CN1048610C - 改进的分段记录式磁记录再现装置 - Google Patents

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Abstract

采用四频率引导信号方式的自动寻道(ATF)的数字VTR中，为实现高密度记录和宽频带记录而应用分段记录方式。在记录模式下，响应帧同步信号将分段码信号记录在各磁道上。在再现模式下，相位比较电路26检测再现的分段码信号与帧同步信号之间的相位差，以此来控制传动电动机29的转速、以使信号的相位关系成为与记录模式下的同样状态。由此即可在采用分段记录方式的VTR中再现稳定的图象。

Description

改进的分段记录式磁记录再现装置
本发明一般涉及磁记录再现装置，特别是涉及有关采用分段式记录方式的磁记录再现装置。本发明尤其适用于数字和模拟磁带录像机(VTR)。
过去，诸如磁带录像机(以下称之为VTR)之类的以磁带作为记录媒体的磁记录再现装置是在磁带上所形成的许多以倾斜方向分布的视频磁道上利用磁头记录所要记录的信号的。在再现过程中，磁头准确地跟踪记录有信号的视频磁道而使被记录的信号得以再现。为了能准确的跟踪该视频磁道，过去的跟踪方法是大家熟知的四频率引导信号方式的自动寻道技术(以后称之为ATF)。
这种四频率引导信号方式的ATF目前在例如延迟式VTR或摄录一体化8mmVTR中被采用。在四频率引导信号方式ATF中，具有互不相同频率的四种引导信号f1至f4被叠加在图象信号上，而将被叠加的信号记录在磁带上。也就是说，由于相邻的二个视频磁道之间所记录的引导信号频率不同，在再现过程中即可检测出二个相邻磁道所再现的引导信号的串扰信号，再按照此再现的二个引导信号的电平来进行寻踪控制，以使磁头能正确地定位。
图13示出了现有的8mmVTR或VHS型VTR的摄录一体化的VTR等所采用的结构中在磁鼓上装有四个磁头的状态图。由图13可看出，在磁鼓83上设置有记录和再现用的四个磁头80a、80b、81a和81b。
图14为说明采用四频率引导信号的ATF方式中记录操作的信号记录图。在图14中，横轴表示图13所示出的磁鼓83的旋转角度(弧度)。在0至3/2π的范围内，由磁头81a进行信号记录。3/2π至3π的范围内由磁头80b进行信号记录。3π至9/2π的范围内由磁头81b进行信号记录，9/2π至6π的范围内由磁头80a进行信号记录。由图14可见，磁鼓83转动3/2π弧度，各磁头即在磁带的一个磁道上记录下一场电视信号。换言之，图14中所示的信号段s1至s2被分别记录在磁带的四个磁道上。由二个信号段s1和s2构成二场(即构成一帧)电视电信。图13中所示的磁鼓83，例如以2700rpm速度旋转，而磁头以3/2π弧度切换。
图15为说明采用四频率引导信号的ATF方式的VTR中的记录操作的时序图。如图15所示，在帧同步信号FP的半个周期(即一场的时间)内，记录下一信号段的电视信号。也就是说，图14中所示的各个信号段s1至s2，在相当于帧同步信号FP的半个周期内被记录在对应的一个磁道上。
如上所述，在采用四频率引导信号的ATF方式中，各个磁道记录有频率不同的引导信号。因此，在图15所示的例子中，各段的弧度顺序记录下一个引导信号f1至f4。由图15可见，四频率引导信号f1至f4是以f1到f4的顺序旋转的，它们顺序在各个段内被记录下来。
在图14所示的信号记录中，由于一场电视信号被记录在一磁道上，因而，这种记录方式称之为“非分段记录方式”。与此相对应的是，将一场电视信号分成若干段，将这若干信号段记录在若干磁道之中，这种信号记录方式称之为“分段记录方式”。
近年来，为进一步改善图象的画面质量，趋向于采用电视信号的高密度记录和宽频带记录。为了实现高密度记录和宽频带记录，就必须进一步提高磁带与磁头之间的相对速度。由于设置的磁头的磁鼓的转速提高，就必须采有上述的分段记录方式。
