JPH02220256A - Ａｆｃ回路 - 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、共振器に供給する周波数信号の周波数を、そ
の共振器が共振状態と成るように、制御するＡＦＣ回路
（自動周波数制御回路）に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、共振器の信号レベルを検出し、その検出出力
のレベルを、共振器の共振時の信号レベルに対応した基
準値の基準レベルと比較し、その比較出力を、共振器に
周波数信号を供給する発振回路に供給してその発振周波
数を制御するようになすと共に、共振器が共振状態から
大幅に外れたときには、基準レベルを基準値を含む所定
範囲内で掃引するスイープ回路を設けたことにより、共
振器が共振状態を保つように、その共振器に周波数信号
を供給する発振回路の周波数を制御できる共に、その共
振器が共振状態から大幅に外れた場合でも、その共振器
を確実且つ迅速に共振状態に戻すことできるようにした
ものである。

〔従来の技術〕

ところで、磁気テープをテープ案内ドラムに、所定の角
度を以て巻き付ける如く案内させ、そのテープ案内ドラ
ムに内蔵している回転磁気ヘッドによって、その磁気テ
ープに傾斜トランクを形成する如く、映像信号を記録し
、又、その映像信号を再生するようにしたＶＴＲでは、
テープ案内ドラムに近接する如く、一対の固定ガイドを
設け、その一対の固定ガイドによって、磁気テープのテ
ープ案内ドラムに対する巻き付は角度を規制するように
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかるＶＴＲにおいて、ガイドと磁気テープとの間には
、摩擦があるので、その摩擦の程度を考慮して、キャプ
スタン及びピンチローラによる磁気テープに対するテン
ションを大きめに設定する必要がある。

しかし、かかるテンションを大きくすると、それだけ、
磁気テープの伸びによる寿命が短くなってしまう。

この場合、このガイドを、回転ガイドにすることも考え
られるが、そのようにすると、この部分で磁気テープの
走行が乱される虞がある。

そこで、圧電素子を用いて、このガイド（固定ガイド）
に振動を与えることによって、ガイドと磁気テープとの
間の摩擦を小さくすることが考えられる。

この場合、圧電素子をその固有振動数を以て振動させる
と、その圧電素子に機械振動の定在波が立ち、この圧電
素子によって、ガイドに振動を与えれば、ガイドと磁気
テープとの間の摩擦が低下して、磁気テープの走行が安
定と成る。又、ガイドに与える振動の周波数は、その寸
法、形状、材質等によって、最適な周波数が選択される
が、例えば、超音波周波数が用いられる。

かかる圧電素子を、その固有振動数を以て振動させるた
めには、発振回路を用いて、その固有振動数に等しい周
波数の周波数電圧を圧電素子に印加する必要があるが、
圧電素子の固有振動数は、温度等の変化によって変動す
るため、圧電素子を常にその固有振動数を以て振動させ
るためには、これに印加する周波数電圧の周波数も、圧
電素子の固有振動数の変化に合わせて変化させる必要が
ある。

ところで、圧電素子がその固有振動数で振動していると
きは、これが共振状態にあって、印加する周波数電圧に
基づいて、圧電素子に流れる電流は最大と成る。

従って、この圧電素子に流れる電流を検出し、その共振
電流が最大と成るように圧電素子に印加する周波数電圧
の周波数を制御すれば、その圧電素子は固有振動数を以
て振動することに成る。

しかし、この圧電素子に流れる電流のＱ（先鋭度）は頗
る高いため、その周波数電圧の周波数の高精度の制御は
頗る困難である。

かかる点に鑑み、本発明は、共振器が共振状態を保つよ
うに、その共振器に周波数信号を供給する発振回路の周
波数を制御できる共に、その共振器が共振状態から大幅
に外れた場合でも、その共振器を確実且つ迅速に共振状
態に戻すことのできるＡＦＣ回路を提案しようとするも
のある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、共振器（３）に周波数信号を供給する発振回
路（１）と、共振器（３）の信号レベルを検出する検出
回路（４，５）と、その検出回路（４，５）の検出出力
のレベルを、共振器（３）の共振時の信号レベルに対応
した基準値Ｖ　ｒｅｆＩの基準レベルと比較して、その
比較出力を発振回路（１）に供給してその発振周波数を
制御する比較回路（６）と、共振器（３）が共振状態か
ら大幅に外れたときには、基準レベルを基準値Ｖ　ｒｅ
ｆｌを含む所定範囲内で掃引するスイープ回路（７）と
を有するものである。

