JPH05151587A - 自動制御装置 - Google Patents

自動制御装置

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JPH05151587A
JPH05151587A JP31572391A JP31572391A JPH05151587A JP H05151587 A JPH05151587 A JP H05151587A JP 31572391 A JP31572391 A JP 31572391A JP 31572391 A JP31572391 A JP 31572391A JP H05151587 A JPH05151587 A JP H05151587A
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JP
Japan
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circuit
disturbance
output
focus
gain
Prior art date
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Pending
Application number
JP31572391A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yasuda
博 安田
Shuji Tamaoka
修二 玉岡
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動等による外乱等があっても正しく利得調
整され、かつ安定な自動制御装置を提供することを目的
とする。 【構成】 制御系に特定の周波数の外乱を加える外乱回
路9と、外乱の加算点前後の信号の和信号と外乱回路9
からの外乱信号を乗算する乗算器10から構成され、外
乱波形に台形波を用いた自動制御装置。 【効果】 振動等の外乱があっても、自動的に正しく、
かつ安定に利得調整されるので、利得調整のための半固
定抵抗がなくなり、製造工程における調整が不要とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光学式再生装置
のフォーカス制御やトラッキング制御等に使用される自
動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば光学式再生装置でフォーカ
ス制御、トラッキング制御を用いているように自動制御
装置を応用した機器が広く用いられるようになってき
た。これらはセンサーやアクチュエータ等を含むもので
あって、その利得ばらつきが大きく生産工程において調
整していた。しかし、その調整コストや調整の経時変化
が問題となっており、特開 昭61−182108で自
動的に利得を調整する手段が示されている。
【0003】以下図面を参照しながら、上述した従来の
自動制御装置の一例について説明する。
【0004】図2は従来の自動制御装置のゲイン検出器
のブロック図を示すものである。図2において、21は
被測定増幅器であり、23は外乱加算器である。被測定
増幅器21の出力は外乱加算器23を介して再び自らの
入力に帰っており閉ループを構成している。24は外乱
を発生させるオシレータであり、外乱加算器の入力に接
続されている。25は信号加算器であり、外乱加算器の
入力信号(被測定増幅器21の出力)および出力信号を
加算するよう結線される。22はEX−ORで作られた
位相比較器であり、信号加算器25の出力信号と外乱信
号との位相比較するように結線される。位相比較器22
の出力がゲイン検出器の出力となる。
【0005】被測定増幅器21のゲインをAとし、外乱
信号をXとすると、外乱加算器23の入力信号(被測定
増幅器21の出力)Y1および出力信号Y2は各々 Y1=−A/(1+A)*X Y2=1/(1+A)*X となる。従って、信号加算器の出力Yは Y=Y1+Y2=(1−A)/(1+A)*X となる。
【0006】図3において、31はベクトル1、32は
ベクトルA、33はベクトル(−A)である。35はベ
クトル(1+A)、36はベクトル(1−A)である。
ベクトル35はベクトル31およびベクトル32等で構
成されるひし形の対角線であり、ベクトル36はベクト
ル31およびベクトル33等で構成されるひし形の対角
線であることは明白である。従って、ベクトル35と3
6のなす角は90度となる。
【0007】図4において、(a)はオシレータ24の
出力で、(b)は信号加算器25の出力で、(c)は
(a)をデジタル化したもので、(d)は(b)をデジ
タル化したもので、(e)は(c)と(d)のEX−O
Rをとったもので位相比較器22の出力である。
【0008】(A)は正常にゲイン検出が行われている
ときの動作であり、(e)は正しく位相比較された波形
となる。
【0009】また、オシレータ24の出力波形は(a)
のように三角波が用いられている。これは、外乱信号は
周波数の精度が必要なため基準クロックを分周して作ら
れるが、矩形波では高調波成分が多く、正弦波は基準ク
ロックの分周では作れないため、高調波成分が比較的少
ない三角波が用いられている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の自動制御装置は、振動等の外乱が加わると正
常に調整されないという問題点を有していた。
【0011】図4において、(B)は外乱が加わってい
るときの動作である。(b)において破線は振動等の外
乱、実線は信号加算器25の出力でオシレータ24の出
力と振動による外乱の両方で揺すられている。それをデ
ジタル化すると、(d)のような波形となり、(e)の
ように正しく位相比較されていない状態となる。
【0012】また、オシレータ24による外乱は三角波
なので、正弦波に比べて波高値が大きいため、制御が不
安定になり易い。
