JPH0636397U - 回転制御装置の量子化誤差除去回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ビデオカセットレコーダーのサー
ボ回路等に適用される回転制御装置の量子化誤差除去回
路であり、速度及び位相制御の際、発生する量子化誤差
を除去して制御装置の利得特性の変化を最小化させ、そ
の性能を向上させるためのものである。 【構成】 本考案において、位相誤差処理手段に含まれ
た位相制御誤差除去フィルターが位相制御フィルターよ
り出力される位相誤差制御信号を順次所定の設定時間ず
つ遅延させるため互いに直列連結された所定の設定個数
の遅延素子、前記位相誤差制御信号と前記遅延素子の各
出力を合算するための合算器、前記合算器の合算出力値
を合算信号の数で分け、分けた分を位相制御信号で出力
する分周器、そして前記分周器より出力される残余値を
所定の設定時間の間、遅延させて前記合算器でフィード
バックさせるもう一つの遅延素子で構成される。前記も
う一つの遅延素子より合算器でフィードバックされる残
余値が次のサンプリング時点で合算器の合算値と合算さ
れ、これにより残余値の存在による量子化誤差の発生を
防止するようになる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転制御装置の量子化誤差除去回路に関するものであり、特にビデ オカセットレコーダー等に用いられるモーターサーボ回路に適用される回転制御 装置において、回転体の量子化誤差を検出及び除去して回転制御装置の性能を向 上できるようにした量子化誤差除去回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ビデオカセットレコーダーに用いられるサーボ回路には、ドラムサーボ回路と キャプスタンサーボ回路があり、この中、ドラムサーボ回路は映像再生の際、再 現される画面に直接影響を及ぼすことになるので回転体即ち、ドラムモーターの 精密な制御が要求される。

【０００３】 このように、精密性が要求されるドラムサーボ回路が適用される回転制御装置 はモーターの速度制御と位相制御を共に行うことになる。 即ち、モーターに付設された周波数発生器と位相発生器より得られるパルス信 号を用いて、速度制御信号と位相制御信号を発生させ、この二つの信号を合算し た後、アナログ信号に変換させた状態でモーター駆動回路へ供給して、モーター の回転を制御することになる。

【０００４】 図１は、一般的回転制御装置の構成を現わしたものにして、電流制御モーター （１）の回転速度を検出するための周波数発生器（ＦＧ１）と、前記モーター（ １）の回転位相を検出するための位相発生器（ＰＧ１）がモーター（１）に付設 されている。 周波数発生器（ＦＧ１）はモーター（１）の１回転当り六つのパルスを発生さ せ、第１波形整形器（２）は、これらのパルスを波形整形して速度検出パルス（ ＦＧ）として出力する。

【０００５】 位相発生器（ＰＧ１）はモーター（１）の１回転当り一つのパルスを発生させ 、第２波形整形器（３）は、このパルスを波形整形して位相検出パルス（ＰＧ） として出力する。速度誤差処理部（４０）は、第１波形整形器（２）より出力さ れる速度検出パルス（ＦＧ）より速度誤差（ＳＥ）を検出する速度検出部（４） と、この速度検出部（４）よりの速度誤差（ＳＥ）よりドラム（図示せず）の偏 心誤差と周波数発生器（ＦＧ１）の取り付け誤差等により発生する回転欠陥成分 、即ちドラムの回転周波数及びその高周波成分を制御するためのノッチフィルタ ー（ｎｏｔｃｈ ｆｉｌｔｅｒ）（６）、そしてこのノッチフィルター（６）の 出力（ＳＥ０）を入力として速度制御信号（ＳＣ）を出力する速度制御フィルタ ー（１２）で構成される。

【０００６】 位相誤差処理部（５０）は波形整形器（２）（３）より出力される速度検出パ ルス（ＦＧ）と位相検出パルス（ＰＧ）を用いて位相誤差（ＰＥ）を検出する位 相検出部（５）、この位相検出部（５）の出力を入力として位相誤差制御信号（ ＰＥＣ）を出力する位相制御フィルター（７）、そしてこの位相制御フィルター （７）よりの位相誤差制御信号（ＰＥＣ）より、ドラムの偏心誤差等により発生 される回転欠陥成分、即ち、ドラムの回転周波数及びその高周波成分除去して位 相制御信号（ＰＣ）として出力する位相制御誤差除去フィルター（ｍｏｖｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ ｆｉｌｔｅｒ）（８）で構成される。