〔作用〕

かかる本発明によれば、共振器（３）が共振状態から大
幅に外れたときには、比較回路（６）に供給する基準レ
ベルを、スィーブ回路（７）によって、基準値Ｖ　ｒｅ
ｆｌを含む所定範囲内で掃引する。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。第１図において、（３）は圧電素子で、これに
電圧／周波数変換回路（電圧制御型発振回路と称するこ
ともできる）（１）からの周波数電圧が、増幅器（２）
を通じて供給されることによって、振動せしめられる。

（４）は、圧電素子（３）に流れる電流検出するための
抵抗器で、圧電素子（３）と直列に成るように、圧電素
子（３）の一端と接地との間に接続される。

この抵抗器（４）の両端の電圧は、増幅器（電流・電圧
変換回路）（５）に供給されて増幅される。そして、抵
抗器（４）及び増幅器（５）にて、電流検出回路が構成
される。

（６）は比較回路（第１の比較回路）で、増幅器（５）
の出力電圧を、基準電圧源（第１の基準電圧源）＋８１
からの基準値（第１の基準値）　Ｖ　ｒｅｆｌの基準電
圧と比較する。この基準値Ｖ　ｒｅｆＩ　は、圧電素子
（３）に流れる最大電流、即ち、圧電素子（３）が共振
状態にあるときに、圧電素子（３）に流れる共振電流に
対応した電圧値である。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧ｖ１即ち、増幅
器（５）の出力電圧から、基準電圧を差し引いた電圧が
、電圧／周波数変換回路（１）に供給されて、発生する
周波数信号の周波数が制御される。

（７）は、共振器（３）が共振状態から大幅に外れたと
きには、比較回路（６）に供給する基準電圧を基準値Ｖ
　ｒｅｆｌを含む所定範囲内で掃引するスイープ回路で
ある。

次に、このスィーブ回路（７）の構成を説明する。

（１０）は比較回路（第２の比較回路）で、上述の比較
回路（６）の比較電圧Ｖを、基準電圧源（第２の基準電
圧源）十Ｂ２の基準値（第２の基準値）Ｖ　ｒｅｆ２の
基準電圧と比較する。この比較回路（ｌＯ）の比較出力
電圧は、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖから、基準値
Ｖ　ｒｅｆ２の電圧を差し引いた電圧である。この基準
値Ｖ　ｒｅｆ２の電圧は、比較回路（６）の比較電圧Ｖ
から、共振器（３）が共振状態から大幅に外れたことを
検出するためのもので、ここでは、基準値Ｖ　ｒｅｆＩ
の電圧より低く設定されている。

上述の基準電圧源＋８１を抵抗器（８）を通じて比較回
路（６）の反転入力端子に接続すると共に、その反転入
力端子と接地との間にコンデンサ（９）を接続して、こ
れら抵抗器（８）及びコンデンサ（９）にて、充電時定
数回路を構成している。

そして、抵抗器（８）及びコンデンサ（９）の接続中点
を、ダイオードＤのアノードに接続し、そのカソードを
比較回路（１０）の出力側に接続している。

次に、このＡＦＣ回路の動作を、第２図の特性曲線図を
参照して説明する。第２図は電圧／周波数変換回路（１
）に供給される電圧Ｖ（横軸）及びその変換周波数ｆ　
（縦軸）の関係を示している。

先ず、電源投入時の動作について説明する。当初は、抵
抗器（８）及びコンデンサ（９）の接続中点に得られる
基準電圧及び比較回路（６）の比較出力電圧Ｖは共にＯ
ｖである。そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖが
、正方向に次第に上昇する。

この比較出力電圧Ｖが、基準値Ｖ　ｒｅｆ２の電圧以下
のときは、比較回路（１０）の出力電圧は負の電圧と成
るので、ダイオードＤはオンと成り、抵抗器（８）及び
コンデンサ（９）の接続中点に得られる基準電圧は、Ｏ
ｖのま−である。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖは、急速に上
昇し、これに伴って、電圧／周波数変換回路（１）から
の周波数信号の周波数ｆも急速に上昇して、最大周波数
ｆ　ｗａｘに到達する。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖが、基準値Ｖ
　ｒｅｆ２　　［電圧／周波数変換回路（１）の周波数
信号の周波数ｆ１に対応する］を越えると、ダイオード
Ｄはオフと成り、抵抗器（８）及びコンデンサ（９）の
接続中点の基準電圧は、抵抗器（８）及びコンデンサ（
９）の時定数に従って、Ｏｖから基準値Ｖ　ｒｅｆＩ　
まで徐々に上昇して行く。

