JPH06253567A - デジタルフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低域での補償利得特性を低下させることなく
応答時間を短縮することができるデジタルフィルタを提
供することにある。 【構成】 デジタルフィルタ２０は加算器２１を有し、
加算器２１は周期計測器５からの差分信号と偏差信号と
を加算することによって加算信号を生成する。偏差信号
は、以下のように、生成される。加算器２１からの加算
信号は減算器２２に与えられ、減算器２２は加算信号か
ら累積信号を減算することによって減算信号を生成す
る。減算器２２で生成された減算信号はレジスタ２３を
通過するとともに累積信号としてレジスタ２３に格納さ
れる。累積信号は減算器２２に戻されるとともに乗算器
２４に与えられる。乗算器２４はこれに入力される累積
信号に係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を掛けることによって偏差
信号を生成し、偏差信号は加算器２１に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
などのモータの速度制御装置の使用に適するデジタルフ
ィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭用ビデオテープレコーダ
（以下、ＶＴＲという）には、ヘッドシリンダの回転を
制御するドラムサーボ系と、テープ走行を制御するキャ
プスタンサーボ系とが設けられている。

【０００３】キャプスタンサーボ系では、キャプスタン
軸の回転速度および回転位相が制御され、この制御によ
ってテープの走行が制御される。キャプスタン軸の回転
駆動源としてはキャプスタンモータが用いられ、キャプ
スタンモータには、その回転速度に比例した周波数の信
号（以下、ＦＧ信号という）を発生する周波数発電機が
設けられている。

【０００４】ＦＧ信号はキャプスタン軸の回転速度を制
御する速度制御に用いられ、この速度制御では、ＦＧ信
号に基づきキャプスタンモータの駆動電流を制御するこ
とによってキャプスタン軸の回転速度が制御される。す
なわち、速度制御では、ＦＧ信号の周期が予め設定され
ている目標値に一致するようにキャプスタンモータの回
転速度を制御する。これに対し、位相制御では、磁気テ
ープの下縁部に記録されているＣＴＬ（コントロール）
信号が用いられ、ＣＴＬ信号が基準信号に対し所定の位
相関係になるようにキャプスタンモータの回転位相を制
御する。

【０００５】しかし、周波数発電機の部品の一部がキャ
プスタンモータの回転軸に取り付けられているから、取
付基盤の取付状態、回転軸の偏心、キャプスタンモータ
の界磁の影響などによって発生するＦＧ信号の振幅およ
び位相が一定にならないことがある。いわゆる、一つの
ＦＧむらが生じる。

【０００６】よって、実際にキャプスタンモータの回転
速度が一定であるにもかかわらず、このＦＧむらの発生
によってＦＧ信号の周波数が一定となるようにサーボが
働き、キャプスタンモータの回転数を変動させる現象が
生じる。

【０００７】また、上述の取付基盤の取付状態、回転軸
の偏心、キャプスタンモータの界磁の影響などによって
発生するＦＧむらと異なる他のＦＧむらがあり、このＦ
Ｇむらは周波数発電機の磁気抵抗素子（ＭＲ素子）の品
質のばらつき、ＦＧ信号の波形を整形するための波形整
形器における入力電圧に対するオフセットによって発生
する。このＦＧむらが生じるとき、キャプスタンモータ
の回転数が一定であるにもかかわらず、ＦＧ信号は、
「Ｈ」（高レベル）区間が５０％、「Ｌ」（低レベル）
区間が５０％である関係を持たないことがある。その結
果、高い速度制御性能を得ることができない。

【０００８】上述の問題を解決するために、ドラムモー
タの速度制御方式（テレビジョン学会技術報告、第１２
巻、第１７号を参照）として既に発表されている制御方
式がキャプスタンモータの速度制御に適用されている。

【０００９】次に、上述の制御方式が適用されているキ
ャプスタンモータの速度制御系の例について図を参照し
ながら説明する。図７は従来のキャプスタンモータの速
度制御系を示すブロック図、図８は図７の速度制御系に
用いられている帰還型ノッチフィルタを示すブロック
図、図９は図７の帰還型ノッチフィルタの周波数特性を
示す図である。

【００１０】キャプスタンモータ１には、図７に示すよ
うに、周波数発電機２が取り付けられている。周波数発
電機２はＦＧ信号を発生し、このＦＧ信号は波形整形器
３に与えられる。波形整形器３で矩形波に整形されたＦ
Ｇ信号は周波数逓倍器４に与えられ、周波数逓倍器４は
ＦＧ信号の立上がりと立ち下がりとを検出し、その検出
タイミングに応じてパルスを発生する。周波数逓倍器４
からのパルスは周期計測器５に与えられ、周期計測器５
は周波数逓倍器４からのパルス列の周期と目標周期との
差を示す差信号を生成する。