虽然前述采用的四频率引导信号的ATF方式是运用非分段记录方式，但作为分段记录方式中的跟踪控制方式采用UNIHI-VTR等的控制磁道(Confvol Track，以后称之为“CTL”)技术则是历来已知的。在UNIHI-VTR中，构成一帧的电视信号被分为6个信号段，此6个信号段被记录在6条磁道中。在CTL方式中，因为在一帧周期的弧度内产生的控制信号(CTL信号)被记录在磁带的控制磁道上，所以在再现过程中，能很容易将6个信号段的信号相位与帧同步信号的相位相合并。
由于CTL方式在磁带上必须有于记录控制信号的专用区域(即控制磁道)，所以无需这一专用区域的ATF方式用于高密度记录来说是较理想的。也就是说，为了实现高密度记录和宽频率记录，将引导信号与图象信号相叠加进行记录的ATF方式则更为适宜。然而，使用ATF方式的VTR在进行分段记录中还存在有下面的问题。
图16是说明本发明背景的VTR中在磁鼓上设置有两个磁头时的状态图。由图16可见，在磁鼓84上设置有两个磁头82a和82b。为了实现高密度记录和宽频率记录的目的，磁鼓84以5400rpm的速度旋转。因而，将一场电视信号分成三段后，其结果就是一帧的电视信号被记录在磁带的6条磁道上。
图17是用以说明采用图16所示磁头82a和82b的VTR中的记录操作的信号记录图。图17中，横轴表示磁鼓84的旋转角(弧度)。在转角0至π的范围内由磁头82a进行信号记录(段s1)。转角π至2π的范围内由磁头82b进行信号记录(段s2)。转角2π至3π范围内由磁头82a进行信号记录(段s3)。转角3π至4π的范围内由磁头82b进行信号记录(段s4)。转角4π至5π的范围内由磁头82a进行信号记录(段s5)。转角5π至6π的范围内由磁头82b进行信号记录(段s6)。这些信号段s1至s6的电视信号被分别记录在磁带的6条磁道上。
图18A至18C是说明采用图16所示磁头82a和82b的VTR中的记录和再现操作的定时图。如图18A所示，在帧同步信号的半个周期内，电视信号的三个信号段被记录在磁带的三条磁道上。亦就是说，在图18A所示的例子中，帧同步信号FP的前半周中，三个信号段s1至s3的电视信号被记录在三条磁道上，而在后半周期中，后半周期的三个信号段s4至s6的电视信号被记录在另外三条磁道上。在采用四频率引导信号的ATF方式中，频率各不相同的四个引导信号f1至f4在相应的分段弧度中被叠加到图象信号上，此经过叠加的信号则被记录在对应的磁道上。因此，在图18所示的例子中，与各个分段s1、s2……相对应的引导信号f1、f2……均在记录过程中被记录下来。
在按图18A所示状态进行信号记录的情况下，也必须以同样状态进行再现操作。也就是说，在图18A所示的例子中，当帧同步信号FP下降时刻，就必须再现所记录的电视信号中的分段信号s1。也就是说，帧同步信号FP与再现的电视信号的分段信号s1之间必须要同步。再现的电视信号起始的分段信号s1如果不与帧同步信号FP的下降沿同步的话，就不可能再现所希望的图象。因此，再现过程必须控制成如图18A中所示的那样，即再现和电视信号的分段信号s1必须与帧同步信号FP的下降沿相一致。
但是，如图18B和18C中所示的那样，有些情况下，当帧同步信号FP下降时不能产生电视信号的分段信号s1。在这种情况下，就无法再现所希望的图象，而必须采取对策。
在这种情况下的一个简单的对策是依靠利用具有与六个分段相对应的六个频率的引导信号，由被再现的引导信号的频率来判断分段的编号，从而来使得分段s1与帧同步信号同步。但是，这种要产生具有六个频率的引导信号再进行判断的方式与四频率引导信号的方式相比较，在电路构成上要复杂的多。而且在分段数进一步增加时，该电路组成就更为复杂。
本发明的一个目的是，在采用分段记录方式的磁记录再现装置中，实现在宽频带记录要求下再现所希望的图象。
本发明的另一目的是，在采用分段记录方式的磁记录再现装置中，实现在高密度记录要求下再现所希望的图象。
按照本发明的一种将一场电视信号分成多个分段并将此多个分段信号记录在磁带的多条磁带道上的磁记录再现装置，其中设置有：
磁头；
驱动所述磁带的磁带驱动单元；
产生预定的同步信号的单元；
响应所述预定的同步信号，产生表示所述多个分段信号的多个分段码信号的单元；
