JPH02195572A - 回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フロッピーディスク装置の回転制御回路に好
適・な位相比較回路装置に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする課Ｂ］フロヅビ
ーディスク装置において、インデックスパルスが所定の
周期で発生しているか否かを位相比較器で検出し、所定
周期となるようにモータを制御したい場合がある。

ところで、ディスク回転開始時又はディスク回転中にお
いて、インデックスパルスと基準周波数信号パルスとの
位相が大幅にずれている場合には、両パルスの同期をと
るまでの時間が長くなる。

そこで、本発明の目的は同期状態を迅速に得ることがで
きる位相比較回路装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するための本発明は、基準周波数信号パ
ルスを発生する基準周波数信号発生器と、前記基準周波
数信号パルスと回転装置から得られる回転に対応した検
出周波数信号パルス（例えばインデックス信号パルス）
との位相比較出力を得るための位相比較器と、前記基準
周波数信号パルスと前記検出周波数信号パルスとの位相
差が所定範囲外であるか否かを判定する非同期判定回路
と、前記非同期判定回路から得られる前記位相差が所定
範囲外であることを示す出力に応答して前記基準周波数
信号パルスの送出を停止するように前記基準周波数信号
発生器を制御し、且つ前記検出周波数信号パルスに実質
的に同期して前記基準周波数信号パルスを送出するよう
に前記基準周波数信号発生器を制御する制御回路（例え
ば実施例のリセット回路３０）とから成る位相比較回路
装置に係わるものである。

また、上記目的を達成するための別の発明は、基準周波
数信号パルスを発生する基準周波数信号発生器と、前記
基準周波数信号パルスと回転装置から得られる回転に対
応した検出周波数信号パルス（例えばインデックス信号
パルス）との位相比較出力を得るための位相比較器と、
前記回転装置の駆動を開始させるための起動信号（例え
ばモータオン信号）を与えるための手段（例えば実施例
のモータオン信号ライン３２）と、前記起動信号が発生
した後の最初の前記検出周波数信号パルスに同期して前
記基準周波数信号発生器から前′２基準周波数信号を発
生させるように前ｒ基準周波数信号発生器を制御する制
御回路とから成る位相比較回路装置に係わるものである
。

［作　用］ 本発明によれば、非同期期間（非位相ロック期間）に基
準周波数信号パルスの発生が阻止され、検出周波数信号
パルスが発生した時に基準周波数信号パルスを発生させ
る。これにより、同期状態（位相ロック状態）が強制的
に成立し、位相ロック状態を迅速に得ることができる。

［火方拒例コ 本発明の実施例に係わる３、５インチ型フロッピーディ
スク装置を第１図〜第８図を参照して説明する。

第１図に示すように、金属製ハブ１ａと磁気シートとか
ら成るディスク状記録媒体３の回転Ｒ楕４は、回転軸５
、このｉ１！ＩＩ５に結合されたディスク載置台６、デ
ィスク載置台６上に配設された位置決め兼駆動ビン７と
から成り、軸受８を介してフレーム９に支持されている
。

ブラシレスＷｉモータ１０のモータ軸１１はディスク載
置台６に直結されずに、フレーム９の別の場所に軸受１
１を介して支持されている。

モータ１０の回転をディスク載置台６に伝えるために、
モータ軸１１に固着されたプーリ１３と回転軸５に固着
されたプーリ１４とこれ等にかけられたベルト１５とか
ら成るベルト伝動機構が設けられている。

信号変換素子としての記録再生用磁気ヘッド１６には記
録再生回路１７が接続されている。記録再生回路１７は
記録再生動作制御回路（コントローラ）、記録増幅器、
再生増幅器等から成る公知の回路である。

磁気ヘッド１６は移動機構１８によってディスク状記録
媒体３の半径方向に移動される。

記録媒体３の所定角度位置を示すための磁石から成るイ
ンデックス１つはプーリ１３に固着されている。ハブ１
の孔１ａに位置決め兼駆動ビン７が挿入されているので
、記録媒体３はインデックス１９と一定の角度位置関係
を有する。

