專利名稱：視頻信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號處理裝置，特別涉及記錄格式鑒別裝置，使用在螺旋掃描VTR裝置中，能夠鑒別記錄在一個記錄介質(zhì)上的信號的模擬記錄格式和數(shù)字記錄格式。
由于最近科技的進(jìn)步，已經(jīng)可能在相同形狀的小尺寸的記錄介質(zhì)(即盒式磁帶)上以模擬或數(shù)字格式記錄和再現(xiàn)視頻信號。結(jié)果是，形成8mm格式的記錄/再現(xiàn)裝置實現(xiàn)在磁鼓旋轉(zhuǎn)速率之間和在主導(dǎo)軸速率旋轉(zhuǎn)之間的轉(zhuǎn)換，以利用同一個裝置實現(xiàn)模擬記錄/再現(xiàn)和數(shù)字記錄/再現(xiàn)，增加了裝置的價值。但是這要求在再現(xiàn)時確定一個記錄介質(zhì)(即一個磁帶)是以模擬格式還是以數(shù)字格式記錄的，以便自動地選擇一個磁鼓旋轉(zhuǎn)速率或主導(dǎo)軸速率，以及匹配該檢測的記錄格式的再現(xiàn)頻帶。
為了鑒別記錄格式，在一個建議的方法中要確定是否存在FM亮度信號(YFM)的頻譜點和對于8mm和Hi-8mm格式來說是唯一的一個疊加信號。但是，只通過一個特定的頻譜通常是難于實現(xiàn)這種鑒別，因為在數(shù)字格式的記錄中，要提供一個寬頻譜來有效地使用電磁轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整個頻帶。
通常，在例如從一個磁帶實行的信號的再現(xiàn)中，記錄/再現(xiàn)裝置的磁頭和旋轉(zhuǎn)變壓器根據(jù)信號再現(xiàn)所要求的電磁轉(zhuǎn)換中的信號格式而實現(xiàn)最優(yōu)值。
因此，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)換中的再現(xiàn)信號具有不同要求的頻帶特性時，由于利用一個寬頻帶數(shù)字信號和一個窄頻帶數(shù)字信號，所以要使用專用于數(shù)字和模擬信號的每一個格式的重放磁頭和旋轉(zhuǎn)變壓器。應(yīng)該注意，在此情況中的旋轉(zhuǎn)變壓器針對上述數(shù)字和模擬信號的每一個實現(xiàn)多通道化。
如所描述的，當(dāng)考慮在同一個磁帶錄像機(VTR)上實現(xiàn)模擬和數(shù)字記錄/再現(xiàn)操作時，要求在再現(xiàn)時自動地鑒別記錄在記錄介質(zhì)上的信號的記錄格式。
因此本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)使用在VTR上的一種記錄格式鑒別裝置，相對地容易和可靠地鑒別記錄在記錄介質(zhì)上的信號的記錄格式。
為了實現(xiàn)本發(fā)明并根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供使用在磁帶錄像機上的一個記錄格式鑒別裝置，能夠通過同一個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)或分別專用于模擬記錄和數(shù)字記錄的多個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)再現(xiàn)以數(shù)字記錄格式或模擬記錄格式記錄在記錄介質(zhì)上的信號。該裝置包括一個放大器，具有自動地控制由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號的增益，用于把該信號放大到一個預(yù)定的電平；一個第一頻帶提取電路，用于從該放大的信號提取一個特定的窄頻帶；一個第一比較器和檢測器，用于通過放大檢測該第一頻帶提取電路的一個輸出，并且把該檢測輸出與一個第一參考值比較；一個第二比較器和檢測器，用于積分和保持該第一比較器和檢測器的輸出結(jié)果，然后把該積分的輸出與一個第二參考值比較；以及一個記錄格式鑒別電路，用于從該第二比較器和檢測器輸出的比較結(jié)果鑒別記錄在該記錄介質(zhì)上的信號的記錄格式。
如上所述，為了再現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同要求的頻帶特性的信號的目的，如果放置專用于這些信號的多個再現(xiàn)磁頭或多通道旋轉(zhuǎn)變壓器，則增加材料以及設(shè)計成本并且增大電路構(gòu)造的規(guī)模。例如，如果放置專用于數(shù)字信號和模擬信號的再現(xiàn)磁頭和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)變壓器，則該構(gòu)造的成本和規(guī)模將變成是只針對一個信號格式提供的裝置的構(gòu)造的兩倍或更高。
另外，構(gòu)造例如一種具有向上兼容性(在此情況中該向上兼容能力是數(shù)字記錄/再現(xiàn))的數(shù)字記錄/再現(xiàn)裝置，該能力允許在數(shù)字信號的正常記錄和再現(xiàn)時只再現(xiàn)普通的模擬信號，上述成本的增加和配置規(guī)模的增大引起生產(chǎn)商的很大負(fù)擔(dān)。
另一方面，如果通過使用一個磁頭和一個旋轉(zhuǎn)變壓器再現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)換中的具有不同要求的頻帶特性的信號，例如通過使用每一個都專用于一種確定信號格式的一個磁頭和一個旋轉(zhuǎn)變壓器，則被再現(xiàn)的具有不同信號格式的信號將具有下降的C/N(載波噪聲)比。顯然，使用一個磁頭和一個旋轉(zhuǎn)變壓器而對于任何信號的再現(xiàn)沒有信號格式下降的C/N是最佳的。