响应所述预定的同步信号，通过所述磁头将所述多个分段码信号记录在所述磁带的所述多条磁道上的记录电路单元
通过所磁头由所述磁带的所述多条磁道再现所述多个分段码信号的再现电路单元；和
控制所述磁带驱动单元以使由所述再现电路单元所再现的多个分段码信号与所述预定的同步信号同步的控制单元；
其特征在于，所述控制单元包括有：
对所述预定的同步信号的相位与由所述再现单元所再现的多个分段码信号的相位进行比较的相位比较单元；和
响应所述相位比较单元，改变由所述磁带驱动单元所驱动的所述磁带的速度的速度变更单元。
在操作过程中，记录电路响应同步信号通过磁头将多个分段码信号记录到磁带的多条磁道上。在再现模式下，再现电路通过磁头由磁带的多条磁道中再现多个分段码信号。由于控制电路控制磁带驱动电路，使得再现的多个分段编码信号与予定的同步信号同步，所以能以记录模式下的同步状态再现被记录的电视信号的各分段信号。这样就使得能在高密度记录和宽频带记录的要求下，再现所希望的图象。
附图简单说明：
图1是说明本发明第一实施例的数字VTR的记录***的电路方框图；
图2是第一实施例中再现***的电路方框图；
图3是说明第一实施例的记录过程与再现过程中的相位关系的时序图；
图4是说明第一实施例的再现过程中异常的相位关系的时序图；
图5是说明图2中所示的再现***电路工作过程的流程图；
图6是磁带上所形成的记录磁道的示意图；
图7是第一实施例的记录磁道的记录格式图；
图8是第二实施例的记录磁道的记录格式图；
图9是说明本发明第二实施例的模拟VTR的记录***的电路的方框图；
图10是第二实施例中再现***的电路的方框图；
图11是本发明第三实施例的记录过程及正常的再现过程中的相位关系的时序图；
图12是说明第三实施例的再现过程中的异常相位关系的时序图：
图13为表示已往模式中的在磁鼓上配置有四个磁头的状态图：
图14是说明四频率引导信号ATF方式的VTR中的记录过程的信号记录图；
图15是说明四频率引导信号ATF方式的VTR中的相位关系的时序图；
图16是表示作为本发明背景的VTR中的磁鼓上配置的二个磁头的状态图；
图17为说明采用图16中所示磁头的VTR中的记录过程的信号记录图；
图18A是表示采用图16所示磁头的VTR中的正常相位关系的定时图；
图18B及18C是说明采用图16所示磁头的VTR中的异常相位关系的时序图；
现在参阅附图对最佳实施例予以说明。
图1为代表本发明第一实施例的数字VTR的记录***的电路方框图。如图1中所示，该记录***电路包括有：将模拟电视信号变换为数字信号的A/D变换器11、作数据压缩用的压缩编码器12、作差错检测及纠正(下称ECC)的ECC编码器13、为记录数据用的调制处理电路14、对所记录信号加以放大的记录放大器15、产生用于ATF的引导信号的引导信号产生电路16、以及响应电视信息产生帧同步信号FP的***同步电路17。
帧同步信号FP被送到压缩编码器12、ECC编码器13、调制处理电路14及引导信号产生电路16。调制处理电路14包括产生分段码的分段码产生电路14b及为记录图象数据和分段码而进行调制的调制电路14a。磁头2由经过记录放大器15放大的记录信号驱动，在磁带的一磁道上记录该记录信号。
图2为图1中所示实施例的再现***的电路方框图。由图2可知，此再现路包含有：由磁头2将磁带1再现的信号加以放大的再现放大器21、对再现信号进行解调处理的解调处理电路22、对被解调的信号作ECC处理的ECC编码器23、用于数据复原的压缩解码器24、将数字信号变换为模拟信号的D/A变换器25、用于帧同步信号FP及分段码信号SC的相位比较电路26、产生帧同步信号FP的***同步电路27、以及控制包括传动电动机29在内的伺服***的伺服***控制电路28。
伺服***控制电路28包括传动伺服***电路和磁鼓伺服***电路。传动伺服***电路包括有：响应被检出的引导信号PL输出寻踪误差信号TE的寻踪误差生成电路281、产生为调整分段相位所需的固定偏压的固定偏压电路283、以及响应分段误差信号SE而受控制的开关282。构成传动伺服***的反馈回路由速度误差生成电路284、传动误差生成电路285及电动机驱动电路286组成。
