JPH06310958A

JPH06310958A - パルス幅制御回路及びこれを使用した電子機器

Info

Publication number: JPH06310958A
Application number: JP11641293A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kabasawa; 憲一樺沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で、入力矩形波信号のパルス幅を
制御する。【構成】入力矩形波信号Ｓ21のパルス幅区間で、充放
電用コンデンサ２６に対して充電を行う充電回路２０
と、入力矩形波信号Ｓ21の非パルス幅区間で、充放電用
コンデンサ２６より放電を行う放電回路３０と、充放電
用コンデンサ２６の両端に得られる充放電電圧と所定の
スレッショールド値Ｅθとを比較する比較回路４０とを
備える。比較回路４０から入力矩形波信号のパルス幅を
変更した出力信号Ｓ40を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パルス幅制御回路及
びこれを使用した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置や上記テープ装置などの
電子機器では、ディスク回転駆動系、テープ走行駆動
系、光ピックアップ送り機構、対物レンズ用アクチュエ
ータなどの種々の駆動系を有し、その駆動回路として
は、ドライブ信号形成回路と、このドライブ信号形成回
路からのドライブ信号を受けて駆動系をドライブするド
ライブ回路とからなる構成が一般的である。そして、ド
ライブ信号形成回路３は、一般にはデジタルサーボ回路
とされ、駆動系はＰＷＭ（パルス幅変調）信号によりド
ライブされる構成とされる。

【０００３】図５は、コンパクトディスクプレーヤの駆
動回路系を示すもので、１はディスクで、これはスピン
ドルモータ２により所定の回転速度で回転せしめられ
る。

【０００４】３は光ピックアップで、対物レンズ３Ｌ
と、図示しないが、レーザ光源と、対物レンズ３Ｌをデ
ィスク１の信号面に対して直交する方向及びディスク面
に平行なトラッキング方向に上下移動させるためのアク
チュエータ（２軸デバイス）と、分割フォトディテクタ
とを含んでいる。また、光ピックアップ３は、スレッド
送り機構４により、ディスク１の半径方向に、所定の速
度で移送されるように構成されている。

【０００５】そして、光ピックアップ３の分割フォトデ
ィテクタから得られるディスク１からの反射光の受光出
力信号は、ＲＦ回路５に供給される。このＲＦ回路５か
らの分割フォトディテクタの出力を加算して得られる再
生ＲＦ信号は、デジタルオーディオ信号処理系に供給さ
れて、アナログオーディオ信号にデコードされる。

【０００６】ＲＦ回路５からの再生ＲＦ信号は、また、
サーボ回路６に供給される。このサーボ回路６はドライ
ブ信号形成回路を構成する。この例の場合、駆動方式と
しては、ＰＷＭ駆動方式とされ、サーボ回路６からは各
種のドライブ信号がＰＷＭ信号の状態で出力される。こ
のサーボ回路６からのＰＷＭ信号は、ＰＷＭドライブ回
路７を介してそれぞれの駆動部に供給される。

【０００７】コンパクトディスクの場合、ドライブされ
る駆動部としては、２軸デバイスとしてのアクチュエータにより対物レン
ズ３Ｌをディスク面に直交する方向に動かすためのフォ
ーカスコイル前記アクチュエータにより対物レンズをディスク面に
平行な方向に動かすためのトラッキングコイル光ピックアップ３をディスク１の半径方向に移動させ
て走査位置の送りをするためのスレッド送りモータディスク１をＣＬＶ（線速度一定）で回転駆動するた
めのスピンドルモータ２がある。

【０００８】そして、サーボ回路６からドライブ回路７
に供給するドライブ信号としてのＰＷＭ信号としては、フォーカスサーボをオンにすることができるレンズ３
Ｌの位置を検索するために、フォーカスコイルに供給し
てレンズ３Ｌを上下動させるためのフォーカスサーチ信
号フォーカスコイルに供給してフォーカスエラーをゼロ
にするように制御するフォーカスサーボ信号トラッキングコイルに供給してトラッキングエラーを
ゼロにするように制御するためのトラッキングサーボ信
号トラックジャンプ時にトラッキングコイルに供給する
所定電圧（ＰＷＭ信号ではなく一定電圧）のトラックジ
ャンプ信号ノーマル再生時やサーチ再生時、スレッド送りモータ
に供給するスレッド送り信号スピンドルモータ２に供給してＣＬＶの状態でディス
クを回転駆動させるためのＣＬＶサーボ信号ＣＬＶサーボの引き込み範囲にまで、スピンドルモー
タ２を立ち上げるようにするためのＣＬＶキック信号がある。

