DE3247805A1

DE3247805A1 - Plattenantriebsservosteuervorrichtung

Info

Publication number: DE3247805A1
Application number: DE19823247805
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Tokorozawa Saitama Naito
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1983-07-14
Also published as: GB2114776A; US4486795A; GB2114776B

Description

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PlättenantriebsservorsteuerVorrichtung

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Die Erfindung "betrifft eine Plattenantriebsservosteuervorrichtung und insbesondere eine Servosteuervorrichtung zum Steuern des Antriebs einer Platte, auf die ein digitales Signal aufgezeichnet ist.

Auf dem Gebiet der digitalen Aufzeichnungstechnik sind in den letzten Jahren Entwicklungen unternommen worden, ein !analoges Signal, wie beispielsweise ein Tonsignal, auf einem Aufzeichnungsträger in Form eines binären digitalen Signals aufzuzeichnen, das im folgenden als digitales Signal bezeichnet wird.

Das digitale Signal wird insbesondere durch eine Pulscodemodulation PCM erzeugt und auf einen Aufzeichnungsträger, beispielsweise eine Platte oder ein Band, aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe wird das digitale Signal auf dem Aufzeichnungsträger in ein analoges Wiedergabesignal mittels eines Digitalanalogwandlers umgewandelt.

Im allgemeinen wird das durch die Pulscodemodulation erzeugte digitale Signal durch eine digitale Modulation weiter moduliert, um ein Aufzeichungssignal zu bilden. Diese weitere Modulation dient dazu, die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen und den Frequenzgang zu verbessern sowie die Fehlerwahrscheinlichkeit herabzusetzen. Die Inversmodulation ohne Rückkehr zu Hull (UEZI), die ÜTullmodulation (Z), die Dreipositionsmodulation (3PM) und die Acht zu Vierzehn Modulation (EFM) sind Beispiele bekannter digitaler Modulationen, die in dieser Hinsicht geeignet sind. Weiterhin können selbstaktende Modulationen, die das Auslesen vereinfachen können, vorzugsweise verwandt werden.

Das in dieser Weise modulierte digitale Aufzeichnungssignal

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liegt in Form aufeinanderfolgender Rahmen vor,, von denen j*eder Steuersignale, wie beispielsweise ein Rahmensynchronsignal, ein Adressensignal und/oder ein Fehlerkorrektursignal, enthalt.

Im Falle der EFM-Modulation werden jeweils acht Bit der aufzuzeichnenden Datenkette vorzugsweise in eine Vierzehn-Bit-Datenkette nach einer vorbestimmten Umwandlungstabelle, beispielsweise nach einer Nachschlagtabelle, in einem Festspeicher ROM der Acht zu Vierzehn Modulation umgewandelt. Dann werden drei Einstell- oder Anpassungsbits diesen Vierzehn-Bit-Daten zuaddiert, um eine Siebzehn-Bit-Dateneinheit zu bilden.

Das Taktsignal wird vorzugsweise von einem Modulationssignal, das von der Platte wiedergegeben wird, durch die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte (a) Differenzieren des Wiedergabesignals, (b) Vollwellengleichrichtung des differenzierten Signals und (c) Aufnahme des Taktsignals vom gleichgerichteten Signal, vorzugsweise übetf eine Phasenregelschleifenschaltung PLL, erzeugt.

Das Rahmensynchronsignal wird dadurch aufgenommen, daß ein loigsches Muster der Werte 1 und O, das vom Wiedergabesignal entsprechend dem Taktsignal erhalten wird, mit einem vorbestimmten logischen Vergleichsmuster verglichen·.wird.

Bei bekannten Plattenantriebsservosteuervorrichtungen besteht ein Problem darin, daß es manchmal schwierig oder unmöglich war, das Taktsignal aufgrund sogenannter Störsignale im Eingangssignal der Phasenregelschleifenschaltungen aufzunehmen. Es versteht sich jedoch, daß die Störsignale Energiespitzen haben, die beim vorliegenden Beispiel mit einer Frequenz auftreten, die einem Vielfachen

eines Siebzehntels der Frequenz des Taktsignals entspricht. Darüber hinaus ist die Aufnahme des Rahmensynchronsignals nicht möglich, wenn das Taktsignal nicht richtig aufgenommen wird.

Durch die Erfindung sollen die Mangel der bekannten Plattenantriebsservorsteuervorrichtungen beseitigt werden und soll daher eine Servo steuervorrichtung geschaffen werden, die die Drehgeschwindigkeit der Platte im wesentlichen auf der richtigen Geschwindigkeit selbst dann hält, wenn das Taktsignal nicht vorliegt, um die sich anschließende Aufnahme des Taktsignals zu erleichtern,und soll weiterhin eine Servosteuervorrichtung geschaffen werden, die in der Lage ist, das Rahmensynchronsignal selbst während der Zeitintervalle aufzunehmen, in denen das Taktsignal nicht vorliegt.

