JPH06162614A - 周波数電圧変換器及び速度検出装置 - Google Patents

周波数電圧変換器及び速度検出装置

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JPH06162614A
JPH06162614A JP4303845A JP30384592A JPH06162614A JP H06162614 A JPH06162614 A JP H06162614A JP 4303845 A JP4303845 A JP 4303845A JP 30384592 A JP30384592 A JP 30384592A JP H06162614 A JPH06162614 A JP H06162614A
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JP
Japan
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speed
cycle
frequency
frequency signal
reciprocal
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Application number
JP4303845A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Kobayashi
良憲 小林
Takaharu Watanabe
隆治 渡辺
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 FGパルスの1周期終了毎にその時点での瞬
時速度を示す検出出力が得られる速度検出装置を提供す
る。 【構成】 周波数信号発生部11により得られるモータ
10の回転速度に比例した周波数の周波数信号につい
て、周期検出部13及び推定部14により、周期の逆数
として得られる平均速度から加速度を求め、上記加速度
に基づいて瞬時速度を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数信号を電圧信号
に変換して信号の周波数を検出する周波数電圧変換器及
び移動体の速度に応じた周波数信号を電圧信号に変換し
て移動速度を検出する速度検出装置に関し、例えば測定
器やビデオテープレコーダなどのテープ走行系に適用さ
れる。
【0002】
【従来の技術】一般に、ビデオテープレコーダなどのテ
ープ走行系では、例えば図6に示すように、3相ブラシ
レスDCモータを使用したキャプスタンモータ20を備
え、駆動回路21がマイクロコントローラ22から供給
される制御電圧Vs(アナログ電圧)に比例した3相の
電流をu,v,w相のコイルに流すことにより、上記キ
ャプスタンモータ20にトルクを発生させて、回転子を
回転させる。
【0003】また、上記キャプスタンモータ20の回転
角度位置の検出にはホール素子23が使用されており、
検出された位置情報を上記駆動回路21にフィードバッ
クしてu,v,w相の電流切換を行う。
【0004】さらに、上記キャプスタンモータ20の回
転速度の検出には、その回転部の外周部分に着磁された
磁石と、それと近接して設けられたMRセンサ24によ
り構成した所謂周波数発電機(FG)が用いられ、上記
磁石の通過による磁束の変化を上記MRセンサ24によ
り検出することにより、上記キャプスタンモータ20の
回転速度に比例した周波数の周波数信号(アナログ信
号)を生成するようになっている。そして、上記MRセ
ンサ24により得られた周波数信号は、波形整形回路2
5により波形整形されて0/1のFGパルスとして、上
記マイクロコントローラ22に供給されている。
【0005】そして、上記マイクロコントローラ22
は、周波数電圧変換器として機能するもので、上記FG
パルスのエッジタイミングで割り込みが入る割込機能に
より、上記FGパルスの周期を時間的に計測して、上記
キャプスタンモータ20の回転速度を検出し、速度情報
を上記駆動回路21に帰還してテープを一定速度で走行
させるように上記キャプスタンモータ20の速度サーボ
制御を行う。
【0006】ここで、周波数電圧変換器いわゆるFVコ
ンバータは、信号の周波数を電圧に変換して測定する周
波数測定器やモータの回転速度に比例した周波数信号
(FG信号)から上記回転速度を電圧に変換して検出す
る速度検出装置などとして広く使用されている。
【0007】上記周波数電圧変換器は、図7に原理的な
構成を示すように周期測定部31と変換部32とからな
り、周波数信号について、上記周期測定部31により1
周期毎に周期測定を行い、その周期の逆数を上記変換部
32により電圧に変換して出力するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
