JPH10290595A - Ｐｗｍ制御装置およびｐｗｍ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＷＭ信号のリップルも含めて平滑化される
ため、ノイズの分だけ誤差が生じる。 【解決手段】 従来はサーボ制御ＩＣ１０が出力するＰ
ＷＭ信号をそのまま平滑化回路４０に供給して平滑化さ
せていたため、ＰＷＭ信号に含まれるノイズ成分が駆動
信号に影響を与えていたが、平滑化回路４０の入力とし
てハイレベルは安定電源６０の電源線６１から供給する
ことにしつつ、ローレベルを同ＰＷＭ信号のロ−出力で
表すようにしたため、本来のデューティ比に基づいて平
滑化回路４０が平滑化し、誤差のない制御系を提供する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭ制御装置お
よびＰＷＭ制御方法に関し、特に、サーボ制御などに使
用して好適なＰＷＭ制御装置およびＰＷＭ制御方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＰＷＭ制御装置を適用し
たものとして、図４に示すビデオデッキのＰＷＭ制御回
路が知られている。図において、サーボモータ１の回転
速度制御信号をＰＷＭ信号として出力するサーボ制御Ｉ
Ｃ２のＰＷＭ出力端２ａは、抵抗３の一端に接続され、
同抵抗３の他端をコンデンサ４の一端とサーボエラーア
ンプ５の入力端５ａに接続している。コンデンサ４の他
端はグランド接地しており、サーボエラーアンプ５の出
力端５ｂは上記サーボモータ１の速度制御端子１ａに接
続されている。

【０００３】サーボモータ１の回転速度制御信号はＰＷ
Ｍ信号として出力されるが、抵抗３とコンデンサ４とが
平滑化回路として作用するのでＤＣ化されてサーボエラ
ーアンプ５に入力される。サーボエラーアンプ５はＤＣ
信号を増幅してサーボモータ１に出力するため、帰還制
御系が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＰＷＭ
制御装置においては、次のような課題があった。設置環
境によってはサーボ制御ＩＣ２の電源線などにリップル
などがのることがあるが、このリップルも含めて平滑化
される。すると、この平滑化されたＤＣ制御信号に基づ
いてサーボモータ１は駆動するため、リップル／ノイズ
の分だけ誤差が生じる。このようなリップルによる理想
の状態と現実の状態とを図５のタイミングチャートに示
している。

【０００５】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、サーボ制御ＩＣのリップルなどのノイズ成分な
どによって制御系に誤差が生じないようにすることが可
能なＰＷＭ制御装置およびＰＷＭ制御方法の提供を目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、ＰＷＭ信号を発生するＰ
ＷＭ信号出力回路と、ハイレベルの安定電圧を出力端に
供給可能な安定電源と、上記ＰＷＭ信号のオフ出力で上
記安定電源における出力端の電圧レベルをローレベルに
させる制御素子と、上記安定電源の出力端に接続されて
電圧レベルを平滑化して出力する平滑化回路とを具備す
る構成としてある。

【０００７】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、ＰＷＭ信号出力回路がＰＷＭ信号を発生
すると、制御素子は同ＰＷＭ信号のロー出力に基づいて
安定電源における出力端の電圧レベルをローレベルにさ
せる。本来、安定電源はハイレベルの安定電圧を出力端
に供給しており、ＰＷＭ信号のロー出力に基づいて当該
出力端がローレベルとすることにより、ＰＷＭ信号と安
定電源の出力端の信号とは一致する。しかし、ＰＷＭ信
号にリップルなどのノイズ成分がのっていた場合は、安
定電源の出力端は安定したハイレベルを維持しているた
め、より理想の姿に近いという意味においてノイズ成分
がのっているＰＷＭ信号と相違する。そして、平滑化回
路はこのような安定電源の出力端に接続され、ＰＷＭ信
号と同期してローレベルとなる出力端の電圧レベルを平
滑化して出力する。

【０００８】ここにいうハイレベルとローレベルは、必
ずしもプラス電圧とグランドレベルとに限るものではな
く、ハイレベルを負電圧として、ローレベルをグランド
レベルとしてもよい。ＰＷＭ信号出力回路は、ＰＷＭ信
号を発生するとともに、そのオフ出力で制御素子が安定
電源における出力端の電圧レベルをローレベルにさせる
ことができれば良い。この場合、ＰＷＭ信号の対象は特
に限定されるものではない。ただし、オン出力を安定電
源のハイレベルに置き換える作用を考慮すると、ＰＷＭ
信号のハイレベルの安定化の効果が大である。従って、
このような効果を好適に利用する一例として、請求項２
にかかる発明は、請求項１に記載のＰＷＭ制御装置にお
いて、上記ＰＷＭ信号出力回路は、サーボモータの回転
速度制御信号を変調してＰＷＭ信号を出力するととも
に、上記平滑化回路の出力を同サーボモータの駆動信号
とする構成としてある。

【０００９】上記のように構成した請求項２にかかる発
明においては、ＰＷＭ信号出力回路がサーボモータの回
転速度制御信号を変調してＰＷＭ信号として出力する
と、このＰＷＭ信号に同期して安定電源における出力端
の電圧レベルはハイレベルとなったりローレベルとなっ
たりする。しかし、この出力端の電圧レベルは安定して
おり、リップルなどものっていないため、平滑化回路が
その出力を平滑化した後をサーボモータの駆動信号とす
ることにより、雑音成分のない良好な帰還制御系とな
る。