Dazu wird durch die Erfindung eine Plattenantriebsservosteuervorrichtung zum Steuern des Antriebs einer Platte geschaffen, die ein digitales Signal trägt, das (a) Informationssignalteile, in denen die Position der Inversion des binären Signals nach Maßgabe eines analogen Informationssignals bestimmt ist, und (b) Synchronsignalteile enthält, die aufeinanderfolgende maximale Perioden (vorzugsweise zwei) der Inversion einschließen. Die Torrichtung umfaßt eine Abnehmereinrichtung zum Wiedergeben des digitalen Signals von der Platte, eine Zeitgebereinrichtung, die auf ein Ausgangssignal von der Abnehmereinrichtung anspricht, wobei die Zeitgebereinrichtung so arbeitet, daß sie einen Zeitsteuervorgang von seiner Anfangsphase auf den Empfang einer Inversion des binären digitalen Signals in G-ang setzt und ein Ausgangssignal in dem Fall erzeugt, daß keine Inversion während eines gewissen Zeitintervalls auftritt, das beispielsweise bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbei-

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spiel zweimal so groß wie die maximale Periode der Inversion ist. Zusätzlich kann die Vorrichtung eine Vergleichs- und Steuereinrichtung, die auf das Ausgangssignal der Zeitgebereinrichtung anspricht, um ein Plattenantriebssteuersignal dadurch zu erzeugen, daß sie das Ausgangssignal der Zeitgebereinrichtung mit einem vorbestimmten Vergleichssignal vergleicht, und eine Plattenantriebseinrichtung umfassen, um die Platte nach Maßgabe des Plattenantriebssteuersignals anzutreiben.

Durch die Erfindung wird weiterhin ein Synchronsignaldetektor geschaffen, um ein Synchronsignal von einem digitalen Signal aufzunehmen, das (a) Informationssignalteile, in.denen die Position der Inversion des binären Signals nach Maßgabe eines analogen Informationssignals bestimmt ist,und (b) Synchronsignalteile enthält, die vorzugsweise zwei aufeinanderfolgende maximale Perioden der Inversion einschließen. Der Detektor weist eine Zeitgebereinrichtung auf, die auf das digitale Signal anspricht,um ein Zeitausgangssignal zu erzeugen, wobei die Zeitgebereinrichtung einen Zeitsteuervorgang von seiner Anfangsphase auf den Empfang einer Inversion des binären digitalen Signals in Gang setzen kann und ein Zeitausgangssignal dann erzeugen kann, wenn keine Inversion während eines ZeitIntervalls auftritt, das zweimal so lang wie die maximale Periode der Inversion ist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 in einem Wellenformendiagramm das Format eines Beispiels eines binären Signals, das auf einen digitalen Aufzeichnungsträger, beispielweise

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einer Platte aufzuzeichnen ist,

figur 2 das Blockschaltbild eines Ausfülirungsbeispiels des Synchronsignaldetektors,

S¹XgUr 3 das Blockschaltbild eines anderen Ausfülirungsbei spiels des in Figur 2 dargestellten Synchronsignaldetektors,

Figur 4· das Schaltbild einer Positivinversionsdetektorschaltung von Figur 3,

Figur 5 in einem Wellenformendiagramm ein Beispiel eines Ausgangssignals der Positivinversionsdetektorschaltung in Figur 4,

Figur 6 das Schaltbild einer ITegativinversionsdetektorschaltung von Figur 3, und

Figur 7 in einem Wellenformendiagramm ein Beispiel eines Ausgangssignals der in Figur 6 dargestellten Detektorschaltung.

Das oben erwähnte digitale Signal besteht beispielsweise aus einer Vielzahl von Rahmen , von denen jeder von 588 !Kanalbits mit einer Periode T gebildet wird. Jede Eahmen enthält ein digitales Signal und Steuersignale, Wie beispielsweise ein Synchronsignal, ein Adressensignal und Codekorrektursignal. Am vorderen Teil jedes Rahmens befindet sich das Synchronsignal, das von zweiundzwanzig Kanalbits gebildet wird und dann während eines Zeitintervalls von 22 ΐ von der vorderen Stelle oder Position jedes Rahmens andauert. In dem Synchronsignal hat das erste Eanalbit den logischen Wert "1", haben das zweite

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elfte Kanalbit alle den logischen Wert "0", hat das zwölfte Kanarbit den logischen Wert "1ⁿ und haben das dreizehnte bis zweiundzwanzigste Kanalbit alle den logischen Wert ^M0". Das dem Synchronsignal folgende Kanalbit hat den logischen Wert ^M1".

Wie es oben erwähnt wurde, wird das aufzuzeichnende digitale Signal durch eine Umwandlung moduliert, bei der jeweils acht Bits des digitalen Signals in Vierzehnkanalbits entsprechend einer bestimmten Umwandlungstabelle, beispielsweise einer Hachschlagtabelle in einem Festspeicher EOH umgewandelt werden, die zur EFM-Modulation gehört. Eine Einheit aus siebzehn Kanalbits wird dann dadurch gebildet, daß drei Einstellkanalbits zuaddiert werden.

Jedes Eanalbit des Signals wird in Form der HRZI-Modulation, das heißt so aufgezeichnet, daß dann, wenn der Wert des Kanalbits gleich V1" ist, das Signal vom logischen hohen Pegel H auf den logischen niedrigen Pegel ti oder vom logischen Pegel L auf den logischen Pegel H umgekehrt wird. Wenn der Wert des Eanalbits gleich "O" ist, wird das Signal nicht umgekehrt.