【０００９】なお、ＣＬＶキック信号は、ＰＷＭ信号で
はなく、スピンドルモータ２を急激に立ち上げて、ＣＬ
Ｖサーボ可能な所定回転速度にまでディスク回転速度を
上げるために、所定の電圧が一定時間続くものである。

【００１０】また、フォーカスコイルに供給される信号
は、フォーカスサーボが、かかるエリアまではフォーカ
スサーチ信号で、フォーカスサーボエラー信号ＦＥが得
られるエリアになると、フォーカスサーボ信号に切り換
えられる。

【００１１】また、スピンドルモータ２に供給される信
号は、立ち上げ時からＣＬＶサーボが、かかるエリアま
での所定時間の間はＣＬＶキック信号であり、その後は
ＣＬＶサーボ信号に切り換えられる。また、トラッキン
グコイルにはトラックジャンプ信号とトラッキングエラ
ー信号が切り換えられて供給される。

【００１２】なお、一般に、サーボ回路６には、ＤＣ−
ＤＣコンバータにより安定化された電圧が電源電圧とし
て供給されるが、ドライブ回路７には電池やＡＣアダプ
タからの電圧Ｖｉｎが、電源電圧として印加される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーボ回路
６は、一般に、デジタルサーボ回路の構成とされ、デジ
タルフィルタを含んで、それぞれドライブ信号の形成回
路が構成されている。そして、各ドライブ信号のゲイン
は、出力パルス幅を制御することにより可変することが
できるが、デジタルサーボ回路においては、デジタルフ
ィルタの出力段に設けられ、その出力情報がＰＷＭ信号
発生部に供給されるようにされている加重回路におい
て、その加重回路に与えられる係数値を変えることによ
り、ドライブ信号のゲインをコントロールすることがで
きるようになっている。

【００１４】しかしながら、この加重回路でコントロー
ルすることができるゲインの調整幅は係数のビット数に
より定まっており、フルゲインにしても必要なゲインと
しては不足することがある。特にスピンドルモータのサ
ーボ用信号の可変幅は、一般に、小さいものとなってし
まっている。

【００１５】そこで、サーボ回路６と、ＰＷＭドライブ
回路７との間に、ＰＷＭ信号のゲインを大きくすること
ができるように、パルス幅をコントロールすることがで
きる回路を設けることが考えられる。

【００１６】図６は、その一例を示すもので、この例
は、サーボ回路６からのスピンドルモータの制御信号Ｓ
Ｐ（ＰＷＭ信号である）のパルス幅を制御することによ
り、ゲインをコントロールし、そのコントロールされた
ＰＷＭ信号ＳＰＣを、ＰＷＭドライブ回路７を介して、
スピンドルモータ２に供給するものである。

【００１７】図６において、１０は、この場合のパルス
幅制御回路で、サーボ回路６からのＰＷＭ信号ＳＰ（図
７Ａ参照）は、抵抗１１、コンデンサ１２及びアンプ１
３からなるＤ／Ａコンバータにより、直流電圧ＥＡに変
換される（図７Ａ参照）。この電圧ＥＡは、比較回路１
４の一方の入力端に供給される。そして、この比較回路
１４の他方の入力端には、ノコギリ波発生回路１５から
のＳＡ（図７Ｂ参照）が供給される。

【００１８】比較回路１４からは、ノコギリ波信号ＳＡ
と電圧ＥＡとが比較されて、その比較結果として、ＰＷ
Ｍ信号ＳＰがＤ／Ａ変換された電圧ＥＡに応じたパルス
幅のＰＷＭ信号ＳＰＣ（図７Ｃ参照）が得られる。そし
て、前述したように、この信号ＳＰＣがＰＷＭドライブ
回路７を介してモータ２に供給される。

【００１９】ところが、図６のようなパルス幅制御回路
１０は、Ｄ／Ａコンバータ、比較回路１４、ノコギリ波
発生回路１５などを必要とし、構成が複雑であるととも
に、部品点数が増え、大幅なコストアップとなる欠点が
ある。

