JP3460905B2 - 磁気テープ装置のサーボ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気テープ装置のサ
ーボ回路に関する。このサーボ回路は、カートリッジテ
ープを使用した磁気テープ装置のテープ走行用サーボ回
路であり、２リールテープの走行方向と、加速、減速及
び定速の走行モードに応じてテープリールを回転させる
モータへの供給電流を制御するものである。このような
サーボ回路を小型で簡単かつ安価なディジタル回路で構
成できることが要望されている。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来例による磁気テープ装置のサ
ーボ回路の構成を示し、その説明を行う。

【０００３】この図において、符号１はテープ、２はテ
ープ１の巻き取り側のモータ、３は供給側のモータであ
り、モータ２，３は符号４及び５で示すサーボ回路に接
続されている。双方のサーボ回路４，５は同構成なので
サーボ回路５の内部構成は省略する。

【０００４】サーボ回路４は、ＭＰＵ７と、書込レジス
タ８と、読込レジスタ９と、定電流回路１０と、スイッ
チング回路１１と、パワーアンプ１２と、タコメータ１
３と、レシーバ回路１４と、タコパルスカウンタ１５
と、タコパルス周期測定回路１６と、電流検出回路１７
とを具備して構成されている。

【０００５】また、定電流回路１０は、Ｄ／Ａ変換部１
９と、スピードフィルタ部２０と、ポジジョンフィルタ
部２１と、切替スイッチ部２２と、アンプ回路２３とを
具備して構成されている。

【０００６】また、テープ１は通常、２ｍ／ｓで走行
し、この際のテープテンションは２００ｇ±３０ｇとな
っている。このようなテープ１の走行を行わせるモータ
２の回転軸には図示せぬ２つの円盤形状のスリットが固
定されており、そのスリット間隔を検出することにより
モータ２の回転速度を検出してＭＰＵ７にフィードバッ
クし、これによってモータ２の発生トルクを一定とする
制御を行うようになっている。

【０００７】即ち、そのスリットが回転すると図７に示
す位相の異なるＡ相及びＢ相のパルスがでるようになて
いるが、そのＡ相及びＢ相パルスをタコメータ１３が検
出する。

【０００８】この検出Ａ相及びＢ相パルスがレシーバ回
路１４に入力され、このレシーバ回路１４で、図７に示
すように、検出パルスの立ち上がり及び立ち下がりエッ
ジでタコパルス（ＱＴＰ：Quater Tacho Pulse) を発生
する。タコパルスは符号ｔ１で示すＡ相１周期内に４個
発生されるようになっている。

【０００９】そのタコパルス数をタコパルスカウンタ１
５で検出して読込レジスタ９に保持する。また、タコパ
ルスの１周期ｔ２（図７参照）の時間を、タコパルス周
期測定回路１６で測定し、その周期毎にＭＰＵ７の割込
入力端子へ割り込みデータを入力する。

【００１０】ＭＰＵ７は、その割り込みデータが入力さ
れることによって割り込みがかかる毎に、読込レジスタ
９に保持されたタコパルス数を認識することによって、
モータ２の回転数を所定の回転数とすることによってテ
ープ１走行の制御を行う。

【００１１】即ち、タコパルスの１周期時間データで割
り込みをかけてこの時タコパルス数でテープの速度を検
出する。即ち、図７に示すタコパルスＱＴＰの立ち上が
りエッジ毎に速度を検出している。

【００１２】この制御のためのＭＰＵ７から出力される
走行／停止データを書込レジスタ８が保持する。この保
持されたデータは定電流回路１０へ入力され、定電流回
路１０はそのデータに応じてテープ１の速度を一定とす
る、即ちモータ２の回転速度を一定とするためのモータ
２への供給電流を一定とする制御を行う。

【００１３】即ち、書込レジスタ８に保持された走行／
停止データがＤ／Ａ変換部１９でアナログ信号に変換さ
れ、スピードフィルタ部２０及びポジジョンフィルタ部
２１へ入力される。

【００１４】スピードフィルタ部２０は、ローパスフィ
ルタを用いたものであり、走行データの高周波成分をロ
ーパスフィルタでカットすることによって、モータ２の
軸のぶれにより生じるねじれ共振を防止するものであ
る。

