JP2680573B2 - 自動位相調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は回転体等の位相の自動調整装置に関する。 （ロ）従来の技術 ２ヘッドヘリカルスキヤン方式のビデオテープレコー
ダ（VTR）では回転ヘツドを駆動するシリンダモータ及
び、テープを駆動するためのキヤプスタンモータを備え
ており、夫々のモータの回転はサーボ装置によつて制御
されている。 つまり、記録時においてはシリンダモータが記録する
映像信号に対して所定の同期関係で正確に回転しなけれ
ばならず、キヤプスタンモータが正確に回転しなければ
ならない。再生時においてはシリンダモータが正確に回
転するとともに、キヤプスタンモータは正しいトラツキ
ングが行なわれるよう位相制御されるものである。 さて、シリンダモータの位相サーボでは、例えば8mmVTR
では、２つの回転ヘッドからの再生出力の切換に利用さ
れるヘッド切換（RFSW）信号のエツジと、記録される映
像信号の垂直同期信号との位相差が6H±1.5（NTSC方
式）となる様に、制御を行なわなければならない。 この位相差の設定は、各セツト毎に記録モードにおい
て、調整することが普通行なわれている。又、特公昭52
−4449号公報（102E215.2）に示された様に、位相を自
動的に調整せしめる装置も提案されている。 （ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の自動位相調整装置はヘツドモータ
のTACHパルスと位相比較する基準信号の位相を、複合同
期信号の特定位相と合致する様位相調整を行なうので、
その構成が複雑となつている。 そこで、本発明は構成の簡単な自動位相調整装置を提
供しようとするものである。 （ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、位相基準信号を基に複数の回転ヘッドを有
する回転体の回転位相を制御する自動位相調整装置にお
いて、基準クロックを計数する位相基準カウンタ手段
と、前記位相基準信号の所定のタイミングにおける前記
位相基準カウンタの計数値を第１計数値として検出する
第１検出手段と、前記第１計数値を検出した後前記位相
基準信号の所定のタイミングにおける前記位相基準カウ
ンタの計数値を所定値に設定する計数値設定手段と、前
記回転体の回転に応じて発生し且つ前記複数の回転ヘッ
ドの接続を選択的に切換るヘッド切換信号の所定のタイ
ミングにおける前記位相基準カウンタの計数値を第２計
数値として検出する第２検出手段と、前記第１計数値と
前記第２計数値との差が所定の範囲内に入る様に前記所
定値を変更する所定値変更手段と、前記回転体の回転に
応じて発生し且つ前記回転体の回転位相を示す位相検出
信号の所定のタイミングにおける前記位相基準カウンタ
手段の計数値に対応した値を位相差データとして検出す
る第３検出手段と、前記位相差データの大きさに基づい
て位相エラー信号を作成する位相エラー信号作成手段
と、を具備した。 （ホ）作用 回転がほぼ定常状態のときに、以上の如くカウンタに
数値が設定されることにより、カウンタの計数動作が基
準信号と回転位相を示す信号との位相差を所定値となる
ように行なわれるので、自動的に位相が調整される。 （ヘ）実施例 以下図面に従い本発明の実施例を説明する。 本発明に係るシリンダモータ制御装置は、ワンチツプ
マイクロコンピユータ（HD6305Z）（１）により構成さ
れている（第５図参照）。このマイクロコンピユータ
（１）はCPU（２）、ROM（３）、レジスタ（又はRAM）
（４）、入出力ポート（５）、第１タイマカウンタ
（６）、第２タイマカウンタ（リフアレンスカウンタ）
（７）等を有する。 マイクロコンピユータ（１）の入力としては、シリン
ダモータのFG信号がインプツトキヤプチヤ割り込み端子
（８）に、垂直同期信号がマスク可能な割り込み端子
