JPH08265692A - ディジタル情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、従来のアナログＶＴＲと互換
性を有しつつ、アナログ記録で使用するのと同一のヘッ
ドでディジタル信号の記録再生が行なえるディジタル情
報記録再生装置を提供することにある。 【構成】上記目的を達成するため、ロータリートランス
と記録再生回路の間にステップアップトランスとスイッ
チ回路を設け、スイッチの一方はロータリートランスの
固定側端子と記録再生回路の間にステップアップトラン
スを接続するように、スイッチの他方はロータリートラ
ンスの固定側端子と記録再生回路を直結するようにスイ
ッチ回路を構成し、記録再生する情報信号の伝送レート
によってこのスイイチを切り換えるようにした。 【効果】伝送周波数帯域の異なる現行のアナログ音声信
号と、高能率圧縮符号化されたディジタル画像信号など
のディジタル情報信号を、一対の磁気ヘッドで、それぞ
れ最適化された伝送系にて記録再生を行なうことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル情報信号の記
録再生装置に係り、特に同一の磁気ヘッドを使用して記
録レートの異なる２つのシステムに対応することのでき
るディジタル情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン学会誌第４７巻第４号（１
９９３年）第４９４頁から第４９９頁に記載のように、
次世代のＴＶ放送としてディジタル放送の実用化が進め
られている。その中でも、たとえば高能率ディジタル圧
縮符号化を行なったビデオソフトなどを電波やケーブル
などを介して伝送し、各家庭でそれをディジタル信号の
まま記録するシステムが考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現在、家庭用の情報記
録再生装置としては、１／２インチ幅の酸化物テープを
用いたアナログ式のＶＴＲが実用化されている。しか
し、従来のアナログＶＴＲでは、これらのディジタル画
像信号をディジタル信号のまま記録再生することができ
なかった。

【０００４】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
従来のアナログＶＴＲと互換性を有しつつ、アナログ記
録で使用するのと同一のヘッドでディジタル信号の記録
再生が行なえるディジタル情報記録再生装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の方法ではロータリートランスと記録
再生回路の間にステップアップトランスとスイッチ回路
を設け、伝送レートが低い第１の情報信号、例えばアナ
ログ音声用ＦＭ信号の記録再生にはロータリートランス
の固定側端子と記録再生回路の間にステップアップトラ
ンスを接続し、伝送レートが高い、例えば高能率圧縮さ
れたディジタル画像信号などの第２の情報信号の記録再
生にはロータリートランスの固定側端子と記録再生回路
を直結するようにスイッチ回路を構成する。

【０００６】また第２の方法では、ロータリートランス
の固定側端子にスイッチ回路を接続し、スイッチ回路の
一方にステップアップトランスと、ステップアップトラ
ンスの出力に接続された第１の記録再生回路を備えると
共に、スイッチ回路の他方に第２の記録再生回路を接続
する。

【０００７】

【作用】第１の方法では、伝送レートが低い場合にはロ
ータリートランスのインダクタンスと記録再生回路の入
力容量による共振周波数を低くできるため、ステップア
ップトランスを接続して、記録再生回路への入力レベル
を大きくする。反対に伝送レートが高い場合には、ロー
タリートランスと記録再生回路を直結させ、系の共振周
波数を高くする。

【０００８】また第２の方法では、それぞれ異なる伝送
レートの情報信号記録再生に対応して、伝送レートが低
い第１の情報信号の記録再生にはステップアップトラン
スが接続された第１の記録再生回路を動作させ、伝送レ
ートが高い第２の情報信号の記録再生には第２の記録再
生回路を動作させるようにスイッチ回路を制御するよう
にした。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１０】図１は本発明によるディジタル情報記録再
生装置の一実施例を示すブロック図である。図１におい
て、１は磁気テープ、２は回転ドラム、３ａ、３ｂは磁
気ヘッド、４１はロータリートランス、４２はステップ
アップトランス、４３、４４はアナログディジタル切換
スイッチ、４５は電源端子、４０はステップアップ比切
換回路、５４は記録再生切換スイッチ、５０は記録信号
入力端子、５１は記録アンプ、５２は再生アンプ、５３
は再生信号出力端子であ利、ロータリートランス４１、
ステップアップトランス４２、アナログディジタル切換
スイッチ４３、４４、電源端子４５により、ステップア
ップ比切換回路４０を構成している。