因此本發(fā)明的另一目的是提供一種信號再現(xiàn)裝置和信號再現(xiàn)方法，用于通過使用一個磁頭和一個旋轉(zhuǎn)變壓器、以良好的狀態(tài)(即具有改進(jìn)的C/N比)再現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同所需頻帶特性的信號，并且避免成本和構(gòu)造規(guī)模的增加。
為了實現(xiàn)本發(fā)明并根據(jù)的另一方面，提供一個信號再現(xiàn)裝置，用于通過使用一個磁頭和一個旋轉(zhuǎn)變壓器而從一個磁記錄介質(zhì)上至少再現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同所需頻帶特性的信號，其中根據(jù)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的信號格式改變或選擇由磁頭和旋轉(zhuǎn)變壓器的等效電感和諧振電容確定的一個諧振頻率。
根據(jù)本發(fā)明，在使用同一個磁頭和同一個旋轉(zhuǎn)變壓器把在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同所要求頻帶特性的這種信號作為例如數(shù)字信號和模擬信號再現(xiàn)的情況中，能夠通過根據(jù)這些信號的信號格式而改變或選擇諧振頻率和阻尼量使在每一頻帶中的C/N比和幅度特性被最佳化。
本發(fā)明的這些和其它目的將通過參考附圖描述，其中

圖1是示出以模擬形式記錄的信號(8mm視頻)的頻率分配示意圖；圖2是在8mm視頻的再現(xiàn)磁鼓旋轉(zhuǎn)速率下旋轉(zhuǎn)的模擬和數(shù)字信號的頻率分配示意圖；圖3是實現(xiàn)本發(fā)明最佳實施例的一個記錄格式鑒別裝置的電路方框圖；圖4是表示檢測信號之間的相互關(guān)系存在和不存在磁帶記錄信號，和格式示意圖；圖5A是磁頭和旋轉(zhuǎn)變壓器的電路圖；圖5B是圖5A示出的電路的等效電路(一個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng))的電路圖；圖6是一個電路圖，示出與具有不平衡磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的輸出的一個通道的等效構(gòu)造的一個實例；圖7是一個電路圖，示出與具有平衡磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的輸出的一個通道的等效構(gòu)造的一個示例；和圖8是在本發(fā)明的最佳實施例中的磁記錄/再現(xiàn)裝置的信號再現(xiàn)特性的示意圖。
下面將參照附圖以實例的方式進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。首先描述在以模擬形式記錄的視頻信號和以數(shù)字形式記錄的視頻信號之間再現(xiàn)信號頻率分配中的差異。8mm格式的記錄/再現(xiàn)裝置的配置通過在磁鼓旋轉(zhuǎn)速率和主導(dǎo)軸速率之間的切換也能記錄和再現(xiàn)一個數(shù)字格式的信號，提供的一個優(yōu)點是也允許使用小尺寸記錄介質(zhì)(即盒式磁帶)進(jìn)行數(shù)字記錄而不改變及包括附加成本。但是，這一構(gòu)造要求在再現(xiàn)時判定是否該記錄介質(zhì)是以模擬8mm格式或以數(shù)字格式記錄的。為了再現(xiàn)必須在這些格式之間做手動或自動選擇。
模擬記錄格式(例如NTSC 8mm視頻)的特征在于多路傳輸信號的頻率分配是以如圖1所示的方式指定的，假定其中的多路傳輸信號的頻率的間隙配置彼此不重疊。隨著時間的變化，每一頻帶根據(jù)信息(圖像)改變其占用的頻帶寬度，但是該格式防止頻帶在頻率分配方面的彼此重疊。另一方面，數(shù)字格式記錄的頻譜被M-系列隨機化，通常在整個頻帶之上分布，很少隨時間改變。
圖2示出在8mm視頻再現(xiàn)磁鼓的旋轉(zhuǎn)速率的情況下模擬記錄和數(shù)字記錄的頻譜的形態(tài)，其中在數(shù)字記錄/再現(xiàn)時磁鼓轉(zhuǎn)速對8mm視頻記錄/再現(xiàn)時的磁鼓轉(zhuǎn)速之比是2.5倍。如前所述，數(shù)字格式信號以擾頻形式記錄，其頻譜在與該信息信號(例如圖像)無關(guān)的一個不帶間隙的寬頻帶之上記錄。另一方面，提供模擬格式信號頻率分配例如圖像、話音、及跟蹤，并且提供間隙，以便避免每一頻帶彼此重疊(參見圖1和2)。
在模擬格式中提供間隙的頻率分量的存在或不存在是通過比較兩者的信號確定的。如果信號電平被發(fā)現(xiàn)是在該間隙中，則可以確定這是正在進(jìn)行數(shù)字格式記錄；如果否，則可以確定正在進(jìn)行模擬格式記錄。隨著該間隙頻率趨于降低，則更便于放大和檢測。在8mm再現(xiàn)磁鼓旋轉(zhuǎn)速率下，在8mm格式中，間隙頻率等于1到1.4MHz的頻帶，在低頻轉(zhuǎn)換的色度頻帶和用于話音信號(圖2示出的陰影部分)AFM頻帶之間的一個間隙。在該間隙部分的1.1MHz的鄰域中的數(shù)字和模擬之間的電平比是大約20dB，這有助于通過利用一個窄頻帶濾波器檢測的鑒別。
在數(shù)字再現(xiàn)時，如果磁鼓旋轉(zhuǎn)速率是模擬再現(xiàn)旋轉(zhuǎn)速率的2.5倍，則寬高比變成2.5倍高，頻帶2.5到3.5MHz提供用于檢測的間隙。
但是，上述檢測方法本身決定的是發(fā)現(xiàn)的是一個沒有間隙頻率分量的未記錄磁帶并因此磁帶是以模擬形式記錄的。所以，要求分別地確定一個再現(xiàn)磁帶是否具有記錄的信號。對于這種確定，理想的是檢測其電平不由記錄信息改變的一個信號。在8mm格式中，YFM(亮度信號)的輸出電平是高電平，對應(yīng)于電平不改變的這種信號。在標(biāo)準(zhǔn)模式下的平均載波頻率是5MHz，而在Hi-8模式下是7MHz。但是，在數(shù)字再現(xiàn)磁鼓旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)速率變成2.5倍大，以使寬高比擴(kuò)大為2.5倍，并且等效的再現(xiàn)頻率變成大約12.5到17.5MHz(在8mm PAL制式中大約是15到21MHz)。
