JP3214136B2 - ディジタル信号記録装置 - Google Patents

ディジタル信号記録装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば8mmVTR
のように、オーディオPCM信号を回転磁気ヘッドによ
り磁気記録媒体に記録するディジタル信号記録装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】8mmVTRでは、オーディオ記録モー
ドとして、オーディオ信号をFM変調してFM変調輝度
信号と低域変換クロマ信号との間に周波数分割多重化し
て記録するAFMオーディオモードと、ビデオトラック
の延長上にディジタルオーディオ信号を記録するPCM
オーディオモードがある。PCMモードにおける従来の
オーディオPCM信号のサンプリング周波数は、水平周
波数fhの整数倍、例えば2fh(=31.5KHz)
に選定されている。
【0003】このようにサンプリング周波数を映像水平
周波数の整数倍に設定すると、フレーム周波数で回転す
る回転ヘッドとサンプリング系とが同期し、映像と音声
の同期ずれの問題が生じない。
【0004】しかしながら、このような従来の8mmV
TRのサンプリング周波数31.5KHzでは、高音質
のオーディオ信号を記録再生することが困難である。特
に、Hi8方式VTRの出現で、画像はより高画質にな
ったことから、それに見合うより高音質なディジタルオ
ーディオが望まれるようになってきている。そのために
は、サンプリング周波数をより高くする必要がある。ま
た、サンプリング周波数31.5KHzは、他のディジ
タルオーディオ機器で採用されているサンプリング周波
数(44.1kHz/48kHz/32kHz 等)と
異なるため、整合性が無い。
【0005】そこで、8mmVTRにおけるオーディオ
PCM信号のサンプリング周波数として、他のディジタ
ルオーディオ機器に使用されている周波数(44.1k
Hz/48kHz/32kHz等)を使用し、音質を改
善し、他のオーディオ機器との間の整合性を改善するこ
とが望まれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
他のオーディオ機器に使用されているサンプリング周波
数は、例えばNTSC方式のフィールド周波数(59.
94Hz)と無関係である。そのため、このようなサン
プリング周波数を使用すると、1フィールド期間に配置
するサンプルデータ数が整数個にならないという問題が
生じてくる。そのため、特に、外部からのオーディオP
CM信号を記録する場合、記録時の信号処理と共に再生
時の信号処理が困難になる。すなわち、1フィールド期
間に配置するサンプルデータ数が整数個でないと、記録
時に整数比にない関係を再生時にも再現する必要があ
る。もし、記録基準信号の周波数とオーディオのサンプ
リング周波数との比が記録時と異なると、再生時にオー
ディオデータが不足したり、或いは、余ったりする問題
が生じてしまう。
【0007】従って、この発明の目的は、サンプリング
周波数が記録基準信号の周波数、例えば、映像フィール
ド周波数で割り切れない場合においても、支障なく記録
再生できるディジタル信号記録装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、サンプリン
グ周波数と記録基準信号の周波数との関係が整数比でな
いディジタル情報信号を記録するディジタル信号記録装
置において記録基準信号の各周期でのディジタル情報信
号のサンプルデータ数を、サンプリング周波数と記録基
準信号の周波数との関係から計算上求められるサンプル
データ数に近い複数の整数値のサンプルデータ数に設定
するサンプルデータ数設定手段と、記録基準信号の各周
期のディジタル情報信号のサンプルデータ数を識別する
ための識別信号を発生する識別信号発生手段とを備え、
記録基準信号の周期でのサンプルデータ数を、サンプリ
ング周波数と記録基準信号の周波数との関係から計算上
求められるサンプルデータ数と平均的に対応させるよう
にしたディジタル信号記録装置である。
【0009】
【作用】NTSC方式の場合には、フィールド周波数
が、59.94Hzであり、サンプリング周波数が48
kHzの場合には、サンプリング周波数がフィールド周
波数で割り切れない。すなわち、 48000/59.94 ≒ 800.8 となる。
【0010】この商に近い2以上の整数である数値、例
えば、792及び、810が設定される。そして、1周
期内のディジタル情報信号のサンプル数が792サンプ
ルであるか810サンプルであるかを識別する識別情報
信号が記録される。
【0011】従って、1フィールド分のサンプル数が整
数であっても、平均的には前記した割り算の商に近いサ
ンプル数が記録されることになる。これにより、映像と