【００２０】この発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成
でパルス幅の制御を行なうことができる回路を提供する
ことを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明によるパルス幅制御回路は、後述の実施例
の参照符号を対応させると、入力矩形波信号のパルス幅
区間で、充放電用コンデンサ２６に対して充電を行う充
電回路２０と、前記入力矩形波信号の非パルス幅区間
で、前記充放電用コンデンサ２６より放電を行う放電回
路３０と、前記充放電用コンデンサ２６の両端に得られ
る充放電電圧と所定のスレッショールド値とを比較する
比較回路４０とを備え、前記比較回路４０から入力矩形
波信号のパルス幅を変更した出力信号を得るようにした
ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】上記の構成においては、入力矩形波信号が例え
ばＰＷＭ信号であれば、充放電コンデンサには、ＰＷＭ
信号のパルス幅区間で充電が行われ、非パルス幅区間で
放電が行われるので、このコンデンサの充放電電圧とス
レッショールド値とを比較することにより、入力ＰＷＭ
信号よりパルス幅の広い信号を得ることができる。もち
ろん、スレッショールド値が高ければ、入力ＰＷＭ信号
よりパルス幅の狭い信号を得ることも可能である。

【００２３】

【実施例】以下、この発明による一実施例を、図を参照
しながら説明する。図１は、この発明によるパルス幅制
御回路の一実施例の回路図で、図２は、その動作説明の
ための波形図である。

【００２４】図１において、２１は入力端子で、この入
力端子２１を通じて、図２Ａに示すような矩形波信号Ｓ
21が入力される。この入力端子２１を通じた矩形波信号
Ｓ21は、スイッチング用のトランジスタ２２のベースに
供給されて、このトランジスタ２２が信号Ｓ21のパルス
幅Ｗの区間でオンとされ、非パルス幅区間でオフとされ
る。

【００２５】トランジスタ２２のコレクタ側には、トラ
ンジスタ２３と２４からなるカレントミラー回路２５が
接続されており、トランジスタ２２がオンの時に、トラ
ンジスタ２３を介して流れる電流Ｉ23と等しい電流Ｉ24
が、トランジスタ２４を介して充放電用のコンデンサ２
６に流れ込み、このコンデンサ２６が充電される。この
ときの充電電流Ｉ24（＝Ｉ23）の大きさは、抵抗器２７
により変えることができる。

【００２６】以上の構成は、トランジスタ２２、カレン
トミラー回路２５、コンデンサ２６及び抵抗器２７によ
り、コンデンサ２６への充電回路が形成され、トランジ
スタ２７の抵抗値Ｒｃにより、その充電電流の大きさを
変えることができる構成である。

【００２７】入力端子２１を通じた矩形波信号Ｓ21は、
また、位相反転用のトランジスタ３１に供給される。こ
のトランジスタ３１は、信号Ｓ21のパルス幅間Ｗではオ
フであるが、非パルス幅区間になるとオンになり、この
トランジスタ３１のコレクタには、信号Ｓ21が反転され
た信号が得られる。

【００２８】このトランジスタ３１のコレクタ側には、
トランジスタ３２と、トランジスタ３３からなるカレン
トミラー回路３４が接続されており、トランジスタ３１
がオンの時に、トランジスタ３２を流れる電流Ｉ32と等
しい電流値で、コンデンサ２６からトランジスタ３３を
介して放電電流Ｉ33が流れる。

【００２９】つまり、トランジスタ３１と、カレントミ
ラー回路３４とにより、コンデンサ２６の放電回路が形
成される。そして、このときの放電電流Ｉ33は、トラン
ジスタ３１とトランジスタ３２との間に接続される抵抗
器３５の抵抗値Ｒｄにより調整することが可能である。

【００３０】この結果、充電回路２０と、放電回路３０
とにより、コンデンサ２６の両端には、図２Ｂに示すよ
うに、信号Ｓ21のパルス幅区間Ｗで充電されて電圧が上
昇し、非パルス幅区間で放電により電圧が下がる三角波
信号Ｓ26が得られる。この三角波信号Ｓ26は、比較回路
４０の一方の入力端に供給される。

【００３１】この比較回路４０には、抵抗器４１と４２
により電源電圧ＶDDが分圧されることにより得られるス
レッショールド電圧Ｅθが供給されており、この比較回
路からは信号Ｓ26と、スレッショールド電圧Ｅθとの比
較出力電圧として、図２Ｃに示すような信号Ｓ40が得ら
れる。この信号Ｓ40は、信号Ｓ21のパルス幅を広げた状
態の信号であり、これはゲインを上げた状態の信号であ
る。そして、この信号Ｓ40が、出力端子４３に導出され
る。

