JPH05189007A - 自動制御装置及び情報再生装置 - Google Patents

自動制御装置及び情報再生装置

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JPH05189007A
JPH05189007A JP1845292A JP1845292A JPH05189007A JP H05189007 A JPH05189007 A JP H05189007A JP 1845292 A JP1845292 A JP 1845292A JP 1845292 A JP1845292 A JP 1845292A JP H05189007 A JPH05189007 A JP H05189007A
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JP
Japan
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value
weighted average
average value
gain
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP1845292A
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English (en)
Inventor
Seiichiro Satomura
誠一郎 里村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ蓄積用のメモリがわずかですみ、計算
のための処理時間も不要な自動制御装置及び情報再生装
置を提供する。 【構成】 制御対象の値を測定するための測定手段と、
この測定値に基づいて制御対象を目標値に制御するため
の制御手段とを備え、前記測定手段の測定ごとに前回の
加重平均値と現在の測定値との加重平均値を求め、得ら
れた加重平均値を用いて制御対象を目標値に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繰り返し得られる測定
値を用いて制御対象を目標値に制御する自動制御装置及
びそれを用いた情報再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8及び図9は一般的な測定手段を有す
る自動制御装置を示したブロック図である。なお、図
8、図9は情報再生装置における再生信号の信号振幅を
制御する信号振幅制御装置を例としているが、その他の
全ての制御装置でも同じ構成となる。また、図8の自動
制御装置はゲインコントロール100の出力値を測定回
路101で測定し、その結果に基づいて計算回路102
で計算する、いわゆるフィードバック型の制御装置であ
る。これに対し、図9の自動制御装置はゲインコントロ
ールアンプ100の入力値を測定回路101で測定し、
その結果に基づいて計算回路102で計算するオープン
型の制御装置である。以上のフィードバック型、オープ
ン型の制御装置はいずれにあっても制御対象を目標値に
制御しうるものであるが、以下の説明では図8のフィー
ドバック型の制御装置について説明する。
【0003】図10は図8の制御装置の最も基本的な制
御アルゴリズムを示したフローチャートである。図10
では、まずゲインコントロールアンプ100の出力が測
定回路101で測定され、測定値y0 が得られる(S
1)。このときのゲインコントロールアンプ101のゲ
インがG0 であることは、予めわかっている。計算回路
102は得られた測定値y0 をG0 で除して、このとき
の推定入力値x0 を算出し、また所定の目標出力値yを
0 で除すことにより、適正ゲインGを算出する(S
2)。得られたGはゲインコントロールアンプ100に
送られ、ゲインコントロールアンプ100のゲインは適
正ゲインGに調整される(S3)。そして、次の測定時
に再び測定値に基づいてゲイン調整が行われる。
【0004】図11は振幅制御を安定化するために改良
を加えたアルゴリズムのフローチャートである。この例
では、まず測定回路101によりゲインコントロールア
ンプ100の出力値を複数回測定して測定値y1
2 ,y3 …yn を得、その後計算回路102により各
々の測定値をG0 で除して推定入力値x1 ,x2 ,x3
…xn を算出する(S1)。次に、計算回路102によ
り推定入力値を平均化、あるいは選別平均化して平均値
または代表値xを算出し(S2)、更に目標値yを得ら
れたxで除して適正ゲインGを算出する(S3)。そし
て、ゲインコントロール100のゲインを適正ゲインG
に調整して1回の制御動作を終了する(S4)。
【0005】図11のアルゴリズムを更に改良した例を
図12に示す。図12では、まず測定値y0 から推定値
0 を算出し(S1)、これを履歴データとして記録す
る(S2)。推定値の算出は、1回の測定ごとに行わ
れ、その都度履歴データとして記録される。また、履歴
データのデータ数は予め決められており、新しいデータ
が記録されるごとに、古いデータから捨てられるものと
する。従って、最も新しいデータのみが残る。計算回路
102は履歴データを平均化し(S3)、得られた平均
