JPH0823966B2

JPH0823966B2 - 信号再生装置

Info

Publication number: JPH0823966B2
Application number: JP63051306A
Authority: JP
Inventors: 智靖山田; 外喜博高橋; 一郎三宅
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH01224975A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ヘッドを有する回転ドラムを用いたヘリカ
ルスキャン方式の信号再生装置に係り、特に高速サーチ
機能を備えた信号再生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の装置として最近回転ヘッド式デジタルオーデ
ィオテープレコーダ（Ｒ−DAT）と呼ばれるものが製品
化されている。Ｒ−DATにおいては、第５図に示すよう
に、回転ドラム上に設けた異なるアジマスの２つのヘッ
ドが所定のテープ速度ｖの磁気テープＴ上を走行したと
きのトラックの長さＬ、角度θ及びピッチＰがテープフ
ォーマットとして規格化されていて、該規格を満足する
テープフォーマットが得られるように回転ドラムの回転
数Ｒ、ドラム径Ｄ及びテープ巻付角αを設定するように
している。

初期の製品は、上記規格を満足するための推奨値、す
なわち回転数Ｒとして2000rpm、ドラム径Ｄとして30m
m、そしてテープ巻付角αとして90°を用いたものが一
般的であったが、最近、装置の小型化を図るためにドラ
ム径Ｄを15mmにすると共にテープ巻付角αを180°と
し、かつ回転数Ｒを2000rpmとしたものが提案されてい
る。

このようにすると、テープとヘッドの相対速度が推奨
例の場合の半分になり、このため、信号レベルが落ちエ
ラーレートが悪化するなどの問題が発生する。

そこで本願出願人は先に、回転ドラムの回転数を上
げ、例えばSPモードで4000rpmにすることによって、テ
ープとヘッドの相対速度を落とすことなく回転ドラム径
の小径化を図ることのできる回転ドラムを提案してい
る。

一般に、同一の高さに対向して設けた２つのヘッドを
有する回転ドラムを用いたヘリカルスキャン方式のＲ−
DATでは、回転ドラムの径Ｄと回転ドラムに対する記録
媒体としての磁気テープの巻付角αとの積を一定とし、
かつ回転ドラムを所定回転数で回転したとき、第５図に
示すようにトラック長さＬ、トラック角度θ及びトラッ
クピッチＰが所定値のテープフォーマットが得られる。
例えば記録時の場合、ＡヘッドがＡトラックのａ点から
トレースを開始すると、Ａヘッドの次にくるＢヘッドは
Ｂトラックのｃ点からトレースを開始する。

このときのａ点とｃ点間の距離をｄとすると、トラッ
クピッチＰとの関係は、Ｐ＝d sinθ となる。

一方、回転ドラムを第５図のフォーマットが得られる
ときの所定の回転数のＮ倍（（Ｎ≧１）で回転した場合
には、Ａヘッドの次にくるＢヘッドはＢトラックのｃ点
ではなくｂ点にくるようになる。従って、ＢヘッドはＢ
トラックをトレースすることができなくなる。

ＢヘッドがＢトラック上をトレースするようにするに
は図中ΔＰだけＢヘッドの高さをＡヘッドに対して高く
すればよい。このΔＰは上記倍数が大きい程大きく、１
に近づくに従って０に近づくことから、 ΔＰ＝（１−1/N）・Ｐで表される。よって、回転ドラムの回転数を２倍にする
と、となり、B/ヘッドを２分の１トラックピッチ分高くする
ことによってＢヘッドはＢトラック上にくるようにな
る。

しかし、ＢヘッドをΔＰだけ高くすると、Ｂヘッドの
トレース開始点はｅ点にきてしまい、Ｂトラックのｃ点
からΔＬだけずれてしまう。このようにずれたＢヘッド
のトレース開始点をｃ点にするには、ΔＬに相当する角
度βだけＢヘッドの位置をずらせばよい。このΔＬは、 ΔＬ＝ΔP/tanθ で表される。回転ドラムの巻付角αとトラック長さは比
例関係にあり、 β／α＝ΔL/L ∴β＝ΔＬ・α/L が成立し、また、Ｄ・α＝Ｃ（＝30×90°＝定数）∴α＝C/D であるので、となる。

以上の構成において、一方のヘッドに対して他方のヘ
ッドの高さを（１−1/N）Ｐだけ高くすることにより、
回転ヘッドの回転数を所定回転数のＮ倍にしたとき次の
ヘッドがテープをトレースするトラックピッチ方向のず
れを補い、かつ他方のヘッドを一方のヘッドに対向する
位置からの角度だけ回転方向に対して遅らせた位置に取り付ける
ことにより、トラック長さ方向のずれを補うことができ
るようになる。