Das Signal wird weiterhin so weiterverarbeitet, daß mehr als zwei und weniger als zehn digitale Werte "0" zwischen benachbarten digitalen Werten "1" angeordnet sind. Das heißt mit anderen Worten, daß das kleinste und größte Intervall der Inversion gleich 3T und 11 T jeweils bestimmt sind, wobei T die Dauer eines Kanalbits ist.

Das Signal wird darüber hinaus so weiterverarbeitet, daß

keine zwei aufeinanderfolgenden maximalen Intervalle der Inversion in irgendeinem Teil des Signals außer dem Rahmensynchronsignal des Signals vorhanden sind. „ _

i>as durch das oben erwähnte Verfahren in das in Figur 1 ... dargestellt Format umgewandelte digitale Signal wird auf den Aufzeichnungsträger, "beispielsweise auf einer optischem Aufzeichnungsplatte, aufgezeichnet. Es versteht sich, daß die Art der Inversion, die auftritt, das heißt eine Positivinversion vom niedrigen Pegel L auf den hohen Pegel H oder eine Negativinversion vom hohen Pegel H auf den niedrigen Pegel 1, am Kopfteil des Eahmensynchron- :signals vom Zustand des Signals direkt vor dem Rahmensynchronsignal abhängt.

Wenn bei dem oben beschriebenen Format das ursprüngliche Signal ein festes Muster hat, das einem Mullpegel entspricht, der an einem Eingangs-, Ausgangs- oder Unterbrechungsteil der Platte, das heißt am innersten oder äußersten Teil der Aufzeichnungsspur auftritt, wird das EJEPM-modulierte Signal positive oder negative Inversionen an Intervallen haben, die den Polgen 7T, 3T und 7T entsprechen.

Das digitale Signal, das dem Originalsignal mit festem Muster entspricht, kann somit die Form eines Zeitreihensignals haben, das eine Vielzahl von sich wiederholenden Wellenformen mit einer Periode Von 17 T enthält. Das Signal, das durch eine Differenzierung und Tollwellengleichrichtung dieses digitalen Signals erhalten wird, enthält somit ein Hellinienspektrum des Taktsignals sowie einen Störanteil mit Energiespitzen, von denen 3 ede. eine Frequenz hat, die ein Vielfaches eines Siebzehntels der Taktfrequenz ist.

Bei einer Abspielvorrichtung, die diese Art der digitalen Aufzeichnungsplatte verwendet, wird das modulierte digitale Signal in ein logisches Muster aus Werten "1" und "0", entsprechend dem Taktsignal,umgewandelt. Wie es im vorhergehenden erwähnt wurde, wird das Taktsignal durch die

Arbeitsschritte (a) Differenzieren des modulierten Signals, Cb) Vollwellengleichrichtung des differenzierten Signals, um das Hellinienspektrum der Takt Signalfrequenz herauszufiltern, und (c) Erzeugen des Taktsignals aus dem Hell-, linienspektrum mittels einer Phasenregelschleifen~ schaltung erzeugt. Das Taktsignal wird dann mit einem Bezugssignal mit einer bestimmten Frequenz verglichen, um ein Differenzsignal zum Steuern der Drehung der. Platte zu erzeugen.

Die das Taktsignal erzeugenden Schaltungen, wie beispielsweise die Phasenregelschleifenschaltung,arbeiten im allgemeinen dann nicht, wenn die Abweichung des Hellinienspektrums des Eingangssignals von der geeigneten !Frequenz zu groß ist. Es werden daher keine Taktsignale erzeugt, wenn die Geschwindigkeit der Drehung der Platte erheblich von der richtigen Geschwindigkeit abweicht. Eine derartige Abweichung in der Drehgeschwindigkeit tritt insbesondere ■ beim Anlaufen der Plattendrehung während jedes Suchlaufes auf, wenn eine konstante Lineargeschwindigkeit,mit der die Abnehmereinrichtung über eine große Strecke in Längsrichtung der Platte bewegt wird, dazu benutzt wird, eine bestimmte Adresse der aufgezeichneten Information aufzusuchen.

Wenn weiterhin das Hellinienspektrum von Störanteilen begleitet wird und ein Störsignal näher an der richtigen Taktsignalfrequenz als das Hellinienspektrum ist, ist es wahrscheinlich, daß die Taktsignalgeneratorschaltung auf das Störsignal statt auf das Hellinienspektrum abstimmt.

Wenn weiterhin bei herkömmlichen Vorrichtungen das richtige Taktsignal nichb vorliegt, ist es nicht möglich, das Rahmen-

ist.

Synchronsignal aufzunehmen.