値xを用いて適正ゲインGを算出する(S4)。そし
て、ゲインコントロールアンプ100のゲインを適正ゲ
インGに調整して1回の制御動作を終了する(S5)。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】上記図12のアル
ゴリズムは、1回の測定毎に平均化された制御値が出力
されるため、制御を安定化する上で最も優れている。し
かし、この方式では履歴データを記録するためのメモリ
が必要であるばかりでなく、平均化のための計算に時間
を要するという問題があった。
【0007】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的はデータ蓄積のためのメ
モリが極くわずかですみ、計算のための処理時間も不要
な自動制御装置及び情報再生装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、制御対
象の値を測定するための測定手段と、この測定値に基づ
いて制御対象を目標値に制御するための制御手段とを備
え、前記測定手段の測定ごとに前回の加重平均値と現在
の測定値との加重平均値を求め、得られた加重平均値を
用いて制御対象を目標値に制御することを特徴とする自
動制御装置によって達成される。
【0009】また、本発明の目的は、情報記録媒体から
読み出された再生信号を増幅すべく設けられた増幅手段
と、前記記録媒体のセクタごとに所定パターンの再生信
号の振幅値を測定するための手段と、この測定手段の測
定ごとに得られた測定値と前回の加重平均値との加重平
均値を求めるための手段と、得られた加重平均値に基づ
いて再生信号の振幅値が目標値となるよう前記増幅手段
のゲインを算出してゲインを調整するための手段とを有
することを特徴とする情報再生装置によって達成され
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。図1は本発明の自動制御装置の一
実施例を示したブロック図である。なお、図1では本発
明の特徴である加重平均計算を行うために必要最小限の
回路構成のみを示し、図8及び図9に示したゲインコン
トロールアンプ、測定回路、計算回路は省略している。
図1において、1及び2は加算器であり、その信号線に
例えば2倍、1/4倍とあるのは、バイナリーデータの
ラインをずらして選択することによって、2倍データ、
1/4倍データを作成することを示している。また、x
0 は図10〜図12で説明したように、測定値y0 をゲ
インG0 で除して得られた推定入力値である。3はラッ
チであり、入力されたトリガ信号により加算器2の出力
をラッチし、メモリとして機能するものである。
【0011】次に、本実施例のアルゴリズムを図2のフ
ローチャートを用いて説明する。図2において、まず測
定回路101により入力値を測定して測定値y0 を得
(S1)、これを計算回路103で予めわかっているゲ
インG0 で除すことにより、推定入力値x0 を算出する
(S2)。ここまでは、従来と同じである。次いで、前
回の加重平均値X′と最新の推定入力値x0 との加重平
均値Xを算出する(S3)。加重平均値Xは次式で得ら
れる。なお、ここではX′とx0 に対する加重比率は3
対1としている。
【0012】
【数1】X=(3X′+x0 )/4 …(1) この後、計算回路により得られた加重平均値Xと所定目
標値yから適正ゲインG(G=y/X)を算出し(S
4)、ゲインコントロールアンプのゲインを得られた適
正ゲインに調整して1回の制御を終了する(S5)。加
重平均値Xの算出は1回の入力信号の測定ごとに行わ
れ、その都度得られた加重平均値に基づいた適正ゲイン
の調整が行われる。そして、これを何度も繰り返すと、
加重平均値Xは最新の測定値の影響を最も大きく受け、
次に1回前の測定値、2回前の測定値というように影響
を受ける割合が次第に小さくなっていく。図3にこの加
重配分を帯グラフで示しており、推定入力値が新しいほ
どその影響を強く受け、その重みは等比級数的に小さく
なっていくことがわかる。つまり、信頼できる新しいデ
ータほど影響力が強く、古いデータほど影響力が軽くな
っていく。加重平均値Xを数式で表わすと、次の通りと
なる。
【0013】
【数2】 図1の自動制御装置では、1回の測定ごとに加算器2に
推定入力値x0 が入力される。このときラッチ3にトリ
ガ信号を入力することにより、ラッチ3から前回の加重
平均値Xと現在のx0 とを3対1の比率で重み付けした
新たな加重平均値Xを取り出すことができる。従って、
加重平均を計算するには2個の加算器があればよく、ま
た測定データを蓄積するメモリもわずか1個のラッチが
あればよい。この場合、加重平均値を得るには、CPU
の演算処理を要することなく、簡単にラッチの出力から
取り出すことができる。なお、最初の動作を保証するた
めに、装置の起動時にはラッチ3に所定のデフォルト値
を代入しておくのが望ましい。
【0014】次に、上記自動制御装置を情報再生装置に
使用した例について説明する。図4はその一実施例を示
したブロック図で、1は不図示の光ディスクの如き情報
記録媒体から記録情報を検出するための検出器である。
この検出された信号は、プリアンプ2で増幅され、かつ