従来の周波数電圧変換器では、周波数信号の周期の逆数
をそのまま電圧に変換していたので、周波数信号の瞬時
周波数を検出することはできず、1周期遅れの平均周波
数を検出することができない。
【0009】このような周波数電圧変換器を用いた速度
検出装置では、検出されたテープ走行速度が離散的(時
間的に不連続)な値をとり、しかも、FGパルスの1周
期間における平均速度を示すことになる。従って、従来
の速度検出装置では、加速時には必ず実際の速度よりも
小さな値となり、逆に、減速時には大きな値となってし
まう。
【0010】ビデオテープレコーダなどのテープ走行系
においてテープ走行の加減速制御を精度よく行うために
は、テープ走行速度を正確に検出する必要があるが、上
述のように従来の速度検出装置では、FGパルスの1周
期間における平均速度しか得られず、正確な瞬時速度を
検出することができない。
【0011】そこで、本発明の目的は、上述の如き実情
に鑑み、1周期終了時点での瞬時周波数を示す電圧を出
力する周波数電圧変換器を提供することにある。
【0012】また、本発明の他の目的は、ビデオテープ
レコーダなどのテープ走行系におけるテープ走行の加減
速制御を精度よく行うことができるようにするために、
FGパルスの1周期終了毎にその時点での瞬時速度を示
す検出出力が得られる速度検出装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る周波数電圧変換器は、入力周波数信
号の周期を検出する周期検出手段と、上記周期検出手段
に検出され周期の逆数の変化率を求め、上記周期検出手
段に検出され周期の逆数を上記変化率に基づいて補正す
る補正手段と、上記補正手段により補正された周期の逆
数を電圧に変換する変換手段とからなることを特徴とす
るものである。
【0014】また、本発明に係る速度検出装置は、移動
体の移動速度に比例した周波数の周波数信号を発生する
周波数信号発生手段と、上記周波数信号発生手段から供
給される周波数信号について、周期の逆数として得られ
る平均速度から加速度を求め、上記加速度に基づいて瞬
時速度を推定する瞬時速度推定手段とからなることを特
徴とするものである。
【0015】さらに、本発明に係る速度検出装置におい
て、上記瞬時速度推定手段は、上記周波数信号発生手段
から供給される周波数信号について、周期Tn の検出時
点t n+1 における瞬時速度vn を vn =1/Tn +(Tn-1 −Tn )/ Tn-1 (Tn-1
+Tn ) として推定することを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明に係る周波数電圧変換器では、入力周波
数信号の周期を周期検出手段により検出し、検出された
周期の逆数の変化率に基づいて上記周期の逆数を補正手
段により補正し、補正された周期の逆数を変換手段によ
り電圧に変換する。
【0017】また、本発明に係る速度検出装置では、周
波数信号発生手段から供給される移動体の移動速度に比
例した周波数の周波数信号について、瞬時速度推定手段
により、周期の逆数として得られる平均速度から加速度
を求め、上記加速度に基づいて瞬時速度を推定する。
【0018】さらに、本発明に係る速度検出装置におい
て、上記瞬時速度推定手段は、上記周波数信号発生手段
から供給される周波数信号について、周期Tn の検出時
点t n+1 における瞬時速度vn を vn =1/Tn +(Tn-1 −Tn )/ Tn-1 (Tn-1
+Tn ) として推定する。
【0019】
【実施例】以下、本発明に係る周波数電圧変換器及び速
度検出装置の一実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
【0020】本発明に係る周波数電圧変換器は、例えば
図1に示すように構成される。この図1に示す周波数電
圧変換器は、記憶部1,周期検出部2,補正部3及び変
換部4からなる。
【0021】この周波数電圧変換器において、記憶部1
は、入力FGパルスの立上がりエッジのタイミングtn
を記憶する。
【0022】また、周期検出部2は、上記記憶部1に記
憶された各タイミングから入力FGパルスの周期Tn
検出する。なお、この周期検出部2で検出されたFGパ
ルスの周期の逆数1/Tn をそのまま電圧に変換すると
図2中に一点鎖線で示す階段波形状の変換出力となる。
【0023】さらに、補正部3は、上記周期検出部2で
検出されたFGパルスの周期の逆数1/Tn すなわち周
波数の変化率を求め、その変化率に基づいて上記周期の
逆数1/Tn を補正することにより、周期Tn の検出時
点tn+1 における瞬時周波数fn を示す補正された周期
の逆数1/Tn ’を求める。
【0024】そして、変換部4は、上記補正部3で補正