インデックスセンサ３０は、インデックス１９の通路に
対向配置されたホール素子から成り、取件部材２１を介
してフレーム９に固着されている。

インデックスセンサ２０に接続された波形整形回路は、
増幅器とコンパレータとを含み、記録媒体３の１回転毎
に１つの方形波パルスから成るインデックスパルス（検
出周波数信号）を発生するものである。

モータ１０に接続された制御駆動回路２３は、比例電流
制御方式に構成されている。即ち、モータの電流の増大
に比例させてモータ電流を増加させてモータ１０の回転
速度を安定化させるように構成されている。従って、こ
の制御駆動回路２３は機械的な速度検出器を持たない。

波形整形回路２２は、記録媒体３におけるトラックの開
始又は終了を知らせるために記録再生回路１７に接続さ
れていると共に、補正信号形成回路２４にも接続されて
いるｙｍ正信号形成回！！！！２４は、基準周波数信号
発生器と、位相比較回路２６と、サンプルホールド回路
２７と、電圧設定図１１２８と、非同期判定回路２９と
、リセット回路３０と、ＮＯＴ回路３１とから成り、電
圧設定回路２８から補正信号を制御駆動回路２３に与え
るように構成されている。

位相比較器２６はＮＯＴ回路３２を介して波形整形回路
２２に接続されていると共に基準周波数信号発生器２５
に接続され、インデックス信号と基準周波数信号との位
相差に対応する出力パルスを発生する９位相比較器２６
に接続されたサンプルボールド回路２７は、位相比較出
力パルスを抽出するサンプリング回路とサンプリングし
た出力をホールドするコンデンサとから成り、位相差に
対応した直流電圧を得る回路である。サンプルホールド
回路２７に接続された電圧設定回路２８は、サンプルホ
ールド回路２７で形成した位相差対応電圧を制御駆動図
ｒ！！１２３に適合する電圧レベルに変換して補正信号
を得、これを制御駆動回路２３に与えるものである。

非同期判定回路２９は、波形整形回路２２と基準周波数
信号発生器２５と位相比較回路２６とに接続され、イン
デックス信号と基準周波数信号との位相差が一定範囲以
内（同期状態）か又は一定範囲外（非同期状態）である
かを判定する。なお、非同期判定回路にはライン３２に
よってモータオン信号が供給されている。

非同期判定回路２つと基準周波数信号発生器２５との間
に接続されたリセット回路３０は、同期状態から非同期
状態になった時に基準周波数信号発生器２５をリセット
し、インデックス信号に同期して基準周波数信号発生器
２５をセット（リセット解除）するものであり、基準周
波数信号発生器２５の制御回路として機能するものであ
る。なお、リセット回路３０にもモータオン信号ライン
３２が接続されており、モータオン信号がモータの起動
を指令した時にインデックス信号に同期して基準周波数
信号発生器２５をセット（リセット解除）するように構
成されている。非同期判定回路２９及びリセット回＃１
３０を設けると、インデックス信号と基準周波数信号と
の同期状態を迅速に得ることが可能になる。

次に、第１図の各部を第２図〜第８図を参照して更に詳
しく説明する０位相比軸回路２６は、第２図に示すよう
に論理回路構成の位相比較器４１と出力用ＦＥＴ４２．
４３とＮＯＴ回路４４とから成る０位相比較器４１は集
積回路ＴＣ５０８１ＡＰによって構成され、この一方の
入力ライン４５は第３図に示す基準周波数信号発生回路
２５に接続され、もう一方の入力ライン４６はＮＯＴ回
路３２を介して波形整形回路２２に接続されている０位
相比較器４１の進み位相出力ライン４７はＦＥＴ４３の
ゲートに接続され、遅れ位相出力ライン４８はＦＥＴ４
２のゲートに接続されている。

一対のＦＥＴ４２．４３は電源端子とグランドとの間に
直列に接続され、これ等の接続中点が位相比較出力ライ
ン４９によって第５図のサンプルボルト回路２７に接続
されている０位相比較器４Ｉのもう一つの出力ライン５
０はＮＯＴ回路４４を介して非同期判定回路２９に接続
されていると共にライン５０ａによってサンプルボール
ド回路２７に接続されている。