音声の同期ズレを防ぐことができる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して説明する。この発明は、8mmVTRのような回転
磁気ヘッドにより磁気テープにディジタルオーディオ信
号を記録する場合に適用される。なお、この発明の一実
施例では、サンプリング周波数は48kHzとされる。
そして、NTSC方式のフィールド周波数(59.94
Hz)が基準信号とされる。
【0013】フィールド周波数を59.94Hz、サン
プリング周波数を48kHzとすると、1フィールド内
のサンプル数は、サンプリング周波数をフィールド周波
数で割算することにより求められる。すなわち、1フィ
ールド内のサンプル数は、 48000/59.94=800.8 となる。
【0014】このように、各フィールドでサンプル数が
同様になるように1フィールドのサンプル数を設定する
と、端数が生じる。そこで、この発明の一実施例では、
上式の商に近い2以上の整数である数値、例えば792
及び810がサンプル数として設定される。
【0015】なお、サンプルデータ数が810で記録し
たフィールドを、以下、Eデータフィールド(Excess d
ata field)とし、サンプル数が792で記録したフィー
ルドを、以下、Dデータフィールド(Diminished data
field)と呼ぶことにする。そして、1フィールド内の
サンプル数が792であるか810であるかを識別する
ための識別情報信号が同時に記録される。
【0016】また、再生時には、再生信号から取り出さ
れた識別信号が検出される。そして、PLLで形成した
サンプリングクロックが、この識別信号で制御される可
変分周器で分周された後、位相比較器にて再生基準信号
と位相比較される。この比較出力は、ローパスフィルタ
を通った後、VCOに供給される。従って、記録時と同
様の記録基準信号とサンプリングクロックとの関係が再
生時にも保たれ、何ら支障なくディジタル信号が再生さ
れる。
【0017】まず、この発明が適用された8mmVTR
におけるディジタルオーディオ信号の記録フォーマット
について説明する。
【0018】図1は、磁気テープに記録されるデータの
1ブロックの構成を示す。1ブロックは44シンボルか
らなり、先頭に4シンボルのヘッダが位置し、その次に
40シンボルのデータ部が位置する。ヘッダは、後述す
るように、1シンボルのブロック同期信号、1シンボル
のブロックアドレス、1シンボルのID信号、及び、ブ
ロックアドレスとID信号のエラー検出コードから構成
される。データ部は、オーディオPCMデータとC1パ
リティ、或いは、C2パリティとから構成されている。
【0019】図2に示すように、上述のブロックが11
0列並べられることにより、1フレームが構成されてい
る。ブロックアドレスの(0〜44)及び(65〜10
9)には、オーディオPCM信号及び、C1パリティが
含まれる。
【0020】1回の回転ヘッドの走査により、ビデオ信
号及び時間軸圧縮されたオーディオPCM信号を磁気テ
ープに記録するので、オーディオPCM信号の情報量
は、1フィールド期間に含まれる。
【0021】ブロックアドレス、ID信号、及びデータ
からなるヘッダと、メインデータのみからなるデータブ
ロックとにより、1ブロックが構成される。ブロックが
複数個並べられたシンボルの2次元的配列を単位とし
て、オーディオPCM信号が記録される。
【0022】図2は、インターリーブの例である。上述
のように、1フレームは、110ブロックで構成され
る。ブロックアドレス(0〜44)には、Lチャンネル
及び、Rチャンネルの偶数番目のサンプルデータが配置
され、ブロックアドレス(65〜109)には、Lチャ
ンネル及びRチャンネルの奇数番目のサンプルデータが
配置されている。
【0023】同じシンボルアドレスでは、隣接ブロック
どうしで2サンプルデータ分のインターリーブとなって
いる。同一ブロック内を見た場合、Lチャンネルの上位
8bit(Lu)、下位8bit(Ll)、Rチャンネ
ルの上位8bit(Ru)、下位8bit(Rl)を1
まとまりとし、90サンプルデータ分のインターリーブ
となっている。
【0024】1ブロック内で36シンボルのインターリ
ーブされたデータの後には、4シンボルのC1パリティ
が配置される。このC1パリティは、前述した、ヘッダ
のうち、ブロックアドレスと、ID、そして上記した3
6シンボルのデータの38シンボルとから生成され、リ
ードソロモンコード RS(42,38)が形成されて
いる。
【0025】ブロックアドレス(45〜64)は、C2
パリティが配置されている。このC2パリティは、ブロ
ックアドレス方向にインターリーブされた5ブロック離
れたデータ、18個から生成され、リードソロモンコー
ド RS(22,18)を形成している。例えば、同一
シンボルアドレスで、ブロックアドレスが、0、5、1
0、15、20、25、30、35、40、65、7