所以，在一個寬頻帶之上借助使用YFM改變而檢測信號的存在/不存在引起上面提到的問題。結(jié)果是，在數(shù)字磁鼓旋轉(zhuǎn)時，在一個等效的再現(xiàn)頻帶(3.5MHz到4.6MHz)中進(jìn)行檢測，該頻帶是對于8mm格式總是指定為1.5MHz的AFM信號(話音信號)的2.5倍。借助圍繞這種等效的再現(xiàn)頻帶的比較寬的濾波器的檢測實現(xiàn)在8mm再現(xiàn)磁鼓旋轉(zhuǎn)下的YFM信號和在數(shù)字磁鼓旋轉(zhuǎn)下的AFM信號的檢測，從而不必特別涉及濾波器切換就提供信號檢測。
隨后參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明的記錄格式鑒別裝置的配置和功能。現(xiàn)假定磁鼓旋轉(zhuǎn)速率是在8mm再現(xiàn)模式。當(dāng)以數(shù)字形式、模擬形式或由上面描述的頻譜組成的組合形式記錄的磁帶被以8mm復(fù)制速度再現(xiàn)時，旋轉(zhuǎn)磁頭1獲得RF(射頻)再現(xiàn)輸出。該RF再現(xiàn)輸出由磁頭放大器(HEAD AMP)3放大到一個要求的電乎。放大的信號隨后被提供到一個記錄存在/不存在鑒別部件(用于確定磁帶是否記錄有信號)A，并且被提供到由REAGC(自動增益控制)器4形成常量信號電平的數(shù)字/模擬(格式)鑒別部件B。
輸入在該數(shù)字/模擬鑒別部件B中的信號只通過具有中心是1.1MHz的鄰域的窄頻帶濾波器BPF15提取其分量。產(chǎn)生的信號隨后由AMP17放大到可檢測的電平，以便檢驗在數(shù)字和模擬之間的差。放大的信號隨后由DET18檢測以便通過一個LPF8處理。DET1和LPF8的輸出信號隨后輸入一個差動比較器COMP110的“+”(正)例，以便與輸入在“-”(負(fù))側(cè)的基準(zhǔn)電壓REF 19的V1比較。在沒有信號時，基準(zhǔn)信號REF 19被設(shè)置得比該“+”側(cè)輸入電壓高。在沒有信號時，差動比較器COMP110的比較輸出是“低”。但是當(dāng)在“+”側(cè)輸入在一個確定電平之上的檢測輸出時，比較輸出從“低”到“高”。
當(dāng)數(shù)字記錄的磁帶被再現(xiàn)時，“高”電平信號被離散地和連續(xù)地獲得。為了消除瞬時的“高”因數(shù)(例如，低頻轉(zhuǎn)換色度信號、AFM信號的瞬時邊帶擴(kuò)展、以及在磁鼓旋轉(zhuǎn)的起動和停止時等效再現(xiàn)頻率的影響)，信號由使用幾十ms的時間常數(shù)的積分器“積分1”11積分。積分的信號隨后被輸入保持電路12。
保持電路12被插入用于下面的目的。即，如果磁帶以不同格式在不同再現(xiàn)模式中運轉(zhuǎn)，則伺服機構(gòu)可以被停用，導(dǎo)致不正確的尋道(跟蹤)。在此情況中，再現(xiàn)以不同磁頭方位角度進(jìn)行，以使每幾個字段只獲得一次RF再現(xiàn)輸出，使難于連續(xù)檢測。這個現(xiàn)象也出現(xiàn)在可變速率再現(xiàn)，或如果磁頭被污染的話，出現(xiàn)在磁鼓的旋轉(zhuǎn)起動或結(jié)束之時。所以，如果該RF再現(xiàn)顯著地下降，則緊接該現(xiàn)象之前的該積分值被保持在該保持電路12中以便有助于該檢測。保持電路12由隨后描述的記錄信號存在/不存在鑒別部件A接通/斷開。
保持電路12的輸出信號輸入在差動比較器COMP2(13)的“+”側(cè)以便與REF2(14)的“-”側(cè)的V2電壓比較。在該實例中，如果COMP1(10)的輸出表示數(shù)字格式，則COMP2(13)的輸出也成為“高”。該輸出提供輸入到微處理器15中的檢測信號1。微處理器15檢測該檢測信號1的狀態(tài)和這種表示數(shù)據(jù)存在的一個狀態(tài)，或當(dāng)記錄存在時從該記錄信號存在/不存在鑒別部件A輸出的發(fā)送中的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移。根據(jù)檢測結(jié)果，微處理器15把磁鼓旋轉(zhuǎn)和走帶系統(tǒng)切換到數(shù)字再現(xiàn)模式。微處理器15還把在數(shù)字/模擬鑒別部件B中的窄頻帶濾波器BPF1(5)切換到BPF2(6)。隨后將以通常相同的方式執(zhí)行操作。
在記錄信號存在/不存在鑒別部件A中通常也執(zhí)行類似的處理。在該部件中，包括從磁帶錄頭1獲得的電平波動的RF輸出被不加改變地用作為用于檢測的輸入信號。通過圍繞4.2MHz鄰域的比較寬的頻帶濾波器BPF3(18)的輸入信號由AMP2(19)放大。
隨后，放大的信號由DET3(20)檢測并且由LPF(20)處理。產(chǎn)生的信號隨后輸入一個差動比較器COMP3(22)的“+”側(cè)。DET3(20)的LPF被設(shè)置為一個時間常數(shù)，以獲得RF輸出的電平波動的包絡(luò)。為了在COMP3(22)中比較，設(shè)置REF3(21)的電壓V3，以能夠檢測主要由非記錄或可變速率再現(xiàn)所引起的一個電平降落。在上述實例中，當(dāng)磁帶被記錄時該COMP3(22)的輸出成為“低”，而當(dāng)磁帶不被記錄時該COMP3(22)的輸出成為“高”。該輸出信號由積分器“積分2”23處理，以便去除由于單通道磁頭阻塞(磁頭縫隙的污染)或可變速率再現(xiàn)所引起的大電平波動。隨后積分的信號通過差動比較器COMP4(25)與電壓V4比較。當(dāng)磁帶被記錄時該COMP4(25)輸出成為“高”而當(dāng)磁帶不被記錄時該COMP4(25)輸出成為“低”。該輸出提供檢測信號2。
