JPH0693295B2

JPH0693295B2 - 記録装置

Info

Publication number: JPH0693295B2
Application number: JP61098601A
Authority: JP
Inventors: 観治久保
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPS62256277A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、記録装置に関するものであり、特にパイロッ
ト信号を用いてトラッキング制御を行なう磁気記録再生
装置の、パイロット信号の作成方法に関するものであ
る。

従来の技術磁気記録再生装置（以下単にVTRと称す）のトラッキン
グ制御の方法として、４種類の異なる周波数のパイロッ
ト信号を用いる方法がある。この方法は、通称8mmVTRの
制御方法として良く知られているため、ここでは、ごく
簡単にその概要を説明する。

第10図は、パイロット信号を記録した磁化軌跡であり、
A₁,B₁,A₂,B₂,……は、Ａヘッド及びＢヘッドで１フィー
ルド分の映像信号を１本のトラックとして記録した磁化
軌跡である。f₁〜f₄は４種類のパイロット信号であり、
１フィールド毎にサイクリックに切換えられ、映像信号
に重畳して記録される。各パイロット信号の周波数は、
１水平同期信号周波数をf_Hとした時、同図に示すよう
に、約6.5f_H〜10.5f_Hの周波数である。

再生時には、ヘッドが走査する主記録トラックの前後に
位置する両隣接トラック上に記録されたパイロット信号
を、記録トラックピッチよりも幅広のヘッドで再生する
か、もしくはクロストーク信号として再生し、両隣接ト
ラックから再生されるパイロット信号のレベルが等しく
なる点で安定となるように、制御系を構成する。このよ
うな構成をとることにより、ヘッドは主走査トラック上
をオントラックして再生走査することができる。

各パイロット信号は、一定の周波数値をもつ共通の信号
を分周して作成することができる。共通の信号は、NTSC
方式では378f_Hの周波数の信号であり、CCIR方式では375
f_Hの周波数の信号である。ここでは、以後NTSC方式を例
にとり説明する。

パイロット信号の最も簡単な作成方法は、378f_Hの信号
を分周して矩形波の信号を作る方法であり、この方法を
第11図に示す。同図において、1101は378f_Hの周波数の
信号を発生する回路であり、1102〜1105は、同図に示す
分周比を持つ分周回路である。各分周回路の出力信号
は、同図に示すようにそれぞれf₁〜f₄のパイロット信号
になる。1106はマルチプレクサであり、f₁〜f₄の信号を
１フィールド毎にサイクリックに切換え、端子1107に順
次出力する。マルチプレクサの切換えは、端子1108から
供給されるヘッドスイッチング信号（Ｈ・SW信号）と、
Ｈ・SW信号を回路1109で1/2分周した信号とで制御され
る。Ｈ・SW信号は、映像信号を記録再生する回転ヘッド
の回転位相に、位相同期した信号であり、１フィールド
毎にHighもしくはLowに切換わる矩形波の信号である。
Ｈ・SW信号とＨ・SW信号を1/2分周した信号とのHigh及
びLowの組み合わせは４通りある。従って、この４通り
の組み合わせに応じて各パイロット信号を出力すれば、
f₁〜f₄のパイロット信号を順次サイクリックに切換えて
出力することができる。

第８図は各信号の周波数帯域を示す図である。801は輝
度信号であり、4.2MHz〜5.4MHzの間でFM変調されてい
る。802は色信号であり、743KHzをキャリア信号として
低域変換されている。803はパイロット信号であり、約1
00KHz〜170KHzの間に基本波をもつ。実際にはFMオーデ
ィオ信号の成分もあるが、ここでは省略してある。

パイロット信号が矩形波の時には、奇数次高調波が存在
し、これらの高調波は色信号に対するノイズ成分とな
る。再生される色信号のS/N比が、例えば40dB以上必要
と仮定すれば、パイロット信号のｎ次高調波の記録電流
Ipnを、カラー信号の記録電流Icに対して Ipn/Ic≦−40dB ………（１）にする必要がある。

