 비트로 변환하는 명령-직렬 변환기(8)을 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 5 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 상기 출력을 제한하는 리미터(124)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 6 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 리미터(124)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 상기 출력의 주파수대역을 통과하는 대역통과 여파기(123)을 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 의 디지탈신호는 주파수변환된 색신호와주파수 변조된 휘도신호를 포함하는 정보기록재생장치
특허청구의 범위 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 의 디지탈 신호는 PCM 오디오신호인 정보기록재생창치.
특허청구의 범위 제 9 항에 있어서, 또 상기 명령 데이터 신호를 부호 데이터로 부호화하여 상기 직교변조기(4)에 공급하는 제 1 및 제 2 의 차동부호기(3a, 3b)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 10 항에 있어서, 또 상기 제 2 의 디지탈신호를 재생하도록 상기 부호 판변기(16a, 16b)의 출력을 각각 차동 복호화하고, 상기 출력을 상기 명령-직렬 변환기(8)에 공급하는 제1 및 제2의차동복호기 (7a,7b) 를 포함하는 정보기록재생장치.
주파수 변조된 휘도신호를 갖는 오디오신호와 비디오신호를 비선형 전송 특성을 갖는 자기매체상에 다층 기록재생하기 위한 정보기록재생장치에 있어서, 디지탈신호를 상기 디지탈신호의 우수 및 기수비트에 해당하는 2개의 명령 대이터신호로 각각 변환하고, 상기 명령 데이터 신호는 1/2데이터 주기에 해당하는 시간차를 갖는 직렬-병렬 변환기(2), 서로 π/2위상차를 갖는 2캐의 직교 반송파를 상기 병렬 데이터 신호에의해 각각 평형변조시키고, 주파수 변조된 휘도신호가 소정의 주파수 대역을 갖고 상기 디지탈 신호가 서로간섭하지 않고 다층 기록되도록, 상기 2 개의 직교반송파의, 주파수가 상기 주파수 변조된 휘도신호의 단송파 주파수보다 낮게 되는 직교변조기(4), 상기 직교변조기(4)의 출력을 상기 자기매체의 영역의 심층부에 기록재생하는 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b), 비디오신호를 상기 자기매체의 영역의 표면층부에 기록 재생하는 제 2 의 자기기록 재생수단(116a, 116b), 2개의 출력을 발생시키기 위해 상기 자기매체의 상기심층부에서 재생된 상기 출력을 서로 π/2위상차를 갖는 2재의 직교반송파로 위상검출하는 코히어런트 검출기(5), 상기 명령 데이터신호를 재생하도륵 상기 코히어런트 검출기(5)의 2개의 출력을 각각 판별하는 제 1 및 제 2 의 부호 판변기(6a, 6b)와 상기 디지탈신호가 보다 적은 부호에러로 재생되도록 상기 디지탈신호를 재생하기 위해 상기 재생된 병렬 데이터 신호를 상기 재생된 병렬 데이터신호에 해당하는 기수 비트와 상기재생된 병렬 데이터신호에 해당하는 우수비트로 변환하는 병렬-직렬 변환기(8)을 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 12 항에 있어서, 또 상기 명령 데이터신호를 부호데이터신호로 부호화하고, 상기부호 데이터신호를 상기 직교변조기(4)에 공급하는 제1 및 제 2 의 차동부호기(3a, 3b)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 13 항에 있어서, 또 상기 제 2 의 디지탈신호를 재생하도록 상기 부호판별기(6a, 6b)의 출력을 각각 차동복호화하여 그 출력을 상기 명령-직렬 변환기(8)에 공급하는 제1 및 제 2 차동복호기(7a, 7b)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 의 자기기록재생수단(116a, 116b)가 상기 자기메체의 상기 영역상에 비디오신호를 기록하기전에 상기 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b)는 상기 자기매체의 상기 영역상에 상기 직교변조기(4)의 출력을 기록하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 15 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 상기 출력을 제한하는 리미터(124)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 16 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 리미터(124)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 상기 출력의 주파수 대역을 통과하는 대역통과 여파기(123)을 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 12 항에 있어서, 상기 디지탈신호는 PCM 오디오신호인 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 13 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 제 1 의 자기기록재생수단(126a, 126b)에 공급하기 전에 상기 직교변조기(4)의 상기 출력을 제한하는 리미터(124)를 포함하는 정보기록재생장치.
특허청구의 범위 제 19 항에 있어서, 또 상기 출력을 상기 리미터(124)에 공급하기 전에 상기 직교 변조기(4)의 출력의 주파수 대역을 통과하는 대역통과 여파기(123)을 포함하는 정보기록재생장치.