【００１１】周期計測器５からの差信号は、帰還型ノッ
チフィルタ６に与えられる。帰還型ノッチフィルタ６
は、図８に示すように、減算器７を有し、減算器７は差
信号から偏差信号を減じる。

【００１２】偏差信号は、以下のように、生成されてい
る。減算器７からの出力信号は加算器８で累積信号と加
算され、加算信号が生成される。加算信号は各レジスタ
９，１０を順次に通過し、累積信号になる。累積信号は
加算器８に戻されるとともに乗算器１１に与えられる。
乗算器１１はこれに入力される累積信号に係数Ｋ（０＜
Ｋ＜１）を掛けることによって偏差信号を生成し、偏差
信号は減算器７に与えられる。

【００１３】帰還型ノッチフィルタ６の伝達関数は、次
の式で表される。

【００１４】

【数１】 帰還型ノッチフィルタ６の周波数特性では、図９に示す
ように、低域での利得特性の低下の度合が大きい。な
お、この周波数特性は、係数Ｋが１／３２に設定されて
いるときに得られた特性である。

【００１５】帰還型ノッチフィルタ６の減算器７からの
出力信号は合成器１２に与えられる。合成器１２は減算
器７からの出力信号と位相制御信号とを加算し、この加
算信号はドライバ１３に与えられる。ドライバ１３は合
成器１２からの加算信号に基づきキャプスタンモータ１
の回転駆動を制御する。

【００１６】次に、キャプスタンモータの速度制御系の
動作について図を参照しながら説明する。図１０はキャ
プスタンモータの速度制御に用いられるＦＧ信号および
逓倍処理されたＦＧ信号を示す図である。

【００１７】周波数発電機２の磁気抵抗素子（ＭＲ素
子）の品質のばらつき、ＦＧ信号の波形を整形するため
の波形整形器３における入力電圧に対するオフセットに
よるＦＧむらが発生するとき、図１０に示すように、Ｆ
Ｇ信号は、「Ｈ」区間が５０％、「Ｌ」区間が５０％で
ある関係を持たずに、例えば「Ｈ」区間が６０％、
「Ｌ」が４０％である関係を有する。

【００１８】最初の計測時、すなわち時間ｔ１におい
て、ＦＧ信号の「Ｈ」区間を計測したものであるから、
周期計測器５の差分信号は目標値に対し＋１０％の値を
示し、時間ｔ２における周期計測器５からの差分信号
は、ＦＧ信号の「Ｌ」区間を計測したものであるから、
目標値に対し−１０％の値を示す。

【００１９】よって、減算器７の減算処理によって減算
器７からの出力信号は常に「０」になる。すなわち、定
常的に生じているＦＧむらが除去された信号がキャプス
タンモータ１に与えられ、ＦＧむらに起因する速度制御
性能の悪化を未然に防止することができる。また、取付
基盤の取付状態、回転軸の偏心、キャプスタンモータの
界磁などに起因するＦＧむらの発生が抑制され、このＦ
Ｇむらによるキャプスタンモータの回転変動を抑えるこ
とができる。

【００２０】これに対し、外乱などによってキャプスタ
ンモータに回転むらが生じるとき、この回転むらは差分
信号として出力されるから、この差分信号に基づきキャ
プスタンモータ１の回転速度の制御が適正に行われる。

【００２１】しかし、この速度制御系に用いられている
帰還型ノッチフィルタ６では、乗算器１１の係数Ｋを十
分に小さくすることによって低域での利得特性の低下の
度合を小さくすることができるが、キャプスタンモータ
１の起動時などの初期時に、ＦＧむらの検出から除去ま
での応答時間が長くなる。

【００２２】応答時間を短くするために、乗算器１１の
係数Ｋを大きくすることが考えられるが、係数Ｋの増大
によって低域すなわち直流に近い外乱に対する補償利得
特性が低下する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のキャプスタンモータの速度制御系に用いられている帰
還型ノッチフィルタでは、各ＦＧむらをなくすことがで
きるが、低域での補償利得特性を低下させることなく応
答時間を短縮することは難しい。

【００２４】本発明は、低域での補償利得特性を低下さ
せることなく応答時間を短縮する事ができるデジタルフ
ィルタを提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本願第１発明は、入力パ
ルスの周期と予め設定されている目標周期との差を取る
ことによって差分信号を生成する周期計測手段を有する
装置に用いられ、前記差分信号に対し、所定のデジタル
処理を施すデジタルフィルタであって、前記差分信号と
偏差信号とを加算することによって加算信号を生成する
加算手段と、前記加算手段で生成された加算信号から累
積成分を減算することによって減算信号を生成する減算
手段と、前記減算手段で生成された減算信号を保持する
ことによって前記累積成分を得る累積手段と、前記累積
手段からの累積成分に係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を乗算する
ことによって前記偏差信号を生成する乗算手段とを備え
る。

