JP2718751B2 - 回転駆動体の同期化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばデジタルオーディオテープレコー
ダのような磁気記録再生装置において、回転ヘッドを有
するドラムの回転周波数及び位相を制御する回転駆動体
の同期化装置に関する。

（従来の技術） 磁気記録再生装置に使用されているドラムモータのサ
ーボシステムは、第４図に示すように構成されている。

入力端子１のオーディオ信号は、アナログデジタル
（A/D）変換器２において量子化され、信号処理部２に
供給される。信号処理部３は、デジタルオーディオ信号
に対して、インターリーブ処理、誤り訂正符号の付加処
理、時分秒，曲番などのオーディオ信号以外の情報（サ
ブコードデータ）を付加し、その出力を変調器４に供給
する。変調器４では入力データを磁気記録再生に適する
周波数帯域に変換し、加算器５に供給する。加算器５で
は、記録信号にトラッキング発生器６からのトラッキン
グ信号を加えて出力し、増幅器７を介して磁気ヘッド８
に供給する。

磁気ヘッド８は回転ドラム10に設けられており、回転
ドラム10はモータ11により駆動される。モータ10の回転
状況は、周波数及び位相検出器12により検出されるもの
で、その回転検出信号は、ドラムサーボ回路13に入力さ
れる。ドラムサーボ回路13は、回転検出信号の周波数及
び位相を検波することにより、モータ回転の目標値から
のずれを検出し、そのずれ量に応じてモータ11の回転速
度を制御する。これによりモータ11の回転は、一定に保
持されるように図られている。

マスタークロック発生器14は、安定した水晶発振器か
らの出力を用いてA/D変換器２におけるサンプリングパ
ルス、ドラムサーボ回路13における位相基準信号等を作
成している。

第５図はドラムサーボ回路13の構成を更に詳しく示し
ている。周波数及び位相検出器12の出力は、その周波数
信号が周波数検出器21に入力される。周波数検出器21
は、予め設定した周波数に対する入力信号の周波数ずれ
量に応じた周波数誤差信号E1を出力して加算器22に供給
する。加算器22の出力は、駆動増幅器24に供給されモー
タドライブ電圧を制御することになる。これによりモー
タ11の回転周波数は、目標とする周波数になるまで制御
される。

また、周波数及び位相検出器12からの位相信号は、位
相検波器23に入力される。位相検波器23は、入力した周
波数信号と、位相基準信号との位相比較を行ない両入力
信号の位相差に応じた位相誤差信号E2を出力し、加算器
22に供給する。但し、位相検波器23は、周波数検出器21
から周波数ロック信号P1が出力されるまでは、その出力
を停止している。周波数検出器21は、入力周波数信号
が、予め設定周波数領域の範囲以内になると上記周波数
ロック信号P1を出力するように設計されている。これ
は、サーボシステムの動作手順としては、先ずモータ11
の回転周波数を目標値まで制御し、それから細かい位相
制御を行なう方が円滑な制御を得られるからである。

ところで、上記した従来のサーボシステムによると回
転ドラム10を回転させるためにモータ11を起動させてか
ら、系が安定つまりモータ11が周波数及び位相ロックす
るまでに最大１〜２秒かかるという問題がある。

このために、磁気記録再生装置の瞬時記録を行なう場
合、回転ドラムの回転速度の立上がりが遅く、このこと
が磁気記録再生装置の機能を向上し瞬時記録を行なわせ
る場合の障害となっている。

第６図及び、第７図は上記サーボシステムを更に検討
するために示した特性図である。第６図は周波数検出器
21の特性である。入力周波数信号の周波数がセンター
（ドラム角速度が目標値）であれば、周波数誤差電圧E1
は零であり、入力周波数信号の周波数が高いと誤差電圧
は低くなり、入力周波数信号の周波数が低いと誤差電圧
は高くなる。第７図は、位相検波器23の特性であり、位
相誤差電圧E2がリニアに変化する範囲（ダイナミックレ
ンジ）は、位相基準信号と周波数信号とのずれが約17゜
（＝0.3rad）程度である。このリニア領域においてセン
ターを基準にし、位相基準信号に対して位相信号の位相
が進んでいると位相誤差電圧E2は低くなり、位相信号が
遅れていると位相誤差電圧E2は高くなる。これリニア領
域以上のずれがあった場合は飽和状態である。このリニ
ア領域は非常に狭いが、これは、システムがデジタル化
された場合、電子化誤差、ビット数により制約を受ける
ために、ダイナミックレンジを拡張することが困難なた
めである。

