DAT记录方式的重大特征是重写,它不需要抹音磁头,可以边重放边在磁迹上记录新的信号。这种方式称为后期记录。由于DAT可以进行后期记录,使它的应用范围变得更加广泛。
五、自动跟踪(ATF)系统
如上所述,DAT磁鼓上对称装有A、B两个磁头,且磁带的包角为90°。因此,重放磁带时,磁鼓每旋转180°,其中90°有信号输出,另90°磁头没有接触磁带而没有信号。如图4所示,重放波形中,一个是A磁头的,另一个是B磁头的。两输出信号中间,可看见的脉冲是磁头在进行转换。

录像机中,A、B磁头的RF信号输出是连续的,而DAT的RF信号输出是不连续的。也就是说录像机的图像信号和音频信号源为模拟的连续信号。而DAT通过数字化,可以每隔一定的时间,集中传输数据,即可以进行时间压缩。这是DAT的特点。
图4为磁头正确扫描磁迹时的波形,如果扫描偏离磁迹,输出就不稳定。因此,为了控制磁头正确扫描宽度仅为13.6μm的磁迹,需要采用跟踪伺服控制系统。
DAT的跟踪伺服方式称为区域分割ATF,即把ATF信号记录在数据信号的两侧。这种跟踪方式与VHS和8mm录像机不同。在VHS录像机中,是通过设在磁带边缘上,与信号分开的控制磁迹,进行跟踪控制的;在8mm录像机中,是在信号磁迹中重叠与信号频率不同的ATF信号,这种方式称为频率分割ATF。
下面说明DAT的ATF原理。如图5所示,DAT记录(或重放)信号时,磁头从右下角扫描到左上角,随后依次进行。ATF信号分别记录在靠近数据信号的两侧,并由导频信号f\(_{1}\)、同步信号f2、f\(_{3}\)和擦除信号f4组成。频率分别为f\(_{1}\)=130.67kHz、f2=522.67kHz、f\(_{3}\)=784.00kHz、f4=1.568MHz。此外在ATF两侧还设有IBG(Inter Block Gap)的模块间隙,其作用是为了吸收重写信号的位置误差,通过写入1.568MHz的信号,擦洗以前的记录。

当磁头扫描通过IBG时,经低通滤波器而被切断。同步信号f\(_{2}\)、f3用于产生f\(_{1}\)的采样脉冲。因此,跟踪检测主要是检测右邻的f1信号和左邻的f\(_{1}\)信号。当正确扫描时,右邻磁迹的f1与左邻磁迹的f\(_{1}\)检测量应相等;当扫描不正确时,右邻磁迹的f1和左邻磁迹的f\(_{1}\)会串扰,串扰量与磁头扫描偏离磁迹中心向右或向左成比例,最后跟踪控制到两个f1的检测量相等。这就是DAT的ATF基本原理。
实际的电路图如图6所示。通过低通滤波器信号进行包络线检波取出来。另一方面,RF信号经比较器转换成数字信号并进入控制器,产生采样脉冲用冲对包络线信号进行采样保持,并把两个输出差信号作为跟踪误差输出取出来。自动跟踪就是通过把该误差信号反馈到主导轴电机上进行的。

六、伺服系统
DAT的伺服系统有磁鼓伺服、主导轴伺服及带盘伺服。一般采用数字伺服方式控制电机的转速,即用传感器检测电机转速并进行数字处理后,反馈控制电机的电压。
数字伺服中,一般采用安装在电机转轴上的磁性体以及与它接近的固定传感器(磁头或霍尔元件),把电机的转速作为脉冲电压取出来,脉冲间隔用计数器转换成数值,然后判断该数值偏离基准值N\(_{0}\)的量,控制电机的供给电压。控制电机的供给电压一般采用数值易控制的脉冲幅度调制(PWM)方式。
图7为DAT机芯外围的伺服系统方块图。磁鼓伺服中,除速度伺服外,还进行相位伺服,以便更精确地控制磁鼓转速。在DAT标准模式中,录放时,磁鼓转速为2000转/分;而在长时间模式中,磁鼓转速为1000转/分。此外,在快速搜索(200倍)时,为了保持磁带与磁头的相对速度与正常录放音时的相对速度相同,磁鼓转速需要控制在1000~3000转/分的范围内。因此在DAT的磁鼓伺服中。要求伺服特性具有较广的转速控制。

主导轴伺服系统控制运带速度,录音时可正确控制带速8.15mm/秒;放音时利用ATF电路获得的跟踪误差电压控制带速,使磁头可以正确扫描磁迹。
带盘伺服系统用于保持磁带张力恒定。磁带张力用张力传感器进行检测。根据张力的强弱,控制供卷带盘。另外还用于控制快速搜索时的带速。
七、系统的组成
图8示出DAT系统方框图。录音输入的模拟信号,通过低通滤波器后,用A/D转换器转换成数字信号。该信号输进信号处理用LSI里,并加上C1奇偶性后,就存到存储器中。信号处理LSI按交错顺序把存储器内的信号取出来,加上C2奇偶性后,就处于输出状态。另一方面,从系统微机传输过来的时间码,乐曲序号等通过子代码IC,加上奇偶性后,通过系统控制器传输到信号处理LSI。信号处理LSI把PCM数据、子代码数据及ATF信号等组成一个磁迹的信号,按顺序排列起来,传输到调制器LSI中。在调制器中,根据磁头的转动时序信号,在8—10调制录音信号中,加上信号以外的富余位、PLL信号等之后传输出去。录音信号经录音放大器,由记录磁头记录在磁带上。

重放时,从磁头取出的重放信号,通过重放放大器进行放大后,传输到调制器中进行8-10的调制逆过程,把信号转换成数据。从数据中取出PCM信号及子代码信号,传输到信号处理LSI中,同时把ATF信号传输到伺服控制器中。传输到信号处理LSI中的PCM信号,暂存到存储器中,进行纠错和解开交错后,仅把音频数据传输到D/A转换器中。进行D/A转换的信号,再次以模拟信号输出。另一方面,子代码数据通过系统控制器,传输到子代码IC中,进行识别、区分各种子代码后,通过系统微机,控制乐曲序号、时间码以及各种控制系统。系统控制器是由大规模集成电路组成,它可以非常迅速、正确控制复杂的数据定时。
ATF信号及机芯传输的各种传感信息传输到伺服控制器中,控制机芯的各种电机转速。另外,操作者可以通过系统微机,控制机芯进行重放、快速搜索等动作。
从上述内容可看出,DAT比传统的模拟式磁带录音机复杂得多。DAT的商品化是由于数字技术与数字电路的大规模集成化技术的高度发展才能实现的。虽然系统的组成复杂,但实际上,上述的数字处理都在LSI内进行的。从外部来看,可以认为与模拟录音机相同。目前,尽管DAT不会象CD唱机那样很快得到普及,但它以优异的性能,完美的音质向人们展示了美好的前景。(陈利才)