JP2512069B2 - ディジタル磁気記録再生装置 - Google Patents

ディジタル磁気記録再生装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディジタル・ビデオテープレコーダ(DVT
R)などのディジタル磁気記録再生装置に関するもので
ある。
従来の技術 従来のディジタル磁気記録再生装置においては、2値
信号の飽和記録を基本として、NRZI方式や8−10変換方
式などのベースバンドでの記録変調方式がよく用いられ
る(例えば、「ディジタルVTRに用いられる高密度磁気
記録技術」中川省三 テレビジョン学会誌 第35巻第7
号(1981)542〜548ページ)。
また、通信の分野において、伝送帯域の有効利用を図
るため、多値直交振幅変調(以下多値QAMと称す)など
の多値ディジタル変調方式の導入が進んでいるが、磁気
記録再生装置においては、磁気記録再生過程が非線形性
を有していることから、振幅が一定となるPSK方式が用
いられる場合があるだけである。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記のようなベースバンド変調方式を用いた
構成においては、記録周波数帯域の利用効率(単位帯域
当りの伝送可能なビットレート)が1.8bps/Hz程度であ
り、このことがテープ消費量の増大を招き、長時間記録
を困難にしている。
また、多値QAMのようなディジタル変調方式を用いれ
ば、記録周波数帯域の利用効率を上げることが可能であ
るが、多値ディジタル符号を基本とするため、伝送必要
S/Nが増大する問題があった。さらに、磁気記録再生過
程において生じる非線形性と振幅変動のため、多値QAM
の利用を困難にしていた。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明のディジタル磁
気記録装置は、ディジタル信号を多値ディジタル符号に
変換し、バースト情報を付加する多値化器と、前記多値
ディジタル符号を直交振幅変調する直角2相変調器と、
前記多値ディジタル符号に用いるクロック信号(周波数
をfCとする)と前記直交振幅変調に用いる搬送波信号
(周波数をfHとする)との周波数関係をfH=n/m・f
C(n≦m,n,mは正の整数)とし、前記クロック信号と前
記搬送波信号との位相が一致するタイミングT=・m/
fC(=・n/fHは正の整数)毎に、バーストタイミ
ング信号を発生させる同期発振器とを具有し、前記直角
2相変調器の出力である多値直交振幅変調信号を磁気記
録媒体に記録する記録系を備えたことを特長とするもの
である。
また、本発明のディジタル磁気再生装置は、上記のデ
ィジタル磁気記録装置によって記録された信号を再生す
るものであり、再生された多値直交振幅変調信号中に含
まれる前記多値化器で付加されたバースト情報を検出す
るバースト検出回路と、前記バースト情報の振幅値を検
出するバースト振幅検出回路と、前記磁気記録媒体より
再生された前記多値直交振幅変調信号の増幅度を前記バ
ースト振幅検出回路の検出結果に応じて制御する再生イ
コライザとを具有する再生系とを備えたことを特徴とす
るものである。
作用 本発明は上記した構成により、多値直交振幅変調に用
いる搬送波周波数をできる限り低域に設定できることに
なり、磁気記録媒体の伝送C/Nの良い低域周波数を使用
することで伝送S/Nを改善できる。また、バイアス記録
を行うことによって、磁気記録再生過程で生じる非線形
性を緩和でき、さらに、バースト情報をもとに再生側の
増幅度を制御することによって、振幅変動を改善するも
のである。また、多値QAMを用いているため、ベースバ
ンド変調方式に比べ、記録周波数帯域の利用効率を改善
できる。
実施例 以下、本発明の一実施例であるディジタル磁気記録再
生装置について図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の実施例におけるディジタル磁気記録
再生装置の要部構成を示すブロック図である。ディジタ
ル信号は入力端子1に入力される。入力端子1に入力さ
れたディジタル信号は、同期発振器10より出力されたク
ロック信号(周波数をfCとする)をもとに、多値化器2,