ここで、上記のサーボシステムは、先ず周波数ロック
信号P1が得られた後、位相検波器23の動作が得られる
が、このときの位相信号と位相基準信号との位相誤差が
必ずしもリニア領域の範囲以内でずれているとは限らな
い。この結果、位相信号と位相基準信号との位相誤差が
自然にリニア領域の範囲になるまで待つことになる。こ
のリニア領域になると、初めて位相ロック動作が得られ
ることになる。従って、系が安定するまでに上述した１
〜２秒の時間を要することになる。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、従来の回転駆動体の同期化装置は、
良好な位相ロック動作を得るまでに長い軸管を要し、磁
気記録再生装置のクイック記録機能を実現するのに支障
となっている。

そこでこの発明は、回転駆動体を起動したときに瞬間
に位相ロック動作が得られるようにした回転駆動体の同
期化装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、回転体の回転検出信号の位相誤差を検出
する位相検波器に入力する基準信号をコントロールする
ものである。すなわち、プリセッタブル分周器を介して
前記基準信号を得るように構成する。そして、プリセッ
ト信号生成回路によりプリセッタブル分周器のプリセッ
トを行なう場合、前記位相検波器で比較される信号の位
相ずれが所定範囲以内であることを示すときに得られる
位相ロック信号が無く、かつ周波数検波器からの周波数
ロック信号と前記回転検出信号の所定位相のタイミング
で行なうようにするものである。

（作用） 上記の手段により、周波数ロックが行われた後は、回
転検出信号と基準信号との位相が自然に任せてロックさ
れるのを待つのでは無く、プリセッタブル分周器のプリ
セットにより、基準信号のほうが回転検出信号の位相に
合うように修正されることになり、位相ロック状態を早
く得ることができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。31は磁気記録再
生装置の回転ドラムであり、磁気ヘッドを有する。回転
ドラム31は、ドラムモータ32により回転駆動され、その
回転状況は周波数及び位相検出器33により検出される。
周波数及び位相検出器33からの周波数信号は、周波数検
出器34に入力される。周波数検出器34は、周波数信号が
予め定めた周波数の範囲以内であるかを検出するととも
に、その周波数ずれを検出し、周波数誤差信号E1を加算
器35に供給する。加算器35の出力は、駆動増幅器36に制
御電圧として供給され、駆動増幅器36は制御電圧に応じ
てモータ32の回転速度を制御する。これによりモータ32
の回転速度が調整され目標とする回転周波数に維持され
る。

更に、周波数及び位相検出器33からの位相信号は、位
相検波器37に入力される。位相検波器37は、位相信号と
プリセッタブル分周器39からの基準信号との位相を比較
し、その位相誤差信号E2を出力して加算器35に供給す
る。但し、位相検波器37は、周波数検出器34から周波数
信号が所望の周波数領域になったことを示す周波数ロッ
ク信号P1が入力した後に動作する。さらに、位相検波器
37は、位相信号と基準信号との位相ずれが、所定の範囲
以内、例えば第７図で示したリニア領域になった時に位
相ロック信号P2を出力する。

周波数検出信号と周波数ロック信号P1さらに位相ロッ
ク信号P2とは、プリセット信号生成回路38に入力され
る。プリセット信号生成回路38は、位相検波器37で比較
される信号の位相ずれが所定範囲以内であることを示す
ときに得られる位相ロック信号P2が無く、かつ周波数ロ
ック信号P1と位相信号の所定位相のタイミングでプリセ
ット信号P3を出力して、プリセット分周器39をプリセッ
トする。

これにより、基準信号と位相信号とは、一挙に位相ず
れが解消され、位相制御範囲（リニア範囲）に引込まれ
ることになる。すると、位相検波波器37からは、位相ロ
ック信号P2が得られ、プリセット信号生成回路38の動作
が禁止される。以後の動作は、周波数及び位相ロックが
得られた状態の制御状態となる。