【００１１】図１は、回転ドラム２上に取り付けられた
１対の磁気ヘッド３ａ、３ｂを使用して、伝送周波数帯
域の異なる２種類の、たとえばアナログ音声用ＦＭ信号
と、ＭＰＥＧ方式などを用いて高能率圧縮符号化された
ディジタル画像および音声信号とを磁気テープ１上に記
録し、再生するシステムの伝送系ブロック図である。

【００１２】まず、ディジタル信号を記録再生する場合
について説明する。この場合、アナ

【００１３】ログディジタル切換スイッチ４３、４４は

【Ｄ】側が選択される。

【００１４】記録時には、まず記録再生切換スイッチ５
４を

【Ｒ】側とする。記録信号入力端子５０から入力したデ
ィジタル信号は、記録アンプ５１、記録再生切換スイッ
チ５４、アナログディジタル切換スイッチ４４、４３、
ロータリートランス４１を経由して磁気ヘッド３ａ、３
ｂに伝送され、磁気テープ１上に記録される。この時、
ロータリートランス４１の固定側端子の一方は電源端子
４５に接続しているが、これは記録アンプ５１としてオ
ープンコレクタ方式のものを想定したためであり、記録
アンプの出力形式によっては接地してもよい。

【００１５】次に再生時には、記録再生切換スイッチ５
４を

【Ｐ】側とする。磁気テープ１に記録された信号は磁気
ヘッド３ａ、３ｂで再生され、ロータリートランス４１
でステップアップされた後、アナログディジタル切換ス
イッチ４３、４４、記録再生切換スイッチ５４を経由
し、再生アンプ５２で増幅され、再生信号出力端子５３
に出力される。

【００１６】次にアナログ音声用ＦＭ信号を記録再生す
る場合について説明する。この場合、スイッチ４３、４
４は［Ａ］側が選択される。

【００１７】記録時には、まず記録再生切換スイッチ５
４を［Ｒ］側とする。記録信号入力端子５０から入力し
たアナログ音声用ＦＭ信号は、記録アンプ５１、記録再
生切換スイッチ５４、アナログディジタル切換スイッチ
４４、ステップアップトランス４２、アナログディジタ
ル切換スイッチ４３、ロータリートランス４１を経由し
て磁気ヘッド３ａ、３ｂに伝送され、磁気テープ１上に
記録される。このとき、ステップアップトランス４２の
記録アンプ側端子の一方、およびロータリートランス４
１の固定側端子の一方は電源端子４５に接続している
が、これは前述したように記録アンプ５１としてオープ
ンコレクタ方式のものを想定したためであり、記録アン
プの出力形式によっては接地してもよい。

【００１８】次に再生時には、記録再生切換スイッチ５
４を［Ｐ］側とする。磁気テープ１に記録された信号は
磁気ヘッド３ａ、３ｂで再生され、ロータリートランス
４１、ステップアップトランス４２でステップアップさ
れた後、アナログディジタル切換スイッチ４４、記録再
生切換スイッチ５４を経由し、再生アンプ５２で増幅さ
れ、再生信号出力端子５３に出力される。

【００１９】一般に伝送系は、ヘッド、トランスのイン
ダクタンスと容量によって決まる共振周波数ｆ_rが、記
録再生する最高周波数ｆ_maxより高くなるように設計す
る。ここで、再生アンプ５２の入力容量、および配線の
浮遊容量をＣ_in、磁気ヘッド３ａ、３ｂのインダクタン
スをＬ_H、ロータリートランス４１の回転側インダクタ
ンスをＬ_p1、固定側インダクタンスをＬ_s1、固定側から
磁気ヘッド３ａ、３ｂを見たインダクタンスをＬ_SH1と
すると、系の共振周波数ｆ_rは次式で表される。