第６図、第７図、第８図の（Ｄ）に示す基準周波数信号
が位相比較器４１に入力し、第６図〜第８図の（Ｂ）に
示すインデックス信号がＮＯＴ回路３２で位相反転され
て第６図〜第８図の（Ｃ）に示す正極のインデックスパ
ルスとなって位相比較器４１に入力すると、両人力パル
スの位相差に対応する出力が得られる。即ち出力ライン
４９には第６図〜第８図（Ｅ）の位相比較出力が得られ
、出力ライン５０には第６図〜第８図（Ｆ）に示す出力
が得られる。出力ライン４９の位相比較出力は第６図〜
第８図（Ｂ）のインデックス信号の反転信号である第６
図〜第８図（Ｃ）の前縁と第６図〜第８図（Ｄ）の基準
周波数信号の前縁との差に対応するパルス幅を有する正
方向又は負方向のパルスである。ライン５０の出力は第
６図〜第８図（Ｆ）に示すように進み位相と遅れ位相と
に無関係に位相差を示す負方向のパルスが得られる。

非同期判定回路２９は、第２図に示すようにＡＮＤゲー
ト５１と遅延回路５２と、ＪＫフリッ１フロップ５３と
、遅延回路５４と、モノマルチバイブレータ５５と、Ｎ
ＯＴ回路５６．５７と、ＡＮＤゲート５８とから成る。

ＡＮＤゲート５・１の一方の入力端子は基準周波数信号
発生器２５に接続され、他方の入力はＮＯＴ回路３２を
介してインデックス波形整形回路２２に接続されている
ので、第６図〜第８図＜Ｄ）の基準周波数信号パルスと
第６図〜第８図（Ｃ）の反転インデックスパルスとの両
方が同時に発生している期間に対応して第６図〜第８図
（Ｈ）に示すパルスが得られる。

この実施例では第６図〜第８図（Ｈ）のパルスが得られ
る時には同期状態にあり、得られない時には非同期状態
にあると定義されている。

ＡＮＤゲート５１の出力端子はフリップフロッグ５３の
Ｊ入力端子に接続されていると共にＮＯＴ回路５６を介
してに入力端子にも接続されている。フリップフロップ
５３のクロック入力端子ＣＫには位相比較器４１の出力
ライン５０がＮＯＴ回路４４と遅延回路５２とを介して
接続されている。また、リセット端子ＲにはＮＯＴ回路
５７を介してモータオン信号ライン３２が接続されてい
る。

電源投入と同時又はその後に第６図（Ａ）に示すように
ｔ１時点でモータオン信号が低レベルになると、モータ
１０に電力供給され、モータ１０が回転を開始する。こ
れと同時に７リツグ７０ツブ５３にリセット信号が与え
られ、フリップフロッグ５３の出力は第６１１（Ｊ）に
示すようにリセット状態（高レベル）に保たれる。第６
図（Ｆ）の位相比較出力が反転された後、抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ１とＡＮＤゲートＡ１とから成る遅延回路５
２を経て第６図（１）のパルスとなり、これがクロック
パルスとしてフリップフロップ５３に与えられ、第６図
（■（）の同期・非同期判定出力を読み込む、これによ
り、フリップフロップ５３の出力は第６図（Ｊ）に示す
ようにｔ４時点で同期状態を示す低レベルになる。第７
図に示すように、ｔ５時点で第７図（Ｄ）の基準周波数
信号パルスが発生し、七〇時点で第７図（Ｃ）の反転イ
ンデックスパルスが発生した場合には、ＡＮＤゲート５
１からパルスが得られないために、第７図（Ｊ）に示す
ようにフリップフロッグ５３は非同期を示す高レベル出
力状態になる。

