JP2521146B2 - 周波数多重化信号の記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は周波数多重化信号の記録方法に関する。

（従来の技術） 複数の信号を伝送あるいは記録再生する際に使用され
る複数信号の多重化方式としては、従来から周波数多重
化方式と時分割多重化方式とが知られている。

ところで、従来、複数の信号を周波数多重化して記録
媒体に記録する場合においては、周波数多重化されるべ
き周波数帯域を異にしている複数の信号を第５図に示さ
れているように、複数の信号を単に加算して周波数多重
化された信号による記録信号を生成して記録媒体に記録
するようにしていた。

すなわち、第５図において1,2は入力端子であって、
前記した入力端子１には周波数f1付近の信号S1が供給さ
れ、また、入力端子２には周波数f1に対してf1＞f2の関
係にある周波数f2付近の信号S2が供給されている。

前記の２信号S1,S2（前記した２信号S1,S2の周波数配
置の例が第５図中に示されている）は加算器７により加
算された後に、記録増幅器４で増幅されてから記録素子
５に供給されて記録媒体６に記録される。

記録再生方式が磁気記録再生方式の場合には記録素子
５として使用される磁気ヘッドには、記録増幅器４から
第１の信号と第２の信号とが周波数多重化されている状
態の第６図の（ｃ）に示されているような波形の周波数
多重化信号による記録信号電流が供給されて記録媒体６
として使用される磁気記録媒体に記録されるのである
（第６図においては波形を明示するために包絡線を実線
によって示してある）。

なお、第６図の（ａ）に例示されている信号波形は、
記録増幅器４から磁気ヘッド５に供給されている前記し
た第６図の（ｃ）に示されている第１の信号と第２の信
号とによって周波数多重化されている記録信号電流にお
ける第１の信号成分の電流波形を例示したものであり、
また第６図の（ｂ）で示されている信号波形は、記録増
幅器４から磁気ヘッド５に供給されている前記した第６
図の（ｃ）に例示されている第１の信号と第２の信号と
によって周波数多重化されている記録信号電流における
第２の信号成分の電流波形を例示したものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、記録再生系が非線形特性を有する場合に
は、その記録再生系を用いて行われる記録再生過程で、
信号中に混変調歪が発生することは周知のとおりである
が、今、例えば周波数値がf1の信号と周波数値がf2の信
号との２つの信号による周波数多重化信号が記録信号と
なされて、非線形特性を示す記録再生系によって記録再
生が行われた場合に再生される信号は、原信号、すなわ
ち、周波数値がf1の信号と、周波数値がf2の信号との２
信号の他に、周波数値が（mf1±nf2）｛ただしm,nは整
数｝で示されるスプリアス信号も発生する。

そして、前記のように混変調によって発生したスプリ
アス信号が、原信号の周波数帯域中に混入した場合に
は、当然のことながら再生信号を劣化させることにな
る。

例えば、磁気記録再生方式において記録再生に使用さ
れる磁気記録媒体は非線形の記録特性を有しているか
ら、第６図の（ｃ）に示されるような波形の周波数多重
化信号電流を記録信号電流として記録素子５に供給して
記録媒体６に記録した場合に磁気記録媒体６から再生さ
れる再生信号の波形は、第６図の（ｃ）に示されている
記録信号の原波形とは異なる例えば第６図の（ｄ）に示
されるように歪んでいる状態のものになる。

（課題を解決するための手段） 本発明は第１の信号と、前記した第１の信号よりも低
い周波数を有する第２の信号とを含む複数の信号を周波
数多重化信号として記録媒体に記録する周波数多重化信
号の記録方法であって、第２の信号を２逓倍した信号に
よって第１の信号を振幅変調し、振幅変調された信号と
第２の信号とを加算した後に記録媒体に記録するように
したり、あるいは第１の信号と第２の信号とを加算した
信号を、第２の信号を２逓倍した信号によって振幅変調
した後に記録媒体に記録するようにしたり、または第２
の信号を２逓倍した信号を変調波とし、第１の信号を搬
送波として平衡変調を行ない、前記した第１の信号と第
２の信号と平衡変調された信号とを加算した後に記録媒
体に記録するようにした周波数多重化信号の記録方法を
提供する。