【００２６】本願第２発明は、定常回転と、停止を含み
前記定常回転と異なる非定常回転状態とで切換え制御さ
れる被制御回転体の回転を検出し、この検出の結果に基
づきパルスを生成する回転検出手段と、前記回転検出手
段から入力される入力パルスの周期と予め設定されてい
る目標周期との差を取ることによって差分信号を生成す
る周期計測手段とを有する装置に用いられ、前記差分信
号に対し所定のデジタル処理を施すことによって、前記
被制御回転体の回転を制御するための制御信号を導出す
るデジタルフィルタであって、前記差分信号と偏差信号
とを加算することによって加算信号を生成する加算手段
と、前記加算手段で生成された加算信号から累積成分を
減算することによって減算信号を生成する減算手段と、
前記減算手段で生成された減算信号を保持することによ
って前記累積成分を得、前記被制御回転体が定常回転か
ら非定常回転状態に切り換えられるときに定常回転終了
時の累積成分を保持し、この累積成分を次の定常回転の
開始時に出力する累積手段と、前記累積手段からの累積
成分に係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を乗算することによって前
記偏差信号を生成する乗算手段とを備える。

【００２７】

【作 用】本願第１発明のデジタルフィルタでは、前記
差分信号と偏差信号とを加算することによって加算信号
を生成し、この加算信号から累積成分を減算することに
よって減算信号を生成し、この減算信号を保持すること
によって累積成分を得、この累積成分に係数Ｋ（０＜Ｋ
＜１）を乗算することによって前記偏差信号を生成す
る。

【００２８】第１の時間において累積手段に格納されて
いる累積成分が「０」であれば、前記加算手段の加算信
号の値は減算手段を経て再び前記累積手段に与えられ、
この累積手段には前記加算信号の値に等しい値を示す累
積成分が格納される。

【００２９】次に、第１の時間から所定の時間経過後の
第２の時間において、前記周期計測手段からの差分信号
は前記加算手段に入力され、前記累積手段からの累積成
分は前記乗算手段に与えられる。

【００３０】前記乗算手段は前記累積成分に係数Ｋを掛
けることによって偏差信号を生成する。乗算手段からの
偏差信号は前記加算手段で前記周期計測手段の差分信号
に加えられるから、この加算信号が示す値は毎周期毎に
低減される。

【００３１】よって、例えば、キャプスタンモータなど
の速度制御系に本発明のデジタルフィルタを用いること
によって、直流に近いＦＧむらに対する利得特性の低下
が抑制され、係数Ｋを大きくすることによって応答時間
を短縮することができる。

【００３２】本願第２発明のデジタルフィルタでは、前
記差分信号と偏差信号とを加算することによって加算信
号を生成し、この加算信号から累積成分を減算すること
によって減算信号を生成し、この減算信号を保持するこ
とによって前記累積成分を得、前記被制御回転体が定常
回転から非定常回転状態に切り換えられるときに定常回
転終了時の累積成分を保持し、この累積成分を次の定常
回転の開始時に出力し、前記累積手段からの累積成分に
係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を乗算することによって前記偏差
信号を生成する。

【００３３】前記被制御回転体が停止された後に次の定
常回転が開始されるとき、前記累積手段には前記非定常
回転状態時における累積成分が保持されているから、前
記加算信号が示す値は非常に短い周期で低減され、速度
制御の立ち上がり性能を高めることができる。

【００３４】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図を参照し
ながら説明する。

【００３５】図１は本願第１発明のデジタルフィルタの
一実施例が用いられているキャプスタンモータの速度制
御系を示すブロック図である。

【００３６】キャプスタンモータ１には、図１に示すよ
うに、周波数発電機２が取り付けられている。周波数発
電機２はＦＧ信号を発生し、このＦＧ信号は波形整形器
３に与えられる。波形整形器３で矩形波に整形されたＦ
Ｇ信号は周波数逓倍器４に与えられ、周波数逓倍器４は
ＦＧ信号の立上がりと立ち下がりとを検出し、その検出
タイミングに応じてパルスを発生する。周波数逓倍器４
からのパルスは周期計測器５に与えられ、周期計測器５
は周波数逓倍器４からのパルス列の周期と目標周期との
差を示す差分信号を生成する。

