JPS61294609A - Ｐｃｍ記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はＰＣＭ記録再生装置に係り、＃にビデオ信号に
ＰＣＭオーディオ信号またはディジタル情報を多重記録
する場合に好適なＰＣＭ記録再生装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、音質向上を目的とした家庭用ＶＴＲのオーディオ
信号記録方法としては、（社）電子通信学会技術研究報
告ＭＲＢ３−２０（１９８３年）における三浦他５名に
よる［ＨｉＦｉ　ＶＨ５ＶＴ　Ｒのシステム開発］と題
する文献に記載のように、ビデオ信号を記録するビデオ
信号トラック上に専用のオーディオ信号記録用の回転音
声ヘッドを用いてＦＭオーディオ信号を多重する方式が
採用されている。しかし、コンパクトディスクを用いた
゛ディジタルオーディオディスクープレーヤの普及およ
び衛星放送による高品質ディジタルオーディオの放送開
始などに伴ない、ＶＴＲもさらに高品質録音のためディ
ジタル化が必要な時代となった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような時代の要求に応えて、家庭
用ＶＴＲにおけるディジタル録音を可能ならしめかつそ
の方法において、ビデオ信号との相互妨害を生じないＰ
ＣＭ記録再生装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、オーディオ信号または情報をＰＣＭディジタ
ル信号に変換した後、または入力されたＰＣＭディジタ
ル信号により変調された信号を、低搬送波ＦＭ輝度信号
および低域変換色度信号の占有帯域外に、またはその両
者の占有帯域間にすきまを設けて、そのすきまに設けそ
のＰＣＭディジタル信号により変調された信号を低搬送
波ＦＭ輝度信号および低域変換色度信号を記録・再生す
る磁気ヘッドとはアジマス角度を異にする磁気ヘッドに
て、同一ビデオトラック上にまたはそれと並行して記録
し再生するものである。

または、上記周波数多重およびアジマス角差を併用して
ビデオ、オーディオ相互妨害を少なしめて記録し再生す
るものである。さらに、そのＰＣＭディジタル信号によ
り変調された信号のその変態方式を４相差＠ｐｓｘ変調
方式とすることである。

さらにオーディオ再生信号に機幅制限を施すことにより
映１象信号からの妨害を低減せしめるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１因により説明する。第１
図において、１はビデオ信号入力端子、１０は輝度信号
を分離抽出する低域ろ波器（ＬＰＦ）、１１は輝度信号
を入力とする周波数（ＦＭ）変調器、１２は色度信号を
分離抽出する帯域ろ波器ＣＢＰＦ）、１５は色度信号を
低域変換するための周波数変換器、１４は周波数ＣＦＭ
）変調された輝度信号と低域変換された色度信号とを加
算する加算器、１５は記録アンプ、１６α。

１６ｂは配録再生ヘッド、２はオーディオ信号入力端子
、２０はルΦ変換器、２１はディジタル処理回路、２２
はＰＳＥ変調回路、２５は記録アンプ、２４α、２４ｂ
はオーディオ信号用記録再生ヘッド、３０は再生アンプ
、６１は輝度信号を分離抽出する帯域ろ波器（ＢＰＦ）
、５２は周波数（ＦＭ）復調回路、３３は色度信号を分
離抽出する低域ろ波器（ＬＰＦ）、３４は周波数変換回
路、３５は輝度信号と色度信号を加算する加算器、３は
ビデオ信号出力端子、４０は再生アンプ、６４は再生等
化回路、８７は撮幅制限回路、４１はオーディオ信号を
分離するＢＰＦ、４２は復調回路、４６はディジタル処
理回路、４４はＤ　／　Ａ変換器、４はオーディオ信号
出力端子である。

以下動作を説明する。ビデオ信号はＬ　Ｐ　Ｆｌｏ。

Ｂ　ｐ　Ｆ１２で輝度信号、色度信号に分離された後、
ＦＭ変調器１１、周波数変換器１３により第２図に示す
ような帯域にそれぞれＦＭ変調、低域変換され、これら
の２つの信号を加算器１４により加算し、この加算され
た信号を記録アンプ１５を通したのち、対向したビデオ
信号記録再生用の例えばアジマス角度±６°の２つのヘ
ッド１６α。