在以下的叙述中，首先参照图3和图4对图1和图2中所示的数字VTR中再现的电视信号的分段与帧同步信号FP之间大致的同步过程加以说明。图1中所示的分段码产生电路14b响应帧同步信号FP，如图3所示的状态产生分段码信号SC。也就是说，在所示的例子中，在记录模式状态下，分段码产生电路14b响应帧同步信号FP的下降沿，产生分段码信号SC(C1、C2……)。分段码信号SC与由ECC编码器给出的图象数据同时经调制电路14a进行记录调制，经过调制的信号送到记录放大器15。
另一方面，引导信号产生电路16亦响应帧同步信号FP而产生具有频率各不相同的四个引导信号PL(f1、f2、f3和f4)。并将这些引导信号送至记录放大器15。
在记录放大器15中，引导信号PL与由调制处理电路14送来的图象信号相叠加。叠加后的信号经过放大后送至磁头2。这样。磁带1上被记录的信号就以图3中所示相位状态而被记录在磁带的各磁道上。
在再现工作模式下，图2中所示的经磁头2再现的信号由再现放大器21加以放大。经过放大的信号中包含的再现引导信号PL被送到伺服***控制电路28。含有分段码信号的再现信号送入解调电路22a作解调处理。再现信号中所含的分段码信号由分段码信号检出电路22b取出，并将检出的分段码信号SC送到相位比较电路26。
相位比较电路26对由***同步电路27所给出的帧同步信号FP的下降沿的时刻与分段码信号SC中所包含的符号C1所出现的时刻进行比较。如果这二个时刻不一致，即如果产生相位误差时，则给伺服***控制电路28送出为纠正此相位的分段误差信号SE。伺服***控制电路28响应分段误差信号，以纠正此相位误差的分段误差信号SE。伺服***电路28响应分段误差信号SE，以纠正相位误差来控制传动电动机29的转速。
如果图4所示的帧同步信号FP与分段码信号SC不同步，为纠正这种情况所需的分段误差信号SE，即被送到伺服***控制电路28。在伺服***控制电路28的控制下，传动电动机29的转速即发生改变，最后使得传动电动机29的转速被控制，如同在再现模式下图3中所示的信号状态那样再现分段码信号SC。这一工作过程在图5所示的流程图中有更具体的说明。
如图5所示，在步骤51中，检测VTR中伺服***是否是再现模式(PB模式)。如检测结果为伺服***是处于再现换式工作状态，则进行步骤52。
在步骤52，检验传动伺服***是否处于伺服锁定状态。此伺服锁定状态的检测，是根据由图2所示的跟踪误差生成电路281输出表示“零误差”的跟踪误差信号TE来判断的。传动伺服处于伺服***锁定状态意味着，由图2中所示的分段码检出电路22b所再现的信号中能检测出分段码的状态。一旦检测出分段编码时，则进入步骤53。
在步骤53，如果传动伺服***不处于伺服锁定状态时，相位比较电路26即输出高电平的分段误差信号SE。从而，这时开关282被连接到寻踪误差生成电路281侧，进行通常的寻踪误差纠正操作。
在步骤53中，相位比较电路26判断分段相位与帧同步信号FP是否同步。也就是说，在当帧同步信号下降时刻，是否出现分段码信号SC的符号C1，即起始标志信号。换言之，是在图3所示的相位关系下判断是否再现分段码SC。如果满足图3中所示的相位关系(即分段相位符合时)，处理进入步骤54。
在步骤54，由图2所示的相位比较电路26输出高电平的分段误差信号SE。图2中所示的开关电路282响应高电平的SE信号，接通到寻踪误差生成电路281侧。从而使得寻踪误差生成电路281的输出信信号TE被送到传动误差生成电路285。也就是说，因为在这种状态下分段相位符合，所以无须为调整分段相位来改变传动机29的转速。