【０００７】 一方、前記回転制御装置は速度制御フィルター（１２）よりの速度制御信号（ ＳＣ）と位相制御誤差除去フィルター（８）よりの位相制御信号（ＰＣ）を合算 する合算器（１１）と、この合算器（１１）の出力をアナログ信号に変換するＤ ／Ａ変換器（９）、そしてこのＤ／Ａ変換器（９）の出力により動作制御されて モーター（１）の回転を制御するモーター駆動部（１０）を含む。

【０００８】 図１及び図２を参照すると、モーター（１）が回転するとき、周波数発生器（ ＦＧ１）は、このモーター（１）の１回転当り六つのパルスを発生させ、このパ ルスは第１波形整形器（２）により図２（イ）のような矩形波に波形整形されて 速度検出パルス（ＰＧ）へ出力される。 又、位相検出素子（ＰＧ１）はモーター（１）の１回転当り一つのパルスを発 生させ、このパルスは第２波形整形器（３）を通じて図２（ロ）のような位相検 出パルス（ＰＧ）へ出力される。

【０００９】 第１波形整形器（２）より出力された速度検出パルス（ＦＧ）は、速度検出部 （４）へ入力され、この速度検出部（４）は図２（ハ）でのように速度検出パル ス（ＦＧ）の上昇エッジ（ｒｉｓｉｎｇ ｅｄｇｅ）と基準レベルとの差を求め て、この値を速度誤差（ＳＥ）へ出力することになる。 この速度誤差（ＳＥ）はノッチフィルター（６）により周波数発生器（ＦＧ１ ）の取り付け誤差等による回転欠陥成分が除去され、このノッチフィルター（６ ）の出力（ＳＥＯ）は速度制御フィルター（１２）により信号処理されて速度制 御信号（ＳＣ）として出力される。

【００１０】 又、第１及び第２波形部（２）（３）より各々出力された速度検出パルス（Ｆ Ｇ）と位相検出パルス（ＰＧ）は、位相検出部（５）へ入力され、この位相検出 部（５）はこれらパルス（ＦＧ）（ＰＧ）を用いて位相誤差検出用帯形波を発生 させ、この位相検出用帯形波と速度検出パルス（ＦＧ）間の差を求めて位相誤差 （ＰＥ）を算出する。

【００１１】 この位相誤差（ＰＥ）は位相制御フィルター（７）により信号処理されて位相 誤差制御信号（ＰＥＣ）へ出力される。この位相誤差制御信号（ＰＥＣ）は位相 制御誤差除去フィルター（８）によりドラムの偏心誤差等による回転欠陥成分が 除去された位相除去信号（ＰＣ）で出力される。 このように、速度制御フィルター（１２）より出力された速度制御信号（ＳＣ ）と位相制御誤差除去フィルター（８）より出力された速度制御信号（ＰＣ）は 合算器（１１）により合算された後、Ｄ／Ａ変換器（９）によりアナログ電圧信 号に変換されてモーター駆動部（１０）に入力され、これによりモーター駆動部 （１０）はモーター（１０）へ供給される電流を可変してモーター（１０）の回 転速度を制御することになる。

【００１２】 図４には、従来の回転制御装置の位相制御誤差除去フィルターが示されている 。 前述したように位相制御フィルター（７）より出力された位相誤差制御信号（ ＰＥＣ）は直列連結された各遅延素子（２１〜２５）により順次信号遅延され、 前記位相誤差制御信号（ＰＥＣ）と遅延素子（２１〜２５）の出力（ＰＥＣ１〜 ＰＥＣ５）が合算器（２６）へ入力されて合算する。

【００１３】 この合算器（２６）の出力は分周器（２７）で合わされた信号数、即ち６に分 けられ、その分けられた分の位相制御信号（ＰＣ）として図１の合算器（１１） へ出力される。 従って、デジタルサーボ制御に用いられるフィルターでは“０”以下の数字は 存在しないし“１”の倍数だけが存在するため、前記分周器（２７）で合算器（ ２６）の出力値を６で割って残り、即ち０〜５までが位相制御誤差除去フィルタ ーの出力で量子化誤差として存在することになる。