第６図は上述した原理に基づいて構成した回転ヘッド
の一例を示し、（ａ）は一部分を除去して示す回転ドラ
ム11の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ矢視図、
（ｃ）は（ａ）におけるＹ矢視図であり、図において、
11aはＡヘッド、11bはＢヘッド、111は図示しないドラ
ムモータの回転軸112に固着され、ドラムモータの回転
に応じて回転する上ドラム、113は回転しない下ドラム
であり、上ドラム111にはＡヘッド11a及び11bが所定の
関係で設けられ、下ドラム113には斜めに刻まれたリー
ド114が設けられ、テープはこのリードに沿って走行さ
れる。

図示の回転ドラム11はドラム径が15mmで、SPモードで
のドラム回転数を4000rpmにして使用できるように、Ａ
ヘッド11aに対してＢヘッド11bの高さを２分の１トラッ
クピッチ（＝6.795μｍ）だけ高くして段差を設けると
共に、Ｂヘッド11bをＡヘッド11aに対向する位置から0.
465°だけ回転方向に対して遅らせた位置に取り付けて
いる。

上述のような構成の回転ドラム11を使用した場合、再
生（PB）時には第７図に示すように、ＡヘッドがA₁トラ
ックの中心をトレースした後次のＢヘッドがテープＴ上
にきたとき、ＢヘッドはB₁トラックの中心をトレースす
る。その後Ａヘッドが再びテープＴ上にくるが、このと
きＡヘッドはB₁トラックの中心を通り、次にくるＢヘッ
ドはA₂ヘッドの中心を通る。そして次にＡヘッドがテー
プＴ上にくると、ＡヘッドはA₂トラックの中心を通り、
以下上述のパターンを繰り返すようになる。このことに
よって、この回転ドラム11を用いてSPモードの再生時に
得られるPBRF信号は第８図に示すよう波形となる。な
お、第７図中RECは記録時のヘッド位置を示し、PBの場
合より４分の１ヘッド幅分ずれている。

ところで、Ｒ−DATは、高密度・長時間記録が可能と
なっていて、目的の曲を探すことは非常に困難であるの
で、SPモードでの再生時のテープ走行速度の約±200倍
速でテープを走行させ、PCMエリアの両外側にあるサブ
コードエリアに記録されている曲の開始を示すID（Ｓ−
1D）、プログラムナンバー（PNO）、タイムコードの情
報を読み取る高速サーチ機能を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

この高速サーチ時に情報を読み取るには、テープとヘ
ッドの相対速度を再生時と同一になるようにすることが
必要である。その理由は、相対速度が変化すると、読出
し信号の周波数帯域が変化し、ヘッドやアンプ、イコラ
イザなどの周波数特性と異なってくるためで、PLL部、
信号処理部の周波数帯域もその分広くする必要があるた
めである。

なお、サーチスピードとドラム回転数の関係を図示す
ると、第９図のグラフ中点線ａ及びｂで示すようにな
る。なお、点線ａは記録再生時のドラム回転数が4000rp
mに対応する相対速度の場合、点線ｂは2000rpmに対応す
る相対速度の場合である。グラフから明らかなように、
FF方向の200倍速サーチ時には、再生時の約1.5倍の約60
00rpmで回転ドラム11を回転させなければならなくな
る。

回転ドラム11はドラムモータにより駆動され、その回
転数はドラムモータに印加する電圧を変えることによっ
て変化されるようになっているため、回転数を広い範囲
で変化させようとすると、ドラムモータに印加する電圧
を広い範囲で変化させなければならなくなる。従って、
サーボ系の応答性を十分に確保しようとした場合には、
大きな電源電圧が必要になり、電池を電源とするポータ
ブルタイプのＲ−DATにとっては重大な問題となる。

よって、本発明は、高速サーチ時の回転ドラムの回転
数の上限を出来る丈下げることができるようにした信号
再生装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明によりなされたヘッド
を有する回転ドラムを用いたヘリカルスキャン方式の高
速サーチ機能を備えた信号再生装置は、テープとヘッド
の相対速度が互いに異なる相対速度で再生した信号をそ
れぞれ処理する手段と、FF方向のサーチ時に低い方の相
対速度で、REW方向のサーチ時に高い方の相対速度でそ
れぞれサーチ動作を行う機能選択手段とを備えることを
特徴とする。