如果分段相位不符合，则处理进入步骤56。在步骤56中，图2所示的相位比较电路26输出低电平的分段误差信号SE。开关电路282响应低电平SE信号，连接到固定偏置电路283侧。结果，由固定偏置电路283所予置的偏置电压就通过开关电路282送到传动误差生成电路285(步骤57)。由此来改变传动电动机29的转速，以改变帧同步信号FP与分段码信号SC之间的相位差。在步骤57之后，返回到步骤52，重复执行步骤52至步骤57的操作。因而，即使如图4所示那样分段相位不相符合，经过反复执行步骤52至57的处理，亦能得到图3中所示的正常相位关系。
下面对上述实施例中所用的分段码信号SC在磁带上的记录地址加以说明。图6表示磁带上所形成的磁道。在上述实施例中，一场电视信号分为六个分段s1至s6，这六个分段信号s1至s6被分别记录在图6中所示的六条磁道T1至T6上。在图1所示的实施例(即数字VTR)中，一个记录磁道具有图7中所示的记录格式。
如图7所示，一记录磁道中包含有：前同步信号区31、35及39，图象信号记录区32，后同步信号区33、37及41，保护位区34及38，声音信号记录区36，以及附加信息记录区40。图象信息记录区32由多个信息块组成。图象信号记录区32每一信息块包含有同步信号记录区321，ID信息记录区322，图象数据记录区323，以及奇偶数校验位记录区324。图1中所示分段码产生电路产生的分段码信号SC被记录在图7中所示的ID信息记录区322内。
图7所示的记录格式是，数字VTR中的分段编码信号SC被记录在区322中，而在本发明应用于模拟VTR中时，分段码SC则被记录在图8所示的分段同步信号记录区45中。图8所示为模拟记录的磁带的一条磁道的记录格式。如图8所示，一条记录磁道包含有分段同步信号记录区45和图象信号记录区46。
图9为表示本发明第二实施例的模拟VTR的记录***的电路方框图。如图9所示，此记录***电路包含有：接收电视信号的自动增益(ACC)电路61、予加重电路62、箝位电路63、白色抑制电路64，设置有调制电路65a和分段码产生电路65b的调制处理电路65、记录放大器66、引导信号产生电路67、以及产生帧同步信号FP的***同步电路68。
图10为第二实施例中的再现***电路方框图。如图10所示，此再现电路包含有：再现放大器71、设置有解调电路72a和分段码检出电路72b的解调处理电路72、去加重电路73、箝位电路74、图象信号输出电路75、相位比较电路76、以及伺服***控制电路78。伺服***控制电路78包括有磁鼓伺服***电路和传动伺服***电路。
传动伺服***电路包括有：寻踪误差信号生成电路781、开关电路782、固定偏置电路783、速度误差信号生成电路784、传动误差信号生成电路785、以及驱动传动电动机79的电动机驱动电路786。
图9及图10所示的第二实施例也与图1及图2所示的第一实施例进行基本相同的操作。亦就是说，在记录模式下产生分段码C1、C2……，并将它们与被划分的电视信号分段S1、S2……同时分别加以记录。分段码信号SC的记录地址为图8中所示的分段同步信号记录区45。在再现模式下，依靠图10中所示的分段码检测电路72b将磁带上各记录磁道所记录的分段码C1、C2……读出，以得到记录模式下的相位关系，即图3所示的状态的再现信号那样来控制传动电动机79的转速。
由此可见，将本发明应用于数字VTR和模拟VTR，由于使得帧同步信号FP及分段码信号SC在再现模式下能达到与记录模式下相同的相位同步关系，所以在数字VTR和模拟VTR中均能再现正常或稳定的图象。如前所述，既然分段记录方式是实现高密度记录和/或宽频记录所必须的，借助于将本发明应用于数字VTR和模拟VTR，就能够符合高密度和宽频带记录的要求下再现所希望的图象。
而且，虽然在前述的第一和第二实施例中是采用利用具有四个不同频率的引导信号PL(f1至f4)的ATF方式。但在采用具有二个不同频率的引导信号PL′(f1′和f2′)的ATF方式的VTR中，也能应用本发明。也就是说，在另一实施例中，是按图11中所示的相位关系将分段码信号SC′和引导信号PL′记录在磁带上的。在再现模式下，即使假定得到如图12所示的那样的相位关系，也能依靠对传动电动机转速的控制来获得具有再现模式中所希望的如图11中所示的相位关系的再现信号。