１６ｂでテープ上に記録される。再生時にはヘッド１６
α、１６ｂで再生された信号は再生アンプ５゜で増幅し
たのちそれぞれＢＰＦ５１．ＬＰＦ５５で輝度信号０色
度信号を分離し、ＦＭ復調器３２、周波数変換器３４で
それぞれ記録前のビデオ周波数帯域に戻し、加算器３５
でビデオ信号に復調する。

一方、オーディオ信号はいったんルの変換器２０でディ
ジタル信号に復調した後、ディジタル処理回路２１で同
期信号、訂正符号を付加し、インタリーブを施こした後
、ＰＳＥ変調回路２２に入力する。ＰＳＫ変調回路２２
では被変調信号が第２図の示す記録信号スペクトルのう
ち低域変換色度信号および低搬送波ＦＭ輝度信号の占有
帯域外にまたはその両者の占有帯域間に第２図のように
すきまを設け、そのすき間くくるように変調し、記録ア
ンプ２３で増幅したのち対向したオーディオ信号用記録
再生用の例えばアジマス角度±３０°の２つのヘッド２
４α、２４ｂでテープ上にビデオ信号に先行して深層記
録する。

再生時には、オーディオ信号用記録再生ヘッド２４α、
２４ｂで再生された信号は再生アンプ４０で増幅したの
ち再生等化回路６８で等化し、振幅制限回路８７で振幅
制限し、ＢｐＦ４１で音声変調信号を取り出した後、復
調回路４２、ディジタル処理回路４３で元のディジタル
信号を復調し、Ｄ／Ａ変換器で元の音声信号を復調する
。

このようにオーディオ信号ないりたんディジタル信号に
して記１ｉｌｌすると記録媒体の歪の影響を受けること
がなくより高品質の音声伝送が可能となる。

ここで、ｐｃｉオーディオ信号を狭い信号帯域に変調す
る変調方式の１例として４相差動ＰＳＫ方式がある。こ
の変調回路２２、復調回路４２の構成を第３図、第４図
に示す。第３図において、５０はディジタル信号のシリ
アル、パラレル変換回路、５１は差動エンコーダ、５２
は平衡変調器、５３は発根器、５４は９０°の位相器、
５５は加算器、５６はＢｐＦである。また第４図におい
て、６０はＢｐＦ、６１は平遺変調器、６２はキャリア
再生回路、６３は９０°の位相器、６４α、６４ｂはＬ
ＰＦ、６５はデータ再生回路、６６は差動デコーダ１．
６７は復調されたパラレルデータなシリアルデータにす
るパラレル・シリアル変換回路である。

以下変調回路２２の動作から説明する。ディジタル処理
回路２１から出力されたディジタル処理回路出力端子６
のＰＣＩオーディオデータはシリアルパラレル変換回路
５０で、２ビット単位のパラレルデータに書き換えられ
る。この信号は差動エンコーダ５１で、２ビツトのデー
タの値に対して、Ｏ’、　９０’　、　１８０°、２７
０°の位相変化を持つような信号に変換される。この信
号は水晶等の安定した発振源を持つ見損器５３の発振周
波数をキャリア信号とし、平衡変調器５２に入力される
。平衡′変調後、加算器５５で加算し、４相差部ＰＳＫ
信号を生成し、ＢｐＦ５６により帯域制限をおこない、
ディジタル変調回路量カフから出力する。

再生時復調回路４２は４相差＊ｐｓｘ信号から記録時の
シリアルデータな再生するものである。

まず４相差動ＰＳＫ信号入力端子９の信号は入力の波形
等化回路６０で、テープ上の周波数特性の劣化を補正す
る。ここでは符号量干渉を生じない伝達特性、たとえば
自乗余弦特性になるよう選ばれている。

輝度信号０色度信号成分を除去された４相差動ＰＳＫ信
号はキャリア再生回路でキャリア信号を再生し、この信
号と９０°位相をずらした信号を平衡変調器６１に入力
する。平衡変調器６１の各出力はそれぞれＬＰＦ６４、
データ再生回路６５を介して２ビツトのデータに復調さ
れる。この信号を差動エンコーダ５１と逆の変換をおこ
なう差動デコーダ６６に入力し、デコーダ後の２ビツト
のデータをパラレル・シリアル変換回路６７へ入力して
、記録時のシリアル信号をディジタル復調回路出力端子
８から再生するものである。

