专利名称：螺旋磁道数据记录与重放装置的制作方法
技术领域：
本发明基于根据权利要求1的前叙部分所述的螺旋磁道数据记录与重放装置。
已知在用于记录音频、视频和一般数据的数字螺旋磁道记录与重放装置的情况下，导频音被插入到数据磁道中，以便跟踪，这种插入可以通过频率去耦(a)或叠加(b)与数据同步进行。
在这种情况下，整个磁道长度是可以用于作估计的。在情况(a)下，为了避免谐波干扰，对数据信道带宽作必要的限制，并精确地保持导频幅度，是很不利的。在情况(b)下，小幅度是很不利的，因为采用数字和在时间上随导频频率变化的方法，仅仅允许很少的导频能量。插入导频音可以采用时分复用(突发ATF)来进行。由于在同一时间没有数据发送，在导频中的能量非常高，用于导频键控的持续时间由于被降低到估计滤波器的必要稳定时间，因此是不利的。
根据(a)和(b)的系统是现有技术，并且是众所周知的。在基于微控制器与数字伺服系统相结合的突发ATF的情况下，对数字录音带DAT采用单独的IC的解决方法是公知的，在这些IC中，导频信号被滤波并整流，并且从串音信号中产生磁道误差信号，这被作为相位校正信号加到由伺服系统提供的控制信号中，用于送带机构。如果在例如需要各种送带机构操作模式，并且都打算采用不同的规则在相位同步基础上进行的话，那么这种解决方案是很昂贵而且非常不灵活的。
本发明的目的是提供一种以简单的方式执行跟踪的螺旋磁道记录和重放装置，该目的由权利要求1所述的发明特征来实现，在从属权利要求中给出了一些有益的改进。
在根据本发明的解决方案的情况下，对DVC(数字视频盒式磁带)格式的ATF信息(包括突发ATF)的处理被包括在一个微控制器系统中，以便所有的校正信号都由这个系统处理，并且提供作为操作模式的函数的相应的马达控制信号。在这种情况下，嵌入的ATF的区域在常规的重放操作下用于进行跟踪，而突发ATF区域被用于重写操作期间和被记录的数据的搜索重放期间，以便找到预定的磁道单元，例如MPEG数据。
根据本发明，ATF信号是在一个滤波器模块中得到的，该模块也执行对滤出的导频音的整流。两个DC电压电平采用A/D变换器在伺服微控制器中被询问和处理。通过与磁头鼓的旋转相耦合，伺服系统产生脉冲，该脉冲在直接操作和跟踪操作之间转换ATF调节，以便在快速ATF突发阶段中由微空制器得出估值。
根据本发明，用于跟踪信号(其中某些具有较短的持续时间)的数字磁带记录装置装有一个磁头鼓、一个磁带驱动机构、一个磁头放大器、一个伺服控制系统和具有滤波器级和整流器的跟踪信号处理部分。
在与操作模式相关的时间间隔内，在由伺服控制系统发射的一个磁道脉冲的持续时间内跟踪信号处理将保持原有的值，该磁道脉冲由磁头鼓旋转产生。该跟踪状态被用于去除干扰，并用于相应于总的估计期间来估计短持续时间的信号。
磁道脉冲的位置和长度取决于操作模式，由磁头鼓的位置确定，并且由伺服与微控制器改变。串音分量在常规操作和重写操作中估计，作为跟踪的标准。跟踪信号(其中某些具有较短的期间)的位置在相对于磁头鼓旋转的搜索再现中估计，以用于跟踪。为此估计直接从磁道中读出的导频信号，而不是串音分量。
下面参考附图在下文中对本发明进行说明，其中
图1示出了滤波器输出端的信号；图2示出了DVC磁道的示意图；图3示出了DVC记录区；图4示出了采用本发明解决方案的方框图；图5a示出了磁头鼓；图5b示出了导频分布；图6示出了ATF处理的方框图；图7示出了估计电压的示波器显示；图8示出了滤波器输出的示波器显示。
DVC系统基于螺旋磁道记录。图5a示出了必要的磁头鼓T，并且还示出了读/写磁头1/2，在示出的情况下，它们接连没入磁带B中。
跟踪频率和结果磁道的格式以简化的形式示于图5b中，磁头1/2在这种情况下处于不同的方位角，串音信号抑制在低频时很小。在对一个磁头记录期间，低频跟踪频率F1、F2从一周期到下一周期发生变化，并且对另一个磁头产生一个信号F0，该信号抑制通常要被记录的视频信号、音频信号和数据信号中包含的F1和F2分量，从而F0磁道没有导频。在示例情况下，磁头2用于在重放时作估计，因此，只要来自相邻磁道的串音分量具有相同的振幅，磁头2(由于在磁头鼓上的固定几何耦合，因此磁头1也同样)是以最佳方式跟随在磁道之后。
用于跟踪并被记录在磁带上的跟踪信号可以从图2所示的较低部分看出。涂有苦液体的DVC记录磁带的磁化部分以与磁带磁化相应的方式反射光线。该示图示出了磁道起始区域，其中，由于高能突发记录的结果，低频ATF结构F0、F1、F2特别容易看见，在突发ATF部分之外的数据区域可以在示图的上部区域看到。