根據(jù)出自該數(shù)字/模擬鑒別部件B的檢測信號1以及出自記錄信號存在/不存在鑒別部件A的檢測信號2，微處理器15確定圖4所示的磁帶上的記錄格式。在圖中，檢測信號1和檢測信號2的“0”表示“低”而“1”表示“高”。如果檢測信號是“0”，表明磁帶不記錄，并且當(dāng)前運轉(zhuǎn)模式保持不變。如果檢測信號2是“1”，檢測信號1的確定生效，進(jìn)入適合于該被確定格式再現(xiàn)的運轉(zhuǎn)模式。
雖然不直接地與本發(fā)明相關(guān)，但是下面描述使用在相關(guān)技術(shù)的模擬機器(8mm視頻)中的數(shù)字/模擬鑒別方法。如果除了普通的模擬記錄之外還在一個具有相同形狀的記錄介質(zhì)(盒式磁帶)上新近記錄一個數(shù)字記錄格式的話，則磁帶的數(shù)字記錄部分不能由一個普通的記錄/再現(xiàn)裝置再現(xiàn)。在此情況中，磁帶計數(shù)器操作(表明該磁帶被記錄)，但是如果在視頻信號再現(xiàn)時未給出同步信號，則不能顯示再現(xiàn)的圖像。如果這種情況發(fā)生，則可能被鑒別為一個機器故障。
如前所述，數(shù)字記錄信號是按照頻率隨機化記錄的。所以，如果通過一個普通的模擬VTR再現(xiàn)一個數(shù)字記錄信號的話，其被觀察為一個噪聲屏幕(除非再現(xiàn)的視頻信號被靜噪)。對于一般用戶來說，難于確定該圖像是未記錄磁帶的再現(xiàn)噪聲還是數(shù)字記錄的再現(xiàn)信號。
但是，如果時間系列類型的未記錄部分被安排在等效于磁道的數(shù)字記錄磁帶格式中，則對應(yīng)于該未記錄部分的磁帶部分在做模擬再現(xiàn)時表現(xiàn)為在(信號)方式上不同于其它部分的頻帶噪聲。
當(dāng)沒有獲得視頻同步時，因為一般用途的VTR具有靜噪一個再現(xiàn)屏幕的能力，所以通常在再現(xiàn)之時不可能確認(rèn)上述特征。但是，在暫停之時，例如當(dāng)偽垂直同步信號被插入用于再現(xiàn)時，這些特征能夠利用一個可變速率再現(xiàn)屏幕確認(rèn)。結(jié)果是，例如將上述頻帶成形噪聲的確認(rèn)方法寫在使用手冊中，能夠?qū)崿F(xiàn)用普通的模擬VTR在所錄磁帶上的數(shù)字記錄和模擬記錄之間進(jìn)行鑒別。
如上所述的自動模擬/數(shù)字鑒別的執(zhí)行消除了用在同一記錄介質(zhì)(8mm盒式磁帶)上記錄數(shù)字和模擬信號的裝置再現(xiàn)之時所出現(xiàn)的不便。在普通的機器(8mm再現(xiàn)機器)上對已錄磁帶的再現(xiàn)屏幕進(jìn)行模擬記錄和數(shù)字記錄之間的鑒別的方法的描述消除了可能不必要地困惑用戶的麻煩，從而增強用戶的親切感。通過一個窄頻帶濾波器檢測在AFM頻率和低頻轉(zhuǎn)換的8mm格式的色度頻率之間的間隙的方法的特征在于，針對該檢測能夠獲得一個大信號電平差，從而有助于鑒別。
以數(shù)字化方式，從該窄帶濾波器獲得的關(guān)于等效再現(xiàn)信號載波的信息在磁鼓起動之時，而不是磁鼓恒定運轉(zhuǎn)操作之時，被離散地和連續(xù)地獲得。但是利用8mm的格式信號，由于其弧立的頻率分配，所以上述信息只能離散地和瞬時地獲得。在本發(fā)明中，通過上述積分電路檢測差值，從而實現(xiàn)在例如裝帶的起動操作之時的早期模擬/數(shù)字鑒別。
就與本發(fā)明相關(guān)的信號再現(xiàn)方法和信號再現(xiàn)裝置的磁記錄/再現(xiàn)裝置的主要部分的構(gòu)造來說，圖5A示出磁頭101和旋轉(zhuǎn)變壓器102的結(jié)構(gòu)；圖5B示出與這些磁頭和變壓器等效的一個電路的結(jié)構(gòu)(此后稱作磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103)，以及圖6示出磁頭101和旋轉(zhuǎn)變壓器102(以及磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103)、放大器105、控制器106、諧振電容(Ct)等的構(gòu)型。
下面參照圖5A、5B和6描述按照本發(fā)明最佳實施例實現(xiàn)的磁記錄/再現(xiàn)裝置的基本性能。應(yīng)該注意，該磁記錄/再現(xiàn)裝置的特定操作將隨后描述。
例如，如果記錄波長是0.49μm，則在數(shù)字記錄/再現(xiàn)時要求的該磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103中，電磁轉(zhuǎn)換過程中的頻帶需要20MHz或更高。另一方面，在例如所謂高頻帶型8mm視頻格式的情況下，即使在白限幅的端部，在模擬記錄/再現(xiàn)所需的磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103中要求的頻帶也小于10MHz。
出現(xiàn)在磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103的傳輸頻率特性中的磁頭諧振頻率ω0通常被放置在所要求頻帶的上限并且被衰減，以使C/N(載-噪)比和幅度相位特性被最佳化。結(jié)果是，磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103的傳輸頻帶達(dá)到這一諧振頻率ω0。