ノイズフィルタ12でノイズがカットされた後、再生信
号としてゲインコントロールアンプ13及び振幅レベル
測定回路14へ出力される。15はこの振幅レベル測定
回路14に測定のタイミングを指示するための測定タイ
ミング設定回路である。測定のタイミングは記録媒体の
セクタごとに特定のパターンで測定するように設定され
ており、この例ではセクタごとにVFOパターンの再生
信号の振幅レベルを測定するようにタイミング設定がな
されている。従って、測定タイミング設定回路15で
は、セクタのセクタマークを検出するセクタマーク検出
器17の検出信号を基準として所定時間カウントするこ
とによって、VFOパターンを検出してタイミング信号
を出力する。18は測定された再生信号の振幅レベルを
デジタル化するためのADコンバータ、19はその測定
値に基づいて所定の演算処理を実行してゲインコントロ
ールアンプ13の適正ゲインを算出するためのマイクロ
コンピュータ、20は得られた適正ゲインをアナログ化
するためのDAコンバータである。また、16はゲイン
コントロールアンプ13の出力信号を2値化するための
2値化回路、21はPLL、22は弁別器、23は復号
器である。
【0015】次に、上記情報再生装置の動作を図5に示
すフローチャートにより説明する。図5において、まず
記録媒体から読み出された再生信号は振幅測定回路14
に入力され、振幅レベルの測定値y0 が測定される(S
1)。この測定は前述の如く測定タイミング設定回路1
5のタイミング信号によりセクタごとにVFOパターン
で行われる。振幅レベル測定回路14の測定値y0 はA
Dコンバータ18でデジタル化された後、マイクロコン
ピュータ19に送られる。マイクロコンピュータ19で
は、得られた測定値y0 を予めわかっているゲインコン
トロールアンプ13のゲインG0 で除して推定入力値x
0 を算出する(S2)。次いで、マイクロコンピュータ
19は装置の動作モードを判別し、情報再生準備動作時
であるか通常の情報再生時であるかを判断する(S
3)。即ち、マイクロコンピュータ19は動作モードに
応じて加重平均の比重を切り換え、通常再生時に比べて
再生準備動作時は加重平均の重み付けを大きくする。具
体的には、通常再生時はデータの加重平均の重み付けを
1/4とし、再生準備動作時は1/2とする。つまり、
情報再生前の情報再生準備動作時には、記録媒体に予め
記録されたテストパターンを再生するために、再生準備
動作時の振幅レベルデータは通常の情報再生時のデータ
よりも信頼性が高い。この理由により、再生準備動作時
は通常の情報再生時よりも加重平均の重み付けを大きく
する。従って、情報再生準備動作時であった場合は、マ
イクロコンピュータ19は重み付けを1/2として前回
の加重平均値X′と最新のデータx0 との加重平均Xを
算出する(S4)。このときの加重平均値Xは次式の通
りとなる。
【0016】
【数3】X=(X′+x0 )/2 …(3) なお、図6に重み付けを1/2としたときの加重配分を
示しており、図3との比較で明らかなように新しいデー
タほどより重視していることがわかる。また、通常の情
報再生であったときは、マイクロコンピュータ19は重
みを1/4として加重平均値Xを算出する(S5)。加
重平均値Xは次式の通りである。
【0017】
【数4】X=(3X′+x0 )/4 …(4) マイクロコンピュータ19は、それぞれの動作モードに
おいて得られた加重平均Xと目標の再生信号の振幅値y
を用いて適正ゲインG(=y/X)を算出する(S
6)。そして、D/Aコンバータ20では適正ゲインG
をアナログ化してゲインコントロールアンプ13へ送
り、ゲインコントロールアンプ13のゲインを適正ゲイ
ンGに調整する(S7)。以上の加重平均値の算出は、
セクタごとにVFOパターンで再生信号の振幅レベルを
測定するごとに行われ、その都度ゲインコントロールア
ンプ13のゲインが適正ゲインに調整される。また、装
置の初期状態では、前回の加重平均値がないので、所定
のデフォルト値を用いて加重平均値を算出するようにし
ておけばよい。
【0018】なお、以上の実施例では、デジタル回路を
使用したり、あるいはマイクロコンピュータを用いてソ
フト的に加重平均値を算出したが、アナログ回路によっ
ても算出することが可能である。図7はその一例を示し
た図で、30はアナログ加算器、31,32はサンプル
ホールドである。アナログ加算器としては、オペレーシ
ョンアンプが利用でき、次のような加重平均値Xの演算
を行う。
【0019】
【数5】 X=ax0 +(1−a)X′ …(5) 但し、aは重み付けを示す比率で、0<a<1である。
この場合、aが大きいほど新しいデータの重み付けが大
きくなる。そして、アナログ加算器30にx0 が入力さ
れたら、まずサンプルホールド31を作動させ、次にサ
ンプルホールド32を作動させる。これにより、サンプ
ルホールド31から加重平均値Xを取り出すことができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、次の効果
がある。 (1)古いデータを蓄積しつつ、常に新しいデータに重
みを付ける加重平均値によって制御対象を制御するため
