JP2881035B2 - サーボ制御装置 - Google Patents

サーボ制御装置

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JP2881035B2
JP2881035B2 JP3016478A JP1647891A JP2881035B2 JP 2881035 B2 JP2881035 B2 JP 2881035B2 JP 3016478 A JP3016478 A JP 3016478A JP 1647891 A JP1647891 A JP 1647891A JP 2881035 B2 JP2881035 B2 JP 2881035B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ビデオテープレコー
ダ(VTR)、デジタルオーディオテープレコーダ(D
AT)、コンパクトディスクプレーヤなどに組込まれる
モータをサーボ制御するサーボ制御装置に関し、特に位
相同期に引込む速度を速くすることのできるサーボ制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】VTR、DAT、コンパクトディスクプ
レーヤなどは、一般のオーディオテープレコーダと相違
して複雑であり、かつ精度が要求される。このため、磁
気テープ、メタルテープ、コンパクトディスクなどに所
定周期のコントロールパルスを記録し、コントロールパ
ルスに基づいてモータの回転位置(回転位相)を制御す
る。このようなモータ制御装置として、VTRのキャプ
スタンモータのサーボ制御装置を例にして説明する。
【0003】図2は、VTRキャプスタンモータ制御装
置のブロック図である。同図を参照して、このキャプス
タンモータの制御装置は、キャプスタンモータ1の回転
周波数を検出するFG回路(Frequency palse generato
r )3と、検出された回転周波数信号を増幅するFGア
ンプ4と、磁気テープ2のトラック2aに記録されたコ
ントロールパルスCTLを再生する磁気ヘッド5と、コ
ントロールパルスを増幅するCTLアンプ6と、増幅さ
れた周波数信号およびコントロールパルスとが入力され
るマイクロコンピュータ7とを有する。なお、16はキ
ャプスタンモータ1を駆動するモータドライバー回路で
ある。
【0004】マイクロコンピュータ7は、速度エラー算
出器8と、位相エラー算出器9と、積分器10と、増幅
率がKs倍にされたアンプ11と、増幅率がKsi倍に
されたアンプ12と、増幅率がKp倍にされたアンプ1
3と、増幅率がKa倍にされたアンプ14と、加算器1
5とを含む。ただし、増幅率Kpはワウフラを考慮して
1より非常に小さくされている。
【0005】以下、図2に示すキャプスタンモータの制
御装置の動作を説明する。VTRでは、録画時に磁気テ
ープ2に記録される映像信号に組まれる垂直同期信号の
1/2の周波数のコントロールパルスが、磁気テープ2
の走行方向に対して真直ぐに設けられてトラック2aに
記録される。再生時において、磁気テープ2からこのコ
ントロールパルスが映像信号とともに読取られる。読取
られたコントロールパルスは、磁気テープ2を走行させ
るキャプスタンモータ1の回転速度/回転位相を磁気テ
ープ2の走行速度が指定された再生モードに応じた速度
に制御するために用いられる。
【0006】キャプスタンモータ1を制御するキャプス
タンサーボ系は、速度制御系と、速度積分系と、位相制
御系とから構成される。該速度制御系は、FG回路3
と、FGアンプ4と、位相エラー算出器8と、アンプ1
1とから構成される。位相制御系は、磁気ヘッド5と、
CTLアンプ6と、位相エラー算出器9と、アンプ13
とから構成される。速度積分系は、加算器10aと、遅
延回路10bとから構成される。
【0007】前記速度制御系は、キャプスタンモータ1
に取付けられたFG回路3の出力から、キャプスタンモ
ータ1の実際の回転速度を検出する。検出された回転速
度は、速度エラー算出器8において、そのときの再生モ
ードに応じた適正な回転速度に基づいて定められた基準
値ref1と比較され、基準値とのずれが算出される。
この算出された速度誤差は、アンプ11によってKs倍
にされ、さらにアンプ14によってKa倍にされた後
に、モータドライバー16に与えられる。モータドライ