進(jìn)一步，假設(shè)從磁頭放大器105到磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103看到的所獲電感(等效轉(zhuǎn)換電感)是Lt、在旋轉(zhuǎn)變壓器102的轉(zhuǎn)子側(cè)的電感是Lr、定子側(cè)的電感是Ls、旋轉(zhuǎn)變壓器102的匝數(shù)比是n，耦合系數(shù)是k、磁頭電感是Lh、包括線匝和放大器105的輸入在內(nèi)的總電容(諧振電容)是Ct(Cy＝Ci+Cs)，并且為了簡單起見忽略近似的電阻分量(Rh＝Rs＝0)，則磁頭諧振頻率ω0從下面關(guān)系式獲得Lt＝n2*Lr{1-Lrk2/(Lr+Lh)}ω0=1/(LtCt)]]>如果所謂的8mm視頻被作為例如一個信號格式，則旋轉(zhuǎn)變壓器的匝數(shù)比是2到5。對于該8mm視頻格式來說，如果頻帶要被擴(kuò)展(或被數(shù)字化)兩倍或更高如在匝數(shù)比n那樣，則匝數(shù)比例如變成2到3。應(yīng)該注意，上面提到2-3的匝數(shù)比的給出是因為只有一個整數(shù)比被允許作為匝數(shù)比。而且，如果諧振電容Ct被改進(jìn)，該磁頭諧振頻率ω0變成大約2倍高。在如此配置的系統(tǒng)中，只在寬頻帶信號(數(shù)字信號)的時間，在磁帶和磁頭之間的相對速率被設(shè)置為一個窄帶信號(模擬信號)再現(xiàn)速率的2倍或更高，用于寬頻帶信號的記錄/再現(xiàn)裝置能夠被輕易地實現(xiàn)。
但是，在這種記錄/再現(xiàn)裝置中，如果普通的窄頻帶信號(模擬信號)被再現(xiàn)，與普通等效電路比較，則上述匝數(shù)比n減小，以便降低輸入到放大器105的信號電平大約-4.4dB。結(jié)果是，放大器噪聲的影響在接近再現(xiàn)限制頻率處變大，導(dǎo)致C/N比的損害，結(jié)果造成圖像質(zhì)量惡化。
此時，假設(shè)放大器105的反饋增益是Ka并且其輸入轉(zhuǎn)換等效噪聲電阻是r，則磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103能夠被近似為如圖6所示。應(yīng)該注意，圖中的電阻R被用于通過反饋而衰減該磁頭諧振頻率。
所以，如果測量頻帶寬度是1Hz，則該系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)換總噪聲eth變成如下面關(guān)系式所示。應(yīng)該注意該Rh＝Rs＝0。
e2th＝4kT{(1-ω2LtCt)2(r+r2/R)+(ωLt)2/R}應(yīng)該注意，在上述提到的關(guān)系式中的k表示Boltzmann常量，而T表示絕對溫度。包括在上述式關(guān)系的大括號{}中的內(nèi)容表示輸入轉(zhuǎn)換等效噪聲的總電阻。該關(guān)系式的第一項表示來自放大器105的噪聲源。第二項表示來自阻尼電阻R的噪聲源。假定圖6示出的輸入轉(zhuǎn)換等效噪聲電阻r不包括在傳輸函數(shù)中。
上述關(guān)系式表明，放大器噪聲源的影響在大致磁頭諧振頻率ω＝ω0。被最小化。即，實現(xiàn)該構(gòu)型使得磁頭諧振頻率根據(jù)寬帶信號(數(shù)字信號)或窄帶信號(模擬信號)而被移動，有效地改進(jìn)在相應(yīng)再現(xiàn)頻帶中一個需要的再現(xiàn)極限頻率中的C/N比。應(yīng)該注意，用于這種改善的代價小，如圖6中示出的控制器106表示的，該構(gòu)型隨后將被詳述。
用于獲得在發(fā)送中的一個好的幅度相位特性的最佳阻尼電阻R的值由下面關(guān)系式給出。R=(1+Ka)*(Lt/2Ct)]]>在上述關(guān)系式中，如果放大器105的反饋增益Ka是零，則其表明沒有反饋。但是，隨著反饋增益Ka增加，能使用一個較大阻尼電阻值。而且，上述關(guān)系式表明，當(dāng)阻尼電阻R的電阻值增加時，該C/N比能夠被更有效地改進(jìn)。
當(dāng)通過相同磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103再現(xiàn)例如窄帶信號(模擬信號)和寬帶信號(數(shù)字信號)的具有不同再現(xiàn)頻帶的信號時，通過操作上述諧振電容Ct移動磁頭諧振頻率，執(zhí)行C/N比的改善。但是如上述關(guān)系式表明，除非提供最佳幅度相位特性的阻尼電阻R的值被改變，該C/N比將包括一個失真。
但是，由于阻尼電阻R是結(jié)合在放大器105(一個集成電路IC)中，所以該阻尼電阻R的值被固定。另一方面，即使阻尼電阻的值是固定的，根據(jù)諧振電容器Ct的變化而操作放大器105的反饋增益Ka表明，上述關(guān)系式是容易建立的。換句話說，在對一個窄帶信號(模擬信號)再現(xiàn)時，增加上述諧振電容Ct以便降低磁頭諧振頻率，并且同時增加該反饋增益Ka則能夠最佳化幅度相位特性。顯然，在此情況中的C/N比保持不變，因為阻尼電阻R的值是固定的。
如圖6所示，如上描述的最佳幅度相位特性能夠通過利用控制器106控制諧振電容Ct和反饋增益Ka實現(xiàn)。
隨后詳細(xì)地描述圖6的配置。
如圖6所示，當(dāng)再現(xiàn)例如一個磁帶時，磁頭101上感應(yīng)的信號電壓由旋轉(zhuǎn)變壓器102倍乘n，以便提供V1。具有這一信號電壓V1的信號通過包括該磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103的等效轉(zhuǎn)換電感Lt和諧振電容Ct的一個低通濾波器并且輸入放大器105。
由上述低通濾波器引起的一個所謂磁頭諧振頻率通過一個包括反饋增益Ka、阻尼電阻R、和電容器Cf的反饋環(huán)路在幅度相位特性方面被校正，該校正的信號被通過一個增益是K3的放大器153輸出。
通過倍乘放大器151的增益K1與反相放大器152的增益K2獲得一個值來確定反饋增益Ka(Ka＝K1*K2)。構(gòu)成反饋增益Ka的增益K2由出自控制器106的增益控制信號gc控制。例如，隨著增益控制信號gc的電壓值降低，增益K2上升，即反饋增益Ka上升。