（作用） 第１の信号を搬送波とし、前記した第１の信号よりも
低い周波数を有する第２の信号を２逓倍した信号を変調
波として振幅変調を行なう。そして、振幅被変調波と、
第２の信号とを加算した信号を記録媒体に記録する。

また、第１の信号と第２の信号とを加算した信号を搬
送波とし、第２の信号を２逓倍した信号を変調波として
振幅変調を行ない、振幅被変調波を記録媒体に記録す
る。

さらに、第２の信号を２逓倍した信号を変調波とし、
第１の信号を搬送波として平衡変調を行ない、前記した
第１の信号と第２の信号と平衡変調された信号とを加算
して得た信号を記録媒体に記録する。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の周波数多重化信号
の記録方法と記録済み記録媒体の具体的な内容を添付図
面を参照して詳細に説明する。第１図は本発明の周波数
多重化信号の記録方法の概略構成を示すブロック図であ
り、また、第２図及び第３図は信号処理回路の構成例を
示すブロック図、第４図は位相調整回路の構成例を示す
回路図、第６図及び第７図は説明用の信号波形図であ
る。

まず、第１図は本発明の周波数多重化信号の記録方法
の概略構成を示すブロック図であって、この第１図にお
いて１は周波数多重化の対象にされている第１の信号の
入力端子であり、また、２は周波数多重化の対象にされ
ている第２の信号の入力端子である。前記した第１の信
号と第２の信号とは、第２の信号の方が第１の信号に比
べて周波数が低いものである。また、３は信号処理回
路、４は記録増幅器、５は記録素子、６は記録媒体であ
る。

第１図に示されている本発明の周波数多重化信号の記
録方法では、入力端子１に供給された第１の信号と、入
力端子２に供給された第２の信号とが、信号処理回路３
として示されている構成部分において、第１の信号と、
前記した第１の信号よりも低い周波数を有する第２の信
号を２逓倍した信号とに、少なくとも乗算を含む信号処
理を施して周波数多重化信号を生成する。

前記した信号処理回路３で行われる信号処理により、
記録増幅器４から記録素子５として使用されている磁気
ヘッドに供給される記録電流が、既述した第５図示の従
来例回路において記録増幅器４から記録素子５に供給さ
れていた第６図の（ｃ）に示されているような波形の記
録電流とは異なる波形、例えば第６図の（ｆ）で示され
ているような波形の記録電流にすることのできる周波数
多重化信号が生成されるのである。

前記した第６図の（ｆ）で示されているような波形の
周波数多重化信号電流による記録信号電流が記録増幅器
４から供給されている磁気ヘッドによって記録信号が記
録された磁気記録媒体から、磁気ヘッドで再生される再
生信号は、例えば第６図の（ｇ）に示されているような
波形の再生信号となる。

この第６図の（ｇ）に示されている再生信号は、従来
法によって第６図の（ｃ）に示されている波形の記録信
号電流により磁気記録媒体に記録し、それを再生して得
られる第６図の（ｄ）に示されている再生信号の波形に
比べて、信号の波形歪が軽減されていることが明らかで
ある。

なお、第６図の（ｇ）に示されている再生信号の波形
図中に点線によって示してある波形は、従来法によって
磁気記録再生された第６図の（ｄ）に示す再生信号の波
形を比較のために参考的に示したものである。

すなわち、本発明の周波数多重化信号の記録方法にお
いて、第１の信号と第２の信号とによる周波数多重化に
際して信号処理回路３で行われるべき信号処理の態様
は、記録素子に供給された記録信号電流によって記録媒
体に記録される記録信号の波形が、記録再生系の非線形
特性の存在に基づいて記録信号電流の波形とは異なる波
形に歪んだ状態において、記録媒体に記録される記録信
号の波形が歪の少ない状態になされうるように、第１の
信号と第２の信号とによる周波数多重化信号の波形を予
め所定のように変形させるのである。