バー16は、増幅された速度誤差信号に応答してキャプ
スタンモータ1の速度を目標値に近付けるように制御す
る。
【0008】次に位相制御系の動作を説明する。磁気ヘ
ッド5によって再生されたコントロールパルスは、CT
Lアンプ6を通して位相エラー算出器9に与えられる。
位相エラー算出器9は、増幅されたコントロールパルス
と、垂直同期信号に基づいて作成された基準信号ref
2とを比較し、コントロールパルスと基準信号ref2
との位相差を位相誤差信号として検出する。そして、検
出結果はアンプ13に与えられ、アンプ13は位相誤差
信号をKp倍に減衰し、積分器10の遅延回路10bに
与える。
【0009】次に速度積分系の動作を説明する。加算器
10aは、遅延回路10bに蓄積された値にキャプスタ
ンモータ1の1回転ごとに入力される速度誤差信号を加
算する。遅延回路10bは加算器10aの出力とアンプ
13からの出力とを加算し、加算結果を加算器10aに
与える。加算器15は、アンプ12によりKsi倍され
た値と、アンプ11によりKS倍された速度誤差信号と
を加算し、アンプ14に与える。
【0010】以上説明したごとく、速度制御系によって
キャプスタンモータの回転速度を制御して、ほほ一定の
目標値に引込んだ後に、位相制御系によってコントロー
ルパルスと垂直同期信号に基づいて作成された基準信号
とを比較して、回転位相を制御する。このようにして速
度制御系、速度積分系、および位相制御系による制御を
行なうことにより、キャプスタンモータ1の回転周期
(ほぼ1KHz)で位相ロックをかけることになるた
め、速度制御系と位相制御系によって制御する一般のモ
ータ制御装置と比較して、位相ゲインが大幅に向上す
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キャプ
スタンモータ1の回転速度が目標値になった状態におい
ては、位相誤差信号の値は大きく、しかも速度積分系の
ゲインはアンプ13のゲインよりも高いため、位相ロッ
クするまでにかなり時間がかかることになる。
【0012】また、この問題を解消するためには、アン
プ13のゲインを切替えることも考えられるが、アンプ
13のゲインを切替えるときに、制御系が乱れることに
なり、スムーズな立上りとはならないという問題があ
る。
【0013】それゆえに、この発明の目的は位相制御の
開始から位相ロックに至るまでの時間を短縮するととも
に、スムーズに位相ロックに引込むことのできるサーボ
制御装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
にこの発明に係るサーボ制御装置は、所定の繰返しパル
スが記録された信号記録媒体を、回転もしくは走行させ
るためのモータに駆動信号を与えて速度制御および位相
制御するように、以下の特徴を有する。すなわち、モー
タの回転速度と所定の速度基準値とを比較して速度誤差
信号を発生する手段と、発生された速度誤差信号に基づ
いてモータの回転速度が所定速度基準値に達した速度ロ
ック状態にあるか否か判定して出力する速度ロック判定
手段と、モータの回転に伴って検出される所定の繰返し
パルスと所定の基準値とを比較して位相誤差信号を発生
する手段と、速度ロック判定手段の判定出力を入力する
とともに、速度誤差信号を逐次入力して積分し、判定出
力が速度ロック状態を示すときは与えられる所定信号を
積分値に代入した結果信号に基づいてモータに駆動信号
を与え、判定出力が非速度ロック状態を示すときは与え
られる所定信号と積分値とを加算した結果信号に基づい
てモータに駆動信号を与える制御手段と、位相誤差信号
出力切換手段とを備える。そして位相誤差信号出力切換
手段は、発生された位相誤差信号と速度ロック判定手段
の判定出力とが入力されて、判定出力が速度ロック状態
を示すときには入力した位相誤差信号を所定信号として
制御手段に出力し、非速度ロック状態を示すときには入
力した位相誤差信号を減衰して所定信号と上て制御手段
に出力する。
【0015】
【作用】以上の本発明では、速度誤差信号の値が目標値
に近付いた場合には、減衰されてない位相誤差信号を選
択し、減衰されてない位相誤差信号を、速度誤差信号の
積分値に代入しているため、位相制御の開始時点におけ
る制御量は従来例と比較して大きくなる。したがって、