图1示出了在选择级的滤波输出端为导频音F1而被分开并且在适当放大后由磁头2读出的信号。较高的突发ATF振幅可以很清楚地看到，必须在该时间进行估计的短时间间隔也是可见的。
图3示出了以DVC标准定义的磁道格式中的区域，突发ATF和嵌入的ATF在磁道的一个有效写区域内交替变换，一个已经写入了的突发ATF区域不再被擦除，只需在其后插入新的区段(插入段)。
ITI区域(插入与磁道信息)包括突发ATF区段和用于随后的磁道构造的重要信息。区域2(边际)不包含任何相关数据，表示安全区。区域3(后同步)标记所使用的记录区段的结束，区域4(G1＝间隙1)是一个编辑间隔。在重写过程中，写放大器在这个区域(伺服容差补偿)被接通。区域5(后同步)标记ITI区域的结束，区域8(前同步)对此作出声明。区域6(TIA＝磁道信息区域)包含磁道号和随后的磁道构造，以及关于记录送带机构速度的信息。区域7(SSA＝起始同步块区域)被用于寻找磁道位置、信道电子的同步和TIA区段的准备。
图4示出了本发明系统的方框图。磁头鼓T带有磁头1和2，它由扫描器驱动器10驱动，驱动器10经由sc控制12从伺服微控制器11接收输入信息。关于马达的速度与相位的信息在一条组合信号线sc-FG/PG上传送给微控制器。
磁带由主动轮13向前驱动，主动轮13由主动轮驱动器14驱动，后者则通过输出C-控制器19从伺服微控制器11接收输入信息。关于当前送带机构速度的信息经由磁速度计直接从马达的周线得到，磁速度计的传感线圈20示于三绕组马达线圈组件之上，并经由线路c-FG与伺服微控制器11相连。
用于送带机构相位控制的ATF信号从重放信号中得到。该重放信号由磁头从磁带中读出并放大。ATF处理器12使导频音信号ATF+/-在伺服微控制器的模数变换器输入端得到。ATF跟踪状态经由线路DMA 1触发，并且信号DMA在磁头放大器处控制转换过程。
DMA/DMA1信号的位置和长度由伺服微控制器从磁头鼓位置确定，并根据操作模式改变。其中还示出了重放磁头15、重放磁头放大器16、均衡器单元、PLL和带有时钟和数据输出的检测器17。
图6示出了采用ATF进行送带机构速度控制的相关组件。ATF信号处理器18具有对导频音的滤波器，尽管在特定的操作方式下可能发生变化，但还是指定了标称频率。根据图1的信号可以在滤波器的输出端测量。采样与保持级S/H的输出信号由伺服微控制器11作为跟踪信息直接处理，用于送带机构的相位控制，该采样与保持级S/H被连接到整流器级G的输出端。该图也示出了图4所示的组件。
用于重放状态的导频音滤波器的估计电压被示于图7，所示出的信号是重放放大器信号Pbs、在697.5kHz滤出的信号fil和被调信号aft。在突发ATF阶段A期间幅度的增长可以很明显地看到。嵌入ATF B或突发ATF A可以在这种操作模式下可选择地估计，并使用相邻磁道的串音。
图8示出了用于搜索速度的滤波器输出端的信号，所示出的信号是465kHz的滤波器输出FA1、磁头放大器输出HA和697.5kHz的滤波器输出FA2。在这种操作方式中只估计来自主磁道的突发ATF脉冲。
在本发明的改进中，执行磁头鼓伺服系统和送带机构伺服系统之间的相位同步，这时与磁头切换信号相关的读出突发ATF信息的位置被用作相位误差的测量变量，在这种情况下为每个搜索速度规定专用的要求值。
突发ATF区段的检测由与嵌入ATF信息的平均值作幅值比较来进行，为此目的提供了一个阈值检测器，它们以由伺服系统设置。
滤波器是从动的，在PLL中由数据得到的时钟可以作为控制变量，或者使用预先确定控制信息的伺服系统和参考时钟。
在搜索重放过程中，在读出磁头位置和送带机构驱动器之间执行相位同步，相应于磁头切换信号的位置的跟踪信号处理的输出信号中的预定电平差的时序被用作测量信息。
相位误差的实际值可以在每个搜索速度下改变。估计一个导频频率的跟踪信号。交替估计两个导频频率的跟踪信号。该转换通过由伺服系统控制的多路复用器执行。
嵌入ATF和突发ATF信号之间的电平差由伺服控制系统确定，振幅参考值在导频频率之间的转换过程中被改变。用于导频音频率滤波的带通滤波器的中频的改变在搜索操作模式下被予以补偿。
滤波器有一个固定的参考值，并且通过伺服系统以定义的方式使中频从动。滤波器从再同步数据时钟取得其参考。相位同步的估计、磁头切换信号产生和ATF由微控制器执行。信号STXT(伺服音超出阈值)被传送到微控制器的对边缘敏感的输入端。信号STHA(伺服音高幅度)和STLA(伺服音低幅度)被传送到微控制器的对电平敏感的输入端。低/高仅仅指示磁道偏差，也就是说，在一个方向从磁道中心的偏差意味着STHA的增大而STLA的减小，而在另一方向的偏差意味着STHA的减小和STLA的增大。