【００１５】ポジジョンフィルタ部２１は、テープ１の
停止時に使用する微分フィルタを用いたものである。テ
ープ１の停止中に例えば人がテープを移動させたような
外乱が生じてテープ１の位置がずれた場合にそのずれを
補正するためのものである。つまり、そのずれ量をタコ
パルス数からＭＰＵ７が把握し、この停止データを微分
フィルタによって微分することにより強調してテープ１
のずれを補正するようになっている。

【００１６】また、書込レジスタ８から走行データが出
力されている場合に切替スイッチ部２２がスピードフィ
ルタ部２０の出力信号を選択してアンプ回路２３へ出力
し、停止データが出力されている場合に切替スイッチ部
２２がポジジョンフィルタ部２１の出力信号を選択して
アンプ回路２３へ出力するようになっている。

【００１７】ここで、アンプ回路２３、スイッチング回
路１１、パワーアンプ１２、モータ２、抵抗器Ｒｓ、電
流検出回路１７のループ構成を図８に示し、そのループ
によるモータ２の電流制御を説明する。

【００１８】アンプ回路２３は、減算器２５によって、
図８に示すようにＤ／Ａ変換部１９からこの図８に示さ
ぬスピードフィルタ部２０又はポジジョンフィルタ部２
１を介して出力される走行／停止データであるアナログ
信号から、電流検出回路１７により検出されたモータ２
の検出電流値を減算することによって、走行／停止アナ
ログ信号に対する検出電流値の誤差を検出し、その誤差
による電流値をアンプ（ＡＭＰ）２６で増幅してスイッ
チング回路１１へ出力する。

【００１９】スイッチング回路１１は、誤差電流値に応
じてパワーアンプ１２に供給されるパルス信号のパルス
幅を設定する。パワーアンプ１２は、ＡＰ，ＡＮ，Ｂ
Ｐ，ＢＮで示すＨ型のトランジスタ等の能動素子と、各
能動素子に並列に接続されるダイオードＤ１〜Ｄ４を用
いた駆動回路で構成されており、速度が一定となるよう
に電流をモータ２へ供給する。

【００２０】つまり、そのモータ２へ供給される電流を
抵抗器Ｒｓを介して電流検出回路１７で検出し、この検
出電流値が、ＭＰＵ７の指示に応じた基準電流値（走行
／停止データ）に常時一致するようになされており、ア
ンプ回路２３の出力電流が一定となるようにフィードバ
ック制御が行われている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の磁気テープ装置のサーボ回路においては、定電流回
路１０がフィードバック回路を構成する上でオペアンプ
及びコンパレータを使用すると構成しやすいといった理
由からアナログ回路によって構成されている。しかし、
アナログ回路では、その構成が大規模で複雑かつ高価格
になる問題があった。

【００２２】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その構成を小型で簡単かつ安価に構成する
ことができる磁気テープ装置のサーボ回路を提供するこ
とを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理図を
示す。この図に示す磁気テープ装置のサーボ回路は、ス
イッチング定電流アンプ１２からテープリール走行用の
モータ２への供給電流が一定となるように演算制御手段
３０からの制御パルスで制御するものであり、本発明の
特徴は、演算制御手段３０に、モータ２の電流を検出す
る電流検出手段１７による検出電流をディジタル値に変
換するＡ／Ｄ変換手段３３と、Ａ／Ｄ変換手段３３で変
換された検出電流値と基準電流値との誤差を検出する誤
差検出手段３４と、複数の誤差に、制御パルスの複数の
デュティーが対応付けられたテーブル３８と、誤差検出
手段３４での検出誤差に対応するデュティーをテーブル
３８から検索し、この検索デュティーに応じて制御パル
スの幅を可変するデュティー変換手段３７とを具備して
構成したことにある。

【００２４】このような構成によれば、アンプ１２及び
電流検出手段１７以外をディジタル回路で構成できるの
で、小型で簡単かつ安価な構成とすることが可能であ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図２は本発明の一実施形態
による磁気テープ装置のサーボ回路のブロック構成図で
ある。この図２に示す一実施形態において図６に示した
従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。