3で多値ディジタル符号(振幅レベル値が数個あるディ
ジタル符号)に変換される。また、多値化器2,3では、
同期発振器10より出力されたバーストタイミング信号を
もとにバースト情報を付加する。例えば、多値化器2か
ら出力される多値ディジタル符号の振幅値を零とし、多
値化器3から出力される多値ディジタル符号の振幅値を
最大値とする。上記の如く設定することによって、直角
2相変幅器6において変調されたバースト情報は搬送波
信号(周波数をfHとする)のバースト波となる。つぎ
に、多値化器2,3から出力された多値ディジタル符号
は、ローパスフィルタ4,5で周波数制限されて、直角2
相変調器6に入力される。ローパスフィルタ4,5はルー
トロールオフ特性を有する直角2相変調器6では、同期
発振器10より出力された搬送波信号(周波数をfHとす
る)を用いて、多値ディジタル符号を直交振幅変調す
る。つぎに、直角2相変調器6から出力された多値直交
振幅変調信号はバイアス記録を行うため、バイアス信号
発振器8の出力であるバイアス信号と加算器7で加算さ
れ、磁気ヘッド9を介して、磁気記録媒体19に記録され
る。つぎに、同期発振器10では、前記クロック信号(周
波数をfCとする)と前記バーストタイミング信号(周期
をTとする)と前記搬送波信号(周波数をfHとする)と
を下記関係を満足するように出力する。即ち、前記クロ
ック信号周波数fCと前記搬送波信号波数fHとの関係は、
fH=n/m,fC(ただし、n≦m,n,mは正の整数)とする。
また、バーストタイミング信号の周期Tは、T=・m/
fC・n/fH(ただし、は正の整数)とする。たとえ
ば、n=4,m=5の場合は、第4図(a)のLPF4,5での
信号周波数スペクトル(ただし、ルートロールオフ特性
0.5)、第4図(b)の多値直交振幅変調信号スペクト
ルに示す周波数関係となる。前記関係の如くすれば、T
周期毎に前記クロック信号と前記搬送波信号とは位相が
一致し、前記の如く搬送波信号のバースト波を伝送すれ
ば、再生側で前記クロック信号と搬送波信号とを再生す
ることができる。また、同期発振器10は、具体的には、
第2図に示す要部ブロック構成となる。即ち、発振回路
21か出力された基準信号(周波数n・fCである)は、m
分周回路22、n分周回路23、バーストタイミング発生回
路24に出力される。前記m分周回路22では、前記基準信
号をm分周して前記搬送波信号を発生し、位相選択回路
25に出力する。同様に、前記n分周回路23では、前記基
準信号をn分周して前記クロック信号を発生し、位相選
択回路26に出力する。また、前記バーストタイミング発
生回路24では、基準信号をl・m・n分周してバースト
タイミング信号を発生し、出力する。さらに、位相選択
回路25,26では、前記バーストタイミング信号と前記搬
送波信号と前記クロック信号が、常に、一定の位相関係
になるように位相を選択し、前記搬送波信号と前記クロ
ック信号を出力する。
つぎに、第1図に戻り、再生側を説明する。磁気記録
媒体19に記録された多値直交振幅変調信号は磁気ヘッド
9を介して再生され、再生イコライザ11と位相同期発振
器12とに入力される。ここで、前記位相同期発振器12
は、第3図に示す要部ブロック図となる。即ち、バース
ト検出回路31で、再生された多値直交振幅変調信号から
搬送波信号であるバースト波を検出し、出力する。つぎ
に、位相比較回路33、LPF34、発振回路35、m分周回路3
7は、位相同期ループ(Phase Locked Loop)を構成し、
前記バースト波に位相同期した搬送波信号を、m分周回
路37から出力する。また、前記発振回路35からは周波数
同期した基準信号(周波数n・fCである)を発生し、n
分周回路36に出力する。前記n分周回路36では、前記基
準信号をn分周して周波数同期したクロック信号を位相
選択回路38に出力する。前記位相選択回路38では、前記
バースト検出回路31で検出されたバースト波にもとずい
てクロック信号の位相を選択し、正規のクロック信号を
出力する。つぎに、バースト振幅検出回路32では、バー
スト検出回路31で検出されたバースト波の振幅値を基準
値と比較して、正規の振幅値になる増幅度を検出し、出
力する。