一方、パイロット信号の基本波の記録電流Ip₁は、8mmVT
Rの規格により Ip₁/Ic＝−14dB±2dB ………（２）である。

従って、パイロット信号の基本波に対する高調波レベル
は、（１）式から（２）式の厳しい条件の方を引いた値 Ipn/Ip₁≦−28dB ………（３）を満足す必要があると言える。

今、パイロット信号がデューディの50:50の矩形波を例
にとり考えてみる。この時、偶数次高調波は零であり、
奇数次高調波は、その次数をｎとすれば、ｎ次高調波レ
ベルは基本波に対して1/nの値となる。最も低い周波数
をもつパイロット信号f₁（102KHz）を考えてみるに、そ
の３次高調波は306KHzであり、フィルタがなければ、そ
のレベルは1/3≒−10dBである。今、200KHzに折点周波
数をもつ５次のローパスフィルタ（LPF）を考えれば、L
PFによる減衰量はとなり、1/nの減衰を考慮すれば（３）式の条件を満た
す値となる。しかし、約100KHz〜170KHzの各パイロット
信号をレベル差なしに通過させ、且つ200KHzに折点周波
数をもつLRFは精度を要し、選択されたL,C部品を用いて
構成するか、コンデンサＣの値に応じてレーザートリミ
ングされた抵抗Ｒで構成されるアクティブフィルタ等で
構成する必要がある。これらのLPFは形状が大きく、且
つ高価である。

LPFの折点周波数を300KHz程度に設定できれば、構成部
品の値に多少のバラツキがあっても、f₁〜f₄の各パイロ
ット信号をレベル差なしに通過させることができる。こ
のため、特開昭59−19224号公報に記載されているよう
に、３次高調波を零にする方法が提案されているが、こ
の方法においても他の高調波を十分減衰させるために
は、５次程度の高次のフィルタを必要とする。

また、特開昭59−140626号公報では、三角波を作成し、
２重の積分フィルタを用いる方法が提案されているが、
f₁〜f₄のパイロット信号をレベル差なしに通過させるた
めには、上述の理由により300KHz以上に折点周波数をも
つLPFが望ましく、このようなLPFではf₁の３次高調波は
殆んど減衰しない。従って、三角波の場合の３次高調波
の減衰量は1/n²の式により−19dB程度となる。

また、できるだけ正弦波に近づけるために、一定時間毎
に正弦波をサンプルホールドした第９図に示すような波
形が考えられる。ここでは詳細な説明は省略するが、f₁
〜f₄の基本波のレベルをほぼ等しくするためには、サン
プル時間を十分短くする必要があり、その分段階波の段
数が多くなる欠点を有す。

発明が解決しようとする問題点従来の方法では、パイロット信号の高調波成分を十分減
衰させるために高次のLPFを必要とすること、またステ
ップ数の多い段階波を必要とすることなどの欠点があっ
た。

本発明では300KHz程度に折点周波数をもつ比較的ラフな
１次のLPFでも、パイロット信号の高調波成分を必要十
分な値に減衰させることができる、パイロット信号を作
成し情報信号とともに記録する記録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本発明では、共通の原信号をカウントし、所定のカウン
ト値で一定の等しいレベルで増減を行なう階段波信号を
作成する。上記所定のカウント値は、後述するように３
次,5次,7次の各高調波成分の値が零になる値に近づける
べく、実際にカウント可能な値に設定される。

作用上記の手段によれば、３次,5次,7次の各高調波成分の値
が十分に減衰した階段波信号を得ることができるため、
300KHz近傍に折点周波数をもつ一次のLPFにより７次ま
での各高調波、及び９次以上の各高調波を必要十分な値
にまで減衰させることができる。そして、この時に得ら
れる階段波信号は、等レベルで変化する±４ステップの
階段波信号となるため、多くの段数を必要としない。