第２図及び第３図は第１図中に示されている信号処理
回路３の具体的な構成例を示したブロック図であり、第
２図及び第３図に示されている信号処理回路３におい
て、１は周波数多重化の対象にされている第１の信号の
入力端子、２は周波数多重化の対象にされている第２の
信号の入力端子であり、また、31は位相調整回路、32は
２逓倍回路、33はレベル調整器、34は加算器であり、第
２図示の信号処理回路３において35は振幅変調器、第３
図示の信号処理回路３において36は平衡変調器、37は加
算器である。

まず、第２図に示されている信号処理回路３におい
て、振幅変調器35には入力端子１を介して第１の信号が
搬送波として供給されており、また、前記した第１の信
号に比べて周波数が低い第２の信号は、前記した振幅変
調器35から出力された振幅被変調波信号と加算されるた
めに加算器34に供給されるとともに、位相調整回路31に
も供給されている。

前記した位相調整回路31としては、例えば第４図の
（ａ），（ｂ）にそれぞれ示されているように抵抗Ｒと
コンデンサＣとによる簡単な回路構成のものを使用し
て、信号の進み遅れが調整されるようになされてもよ
い。位相の調整は例えば抵抗Ｒを可変抵抗器にして、そ
の抵抗値を可変して位相を調整するようにしたり、ある
いは第４図の（ａ），（ｂ）に示されている構成態様の
ものを単位の構成部分として用い、前記した単位の構成
部分を所定の個数だけ直列に接続して使用して位相を調
整するようにしたりする。

前記した位相調整回路31によって位相が調整された第
２の信号は２逓倍回路32によって周波数が２倍の信号と
なされてレベル調整器33に供給される。前記のレベル調
整器33によって信号レベルが調整された信号は、前記し
た振幅変調器35に変調波（信号波）として供給される。

前記した振幅変調器35では、入力端子１から供給され
ている搬送波を、前記したレベル調整器33から供給され
ている変調波によって振幅変調した第６図の（ｅ）に示
されているような振幅被変調波信号を出力して加算器34
に供給する。

前記した振幅変調器35から出力された第６図の（ｅ）
に示されている被変調波信号と、第２図に示されている
信号処理回路３の入力端子２に供給された第２の信号と
の加算を行う加算器34からの出力信号は、記録増幅器４
によって増幅されてから記録素子５として使用されてい
る磁気ヘッド５に記録信号電流として供給される。

第６図の（ｆ）は前記した磁気ヘッド５に供給される
記録信号電流の波形例を示しているものであり、この第
６図の（ｆ）に示す信号波形において図中の点線図示の
信号波形は既述した第６図の（ｃ）に示されている信号
波形を参考のために示しいるものである。

本発明の周波数多重化信号の記録方法において、第１
の信号と第２の信号とによる周波数多重化に際して信号
処理回路３で信号処理を行った場合に記録素子に供給さ
れる記録信号電流の波形、すなわち、前記した第６図の
（ｆ）に示されている記録信号の電流波形は、既述した
従来の周波数多重化信号の記録方法の場合の記録素子に
供給される記録信号電流の波形、すなわち、前記した第
６図の（ｃ）に例示されている記録信号電流の波形と比
べて、第６図の（ｂ）に例示されている第２の信号の波
形（記録信号電流における第２の信号成分の電流波形）
の山及び谷の部分｛第６図の（ｆ）に矢印Ａで示してあ
る部分｝における隣り合う山と谷との中央の部分｛第６
図の（ｆ）に矢印Ｂで示してある部分｝で第１の信号の
信号レベルが大きくなるように変形された状態のものに
なされている。

このように、従来の周波数多重化信号の記録方法の場
合のように、第６図の（ｃ）に示されているような波形
の記録信号電流を記録するのではなく、第６図の（ｆ）
に示されているように変形させた波形の記録信号電流を
磁気記録媒体に記録し、それを再生した場合に得られる
再生信号の波形は、第６図の（ｇ）に例示されているも
のになる。