つぎに、第1図に戻り、再生イコライザ11では、位相
同期発振器12から出力された増幅度をもとに、再生され
た多値直交振幅変調信号を増幅すると共に、磁気記録再
生過程で生じた周波数劣化を補正して、同期検波器13に
出力する。前記同期検波器13では、位相同期発振器12の
出力である搬送波信号を用いて、再生多値直交振幅変調
信号を復調し、ローパスフィルタ14,15に出力する。前
記ローパスフィルタ14,15では、ルートロールオフ特性
に周波数制限を行い、再生多値ディジタル符号を逆多値
化器16,17に出力する。前記逆多値化器16,17では、位相
同期発振器12の出力であるクロック信号をもちいて多値
ディジタル符号をもとのディジタル符号に変換すると共
に、位相同期発振器12の出力であるバースト波のタイミ
ングにもとずいて、バースト情報を除去して端子18にも
とのディジタル符号を出力する。
上記実施例においては、バースト波を用いて位相同期
をかけ、搬送波信号を再生する方式について述べたが、
逓倍法,逆変調法,コスタス法(特に、選択制御形)等
の搬送波信号再生方式を用いても同様な結果が得られ
る。
また、上記実施例においては、直角振幅変調方式を用
いた場合について述べたが、位相変調方式(多値PSK)
等のほかの変調方式にも用いることができる。
発明の効果 以上述べてきたように本発明によれば、ディジタル磁
気記録再生装置の記録側で、クロック信号周波数fCと搬
送波信号周波数fHとが、fH=n/m・fC(ただし、n≦m,
n,mは正の整数)となるように構成し、さらに、バース
トタイミング信号の周期Tが、T=・m/fC・n/fH
(ただし、は正の整数)となるように構成し、バース
トタイミング信号に従って、搬送波のバースト波が付加
されるようになっている。このため、再生側で前記バー
スト波を用いて前記クロック信号と前記搬送波信号とが
再生でき、前記搬送波信号の周波数をクロック信号周波
数より低域に設定できる。よって、磁気記録媒体の伝送
C/Nの良い低域を使用でき、伝送S/Nを改善できる。
また、磁気記録再生過程における非線形性について
は、バイアス記録をすることによって改善している。
さらに、磁気記録再生過程で生じる振幅変動について
も、バースト波の振幅値を検出し、再生多値直交振幅変
調信号の増幅度を制御するよう構成しているため、前記
振幅変動に対しても改善することができる。
また、多値直交振幅変調信号を用いて、記録再生を行
っているため、ペースバンド変調方式に比較して記録周
波数帯域の利用効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図A,Bは本発明の一実施例におけるディジタル磁気
記録再生装置を示す要部ブロック図、第2図は同期発振
器を示す要部ブロック図、第3図は本発明の位相同期発
振器を示す要部ブロック図、第4図(a)はLPF通過後
の信号周波数スペクトル図、第4図(b)は多値直交振
幅変調信号の周波数スペクトル図である。 2,3……多値化器、4,5……LPF、6……直角2相変調
器、7……加算器、8……バイアス信号発振器、9……
磁気ヘッド、10……同期発振器、11……再生イコライ
ザ、12……位相同期発振器、13……同期検波器、14,15
……LPF、16,17……逆多値化器、19……磁気記録媒体、
21……発振回路、22……m分周回路、23……n分周回
路、24……パーストタイミング発生回路、25,26……位
相選択回路、31……パースト検出回路、32……パースト
振幅検出回路、33……位相比較回路、34……LPF、35…
…発振回路、36……n分周回路、37……m分周回路、38
……位相選択回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中津 悦人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小林 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−22261(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル信号を多値ディジタル符号に変
    換しバースト情報を付加する多値化器と、前記多値ディ