（９）（再生時はマスクされる）に、シリンダモータの
PG信号がノンマスカラブル割り込み端子（10）に印加さ
れる。又VTRの動作モードを示す信号も供給されてい
る。更に入出力ポート（５）から出力される制御信号は
シリンダモータの回転を制御するものであり、シリンダ
モータの駆動回路に供給される。 第１、第２タイマカウンタ（６）（７）はマイクロコ
ンピユータ（１）のクロツク（4MHz）に関連して１μse
cの周期で計数値が変化するアツプカウンタである。そ
して第１タイマカウンタ（６）はインプツトキヤプチヤ
割り込みに関連し、第２タイマカウンタ（リフアレンス
カウンタ）（７）は設定された数値（リフアレンス周期
データ）と計数値が一致すると割り込みが発生し（カウ
ンタマツチ割り込み）、リセツトされることにより、そ
のオーバーフローの周期を変更できる様になつている。 又、記録時においては第２タイマカウンタ（７）の計
数は垂直同期信号と所定の関係となる様に、垂直同期信
号のタイミングで第２カウンタには所定値がプリセツト
される。 次に位相エラー信号、速度エラー信号の作成につい
て、第６図〜第９図に従い説明する。位相エラー信号及
び速度エラー信号は共にモータのFG信号に基づいて作成
される。 FG信号（イ）（モータの回転速度に関連する）が立下
がると、インプツトキヤプチヤ割り込みが行なわれる。
つまり、その時の第１タイマカウンタ（６）の計数値
（ａ）がまずインプツトキヤプチヤレジスタ（図示せ
ず）に記憶される。これはFG信号（イ）の立下り時点に
おいてマイクロコンピユータ（１）は何の動作を行なつ
ているか特定できず、この動作が終了してから、第１タ
イマカウンタ（６）の計数値を記憶したのでは正確な位
相差の測定ができないからである。 FG信号（イ）の立下り時に行なつている動作が終了す
ると、FG信号の割り込み処理が行なわれる。この割り込
み処理では、この割り込み処理が開始された時点で第１
タイマカウンタ（６）がリセツトされ、その時のタイマ
データ（ｂ）がレジスタR2に記憶される（71）。又、イ
ンプツトキヤプチヤレジスタのデータ（ａ）はレジスタ
R1に、第１タイマカウンタ（６）のリセツトのタイミン
グのリフアレンスタイマ（７）の計数値（ｇ）はレジス
タR5にストアされる（72）（73）。 位相基準（ハ）（リフアレンスタイマ（７）のリセツ
トタイミング）とFG信号の立下り（イ）との位相差デー
タ（T_P）は上記のデータを用いて次式のように求めるこ
とができる。 T_P＝ｇ−（ｂ−ａ） …（１） この位相差データ（T_P）から位相エラー信号を作成す
るのは次の様にして行なわれる。（ニ）に示される様に
位相バイアス（T_DP）、位相ロツクレンジ（T_SP）、位相
エラー信号（D_PH）（ｎビツト）とすると この動作については第７図の（75）〜（79）に示され
ている 速度エラー信号は第１タイマカウンタ（６）によつて
FG信号（ａ）の周期（T_FG）を計測し、このデータに基
づき作成される。速度エラー信号の場合FG信号の２回の
立下りで１個のデータが作成される。すなわち、第８図
に示した様に、FG信号の周期（T_FG）は次式のように求
めることができる。 T_FG＝（ｃ−０）＋（ｂ−ａ） …（３） つまり、位相差データ（T_P）を求める場合と同じよう
にして、FG信号（ａ）の立下りのタイミングで、インプ
ツトキヤプチヤレジスタに、この立下りタイミングでの
第１タイマカウンタ（６）の計数値を記憶せしめる。FG
信号立下り時点でのマイクロコンピユータ（１）の動作
が終了すると、FG信号による割り込み動作が行なわれ
る。そして第９図、（91）〜（94）の動作を行なうこと
により、FG周期（T_FG）をマイクロコンピユータ動作状
態にかかわりなく、正確に計測することができる。 第８図に示されている様に、速度バイアス（T_DS）、
速度ロツクレンジ（T_SS）、速度エラー信号（D_SP）とす