Anhand von Figur 2 wird im folgenden ein "bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Plattenantriebsservosteuervorrichtung "beschrieben. Wie es in Figur 2 dargestellt ist, umfaßt die Vorrichtung einen Motor 2 zum Antreiben einer CLV-Platte 1, auf der das digitale Signal so aufgezeichnet ist, daß die Lineargeschwindigkeit der Aufzeichnungsspur konstant ist. Ein Abnehmer 3 ist dazu vorgesehen, das digitale Signal auf der Platte aufzunehmen, um ein Hochfrequenzausgangssignal zu erzeugen. Da.s Hochfrequenzsignal, das durch den Abnehmer 3 erzeugt wird, liegt an einer Synchronsignaldetektorschaltung 5 über eine wellenformende Schaltung 4. Die Synchronsignaldetektorschaltung 5 umfaßt beispielsweise .einen wiedertriggerbaren monostabilen Multivibrator MHV 6, der durch eine Positivinversion (vom niedrigen Pegel L auf den hohen Pegel H) des Eingangssignals getriggert wird, und der ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel L für ein vorbestimmtes Zeitintervall T erzeugt. Ein zweiter wiedertriggerbarer monostabiler Multivibrator MMV 7? ä©3? durch eine Uegativinversion (vom hohen Pegel H auf den niedrigen Pegel L) des Eingangssignals getriggert wird, und ein Ausgangssignal mit niedrigem logischen Pegel L für dasselbe vorbestimmte Zeitintervall T erzeugt, ist weiterhin in der Synchronsignaldetektorschaltung vorgesehen. Diese Ausgangssignale, mit niedrigem Pegel L der Multivibratoren 6 und 7 liegen an einem ODER-Glied 8. Das Zeitintervall T_Q der Multivibratoren MMV 6 und 7 ist so gewählt, daß es im wesentlichen der Dauer des Eahmensynchronsignals 22 T entspricht, die zweimal so lang wie die Dauer des maximalen Intervalls der Inversion ist (genauer 21 T<T_Q< 22 T).

Das Ausgangssignal der Synchronsignaldetektorschaltung

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liegt dann an einer Frequenz spannungswandler schaltung 11, · die einen monstaMlen Multivibrator MHV 9 entweder vom wiedertriggerbaren oder nicht-wiedertriggerbaren Typ und ein Tiefpaßfilter LEF 10 umfaßt, um das Ausgangs signal des monostabilen Multivibrators 9 zu integrieren. Der mono stabile Multivibrator 9 wird durch eine Positivinversion des Eingangssignals getriggert und erzeugt ein Ausgangssignal mit einem hohen logischen Pegel H für ein vorbestimmtes Zeitintervall T1. Dieses Zeitintervall T1 ist kürzer als das Zeitintervall des Rahmensynchrongsignals, beispielsweise 163 s gewählt, wenn die Frequenz des Rahmensynchronsignals 7»55 MHz beträgt. Dieses Ausgangssignal der Frequenzspannungswandlerschaltung 11 liegt an einer Spannungskomparatorschaltung 12, in der das Eingangssignal in einem Komparator 13 mit einer vorbestimmten Bezugsspannung von einer Bezugsspaiinungsquelle 14 verglichen wird. Die Spannungskomparatorschaltung 12 erzeugt ein Ausgangssignal, das am Motor 2 liegt, um die Drehgeschwindigkeit der Platte 1 so zu steuern, daß ihre Lineargeschwindigkeit der Drehung im wesentlichen konstant bleibt. Wenn die Platte 1 vom Typ mit konstanter Winkelgeschwindigkeit CAV ist, wird gleichfalls ihre Winkeldrehgeschwindigkeit im wesentlichen konstant gehalten.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Figur 2 darge^ stellten Plattenantriebsservovorrichtung beschrieben. Das Ausgangssignal der wellenformenden Schaltung 4-, die das Hochfrequenzsignal vom iAbnehmer 3 empfängt, ist im wesentlichen eine Rechteckwelle, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Wie es oben im einzelnen angegeben wurde, ist für jeden Rahmen des modulierten Signals das Zeitintervall · von einer Positivinversion zur nächsten Positivinversion oder das Zeitintervall von einer Negativinversion zur nächsten Inversion am längsten während des Rahmensynchron-

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teils oder Rahmensynchronsignals, und ist das Zeitintervall QJ der Multivibratoren 6 und 7 im wesentlichen gleich der Dauer 22 T des Rahmensynchronsignals gewählt. Venn daher die relative Drehgeschwindigkeit der Platte kleiner als die richtige Geschwindigkeit UJ₀ ist, wird das Ausgangs signal entweder des Multivibrators 6 oder des Multivibrators 7 von einem niedrigen logischen Pegel 11 ψο£ einen hohen loigschen Pegel H während der Dauer 22 T des Rahmensynchronsignals umschalten. Daraufhin wird der Multivibrator 9 durch das Ausgangs signal des ODER-Gliedes 8 getriggert.

Das ODER-Glied 8 kann fehlen, wenn der Multivibrator 9 von einem Typ ist, der im wesentlichen auch die !Punktion eines ODER-Gliedes erfüllt. Das heißt mit anderen Worten, daß dann, wenn der Multivibrator 9 zwei Eingänge hat und dann getriggert wird, wenn das Signal an einem Eingang von einem niedrigen logischen Pegel L auf einen hohen logischen Pegel H oder von einem hohen logischen Pegel H auf einen niedrigen logischen Pegel L umschaltet, während ein Signal mit niedrigem logischem Pegel L bzw, hohem logischen Pegel H am anderen Eingang liegt, kein ODER-Glied 8 erforderlich ist.