以上説明したようにして、色度信号と輝度信号とのスペ
クトルの間隙に、ＰＣＭオーディオ信号を４相差動ＰＳ
Ｋ変調して多重記録することにより、家庭用ＶＴＲにお
けるより高品質のオーディオ信号の記録再生装置を提供
することが可能となる。

また第１図においてオーディオ信号はルの変換器ｇｏｄ
おい【ディジタル信号に変換されてディジタル処理回路
２１に入力される。しかしすでにディジタル化された音
声あるいはファックス等のディジタル情報の場合にはデ
ィジタル処理回路２１Ｋ［摘入力しディジタル記録する
ことが考えられる。ディジタルデータの１例を第５図に
示す。このデータは先頭に同期信号次に制御データ、オ
ーディオ信号データ、オーディオ信号以外の独立データ
、最後に誤り発生時の訂正符号が付加している。１２Ｇ
Ｅ、帯衛星放送用ＰＣＭ音声フォーマットである。この
信号の伝送ビットレートはＬｒＪ４８Ｍｂｐｚ　　であ
り、４相差ｗｔｐｓＫ変調をするとその変調後の帯域は
約Ｉ　ＭＨｚとなる。

そこで搬送波周波数を例えば１６ＭＨｚ近傍に選んでや
れば、テープ記録時のオーディオ信号のスペクトル帯域
は１１〜２．１　Ａｆｆｌｚとなる。この結果ビデオ信
号の輝度信号および色度信号への干渉を少なくしてＰＣ
Ｍ音声を記録再生することができる。

他の実施例として、ディジタル信号処理回路２１に於い
て処理・生成されるフォーマットとして例えば、雑誌「
電子」第２４巻第１０号（昭和５９年）における岩下隆
二著による（”ＤＡＴ懇職会の活動」と題する記事に記
載されている回転ヘッド方式のＤＡＴのフォーマットの
ＰＣＭ領域の構成を用いた場合には、記録信号の伝送ピ
ットレートは約２．６Ｍｂｐ　ｚ　　であり、４相ＰＳ
Ｋ変調を用いた場合、変調後の帯域は約ｔＳＨＨｚとな
る。

そこで搬送波周波数を例えば２ＭＨｚ近傍にすると、テ
ープ記録時のオーディオ信号の周波数スペクトル帯域は
ｔ５５１ｄＨｚ　−２，６５ＭＨｚとなる。この結果、
ビデオ信号の輝度信号および色度信号との相互妨害を少
なくしてオーディオ信号を記録再生することができる。

さらにこのビデオの色信号、輝度信号への妨害を少なく
するため、記録および再生時ＢｐＦ５６　、４１で信号
帯域を制限してやれば良い。そのＢＰＦの１例を一６図
に示す。このようにキャリア周波数とＢＰ１５６．４１
の中心周波数を一致させ、かつバンド幅を制限して４相
差Ｗ１ｎＰＳＫ信号からビデオ信号への妨害を少なくす
るものである。

このようにオーディオ信号はオーディオ専用ヘッド２４
ａ　、　２４ｂで最初同一ビデオトラック上またはそれ
と並行してオーディオ信号を先行して深層記録後、低搬
送波ＦＭｆＪ度信号および低域変換色度信号をビデオヘ
ッド１６α、１６ｂで記録する。

ここで、オーディオ信号の記録占有帯域としては第２図
に示すように、低搬送波ＦＭ輝度信号および低域変換色
度信号の占有帯域外に、またはその両者のすきまに配置
し、かつアジマス角度の異なる専用のオーディオ信号を
記録再生する磁気ヘッド２４α、２４ｂで記録再生する
ことにより、ビデオ信号とオーディオ信号の相互妨害を
少なくすることができる。