增益控制信號gc的電壓值由在控制器106中的電阻R7、R8和R6設(shè)置。增益控制信號gc與如此設(shè)置的電壓值是否被提供到在放大器105中的放大器152是由一個晶體管Q4的導(dǎo)通/截止控制的。
諧振電容Ct由電容Ci和Cs確定(Ct＝Ci+Cs)。Ci和Cs中的Cs例如是降低該磁頭諧振頻率的附加電容，即由于增加該諧振電容Ct。
這種附加電容Cs是否將被使用則由在控制器106中的晶體管Q1和電阻R2、晶體管Q2和電阻R2和Q3控制，以使在記錄時不產(chǎn)生影響。例如，當(dāng)增加諧振電容Ct以便降低磁頭諧振頻率時，晶體管Q1至Q3是接通的。
用于控制上述反饋增益Ka(增益K2)的增加的晶體管Q4和用于控制上述諧振電容Ct(控制附加電容Cs)的增加的晶體管Q3(Q1到Q3)中的導(dǎo)通/截止由模式控制信號mc控制。
這種模式控制信號mc是根據(jù)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的信號格式確定的一個信號。即在本實施例中，根據(jù)要被再現(xiàn)的一個信號是一個寬帶信號(數(shù)字信號)還是一個窄帶信號(模擬信號)確定該模式控制信號mc。該模式控制信號mc在一個寬帶信號的記錄或再現(xiàn)之時是“低”(L)，而在一個窄頻帶信號的記錄或再現(xiàn)之時是“高”(H)。
例如，在記錄或再現(xiàn)一個寬頻帶信號(數(shù)字信號)之時模式控制信號mc成為“低”，晶體管Q3到Q1和Q4全部截止(斷開open)。另一方面，在記錄或再現(xiàn)一個窄頻帶信號(模擬信號)之時模式控制信號mc成為“高”，晶體管Q3到Q1和Q4全部導(dǎo)通。
所以，當(dāng)模式控制信號mc成為“高”時，晶體管Q3到Q1導(dǎo)通，通過諧振電容Ct的附加電容Cs降低磁頭諧振頻率。同時，晶體管Q4導(dǎo)通，降低增益控制信號gc的電壓以增加反饋增益Ka。該將校正該幅度相位特性到一個最佳電平。
圖6的實例是與磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103的輸出不平衡的一個通道等效的電路系統(tǒng)。在一個多通道構(gòu)造的情況下，每一通道顯然也可能按照圖6所示配置。
圖7示出與磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)103的輸出平衡的一個通道的等效的一個電路構(gòu)型的實例。應(yīng)該注意，平衡輸入處理通常抵抗同相不必要的信號的消除。參照圖7，那些與先前描述的圖5A、5B和6類似的部件(或元件)由相同的標(biāo)號表示，其重復(fù)描述部分被忽略。圖7中也示出記錄放大器111，其描述將被忽略。
為了執(zhí)行平衡處理，圖7的實例使用一個差動放大器121作為放大器(再現(xiàn)放大器112)。差動放大器121由一個增益控制信號gc做增益控制，其類似于圖6所示。
在圖7的構(gòu)形實例中，構(gòu)成諧振電容Ct的附加電容是2Cs，并且兩個電容器用于該附加電容2Cs。為了控制附加電容器2Cs，控制晶體管Q5被加到控制器113，從而防止平衡的損失。這些附加電容器與圖6示出的附加電容器相同。
在圖7示出的構(gòu)型中，重現(xiàn)放大器112在記錄和模式控制信號mc被轉(zhuǎn)向“低”之時被斷開，以便使控制器113中的晶體管Q1、Q5和Q4截止(斷開)。該將通過記錄放大器111完成一個記錄操作。另一方面，在再現(xiàn)之時，再現(xiàn)放大器112被接通，并且在例如再現(xiàn)一個寬頻帶信號(數(shù)字信號)之時，模式控制信號mc變?yōu)椤暗汀币员憬刂乖诳刂破?13中的晶體管Q1、Q5和Q4。在再現(xiàn)例如一個窄頻帶信號(模擬信號)之時，模式控制信號mc成為“高”，以便導(dǎo)通在控制器113中的晶體管Q1、Q5和Q4。
所以，通過使用針對該寬頻帶信號(數(shù)字信號)記錄/再現(xiàn)系統(tǒng)的一個最小附加電路，改進(jìn)了在再現(xiàn)一個窄頻帶信號(模擬信號，即在本實施例中的8mm視頻格式)的C/N比。
圖8示出在按照當(dāng)前實施例實現(xiàn)的磁記錄/再現(xiàn)裝置中的信號再現(xiàn)特性。在圖8中，例如Rh＝13，Rs＝1，r＝12，Ls3.59μH，Lh＝1μH，n＝1.5，K＝0.95，R＝30K，Ci＝25pF，andCs＝68pF。Ct＝Ci表示在寬頻帶信號的再現(xiàn)之時的輸入轉(zhuǎn)換噪聲dBm/√(Hz)，而Ct＝Ci+Cs表示在一個窄頻帶信號再現(xiàn)之時的輸入轉(zhuǎn)換噪聲dBm/√(Hz)。
圖8表明根據(jù)該實施例在再現(xiàn)窄頻帶信號之時在10MHz的附近將C/N比改善大約1.3dB。
在通過磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)對于例如一個寬頻帶信號(數(shù)字信號)和窄頻帶信號(模擬信號)進(jìn)行再現(xiàn)時，通過專用于寬頻帶和窄頻帶的磁頭與多通道旋轉(zhuǎn)變壓器的組合來實現(xiàn)該性能的嘗試顯著增加了材料和設(shè)計的成本，使其難于提供價格便宜的裝置。但是根據(jù)本發(fā)明，能夠使一個常規(guī)的所謂旋轉(zhuǎn)變壓器的頻帶寬而不必添加新通道。另外，僅通過切換外部添加的電容和阻尼校正反饋增益，就能夠使寬帶和窄帶傳輸特性的C/N比以及幅度相位特性最佳化。這些新穎的構(gòu)成簡化該電路構(gòu)型，防止反作用在寬帶電路上擴(kuò)展，并且在用于寬頻帶信號(數(shù)字信號)的記錄/再現(xiàn)裝置中通過簡單和價格便宜的構(gòu)造按照向上兼容性而再現(xiàn)一個窄頻帶信號(模擬信號)。