〔作用〕

以上の構成により、例えば4000rpm、2000rpmにそれぞ
れ対応する２つの相対速度で再生した信号を処理するこ
とができるようになり、機能選択手段が例えば第９図の
グラフに基づいて、FF方向のサーチ時には回転ドラムを
2000rpmにして再生を行うときの相対速度と同じになる
ように、REW方向のサーチ時には回転ドラムを4000rpmに
して再生を行うときの相対速度と同じになるようにそれ
ぞれサーチ動作の機能を選択するため、高速サーチ時の
回転ドラムの回転数を従来よりも低くしかも非常に狭い
範囲で変化することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は第６図について上述した回転ドラム11を使用
し本発明により構成したＲ−DATの回路構成を示す図で
あり、機構部１、高周波（RF）部２、ATF（Automatic T
rack Finding）処理部３、PLL（Phase Lacked Loop）部
４、サーボ部５、信号処理部６、オーディオ信号部７、
システム制御部８及び操作部９からなっている。

上述の装置において、操作部９のREC釦91を操作した
記録時には、アナログ信号入力端子INに入力されたアナ
ログ信号は、オーディオ信号部７中のローパスフィルタ
（LPF）71により不要な高周波成分が除去される。LPF71
の出力は、A/D変換器72に与えられ、ここでデジタル信
号に変換される。オーディオ信号部７からのデジタル信
号は、信号処理部６のPCMサブコード符号化回路61に入
力される。一旦RAM65に記憶されたこれらのデータに対
しこのPCMサブコード符号化回路61は、PCMデータにイン
ターリーブを施し、訂正符号を生成付加すると共にサブ
コードを付加し、その後RAMコントロール部64の制御の
もとで再度RAM65に記憶させる。RAM65の出力は8/10変換
器62で変換してRF部２の記録アンプ21に入力される。RF
部２では、システム制御部８からのREC制御信号が“H"
のとき変換スイッチ23がREC側に切り換えられていて、
該スイッチ23を介して記録アンプ21からの記録データが
磁気テープＴに記録すべくヘッド11a及び11bに供給され
る。ヘッド11a及び11bは回転ドラム11上に設けられ、テ
ープの記録再生を行う。

操作部９のPB釦92を操作した再生時には、切換スイッ
チ43及び44はシステム制御部８からの信号により図示の
ようにREW（SP）側に切り換えられている。ヘッド11a及
び11bにより読み取られた再生データは変換スイッチ23
を介してRF部２の再生アンプ22に入力される。再生アン
プ22の出力はPLL部４の一方のチャンネルのイコライザ
アンプ41aに入力されて等化増幅された後PLL回路42aに
入力され、ここで周期検出が行われて再生データ（PBDA
TA）と再生クロック（PBCK）に分けられる。PBDATAは、
切換スイッチ43及び44を介してPBCKと共に信号処理部６
の8/10復調器67に入力されて復調され、その出力がRAM6
5に入力されてRAMコントロール部64の制御のもとでデー
タ順に記憶される。RAM65にはPCMサブコード復号化回路
66が接続されていて、該回路66はRAM65に記憶されたデ
ータをデインターリーブしてエラー訂正を行う。回路66
の出力はオーディオ信号部７のD/A変換器73に入力され
アナログ信号に変換されてLPF74に入力され、ここで不
要な高周波成分を除去されてアナログ信号出力端子OUT
から出力される。

上記信号処理部６にはATFなどの各種の固定周波数を
発生する固定周波数発生器63が設けられ、該発生器63で
発生される周波数信号は切換スイッチ68を所定のタイミ
ングで切り換えることにより、磁気テープ上の所定位置
に挿入記録される。

機構部１の回転ドラム11、キャプスタン12、サプライ
リール13及びテイクアップリール14はサーボ制御により
回転が制御されており、このために回転ドラム11に対し
て周波数発生器（FG）11cとパルス発生器（PG）11dが、
キャプスタン12に対してFG12aが、そしてリール13及び1
4に対してFG13a及び14aがそれぞれ設けられている。FG1
1c及びPG11dの出力は、サーボ部５のドラムサーボ回路5
1に基準信号発生器54からの基準信号及びPLL部４からの
PBCKと共に入力され、ヘッド11a及び11bがテープＴと接
しているときに記録再生動作及びサーチ動作ができるよ
うにドラムモータ（図示せず）にサーボがかけられる。
FG12aの出力は、サーボ部５のキャプスタンサーボ回路5
2に、基準信号発生器54からの基準信号及びATF処理部３
からのトラックズレ量を表すエラー信号と共に入力さ
れ、キャプスタン12を駆動するキャプスタンモータ（図
示せず）をサーボ制御する。FG13a及び14aの出力は、サ
ーボ部５のリールサーボ部53に、基準信号発生器54から
の基準信号と共に入力され、リール13及び14を駆動する
リールモータ（図示せず）をサーボ制御する。