さらに再生等化回路６８の出力信号を振幅制限回路８７
により振幅制限処理を施すことＫより、ビデオ信号のオ
ーディオ信号への妨害を低減することができる。

本実施例における被変調輝度信号の記録による重ね書き
の場合、一般には先行して記録した深層記録のＰＣＭオ
ーディオ信号の再生出力レベルは重ね書きによる表層消
去効果により周波数特性の劣化を生じる。第７図は、上
記重ね書きくよる被変調ＰＣＭオーディオ信号の周波数
特性を測定したものである。第７図において、６９が重
ね書き前の周波数特性、７０が重ね省き後の周波数特性
である。これより、被変調ＰＣＭオーディオ信号を正し
く復調するためには、この重ね書きによる周波数特性の
劣化すなわち７０と６９との出力元号だけの劣化を最適
に補償する必要がある。

第８図は、この再生等化回路６８の一実施例を示したも
のである。７１は再生等化回路入力端子でありこの入力
信号と連通素子７２　、７３の出力を係数回路７４〜７
６に入力し、加算回路７７で加算することＫより上記周
波数特性の劣化を補正し、出カフ８を得るものである。

さらに本実施例の場合、先ず音声信号を音声用ヘッドで
記録した後に映像信号を映像用ヘッドで記録する。この
ような順序で記録することにより音声信号の表１部分は
消去され、該表層部分には映像信号が記録される。従来
磁゛気テープ上への記録状態に関しては、（社）１を子
通信学会磁気記録研究会資料Ｍ　Ｒ−７５−２８（１９
７５年）における村松柵吾による“無バイアス記録時の
短波長記録特性“と題する文献の第２図波長対記録深さ
特性に記載されている。同論文からも明らかなように、
表層消去の度合いは、周波数が低い程゛または記録電流
が大ぎい程大きくなることがわかる。

ここで映像信号中の低搬送波ＦＭ輝度信号は、輝度信号
を周数数変調したものであり、同期信号部が低い周波数
、輝度が明るい程高い周波数となるように変調されてい
る。これを第２図の記録信号周波数スペクトルに示す。

さらに記録電流は、記録ヘッドの特性よ、す、周波数特
性を有し、低い周波数種火きな値となる。

したがってこのような実施例の装置で記録した場合、被
変調ＰＣＩオーディオ信号の再生信号は低搬送波ＦＭ輝
度信号により振幅変調を受けることＫなる。即ち低搬送
波ＦＭ輝度信号中で同期信号部の消去効果が大きいため
、同信号に応じた振幅変調を受ける。

このよ５に被変調映像信号により振幅変調された、被変
＠ｐｃｘオーディオ信号の再生信号波形は、第９図のよ
うＫなり、亦同信号周波数スペクトルは、第１０図αの
ようになる。

このように映像信号により振幅変調された被装ｇ４Ｐｃ
Ｍオーディオ信号の再生信号周波数スペクトルは第１０
図αのようになり、該信号の復調に妨害を与える。この
ため、該信号に対し、振幅リミッタ−をかけることＫよ
り妨害を軽減することができる。第１１図は、振幅リミ
ッター回路を含む再生回路構成例であり、第１２図は、
同回路の入出力波形図である。このようＫすることによ
り振幅変−を低減することができる。

第１１図は再生時の回路構成図である。第１１１図（α
）は振幅制限回路８７を等化回路８６の後に置いた例で
あり、同図ＩＡＩは振幅制限回路８７を等化回路８６の
前または無い場合の例である。

テープ８０に記録された信号中被変１１ｐＣＭオーディ
オ信号はヘッド８１により再生され、　ｏ　−タリート
ランス８２、前置増幅回路８３、アナログスイッチ８４
、緩衝増幅回路８５、等化回路８６を通り振幅制限回路
８７により振幅制限される。この振幅制限された信号は
、帯域Ｆ波回路８８でＦ波され、Ｆ波出力信号８９はＰ
ＳＫ復調回路に入力される。

第１２図は、振幅制限回路８７の動作を説明するための
波形図である。振幅変調された入力信号（α）Ｋ対して
振幅制限レベル４および−の値で振幅制限され、この振
幅制限された波形を同図（ｂｌに示す。