雖然使用特定的術(shù)語描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是這種描述只用于說明的目的，而應(yīng)該理解在不背離所附的權(quán)利要求的精神或范圍的條件下可以實現(xiàn)多種改變。
權(quán)利要求
1.一種使用在磁帶錄像機上的記錄格式鑒別裝置，能夠分別地通過同一個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和專用于模擬記錄和數(shù)字記錄的多個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)以數(shù)字記錄格式或模擬記錄格式之一記錄在記錄介質(zhì)上的信號，包括放大裝置，具有自動地控制由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號的增益的能力，用于把所述信號放大到一個預(yù)定的電平；第一頻帶提取裝置，用于從所述放大裝置放大的信號提取一個特定的窄頻帶；第一比較和檢測裝置，用于通過放大而檢測所述第一頻帶提取裝置的一個輸出，并且把該檢測輸出與一個第一參考值比較；第二比較和檢測裝置，用于積分和保持所述第一比較和檢測裝置的輸出結(jié)果，然后把積分的輸出與一個第二參考值比較；和記錄格式鑒別裝置，用于從所述第二比較和檢測裝置輸出的比較結(jié)果鑒別記錄在記錄介質(zhì)上的信號的記錄格式。
2.如權(quán)利要求1所述的記錄格式鑒別裝置，還包括第二頻帶提取裝置，用于從由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號中提取一個特定的頻帶，它比由所述第一頻帶提取裝置提取的頻帶寬，并且具有不同于由所述第一頻帶提取裝置提取的頻帶的中心頻率的一個中心頻率；第三比較和檢測裝置，用于放大所述第二頻帶提取裝置的輸出，以便進(jìn)行包絡(luò)檢測，并且把檢測結(jié)果與一個第三參考值比較；第四比較和檢測裝置，用于積分所述第三比較和檢測裝置的比較檢測輸出，并且把該積分結(jié)果與一個第四參考值比較；再現(xiàn)輸出鑒別裝置，用于從所述第四比較和檢測裝置輸出的比較結(jié)果確定由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號是否具有一個再現(xiàn)輸出以及是否該再現(xiàn)輸出在電平上已經(jīng)降低；和保持控制裝置，根據(jù)所述第三比較和檢測裝置輸出的比較結(jié)果，控制保持所述第二比較和檢測裝置輸出的積分結(jié)果的能力。
3.如權(quán)利要求1所述的記錄格式鑒別裝置，還包括頻帶切換裝置，用于根據(jù)磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一的在數(shù)字再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)和在模擬再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)而在所述第一頻帶提取裝置的中心頻率之間切換。
4.按照權(quán)利要求3的記錄格式鑒別裝置，其中該記錄格式是8mm格式，所述第一頻帶提取裝置提取的頻帶在模擬再現(xiàn)的磁鼓旋轉(zhuǎn)之時是1到1.4MHz，而在數(shù)字再現(xiàn)的磁鼓旋轉(zhuǎn)之時是2.5到3.5MHz。
5.按照權(quán)利要求1的記錄格式鑒別裝置，其中該記錄格式是8mm格式而一個識別碼識別裝置被提供用于在數(shù)字再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)中識別有關(guān)數(shù)字記錄格式的一個識別碼，記錄格式鑒別是從在數(shù)字再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)中所述識別碼識別裝置的識別結(jié)果做出的，在模擬再現(xiàn)之時磁鼓旋轉(zhuǎn)中，所述第一頻帶提取裝置提取的頻帶是1到1.4MHz，并且從所述第二比較和檢測裝置的輸出的比較結(jié)果實現(xiàn)記錄格式的鑒別。
6.按照權(quán)利要求2的記錄格式鑒別裝置，其中記錄格式是8mm格式而所述第二頻帶提取裝置充分地包括3.75到4.5MHz。
7.使用在磁帶錄像機上的一種記錄格式鑒別方法，能夠分別地通過同一個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜谀M記錄和數(shù)字記錄的多個磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)以數(shù)字記錄格式和模擬記錄格式之一記錄在記錄介質(zhì)上的信號，包括放大步驟，具有自動地控制由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號的增益的能力，用于把所述信號放大到一個預(yù)定的電平；第一頻帶提取步驟，用于從所述放大步驟放大的信號提取一個特定的窄頻帶；第一比較和檢測步驟，用于通過放大而檢測所述第一頻帶提取步驟的一個輸出，并且把該檢測輸出與一個第一參考值比較；第二比較和檢測步驟，用于積分和保持所述第一比較和檢測步驟的輸出結(jié)果，然后把積分的輸出與一個第二參考值比較；以及記錄格式鑒別步驟，用于從所述第二比較和檢測步驟輸出的比較結(jié)果鑒別記錄在所述記錄介質(zhì)上的信號的記錄格式。