された周期の逆数1/Tn ’を電圧に変換することによ
り、上記周期Tn の検出時点tn+1 における瞬時周波数
nを示す電圧Vn を出力する。この変換部4による変
換出力は、図2中に実線で示す階段波形状の変換出力と
なる。
【0025】ここで、この実施例の周波数電圧変換器で
は、入力FGパルスの立上がりエッジのタイミングtn
を記憶する記憶部1を備えているので、上記補正部3に
おいて、上記周期検出部2で検出されたFGパルスの周
期の逆数1/Tn すなわち周波数の変化率に基づいて補
間により各瞬時周波数を補間演算することにより、図2
中に実線で示すような連続的な変換出力を上記変換部4
から出力することもできる。また、リアルタイム処理で
ないので、入力FGパルスの周期Tn を上記周期検出部
2において進み位相で検出することにより、図2中に破
線で示す階段波形状の変換出力を得るようにすることも
できる。
【0026】また、本発明に係る速度検出装置は、例え
ば図3に示すように構成される。この図3に示す速度検
出装置は、モータ10の回転速度を検出するものであっ
て、上記モータ10の回転速度に比例した周波数の周波
数信号を発生する周波数信号発生部11と、この周波数
信号発生部11から周波数信号が波形整形回路12を介
してFGパルスとして供給される周期検出部13と、こ
の周期検出部13から周期情報が供給される推定部15
と、この推定部15により推定出力が供給される変換部
16からなる。
【0027】この速度検出装置において、周期検出部1
3は、上記周波数信号発生部11から波形整形回路12
を介して供給されるFGパルスについて、各立ち上がり
エッジのタイミングからFGパルスの周期Tn を検出す
る。
【0028】また、推定部14は、上記周期検出部13
で検出されたFGパルスの周期の逆数1/Tn すなわち
回転速度の変化率を求め、その変化率に基づいて、周期
nの検出時点tn+1 における瞬時速度vn を示す周期
の逆数1/Tn ’を推定する。
【0029】そして、変換部15は、上記推定部14で
推定された周期の逆数1/Tn ’を電圧に変換すること
により、上記周期Tn の検出時点tn+1 における瞬時速
度v n を示す電圧Vn を出力する。
【0030】ここで、例えば上記モータ10が図4に示
すように等加速度で起動された場合を例にして、この速
度検出装置の動作を説明する。
【0031】FGパルスの第1の立上がりエッジのタイ
ミングt1 と第2の立上がりエッジのタイミングt2
の時間差すなわち上記FGパルスの第1の周期T1 にお
ける平均速度v1 は、上記第1の周期T1 の逆数とし
て、 v1 =1/(t2 −t1 ) =1/T1 にて求まる。
【0032】また、上記モータ10が等加速度で起動さ
れており、上記第1の立上がりエッジのタイミングt1
と第2の立上がりエッジのタイミングt2 との中点での
速度がv1 であるとして、加速度αは、 α=v1 /(t1 +t2 )/2 =2/(t1 +t2 )(t2 −t1 ) として求まる。
【0033】そして、上記周期検出部13において上記
第1の周期T1 を検出した時点Aすなわち上記第2の立
上がりエッジのタイミングt2 における瞬時速度v
A は、 vA =αt2 =2t2 /(t1 +t2 )(t2 −t1 ) として推定することができる。
【0034】さらに、上記第1の立上がりエッジのタイ
ミングt1 から第3の立上がりエッジのタイミングt3
までの加速度が一定であるとすると、上記第1の立上が
りエッジのタイミングt1 と第2の立上がりエッジのタ
イミングt2 との中点での速度v1 =1/(t2
1 )=1/T1 と上記第2の立上がりエッジのタイミ
ングt2 と第3の立上がりエッジのタイミングt3 との
中点での速度v2 =1/(t3 −t2 )=1/T2
ら、加速度αは、 α=v2 −v1 /(t3 −t1 )/2 =2(1/T2 −1/T1 )/(T1 +T2 ) =2(T1 −T2 )/T1 2 (T1 +T2 ) として求まる。
【0035】そして、上記周期検出部13において上記
第2の周期T2 を検出した時点Bすなわち上記第3の立
上がりエッジのタイミングt3 における瞬時速度v
B は、 vB =v2 +α(t3 −t2 )/2 =1/T2 +(T1 −T2 )/T1 (T1 +T2 ) として推定することができる。
【0036】すなわち、FGパルスについて、上記周期
検出部13において周期Tn を検出時点tn+1 における
瞬時速度vn は、上記推定部14において、 vn =1/Tn +(Tn-1 −Tn )/ Tn-1 (Tn-1
+Tn ) として推定することができる。
【0037】ここで、一定電圧を印加してDCモータを
起動した場合の速度v(t)は、ゲインをaとし、遅れ
時間をTとして、 v(t)=a(1−e-t/T) にて示され、図5に示すように低速領域Bでは直線的な