0、75、80、85、90、95、100、105の
18データから4シンボルのC2パリティが生成され、
そのパリティは、ブロックアドレス45、50、55、
60の4つに配置される。
【0026】前記したように、Eデータフィールドのサ
ンプル数は810サンプルであり、Dデータフィールド
のサンプル数は792サンプルであるから、Dデータフ
ィールドの場合、 810−792 = 18 (サンプル) は埋まらない。そこで、便宜上、ダミーデータとし
て、”0 ” データ(00H)を配置することにす
る。
【0027】図3に、ヘッダの構成例を示す。前記した
ように、ヘッダは、4シンボルで構成され、先頭にブロ
ック同期用の信号、次にブロックアドレス(BA)、次
にIDが、最後にブロックアドレス(BA)とIDに対
するパリティが配置されている。
【0028】データは磁気テープに記録される段階で、
変調(チャネルコーディング)されたPCMデータとな
って記録されるが、ブロック同期用シンクパターンは、
チャネルコーヂングされたどの情報信号にもあてはまら
ないパターンが選ばれている。
【0029】IDには、記録されるデータの様々なID
情報が書き込まれている。Eデータサンプルフィールド
か、Dデータサンプルフィールドかを示すID(E/D
ID)も含まれる。
【0030】図4は、この発明が適用されたデータ記録
装置の記録系の構成を示すものである。図4において、
入力端子1にアナログオーディオ信号が供給される。こ
のアナログオーディオ信号は、A/D変換回路2に供給
される。A/D変換回路2は、ローパスフィルタにより
帯域制限を行い、入力アナログオーディオ信号をディジ
タルオーディオ信号に変換する。
【0031】A/D変換回路2の出力は、インターリー
ブ回路4に供給されると共に、サンプルデータ数判別回
路5に供給される。このサンプルデータ数判別回路5で
は、記録基準信号FLIDを基準として、フィールド内
サンプル数を、Eデータフィールドのサンプル数(サン
プル数810)にするか、Dデータフィールドのサンプ
ル数(サンプル数792)にするかを判別する。なお、
記録基準信号FLIDは、フィールドパルスである。
【0032】サンプルデータ数判別回路5で判別された
結果により、インターリーブ用バッファメモリー3に書
き込まれるべきデータの最大アドレスが決定される。す
なわち、Eデータフィールドであれば、最大アドレス数
がサンプル数810に対応し設定される。Dデータフィ
ールドであれば、最大アドレス数がサンプル数792に
対応して設定される。そして、サンプルデータ数判別回
路5の出力により、インターリーブアドレス発生回路6
が制御される。
【0033】更に、インターリーブ用バッファメモリー
3で、パリティ付加系で生成されたC1パリティと、C
2パリティが付加される。この段階で、インターリーブ
用バッファメモリー3には、インターリーブされたデー
タとパリティが配置される。
【0034】次に、リードアドレス発生回路回路9で発
生されたアドレスにより、時間圧縮され、読みだされた
データは、チャネルコーディング回路8に供給される。
チャネルコーディング回路8は、例えば8−10変調の
様な変調回路であり、データをランレングス制限し、記
録するべきデータをより高密度記録できるように、ま
た、再生時に再生しやすいようにする。
【0035】チャネルコーディング回路8の出力は、記
録アンプ10を通った後、磁気ヘッド11を介して、磁
気テープ12に記録される。この時、サンプル数が79
2のEデータサンプルフィールドか、Dデータサンプル
フィールドかを示すID信号がサンプルデータ数判別回
路5から発生され、このID信号(E/D ID)が各
ブロックの先頭のヘッダに記録される。
【0036】図5は、サンプルデータ数判別回路5の具
体的な構成を示すものである。図5において、入力端子
21に記録基準信号FLIDが供給される。この記録基
準信号はフィールドパルスである。この記録基準信号F
LIDがJ−Kフリップフロップ14のJ入力端子に供
給される。
【0037】また、入力端子22にサンプリングクロッ
クが供給される。このサンプリングクロックがカウンタ
15に供給される。カウンタ15には、スイッチ回路2
0の出力がロードパルスとして供給される。カウンタ1
5の出力がEデータ数デコード回路16に供給されると
共に、Dデータ数デコード回路17に供給される。Eデ
ータ数デコード回路16の出力がスイッチ回路20の端
子20Aに供給される。Dデータ数デコード回路17の
出力がスイッチ回路20の端子20Bに供給される。ス
イッチ回路20の出力がカウンタ15のロード端子に供
給されると共に、J−Kフリップフロップ14のK入力
端に供給される。これと共に、スイッチ回路20の出力
がメモリバンク制御カウンタ19に供給される。メモリ
バンク制御カウンタ19の出力が出力端子23から出力
される。
【0038】スイッチ回路20は、J−Kフリップフロ