소정의 주파수 대역을 갖는 주파수 변조된 휘도신호를 포함하는 비디오신호와 디지탈신호를 비선형전송특성을 갖는 자기매체에서 재생되며, 상기 비디오신호가 상기 자기매체의 영역의 표면층부에 기록되며, 오프셋 4상 PSK 변조기에 의해 변조된 상기 디지탈신호가 상기 자기매체의 상기 영역의 심층부에 기록되고, 상기 주파수 변조된 휘도신호의 반송파 주파수는 상기 오프셋 4상 PSK변조기의 2재의 직교반송파의 주파수보다 높게 되고, 상기 2게의 직교단송파는 서로
/2위상차를 갖고, 상기 비디오 신호와 상기 디지탈신호가 서로 간섭하지 않고, 다층기록되는 정보 재생장치에 있어서, 상기 변조된 디지탈 신호를 상기 심층부에서 재생하는 제 1 의 자기재생수단(126a, 126b). 상기 비디오신호를 상기 표면층부에서 재생하는 제 2 의 자기재생수단(116a, 116b), 2개의 출력을 발생시키도록 상기 제 1 의 자기 재생수단에 의해 재생된 상기 변조된 디지탈신호를 상기 2개의 직교 반송파로 위상검출하는 코히어런트 검출기(5),2개의 부호데이터신호를 발생시키도록 상기 코히어런트 검출기(5)의 상기 2개의 출력을 판별하는 제 1 및 제 2 의 부호판변기(6a, 6b)와 상기 디지탈 신호가 보다 적은 부호에러로 재생되도록 상기 2개의 부호데이터신호를 상기 2개의 부호 데이터신호의 하나에 해당하는 기수비트와 상기 2개의 부호데이터신호의 다른 하나에 해당하는 우수비트의 상기 디지탈신호로 변환하는 명렬-직렬 변환기(8)을 포함하는 정보재생장치
특허청구의 범위 제 21 항에 있여서, 또 상기 부호판별기(6a, 6b)의 상기 출력을 각각 차동복호화하여, 그 출력을 병렬-직렬 변환기(8)에 공급하는 제1 및 제 2 의 차동복호기(7a, 7b)를 포함하며, 상기 오프셋 4상 PSK 변조기는 오프셋 4상 차동 PSK 변조기인 정보재생창치.
특허청구의 범위 제 22 항에 있어서, 상기 디지탈신호는 PCM오디오신호인 정보재생장치.
소정의 주파수대역을 갖는 주파수 변조된 휘도신호를 포함하는 비디오신호와 디지탈신호를 자기매체상에 기록재생하기 위한 정보기록재생방법에 있어서, 상기 주파수 변조된 휘도신호와 상기 디지탈신호가 서로 간섭하지 않고 다층기륵되도록 오프셋 4상 PSK 변조의 2개의 직교반송파의 주파수가 상기 주파수 변조된 휘도신호의 반송파 주파수보다 낮게 되고 상기 오프셋 4상 PSK 변조에 의해 상기 디지탈신호를 변조하는 스텝, 상기 변조된 디지탈신호를 상기 자기매체의 영역의 심층부에서 기록재생하는 스텝, 상기 비디오신호를 상기 자기매체의 상기 영역의 표면층에서 기록재생하는 스텝과 상기 디지탈신호가 비선형 전송특성을갖는 상기 자기애체를 통해 보다 적은 부호에러로 재생되도록, 상기 디지탈 신호를 재생하기 위해 상기 자기매체의 상기 심층부에서 재생된 상기 변조된 디지탈신호를 상기 2개의 직교반송파에 의해 복조하는 스텝을 포함하는 정보기록재생방법
특허청구의 범위 제 24 항에 있어서, 상기 오프셋 4상 PSK 변조는 오프셋 4상 차동 PSK 변조연 정보기록 재생방법.
특허청구의 범위 제 33 항에 있어서, 상기 디지탈신호는 PCM 오디오신호인 정보기록재생방법.
디지탈신호와 소정의 주파수대역을 갖는 주파수 변조된 휘도신호를 포함하는 비디오신호를 재생하기위한 정보재생방법에 있어서, 상기 비디오신호와 상기 디지탈신호가 서로 간섭하지 않고 다층 기록되도록상기 비디오신호가 자기기록매체의 영역의 표면층부에 기록되고 상기 디지탈신호가 오프셋 4상 PSK 변조에 의해 변조되어 상기 영역의 심층부상에 기록되고, 상기 주파수 변조된 휘도신호의 반송파 주파수가 상기오프셋 4상 PSK변조의 2개의 직교반송파의 주파수보다 높게 되는 자기기록매체에서 상기 디지탈신호를 재생하는 스텝, 상기 비디오신호를 상기 자기기록매체의 상기 표면층부에서 재생하는 스텝과 상기 디지탈신호가 비선형 전송특성을 갖는 상기 자기기록 매체를 통해 보다 적은 부호에러로 재생되도록 상기 자기 기록매체의 상기 심층부에서 재생된 상기 변조된 디지탈신호를 상기 2재의 직교반송파로 복조하는 스텝을 포함하는 정보 재생방법.
특허청구의 범위 제 27 항에 있어서, 상기 디지탈신호의 상기 오프셋 4상 PSK 변조는 오프셋 4상 차동 PSK 변조연 정보 재생방법.
특허청구의 범위 제 27 항에 있어서, 상기 디지탈신호는 PCM 오디오신호인 정보재생방법.