【0013】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、振動
による外乱等があっても正しく利得調整され、かつ安定
な自動制御装置を提供することを目的としてなされたも
のである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の自動制御装置は、位相比較器に乗算器を用
い、外乱回路の出力波形を台形波にしたものである。
【0015】
【作用】本発明は上記した構成によって、振動等による
外乱があっても、正しく自動的に利得が調整されるの
で、利得調整のための半固定抵抗がなくなり製造工程に
おける調整が不要となり、かつ自動調整中も安定に制御
できることとなる。
【0016】
【実施例】以下本発明自動制御装置の実施例について、
図1、図5〜図9を参照しながら詳細に説明する。
【0017】図1は本発明の第1の実施例における自動
制御装置のブロック図である。図1において、1はディ
スク、2は光学ヘッド、3はディスクを回転させるスピ
ンドルモータ、4はフォーカス誤差検出回路、5は外乱
を加算するための加算器、6は利得調整手段、7はフォ
ーカス制御系に位相余裕を与えて安定に制御するための
位相補償回路、8は光学ヘッドをフォーカス方向に駆動
する駆動回路、9は外乱回路、10は乗算器、11は低
域通過フィルタ、12はコンパレータ、13はUP/D
OWNカウンタ、14は完了信号発生回路、15はラッ
チで構成された記憶手段、16はマイクロコンピュータ
等で構成される論理装置である。
【0018】以上のように構成された自動制御装置につ
いて、以下その動作について説明する。
【0019】まずディスク1はスピンドルモータ3によ
って回転制御され、光学ヘッド2はフォーカス誤差検出
回路4、加算器5、利得調整手段6、位相補償回路7、
駆動回路8で構成されたフォーカス制御回路によってデ
ィスク1の信号面に焦点を結ぶよう制御される。そし
て、フォーカス利得調整時に、外乱回路9によって加算
器5を経由してフォーカス制御回路に外乱が注入されて
フォーカスが揺すられる。そして、その結果フォーカス
誤差検出回路4からは外乱成分が検出され、フォーカス
誤差検出回路4の出力と加算器5の出力が乗算器10の
中で加算され、外乱回路9の出力と乗算され、乗算器1
0の出力は低域通過フィルタ11で平均化され、コンパ
レータ12に入力される。コンパレータ12は正と負の
2つの敷居値を持つ2つのコンパレータで、その入力値
が負の敷居値よりも小さいときにはUP/DOWNカウ
ンター13はUPカウントし、正の敷居値よりも大きい
ときにはDOWNカウントして、ラッチで構成された記
憶手段15に送られる。UP/DOWNカウンター13
が一定時間動かないと完了信号発生回路14から調整完
了信号を発生して、論理装置16がその信号を受け取る
とラッチを閉じて記憶手段15に記憶され、フォーカス
利得調整を終了する。
【0020】以上のような自動制御装置の各部の詳細を
説明する。図5は加算器5と乗算器10の具体的実施例
であり、51は加算器5の入力端子、52は外乱回路9
の出力が入力される乗算器10の入力端子、53は演算
増幅器、54は乗算器10の出力端子、R51〜R55
は抵抗、Q51〜Q66はトランジスタ、I51〜I5
2は定電流源である。
【0021】以上のように構成された加算器5と乗算器
10の動作を以下説明する。入力端子51と55の入力
はR51とR52を通して演算増幅器53とR53で加
算器を構成し、Q51、Q52、R54、I51、I5
2は利得がR54で低く押さえられた差動増幅器を構成
し、そのそれぞれの入力に入力端子51と演算増幅器5
3の出力が入力される。R51とR53は同じ値であ
り、演算増幅器53は利得1の反転増幅器になってお
り、その反転出力が差動入力されるので、結果的には外
乱の加算点前後の信号の和信号が乗算器の一端に入力さ
れたことになる。
【0022】次に、Q53とQ55およびQ54とQ5
6はミラー回路を構成しており、Q51とQ52の差動
増幅器の出力電流をVCCからの電流に変換し、Q57
とQ58およびQ59とQ60の差動増幅器のエミッタ
ー電流として供給している。そのふたつの差動増幅器の
それぞれのベースは共通に接続されて一端はVREF
へ、他端は入力端子52に接続され、コレクターは接続
されたベースと逆のトランジスターが互いに接続され、
その出力電流はQ61とQ63およびQ62とQ64で
構成されたミラー回路で電流を反転される。Q64のコ
レクター電流はさらにQ65とQ66によるミラー回路
で反転され、Q63のコレクター電流とプッシュプルさ
れ、R55で電圧変換されて出力端子54に出力され
る。
【0023】この乗算器は加算器からの入力に対しては
R54の効果により利得が低いが、入力端子52からの
入力に対しては利得が高くほとんどコンパレータ動作す
る。
【0024】次に乗算器10の動作を図6を用いて説明
する。図6において、(a)は外乱回路9の出力で、
(b)は加算器5による外乱加算前後の和信号で、
(e)は(a)と(b)を乗算器を通したもので(a)
からの利得が高いため(a)からの入力は(a)の符号
によって(b)を素通しするか反転するかの符号だけの
乗算になっており、乗算器は位相比較器として動作して
いる。
【0025】また、(A)は正常にゲイン検出が行われ
ているときの動作であり、(B)は外乱が加わっている
ときの動作である。(b)において破線は振動等の外
乱、実線は外乱回路9と振動による外乱の両方で揺すら
れた時の波形で、(a)と(b)を乗算器を通すと
(e)のように正しく位相比較された信号が出力され
る。従って、本実施例によれば、振動による外乱等があ
っても正しく利得調整される。
【0026】次に、本実施例の論理装置16の動作を図
7で詳しく説明する。まず電源が入ってスタートする
と、ステップ71でフォーカス制御とトラッキング制御