ップ14の出力により切り替えられる。また、J−Kフ
リップフロップ14の出力がEデータフィールドかDデ
ータフィールドかを識別するためのE/D ID信号と
して、出力端子24から出力される。
【0039】入力端子21には、図6Aに示すような記
録基準信号FLIDが供給される。立ち上がりエッジ検
出回路13により、この記録基準信号FILDの立ち上
がりエッジが検出される。このエッジパルス(図6B)
は、J−Kフリップフロップ14のセットパルスとな
る。そのため、J−Kフリップフロップ14は、図6D
に示すように、エッジパルスの立ち上がりでセットされ
る。
【0040】また、入力端子22にはサンプリグクロッ
クが供給され、このサンプリングクロックがカウンタ1
5で計測される。従って、カウンタ15の出力から、サ
ンプルデータ数が得られる。このカウンタ15の出力
は、Eデータ数デコード回路16とDデータ数デコード
回路17に供給される。このEデータ数デコード回路1
6とDデータ数デコード回路17の各々のデコード出力
パルスは、スイッチ回路20の端子20A及び20Bに
それぞれ供給される。
【0041】このスイッチ回路20は、J−Kフリップ
フロップ14の出力信号により切り換えられる。最初、
時点t0 で、スイッチ回路20が端子20A側、すなわ
ちEデータ数デコード回路16側に設定されていたとす
る。この場合、カウンタ15がEデータ数である810
を計測すると、データ数デコード回路16からパルスが
出力される。このパルスは、スイッチ回路20に供給さ
れる。スイッチ回路20の出力は、J−Kフリップフロ
ップ14のリセットパルスとなる。従って、この場合、
カウンタ15でデータ数が810計測される時点T
1 で、スイッチ回路20を介して、図8Cに示すような
パルスが出力される。このパルスの出力される時点T1
は、記録基準信号FLID(図6B)の次の立ち上がり
エッジの時点t1 よりも時間的に後になるので、J−K
フリップフロップ14は、時点T1 でリセットされる。
【0042】従って、第1番目のフィールド区間K1で
は、図8Dに示すように、Eデータフィールドのサンプ
ル数に設定される。この区間内でサンプルホールドされ
た信号が、E/D IDと共にバッファーメモリー3に
書き込まれる。
【0043】次のフィールド区間K2では、カウンタ1
5がDデータフィールドのデータ数である792を計測
するため、スイッチ回路21は、Dデータ数デコード側
になっている必要がある。これは、時点T1 でJ−Kフ
リップフロップ14はリセットされており、E/D I
Dを使用することで、問題なくスイッチ20を切り換え
ることができる。カウンタ15が792カウントされる
時点T2 で、J−Kフリップフロップ14のリセットパ
ルスが発生される。従って、フィールド区間K2では、
Dデータフィールドのサンプル数に設定される。
【0044】次に、スイッチ20が初めに端子20B
側、すなわちDデータ数デコード側になっていたとす
る。この場合、図7に示すように、カウンタ15は79
2を計測するので、データ数デコード回路17からのデ
コードパルスは、図7Cに示すように、時点T01で出力
される。このパルスはリセットパルスである。従って、
時点t01で記録基準信号FLIDのパルスエッジでフリ
ップフロップ14はセットされる。すなわち、次のフィ
ールド区間K02は、Eデータフィールドに設定され
る。
【0045】それから、スイッチ20は、端子20A
側、すなわちEデータ数デコード側になり、810が計
測される。デコーダー16からのデコードパルスは、時
点T02で出力される。この時点T02でフリップフロップ
14がリセットされる。810サンプルの計測パルス
は、次のセットパルスの出力される時点t02により時間
的には早いので、次のフィールド区間K03は、フィー
ルド区間K02と同じく、Eデータフィールドとされる
必要がある。
【0046】時点t02でフリップフロップ14は、セッ
トされるので、フィールド区間K03は、Eデータフィ
ールドとなる。
【0047】以上のように、記録基準信号の立ち上がり
エッジをセットパルス、Eデータ数、或いは、Dデータ
数のデコードパルスをリセットパルスとするJ−Kフリ
ップフロップを用いることで、容易にサンプルデータ数
判別ができる。
【0048】図8はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例では、データ数カウンタとイン
ターリーブアドレス発生用ROM30のアドレスカウン
タとを兼用したものである。前述のように、インターリ
ーブ用バッファーメモリーには、8ビットを1シンボル
として書き込まれている。すなわち、LチャンネルとR
チャンネルを考えた場合、4シンボルで1サンプルデー
タ分ということになる。そのため、図8のEデータ数デ
コード回路16a及びDデータ数デコード回路17b