Das Ausgangs signal mit hohem logischen Pegel H des Multivibrators 9 wird durch das Tiefpaßfilter 10 integriert und anschließend in der Komparatorschaltung 12 mit einer Bezugsspannung verglichen. Die Bezugsspannung ist gleich V₀, die der Aus gangs spannung der Irequenzspannungswandlerschaltung 11 entspricht, wenn sich die Platte 1 mit der richtigen Geschwindigkeit, das heißt CJ₀, dreht. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß die Drehgeschwindigkeit der Platte 1 kleiner als die richtige Geschwindigkeit (j ist, erzeugt der Komparator 13 ein positives Ausgangs-

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signal, um die Geschwindigkeit des Motors 2 zu erhöhen·

Wenn umgekehrt die Drehgeschwindigkeit der Platte 1 höher als die richtige Geschwindigkeit lj ist, wird der Multivibrator 6 und 7 vor dem Ende des Intervalls T durch eine Inversion des modulierten Signals wiedergetriggert. Daher bleibt das Ausgangssignal der Detektorschaltung 5 auf dem niedrigen logischen Pegel L und wird der Multivibrator 9 ein Signal mit hohem : logischen Pegel H nicht erzeugen» Der Ausgangssignalpegel des Frequenzspannungswandlers 11 nimmt daher ab, um ein negatives Signal am Komparator 13 zu erzeugen, das wiederum die Geschwindigkeit des Motors vermindert. In dieser Weise wird die Geschwindigkeit des Motors 2 im wesentlichen auf der richtige! Geschwindigkeit

j ■ (^o geregelt.

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Im obigen wurde das Ausführungsbeispiel der Erfindung an- ! hand eines Beispiels beschrieben, bei dem der Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle 1A- auf einen Wert V gesetzt ist, der der richtigen Geschwindigkeiten der Platte entspricht,und bei dem die Frequenz des.Synchronsignals . gleich f ist. Bei diesem Beispiel kann eine Abnahme der Drehgeschwindigkeit cj _Q der Platte 1 so lange nicht wahrgenommen werden, solange ein Zeitintervall des Signals mit umgewandeltem Format, das ursprünglich über ein Zeitintervall von 22 T andauerte und von der Platte 1 gelesen wird, ein Zeitintervall T_Q gleich 22 T erreicht hat. Das ^; ist eine Eonsequenz der Tatsache, daß bei dem vorliegenden : Beispiel die Anzahl der Impulse (Inversionen),die durch die

Synchronsignaldetektorschaltung 5 wahrgenommen wird, nicht : ansteigt, bis die obige Bedingung erfüllt ist. Das heißt j mit anderen Worten, daß die Steuerung zum Erhöhen der Drehgeschwindigkeit der Platte 1 nicht beginnen wird, bis sich die Drehgeschwindigkeit um wenigstens 4-,5 % (1/22)

verlangsamt hat. , ■

■{Ja die Genauigkeit der Geschwindigkeitssteuerung zu verbessern, kann eine Anordnung verwandt werden, bei der die Bezugsspannung 14 auf die Hälfte der Spannung V gesetzt ist (wobei Y_Q weiterhin der richtigen Drehgeschwindigkeit der Platte entspricht). Es versteht sich, daß die Spannung V_o/2 der Hälfte der Frequenz f des Rahmensynchronsignals entspricht. In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeit der Aufnahme des Rahmensynchronsignals durch die Synchron,-·« signaldetektorschaltung 5 gleich 1/2. Der Motor 2 wird auf axe richtige Geschwindigkeit υ dadurch gesteuert, daß das Mittel von zwei Rahmensynchronsignalen wahrgenommen wird. Wenn daher die Drehgeschwindigkeit der Platte 1 leicht abnimmt und langsamer als die richtige Geschwindigkeit u> wird, hat die Wahrscheinlichkeit, daß das Rahmensynchronsignal durch die Rahmensynchronsignaldetektorschaltung 5 aufgenommen wird,einen Wert, der viel größer als 1/2 ist. Diese Anordnung beseitigt somit den Geschwindigkeitsbereich, das heißt die 4,5 % Abnahme der Geschwindigkeit, in dem die Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Platte nicht möglich ist. Wenn andererseits die Drehgeschwindigkeit der Platte 1 zunimmt und etwas größer als die richtige Geschwindigkeit (j wird, hat die Wahrscheinlichkeit, daß die Detektorschaltung 5 das Rahmensynchronsignal aufnimmt einen Wert der viel kleiner als 1/2 ist.

Im folgenden wird anhand von Figur 3 ein weiters Ausführungsbeispiel der Synchronsignaldetektorschaltung von Figur 2 beschrieben. Die Schaltung umfaßt eine Positivinversionsdetektors chaltung 15, die auf das Wahrnehmen einer Positivinversion des Eingangs signal s momentan einen als Schließer ausgebildeten Schalter 17 einer Lade- und Entladeschaltung 16 schließt. Das Aufladen eines Kondensators 19 über eine

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Konstantstromquelle Ί8 kann daher durch eine Konstantspannungsquelle und einen damit verbundenen Reihenwiderstand ersetzt werden.. Die Spannung am Anschluß zwischen dem Kondensator 19 und der Konstantstromquelle 18 liegt an einem Komparator 21 einer Komparatorschaltung 20, in der die Eingangs spannung mit einer Bezugsspannung von einer Bezugsspannungsquelle 22 verglichen wird· Die Lade- und Entladeschaltung und die Komparatorschaltung 20 "bilden somit eine Zeitgeherschaltung, die dem Multivibrator § beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel entspricht. Diese Zeitgeberschaltung erzeugt ein Ausgangssignal am Eingang eines ODER-Gliedes 8, wenn die Ladespannung des Kondensators 19 die Bezugsspannung 22 überschreitet.

