JPH04255487A - サーボ制御装置 - 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】

【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　ｐａ
ｌｓｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　）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１１
とから構成される。位相制御系は、磁気ヘッド５と、Ｃ
ＴＬ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
ゲインをアンプ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掛ることになる。

【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】前期目的を達成するため
の本発明は、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を速度制
御および位相制御するサーボ制御装置であって、以下の
特徴を有する。すなわち、前記モータの回転速度と所定
の基準値とを比較して速度誤差信号を発生する手段と、
前記発生された速度誤差信号に基づいてモータの回転速
度を制御する手段と、前記所定の繰返しパルスと所定の
基準値と比較して位相誤差信号を発生する手段と、前記
位相誤差信号を減衰させる手段と、前記速度誤差信号を
積分し、積分した値と前記減衰された位相誤差信号とを
加算し、加算結果に基づいてモータの回転位相を制御す
る手段と、サーボ制御を開始した後に、前記速度誤差信
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手段
とを含む。

【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２
３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２１
は、入力端子Ｄが速度ロック判定回路２０にされ、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２５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１３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「０」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付き、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「０」が出力される。 速度ロック判定回路２０の出力が「０」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「１」のとき、ＥＸ−Ｏ
Ｒゲート２３の出力は「１」となる。すなわち、ＥＸ−
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)

【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を速
   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、前記発生された速度誤差信号
   に基づいてモータの回転速度を制御する手段と、前記所
   定の繰返しパルスと所定の基準値と比較して位相誤差信
   号を発生する手段と、前記位相誤差信号を減衰させる手
   段と、前記速度誤差信号を積分し、積分した値と前記減
   衰された位相誤差信号とを加算し、加算結果に基づいて
   モータの回転位相を制御する手段と、サーボ制御を開始
   した後に、前記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手段とを含むことを特徴とするサ
   ーボ制御装置。