【００３２】この場合、図２Ｄに示すように、抵抗器２
７の抵抗値Ｒｃを調整することにより、充電電流を変え
ることができるので、信号Ｓ21のパルス幅区間Ｗでの電
圧の上昇傾斜の角度を変えることができ、また、抵抗器
３５の値Ｒｄを変えることにより、放電電流を制御する
ことができるので、コンデンサ２６の両端電圧の減衰傾
斜を変えることができる。このため、これらの抵抗値Ｒ
ｃ及びＲｄを調整することにより、図２Ｅ及びＦに示す
ように、出力信号Ｓ40のパルス幅をコントロールするこ
とができ、得たいゲイン幅を制御することができる。

【００３３】なお、抵抗器４１と４２との値を調整し
て、電源電圧を分圧したスレッショールド電圧Ｅθの値
を変えても、同様にしてパルス幅を制御することができ
る。このスレッショールド電圧Ｅθを変える場合には、
ゲインを上げる方向のみではなく、ゲインを下げる方向
にも制御することが可能である。

【００３４】図３は、この発明によるパルス幅制御回路
を、前述したＣＤプレーヤのスピンドルサーボ系に用い
た場合の構成を示すブロック図である。

【００３５】すなわち、図３に示すように、この例の場
合、サーボ回路６からのスピンドルサーボ用のＰＷＭ信
号ＳＣは、パルス幅制御回路５０を介してＰＷＭドライ
ブ回路５１を通じてスピンドルモータ２に供給される。
この場合には、パルス幅制御回路５０で得るゲインは、
１以上の所定の値に設定される。つまり、サーボ回路６
のスピンドルドライブ信号形成用のデジタルフィルタの
出力段の加重回路におけるゲイン調整により、ある程度
の調整を行なうが、ゲインの不足分をパルス幅制御回路
５０で補うことができる。

【００３６】ところで、前述もしたように、ＣＤプレー
ヤの場合、一般にサーボ回路６には、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータにより安定化された電圧ＶDDが電源電圧として供給
されるが、ドライブ回路５１には、電池やＡ／Ｃアダプ
タからの電圧Ｖｉｎが電源電圧として印加されている。
この電源電圧Ｖｉｎは、電池消耗により変化したり、そ
れまで電池を使用していたのをＡ／Ｃアダプタに交換し
た場合等には、電源電圧Ｖｉｎが変動してしまう。

【００３７】ところが、このように電源電圧Ｖｉｎが変
動すると、サーボ回路６から出力される各種ドライブ信
号のＰＷＭ信号の振幅は一定であっても、ドライブ回路
５１では、振幅が電源電圧変動に応じて変化してしま
い、サーボ回路６で定められたＰＷＭ信号としてのデュ
ーティー比が、ドライブ回路５１の入出力比で同じであ
っても、振幅が変わることで、ゲインが変動してしまう
ことになる。このため、サーボが不安定になったり、ス
ピンドルモータの場合には、立ち上がり時に、急速に立
ち上げるため、所定の電圧を一定時間供給するようにす
るが、ゲインが変わってしまうため、一定時間供給する
と、スピンドルサーボがかかる電圧に対して、過不足が
生じてしまう欠点が生じる。

【００３８】図４は、以上の電源電圧Ｖｉｎの変動を抑
圧することができるこの発明によるパルス幅制御回路の
例である。すなわち、図３に示したパルス幅制御回路５
０は、例えば、図４のように構成されるものである。図
４の例と、図１の例と異なるところは、放電回路部分で
ある。

【００３９】すなわち、カレントミラー回路３４の一方
のトランジスタ３２のコレクタは、放電時定数を制御す
るための抵抗器３５を介して、スイッチ３６の可動接点
に接続される。そして、このスイッチ３６の一方の接点
ａは、安定な電源電圧である電源電圧ＶＤＤが得られる
電源端子に接続されるとともに、このスイッチ３６の他
方の接点ｂは、電源電圧Ｖｉｎが得られる端子５２に接
続される。そして、スイッチ３６は、電源電圧の変動が
生じるような場合には、端子ｂ側に切り換えられる。