8.如權(quán)利要求7所述的記錄格式鑒別方法，還包括第二頻帶提取步驟，用于從由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號中提取一個特定的頻帶，它比由所述第一頻帶提取步驟提取的頻帶寬，并且具有不同于由所述第一頻帶提取步驟提取的該頻帶中心頻率的一個中心頻率；第三比較和檢測步驟，用于放大所述第二頻帶提取步驟的輸出，以便進(jìn)行包絡(luò)檢測，并且把檢測結(jié)果與一個第三參考值比較；第四比較和檢測步驟，用于積分所述第三比較和檢測步驟的比較檢測輸出，并且把該積分結(jié)果與一個第四參考值比較；再現(xiàn)輸出鑒別步驟，用于從所述第四比較和檢測步驟輸出的比較結(jié)果確定由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號是否具有一個再現(xiàn)輸出以及是否該再現(xiàn)輸出在電平上已經(jīng)降低；和保持控制步驟，根據(jù)所述第三比較和檢測步驟的比較結(jié)果輸出，用于控制保持所述第二比較和檢測步驟的積分結(jié)果輸出的能力。
9.如權(quán)利要求7所述的記錄格式鑒別方法，還包括頻帶切換步驟，用于根據(jù)磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一的在數(shù)字再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)和在模擬再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)而在所述第一頻帶提取步驟的中心頻率之間切換。
10.按照權(quán)利要求8的記錄格式鑒別方法，其中該記錄格式是8mm格式，所述第一頻帶提取步驟提取的頻帶在模擬再現(xiàn)的磁鼓旋轉(zhuǎn)之時是1到1.4MHz，而在數(shù)字再現(xiàn)的磁鼓旋轉(zhuǎn)之時是2.5到3.5MHz。
11.如權(quán)利要求7所述的記錄格式鑒別方法，其中該記錄格式是8mm格式而一個識別碼識別步驟被提供用于在數(shù)字再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)中鑒別有關(guān)數(shù)字記錄格式的一個識別碼，記錄格式鑒別是從數(shù)字再現(xiàn)之時的磁鼓旋轉(zhuǎn)中所述識別碼識別步驟的識別結(jié)果做出的，在模擬再現(xiàn)之時磁鼓旋轉(zhuǎn)中，所述第一頻帶提取步驟提取的頻帶是1到1.4MHz，并且從所述第二比較和檢測步驟的比較結(jié)果輸出實現(xiàn)記錄格式的鑒別。
12.如權(quán)利要求8所述的記錄格式鑒別方法，其中記錄格式是8mm格式而所述第二頻帶提取步驟充分地包括3.75到4.5MHz。
13.一種信號再現(xiàn)裝置，用于通過使用同一個磁頭和同一個旋轉(zhuǎn)變壓器而從一個磁記錄介質(zhì)上至少再現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的幾個信號，其中根據(jù)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的信號格式變化或切換由磁頭和旋轉(zhuǎn)變壓器的等效電感和諧振電容確定一個諧振頻率。
14.如權(quán)利要求13所述的信號再現(xiàn)裝置，其中包括在所述諧振電容中的一個附加電容根據(jù)所述在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的信號格式被改變或進(jìn)行切換。
15.如權(quán)利要求13所述的信號再現(xiàn)裝置，其中在進(jìn)行諧振信號變化和諧振信號切換之一之后獲得的信號幅度和信號相位通過對反饋阻尼的反饋增益進(jìn)行改變和切換之一而被最佳化。
16.一種信號再現(xiàn)裝置，通過使用一個磁頭和一個旋轉(zhuǎn)變壓器，用于從一個磁記錄介質(zhì)至少再現(xiàn)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的幾個信號，包括諧振頻率改變裝置，使得由所說磁頭和所說旋轉(zhuǎn)變壓器的等效電感和諧振電容確定的諧振頻率根據(jù)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的所說信號的格式變化或切換。
17.如權(quán)利要求16所述的信號再現(xiàn)裝置，其中所說諧振頻率改變裝置使得包括在所述諧振電容中的一個附加電容根據(jù)在電磁轉(zhuǎn)換中具有不同頻帶特性的信號格式而改變或切換，以便執(zhí)行所述諧振頻率改變和切換之一。
18.如權(quán)利要求16所述的信號再現(xiàn)裝置，還包括最佳化裝置，用于最佳化一個信號幅度和一個信號相位，該信號幅度和信號相位是通過對反饋阻尼的反饋增益進(jìn)行改變和切換之一而使所述諧振頻率發(fā)生改變和切換之一之后獲得的。
全文摘要
一種記錄格式鑒別裝置,包括:一個放大器,自動控制由磁頭旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)之一再現(xiàn)的信號的增益,放大信號到預(yù)定電平;第一頻帶提取電路,從放大的信號提取一特定窄頻帶;第一比較和檢測器,通過放大而檢測該第一頻帶提取電路的輸出并與第一參考值比較;第二比較和檢測器,積分并保持第一比較和檢測器的比較輸出結(jié)果,然后把該輸出與第二參考值比較;一個記錄格式鑒別電路,從該第二比較和檢測器輸出的比較結(jié)果鑒別記錄在記錄介質(zhì)上信號的記錄格式。
文檔編號G11B20/10GK1257272SQ9912773
公開日2000年6月21日 申請日期1999年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月12日
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