第８図に示すように進み位相のためにｔ７時点で第８図
（Ｃ）に示す反転インデックスパルスが発生した後のｔ
８時点で第８図（Ｄ）に示す基準周波数信号パルスが発
生する場合も、位相差が所定値よりも大きいためにＡＮ
Ｄゲート５１からパルスが得られ、ず、フリップ７０ツ
ブ５３の出力は第８図（Ｊ）に示すように非同期を示す
高レベルになる。再び同期状態になってＡＮＤゲート５
１から出力パルスが発生すると、フリップフロップ５３
は再びセット状態に戻る。

モノマルチバイブレータ５５は幅狭のパルスを形成する
ものであり、トリガ端子Ｔがフリップ７０ツブ５３に接
続され、入力パルスの後縁に応答するリセット端子Ｒが
抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２とＡＮＤゲートＡ２とから成
る遅延回路５４を介してもう１つの遅延回路５２に接続
されている。

第７図（Ｌ）に示すようにモノマルチバイブレータ５５
に第７図（Ｊ）に示すように七〇時点で非同期を示すト
リガ入力信号が入力すると、リセット状態になり、第７
図（Ｌ）に示すように低レベルのパルスが発生する。モ
ノマルチバイブレータ５５は第７図（１）のパルスより
も瓜かに遅れた第７図（Ｌ）のパルスの後縁で再び強制
的にリセットされて高レベル出力状態に戻る。なお、モ
ノマルチバイブレータ５５の出力はリセット入力がなく
てもトリガから一定時間後には高レベルに戻る。ＡＮＤ
ゲート５８の一方の入力端子はモノマルチバイブレータ
５５の出力端子に接続され、他方の入力端子はＮＯＴ回
路５７を介してモータオン信号ライン３２に接続されて
いるので、第６図〜第８図（Ｍ）に示すようにモータ１
０がオフ制御されているｔ１以前の期間と非同期パルス
期間のみ低レベルの出力を発生する。

リセット回路３０は第３図に示すようにフリップフロッ
プ３０ａから成り、このフリップフロップ３０ａのクロ
ック入力端子ＣＫがライン６０によって第２図のＮＯＴ
回路３２に接続され、リセット端子Ｒが第２図の非同期
判定回路２９に接続されている。従って、第６図（Ｎ）
に示すようにｔ１時点以前においては低レベルのリセッ
ト信号を出力し、又第７図及び第８図（Ｎ）に示すよう
に非同期期間においても低レベルのリセット信号を出力
する。

基準周波数信号発生器２５は、発振器６１と１／９６０
００の分周器６２とモノマルチバイブレータ６３とから
成る０発振器６１の周波数信号は分周器６２で１／９６
０００に分周されて第６図〜第８図（０）に示す方形波
出力を発生し、モノマルチバイブレータ６３は第６図〜
第８図（０）のパルスの前縁に応答してこれよりもパル
ス幅の短い約４０　ｎ　ｓｅｅの基準周波数信号を発生
しする。

なお、位相比較回路２６に入力する第６図〜第８図（Ｄ
）に示す基準周波数信号は分周器６２のリセット解除時
点１　．１　　、よりも僅かに遅延している、この遅延
は分周器６２から位相比較回路２６までの回路において
必然的に生じる。この遅延を確実に得るために、モノマ
ルチバイブレータ６３の後段に独立した遅延回路を設け
てもよい。

リセット回路３０によって非同期時に分周器６２をリセ
ットし、次にｔ７時点で発生するインデックスパルスに
基づいてリセットを解除すると、分周器６２は第７図（
０）に示すようにインデックスパルスに同期して動作を
開始する。従って、サーボのロック状態が成立し、直ち
に位相制御が開示する。これにより、非同期期間を短く
することができる。また、リセット回路３０はモータ１
０の起動時の同期状態を早く確立させる。即ち、起動時
には非同期判定回路２９の出力は低レベルであるので、
リセット回路３０のフリップフロラ１３０ａはリセット
状態にあり、分周器６２にリセット信号が与えられてい
る。しかし、第６図のｔ２時点で最初のインデックスパ
ルスが発生すると、リセット回路３０のフリップフロッ
プ３０ａがセットされ、分周器６２のリセットが解除さ
れ、分周出力及び基準周波数信号が発生し、インデック
ス信号と基準周波数信号との同期が迅速に成立する。