図示の例では、ドラム径Ｄが15mmでテープ巻付角αが
180°となっていて、ドラム11は記録再生共に4000rpmで
回転するように、基準信号発生器54からドラムサーボ回
路51に基準信号が入力されて制御される。

また、200倍の高速FFサーチ時には約4000rpmで、200
倍のREW高速サーチの時には約2000rpmで回転ドラムを回
転するように基準信号発生器54からドラムサーボ回路51
に基準信号が入力される。

更に、キャプスタンサーボ回路52には、記録ではテー
プ速度ｖが8.15mm/secとなるようにする基準信号が入力
される。再生時には、記録されている信号によりトラッ
クズレ量を検出して記録されたトラックをトレースする
ようにテープ送りが制御される。

この再生時のトラックトレースの自動制御がATF（Aut
omatic Track Finding）と呼ばれ、再生信号をATF処理
部３のデジタル部31に入力することにより、再生信号の
中からシンク信号を検出し、両隣接トラックのトラック
ズレ量をサンプリングするサンプルパルスSP1及びSP2を
出力する。これがATF処理部３のアナログ部32に入力さ
れ、両隣接トラックのトラックズレ量の差分を検出し、
これを再生時のトラッキング制御信号としている。

リールサーボ回路53は主に、サーチ動作時に機構部１
のサプライリール13のFG13aとテイクアップリール14のF
G14aのFG周期の各々の２乗の和を一定にすることによ
り、テープの送り速度が約8.15mm×200の一定値となる
ように制御する。

システム制御部８のシステムコントローラ（シスコ
ン）81は操作部９からの操作信号の読み取り及びサブコ
ード信号の読み取り書き込みとこれらに基づく各種制御
信号の発生を、機構部コントローラ（メカコン）82は機
構部１及びサーボ部５などをそれぞれ制御するものであ
る。

なお、操作部９のFS釦93はFF方向のサーチ動作を行わ
せるためのもので、該FS釦93が操作されると、シスコン
81は機構部１にFFサーチ動作状態を形成させるためにの
制御信号を印加し、またサーボ部５の基準信号発生器54
にFF方向のサーチ動作に必要な基準信号を発生させる制
御信号を印加する。これに応じて基準信号発生器54は、
第９図の実線上の点Ｘに従って、ドラムサーボ51に回転
ドラム11を約4000rpmで回転するのに必要な基準信号
を、リールサーボ53にテープ送り速度が＋（8.15mm×20
0）となるようにサプライリール13及びテイクアップリ
ール14を回転させるに必要な基準信号をそれぞれ印加す
る。このとき、キャプスタン12はキャプスタンサーボ52
によるサーボ制御は行われない。

上述のような状態で回転ドラム11上のヘッド11a及び1
1bで再生された信号は切換スイッチ23、再生アンプ22を
介してPLL部４に供給される。このとき切換スイッチ43
及び44は図示の状態にあるので、再生している磁気テー
プＴから4.7MHzのチャンネル周波数の信号が再生され、
正常なPBDATAがPLL部４から得られ、正常なサーチ動作
が行われる。

RS釦94はREW方向のサーチ動作を行わせるためのもの
で、該RS釦94が操作されると、シスコン81は機構部１に
REWサーチ動作状態を形成させるための制御信号を印加
し、またサーボ部５の基準信号発生器54にREW方向のサ
ーチ動作に必要な基準信号を発生させる制御信号を印加
し、更にPLL部４に切換スイッチ43及び44をREW側に切り
換える制御信号を印加する。これに応じて基準信号発生
器54は、第９図の実線上の点Ｙに従って、ドラムサーボ
回路51に回転ドラム11を約2000rpmで回転するのに必要
な基準信号を、リールサーボ53にテープ送り速度が−
（8.15mm×200）となるようにサプライリール13及びテ
イクアップリール14を回転させるに必要な基準信号をそ
れぞれ印加する。この状態では、9.4MHzの信号が得ら
れ、正常なサーチ動作が行われる。

MS釦96は再生しようとしている磁気テープに記録され
ているプログラムNOを指定し、高速サーチによって選曲
するためのものであり、該MS釦96が操作されたときに
は、システム制御部８は指定されたプログラムNOと現在
のプログラムNOとを比較し、その比較結果によりサーチ
方向を決定し、以後FS釦93,RS釦94が操作されたときと
同様にサーチ動作を行い、このサーチ動作により得られ
るプログラムNO及びＳ−IDに関する情報により指定した
曲の頭から再生動作を開始させる。