    ジタル符号を直交振幅変調する直角2相変調器と、前記
    多値ディジタル符号に用いるクロック信号(周波数をfC
    とする)と前記直交振幅変調に用いる搬送波信号(周波
    数をfHとする)との周波数関係をfH=n/m・fC(n≦m,
    n,mは正の整数)とし、前記クロック信号と前記搬送波
    信号との位相が一致するタイミングT=・m/fC(=
    ・n/fHは正の整数)毎に、バーストタイミング信号
    を発生させる同期発振器を具備し、前記直角2相変調器
    の出力である多値直交振幅変調信号を磁気記録媒体に記
    録する記録系を備えたことを特徴とするディジタル磁気
    記録装置。
  2. 【請求項2】多値直交振幅変調信号を磁気記録媒体にバ
    イアス信号を加えてバイアス記録を行うことを特徴とす
    る請求項(1)記載のディジタル磁気記録装置。
  3. 【請求項3】ディジタル信号を多値ディジタル符号に変
    換しバースト情報を付加する多値化器と、前記多値ディ
    ジタル符号を直交振幅変調する直角2相変調器と、前記
    多値ディジタル符号に用いるクロック信号(周波数をfC
    とする)と前記直交振幅変調に用いる搬送波信号(周波
    数をfHとする)との周波数関係をfH=n/m・fC(n≦m,
    n,mは正の整数)とし、前記クロック信号と前記搬送波
    信号との位相が一致するタイミングT=l・m/fC(=l
    ・n/fH,lは正の整数)毎に、バーストタイミング信号を
    発生させる同期発振器と、前記直角2相変調器の出力で
    ある多値直交振幅変調信号を磁気記録媒体に記録する記
    録系とを備えたディジタル磁気記録装置によって記録さ
    れた信号を再生するディジタル磁気再生装置であって、
    再生信号中に含まれる前記多値化器で付加されたバース
    ト情報を検出するバースト検出回路と、前記バースト情
    報の振幅値を検出するバースト振幅検出回路と、前記磁
    気記録媒体により再生された前記多値直交振幅変調信号
    の増幅度を上記バースト振幅検出回路の検出結果に応じ
    て制御する再生イコライザとを有する再生系を備えたこ
    とを特徴とするディジタル磁気再生装置。
  4. 【請求項4】ディジタル信号を多値ディジタル符号に変
    換しバースト情報を付加する多値化器と、前記多値ディ
    ジタル符号を直交振幅変調する直角2相変調器と、前記
    多値ディジタル符号に用いるクロック信号(周波数をfC
    とする)と前記直交振幅変調に用いる搬送波信号(周波
    数をfHとする)との周波数関係をfH=n/m・fC(n≦m,
    n,mは正の整数)とし、前記クロック信号と前記搬送波
    信号との位相が一致するタイミングT=・m/fC(=
    ・n/fHは正の整数)毎に、バーストタイミング信号
    を発生させる同期発振器を具備し、前記直角2相変調器
    の出力である多値直交振幅変調信号を磁気記録媒体に記
    録する記録系と、前記磁気記録媒体より再生された多値
    直交振幅変調信号中に含まれる前記多値化器で付加され
    たバースト情報を検出するバースト検出回路と、前記バ
    ースト情報の振幅値を検出するバースト振幅検出回路
    と、前記磁気記録媒体より再生された前記多値直交振幅
    変調信号の増幅度を前記バースト振幅検出回路の検出結
    果に応じて制御する再生イコライザとを具有する再生系
    とを備えたことを特徴とするディジタル磁気記録再生装
    置。
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EP89105481A EP0335346B1 (en) 1988-03-28 1989-03-28 Digital signal magnetic recording and playback apparatus employing quadrature amplitude modulation
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