【００１４】 図６は、このような従来の位相制御誤差除去フィルターの入出力信号のスペッ クトル分析図であり、前述のような量子化誤差の存在により入力信号（ＩＮ）の 周波数スペックトルより出力信号（ＯＵＴ）の周波数スペックトルの利得が高く て（即ちＡ，Ｂ部分）、ノイズ発生の原因となっており、従って位相制御誤差除 去フィルターとしての特性を発揮できないでいることが分かる。

【００１５】 結局、このようなフィルターの量子化誤差はサーボ回路の利得特性及び位相特 性の変形を招くようになる。

【００１６】

【考案が解決しようとする問題点】

本考案の目的は、前述の従来の技術問題点を解決するため、速度制御と共に位 相制御を同時に行う回転制御装置において、位相制御の際、発生する量子化誤差 による制御装置の利得特性の変化を最小化させて、その性能を向上させるように した回転制御装置の量子化誤差除去回路を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するため、本考案による回転制御装置の量子化誤差除去 回路はモーターの回転速度を検出して、速度検出パルスと位相検出パルスを発生 させる回転検出手段； 前記回転検出手段より出力される前記速度検出パルスを用いて、前記モーター の速度誤差を検出し、これにより速度制御信号を出力する速度誤差処理手段； 前記回転検出手段より出力される前記速度検出パルスと前記位相検出パルスを 用いて、位相誤差を検出する位相検出部； 前記位相検出部の出力を入力として位相誤差制御信号を出力する位相制御フィ ルター； そして、前記位相制御フィルターより出力される位相誤差制御信号に含まれた 回転周期成分及びその高調波成分を除去するために、 ａ）前記位相制御フィルターより出力される前記位相誤差制御信号を順次所定 の時間ずつ遅延させるため、互いに直列連結された所定の設定個数の遅延素子； ｂ）前記位相誤差制御信号と前記遅延素子の各出力を合算するための合算器； ｃ）前記合算器の合算出力値を前記合算信号の数で割った分を位相制御信号で 出力する分周器；そして、 ｄ）前記分周器より出力される残余の値を所定の設定時間の間遅延させて、前 記合算器でフィードバックさせるもう一つの遅延素子で構成され； 前記もう一つの遅延素子より前記合算器へフィードバックされる前記残りの値 が次のサンプリング時点で前記合算器の合算値と合算されるようになった位相制 御誤差除去フィルターを含む位相誤差処理手段； 前記速度誤差処理手段より出力される前記速度制御信号と前記位相誤差処理手 段より出力される前記位相制御信号を合算するための合算器；そして 前記合算器の出力をアナログ信号に変換して、モーター駆動制御信号として出 力するデジタル／アナログ変換器で構成される。

【００１８】

【作用】

以上のように、本考案によれば回転制御装置の位相制御の際、位相制御誤差除 去フィルターの出力に発生する量子化誤差を除去させるので、回転周期成分及び 高周波成分を効率的に減少させることにより、これによって回転制御装置の性能 を向上させる。

【００１９】

【実施例】

図３は本考案による位相制御誤差除去フィルターの実施例を示したものにして 、位相誤差制御信号（ＰＥＣ）を順次所定の設定時間の間遅延させるために直列 連結された所定の設定個数の遅延素子（３１〜３５）位相誤差制御信号（ＰＥＣ ）と遅延素子（３１〜３５）の各出力信号（ＰＥＣ１〜ＰＥＣ５）を合算する合 算器（３７）、この合算器（３７）の合算値を前記合算信号の数で除算し、除算 した分を位相制御信号（ＰＣ）で出力する分周器（３８）、そしてこの分周器（ ３８）より出力される残余の値を所定の設定時間の間遅延させた状態で前記合算 器（３７）へフィードバックをさせる遅延素子（３６）で構成される。

【００２０】 先ず、位相制御フィルター（７）より出力された位相誤差制御信号（ＰＥＣ） は、直列連結された各遅延素子（３１〜３５）を通じて順次信号遅延され、位相 誤差制御信号（ＰＥＣ）とこの遅延素子（３１〜３５）の出力（ＰＥＣ１〜ＰＥ Ｃ５）が合算器（３７）へ入力されて合算される。 この合算器（３７）の出力は分周器（３８）より合算された信号数の６で分け れられ、分けた分が位相制御信号（ＰＣ）として図１の合算器（１１）へ出力さ れる一方、残り（０〜５までの数）は、遅延素子（３６）を通じて合算器（３７ ）へフィードバックされて次のサンプリング時点で合算される。