第１３図は、振幅制限回路８７の具体的な一実施例であ
る。

被振幅制限信号９０は、振幅制限回路８７の増幅回路９
２に入力される。ここで増幅回路９２の増幅度は一幅度
制御回路９４により制御される。振幅制限は、複数個の
ダイオード９４および９５とにより制限される。ここで
制限振幅は該増幅回路９２の増幅度を制御する事により
変える事ができる。

９１は振幅制限回路８７の出力である。

第１４図は振幅制限回路８７の他の具体例を示す回路図
である。同図において、入力端子９６に入力された信号
は抵抗９７及びダイオード９８．９９によりその振幅が
正負ともダイオードのしきい値電圧（例えば約ａ、ｙＶ
　）　Ｋ制限され【出力端子１００から出力される。第
１５図は振幅制限回路８７のさらに具体例を示す回路図
であり、ここではトランジスタ１０１　、１０２で構成
される差動増幅器のリミッタ効果を用いている。

このように、リミッタ−回路２３には種々の回路方式が
考えられるが、本発明は、この回路方式で限定されるも
のではない。

次にオーディオ記録信号をビデオ記録信号に重畳して同
時に記録する場合には、オーディオ記録信号はビデオ記
録信号電流をバイアス電流として記録されるためビデオ
記録信号の周波数および記録電流によってオーディオ記
録信号の再生出力は変化を受ける。

一般に、ビデオ信号の同期先端部ＫＲけるＦＭキャリア
周波数が低いためオーバーバイアスとなってオーディオ
記録信号の再生出力が低下する。これを補償するため上
記実施例と同様にオーディオ記録信号の再生イδ号振幅
制限回路をオーディオ再生信号系に挿入する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＰＣＭ化したオーディオ信号又はディ
ジタルデータをビデオ信号と多重して記録し再生時にビ
デオ信号による妨害を低減することが可能となり、高品
質の音声信号またはディジタルデータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図はテープ記
録信号のスペクトルを示す図、第３図は４相差動ＰＳＫ
変調回路を示す図、第４図は４相差動ＰＳＫ復調回路を
示す図、第５図は記録ディジタルデータの構成例を示す
図、第６図はＢｐＦの特性を示す図、第７図は深層記録
および重ね゛書き後の再生周波数特性を示す図、第８図
は再生等化回路の構成を示す図、第９図は信号波形図、
第１０図は被変調ＰＣＭオーディオ信号の再生信号周波
数スペクトル図、第１１図は再生時回路構成図、第１２
図は信号波形図、第１３図は振幅制限回路の一実施例の
回路図、第１４図は振幅制限回路の他の実施例の回路図
、第１５図は振幅制限回路のさらに他の実施例の回路図
である。 １１・・・ＦＭ変調器　　　５２・・・１Ｍ復調器１６
α、１６ｂ、２４α、２４ｂ・・・記録再生ヘッド２０
・・・ルの変換器　　　４４・・・ルを変換器２１．４
５・・・ディジタル処１回路 ２２・・・変調回路　　　　４２・・・復調回路６８・
・・再生等化回路　　８７・・・損幅制限回路代理Ｍ壇
士小川勝男 第２図 第３０ ｅ）５　　　　６２ 第５図 第６図 周波牧 第７図 周波数制酸（Ｍ）１２） 第８図 第９図 第１０口 第　１２　図 （α） （ｂ） 第１４図 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＰＣＭオーディオ信号またはディジタルデータをビデオ
   信号と共に磁気テープに記録するため、該ＰＣＭオーデ
   ィオ信号またはディジタルデータを符号化し、変調して
   オーディオ記録信号となし、また該ビデオ信号を低搬送
   波ＦＭ映像信号に変調するか若しくは低搬送波ＦＭ輝度
   信号と低域色度信号とに変調してビデオ記録信号となし
   、これらのオーディオ記録信号およびビデオ記録信号を
   周波数多重して同時に磁気テープに記録するか、若しく
   はこのオーディオ記録信号をオーディオ専用ヘッドでま
   ず記録し、次に該ビデオ記録信号をオーディオ専用ヘッ
   ドとはアジマス角度の異なるビデオ専用ヘッドで記録す
   る装置において、そのオーディオ記録信号の再生信号の
   振幅を制限するように振幅制限回路を設けたことを特徴
   とするＰＣＭ記録再生装置。