は、前記したデコード値の各々4倍にすればよく、デコ
ーダー回路16aは、 810 × 4 = 3240 デコーダー回路17aは、 792 × 4 = 3168 を、それぞれデコードすればよい。ROM30の出力
は、インターリーブ用バッファーメモリー3の書き込み
アドレスとなる。
【0049】なお、上述の一実施例では、ディジタル情
報信号がフィールド内インターリブ完結とされている
が、フレーム内インターリーブ完結の場合は、 48000/29.97 ≒ 1601.6 となる。この商に近い2以上の整数である数値、例え
ば、1582及び、1620が設定される。この場合に
は、記録基準信号は、フレーム周波数の、29.97H
zとなる。
【0050】また、16ビットのリニア量子化を行なう
場合には、各ワードが上位の8bitと下位8bitに
分割され、1シンボルが8bitとされる。また、1ワ
ードが12bitの場合には、1シンボルが12bit
とされる。サンプリング周波数は、48kHz以外に、
44.1kHz或いは、32kHzとしてもよい。
【0051】サンプリング周波数が48kHzの場合を
述べたが、サンプリング周波数が44.1kHz及び3
2kHzの場合のEデータサンプル数とDデータサンプ
ル数、及びサンプルデータ系列番号の関係例を図9に示
す。
【0052】
【発明の効果】この発明によれば、ディジタル情報信号
の符号構成の1フレーム内に含まれるワード数を整数と
し、平均的にサンプリング周波数をフィールド周波数で
除算した商と等しいワード数の記録を行なうことができ
る。これにより、映像フレーム周波数と、記録するオー
ディオ信号のサンプピング周波数が非同期の場合であっ
ても、映像と音声の同期ズレが生じることを防止するこ
とができる。
【0053】また、外部ディジタル入力を外部クロック
に同期させて記録した場合に、再生時に、サンプリング
クロックと記録基準信号との周波数関係を、記録時と同
様のものとすることができ、再生時に、オーディオPC
M信号のデータに過不足が生じることを防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されたディジタル信号記録装置
における1ブロック内の構成の説明に用いる略線図であ
る。
【図2】この発明が適用されたディジタル信号記録装置
におけるインターリーブの説明に用いる略線図である。
【図3】この発明が適用されたディジタル信号記録装置
におけるヘッダの構成の説明に用いる概略図である。
【図4】この発明の一実施例の記録系のブロック図であ
る。
【図5】この発明の一実施例の記録系のブロック構成内
におけるサンプルデータ数判別回路の一例のブロック図
である。
【図6】この発明の一実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。
【図7】この発明の一実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。
【図8】この発明の一実施例の記録系のブロック構成内
におけるサンプルデータ数判別回路の他の例のブロック
図である。
【図9】この発明における、他の一実施例のブロック構
成を示す概略図の一例である。
【符号の説明】
1 アナログ信号入力端 2 A/D変換回路 13 記録基準信号立ち上がりエッジ検出回路 14 J−Kフリップフロップ 15 サンプルデータ数計測用カウンタ 16 Eデータ数(810)デコード回路 17 Dデータ数(792)デコード回路 20 デコーダー回路切り換えスイッチ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプリング周波数と記録基準信号の周
    波数との関係が整数比でないディジタル情報信号を記録
    するディジタル信号記録装置において上記記録基準信号
    の各周期でのディジタル情報信号のサンプルデータ数
    を、上記サンプリング周波数と上記記録基準信号の周波
    数との関係から計算上求められるサンプルデータ数に近
    い複数の整数値のサンプルデータ数に設定するサンプル
    データ数設定手段と、 記記録基準信号の各周期のディジタル情報信号のサン
    プルデータ数を識別するための識別信号を発生する識別
    信号発生手段とを備え、 上記記録基準信号の周期でのサンプルデータ数を、上記
    サンプリング周波数と上記記録基準信号の周波数との関
    係から計算上求められるサンプルデータ数と平均的に対
    応させる ようにしたディジタル信号記録装置。
  2. 【請求項2】 上記複数種のサンプルデータ数は、サン
    プリング周波数を記録基準信号周波数で除算して得られ
    る商に近い整数とされる請求項1記載のディジタル信号
    記録装置。
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