图9示出了重放信号Pb，对465kHz的导频音频率而言它在选择级的输出端是分离的，并且还示出了在峰值检测之后可以得到的信号S。高突发ATF幅值A可以在磁道的起点看到。
图10示出了用在DVC标准下作MPEG记录的搜索信息插入方法。除了每帧信息项V外，用于搜索的数据组D被插在记录磁道中。为了可能最好的重放，伺服系统必须保证读出阶段中的点填满相关的数据信息。具有不太详细的分辨率的图像频率在MPEG译码器中由已完全读出的信息形成。
图11示出的本发明的ATF滤波器解决方案的方框图。输入信号E(和导频信号)被提供给带通滤波器BF。所述带通滤波器BF的下游是整流器GL和射频滤波器H。在输出端STHA和STLA可同时得到ATF导频音幅度。另外，ATF导频信号被提供给比较器V，它可以借助于多路复用器M选择哪个导频频率打算被估计。由数模变换器(DAC)定义一个比较幅度，该变换器受伺服系统的控制，如果所述幅度被超出或低于负尖峰，那么这个比较幅度是输出STXT改变其电平的点。对具有通过串行寄存器SR和内部数模变换器而从动的中频的设计，示出了带通滤波器BF。还示出了可编程放大器PV和输出端有信号STDA的运算放大器OP。
权利要求
1.用于跟踪其中某些具有短持续时间的信号的螺旋磁道记录与重放装置，它装有磁头鼓、磁带驱动机构、磁头放大器、伺服控制系统和具有滤波器级和整流器的跟踪信号处理器，其特征在于在与操作模式相关的时间间隔内，在由伺服控制系统发射的磁道脉冲期间，跟踪信号处理保持原有的值。
2.根据权利要求1的记录装置，其特征在于磁道脉冲由磁头鼓的旋转产生。
3.根据权利要求1的记录装置，其特征在于跟踪状态被用于掩蔽干扰。
4.根据权利要求1的记录装置，其特征在于跟踪状态被用于相应于总的估计期间估计短持续时间的信号。
5.根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于磁道脉冲的位置和长度由伺服微控制器根据磁头鼓的位置来确定，并且作为操作模式的函数而发生变化。
6.根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于串音分量作为跟踪标准来估计。
7.根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于相对于其中某些具有短持续时间的跟踪信号的磁头鼓旋转的位置被估计出来，以便于跟踪。
8.根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于跟踪信号的和被用作实际跟踪值。
9.根据权利要求1所述的记录装置，其特征在于其中一个被加数的幅值是变量，其值由伺服微控制器确定和改变。
10.用于跟踪其中某些具有短持续时间的信号的螺旋磁道记录与重放装置，它装有磁头鼓、磁带驱动机构、磁头放大器、伺服控制系统和具有滤波器级和整流器的跟踪信号处理器，其特征在于在搜索重放期间，在读出磁头位置和送带机构驱动之间建立相位同步，在相应于磁头切换信号位置的跟踪信号处理的输出信号中的一个预定电平差的时序被用作测量信息。
11.根据权利要求10所述的记录装置，其特征在于对每位运行速度改变磁带运行速度的相位误差的实际值和/或估计一个导频频率的干扰跟踪信号。
12.根据权利要求10所述的记录装置，其特征在于由伺服控制系统从平均幅值计算一个幅度参考值，该幅度参考值经由串行接口和关联数模变换器提供给比较单元。
全文摘要
在公知跟踪过程中,导频音被嵌入音频、视频和其他记录数据的螺旋磁道记录和重放系统的数据磁道中。同时也可通过频率去耦(a)或叠加(6)将导频音作为数据嵌入。本发明的目的是提供一种以简单跟踪方法为特征的螺旋磁道记录和重放系统。为此,在一个滤波器部件中产生ATF信号,其也对经滤波的导频音整流。在伺服微控制器中用A/D变换器读出和处理两个连续电压值。伺服系统产生的脉冲与磁头鼓的旋转同步地在直接操作与跟踪操作之间切换ATF处理,从而微控制器可在快速ATF突发阶段中进行估计。本发明特别适用于数字录像机。
文档编号G11B20/20GK1183159SQ96193567
公开日1998年5月27日 申请日期1996年4月19日 优先权日1995年4月28日
发明者于尔根·卡登, 迪特玛·布劳尔, 格哈德·赖纳 申请人:德国汤姆逊-布朗特公司