【００４０】この例の場合には、放電が常に行なわれる
ことになるが、パルス幅区間Ｗにおける充電電流が放電
電流より大きければ、前述の例とまったく同様の動作と
なる。このときの充電電流は、電流Ｉ24から放電電流Ｉ
33を差し引いた値となる。

【００４１】このように構成した場合には、電源電圧が
変動すると、放電電流が変わり、電圧Ｖｉｎが大きくな
ると、それだけ放電電流が大きくなるため、放電電圧の
減衰カーブの傾斜が急になり、パルス幅は、狭い方に推
移する。このためドライブ回路では、ゲインが上がる方
向になるが、パルス幅制御回路５０の出力信号は、ゲイ
ンがその分、下がったようになり、全体として影響がな
い。

【００４２】同様に、電源電圧Ｖｉｎが下がったときに
は、放電電流が小さくなり、その分、コンデンサの両端
電圧の減衰直線の傾斜が緩やかになり、出力信号Ｓ40の
パルス幅は、拡がる方向になる。そこで、ドライブ回路
５１でゲインが下がる分、このパルス幅制御回路５０で
ゲインが上がる方向に変わり、全体としては、ゲインの
変動が抑えられることになる。

【００４３】以上の説明では、この発明を、ＣＤプレー
ヤのサーボ系のＰＷＭ信号のパルス幅制御のゲインコン
トロール用として使用したが、その場合に限らないこと
はいうまでもない。すなわち、矩形波信号のパルス幅を
コントロールする場合の全てに、この発明が適応できる
ことは、もちろんである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、充放電回路と比較回路という簡単な構成により、矩
形波信号のパルス幅をコントロールすることができ、部
品点数やコストアップの大幅な上昇を招くことなく、パ
ルス幅制御回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるパルス幅制御回路の一実施例の
回路図である。

【図２】図１の例の動作の説明のための波形図である。

【図３】この発明によるパルス幅制御回路が適応された
電子機器の一例のブロック図である。

【図４】図３の例に用いられるこの発明によるパルス幅
制御回路の一例を示す回路図である。

【図５】ＣＤプレーヤの一例の構成のブロック図であ
る。

【図６】考えられるパルス幅制御回路の一例を示す図で
ある。

【図７】図６の動作の説明のための図である。

【符号の説明】

２０充電回路２６充放電用コンデンサ２７充電電流制御用抵抗器３０放電回路３５放電電流制御用抵抗器４０比較回路５０パルス幅制御回路５１ドライブ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力矩形波信号のパルス幅区間で、充放
電用コンデンサに対して充電（または放電）を行う充電
（または放電）回路と、前記入力矩形波信号の非パルス幅区間で、前記充放電用
コンデンサより放電（または充電）を行う放電（または
充電）回路と、前記充放電用コンデンサの両端に得られる充放電電圧と
所定のスレッショールド値とを比較する比較回路とを備
え、前記比較回路から入力矩形波信号のパルス幅を変更した
出力信号を得るようにしたことを特徴とするパルス幅制
御回路。
【請求項２】請求項１に記載のパルス幅制御回路にお
いて、前記充電回路の充電時定数、前記放電回路の放電時定
数、前記スレッショールド値の内のいずれか一つ、また
は、複数の値を変えて、前記比較回路の出力信号のパル
ス幅を制御するようにしたパルス幅制御回路。
【請求項３】ＰＷＭ信号によりサーボ制御を行う電子
機器において、ＰＷＭドライブ信号の形成回路と、ＰＷＭドライブ回路
との間にパルス幅制御回路が挿入され、このパルス幅制御回路が、前記ＰＷＭドライブ信号の形成回路からのＰＷＭドライ
ブ信号のパルス幅区間で、充放電用コンデンサに対して
充電（または放電）を行う充電（または放電）回路と、前記ＰＷＭドライブ信号の非パルス幅区間で、前記充放
電用コンデンサより放電（または充電）を行う放電（ま
たは充電）回路と、前記充放電用コンデンサの両端に得られる充放電電圧と
所定のスレッショールド値とを比較する比較回路とを備
え、前記比較回路から入力矩形波信号のパルス幅を変更
した出力信号を得る回路で構成されてなることを特徴と
する電子機器。
【請求項４】前記ＰＷＭドライブ回路の電源と、前記
パルス幅制御回路の電源とが共通にされてなる請求項３
に記載の電子機器。