起動特性となっている。
【0038】従って、上述の如き本発明に係る速度検出
装置を用いて、DCモータの回転速度を検出して速度サ
ーボ制御を掛けることにより、例えばビデオテープレコ
ーダにおけるステップ送りによるスロー再生の際に、キ
ャプスタンモータに対して等加速度制御を行うことがで
きる。
【0039】なお、本発明に係る速度検出装置は、キャ
プスタンモータの回転制御のみに適用されるものでな
く、例えばリニアモータによる直線移動される移動体の
位置制御などにも応用することができる。
【0040】
【発明の効果】本発明に係る周波数電圧変換器では、入
力周波数信号の周期を周期検出手段により検出し、検出
された周期の逆数の変化率に基づいて上記周期の逆数を
補正手段により補正し、補正された周期の逆数を変換手
段により電圧に変換するので、1周期終了時点での瞬時
周波数を正確に示す電圧を出力することができる。
【0041】また、本発明に係る速度検出装置では、周
波数信号発生手段から供給される移動体の移動速度に比
例した周波数の周波数信号について、瞬時速度推定手段
により、周期の逆数として得られる平均速度から加速度
を求め、上記加速度に基づいて瞬時速度を推定するの
で、FGパルスの1周期終了毎にその時点での瞬時速度
を正確に示す検出出力を得ることができる。従って、こ
の速度検出装置を例えばキャプスタンモータの回転制御
に適用することにより、ビデオテープレコーダなどのテ
ープ走行系におけるテープ走行の加減速制御を精度よく
行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る周波数電圧変換器の構成を示すブ
ロック回路図である。
【図2】上記周波数電圧変換器の動作説明に供する特性
図である。
【図3】本発明に係る速度検出装置の構成を示すブロッ
ク回路図である。
【図4】上記速度検出装置の動作説明に供する特性図で
ある。
【図5】DCモータの起動特性を示す特性図である。
【図6】ビデオテープレコーダにおけるキャプスタンモ
ータの速度制御系の構成を示すブロック回路図である。
【図7】従来の周波数電圧変換器の原理的な構成を示す
ブロック回路図である。
【符号の説明】
2・・・・・・・・・・・・周期検出部 3・・・・・・・・・・・・補正部 4・・・・・・・・・・・・変換部 10・・・・・・・・・・・・モータ 11・・・・・・・・・・・・周波数信号発生部 13・・・・・・・・・・・・周期検出部 14・・・・・・・・・・・・推定部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力周波数信号の周期を検出する周期検
    出手段と、 上記周期検出手段により検出された周期の逆数の変化率
    を求め、上記周期検出手段により検出され周期の逆数を
    上記変化率に基づいて補正する補正手段と、 上記補正手段により補正された周期の逆数を電圧に変換
    する変換手段とからなる周波数電圧変換器。
  2. 【請求項2】 移動体の移動速度に比例した周波数の周
    波数信号を発生する周波数信号発生手段と、 上記周波数信号発生手段から供給される周波数信号につ
    いて、周期の逆数として得られる平均速度から加速度を
    求め、上記加速度に基づいて瞬時速度を推定する瞬時速
    度推定手段とからなる速度検出装置。
  3. 【請求項3】 前記瞬時速度推定手段は、上記周波数信
    号発生手段から供給される周波数信号について、周期T
    n の検出時点tn+1 における瞬時速度vn を vn =1/Tn +(Tn-1 −Tn )/ Tn-1 (Tn-1
    +Tn ) として推定することを特徴とする請求項2記載の速度検
    出装置。
JP4303845A 1992-11-13 1992-11-13 周波数電圧変換器及び速度検出装置 Pending JPH06162614A (ja)

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JP4303845A JPH06162614A (ja) 1992-11-13 1992-11-13 周波数電圧変換器及び速度検出装置
US08/151,347 US5473239A (en) 1992-11-13 1993-11-12 Capstan motor drive control device
KR1019930024095A KR100284452B1 (ko) 1992-11-13 1993-11-12 캡스턴모터 구동제어장치

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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