【００２０】

【数１】

【００２１】また、ロータリートランス４１の結合係数
をｋ₁、回転側と固定側の巻数比をａ₁とおくと、Ｌ_SH1
は次式で表される。

【００２２】

【数２】

【００２３】ここで、従来のアナログＶＴＲにおけるア
ナログ音声用ＦＭ信号のキャリア周波数は１．３ＭＨｚ
と１．７ＭＨｚであり、またディジタル信号として１９
Ｍｂｐｓ（最高周波数９．５ＭＨｚ）程度のスクランブ
ルドＮＲＺ信号を対象とした設計例について簡単に述べ
る。使用するロータリートランス４１のパラメータとし
ては、ａ₁＝３、ｋ₁＝０．９６３、Ｌ_P1＝２．２μＨ、
容量Ｃ_in＝４０ｐＦとする。

【００２４】まず、伝送周波数帯域の高いディジタル信
号の記録再生について考えると、記録最高周波数が９．
５ＭＨｚであるので、許容できるＬ_SH1の値は上式より
約７μＨとなり、この時の磁気ヘッド３ａ、３ｂのイン
ダクタンスはＬ_H＝１μＨ（１５ターン程度）が最適値
となる。

【００２５】一方、アナログ音声用ＦＭ信号の場合はこ
のターン数では不足であり、磁気ヘッド３ａ、３ｂのタ
ーン数、またはステップアップ比を増す必要がある。し
かし、磁気ヘッド３ａ、３ｂのターン数はディジタル系
で決定され、かつ切換ができないため、トランスのステ
ップアップ比を上げなくてはならない。図１においてス
テップアップトランス４２がこの動作を行なう。アナロ
グ音声用ＦＭ信号の場合の許容Ｌ_SH2＝２２０μＨから
考えるとステップアップトランス４２のステップアップ
比をａ₂＝５程度にすることが可能であるが、実際には
ａ₂＝２に選んで、ロータリートランス４１のステップ
アップ比と合わせてａ＝６とすれば十分である。

【００２６】なお、記録再生切換スイッチ５４は、通
常、記録アンプ５１、再生アンプ５２と共に一体ＩＣ化
されていることが多いが、もちろんメカニカルスイッチ
でもよい。また、アナログディジタル切換スイッチ４
３、４４は、通過する信号レベルが低い点、および切換
スピードが遅くてよいことから電子スイッチに対してメ
カニカルスイッチがより適している。また、ステップア
ップトランス４２を使用せず、ロータリートランス４１
に中間タップを設ける方法も考えられるが、この方法で
は従来のロータリートランス４１をそのまま使用するこ
とはできず再設計が必要となり、結果的にステップアッ
プトランス４２を設けるよりも高価となる。

【００２７】以上の構成によって、回転ドラム２上に取
り付けられた１対の磁気ヘッド３ａ、３ｂを使用して、
伝送周波数帯域の異なる２種類の、たとえばアナログ音
声用ＦＭ信号と、ディジタル情報信号をそれぞれ最適化
して磁気テープ１上に記録再生することができる。ま
た、アナログ音声用ＦＭ信号の代りに伝送レートの低い
ディジタル信号を記録するようにしてもよい。

【００２８】図２は本発明によるディジタル情報記録再
生装置の他の実施例を示すブロック図である。図２にお
いて図１と同一部品は同一番号で示し、５４１、５４２
は記録再生切換スイッチ、５０１はアナログ音声ＦＭ用
記録信号入力端子、５０２はディジタル用記録信号入力
端子、５１１はアナログ音声ＦＭ用記録アンプ、５１２
はディジタル用記録アンプ、５２１はアナログ音声ＦＭ
用再生アンプ、５２２はディジタル用再生アンプ、５３
１はアナログ音声ＦＭ用再生信号出力端子、５３２はデ
ィジタル用再生信号出力端子である。