【００３７】周期計測器５からの差分信号は、デジタル
フィルタ２０に与えられる。デジタルフィルタ２０は、
加算器２１を有し、加算器２１は周期計測器５からの差
分信号と偏差信号とを加算することによって加算信号を
生成する。

【００３８】偏差信号は、以下のように、生成される。
加算器２１からの加算信号は減算器２２に与えられ、減
算器２２は加算信号から累積信号を減算することによっ
て減算信号を生成する。

【００３９】減算器２２で生成された減算信号はレジス
タ２３を通過するとともに累積信号としてレジスタ２３
に格納される。累積信号は減算器２２に戻されるととも
に乗算器２４に与えられる。

【００４０】乗算器２４はこれに入力される累積信号に
係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を掛けることによって偏差信号を
生成し、偏差信号は加算器２１に戻される。

【００４１】デジタルフィルタ２０の伝達関数は、次の
式で表される。

【００４２】

【数２】 デジタルフィルタ２０の加算器２１からの加算信号は合
成器１２に与えられる。合成器１２は加算器２１からの
加算信号と他の制御系からの位相制御信号とを加算し、
この加算信号はドライバ１３に与えられる。ドライバ１
３は合成器１２からの加算信号に基づきキャプスタンモ
ータ１の回転駆動を制御する。

【００４３】次に、キャプスタンモータの速度制御系の
動作について図５を参照しながら説明する。

【００４４】周波数発電機２から発生し、波形整形器３
で整形されたＦＧ信号が「Ｈ」区間が６０％、「Ｌ」が
４０％である関係を有するとき、すなわち周波数発電機
２の磁気抵抗素子（ＭＲ素子）の品質のばらつき、ＦＧ
信号の波形を整形するための波形整形器３における入力
電圧に対するオフセットによるＦＧむらが発生すると
き、図５に示すように、最初の計測時の時間ｔ１におい
て、ＦＧ信号は「Ｈ」区間を示すから、周期計測器５の
差分信号は目標値に対し＋１０％の値を示す。この時間
ｔ１においてレジスタ２３に格納されている累積信号が
「０」であれば、加算器２１の加算信号は＋１０％の値
を示す。加算信号は減算器２２を経てレジスタ２３に与
えられ、レジスタ２３には＋１０％の値を示す累積信号
が格納される。

【００４５】次に、時間ｔ２において、ＦＧ信号は
「Ｌ」区間を示すから、周期計測器５からの差分信号は
目標値に対し−１０％の値になる。レジスタ２３に格納
されている＋１０％の値を示す累積信号は乗算器２４に
与えられる。

【００４６】乗算器２４は累積信号に係数Ｋを掛け、＋
１０％・Ｋの値を示す偏差信号が生成される。乗算器２
４からの偏差信号は加算器２１で周期計測器５の差分信
号に加えられ、（−１０％＋１０％・Ｋ）の値を示す加
算信号が生成される。

【００４７】この加算信号が示す値は毎周期毎に低減さ
れ、最終的に０になる。レジスタ２３には１０％／Ｋ、
−１０％／Ｋが交互に格納される。

【００４８】よって、定常的に生じるＦＧむらが除去さ
れた加算信号が合成器１２に出力され、ＦＧむらに起因
するキャプスタンモータの回転変動の発生をなくすこと
ができる。すなわち、直流に近い低域の外乱に対し高い
抑圧特性を得ることができる。なお、係数Ｋは応答速度
に応じて決定することができる。

【００４９】次に、デジタルフィルタ２０のゲインおよ
び位相の周波数特性について図を参照しながら説明す
る。図２は図１のデジタルフィルタの周波数特性を示す
図である。

【００５０】図２から明らかなように、従来の帰還型ノ
ッチフィルタの周波数特性に比して、直流ゲインを低下
させることなく一定に維持していることが分かる。よっ
て、直流ゲインの補償をする手段を設ける必要がない。
なお、この周波数特性は、係数Ｋが１／３２に設定され
ているときに得られた特性である。

【００５１】次に、本願第２発明のデジタルフィルタの
実施例について図を参照しながら説明する。図３は本願
第２発明のデジタルフィルタの一実施例が用いられてい
るキャプスタンモータの速度制御系を示すブロック図で
ある。

【００５２】デジタルフィルタ３０は、図３に示すよう
に、加算器２１と、減算器２２と、レジスタ２３と、乗
算器２４と、ＦＧ極性検出器３１と、レジスタ３２と、
比較器３３と、選択器３４とを有する。

【００５３】加算器２１は周期計測器５からの差分信号
と偏差信号とを加算することによって加算信号を生成す
る。

【００５４】偏差信号は、以下のように、生成される。
加算器２１からの加算信号は減算器２２に与えられ、減
算器２２は加算信号から累積信号を減算することによっ
て減算信号を生成する。