上述した動作を第２図乃至第４図のタイミングチャー
トを参照して更に詳細に説明する。まず、FS釦93又はMS
釦96の操作によりFFサーチ動作が行われて所定のＳ−ID
の検出により再生動作を開始する場合、機構部１が第２
図（ａ）のようにFFサーチ動作時には、テープスピード
は第２図（ｃ）に示すように＋200倍速に、ドラム回転
数は第２図（ｄ）に示すように約4000rpmに、そしてPLL
部４のチャンネル周波数は第２図（ｅ）に示すように4.
7MHzにそれぞれされている。

そしてＳ−IDが検出されると、テープスピードを徐々
に０にすると共に機構部１をストップ状態にする。この
ときチャンネルは9.4MHz側に切り換えられる。その後、
ドラム回転数を4000rpmにしてオーバラン分テープを戻
すため機構部１を−３倍のテープスピードでレビュー
（REView）状態にし、再度Ｓ−IDの検出を行い、検出さ
れたところで機構部１を再生（PLAY）状態にする。すな
わちキャプスタン12によりテープを定速走行させる。

第２図から明らかなようにFFサーチ時にはドラム回転
数は約4000rpmに保たれ変化しないのでサーチ推移時に
ドラムサーボを早く引き込む必要がない。

次に、RS釦94又はMS釦96の操作によりREWサーチ動作
が行われて所定のＳ−IDの検出により再生動作を開始す
る場合、機構部１が第３図（ａ）に示すようにREWサー
チ動作時には、テープスピードは−200倍速に、ドラム
回転数は2000rpmに、そしてチャンネル周波数は9.4MHz
にそれぞれされている。

そしてＳ−IDが検出されると、機構部１をストップ状
態にするようにテープスピードが０にされ、かつドラム
回転数が4000rpmにされ、これに応じてテープスピード
及びドラム回転数がそのぞれ０及び4000rpmに徐々に変
化する。その後、機構部１がキュー（CUE）状態に、テ
ープスピードが＋３倍速にそれぞれされてＳ−IDの再検
出動作を行ってからREView動作を行い、このREView動作
でＳ−IDが検出されたところで再生動作に入る。

第３図から明らかなように、ドラム回転数は2000rpm
と4000rpmで切換えられるだけで差は比較的小さくなっ
ている。

最後に、FFサーチ→REWサーチ→FFサーチの順にサー
チ動作をする場合、第２図及び第３図について説明した
動作が第４図に示すように繰り返されるだけで、ドラム
の回転数は4000rpmと2000rpmのいずれかに切り換えられ
るだけである。

なお、図示実施例では、記録再生の両機能を有するも
のについて説明しているが、本発明は再生機能のみを有
する再生専用の装置に適用しても有効である。

また、実施例では、4000rpmと2000rpmにドラム回転数
を切り換えているが、本発明は2000rpmと1000rpmに切り
換えるようにしたものにも有効に適用することができ
る。

〔効果〕

以上説明したように本発明によれば、高速サーチ時の
回転ドラムの回転数を低く抑えしかも変化の範囲を狭く
しているため、小さな回転数制御電圧で良好なドラム回
転サーボ特性を得ることができ、特に電池を電源とする
装置に有効であり、またサーチ動作の推移時にドラムサ
ーボを短い時間で引き込むことができ、動作の切り換え
の早い装置が得られるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＲ−DATの回路構成を
示す回路図、第２図乃至第４図は第１図の回路のサーチ動作時の各部
の状態を示すタイミングチャート図、第５図は第１図のＲ−DATに使用されている回転ヘッド
の原理を説明する説明図、第６図は第１図中の回転ヘッドの具体的構成を示す図
で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ矢視図、
（ｃ）は（ａ）中のＹ矢視図、第７図は第６図の回転ドラムのヘッドとトラックとの関
係を示す説明図、第８図は第７図のトレースによって得られるPBRF信号を
示す波形図、第９図はＰサーチスピード対ドラム回転数の関係を示す
グラフである。４……PLL部、41a,41b……イコライザアンプ、42a,42b
……PLL回路、43,44……切換スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッドを有する回転ドラムを用いたヘリカ
ルスキャン方式の高速サーチ機能を備えた信号再生装置
において、テープとヘッドの相対速度が互いに異なる相対速度で再
生した信号をそれぞれ処理する手段と、 FF方向のサーチ時に低い方の相対速度で、REW方向のサ
ーチ時に高い方の相対速度でそれぞれサーチ動作を行う
機能選択手段とを備えることを特徴とする信号再生装置。