【００２９】図２に示した実施例は図１の回路構成に対
して、アナログ音声用ＦＭ信号、ディジタル信号に対し
てそれぞれ専用の記録再生アンプを備えている点が異な
っている。一般に、記録再生アンプはＩＣ化され、記録
再生処理だけでなく波形等化などの付加機能を有してい
る場合が多い。アナログ音声ＦＭとディジタルでは、当
然前処理、後処理共に構成が大きく異なっているので、
記録再生アンプを共用化するよりも本実施例に示すよう
に独立に構成した方が最適化がより容易となる効果があ
る。

【００３０】また、図１中のアナログディジタル切換ス
イッチ４４が不要となるので、記録再生スイッチ５４
１、５４２が記録再生用ＩＣに内蔵されていれば、部品
点数の低減、配線容量低減の効果がある。

【００３１】図３は本発明によるディジタル情報記録再
生装置の一実施例を示すブロック図である。図３におい
て、図１と同一部品については同一番号で示し、６１は
アナログ音声信号入力端子、６２はアナログ音声記録信
号処理回路、６３、６４はアナログディジタル切換スイ
ッチ、６５はアナログ音声再生信号処理回路、６６はア
ナログ音声信号出力端子、７１はディジタル信号入力端
子、７２はディジタル記録信号処理回路、７５はディジ
タル再生信号処理回路、７６はディジタル信号出力端
子、８ａ、８ｂは磁気ヘッド、９１はアナログ画像信号
入力端子、９２はアナログ画像記録信号処理回路、９
３、９７はアナログディジタル切換スイッチ、９４は記
録アンプ、９５は記録再生切換スイッチ、９６は再生ア
ンプ、９８はアナログ画像再生信号処理回路、９９はア
ナログ画像信号出力端子である。

【００３２】まず、アナログ信号の記録動作について説
明する。記録時には、記録再生切換スイッチ５４、９５
を［Ｒ］側に、アナログディジタル切換スイッチ６３、
６４、９３、９７を［Ａ］側に、ステップアップ比切換
回路４０を［Ａ］側に設定する。

【００３３】図３において、アナログ画像信号入力端子
９１から入力されたアナログ画像信号は、アナログ画像
記録信号処理回路９２において、その輝度信号がＦＭ変
調、搬送色信号が低域周波数変換され、それらが加算さ
れたアナログ画像記録信号ＳＲ９に変換される。一方、
アナログ音声信号入力端子６１より入力されたアナログ
音声信号は、アナログ音声記録信号処理回路６２におい
て、左／右、あるいは正／副２チャンネルの音声信号が
それぞれＦＭ変調され、それらが加算されたアナログ音
声記録信号ＳＲ６に変換される。

【００３４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれこのアナ
ログ画像記録信号ＳＲ９とアナログ音声記録信号ＳＲ６
の周波数帯域の一例を示したものである。

【００３５】図５はこの場合の磁気テープ１の記録パタ
ーンの一例を示したものである。磁気テープ１には、ま
ず磁気ヘッド３ａ、３ｂによりアナログ音声記録信号Ｓ
Ｒ６が記録され、トラック幅Ｔ_W２のアナログ音声トラ
ック１２ａ、１２ｂが形成さ