Die Synchronsignaldetektorschaltung 5 in Figur 3 umfaßt gleichfalls eine ITegativinversionsdetektorschaltung 23, deren Ausgangssignal an einer Lade- und Entladeschaltung 27, die einen als Schließer ausgebildeten Schalter 24, eine Konstantstromquelle 25 und einen Kondensator 2β enthält_T und an einer Komparatorschaltung 30, die einen Komparator und eine Bezugsspannungsquelle 28 enthält. Die Negativinversionsdetektorschaltung 23 erzeugt ein Ausgangssignal, um momentan den als Schließer ausgebildeten Schalter 24 : beim Wahrnehmen einer ITegativinversion zu schließen. Die Lade- und Entladeschaltung 27 und die Komparatorschaltung arbeiten in derselben Weise wie die entsprechende Lade- und Entladeschaltung 60 und die Komparatorschaltung 20, die oben beschrieben wurden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Figur 3 darge ■* stellten Synchronsignaldetektorschaltung beschrieben.

Wenn die Positivinversion durch die Positivinversions-

detektorschaltung 15 wahrgenommen wird, schließt der Schalter 17 momentan, um die elektrische Ladung zu entladen, die im Kondensator 18 gespeichert ist. Unmittelbar nach dem öffnen des Schalters 17 fließt der Ladestrom in den Kondensaor 19· Die Spannung der Bezugsspannungsquelle 22 wird mit dem Pegel der Spannung verglichen, die sich am Anschluß zwischen dem Kondensator 19 und der Stromquelle entwickelt, nachdem ein Ladezeitintervall T_Q abgelaufen ist. Venn daher das Zeitintervall der Positivinversion kurzer als das Zeitintervall T ist, überschreitet die Ladespannung des Kondensators 19 den Bezugsspannungspegel nicht. Das Äusgangssignal des Komparators 21 bleibt daher auf einem niedrigen logischen Pegel L. Venn andererseits das Intervall der Positivinversion langer als das Zeitintervall T ist, wird die Spannung über dem Kondensator 19 die Bezugsspannung überschreiten und wird folglich das Ausgangssignal vom Komparator 21 vom niedrigen logischen Pegel L auf einen hohen logischen Pegel E umschalten. Venn in ähnlicher Veise das Intervall der Negativinversion kurzer als das Zeitintervall T ist, bleibt das Ausgangssignal des Komparators 29 auf einem niedrigen logischen Pegel. Venn das Intervall der Uegativinversion langer als das Zeitintervall T ist, schaltet das Ausgangssignal des Komparators 29 vom niedrigen logischen Pegel L auf den hohen logischen Pegel H um.

!Figur 4· zeigt ein Beispiel der in Figur 3 dargestellten Positivinversionsdetektorschaltung 15. Vie es in Figur 4 dargestellt ist, umfaßt diese Schaltung ein UNDi-Glied 51 mit einem ersten Eingang, an dem das Eingangssignal vom Anschluß T direkt liegt, und mit einem zweiten Eingang, der mit einer Integrations schaltung verbunden ist, die einen Inverter 32, einen Viderstand 33 und einen Kondensator 34- umfaßt. ·

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Die Arbeitsweise der in Figur 4· dargestellten Positivinversionsdetektorschaltung 15 wird im folgenden ajohand von Figur 5 "beschrieben. Die in Figur 5 dargestellten WeHenformen entsprechen den Spannungen, die an ähnlich bezeichneten Anschlüssen in Figur 4- auftreten. Wenn ein Positivinversionssignal am Anschluß T anliegt, wird ein Negativinversionssignal am Ausgang Q des Inverters 32 erzeugt. Das ITegativinversionssignal am Anschluß Q wird dann über den Widerstand 33 zum Verbindungspunkt R naqh Maßgabe einer EO Zeitkonstanten übertragen, die durch die Integrationsschaltung aus dem Widerstand 33 und dem Kondensator 34- bestimmt ist..vDas HND-Glied 31 wird daher Signale mit hohem logischen Pegel H an seinem ersten und seinem zweiten Eingang am Anfang des Anlegens eines Positivinversionssignals empfangen. Das HHD-G-lied 31 erzeugt daher ein Impulssignal am Ausgang F. Wenn ein ITegativinversionssignal an dieser Positivinversionsdetektorschaltung liegt, wird das IBID-Glied 31 kein Impulssignal erzeugen, da Signale mit niedrigem logischem Pegel L wenigstens an seinem einen Eingang. liegen.