【００５５】減算器２２で生成された減算信号はレジス
タ２３を通過するとともに累積信号としてレジスタ２３
に格納される。累積信号は、減算器２２に戻されるとと
もに乗算器２４に与えられる。

【００５６】乗算器２４はこれに入力される累積信号に
係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を掛けることによって偏差信号を
生成し、偏差信号は加算器２１に戻される。

【００５７】ＦＧ極性検出器３１は、周波数発電機２か
ら波形整形器３を経て周波数逓倍器４に入力されるＦＧ
信号の極性を検出する。極性の検出はＦＧ信号の立上
り、立下りを検出することによって行われ、ＦＧ信号の
立上りの検出時、ＦＧ信号の極性は正とし、ＦＧ信号の
立下りの検出時、ＦＧ信号の極性は負とする。

【００５８】レジスタ３２は、ＦＧ極性検出器３１の検
出結果が示す極性を保持し、この極性の更新はレジスタ
２３の更新と同時に行われる。

【００５９】比較器３３は、ＦＧ極性検出器３１の検出
結果が示す極性とレジスタ２３に保持された極性とを比
較し、その比較の結果を出力する。

【００６０】選択器３４は、比較器３３からの比較の結
果に応じて加算器２１からの加算信号および周期計測器
５からの差分信号の内のいずれか一方の信号を選択し、
選択された信号を合成器１２に出力する。比較器３３の
比較の結果が極性の一致を示すとき、周期計測器５から
の差分信号が選択され、比較器３３の比較の結果が極性
の不一致を示すとき、加算器２１からの加算信号が選択
される。

【００６１】合成器１２は選択器３４からの信号と他の
制御系からの位相制御信号とを加算し、この加算信号は
ドライバ１３に与えられる。ドライバ１３は合成器１２
からの加算信号に基づきキャプスタンモータ１の回転駆
動を制御する。

【００６２】次に、このキャプスタンモータの速度制御
系の動作について図を参照しながら説明する。図４は図
３のキャプスタンモータの速度制御系の動作を説明する
ための流れ図、図５は図３のキャプスタンモータの速度
制御系の動作を説明するための図である。

【００６３】まず、キャプスタンモータ１の回転が開始
され、周波数発電機２からＦＧ信号が発生される。ＦＧ
信号は、波形整形器３を経てＦＧ極性検出器３１に与え
られる。ＦＧ極性検出器３１は、図４に示すように、周
波数発電機２から波形整形器３を経て周波数逓倍器４に
入力されるＦＧ信号の極性を検出する（ステップ１０
１）。

【００６４】ＦＧ信号の極性の検出後、ＦＧ信号は周波
数逓倍器４に与えられ、周波数逓倍器４はＦＧ信号の立
上がりと立ち下がりとを検出し、その検出タイミングに
応じてパルスを発生する（ステップ１０２）。

【００６５】周波数逓倍器４からのパルスは周期計測器
５に与えられ、周期計測器５は周波数逓倍器４からのパ
ルス列の周期と目標周期との差を示す差分信号を生成す
る（ステップ１０３）。

【００６６】次いで、比較器３３は、ＦＧ極性検出器３
１の検出結果が示す極性とレジスタ２３に保持された極
性とを比較し、その比較の結果を出力する（ステップ１
０４）。

【００６７】この比較の結果が極性の不一致を示すと
き、レジスタ２３に保持されている累積信号は乗算器２
４に与えられ、乗算器２４はこれに入力される累積信号
に係数Ｋを掛けることによって偏差信号を生成する（ス
テップ１０５）。

【００６８】偏差信号は加算器２１に戻され、加算器２
１は偏差信号と周期計測器５からの差分信号とを加算す
ることによって加算信号を生成する（ステップ１０
６）。

【００６９】この加算信号は減算器２２に与えられ、減
算器２２は加算信号から累積信号を減算することによっ
て減算信号を生成する（ステップ１０７）。

【００７０】減算器２２で生成された減算信号はレジス
タ２３に累積信号として格納される（ステップ１０
８）。この累積信号の格納と同時に、レジスタ３２に
は、ＦＧ極性検出器３１の極性の検出結果が格納される
（ステップ１０９）。

【００７１】次いで、選択器３４は比較器３３の比較に
結果に基づき加算器器２１からの加算信号を選択し（ス
テップ１１０）、この加算信号は合成器１２に出力され
る。

【００７２】比較器３２の比較の結果が極性の一致を示
すとき、選択器３４は周期計測器５からの差分信号を選
択し（ステップ１１１）、この差分信号は合成器１２に
出力される。