このため、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖも徐々に下
降して行き、これによって、電圧／周波数変換回路（１
）の周波数信号の周波数ｆも最低周波数ｆｌに向かって
、下降して行く、そして、比較回路（６）の比較出力電
圧Ｖが極小値を越えると、再び上昇に転じる。

これに伴って、電圧／周波数変換回路（１）からの周波
数信号の周波数ｆが下降し、これによって、圧電素子（
３）を流れる電流ｌも上昇して行き、これによって比較
回路（６）の比較出力電圧Ｖも、極大値に向かって上昇
して行く。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖが、基準値Ｖ
ｒｅｆｌ（圧電素子（３）が共振状態にあって、その圧
電素子（３）を流れる電流ｌが最小と成るときの電圧〕
より高く成ると、電圧／周波数変換回路（１）の周波数
信号の周波数ｒが下降して、抵抗器（４）の端子電圧も
下降し、これにより、電圧比較回路（６）の比較出力電
圧Ｖが低下する。又、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖ
が、基準値Ｖ　ｒｅｆｌより低く成ると、電圧／周波数
変換回路（１）の周波数信号の周波数ｆが上昇して、抵
抗器（４）の端子電圧は上昇する。かくして、このＡＦ
Ｃ回路は、ＡＦＣロック点にロックされ、電圧／周波数
変換回路（１）からは、圧電素子（３）が共振状態に成
るような周波数ｆｏの周波数信号が出力されて、圧電素
子（３）に印加される。そして、圧電素子（３）の共振
周波数（固有周波数）ｆｏが、温度等によって変化した
場合、それに応じて、圧電素子（３）に流れる電流ｉが
低下し、これによって、比較回路（６）の比較出力電圧
Ｖが上昇又は低下するので、電圧／周波数変換回路（１
）からは、常に、圧電素子（３）の共振周波数（固有周
波数）に等しい周波数の周波数信号が出力されて、圧電
素子（３）に印加される。

次に、上述のＡＦＣロックが外れて、比較回路（６）の
比較出力電圧Ｖが低下して、基準値Ｖ　ｒｅｆ２以下に
成ると、比較回路（１０）の出力電圧は負の電圧と成る
ので、ダイオードＤはオンと成り、抵抗器（８）及びコ
ンデンサ（９）の接続中点に得られる基準電圧は０■に
成る。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖは、急速に上
昇し、これに伴って、電圧／周波数変換回路（１）から
の周波数信号の周波数ｆも急速に上昇して、最大周波数
ｆ　ｗａｘに到達する。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖが、基準値Ｖ
ｒｅｆ２（電圧／周波数変換回路（１）の周波数信号の
周波数ｆｌに対応する〕を越えると、ダイオードＤはオ
フと成り、抵抗器（８）及びコンデンサ（９）の接続中
点の基準電圧は、抵抗器（８）及びコンデンサ（９）の
時定数に従って、ｏ■から基準値Ｖ　ｒｅｆｌまで徐々
に上昇して行く。

このため、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖも次第に下
降して行き、これによって、電圧／周波数変換回路（１
）の周波数信号の周波数ｆも最低周波数ｆｌに向かって
、下降して行く、そして、比較回路（６）の比較電圧Ｖ
が極小値を越えると、再び上昇に転じる。

これに伴って、電圧／周波数変換回路（１）からの周波
数信号の周波数ｆが下降し、これによって、圧電素子（
３）を流れる電流ｉも上昇して行き、これによって比較
回路（６）の比較出力電圧Ｖも、極大値に向かって上昇
して行く。