をONし、次ぎにステップ72で外乱回路9の外乱発生
をONし、ステップ73で記憶手段15のラッチを開
き、UP/DOWNカウンタ13の出力で利得調整回路
6の利得値を変えられるようにする。それからステップ
74で調整信号発生回路14から調整完了信号が発せら
れるのを待つ。調整完了するとステップ75で記憶手段
15のラッチを閉じて利得の調整値を記憶手段15に記
憶する。そしてステップ76で外乱回路9の外乱発生を
OFFし、次のステップに進む。(例えば1曲目にアク
セスして、演奏開始する。) 図8は本発明における外乱回路9の実施例である。図8
において、81は基準クロック発生装置、82〜84は
D−フリップフロップ(以下D−FFと略す。)、85
〜86はANDゲート(以下ANDと略す。)、87は
トランスファーゲート、R81〜R82は抵抗、C81
はコンデンサー、88は出力端子である。
【0027】外乱波形は正弦波が望ましいが、基準クロ
ックを用いて安定に発生させることは難しいので、高調
波成分の少ない台形波を発生させると例えば発生させ易
い三角波に比べて振幅が小さくできるのでフォーカス制
御系に外乱を加えても安定に制御することができるもの
である。
【0028】図9は図8の外乱回路のタイミングチャー
トで、CLKは基準クロック発生装置81の出力波形、
Q1はD−FF82の出力波形、Q2はD−FF83の
出力波形、Q3はD−FF84の出力波形、OUTは出
力端子88の出力波形である。
【0029】以上のように構成した外乱回路18の動作
を、以下図8、図9を用いて説明する。まず、基準クロ
ック発生装置81は安定した発振子を分周してクロック
を発生させ、D−FF82、D−FF83、AND8
5、AND86で1/3分周し、D−FF84で更に1
/2分周し、Q2で制御されQ3を出力するトランスフ
ァーゲート87を介してR81とC81で台形波を発生
させる。R82は一端は出力端子88に、他端は基準電
位に接続され、出力端子88の平均電位が基準電位から
ずれないようにするものである。
【0030】また、本実施例は光学式再生装置における
フォーカス制御装置について説明したが、トラッキング
制御装置においても同様な構成で実現でき、外乱回路9
や乗算器10を共用してフォーカスとトラッキングと時
系列的に切り換えて使用することもできる。また光学式
再生装置以外の自動制御装置においても同様に使用する
ことができるのは言うまでもない。
【0031】また、本実施例は乗算器にアナログ乗算器
を用いたが、アナログ−デジタル変換後デジタル的に乗
算してもよい。またその乗算の外乱側は符号だけの乗算
であってもよい。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、自動的に利得が
調整されるので、半固定抵抗がなくなり製造工程におけ
る調整が不要となる。また、外乱を加える自動調整中も
安定に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における自動制御装置のブロッ
ク図である。
【図2】従来の自動制御装置のゲイン検出器のブロック
図である。
【図3】従来のゲイン検出器の動作説明図である。
【図4】従来の位相比較器の動作説明図である。
【図5】本発明の加算器と乗算器の具体的実施例であ
る。
【図6】本発明の乗算器の動作説明図である。
【図7】本発明における論理装置16の動作説明図であ
る。
【図8】本発明における外乱回路9の具体的実施例であ
る。
【図9】本発明における外乱回路9のタイミングチャー
トである。
【符号の説明】
5 加算器 9 外乱回路 10 乗算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御系に特定の周波数の外乱を加える外
    乱回路と、前記外乱の加算点前後の信号の和信号と前記
    外乱回路からの外乱信号を乗算する乗算器を具備するこ
    とを特徴とする自動制御装置。
  2. 【請求項2】 制御系に特定の周波数の台形波の外乱を
    加える外乱回路と、前記外乱の加算点前後の信号の和信
    号と前記外乱回路からの外乱信号を位相比較する位相比
    較手段を具備することを特徴とする自動制御装置。
JP31572391A 1991-11-29 1991-11-29 自動制御装置 Pending JPH05151587A (ja)

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JP31572391A JPH05151587A (ja) 1991-11-29 1991-11-29 自動制御装置

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JPH05151587A true JPH05151587A (ja) 1993-06-18

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JP (1) JPH05151587A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006072915A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Gain adjusting method and apparatus for adjusting the signal gain of an optical disc pick-up
US7583568B2 (en) * 2003-03-31 2009-09-01 Clarion Co., Ltd. Focus control device and method of adjusting focus gain prior to focus-servo operation

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