るとFG周期データ（T_FG）から速度エラー信号は次の様
に作成される。 この動作については第９図の（95）〜（99）に示され
ている。又、速度エラー信号（D_SP）作成後、データ
（ｃ）（ｄ）を次回のFG割り込み処理に用いるため、夫
々レジスタR3、R4に転送する（第９図、（100）（10
1））。そして元の処理に戻る（102）。 上記の位相エラー信号及び速度エラー信号はマイクロ
コンピユータ（１）内で合成され、制御信号として出力
されることになる。 尚、実施例において、シリンダモータのFG信号は１回
転につき24個発生する。そこでNTSCの場合正規の回転状
態では720Hzとなる。そして、マイクロコンピユータ
（１）ではこれをソフト的に1/2分周して360Hzのサンプ
リング周波数で速度エラー信号を作成し、更に1/2分周
して180Hzのサンプリング周波数で位相エラー信号を作
成している。又、速度バイアス（T_DS）は再生モードに
よつて異なり、位相バイアス（T_DP）は2304μsecに固定
されている。速度及び位相ロツクレンジ（T_SS）（T_SP）
は1024μsec（10ビツトに対応する）に固定されてい
る。 VTRの再生時においてはシリンダモータはリフアレン
スカウンタ（７）のオーバーフロー周期に同期して位相
制御され正確に回転しておればよいが記録時にはヘツド
の回転位相が記録しようとする映像信号の垂直同期信号
と所定の関係となる様に位相制御される必要がある。そ
して、上記所定の関係とは通常規格で定められており、
いわゆる8mmVTRのNTSC方式ではヘツドの回転位相と関連
するヘツド切換信号（RFSW）と垂直同期信号の位相差が
6H±1.5H（Ｈは水平走査期間）となる様に設定されてい
る。 そこで、まず実施例におけるRFSW信号の作成について
説明する（第10図参照）。前述の様にシリンダモータか
らはFG信号と共に１回転について１個出力されるPG信号
（回転位相を表わす）も出力されている。そして、この
PG信号の位相は回転ヘツドの回転位相と所定の関係にあ
る。 このPG信号のタイミングを基準としてシリンダモータ
からのFG信号（１回転につき24個出力される）に１〜12
及び１〜24の番号を付与する（第10図参照）。具体的に
はFG信号（ハ）の立下りを検出した割り込みにおいて、
あるレジスタ（DSCNT）の値を１個ずつ増やして12まで
設定されると次は１に戻る動作を繰り返す。又レジスタ
（DPCNT）については24まで増やして１に戻す動作を繰
り返す。そして、PG信号（ニ）の立下りを検出した割り
込み動作において、このレジスタ（DSCNT及びDPCNT）の
値を「２」に設定する様にする。 レジスタ（DSCNT）の値が５、６であるときＬレベル
となるビデオセンタ調整パルス（ホ）が端子（11）より
出力され（第５図）、トランジスタ（Q₁）、可変抵抗
（VR）、コンデンサ（C₁）、インバータ（INV）よりな
る遅延回路（12）で遅延された後、再びマイクロコンピ
ユータ（１）に入力される（13）。 この遅延されたビデオセンタ調整パルス（ヘ）の立下
りでRFSW信号のエツジが作成される。このとき、レジス
タ（DPCNT）の値が12より小さいときRFSW信号（ト）は
立上り、12より大きいときは立下る様に作成される。 可変抵抗（VR）を調整することにより遅延時間が変更
でき（180μsec〜960μsecの範囲）。これによりビデオ
センターを規格に合せることができる。 又、レジスタ（DSCNT）が同じ値（180度離れている）
のタイミングを基本にして、RFSW信号（ト）を作成する
ので、デユーテイ調整は不要である。 以上の様にRFSW信号を作成するので、RFSW信号（ト）
のエツジはDSCNTが５、６の間に存在する。そこで記録
時の位相エラー信号の作成動作は、垂直同期信号（第３
図（ｂ））がマイクロコンピユータ（１）に入力された