【００７３】次に、キャプスタンモータ１が回転、停
止、回転の動作を順次に行うときについて説明する。キ
ャプスタンモータ１が最初に回転を開始するとき、図５
（ａ）に示すように、レジスタ２３には初期値として
「０」が格納されている。キャプスタンモータ１の回転
開始に伴い周波数発電機２は回転を開始し、ＦＧ信号の
出力を開始する。最初のＦＧ信号（立上り４１）の出力
時、前回のＦＧ信号がないから、周期計測器５による差
分信号の生成は行われない。ＦＧ信号の立下り４２以
降、上述の処理が行われ、ＦＧ信号５１の発生時点で加
算器２１の加算信号は「０」に収束する。この収束に要
した時間はｔ０である。

【００７４】加算信号が「０」になることに伴いキャプ
スタンモータ１の回転速度は目標速度に制御され、ＦＧ
むらに起因する回転変動は抑制されている。

【００７５】この加算信号の収束時以降、レジスタ２３
には累積成分として＋ｘと−ｘとがＦＧ信号の１周期毎
に交互に格納される。なお、絶対値ｘは１０％／Ｋであ
る。次いで、キャプスタンモータ１が停止後再び回転を
開始するとき、ＦＧ信号の立下り５６とＦＧ信号の立上
り５７との間には連続性がないから、周期計測はできな
い。周期計測はＦＧ信号の立下り５８から開始され、Ｆ
Ｇ極性検出器３１の検出結果は「０」を示す。これに対
し、レジスタ３２にはＦＧ信号の立下り５６に対応する
極性として「０」が格納されているから、比較器３３に
よる比較の結果が極性の一致を示し、選択器３４は周期
計測器５からの差分信号を選択する。この差分信号は合
成器１２に出力される。

【００７６】ＦＧ信号の次の立上り５９では、ＦＧ極性
検出器３１の検出結果は「１」を示す。これに対し、レ
ジスタ３２にはＦＧ信号の立下り５６に対応する極性と
して「０」が格納されているから、比較器３３による比
較の結果が極性の不一致を示し、デジタルフィルタ３０
による処理が行われる。レジスタ２３にはＦＧ信号の立
上りの値ｘが格納されているから、偏差信号の値はＫｘ
−１０％となる。周期計測器５の差分信号の値は−１０
％であるから、加算信号の値は０となり、レジスタ２３
には−ｘが格納される。

【００７７】よって、ＦＧ信号の立上り５９ですでに収
束が完了している、すなわち周期計測２回目で収束が完
了していることになる。

【００７８】キャプスタンモータ１の回転停止がＦＧ信
号の立上り５５の直後であるとき、図５（ｂ）に示すよ
うに、回転が開始されて最初のＦＧ信号の立上り５７の
次の立下り５８では、ＦＧ極性検出器３１の検出結果は
「０」を示す。これに対し、レジスタ３２にはＦＧ信号
の立上り５５に対応する極性として「１」が格納されて
いるから、比較器３３による比較の結果が極性の不一致
を示し、デジタルフィルタ３０による処理が行われる。
この処理によって、ＦＧ信号の立下り５８ですでに収束
が完了している、すなわち周期計測１回目で収束が完了
していることになる。

【００７９】以上により、キャプスタンモータの速度制
御の収束性能を高めることができる。また、デジタル処
理後に次のデジタル処理が行われるとき、次のデジタル
処理における収束時間を非常に短い時間にすることがで
きる。

【００８０】なお、本実施例では、キャプスタンモータ
１が回転、停止、回転の動作を順次に行うときについて
説明しているが、キャプスタンモータ１が通常の回転、
高速回転、通常の回転の動作を順次に行うとき、上述の
動作と同じである。高速回転時、ＦＧ信号を逓倍する必
要がなく、デジタルフィルタ３０は使用されない。すな
わち、高速回転の状態は停止時の状態と同じである。

【００８１】次に、他のデジタルフィルタについて図を
参照しながら説明する。図６は本願第２発明のデジタル
フィルタの他の実施例が用いられているキャプスタンモ
ータの速度制御を説明するための流れ図である。

【００８２】図６を参照するに、ＦＧ極性検出器で周波
数発電機から波形整形器を経て周波数逓倍器に入力され
るＦＧ信号の極性を検出する（ステップ１０１）。

【００８３】ＦＧ信号の極性の検出後、周波数逓倍器は
ＦＧ信号の立上りと立下りとを検出し、その検出タイミ
ングに応じてパルスを発生する（ステップ１０２）。

【００８４】次いで、周期計測器は周波数逓倍器からの
パルス列の周期と目標周期との差を示す差分信号を生成
する（ステップ１０３）。

【００８５】次いで、ＦＧ極性検出器の検出結果が示す
極性とレジスタに保持された累積信号の極性とが比較さ
れ、その比較の結果が出力される（ステップ１０４）。

【００８６】この比較の結果が極性の不一致を示すと
き、レジスタに保持されている累積信号は乗算器に与え
られ、乗算器はこれに入力される累積信号に係数Ｋを掛
けることによって偏差信号を生成する（ステップ１０
５）。