在上述实施例中，虽然是采用引导信号来检测出寻踪误差，但本发明亦能用于利用包络检波的ATE方式的VTR中。在这种场合下，虽然是按照再现信号的包络成为最大值来进行寻踪控制，但仍以与上述实施例相同方式进行分段码信号记录和再现以及分段相位调整。

Claims (10)

1.一种将一场电视信号分成多个分段并将此多个分段信号记录在磁带(1)的多条磁带道上的磁记录再现装置，其中设置有：
磁头(2)；
驱动所述磁带的磁带驱动单元(29)；
产生预定的同步信号的单元(17)；
响应所述预定的同步信号，产生表示所述多个分段信号的多个分段码信号的单元(14b)；
响应所述预定的同步信号，通过所述磁头将所述多个分段码信号记录在所述磁带的所述多条磁道上的记录电路单元(14a，15)；
通过所述磁头由所述磁带的所述多条磁道再现所述多个分段码信号的再现电路单元(21，22)；和
控制所述磁带驱动单元以使由所述再现电路单元所再现的多个分段码信号与所述预定的同步信号同步的控制单元(26，28)；
其特征在于，所述控制单元包括有：
对所述预定的同步信号的相位与由所述再现单元所再现的多个分段码信号的相位进行比较的相位比较单元(26)；和
响应所述相位比较单元，改变由所述磁带驱动单元所驱动的所述磁带的速度的速度变更单元(28)。
2.按照权利要求1所述的磁记录再现装置，其特征在于：
所述磁带驱动单元含有驱动所述磁带的传动电动机(29)；
所述磁带速度变更单元含有响应所述相位比较单元改变所述传动电动机转速的电动机速度变更单元(28)。
3.按照权利要求2所述的磁记录再现装置，其特征在于，所述电动机速度变更单元包括有：
产生预定偏置电压的单元(283)；
驱动所述传动电动机的电动机驱动电路单元(284，285，286)；和
响应所述相位比较单元，将所述预定偏置电压送到所述电动机驱动电路单元的偏置电压馈送单元(282)。
4.按照权利要求1所述的磁记录再现装置，其特征在于，所述预定的同步信号为用于所述电视信号的帧同步信号(FP)。
5.按照权利要求1所述的磁记录再现装置，其特征在于，所述多个分段码信号在所述预定的同步信号的一个周期内含有按预定的顺序而编码化的多个串行码信号(C1-C6)。
6.按照权利要求1所述的磁记录再现装置，其特征在于，还包含有：
响应所述预定的同步信号，产生为自动寻找磁道所需的具有各不相同频率的引导信号(f1-f4)的单元(16)；和
在所述电视信号的所述多个分段中叠加所述引导信号，并将此经过叠加的多个信号输出的叠加单元(15)；
所述记录电路单元，与所述预定的同步信号同步地将所述多个经过叠加的信号与所述多个分段码信号同时通过所述磁头记录到所述磁带的所述多条磁道上。
7.按照权利要求1所述的磁记录再现装置，其特征在于，所述磁带上的各条所述磁道包括有：
用于记录对应于所述多个分段码信号中的一个的分段码记录区(322)；和
用于记录对应于所述电视信号的多个分段中的一个所含的图象信号的图象信号记录区(32)。
8.按照权利要求7所述的磁记录再现装置，其特征在于：
所述分段码记录区包含有用于记录所述电视信号中所含的分段同步信号的分段同步信号记录区(45)；
各所述分段信号被记录在所述多条磁道对应的一分段同步信号记录区内。
9.按照权利要求1所述的磁记录再现装置，其特征在于：
所述记录电路单元包含有响应所述多个分段码信号对所述电视信号的所述多个分段加以调制的调制单元(14a)；和
对经所述调制单元调制的信号进行放大的记录放大器单元(15)；
所述磁头将经过所述记录放大器单元放大的信号记录在所述磁带上。
10.按照权利要求9所述的磁记录再现装置，其特征在于：
所述磁头再现记录在所述磁带上的信号；
所述再现电路单元包含有对由所述磁头再现的信号进行放大的再现放大器单元(21)；和
对经所述再现放大器单元放大的信号进行解调，并输出所述多个分段码信号的解调单元(22)。
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