Figur 6 zeigt ein Beispiel der ITegativinversionsdetektorschaltung 23 in Figur.3, deren Arbeitsweise im folgenden anhand von Figur 7 beschrieben wird. Die in Figur 7 dargestellten Wellenformen entsprechen den Spannungen, die an ähnlich bezeichneten Anschlüssen in Figur 6 auftreten. Die Schaltung umfaßt ein ÜHD-Glied 36 mit einem ersten Eingang, an dem das Eingangssignal über einen Inverter |5 liegt und mit einem zweiten Eingang, an dem das Eingangssignal über eine Integrationsschaltung liegt, die einen · Widerstand 32 und einen Kondensator 38 enthält. Wenn ein ITegativinversionssignal am Verbindungspunkt P¹ zwischen dem Eingang des Inverters 35 und dem Widerstand 37,

wird ein Positivinversionssignal am Ausgang Q¹ des Inverters 35 erzeugt. Das Negativinversionssignal vom Verbindungspunkt P^f wird gleichfalls über den Widerstand 37 auf einen Verbindungspunkt R¹ nach Maßgabe einer RC-Zeitkonstanten übertragen, die durch die Integrationsschaltung bestimmt ist, die den Widerstand 37 und den Kondensator 38 umfaßt. Das UND-Glied 36 wird daher ein Signal mit hohem logischen Pegel an seinem ersten und zweiten Eingang am Anfang des Anliegens des Negativinversionssignals empfangen und daraufhin ein Impulssignal an seinem Ausgang S¹ erzeugen. Wenn ein Positivinversionssignal an dieser Schaltung liegt, erzeugt das UND Glied 36 kein Impulssignal, da Signale mit niedrigem logischen Pegel L an -wenigstens einer seiner Eingänge liegt.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Synchronsignal unter Verwendung einer Zeitgeberschaltung aufgenommen wird, die.immer dann getriggert wird, wenn entweder eine Positiv- oder eine Negativinversion des Eingangssignals vorliegt. Nach dem Triggern beginnt die Zeitgeberschaltung mit ihrer Zeitsteuerarbeit, wobei die Zeitgeberschaltung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das nächste Triggersignal nicht innerhalb eines Zeitintervalls ankommt, das zweimal so lang wie das maximale Intervall der Inversion ist. Ein Ausgangssteuersignal wird in dieser Weise erzeugt, wobei die Drehgeschwindigkeit der Platte nach Maßgabe des Ausgangssignals der Zeitgeberschaltung gesteuert wird. In dieser Weise ist selbst dann eine genaue Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Platte möglich, wenn kein Taktsignal vom digitalen Signal auf der Platte abgenommen wird. Weiterhin kann das Geschwindigkeitssteuersignal genauer dadurch erzeugt werden, daß der Bezugswert einer Ausgangskomparatorschaltung auf die Hälfte des richtigen Wertes der Frequenz f_Q des Synchronsignals gesetzt wird.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REP R ESENTAT. VES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

3/Li FPG01-8223

PIONEER ELECTRONIC CORPORATION, Tokyo,Japan

Plattenantriebsservosteuervorrichtung

PATENTANSPRÜCHE

Plattenantriebsservosteuervorrichtung zum Steuern des Antriebs einer Platte, die ein binäres digitales Signal trägt, wobei das digitale Signal (i). Informationssignalteile, in denen die Position der Inversion des digitalen Signalls nach Maßgabe eines analoge Informationssignals bestimmt ist und (Ii) Synchronsignalteile mit aufeinanderfolgenden maximalen Perioden der Inversion enthält, gekennzeichnet durch eine Abnehmereinerichtung zum Aufnehmen des digitalen Signals auf der Platte,

eine Zeitgebereinrichtung, die auf das Ausgangssignal der Abnehmereinrichtung anspricht, wobei die Zeitgebereihrichtung so arbeiten kann, daß sie einen Zeitsteuervorgang von einer Anfangsphase aus auf den Empfang einer Inversion der einen Art des digitalen Signals auslöst und

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ein Ausgangs signal erzeugt, wenn keine Inversion der einen Art während eines Zeitintervalls auftritt, das wenigstens zweimal so lang wie die maximale Periode der Inversion ist,

eine Vergleichs- und Steuereinrichtung, die auf ein Signal anspricht, das dem Ausgangssignal der Zeitgebereinrichtung entspricht, um ein Plattenantriebssteuersignal dadurch zu erzeugen, das ein Signal, das dem Ausgangssignal der Zeitgebereinrichtung entspricht, mit einem vorbestimmten Bezugssignal verglichen wird, und eine Plattenantriebseinrichtung zum Antreiben der Platte nach Maßgabe des Plattenantriebssteuersignals,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignalteile eine zugehörige Frequenz haben, und daß das vorbestimmte Bezugssignal einer Frequenz entspricht, die im wesentlichen gleich der Hälfte der Frequenz der Synchronsignalteile ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Signal, das dem Ausgangssignal der Zeitgebereinrichtung entspricht, durch eine Frequenzspannungsumwandlung des Ausgangssignals der Zeitgebereinrichtung erzeugt wird, und daß das vorbestimmte Bezugssignal ein vorbestimmtes Spannungssignal ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3»