【００８７】偏差信号は加算器に戻され、加算器は偏差
信号と周期計測器からの差分信号とを加算することによ
って加算信号を生成する（ステップ１０６）。

【００８８】この加算信号は減算器に与えられ、減算器
は加算信号から累積信号を減算することによって減算信
号を生成する（ステップ１０７）。

【００８９】減算器で生成された減算信号はレジスタに
累積信号として格納される（ステップ１０８）。この累
積信号の格納と同時に、レジスタ（図３のレジスタ３２
に相当する）には、ＦＧ極性検出器の極性の検出結果が
格納される（ステップ１０９）。

【００９０】次いで、選択器は比較器の比較に結果に基
づき加算器からの加算信号を選択し（ステップ１１
０）、この加算信号は合成器に出力される。

【００９１】比較器３２の比較の結果が極性の一致を示
すとき、レジスタの累積信号の極性が反転された（ステ
ップ１１２）後、ステップ１０５〜ステップ１１０の処
理が施される。

【００９２】以上により、デジタル処理開始時に、ＦＧ
信号の極性とレジスタの累積信号の極性とを一致させる
ことができ、速度制御に要する収束時間を短くすること
ができる。

【００９３】また、キャプスタンモータの停止後に次の
回転が開始されるときに、一旦収束した収束値を固定値
としてデジタル処理を開始し、レジスタの累積信号の更
新を行わないことによって収束時間をさらに短くするこ
とも可能である。

【００９４】

【発明の効果】以上に説明したように、本願第１発明の
デジタルフィルタによれば、低域での補償利得特性を低
下させることなく応答時間を短縮することができる。

【００９５】本願第２発明のデジタルフィルタによれ
ば、速度制御の収束性能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１発明のデジタルフィルタの一実施例が
用いられているキャプスタンモータの速度制御系を示す
ブロック図である。

【図２】図１のデジタルフィルタの周波数特性を示す図
である。

【図３】本願第２発明のデジタルフィルタの一実施例が
用いられているキャプスタンモータの速度制御系を示す
ブロック図である。

【図４】図３のキャプスタンモータの速度制御系の動作
を説明するための流れ図である。

【図５】図３のキャプスタンモータの速度制御系の動作
を説明するための図である。

【図６】本願第２発明のデジタルフィルタの他の実施例
が用いられているキャプスタンモータの速度制御系の動
作を説明するための流れ図である。

【図７】従来のキャプスタンモータの速度制御系を示す
ブロック図である。

【図８】図７の速度制御系に用いられている帰還型ノッ
チフィルタを示すブロック図である。

【図９】図８の帰還型ノッチフィルタの周波数特性を示
す図である。

【図１０】キャプスタンモータの速度制御に用いられる
ＦＧ信号および逓倍処理されたＦＧ信号を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ キャプスタンモータ ２ 周波数発電機（回転検出手段） ５ 周期計測器（周期計測手段） ２０ デジタルフィルタ ２１ 加算器（加算手段） ２２ 減算器（減算手段） ２３ レジスタ（累積手段） ２４ 乗算器（乗算手段） ３１ ＦＧ極性検出器（極性検出手段） ３２ レジスタ（保持手段） ３３ 比較器（比較手段） ３４ 選択器（選択手段）