とき（DSCNT）が５又は６のときに限り、再生時と同じ
方法で作成された位相エラー信号を出力する様にする
（第３図（ｆ））。そして、垂直同期信号が入力された
ときDSCNTの値が１〜４のときにはＬレベルを、７〜12
のときにはＨレベルを出力する。これにより、垂直同期
信号（ｂ）とRFSW信号（ａ）とを所定の関係に保ちなが
ら位相制御を行なうことができる。尚、第３図（ｄ）
は、リフアレンスカウンタ（７）の計数動作を示し、
（ｅ）は再生時の位相エラー信号の作成を示している。 次に、垂直同期信号とRFSW信号の位相差を自動的に6H
に調整する動作について説明する。 リフアレンスカウンタ（７）のオーバーフロー（リセ
ツト）のタイミングは垂直同期信号に同期しなければな
らない。そこで垂直同期信号の割り込み処理において、
リフアレンスカウンタに所定値をプリセツトする。 ところで、前述のビデオセンタ調整のためFG信号（位
相制御に用いられる）とRFSW信号との位相関係はVTRの
各セツトによつて異なることになる。そこで、リフアレ
ンスカウンタ（７）に設定する数値をセツト毎に変更す
る必要がある。つまりこの所定値を次の様に定めること
により垂直同期信号とRFSW信号の位相差を6Hに設定でき
る（第４図）。位相ロツク状態でのRFSW信号（ロ）のエ
ツジのタイミングで、レフアレンスカウンタ（７）の計
数値（Ｒ）をレジスタに記憶せしめる。（RF割り込み処
理）そして、続いて発生する垂直同期信号（ハ）の立下
りのタイミングで、（Ｒ＋6H）に相当するデータを、リ
フアレンスカウンタ（７）にセツトする。この動作によ
つて、リフアレンスカウンタ（７）は垂直同期信号
（ハ）とRFSW信号（ロ）の位相差が6Hとなる様な計数動
作を行なうことになる。 ところが、上記の動作だけではシリンダモータの回転
変動が生じたときに、リフアレンスカウンタ（７）にセ
ツトされるデータが毎回異なるものとなり、位相サーボ
が安定しない。 そこで、実際には第１及び第２図に示す処理を行なつ
ている。すなわち、RFSW信号のエツジがマイクロコンピ
ユータ（１）に入力されると（実際にはビデオセンタ調
整パルスの入力）、RF割り込み処理が行なわれ、そのタ
イミングでのリフアレンスカウンタ（７）の計数値がレ
ジスタR10に記憶せしめられ（22）、元の処理に戻る（2
3）（第２図）。 このRF割り込み処理に続いて、マイクロコンピユータ
（１）に垂直同期信号が印加され、垂直同期信号割り込
みが実行される。ここでは、まず垂直同期信号割り込み
のタイミングでのリフアレンスカウンタ（７）の計数値
がレジスタR11に記憶せしめられる（25）。次のステツ
プとして、シリンダモータが位相ロツク状態であるかど
うかがチエツクされ（26）、位相ロツク状態でなけれ
ば、リフアレンスカウンタ（７）にあらかじめ定められ
た一定値（Ｌ）を設定し（27）、フラグ（Ｆ）を「０」
にして（28）、元の処理に戻る（29）。 位相ロツク状態であるかどうかの検出には位相エラー
信号（又は位相差データ）が所定範囲の値を所定時間
（例えばFG周期100個分）の間持続した場合、位相ロツ
ク状態であると判別する様にしている。 シリンダサーボが位相ロツク状態になつていれば所定
の数値Ｌをリフアレンスカウンタ（７）に設定し（3
0）、フラグ（Ｆ）が「１」であるかどうかチエツクす
る（31）。「１」でないときにはレジスタR11の値から
レジスタR10の値を減算し、結果をレジスタR12に設定す
る（32）。この値はRFSW信号のエツジと垂直同期信号と
の位相差を示すデータになる。そこでこの値が6H±0.2
の範囲内にあるかどうかをチエツクする（33）（36）。 レジスタR12の値が6.2Hより大きいときは前記一定値
（Ｌ）に所定の値（１）を加えた数値を新しい（Ｌ）と
して（34）、フラグ（Ｆ）を「０」に設定し（35）、元
の処理に戻る（43）。 レジスタR12の値が5.8Hよりも小さいときには前記一