【００２６】図２に示す一実施形態の磁気テープ装置の
サーボ回路が図６に示した従来例回路と異なる点は、Ｍ
ＰＵ７の代わりに符号３０で示すＤＳＰ(Digital Signa
l Processer)を用い、アナログ回路である定電流回路１
０を無くした点にある。

【００２７】即ち、従来例において定電流回路１０が行
っていた処理をＤＳＰ３０が行うようにした。ＤＳＰ３
０の構成を図３に示し、その説明を行う。図３に示すＤ
ＳＰ３０において、３１はモータ基準電流メモリ部、３
２はディジタルフィルタ、３３はＡ／Ｄ変換部、３４は
比較部、３５は誤差検出部、３６は試験測定部、３７は
ＰＷＭ(Pulse Width Modulatoin:パルス幅変調) デュテ
ィー変換部、３８はテーブルメモリ部である。

【００２８】モータ基準電流メモリ部３１は、モータ２
の速度を所定速度とするための基準電流データを記憶す
るものである。ディジタルフィルタ３２は基準電流デー
タを数値化する。この数値化されたデータを以降、基準
電流値という。

【００２９】Ａ／Ｄ変換部３３は、電流検出回路１７で
検出された電流をディジタル信号に変換する。この変換
されたディジタル電流信号を以降、検出電流値という。
比較部３４は、基準電流値と検出電流値との比較を行う
ことによってその誤差を得るものであり、誤差検出部３
５はその誤差から誤差値を検出する。ここで検出される
誤差値では、±で示されるテープテンションの張り／緩
みの方向と、数値で示されるその方向の大きさが表され
る。誤差値は従来例で説明したアンプ回路２３で得られ
る誤差値に対応している。

【００３０】ＰＷＭデュティー変換部３７は、誤差検出
部３５から出力される誤差値に応じた、モータ２へ一定
の駆動電流を流す制御を行うためのパルスのＰＷＭデュ
ティーを、テーブルメモリ部３８に記憶されたテーブル
から読み出し、この読みだされたＰＷＭデュティーでパ
ルスのデュティーを可変し、書込レジスタへ出力する。

【００３１】テーブルメモリ部３８に記憶されたテーブ
ルを図４に示す。このテーブル４０には、予め判明して
いる、誤差値Ｅ０，Ｅ１，…，Ｅｎと、駆動モードにお
けるＰＷＭデュティーＤ０，Ｄ１，…，Ｄｎ及び、回生
モードにおけるＰＷＭデュティーＢ０，Ｂ１，…，Ｂｎ
とが対応付けられている。

【００３２】駆動モードとは、巻き取り側のモータ２が
テープ１を巻き取るモードであり、この際、パワーアン
プ１２からモータ２への電流は、図８に実線矢印Ｉ_A で
示す方向に流れる。

【００３３】回生モードとは、駆動モードに対してテー
プテンションを一定とするために供給側のモータ３でそ
の逆方向にに弱いトルクで引っ張るモードであり、この
際、パワーアンプ１２からモータ２への電流は、破線矢
印Ｉ_B で示す方向に流れる。

【００３４】そのモータ電流値とＰＷＭデュティーとの
関係を図５に示す。この図５から分かるように、符号４
１で示す駆動モード時にはｙ１＝ａｘの直線となり、符
号４２で示す回生モード時にはｙ２＝ｂｘ＋ｃの直線と
なる。

【００３５】試験測定部３６は、電源投入時にモータ２
をロックモードとし、図５に示したモータ電流値とＰＷ
Ｍデュティーとの関係を測定することにより、その電流
リニア性を補正する。

【００３６】即ち、ロックモードとした際の誤差検出部
３５から出力される誤差値が予めロックモードにおいて
判明している誤差値と差がある場合、その差分でテーブ
ルメモリ部３８のテーブル４０の誤差値Ｅ０，Ｅ１，
…，Ｅｎと、ＰＷＭデュティーＤ０，Ｄ１，…，Ｄｎ及
びＢ０，Ｂ１，…，Ｂｎとの対応関係を補正する。

【００３７】この補正によれば、例えばモータ２の抵抗
器Ｒｓの抵抗値が所定値からずれている場合、電流検出
回路１７で得られる検出電流値が異なり、以降駆動モー
ドとした場合に適正なモータ２の速度制御が行えなくな
るのを防止することができる。