また、上記手段により作成される階段波信号の基本波成
分の値の相対レベル差は、f₁〜f₄の各信号において0.15
dB以下にすることができる。

さらに、上記階段波信号は、インダクタンス成分及び容
量成分を持つ素子を用いずに作成することができるた
め、IC化に適した回路構成となる。

実施例本発明の実施例を説明する前に、ｎ次の奇数次高調波成
分の値を零にする波形の考え方についてまず説明する。

第６図は、２次高調波成分の値が零になる考え方を示す
図である。同図ａにはデューティが50:50の矩形波を示
す。このような矩形波では、偶数次高調波成分の値が零
になることは良く知られている。今、この理由を定性的
に考えてみる。同図ｂには、同図ａの矩形波の２次高調
波成分を、実在するものと仮定して示してある。実線で
示す２次高調波604は、601及び603で示す矩形波の立上
りエッジで励起されて発生するものと考えることができ
る。一方、破線で示す２次高調波605は、602で示す立下
りエッジで励起されて発生するものと考えることができ
る。従って、第６図ａに示す矩形波で発生する２次高調
波は、604及び605で示す各２次高調波の合成信号とな
り、実際には存在しえないことになる。

同様の考え方がｎ次の高調波成分についても適用でき
る。

第７図は、３次高調波成分の値を零にする波形を得る方
法を示した図である。同図ａに示す701及び702は、デュ
ーティ50:50の矩形波であり、両矩形波の位相は周期Ｔ
の半分のさらにの量だけずれている。同図ｂに示す703の信号は、矩形
波701によって発生する３次高調波である。矩形波701の
立上りエッジで正方向（紙面上で上方向）に励起され、
立下りエッジで負方向に励起される。３次高調波の増減
のタイミングは、矩形波の立上り及び立下りで励起され
る方向と一致しているため、矩形波では３次高調波（一
般には奇数次高調波）が残ることになる。704で示す信
号は、矩形波702の３次高調波成分である。各３次高調
波703と704と合成すれば、互いに打ち消し合って零とな
る。すなわち矩形波701と702とを合成した波形は、偶数
次高調波と３次高調波成分のない信号波形となる。この
信号は第７図ｃに705で示す信号である。同図ｃに示す
信号706は、705と同じ形の階段波であるが、両信号はの時間だけ位相をずらしてある。従って、信号705と706
とを合成した信号は、偶数次高調波と３次及び５次高調
波の各成分の値が零になる信号となる。

同様の考え方で、だけ位置をずらした信号を合成していけば、任意の次数
の高調波成分の値を零にすることができる。

以上の説明は定性的な説明であるが、実際にこの考え方
に基づいて作成された階段波信号をフーリェ級数に展開
すれば、上述の説明のごとくｎ次高調波成分の値は零に
なることが確認されている。

本発明ではこの考え方に基づき、第１図ｄに示す±４ス
テップの階段波信号を作成する。

第１図は階段波信号110の作成過程を示した図であり、
信号102と103を合成した信号を104に、信号104と105を
合成した信号を107に、信号107と108を合成した信号を1
10に示す。なお、同図に示す実線と破線との各信号の位
相差は、周期Ｔの半分の値に、103では1/3,105では1/5,
109では1/7の各値を乗じた値である。従って、信号110
は偶数次高調波と、７次までの奇数次高調波成分の値が
零になる信号である。また、信号110の各レベルの変化
幅は等しい。なぜならば、信号101を基に位相のずれた
各信号を加算するため、そのレベル変化は信号101のレ
ベル変化を整数倍した値になるためである。

第１図ｅに示すt₁〜t₁₇は、同図ｄにおける信号のレベ
ルが変化する時間を示したものである。ここで、t₄とt₅
の時間差は微小である。この時間差は、t₅の時間とt₄の時間との差でありその値は約0.005Tとなるため、実質的には
t₄＝t₅としても良い。

次に、300KHzに折点をもつ一次のLPFを用い、（３）式
に示す条件を満足するためには、偶数次高調波と７次ま
での奇数次高調波を減衰させれば十分であることについ
て説明する。