に、制御をより安定化することができる。 (2)しかも、1回の測定ごとに、その測定値に即応し
た制御を行うために、制御を安定化し、より精密な制御
を行うことができる。 (3)データを蓄積するためのメモリが極くわずかです
むために、構成を大幅に簡単化できるばかりでなく、コ
ストも低減することができる。 (4)加重平均値を算出する場合、CPUによるソフト
的な処理を要することなく、簡単に算出することができ
る。 (5)加重平均の重み付けを簡単に変えることができ
る。即ち、装置の動作モードなどに応じて新しいデータ
の古いデータに対する重み付けを切り換えて制御するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動制御装置の一実施例を示したブロ
ック図である。
【図2】図1の実施例の動作を示したフローチャートで
ある。
【図3】図1の実施例で1回前の加重平均値X′と最新
のデータx0 との加重比率を3対1としたときの加重配
分を帯グラフで示した図である。
【図4】本発明の情報再生装置の一実施例を示したブロ
ック図である。
【図5】図4の実施例の動作を示したフローチャートで
ある。
【図6】加重比率を2対1としたときの加重配分を帯グ
ラフで示した図である。
【図7】本発明の自動制御装置の他の例を示したブロッ
ク図である。
【図8】一般的なフィードバック型の制御装置を示した
ブロック図である。
【図9】一般的なオープン型の制御装置を示したブロッ
ク図である。
【図10】図8の制御装置の最も基本的な制御アルゴリ
ズムを示したフローチャートである。
【図11】図10の改良アルゴリズムを示したフローチ
ャートである。
【図12】図10の更に改良アルゴリズムを示したフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1,2 加算器 3 ラッチ 13 ゲインコントロールアンプ 14 振幅レベル測定回路 15 測定タイミング設定回路 19 マイクロコンピュータ 30 アナログ加算器 31,32 サンプルホールド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御対象の値を測定するための測定手段
    と、この測定値に基づいて制御対象を目標値に制御する
    ための制御手段とを備え、前記測定手段の測定ごとに前
    回の加重平均値と現在の測定値との加重平均値を求め、
    得られた加重平均値を用いて制御対象を目標値に制御す
    ることを特徴とする自動制御装置。
  2. 【請求項2】 最初の制御時には、前回の加重平均値に
    相当する所定の初期値を用いて加重平均値を求めること
    を特徴とする請求項1の自動制御装置。
  3. 【請求項3】 情報記録媒体から読み出された再生信号
    を増幅すべく設けられた増幅手段と、前記記録媒体のセ
    クタごとに所定パターンの再生信号の振幅値を測定する
    ための手段と、この測定手段の測定ごとに得られた測定
    値と前回の加重平均値との加重平均値を求めるための手
    段と、得られた加重平均値に基づいて再生信号の振幅値
    が目標値となるよう前記増幅手段のゲインを算出してゲ
    インを調整するための手段とを有することを特徴とする
    情報再生装置。
  4. 【請求項4】 前記加重平均算出手段は、装置の動作モ
    ードに応じて加重平均の重み付けを変更することを特徴
    とする請求項3の情報再生装置。
  5. 【請求項5】 前記加重平均算出手段は、装置の初期状
    態では前回の加重平均値の代わりに所定の初期値を用い
    て加重平均値を算出することを特徴とする請求項3の情
    報再生装置。
JP1845292A 1992-01-08 1992-01-08 自動制御装置及び情報再生装置 Pending JPH05189007A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005516297A (ja) * 2002-01-31 2005-06-02 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 工業的プロセスの調節方法
US7233200B2 (en) 2004-02-27 2007-06-19 Sony Corporation AGC circuit, AGC circuit gain control method, and program for the AGC circuit gain control method
US7270646B2 (en) 2000-02-04 2007-09-18 Olympus Corporation Ultrasonic operation apparatus for performing follow-up control of resonance frequency drive of ultrasonic oscillator by digital PLL system using DDS (direct digital synthesizer)

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