位相制御における立上り時間が短縮されることになる。
また、ゲインの切替えを行なっていないため、系を乱す
こともない。
【0016】
【実施例】以下、本発明をVTRのキャプスタンモータ
の制御装置を例にして説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。同図を参照して、図2に示した装置の相違
は、キャプスタンモータ1の回転速度が目標値に近付い
たときに、減衰されていない位相誤差信号を速度誤差信
号の積分値に代入する回路Aが設けられていることであ
る。なお、図2と同じ回路には同一の符号を付し、その
説明は適宜省略する。
【0018】代入回路Aは、速度ロック判定回路20
と、D−FF回路21および22と、EX−ORゲート
23と、選択回路24と、クリア入力端子を有する遅延
回路25とを含む。速度ロック判定回路20は、速度エ
ラー算出器8の出力が目標値に基づいて定められたある
基準範囲に入っているかどうかを判定し、基準範囲に入
っている場合には、「1」を出力する。D−FF回路2
1は、入力端子Dが速度ロック判定回路20の出力に接
続され、FGアンプ4からの回転パルス信号に応答して
入力端子Dの状態を出力する。D−FF回路22は、そ
の入力端子DがD−FF回路21の出力端子Qに接続さ
れ、FGアンプ4からの回転パルスに応答して、入力端
子の状態を出力する。EX−ORゲート23は、入力端
子がD−FF回路21および22の出力端子に接続さ
れ、出力が選択回路24および積分器10の遅延回路2
5に接続される。選択回路24は、位相エラー算出器9
とアンプ13に接続され、EX−ORゲート23の出力
が「1」のとき、位相エラー算出器9の出力、すなわち
減衰されていない位相誤差信号を選択する。逆に、EX
−ORゲート23の出力が「O」のとき、アンプ13の
出力、すなわち減衰された位相誤差信号を選択する。遅
延回路25は、選択回路24の出力に接続され、EX−
ORゲート23からの信号が「1」の場合には、蓄積し
た内容をクリアして、減衰されていない位相誤差信号を
取込む。
【0019】以下、図1のサーボ制御装置の動作を説明
する。キャプスタンモータ1に取付けられたFG回路3
によって検出された回転周波数は、FGアンプ4によっ
て増幅された後、マイクロコンピュータ7の速度エラー
算出器8、D−FF回路21、D−FF回路22に与え
られる。また、磁気テープ2に記録されたコントロール
信号は、磁気ヘッド5によって再生される。再生された
コントロール信号は、CTLアンプ6によって増幅され
た後、マイクロコンピュータ7の位相エラー算出器9に
与えられる。マイクロコンピュータ7の速度エラー算出
器8は、FGアンプ4からの速度信号と基準値ref1
とを比較して、速度誤差を算出し、この速度誤差をアン
プ11に与えるとともに、積分器10に与える。アンプ
11に与えられた速度誤差信号は、Ks倍された後、加
算器15に与えられる。加算器15に与えられた速度誤
差信号は、アンプ14によってKa倍された後、モータ
ドライバー16に与えられる。モータドライバー16
は、アンプ11およびアンプ14によって増幅されたデ
ジタル信号である速度誤差信号をアナログ信号に変換
し、キャプスタンモータ1に与える。
【0020】マイクロコンピュータ7の位相エラー算出
器9は、CTLアンプ6からのコントロール信号と、垂
直同期信号に基づいて作成された基準信号ref2とを
比較して、位相誤差を算出し、算出した位相誤差をアン
プ13および代入回路Aに与える。アンプ13に与えら
れた位相誤差信号はアンプ13によってKp倍に減衰さ
れた後、積分器10の遅延回路25に与えられる。この
ようにして制御することにより、キャプスタンモータ1
の回転速度が目標値に近づき、速度エラー算出器8から
出力される速度誤差の値が所定の範囲よりも小さくなる
と、速度ロック判定回路20から「1」が出力される。
速度ロック判定回路20の出力が「1」の場合には、D
−FF回路21の出力およびD−FF回路22の出力が
順番に「1」となるが、D−FF回路21の出力が
「1」、D−FF回路22の出力が「0」のとき、EX
−ORゲート23の出力は「1」となる。すなわち、E
X−ORゲート23の出力が「1」になるのは、速度ロ
ックした後において、FGアンプ4から出力される1回