この第６図の（ｇ）に例示されている再生信号の波形
は、従来の周波数多重化信号における第６図の（ｃ）に
示されている波形の記録信号によって磁気記録再生した
時に得られる第６図の（ｄ）に示されているような波形
の再生信号の信号波形に比べると、歪が著るしく軽減さ
れている状態になっていることは明らかである。

前記のように従来の周波数多重化信号の記録方法の場
合に比べて歪が軽減された状態の再生信号を得ることの
できる記録信号を生成するためには、記録信号の包絡線
の形状が適切なものになされているとが必要である。そ
して、信号処理回路３中に設けられている記述した位相
調整回路31による位相の調整は、前記した第２の信号を
２逓倍した信号の位相を調整して記録信号の包絡線の形
状を適切なものにするために使用されているのである。

なお、前述した信号処理は電圧に対して行われている
が、インダクタンスＬに流れる電流ｉとインダクタンス
Ｌに生じる電圧Ｖとの間には、周知のようにＶ＝Ｌ（di
/dt）の関係があるから、記録増幅器４の出力電圧と磁
気ヘッドに流れる電流との間では位相がずれる（仮に、
磁気ヘッドが純粋なインダクタンスの場合における位相
のずれは90゜となる）。

そして、前記した原因により前記の第２の信号につい
ては位相がずれるが、振幅被変波調信号における包絡線
の位相は前記の原因では変化しないことは周知のとおり
である。それで、回路各部で信号に生じる遅延量を総合
して、結果的に記録信号における第２の信号の波形の山
の部分の付近と谷の部分の付近とにおいて第１の信号が
強調されるような状態になるように位相調整回路で位相
の調整が行われるようになされるのである。

第２図に示されている信号処理回路３の構成例におい
ては、位相調整が第２の信号に対して行われるようにな
されているが、位相調整が第２の信号を２逓倍した信号
に対して行われるようになされてもよい。

また、信号処理回路３としては第１の信号と第２の信
号とを加算した信号を搬送波として振幅変調器に供給す
るとともに、位相が調整された第２の信号を２逓倍した
信号が変調波として振幅変調器に供給されるよう構成態
様のものが用いられてもよい。

次に、第３図に示されている信号処理回路３について
説明する。第３図に示されている信号処理回路３におい
て、入力端子１を介して入力された第１の信号は平衡変
調器36に搬送波として供給されているとともに、加算器
37にも供給されている。

また、入力端子２を介して入力された第２の信号、す
なわち、前記した第１の信号に比べて周波数が低い第２
の信号は、前記した加算器37からの出力信号と加算され
るために加算器34に供給されるとともに、位相調整回路
31にも供給されている。

前記した位相調整回路31としては、例えば第４図の
（ａ），（ｂ）のように抵抗ＲとコンデンサＣとによる
簡単な回路構成のものを使用して、信号の進み遅れが調
整されるようになされてもよい。位相の調整は例えば抵
抗Ｒを可変抵抗器にして、その抵抗値を可変して位相を
調整するようにしたり、あるいは第４図の（ａ），
（ｂ）に示されている構成態様のものを単位の構成部分
として用い、前記した単位の構成部分を所定の個数だけ
直列に接続して使用して位相を調整するようにしたりす
る。

前記した位相調整回路31によって位相が調整された第
２の信号は２逓倍回路32によって周波数が２倍の信号と
なされる。前記した２逓倍回路32からの出力信号は平衡
変調器36に変調波として供給されている。

前記した平衡変調器36からの出力信号はレベル調整器
33に供給され、前記のレベル調整器33によって信号レベ
ルが調整された信号は、前記した加算器37に供給されて
いる。加算器37では入力端子１から供給された第１の信
号と、前記したレベル調整器33によって信号レベルが調
整された平衡変調器36からの出力信号とを加算した信号
を出力して加算器34に供給する（なお、第１の信号から
平衡変調器の出力信号を減算することにより、記録信号
において第２の信号における山と谷とで第１の信号が強
調されるような信号の変形が行われるときには、第３図
中に用いられている加算器37は減算器に変更される）。