折点周波数（以下flと書く）300KHzのLPFによる高調波
成分の減衰量について考える。最も低いパイロット信号
f₁（約100KHz）の９次高調波の減衰量は300KHz/900KHz
であり、約−10dBである。一方、通常の矩形波でも、９
次高調波のレベルは基本波のレベルに対し1/9,すなわ
ち、−19dBとなる。従って、合計−29dBとなり、初期の
目標−28dB以下の条件を満足することができる。このた
め、７次高調波成分を必要十分な値に減衰させる。第１
図d110で示す信号を作成すれば、１次のLPFにてカラー
信号に影響の出ないパイロット信号を作ることができ
る。

次に本発明を実現するための具体実施例について説明す
る。

第２図は本発明の一実施例を示す図であり、第３図は第
２図に示すデコーダ回路部212のより詳細なブロック
図、第４図は第３図に示すパルス作成回路307〜310の１
つのより詳細なブロック図、第５図はパイロット信号の
出力波形と第１図に示す各スイッチ206〜210の開閉タイ
ミングを示す図である。

第２図において、201〜204は抵抗を示し、その抵抗値は
すべて等しい値である。205は電源電圧をV_CCとした時、の値を出力する電圧源である。206はアナログスイッチ
であり、後述する信号によりV_CC電位側、及び接地電位
側に切換えられる。スイッチ207〜210は、各抵抗で分圧
される電位を出力端子211に順次取り出すためのスイッ
チである。デコーダ回路212は、スイッチ206〜210の開
閉を指示する信号を作る回路であり、これらの指示信号
は、端子213及び214から供給される378f_H及びＨ・SW信
号から作られる。

201〜204で示す各抵抗の値はすべて等しいため、各抵抗
間の電位は、205で示すとスイッチ206の共通端子との電位差を等分に分割す
る。今、スイッチ206がV_CC側に接続されているとする。
この時、いずれか１つのスイッチを210,209,208,207の
順に閉じて行けば、出力端子211に得られる電位は一定
の電位ずつ高くなっていく。

各スイッチの開閉タイミングは第５図に示してあるた
め、以後第２図と第５図とを併用して説明する。

第５図において、（イ）は出力端子211に得られる信号
である。同図（ロ），（ハ），（ニ），（ホ）はスイッ
チ210,209,208,207の各開閉状態を示す信号である。こ
こでは（ロ）〜（ホ）の信号がHighレベルの時、対応す
る各スイッチが閉じた状態であることを示している。第
５図（ヘ）の信号は、スイッチ206の開閉状態を示し、
信号ｆがHighレベルの時スイッチ206はV_CC側に、Lowレ
ベルの時には接地電位側に接続される。時間502〜503の
間は、スイッチ206はV_CC側に接続されている。この間、
スイッチ207〜210を210,209,208,207,208,209,210の順
に１つのスイッチだけを閉じていけば、出力端子211に
は、第５図（イ）に示す信号501のよりも高い半サイクルの電圧変化が得られる。時間503
においてスイッチ206を接地電位側に接続すれば、この
時に閉じているスイッチは210であるため、出力端子211
に得られる電位はから一定電位下がった値になる。以後スイッチを209,20
8,207,209,210の順に１つのスイッチだけを閉じていけ
ば、信号501のよりも低い半サイクルの電圧変化を得ることができる。

なお、第５図（ロ）〜（ホ）に示す各信号は、信号
（イ）の半サイクル毎に周期的に繰り返えされること
が、同図より明らかである。また、第５図では、第１図
ｅで説明したt₄とt₅、及びt₁₂とt₁₃との時間は同じ値で
あるとして説明している。

第５図に示す各スイッチの開閉信号は、第２図に示すデ
コーダ回路212で作成されるため、次にデコーダ回路212
の一実施例について説明する。

第３図はデコーダ回路の一実施例である。同図315〜319
に示す各出力端子には、第５図（ロ）〜（ヘ）に対応す
る各信号が、第３図に記した（ロ）〜（ヘ）に対応して
出力される。第３図において、端子301からはＨ・SW信
号が、端子302からは378f_Hの基準信号が供給される。30
3はＨ・SW信号を1/2に分周する回路である。ROM304は種
々のプリセット値を出力するためのROMであり、回路305
はROM304から供給される各値を選択して取り出し、プリ
セットカウンタ（以後単にカウンタと称す）306のプリ
セット値を設定するプリセット回路である。カウンタ30
6は378f_Hの信号をプリセット値からカウントし、オーバ
ーフローすれば、オーバーフロー信号311でリセットさ
れ、再びプリセット値からのカウントを行なう。オーバ
ーフロー信号はＴフリップフロップ（Ｔ−FF）312をト
リガし、Ｔ−FF312の出力は第５図（ヘ）に示す信号と
なる。表１には、パイロット信号f₁〜f₄を378f_Hから得
るために必要な分周値を示す。