第２図は、第１図の回路の各部の信号波形を示してい
る。第２図（ａ）〜第２図（ｅ）に見られるように、回
転検出信号は、モータ32の起動時から次第に回転速度が
上がり、目標の周波数領域になると周波数ロック信号P1
（ローレベルからハイレベル）が得られる。そして、回
転検出信号（周波数信号）がハイレベルになった時に、
プリセット信号P3が出力される。これにより、プリセッ
タブル分周器39がプリセットされるので、基準信号の位
相が強制的に回転検出信号の所定位相に合せられること
になる。よって、モータ32の起動から短い時間t1で、位
相ロック信号P2（立上がり）を得ることになる。

従来のシステムであると、第２図（ｆ）〜第２図
（ｉ）に見られるように、周波数ロック信号P1が得られ
た後も、基準信号の位相は何等制御されない（基準信号
と回転検出信号との関連付けが無い）ために、基準信号
と回転検出信号との位相が自然に所定範囲になるまで待
つ必要があった。したがって、位相ロック信号を得るま
でには長い時間t2を要した。

上記したように、この実施例によるとモータ32に起動
時から短い時間で所望の回転周波数及び位相制御状態に
引込むことができる。

上記の実施例は、プリセッタブル分周器39に対してプ
リセット信号を与え、プリセット値については言及しな
かった。しかし、プリセット信号を与える時に、その時
の位相ずれ量に応じてプリセット値を選択して与えるよ
うにしても良い。

例えば、理想的な位相ロック状態では、プリセッタブ
ル分周器39のカウント内容と、基準信号、位相信号との
関係が第３図の実線で示すような関係であるとする。
今、周波数ロック信号P1が得られたとき、位相信号が破
線で示すような位相であれば、基準信号と位相信号とは
完全な位相ロック状態にはなっていない。そこで、分周
器39を目標値にプリセットするのでは無く、例えば位相
ずれに応じて選定したプリセット値Ａをプリセットする
ようにすれば、つまり、基準信号が出力される位相を遅
らせてやれば，一挙に基準信号と位相信号とを完全な位
相ロック状態にすることができる。位相ずれ量は、位相
検波器37から出力されているので、これを用いることが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の装置によると、回転駆
動体を起動したときに瞬間に位相ロック動作を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
は第１図の装置の動作を説明するために示したタイミン
グチャート、第３図はこの発明の他の実施例を説明する
ために示したタイミングチャート、第４図は従来のサー
ボ回路を有した磁気記録再生システムの構成説明図、第
５図は従来のサーボ回路を示す図、第６図は第５図の周
波数検出器の特性を示す図、第７図は第５図の位相検波
器の特性を示す図である。 31……回転ドラム、32……モータ、33……周波数及び位
相検出器、34……周波数検出器、35……加算器、36……
駆動増幅器、37……位相検波器、38……プリセット信号
生成回路、39……プリセッタブル分周器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動体の回転周波数を検出した回転検
   出信号が供給され、この回転検出信号が所定周波数から
   ずれていることを示す周波数誤差信号と、前記回転検出
   信号が前記所定周波数の近傍の許容範囲内にあることを
   示す周波数ロック信号を得る周波数検出器と、 前記回転駆動体の回転位相を検出した回転位相信号が供
   給され、この回転位相信号と基準信号との位相を比較
   し、位相誤差を示す位相誤差信号と、この位相誤差信号
   が所定の範囲内にあることを示す位相ロック信号を得る
   位相検波器と、 前記位相誤差信号と、前記周波数誤差信号を合成して前
   記回転駆動体の駆動回路に与える加算器と、 クロック信号を分周して前記基準信号を出力するプリセ
   ット値を可変可能なプリセッタブル分周器と、 前記周波数ロック信号が存在し、前記位相ロック信号が
   存在しないときは、前記回転位相信号に同期して前記プ
   リセッタブル分周器にプリセットタイミングパルスを与
   え、前記周波数ロック信号及び前記位相ロック信号が存
   在するときは、前記プリセットタイミングパルスを停止
   するプリセット信号生成回路とを具備したことを特徴と
   する回転駆動体の同期化装置。