gekennzeichnet durch einen Frequenz-Spannungs-Wandler, der einen monostabilen Multivibrator, der auf das Ausgangssignal der Zeitgeber einerichtung anspricht, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, und einen Tießpaßfilter enthält, das mit dem monostabilen Multivibrator verbunden ist, um das Ausgangssignal des monostabilen Multivibra-

tors zu integrieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die. Zeitgebereinrichtung eine erste Einrichtung, die auf das Ausgangssignal der . Abnehmereinrichtung anspricht, um ein erstesAusgangssignal auf eine Positivinversion des digitalen Signals ansprechend zu erzeugen, eine zweite Einrichtung^die auf das Ausgangssignal der Abnehmereinrichtung anspricht, um auf eine Negativinversion des digitalen Signals ansprechend ein zweites Ausgangssignal zu erzeugen, und ein ODER-Glied umfaßt, das ein logisches Signal nach Maßgabe des ersten und zweiten Ausgangssignals erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Einrichtung wiedertriggerbare, monostabile MuItivibratoren umfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Einrichtung Jeweils einen Kondensator, der mit einer Stromquelle verbunden ist, einen Schalter zum Steuern der Aufladung des Kondensators über die Stromquelle, und einen Komparator umfaßt, um einen Spannungspegel über den Kondensator mit einem vorbestimmten Bezugsspannungspegel zu vergleichen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine Positivinversionsdetektbrschaltung aufweist, die

a) einen ersten Inverter mit einem Eingang und einen Ausgang,

b) einen ersten Integrator, der mit dem Ausgang des Inverters verbunden ist und einen Ausgang aufweist,

und

c) ein logisches UND-Glied umfaßt,das einen ersten und einen zweiten Eingang aufweist, die mit dem Eingang des ersten Inverters und dem Ausgang des - ersten Integrators jeweils verbunden sind,

9. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Negativinversionsdetektorschaltung aufweist, die

a) einen zweiten Inverter mit einem Eingang und einem Ausgang,

b) einen zweiten Integrator, der mit dem Eingang des Inverters verbunden ist und einen Ausgang aufweist, und

c) ein logisches UND-Glied umfaßt, das einen ersten und einen zweiten Eingang aufweist, die mit dem Ausgang des zweiten Inverters und dem Ausgang des zweiten Integrators jeweils verbunden sind.

10. ßyhchronsignaldetektor zum Aufnehmen eines Synchronsignals aus einem binären digitalen Signal, wobei das digitale Signal (i) Informationssignalteile,-in denen die Stelle der Inversion des digitalen Signals nach Maßgabe eines analogen Informationssignals bestimmt ist, und (ii) Synchronsignalteile aufweist, die zwei aufeinanderfolgende maximale Perioden der Inversion enthalten, " gekennzeichnet durch eine Zeitgebereinrichtung, die auf das digitale Signal anspricht, um ein Zeitausgangssignal zu erzeugen, wobei die Zeitgebereinrichtung so arbeiten kann, daß sie einen Zeitsteuervorgang von einer Anfaiigsphase auf den Empfang einer Inversion einer Art des digitalen Signals auslöst und ein Zeitausgangssignal dann erzeugt, wenn keine Inversion der einen Art während eines Zeitintervalls auftritt, das im .wesentlichen zweimal so lang wie die maximale Periode der Inversion

ist.

11. Synchronsignaldetektor nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgebereinrichtung eine erste Einrichtung, die auf eine Positivinversion des digitalen Signals ansprechend ein erstes Ausgangssignal erzeugt, eine zweite Einrichtung, die auf eine Negativinversion des digitalen Signals ansprechend ein zweites Ausgangssignal erzeugt und ein ODER-Glied umfaßt, das ein logisches ODER-Signal nach Maßgabe des ersten und zweiten Ausgangssignals erzeugt.

12. Synchronsignaldetektor nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einrichtung wiedertriggerbare monostabiel MuItivibratoren umfassen.

13* Synchronsignaldetektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die orste und die zweite Einrichtung jeweils einen Kondensator, der mit einer Stromquelle verbunden ist, einen Schalter zum Steuern der Aufladung des Kondensators durch die Stromquelle und einen Komparator umfaßt, um einen Spannungspegel über dem Kondensator mit einem vorbestimmten Bezugsspannungssignal zu vergleichen.

1ffs Synchronsignaldetektor nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung weiterhin eine Positivinversionsdetektorschaltung aufweist, die

a) einen ersten Inverter mit einem Eingang und einem Ausgang,

b) einen ersten Integrator, der mit dem Ausgang des Inverters verbunden ist, und

■ c) ein erstes logisches UND-Glied umfaßt, dessen erster und zweiter Eingang mit dem Eingang des ersten Inverters und dem Ausgang des ersten Integrators je-

weils verbunden sind.

15. Synchronsignaldetektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung weiterhin eine Negativinversionsdetektorschaltung aufweist, die

a) einen zweiten Inverter mit einem Eingang und einem Ausgang,

b) einen zweiten Integrator, der mit dem Eingang des Inverters verbunden ist und einen Ausgang aufweist, und

c) ein zweites logisches UND-Glied umfaßt, dessen erster und zweiter Eingang mit dem Ausgang des zweiten Inverters und dem Ausgang des zweiten Integrators jeweils verbunden sind.