定値から所定の値（１）を減算した数値を新しい（Ｌ）
として（37）、手続（35）（43）を行なう。 位相差（レジスタR12）が6H±0.2の範囲内にあれば、
フラグ（Ｆ）を「１」にセツトし（38）、手続（43）を
行なう。 つまり、RFSW信号と垂直同期信号の位相差が6H±0.2H
の範囲内に入るまで、垂直同期信号のタイミングにより
リフアレンスカウンタ（７）にセツトする数値を、徐々
に変えてゆく動作が行なわれる。そして一担上記範囲内
に引き込まれるとフラグ（Ｆ）が「１」となり、徐々に
変更する動作は以後行なわれなくなる。 一担上記範囲内に引き込まれた後は、その時の位相差
を検出して（39）、この位相差（レジスタR12の値）が6
H±0.5Hの範囲内にあるかどうかをチエツクする（4
0）。範囲内にあれば、フラグ（Ｆ）は「１」のままと
し（41）、手順（43）を行なう。位相差が6H±0.5Hの範
囲から外れたときには、フラグ（Ｆ）は「０」にされる
（42）。つまり、次の垂直同期信号割り込みから、リフ
アレンスカウンタへの設定値を変更する動作が実質的に
開始されることになる。 すなわち、上記動作によりRFSW信号と垂直同期信号と
の位相差が6H±0.5Hの間に維持されることになるととも
にサーボのハンチング状態がおこらないことになる。 次に、リフアレンスカウンタ（７）の周期の自動設定
動作について説明する。 前述の様に、リフアレンスカウンタ（７）はマイクロ
コンピユータ（１）のクロツク（4MHz）の４サイクルで
１つアツプカウント動作を行なうものであるから、１μ
secの周期で計数値が変化する。そしてカウンタマツチ
割り込みが行なわれる周期（リフアレンスカウンタ周
期）はソフトウエア的に設定される数値によつて変更す
ることができる。しかし、このリフアレンスカウンタ周
波数は垂直同期信号周波数の整数倍でなければならな
い。そうでなければFG信号とリフアレンスカウンタ
（７）との間で行なわれる位相制御において、リフアレ
ンス周期の不均一が生じ、シリンダ回転ムラが発生し、
ジツタが大きくなつてしまうからである。 すなわち、マイクロコンピユータ（１）のクロツク周
波数が常に正確であるならば、カウンタマツチ割り込み
のために設定する数値は一定であればよいが、実際には
誤差があり、固定値にすることはむずかしい。誤差があ
るとリフアレンス周期が垂直同期周期の整数分の１にな
らず、リフアレンス周期が不均一となつてシリンダ回転
にジツタが生じてしまう。 そこでリフアレンスカウンタ周期を自動的に入力され
ている垂直同期周期の整数分の１となる様に設定する動
作が必要である。 それには第11図の動作を行なえばよい。垂直同期信号
の割り込みのときに、その垂直同期信号のタイミングで
のレフアレンスカウンタ（７）の計数値をレジスタR11
に記憶させ（25）、その後、レフアレンスカウンタ
（７）に数値（Ｌ）をセツトする（30）。そしてこのレ
ジスタR11の値が、垂直同期信号のタイミングで設定す
べき数値（Ｌ）と比較して、大きいか、小さいか又は等
しいかを判別する（53）（54）。等しいときはレジスタ
Ａに「２」を設定して（55）、元の処理に戻る（59）。
このレジスタＡについては電源ONのときに「２」を設定
する様にしておけばよい。 レジスタR11の値が数値（Ｌ）よりも大きいときには
レジスタＡが「１」かどうか調べる（56）。「１」であ
れば元の処理に戻る（59）。「１」でなければリフアレ
ンスカウンタ（７）の計数値と比較される２進数データ
Ｔ（リフアレンス周期データ）に「１」を加え（57）、
レジスタＡに「０」を設定し（58）、元の処理に戻る
（59）。 レジスタR11の値が数値（Ｌ）よりも小さいときに
は、まずレジスタＡの値が「０」かどうか調べる（6
0）。Ａが「０」なら元の処理に戻る（59）。「０」で
なければ、リフアレンス周期データＴから「１」を減じ
て（61）、レジスタＡに「１」を設定して（62）、元の