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【手続補正書】

【提出日】平成５年４月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】キャプスタンモータ１には、図７に示すよ
うに、周波数発電機２が取り付けられている。周波数発
電機２はＦＧ信号を発生し、このＦＧ信号は波形整形器
３に与えられる。波形整形器３で矩形波に整形されたＦ
Ｇ信号は周波数逓倍器４に与えられ、周波数逓倍器４は
ＦＧ信号の立上りと立下りとを検出し、その検出タイミ
ングに応じてパルスを発生する。周波数逓倍器４からの
パルスは周期計測器５に与えられ、周期計測器５は周波
数逓倍器４からのパルス列の周期と目標周期との差を示
す差信号を生成する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】前記被制御回転体が停止された後に次の定
常回転が開始されるとき、前記累積手段には前記非定常
回転状態時における累積成分が保持されているから、前
記加算信号が示す値は非常に短い周期で低減され、速度
制御の立上り性能を高めることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】キャプスタンモータ１には、図１に示すよ
うに、周波数発電機２が取り付けられている。周波数発
電機２はＦＧ信号を発生し、このＦＧ信号は波形整形器
３に与えられる。波形整形器３で矩形波に整形されたＦ
Ｇ信号は周波数逓倍器４に与えられ、周波数逓倍器４は
ＦＧ信号の立上りと立下りとを検出し、その検出タイミ
ングに応じてパルスを発生する。周波数逓倍器４からの
パルスは周期計測器５に与えられ、周期計測器５は周波
数逓倍器４からのパルス列の周期と目標周期との差を示
す差分信号を生成する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７８】キャプスタンモータ１の回転停止がＦＧ信
号の立上り５５の後であるとき、図５（ｂ）に示すよう
に、回転が開始されて最初のＦＧ信号の立上り５７の次
の立下り５８では、ＦＧ極性検出器３１の検出結果は
「０」を示す。これに対し、レジスタ３２にはＦＧ信号
の立上り５５に対応する極性として「１」が格納されて
いるから、比較器３３による比較の結果が極性の不一致
を示し、デジタルフィルタ３０による処理が行われる。
この処理によって、ＦＧ信号の立下り５８ですでに収束
が完了している、すなわち周期計測１回目で収束が完了
していることになる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９０】次いで、選択器は比較器の比較結果に基づ
き加算器からの加算信号を選択し（ステップ１１０）、
この加算信号は合成器に出力される。

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力パルスの周期と予め設定されている目
   標周期との差を取ることによって差分信号を生成する周
   期計測手段を有する装置に用いられ、前記差分信号に対
   し、所定のデジタル処理を施すデジタルフィルタであっ
   て、 前記差分信号と偏差信号とを加算することによって加算
   信号を生成する加算手段と、 前記加算手段で生成された加算信号から累積成分を減算
   することによって減算信号を生成する減算手段と、 前記減算手段で生成された減算信号を保持することによ
   って前記累積成分を得る累積手段と、 前記累積手段からの累積成分に係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を
   乗算することによって前記偏差信号を生成する乗算手段
   とを備えることを特徴とするデジタルフィルタ。
2. 【請求項２】定常回転と、停止を含み前記定常回転と異
   なる非定常回転状態とで切換え制御される被制御回転体
   の回転を検出し、この検出の結果に基づきパルスを生成
   する回転検出手段と、前記回転検出手段から入力される
   入力パルスの周期と予め設定されている目標周期との差
   を取ることによって差分信号を生成する周期計測手段と
   を有する装置に用いられ、前記差分信号に対し所定のデ
   ジタル処理を施すことによって、前記被制御回転体の回
   転を制御するための制御信号を導出するデジタルフィル
   タであって、 前記差分信号と偏差信号とを加算することによって加算
   信号を生成する加算手段と、 前記加算手段で生成された加算信号から累積成分を減算
   することによって減算信号を生成する減算手段と、 前記減算手段で生成された減算信号を保持することによ
   って前記累積成分を得、前記被制御回転体が定常回転か
   ら非定常回転状態に切り換えられるときに定常回転終了
   時の累積成分を保持し、この累積成分を次の定常回転の
   開始時に出力する累積手段と、 前記累積手段からの累積成分に係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を
   乗算することによって前記偏差信号を生成する乗算手段
   とを備えることを特徴とするデジタルフィルタ。
3. 【請求項３】さらに、前記入力パルスの極性を検出する
   極性検出手段と、 前記極性検出手段で検出された前記入力パルスの極性を
   保持し、前記デジタル処理終了直前に得られた前記入力
   パルスの極性を次のデジタル処理開始時に出力する保持
   手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載のデジ
   タルフィルタ。
4. 【請求項４】さらに、前記入力パルスの極性を検出する
   極性検出手段と、 前記累積手段が前記累積成分を得るときに前記極性検出
   手段で検出された前記入力パルスの極性を保持し、前記
   被制御回転体が定常回転から非定常回転状態に切り換え
   られるときに定常回転終了時における前記入力パルスの
   極性を保持する保持手段と、 前記保持手段に保持された前記入力パルスの極性と前記
   極性検出手段で検出された前記入力パルスの極性とを比
   較し、その比較の結果を出力する比較手段と、 前記比較手段からの比較の結果に基づき前記加算手段か
   らの加算信号および前記差分信号の内のいずれか一方の
   信号を選択する選択手段とを備えることを特徴とする請
   求項２に記載のデジタルフィルタ。
5. 【請求項５】前記累積手段は、前記比較手段からの比較
   の結果に応じて前記累積成分の極性を反転し、この極性
   が反転された累積成分を出力することを特徴とする請求
   項４に記載のデジタルフィルタ。