サンプルホールド回路２７は、第４図に示すように、２
つの逆流阻止用ダイオード７１．７２と、ＦＥＴ７３ａ
、７３ｂと、抵抗７４ａ、７４ｂと、サンプリング用Ｆ
ＥＴ７５と、逆流阻止用ダイオード７６と、ホールド用
コンデンサ７７と、増幅器７８と、抵抗７９とから成り
、第６図〜第８図（Ｅ）のパルスの幅及び極性に対応し
た直流電圧を出力する。即ち、位相差に対応した直流出
力電圧を発生する。なお、サンプルホールド回路２７の
入力ラインは第２図の位相比較回路２６の出力ライン４
９に接続され、サンプリング用ＦＥＴ７５のゲートは逆
流阻止用ダイオード７６を介して第２図の位相比較器４
１の出力ライン５０ａに接続されている。

電圧設定回路２８は抵抗８０と、電圧変動範囲制限用ダ
イオード８１ａ、８１ｂと、可変抵抗８２と、固定抵抗
８３．８４とから成り、可変抵抗８２の可動子がダイオ
ード８１ａ、８１ｂと抵抗８０を介して位相差対応電圧
から成る補正信号出力ライン８５に接続されている。

制御駆動回路２３は、第５図に示すように比例電流制御
回路から成る。この制御駆動回路２３の中の基準電圧源
８６と、比較増幅器８７．８８と、トランジスタ８７ａ
、８９．９０と、抵抗９１．９２．９３．９４．９５．
９６とから成る部分は新日本無線のＩＣであるＮＪＭ２
６０６と実質的に同一に形成されている。モータ１０は
電源端子９７とグランドとの間に制御素子としてのトラ
ンジスタ９０とエミッタ抵抗９６とを介して接続されて
いる。モータ１０に対して並列にトランジスタ９８を介
して抵抗Ｒ１ｔ、Ｒ１２、Ｒ１３から成る直列回路が接
続されている。抵抗Ｒ１１にはコンデンサ９９が並列に
接続され、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３に対してコンデンサ１０
０が並列に接続され、電源端子９７とグランドとの間に
もコンデンサ１０１が接続されている。基準電圧源８６
の一端は抵抗Ｒ１２の上側の点１０２に接続され、他端
はグランドに接続され、分岐出力ラインとグランドとの
間に抵抗９１．９２の分圧回路が接続されている。増幅
器８７の一方の入力端子は抵抗９１．９２の分圧点に接
続され、出力端子はトランジスタ８７ａのベースに接続
され、他方の入力端子はトランジスタ８７ａのエミッタ
に接続されている。トランジスタ８７ａのエミッタは抵
抗９４を介してグランドに接続され、コレクタは抵抗９
３を介して抵抗Ｒ１１とＲ１２の接続中点１０３に接続
されている。

増幅器８８の一方の入力端子は抵抗Ｒ１２とＲ１３との
接続中点１０４に接続され、他方の入力端子はトランジ
スタ８７ａのコレクタに接続され、出力端子は２つのト
ランジスタ８９．９０のベースにそれぞれ接続されてい
る。トランジスタ８９のエミッタは抵抗９５を介してグ
ランドに接続され、コレクタは接続中点１０３に接続さ
れている。第４図の電圧設定回路２８の出力ライン８５
は第５図の点１０４に接続されている。

ところで、ライン８５によって補正信号を加えない場合
であっても、比例電流方式に従ってモータ１０の回転数
を安定的に保つことができる。即ち、モータ１０の負荷
が大きくなるとモータ電流が増大し、且つモータｌＯの
逆起電力が内部抵抗のために低下すると、増幅器８８は
トランジスタ９０のベース電流を増大させ、トランジス
タ９０はモータ電流を増大させる。これにより、モータ
１０の回転数が安定化する。

なお、トランジスタ９８のベースはライン１０５によっ
て第２図のモータオン信号ライン３２に接続されている
ので、第６図〜第８図のモータオン信号が低レベルの期
間でモータ１０がオン状態になる。