【００３８】また、電源投入時にロックモードとして行
うのはモータ電流値とＰＷＭデュティーとの関係のずれ
が瞬時に検出でき、補正を素早くできるからであり、駆
動モード時に行っても素早い補正はできないものの補正
自体は可能である。

【００３９】このような構成において、まず、試験測定
部３６で電源投入時にモータ電流値とＰＷＭデュティー
との関係を測定することにより、必要であれば、テーブ
ルメモリ部３８内のテーブル４０の補正を行う。

【００４０】その後、駆動モードにおいて、電流検出回
路１７で得られる検出電流値と基準電流値との誤差が比
較部３４で求められ、その誤差値が誤差検出部３５で検
出される。この検出された誤差値に対応するＰＷＭデュ
ティーがテーブル４０の参照によってＰＷＭデュティー
変換部３７に読み込まれ、この読み込まれたＰＷＭデュ
ティーによってモータ制御用パルスのデュティーが可変
され、書込レジスタ８に書き込まれる。これによって従
来と同様にモータ２の速度制御を行うことができる。

【００４１】このような構成によればアナログ回路であ
る定電流回路１０を削減したので、全体の回路構成を小
型で簡単かつ安価に構成することができる。また、パワ
ーアンプ１２及び電流検出回路１７以外は、ディジタル
回路としたので、ハードウエアの簡略化が可能であり、
使用変更に対してフレキシブルに対応することができ、
フィードフォワード方式を取り入れた高精度サーボを実
現することができる。また周囲温度が変動してもサーボ
伝達特性が変化しないメリットがある。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全体の回路構成を小型で簡単かつ安価に構成することが
できる。効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施形態による磁気テープ装置のサ
ーボ回路のブロック構成図である。

【図３】図２に示すＤＳＰのブロック構成図である。

【図４】図２に示すテーブルメモリ部３８に格納された
テーブル図である。

【図５】モータ電流値とＰＷＭデュティーとの関係図で
ある。

【図６】従来例の磁気テープ装置のサーボ回路のブロッ
ク構成図である。

【図７】タコパルス（ＱＴＰ）を示す図である。

【図８】図６のモータ電流制御説明図である。

【符号の説明】

２ モータ １２ スイッチング定電流アンプ １７ 電流検出手段 ３０ 演算制御手段 ３３ 誤差検出手段 ３７ デュティー変換手段 ３８ テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/00 - 5/26 H02P 7/00 - 7/34 G05B 11/26 G05B 11/28 G11B 15/46

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定電流アンプからテープリール走行用の
   モータへの供給電流が一定となるように制御する磁気テ
   ープ装置のサーボ回路において、 前記モータの電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段で検出された検出電流値と基準電流値と
   の差を検出する誤差検出手段と、 複数の前記差の値にそれぞれ対応する複数の対応値が関
   係付けられたテーブルと、 該誤差検出手段での検出差に対応する該対応値を該テー
   ブルから検索し、この検索結果に応じてモータへの供給
   電流値を可変する変換手段と、 を具備したことを特徴とする磁気テープ装置のサーボ回
   路。
2. 【請求項２】 前記モータへ供給電流が一定になるよう
   に制御パルスで制御し、前記テーブルに、複数の前記差
   に、駆動モード及び回生モードでの制御パルスの複数の
   デュティーを対応付け、前記変換手段が該駆動モード時
   に、前記検出差に対応する該駆動モード用デュティーを
   該テーブルから検索し、この検索デュティーに応じて該
   制御パルスの幅を可変し、該回生モード時に、前記誤差
   検出手段で検出された差に対応する該回生モード用デュ
   ティーを該テーブルから検索し、この検索デュティーに
   応じて該制御パルスの幅を可変することを特徴とする請
   求項１記載の磁気テープ装置のサーボ回路。
3. 【請求項３】 モータをロックモードとした際の前記検
   出差と、該ロックモード時に本来検出される基準差との
   差分で、前記テーブルの差に対応する前記デュティーを
   補正する試験測定手段を具備したことを特徴とする請求
   項２記載の磁気テープ装置のサーボ回路。