カウンタ306は、表１に示す各分周値の半分の値、例え
ばf₁であれば29個カウントすればオーバーフローするよ
うに、プリセット値が設定される。プリセット値はＨ・
SW信号と1/2に分周されたＨ・SW信号とのレベルの組み
合わせ（４種類）により、f₁〜f₄に対応した値が選択さ
れる。307〜310はパルス作成回路であり、カウンタ306
から供給されるカウント値と選択回路314から供給され
る所定の値とが一致した時に、HighもしくはLowの信号
を出力する回路である。パルス作成回路については後述
する。選択回路314は、ROM313に設定されている各値を
選択して取り出し、各パルス作成回路307〜310に供給す
る。ROM313の値の選択は、Ｈ・SW信号とＨ・SW信号を1/
2に分周した信号のレベルの組み合わせにより行なわれ
る。ROM313には、第５図（ロ）〜（ホ）の各信号のレベ
ル変化の時間がカウンタ306のカウント値に対応させて
記憶されている。

次にパルス作成回路について説明する。

第４図は第３図に示すパルス作成回路307〜310のいずれ
か１つ、例えば308の回路を示すブロック図である。第
４図において、401〜404は一致回路であり、カウンタ40
9から供給される信号409の値と、選択回路314から供給
される信号410の値とが一致した時、正の短い時間幅を
もつパルス信号を出力する。各一致回路の出力信号は、
例えば第５図（ハ）に示す信号を例にとれば、時間502
からの各時間（各カウント値）505〜508が、一致回路40
1〜404の各回路の出力タイミングに一致する。回路405
及び406はOR回路であり、回路407はリセット・セットフ
リップフロップ回路（RS−FF）である。一致回路401及
び403の出力信号、すなわち505及び507のタイミングで
出力される正のパルス信号は、RS−FF回路407のセット
側に供給され、506及び508の時間に対応する一致回路40
2及び404の出力信号は、RS−FF回路407のリセット側に
供給されるため、端子408に得られるRS−FF回路の出力
信号は、第５図（ハ）に示す信号となる。なお、508で
示す以降のパルス信号はカウンタ306が時間503でリセッ
トされるため、前述と同様の考え方で得ることができ
る。また、第５図（ロ）に示す信号のように、時間502
〜503の間におけるリセット及びセットの回数が各々１
回の信号であれば、第４図に示す一致回路２個とOR回路
とが省略できることは明らかであろう。

次に、f₁〜f₄の各パイロット信号に対応する、本発明に
よる実際的な階段波信号について説明する。

７次までの奇数次高調波成分を零にするためには、第１
図ｄを用いて説明した信号が理想的であるが、このよう
な理想的な階段波信号を作成するためには、非常に高い
周波数のクロック信号が必要である。このため378f_Hの
信号をクロック信号として、１クロックずつカウントす
る方法が実際的である。この時の分解能は、各パイロッ
ト信号において表１に示す分周値の値で制限される。つ
まり、例えばf₁のパイロット信号を例にとれば、１周期
を58分割した各タイミングのいずれかの時間でしか、階
段波信号のレベルを変化させることができない。このよ
うな条件下において種々の組み合わせを検討した結果、
表２に示す条件が最も望ましいことがわかった。

表２に示すタイミングの記号は、第１図ｅに示すタイミ
ングの記号と等しい。またレベルは、等レベルで変化す
る１ステップ量の値を１として世規化してあり、例えば
t₆のタイミングにおけるレベル２の持つ意味は、t₆で示
すタイミングから次のタイミングt₇までの間のレベルが
２であることを示す。各カウント数は、t₄＝t₅のタイミ
ングから何カウントしたかを示す値である。またt₂₀＝t
₂₁のタイミングはt₄＝t₅のタイミングに相当することは
明らかである。