第７図は前記した第３図に示されている信号処理回路
３の動作を説明するのに使用される信号波形図であり、
第７図の（ａ）は第２の信号を２逓倍した信号の波形例
を示している図である。第７図中には第１の信号の波形
図の図示は省略されている。

第７図の（ｂ）は第１の信号が搬送波として供給さ
れ、また、第７図の（ａ）に例示されている第２の信号
を２逓倍した信号が変調波として供給されている平衡変
調器32からの出力信号であり、この第７図の（ｂ）に示
されている＋，−の符号は平衡変調器32からの出力信号
が第１の信号（搬送波）の位相に対して正相か逆相かを
示している。

この第７図の（ｂ）に示されている平衡変調器36から
の出力信号がレベル調整器33によってレベル調整された
信号と、入力端子１を介して加算器37に供給されている
第１の信号とを加算器37によって加算すると、加算器37
からは第７図の（ｃ）に例示されているような信号が出
力されて加算器34に供給される。

加算器34では、前記した加算器37から出力された第７
図の（ｃ）に例示されているような信号と、入力端子２
に供給されている第２の信号とを加算して得た出力信号
を信号処理回路３の出力信号として記録増幅器４に供給
する。

第３図示の信号処理回路３において加算器37から出力
された第７図の（ｃ）に例示されている信号は、第２図
示の信号処理回路３における振幅変調器35から加算器34
に供給されている第６図の（ｅ）に示されている信号に
対応している信号である。

したがって、第３図示の信号処理回路３から記録増幅
器４に供給される周波数多重化信号は、第２図示の信号
処理回路３から記録増幅器４に供給される周波数多重化
信号と同様なものとなっている。それで、記録増幅器４
によって増幅されてから記録素子５として使用されてい
る磁気ヘッド５に供給される記録信号電流の波形は、既
述した第２図示の構成の信号処理回路３を用いた場合と
同様に第６図の（ｆ）で示されるものとなり、既述した
従来の周波数多重化信号の記録方法の場合の記録素子に
供給される記録信号電流の波形、すなわち、前記した第
６図の（ｃ）に例示されている記録信号電流の波形と比
べて、第６図の（ｂ）に例示されている第２の信号の波
形（記録信号電流における第２の信号成分の電流波形）
の山及び谷の部分｛第６図の（ｆ）に矢印Ａで示してあ
る部分｝における隣り合う山と谷との中央の部分｛第６
図の（ｆ）に矢印Ｂで示してある部分｝で第１の信号の
信号レベルが大きくなるように変形された状態のものに
なっているから、第３図示の信号処理回路３から出力さ
れた第６図の（ｆ）に示されているように変形されてい
る波形の記録信号電流によって磁気記録媒体に記録し、
それを再生した場合に得られる再生信号の波形は第６図
の（ｇ）に例示されているものになる。

そして、既述のようにこの第６図の（ｇ）に例示され
ている再生信号の波形は、従来の周波数多重化信号にお
ける第６図の（ｃ）に示されている波形の記録信号電流
によって磁気記録再生した時に得られる第６図の（ｄ）
に示されているような波形の再生信号の信号波形に比べ
ると、歪が著るしく軽減されている状態になっているこ
とは明らかである。

前記のように従来の周波数多重化信号の記録方法の場
合に比べて歪が軽減された状態の再生信号を得ることの
できる記録信号を生成するためには、記録信号の包絡線
の形状が適切なものになされているとが必要であるが、
第３図中の信号処理回路３中に設けられている既述した
位相調整回路31による位相の調整は、前記した第２の信
号を２逓倍した信号の位相を調整して記録信号の包絡線
の形状を適切なものにするために使用されているのであ
る。

第３図に示されている信号処理回路３の構成例におい
ては、位相調整が第２の信号に対して行われるようにな
されているが、位相調整が第２の信号を２逓倍した信号
に対して行われるようになされてもよいし、あるいは位
相調整が平衡変調波に対して行われるようになされても
よい。