【００２１】 従って、位相制御誤差除去フィルターで現われる量子化誤差が除去される。 図５は本考案による位相制御誤差除去フィルターの入出力信号のスペックトル 分析図にして、全周波数にわたって入力信号（ＩＮ）のスペックトルと出力信号 （ＯＵＴ）のスペックトルが大体一致している。 又、回転検出誤差の４５Ｈｚ成分（即ち、ドラムの回転周波数が４５Ｈｚの場 合）の利得が図６の従来のフィルターと比べて約３倍（１０ｄＢ）位減少され、 これは量子化誤差による回転制御装置の利得特性の変化が大巾に減少されたこと を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転制御装置の概略的ブロック図である。

【図２】図１各部での信号波形図である。

【図３】本考案による位相制御誤差除去フィルターの実
施例を示す構成ブロック図である。

【図４】従来の回転制御装置の位相制御誤差除去フィル
ターを示した構成ブロック図である。

【図５】本考案による位相制御誤差除去フィルターの入
出力信号のスペックトル分析図である。

【図６】従来の位相制御誤差除去フィルターの入出力信
号のスペックトル分析図である。

【符号の説明】

８ 位相制御誤差除去フィルター ３１〜３６ 遅延素子 ３７ 合算器 ３８ 分周器

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 モーターの回転速度を検出して、速度検
   出パルスと位相パルスを発生させる回転検出手段；前記
   回転検出手段より出力される前記速度検出パルスを用い
   て、前記モーターの速度誤差を検出し、これにより速度
   制御信号を出力する速度誤差処理手段；前記回転検出手
   段より出力される前記速度検出パルスと前記位相検出パ
   ルスを用いて、位相誤差を検出する位相検出部；前記位
   相検出部の出力を入力として位相誤差制御信号を出力す
   る位相制御フィルター；そして、前記位相制御フィルタ
   ーより出力される位相誤差制御信号に含まれた回転周期
   成分及びその高調波成分を除去するために、 ａ）前記位相制御フィルターより出力される前記位相誤
   差制御信号を順次所定の設定時間ずつ遅延させるため、
   互いに直列連結された所定個数の遅延素子； ｂ）前記位相誤差制御信号と前記遅延素子の各出力を合
   算するための合算器； ｃ）前記合算器の合算出力値を前記合算信号の数で分け
   て、分けた分を位相制御信号で出力する分周器；そし
   て、 ｄ）前記分周器で出力される残余の値を所定の設定時間
   の間遅延させて、前記合算器のでフィードバックさせる
   もう一つの遅延素子で構成されて； 前記もう一つの遅延素子より前記合算器でフィードバッ
   クされる前記残余値が次のサンプリング時点で前記合算
   器の合算値と合算されるようになった位相制御誤差除去
   フィルターを含む位相誤差処理手段；前記速度誤差処理
   手段より出力される前記速度制御信号と前記位相誤差処
   理手段より出力される前記位相制御信号を合算するため
   の合算器；そして前記合算器の出力をアナログ信号に変
   換して、モーター駆動制御信号で出力するデジタル／ア
   ナログ変換器で構成された回転制御装置の量子化誤差除
   去回路。
2. 【請求項２】 前記速度検出パルスが、前記モーターの
   １回転当り六つのパルスを有し、前記位相検出パルス
   が、前記モーターの１回転当り一つのパルスを有する請
   求の範囲第１項記載の回転制御装置の量子化誤差除去回
   路。
3. 【請求項３】 前記回転検出手段より出力される前記速
   度検出パルスと前記位相検出パルスをそれぞれ波形整形
   するための波形整形手段がさらに備えられた請求の範囲
   第１項記載の回転制御装置の量子化誤差除去回路。
4. 【請求項４】 前記速度誤差処理手段が、前記速度検出
   パルスより速度誤差を検出する速度検出部；前記速度検
   出よりの速度誤差に含まれた回転周期成分及びその高調
   波成分を除去するためのノッチフィルター；そして前記
   ノッチフィルターの出力を入力として速度制御信号を発
   生させる速度制御フィルターで構成された請求の範囲第
   １項記載の回転制御装置の量子化誤差除去回路。