表３には、表２で示した関数を満足する各階段波信号を
フーリェ級数展開した時の各高調波レベルを示してあ
る。高調波の次数で１は基本波レベルを示し、2,3,4,…
…は各数値に対応した次数の高調波成分であることを示
す。また、高調波レベルは（dB）で表示してある。表３
に示す値と300KHzに折点をもつLPFとを組み合わせれ
ば、各高調波レベルは必要十分な値に減衰させることが
できることは明らかである。また表３より、各基本波の
相対レベル変化は0.15dB以下に押えられていることがわ
かる。

以上が７次までの各高調波成分を減衰させることを目的
とした時の本発明の詳細な説明であるが、一般にｎ次ま
での各高調波成分を減衰させたい時には、の値のステップ数だけレベルを等間隔に変化させれば良
いことがわかっており、レベルを変化させる各タイミン
グは、これまでに説明した原理に則って算出すれば良
い。

本発明の実施例の説明では、レベルを変化させるカウン
ト数の値として表２に示す値を用いて説明したが、この
時のカウント数は、７次までの高調波成分を零にする理
想値に近くて実際にカウント可能な値であり、且つ高調
波成分を十分必要な値に減衰させる値であれば良い。

また本発明の実施例では、接地電位から電源電圧までの
間の電位を等レベルで変化させる方法を例にとって説明
したが、階段波信号の最大振幅はいずれの値であっても
良いことは明らかである。

また、本発明に沿った段階波信号の具体的な作成回路
は、ここに述べた実施例に限ることはない。

さらに、本発明では４種類のパイロット信号を例にとり
説明したが、高調波成分を減衰させる必要のある用途に
おいては、本発明を適用することができる。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明による階段波信号
は偶数次高調波成分のｎ次までの奇数次高調波成分とを
十分に減衰させることができるため、本発明を４種類の
パイロット信号を発生させる用途に適用すれば、±４ス
テップの階段波信号を作成することにより、高調波成分
を必要十分な値にまで減衰させることができる。また、
この階段波信号を作成するための回路構成は、インダク
タンス及び容量成分を含まないため、IC化に適してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による階段波信号とその作成過程を示す
波形図、第２図は本発明の一実施例を示す回路図、第３
図はデコーダ回路の一実施例を示すブロック図、第４図
はパルス作成回路の一実施例を示す回路図、第５図は本
発明による階段波信号とこの信号を作成するための第２
図に示す一実施例の各スイッチの開閉タイミングを示す
信号図、第６図及び第７図は本発明の基本的な考え方を
説明するための波形図、第８図は磁気記録再生装置にお
ける各情報信号の周波数分布を示す特性図、第９図は擬
似正弦波信号を示す波形図、第10図はパイロット信号の
記録磁化軌跡図、第11図は従来のパイロット信号作成回
路を示すブロック図である。 110……階段波信号、212……デコーダ回路、304……RO
M、313……ROM、314……選択回路、401〜404……一致回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の信号とこの第１の信号の位相をずら
した信号とを合成した第２の信号を作成し、次に前記第
２の信号とこの第２の信号の位相をずらした信号とを合
成して第３の信号を作成するごとく、順次合成された信
号とこの信号の位相をずらした信号とを合成して作られ
る段階波信号波形であり、前記第１の信号を周期T,デュ
ーティ50:50の矩形波とし、ｎ＝3,5,7,9,11,……とした
時、前記位相のずらし量を順次ずつとし、ｎ＝７以上の任意のｎまでずらして作成した
階段波信号波形、もしくはこの階段波信号波形に近似し
た実際に作成可能な階段波信号を、記録すべき主たる情
報信号と共に記録することを特徴とした記録装置。
【請求項２】階段波信号をトラッキング制御用のパイロ
ット信号として使用し、ｎの最大値を７として作成され
る階段波信号を用いることを特徴とした特許請求の範囲
第１項に記載の記録装置。