また、第３図示の信号処理回路３は、第１の信号と第
２の信号とを加算した信号と、平衡変調器からの出力信
号とを加算するようにして構成したり、あるいは第２の
信号と平衡変調器からの出力信号との加算信号を第１の
信号に加算するようにして構成したり、もしくは第１の
信号と第２の信号と平衡変調器からの出力信号とを同時
に加算するようにして構成してもよい。

これまでの実施例の説明においては、２つの信号を周
波数多重化する場合について記述しているが、３つ以上
の信号を周波数多重化して記録する場合においても、複
数の信号の内で混変調スプリアスによる妨害が最も問題
にされる２つの信号を第１の信号と第２の信号として本
発明方法を適用すればよい。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本
発明は第１の信号と、前記した第１の信号よりも低い周
波数を有する第２の信号とを含む複数の信号を周波数多
重化信号として記録媒体に記録する周波数多重化信号の
記録方法であって、第２の信号を２逓倍した信号によっ
て第１の信号を振幅変調し、振幅変調された信号と第２
の信号とを加算した後に記録媒体に記録するようにした
り、あるいは第１の信号と第２の信号とを加算した信号
を、第２の信号を２逓倍した信号によって振幅変調した
後に記録媒体に記録するようにしたり、または第２の信
号を２逓倍した信号を変調波とし、第１の信号を搬送波
として平衡変調を行ない、前記した第１の信号と第２の
信号と平衡変調された信号とを加算した後に記録媒体に
記録するようにした周波数多重化信号の記録方法であ
り、本発明の周波数多重化信号の記録方法では従来の周
波数多重化信号の記録方法の場合のように、第６図の
（ｃ）に示されているような波形の記録信号電流によっ
て記録信号を記録するのではなく、第６図の（ｆ）に示
されているように変形させた波形の記録信号電流によっ
て記録信号を磁気記録媒体に記録することにより、再生
信号の波形が第６図の（ｇ）に例示されているように、
従来の周波数多重化信号における第６図の（ｃ）に示さ
れている波形の記録信号電流によって磁気記録し再生し
た時に得られる第６図の（ｄ）に示されているような波
形の再生信号の信号波形に比べると、歪が著るしく軽減
されている状態の再生信号を得ることを容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の周波数多重化信号の記録方法の概略構
成を示すブロック図、第２図及び第３図は信号処理回路
の構成例を示すブロック図、第４図は位相調整回路の構
成例を示す回路図、第５図は従来例のブロック図、第６
図及び第７図は説明用の波形図である。 1,2……入力端子、３……信号処理回路、４……記録増
幅器、５……記録素子、６……記録媒体、7,34,37……
加算器、31……位相調整回路、32……２逓倍回路、33…
…レベル調整器、35……振幅変調器、36……平衡変調
器、

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の信号と、前記した第１の信号よりも
   低い周波数を有する第２の信号とを含む複数の信号を周
   波数多重化信号として記録媒体に記録する周波数多重化
   信号の記録方法であって、第２の信号を２逓倍した信号
   によって第１の信号を振幅変調し、振幅変調された信号
   と第２の信号とを加算した後に記録媒体に記録するよう
   にした周波数多重化信号の記録方法。
2. 【請求項２】第１の信号と、前記した第１の信号よりも
   低い周波数を有する第２の信号とを含む複数の信号を周
   波数多重化信号として記録媒体に記録する周波数多重化
   信号の記録方法であって、第１の信号と第２の信号とを
   加算した信号を、第２の信号を２逓倍した信号によって
   振幅変調した後に記録媒体に記録するようにした周波数
   多重化信号の記録方法。
3. 【請求項３】第１の信号と、前記した第１の信号よりも
   低い周波数を有する第２の信号とを含む複数の信号を周
   波数多重化信号として記録媒体に記録する周波数多重化
   信号の記録方法であって、第２の信号を２逓倍した信号
   を変調波とし、第１の信号を搬送波として平衡変調を行
   ない、前記した第１の信号と第２の信号と平衡変調され
   た信号とを加算した後に記録媒体に記録するようにした
   周波数多重化信号の記録方法。