そして、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖが、基準値Ｖ
ｒｅｆｌ（圧電素子（３）が共振状態にあって、その圧
電素子（３）を流れる電流ｉが最小と成るときの電圧〕
より高く成ると、電圧／周波数変換回路（１）の周波数
信号の周波数ｆが下降して、抵抗器（４）の端子電圧も
下降し、これにより、電圧比較回路（６）の比較出力電
圧Ｖが低下する。又、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖ
が、基準値Ｖ　ｒｅｆＩより低く成ると、電圧／周波数
変換回路（１）の周波数信号の周波数ｆが上昇して、抵
抗器（４）の端子電圧は上昇する。かくして、このＡＦ
Ｃ回路は、ＡＦＣロック点にロックされ、電圧／周波数
変換回路（１）からは、圧電素子（３）が共振状態に成
るような周波数ｆｏの周波数信号が出力されて、圧電素
子（３）に印加される。そして、圧電素子（３）の共振
周波数ｆｏが、温度等によって変化した場合、それに応
じて、圧電素子（３）に流れる電流ｌが減少し、これに
よって、比較回路（６）の比較出力電圧Ｖが上昇又は下
降するので、電圧／周波数変換回路（１）からは、常に
、圧電素子（３）の共振周波数に等しい周波数の周波数
信号が出力されて、圧電素子（３）に印加される。

次に、第３図を参照して、上述したＡＦＣ回路によって
周波数制御される圧電素子を、ＶＴＲに適用した場合の
例を説明する。

第３図Ａは、ＶＴＲのテープ走行系を示し、（１１）は
テープ案内ドラム、ＴＰはこのテープ案内ドラム（１１
）に巻き付は案内される磁気テープを示す、　（１１）
、（１３）は、この磁気テープＴＰＯテープ案内ドラム
（１１）に対する巻き付は角を決定する円柱状の固定ガ
イドで、夫々圧電素子（１６）、（１８）を介して支柱
（１７）、（１９）に夫々取り付けられている。

第３図Ｂに、例えば、ガイド（１２）、圧電素子（１６
）及び支柱（１７）の構成を側面図で示している。

磁気テープＴＰは、キャプスタン（１４）及びピンチロ
ーラ（１５）の回転によって、矢印ａ方向に移走せしめ
られる。そして、ガイド（１２）、（１３）は、圧電素
子（１６）、（１８）によって、その略直径方向に振動
せしめられる。これによって、磁気テープＴＰとガイド
（１２）、（１３）との間の摩擦は低減され、このため
、キャプスタン（１４）及びピンチローラ（１５）によ
って、磁気テープＴＰに与えられる張力は、ガイド（１
２）、（１３）を振動させないものに比し、大幅に低減
でき、このため、磁気テープＴＰの長寿命化を図ること
ができる。

上述せるＡＦＣ回路によれば、共振器が共振状態を保つ
ように、その共振器に周波数信号を供給する発振回路の
周波数を制御できる共に、その共振器が共振状態から大
幅に外れた場合でも、その共振器を確実且つ迅速に共振
状態に戻すことできる。

尚、上述の実施例においては、圧電素子（３）に周波数
信号を供給する電圧／周波数変換回路（電圧制御型発振
回路）（１）を、その圧電素子（３）を流れる電流に応
じて制御して、圧電素子（３）の固有振動数（共振周波
数）が温度等によって変化しても、常に、その固有振動
数に等しい周波数の周波数信号が得られるように、電圧
／周波数変換回路（１）を制御するようにした場合につ
いて述べたが、上述の実施例の電圧／周波数変換回路（
１）及び共振回路（３）にて、発振回路を構成し、その
共振回路（３）のインピーダンスが最小又は最大と成る
ように、その発振周波数を制御するようにしても良い。

〔発明の効果〕

上述せる本発明ＡＦＣ回路によれば、共振器が共振状態
を保つように、その共振器に周波数信号を供給する発振
回路の周波数を制御できる共に、その共振器が共振状態
から大幅に外れた場合でも、その共振器を確実且つ迅速
に共振状態に戻すことできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図は
その動作説明に供する特性曲線図、第３図は本発明の実
施例を通用したＶＴＲのテープ走行系を示す配置図であ
る。 （１）は電圧／周波数変換回路、（２）は増幅器、（３
）は圧電素子、（４）は電流検出用抵抗器、（５）は増
幅器、（６）は比較回路、（７）はスイープ回路、（８
）は抵抗器、（９）はコンデンサ、Ｄはダイオード、（
１０）は比較回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 共振器に周波数信号を供給する発振回路と、上記共振器
   の信号レベルを検出する検出回路と、該検出回路の検出
   出力のレベルを、上記共振器の共振時の信号レベルに対
   応した基準値の基準レベルと比較して、その比較出力を
   上記発振回路に供給してその発振周波数を制御する比較
   回路と、上記共振器が共振状態から大幅に外れたときに
   は、上記基準レベルを上記基準値を含む所定範囲内で掃
   引するスイープ回路とを有することを特徴とするＡＦＣ
   回路。