モータ１０が定速回転していても、ディスク状記録媒体
３が所望速度で回転しているとは限らない、そこで、本
実施例では、インデックス信号と基準周波数信号との位
相比較に基づいて形成された補正信号によってモータ制
御を補正する０両信号の位相差が大きくなると、補正信
号の電圧レベルも高くなり、モータ１０の電流が増大す
る。この様に補正すればモータ１０側の回転数とディス
ク状記録媒体３ｆ１１１の回転数の比を厳密に調整しな
くても記録媒体３の所望回転速度を得ることができる。

インデックス信号は記録再生回路１７にも送られ、トラ
ックフォーマットの基準即ちトラックの開始又は終了等
にも利用される。

［変形例〕 本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例え
ば次の変形が可能なものである。

（１）　モータ制御駆動回路２３を第５図以外の比例電
流制御方式の回路構成にすること、又はブリッジサーボ
方式の回路構成にすることができる。ブリッジサーボ方
式の場合にはモータ番＝直列にトランジスタを接続し、
モータの逆起電力と基準電圧とを演算増幅器（比較増幅
器）で比較し、この出力に基づいて、逆起電力が低下し
た時にモータ電流を増大させるようにトランジスタを制
御する。なお、位相比較に基づく補正信号は演算増幅器
の一方又は他方の入力に加算する。

（２）　電源オンに応答してモータ１０を回転させる場
合には、モータオン信号の代りに電源オン検出信号をラ
イン３２に与えてもよい。

（３）　　５．２５インチ型フロッピーディスク装置に
も本発明を適用することができる。この場合には、ディ
スクに設けられたインデックスホールを光学センサで検
出する。

（４）　レーサービームを使用して光学的に記録又は再
生する光デイスク装置にも本発明を適用することができ
る。

［発明の効果コ 上述のように本発明によれば迅速に同期状態（位相ロッ
ク状態）を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わるディスク装置を示すブ
ロック図、 第２図は第１図の位相比較回路と非同期判定回路とを詳
しく示すブロック図、 第３図は第１図のリセット回路と基準周波数信号発生器
とを詳しく示すブロック図、 第４図は第１図のサンプルホールド回路及び電圧設定回
路を示す回路図、 第５図は第１図の制御駆動回路を示す回路図、第６図、
第７図及び第８図は第２図及び第３図のＡ〜０点の状態
を示す電圧波形図である。 ３・・・記録媒体、４・・・回転機構、１０・・・直流
モータ、１５・・・ベルト、１６・・・磁気ヘッド、１
７・・・記録再生回路、１９・・・インデックス、２ｏ
・・・インデックスセンサ、２３・・・制御駆動回路、
２４・・・補正信号形成回路、２５・・・基準周波数信
号発生器、２６・・・位相比較回路、２９・・・非同期
判定回路、３０・・・リセット回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］基準周波数信号パルスを発生する基準周波数信号
   発生器と、 前記基準周波数信号パルスと回転装置から得られる回転
   に対応した検出周波数信号パルスとの位相比較出力を得
   るための位相比較器と、 前記基準周波数信号パルスと前記検出周波数信号パルス
   との位相差が所定範囲外であるか否かを判定する非同期
   判定回路と、 前記非同期判定回路から得られる前記位相差が所定範囲
   外であることを示す出力に応答して前記基準周波数信号
   パルスの送出を停止するように前記基準周波数信号発生
   器を制御し、且つ前記検出周波数信号パルスに実質的に
   同期して前記基準周波数信号パルスを送出するように前
   記基準周波数信号発生器を制御する制御回路と から成る位相比較回路装置。 ［２］基準周波数信号パルスを発生する基準周波数信号
   発生器と、 前記基準周波数信号パルスと回転装置から得られる回転
   に対応した検出周波数信号パルスとの位相比較出力を得
   るための位相比較器と、 前記回転装置の駆動を開始させるための起動信号を与え
   るための手段と、 前記起動信号が発生した後の最初の前記検出周波数信号
   パルスに同期して前記基準周波数信号発生器から前記基
   準周波数信号を発生させるように前記基準周波数信号発
   生器を制御する制御回路とから成る位相比較回路装置。