【００３６】れる。この時、ステップアップ比切換回路
４０は

【Ａ】側が選択されているため、Ｌ_SHは大きく、低周波
対応となっている。次に、そのアナログ音声トラック１
２ａ、１２ｂの上に磁気ヘッド８ａ、８ｂにより、アナ
ログ画像記録信号ＳＲ９が重ね記録され、トラック幅Ｔ
_W１のアナログ映像トラック１１ａ、１１ｂが形成され
る。ここでＴ_P１はトラックピッチであり、たとえば、
回転ドラム２のドラム径を６２ｍｍ、その回転速度Ｒ１
をアナログ画像信号のフレーム周波数と同じ３０ｒｐ
ｓ、磁気テープ１の走行速度Ｖ１を３３．３５ｍｍ／ｓ
とすると、トラックピッチＴ_p１は５８μｍとなる。こ
れが、５２５ライン／６０フィールドのアナログ画像信
号記録時の標準（ＳＰ）モードであり、テープ速度Ｖ１
をＳＰモードの１／２、１／３として長時間化した場合
をそれぞれＬＰモード、ＥＰモード（米国ではＳＬＰモ
ード）と呼んでいる。この時のトラックピッチＴ_P１は
それぞれ２９μｍ、１９．３μｍである。一方、６２５
ライン／５０フィールドのアナログ画像信号の場合は、
ドラム回転速度Ｒ１をそのフレーム周波数と同じ２５ｒ
ｐｓ、テープ走行速度Ｖ１をそれぞれ２３．３９ｍｍ／
ｓ、及びその１／２、トラックピッチＴ_P１を４９μ
ｍ、２４．５μｍとしたＳＰモードおよびＥＰモードが
知られている。ドラム径は同じ６２ｍｍである。

【００３７】次に、再生時の動作について説明する。こ
の時、記録再生切換スイッチ５４、９５は［Ｐ］側に設
定される。

【００３８】磁気ヘッド８ａ、８ｂによって再生され、
再生アンプ９６で増幅された信号ＳＰ９はアナログディ
ジタル切換スイッチ９７を介してアナログ画像再生信号
処理回路９８に入力され、アナログ画像記録信号処理回
路９２の逆の処理が行なわれ、元のベースバンドのアナ
ログ画像信号がアナログ画像信号出力端子９９より出力
される。一方、磁気ヘッド３ａ、３ｂにより再生され、
ステップアップ比切換回路４０、再生アンプ５３２で増
幅された信号ＳＰ６は、アナログディジタル切換スイッ
チ６４を介してアナログ音声再生信号処理回路６５に入
力され、元のアナログ音声信号に変換され、アナログ音
声信号出力端子６６から出力される。

【００３９】次に、ディジタル信号記録時について説明
する。記録時には、記録再生切換スイッチ５４、９５は
［Ｒ］側に、アナログディジタル切換スイッチ６３、６
４、９３、９７を［Ｄ］側に、ステップアップ比切換回
路４０を［Ｄ］側に設定する。

【００４０】図３において、ディジタル信号入力端子７
１にはＭＰＥＧ方式などにより、高能率圧縮符号化され
たディジタル画像および音声信号が入力され、ディジタ
ル記録信号処理回路７２において、インターリーブ、誤
り訂正符号や同期信号の付加、ブロック化などのフォー
マット処理が施された後、さらにディジタル変調されて
ディジタル記録信号ＳＲ７に変換される。図４（Ｃ）に
ディジタル信号ＳＲ７の周波数帯域の一例を示す。次に
この信号はアナログディジタル切換スイッチ６３、記録
アンプ５１、記録再生切換スイッチ５４、ステップアッ
プ比切換回路４０を介し、磁気ヘッド３ａ、３ｂによっ
て磁気テープ１上に記録される。

【００４１】この時、ステップアップ比切換回路４０は
［Ｄ］側が選択されているため、Ｌ_SHは小さく、高周波
対応となっている。

【００４２】図６はこのディジタル信号の記録パターン
の一例を示したものであり、トラックピッチＴ_P１のデ
ィジタル信号トラック６３ａ、６３ｂが形成される。

【００４３】次に再生時の動作について説明する。この
時、記録再生切換スイッチ５４、９５は［Ｐ］側に接続
される。

【００４４】磁気ヘッド３ａ、３ｂにより再生され、再
生アンプ５２で増幅された信号ＳＰ７はアナログディジ
タル切換スイッチ６４を介してディジタル再生信号処理
回路７５に入力される。ディジタル再生信号処理回路７
５では、ディジタル記録信号処理回路７２の逆の復調、
およびデフォーマット処理を行ない、元のディジタル画
像および音声信号を復元し、その信号はディジタル信号
出力端子７６より出力される。