処理に戻る（59）。 つまり、リフアレンス周期が180Hzの場合には第12図
の如くリフアレンス周期３回に１回の割合で、リフアレ
ンスカウンタ（７）に数値（Ｌ）がセツトされる。そし
てリフアレンス周期が垂直同期信号周期の1/3でなけれ
ば、レジスタR11の値と設定する数値（Ｌ）とが一致し
ない。第12図の如くＬ＞R11であれば、設定されたリフ
アレンス周期Ｔが垂直同期信号周期の1/3より大きいこ
とになる。そこで、垂直同期信号の割り込み毎にリフア
レンス周期Ｔを減少させてゆく。そして、R11＞Ｌとな
つたとき、リフアレンス周期Ｔの変更をやめる。 最初にR11＞Ｌであつた場合には、逆にリフアレンス
周期Ｔの徐々の増加が実行され、R11＜Ｌとなつた時に
変更動作が終了する。これらの動作によりリフアレンス
周期Ｔは垂直同期信号の整数分の１に量子化誤差（１μ
sec）の範囲内で一致し、リフアレンス周期の不均一は
実質上防止できる。 以上に述べた6Hの自動調整とリフアレンスカウンタの
周期の自動設定の動作は共に垂直同期信号割り込みとし
て行なわれるものであり、実際には第１図と第11図は一
つにした動作が行なわれる。すなわち、第11図の（53）
の処理の前に第１図の（25）〜（42）の処理が行なわれ
るものである。 尚、第１図、第11図のＬ及びＴの変化量は、夫々
「１」以外にも最適なものを実験等で選べばよい。例え
ばＬの変化量は0.1H程度にしてもよい。 （ト）発明の効果 以上述べた様に、本発明によれば自動位相調整装置を
簡単な構成で実現できるので、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本発明の実施例の動作を示すフロー
チヤート、第３図、第４図は波形図、第５図は装置のブ
ロツク図、第６図、第７図、第８図、第９図はエラー信
号作成を説明する説明図、第10図はRFSW信号の作成を説
明する説明図、第11図、第12図はリフアレンス周期の自
動設定を説明する説明図である。 （７）…リフアレンスカウンタ、（１）…マイクロコン
ピユータ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．位相基準信号（Vsync）を基に複数の回転ヘッドを
   有する回転体の回転位相を制御する自動位相調整装置に
   おいて、 基準クロックを計数する位相基準カウンタ手段（７）
   と、 前記位相基準信号の所定のタイミングにおける前記位相
   基準カウンタの計数値を第１計数値として検出する第１
   検出手段（25）と、 前記第１計数値を検出した後前記位相基準信号の所定の
   タイミングにおける前記位相基準カウンタの計数値を所
   定値（Ｌ）に設定する計数値設定手段（27、30）と、 前記回転体の回転に応じて発生し且つ前記複数の回転ヘ
   ッドの接続を選択的に切換るヘッド切換信号（RFSW）の
   所定のタイミングにおける前記位相基準カウンタの計数
   値を第２計数値として検出する第２検出手段（22）と、 前記第１計数値と前記第２計数値との差が所定の範囲内
   に入る様に前記所定値を変更する所定値変更手段（31〜
   42）と、 前記回転体の回転に応じて発生し且つ前記回転体の回転
   位相を示す位相検出信号（FG）の所定のタイミングにお
   ける前記位相基準カウンタ手段の計数値に対応した値を
   位相差データとして検出する第３検出手段（71〜74）
   と、 前記位相差データの大きさに基づいて位相エラー信号を
   作成する位相エラー信号作成手段（75〜79）と、 を有する自動位相調整装置。 ２．前記所定値変更手段は、前記第１計数値と前記第２
   計数値との差が所定の範囲内に入るまで前記所定値を徐
   々に変更する機能を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の自動位相調整装置。