目のパルスに対してのみである。
【0021】このEX−ORゲート23の出力「1」に
応答して、選択回路24は位相エラー算出器9の出力す
なわち、減衰されていない位相誤差信号を選択する。こ
の選択された誤差信号を遅延回路25に与える。遅延回
路25は、先に出力されているEX−ORゲート23の
出力「1」に応答して、蓄積した内容をクリアしてお
り、クリアした後に入力される位相エラー算出器9から
の信号を取込む。この減衰されてない位相誤差信号の値
は、アンプ13の出力よりも大きいため、制御量は大き
くなる。この結果、キャプスタンモータ1は急速に位相
同期状態に引込まれる。
【0022】なお、以上の実施例では、VTRのキャプ
スタンモータのサーボ制御を例にして説明したが、VT
Rのキャプスタンモータの制御に変えて、DATにキャ
プスタンモータの制御やコンパクトディスクプレーヤの
回転モータの制御を行なうようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上の本発明であれば、位相制御の開始
時において、速度誤差信号の値が目標の速度に近付いた
場合には、減衰されていない位相誤差信号を速度積分値
に代入しているため、従来例と比較して制御量を大きく
することができ、モータの回転位相を急速に位相同期状
態に引込むことができる。この結果、位相ロックに至る
までの時間を大幅に短縮することができる。また、位相
制御系のゲインを切替えていないため、サーボ系が乱れ
ることもないという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】VTRのキャプスタンモータの制御装置を示す
ブロック図である。
【図2】従来のサーボ制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 キャプスタンモータ 2 磁気テープ 7 マイクロコンピュータ 8 速度エラー算出器 9 位相エラー算出器 10 積分器 11〜14 アンプ 15 加算器 A 代入回路 20 速度ロック判定回路 21、22 D−FF回路 23 EX−ORゲート 24 選択回路 25 遅延回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の繰返しパルスが記録された信号記
    録媒体を、回転もしくは走行させるためのモータに駆動
    信号を与えて速度制御および位相制御するサーボ制御装
    置であって、 前記モータの回転速度と所定の速度基準値とを比較して
    速度誤差信号を発生する手段と、前記速度誤差信号に基づいて前記回転速度が前記所定速
    度基準値に達した速度ロック状態にあるか否かを判定し
    て出力する速度ロック判定手段と、 前記モータの回転に伴って検出される前記 所定の繰返し
    パルスと所定の基準値とを比較して位相誤差信号を発生
    する手段と、前記速度ロック判定手段の判定出力を入力するととも
    に、前記速度誤差信号を逐次入力して積分し、前記判定
    出力が前記速度ロック状態を示すときは与えられる所定
    信号を積分値に代入した結果信号に基づいて前記モータ
    に前記駆動信号を与え、前記判定出力が非速度ロック状
    態を示すときは与えられる所定信号と積分値とを加算し
    た結果信号に基づいて前記モータに前記駆動信号を与え
    る制御手段と、 位相誤差信号出力切換手段とを備え、 前記位相誤差信号出力切換手段は、発生された前記位相
    誤差信号と前記速度ロック判定手段の判定出力とが入力
    されて、前記判定出力が前記速度ロック状態を示すとき
    には入力した前記位相誤差信号を前記所定信号として前
    記制御手段に出力し、非速度ロック状態を示すときには
    入力した前記位相誤差信号を減衰して前記所定信号とし
    て前記制御手段に出力することを特徴とする、 サーボ制
    御装置。
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JPS59181987A (ja) * 1983-03-30 1984-10-16 Canon Inc 映画撮影装置
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