【００４５】以上、本実施例によれば、アナログ音声信
号とディジタル情報信号の記録再生磁気ヘッドの共通化
が図れる。また、これはもちろんアナログ画像信号とデ
ィジタル情報信号の記録再生磁気ヘッドを共通化しても
よいのは言うまでもない。ただし、従来のアナログ画像
信号用の磁気ヘッド８ａ、８ｂはアジマス角が±６°で
あるため、ディジタル信号を記録再生する場合には、隣
接トラックからのクロストーク量が大きく、ガードバン
ドレス記録となるＬＰモード、ＥＰモードへの適用は難
しい。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本実施例によれば、
伝送周波数帯域の異なる現行のアナログ音声信号と、高
能率圧縮符号化されたディジタル画像信号などのディジ
タル情報信号を、一対の磁気ヘッドで、それぞれ最適化
された伝送系にて記録再生を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディジタル情報記録再生装置の一
実施例を示すブロック図、

【図２】本発明によるディジタル情報記録再生装置の第
２の実施例を示すブロック図、

【図３】本発明による、従来のアナログ信号も記録可能
なディジタル情報記録再生装置の実施例を示すブロック
図、

【図４】従来のアナログ画像、音声信号、およびディジ
タル信号の周波数帯域の一例を示す図、

【図５】従来および本発明の情報記録再生装置によるア
ナログ信号記録時の磁気テープ上の記録パターンの一例
を示す図、

【図６】本発明のディジタル情報記録再生装置によるデ
ィジタル信号記録時の磁気テープ上の記録パターンの一
例を示す図である。

【符号の説明】

３ａ、３ｂ…磁気ヘッド、４１…ロータリートランス、
４２…ステップアップトランス、４３、４４…アナログ
ディジタル切換スイッチ、５１…記録アンプ、５２…再
生アンプ、４０…ステップアップ比切換回路、６２…ア
ナログ音声記録信号処理回路、６５…アナログ音声再生
信号処理回路、９２…アナログ画像記録信号処理回路、
９８…アナログ画像再生信号処理回路、７２…ディジタ
ル記録信号処理回路、７５…ディジタル再生信号処理回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/7826 Ｈ０４Ｎ 5/782 Ｄ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ドラム上に取り付けられた磁気ヘッド
   と、該磁気ヘッドの出力信号を固定ドラム側に伝送する
   ロータリトランスと、該ロータリートランスに接続され
   る記録再生回路を備えたディジタル情報記録再生装置に
   おいて、該ロータリートランスと該記録再生回路の間に
   ステップアップトランスとスイッチ回路を設け、伝送レ
   ートが低い第１の情報信号の記録再生には該ロータリー
   トランスの固定側端子と該記録再生回路の間にステップ
   アップトランスを接続し、伝送レートが高い第２の情報
   信号の記録再生には該ロータリートランスの固定側端子
   と該記録再生回路を直結するように該スイッチ回路を動
   作させるようにしたことを特徴とするディジタル情報記
   録再生装置。
2. 【請求項２】回転ドラム上に取り付けられた磁気ヘッド
   と、該磁気ヘッドの出力信号を固定ドラム側に伝送する
   ロータリトランスと、該ロータリートランスに接続され
   る記録再生回路を備えたディジタル情報記録再生装置に
   おいて、該ロータリートランスの固定側端子にスイッチ
   回路を接続し、該スイッチ回路の一方にステップアップ
   トランスと、該ステップアップトランスの出力に接続さ
   れた第１の記録再生回路を備えると共に、該スイッチ回
   路の他方に第２の記録再生回路を接続し、伝送レートが
   低い第１の情報信号の記録再生には該ステップアップト
   ランスが接続された該第１の記録再生回路を動作させ、
   伝送レートが高い第２の情報信号の記録再生には該第２
   の記録再生回路を動作させるように該スイッチ回路を制
   御することを特徴とするディジタル情報記録再生装置。