【００１０】また、このようなサーボモータの制御系を
含めて、リップルなどのノイズ成分がのりやすいものの
一例として、請求項３にかかる発明は、請求項１または
請求項２のいずれかに記載のＰＷＭ制御装置において、
上記ＰＷＭ信号出力回路は、ロジック回路を有するマイ
コンの出力ポートで構成してある。上記のように構成し
た請求項３にかかる発明においては、マイコンがロジッ
ク回路で構成されているために、その出力ポートのハイ
レベル成分にはリップルなどのノイズ成分がのりやす
く、ＰＣＢ回路パターンのノイズ対策だけでは解消でき
ない。しかしながら、ハイレベルは安定電源から供給
し、出力ポートのロー出力でローレベル期間を形成する
だけとなり、リップルなどのノイズ成分の影響はなくな
る。

【００１１】制御素子はＰＷＭ信号のロー出力で安定電
源における出力端の電圧レベルをローレベルにさせれば
よく、安定電源に対する制御信号を出力して制御するも
のでも良い。しかし、より簡易な構成とした一例とし
て、請求項４にかかる発明は、請求項１〜請求項３のい
ずれかに記載のＰＷＭ制御装置において、上記制御素子
は、上記ＰＷＭ信号によって上記安定電源における出力
端をプルダウンする構成としてある。

【００１２】上記のように構成した請求項４にかかる発
明においては、安定電源における出力端をプルダウンす
るだけでＰＷＭ信号に同期したローレベル出力を平滑化
回路に出力させることになる。本発明の思想は、ＰＷＭ
信号のハイ出力を安定電源のハイレベルに置き換える意
味において必ずしも実体のある装置に限られず、その方
法としても同様に機能する。このため、請求項５にかか
る発明は、ＰＷＭ信号を平滑化したＤＣ電圧を発生させ
るにあたり、安定電源の出力端より供給されるハイレベ
ルの安定電圧を上記ＰＷＭ信号のロー出力を利用してロ
ーレベルにさせつつ同安定電源の出力端の電圧レベルを
平滑化して出力する構成としてある。

【００１３】すなわち、必ずしも実体のある装置に限ら
ず、その方法としても有効であることに相違はない。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、リップル
などのノイズ成分による誤差が生じないような制御系を
形成することが可能なＰＷＭ制御装置を提供することが
できる。また、請求項２にかかる発明によれば、サーボ
モータの制御回路において誤差を生じさせないようにす
ることができる。

【００１５】さらに、請求項３にかかる発明によれば、
ＰＣＢ回路パターンではノイズ対策を講じにくいマイコ
ンの出力ポートでＰＷＭ信号を発生する場合にも誤差を
生じさせないようにすることができる。さらに、請求項
４にかかる発明によれば、プルダウンさせるだけである
ので極めて簡易な構成とすることができる。さらに、請
求項５にかかる発明によれば、リップルなどのノイズ成
分などによる誤差が生じないような制御系を形成するこ
とが可能なＰＷＭ制御方法を提供することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かるＰＷＭ制御装置を適用したビデオデッキのサーボ回
路をブロック図により示している。同図において、サー
ボ制御ＩＣ１０は電動のサーボモータ２０の回転速度を
計測し、それに対しての速度制御信号をＰＷＭ信号とし
て出力する。より具体的には、サーボモータ２０の回転
に同期して出力される同期信号の間隔に反比例して、一
定周期のパルス信号のパルス幅を変化することにより、
当該パルス信号のデューティ比として変調する。

【００１７】このサーボ制御ＩＣ１０はビデオデッキに
おけるシスコン内に備えられているものであり、当該シ
スコンは同ビデオデッキの各種の制御を行うための１チ
ップマイコンで構成されているし、ＰＷＭ信号はその出
力ポートから出力している。むろん、本実施形態におい
ては、このサーボ制御ＩＣ１０がＰＷＭ信号出力回路を
構成している。本実施形態においては、ＰＷＭ信号出力
回路としてサーボモータ２０の回転速度を制御するため
のサーボ制御ＩＣ１０について説明しているが、ＰＷＭ
信号を出力するものには広く適用可能である。

【００１８】サーボモータ２０はサーボエラーアンプ３
０から駆動電圧を供給されてキャプスタンやシリンダを
回転させるものであり、上記ＰＷＭ信号は同サーボモー
タ２０の回転速度に対してのデューティ比となってい
る。従って、このＰＷＭ信号を平滑化すればサーボモー
タ２０の回転速度に対する制御信号となることになり、
上記サーボエラーアンプ３０は同ＰＷＭ信号を平滑化し
た制御信号を入力として同制御信号の速度エラー分を増
幅し、サーボモータ２０の駆動信号として出力する。

【００１９】本実施形態においては、当該ＰＷＭ制御装
置がサーボモータ２０の駆動信号を出力するサーボエラ
ーアンプ３０に制御信号を出力するものとして適用され
ているが、サーボ系の制御機器などに対して広く適用可
能であるし、このようなサーボ系の具体的な回路構成に
ついても適宜変更可能である。一方、ＰＷＭ信号を平滑
化するためにコンデンサ４１と抵抗４２とからなる平滑
化回路４０を形成し、サーボエラーアンプ３０における
制御入力端３１に接続している。本実施形態において
は、平滑化回路４０を最も簡易な構成で実現している
が、平滑化の度合いに応じて多段としたり、容量を増加
させることも可能である。

【００２０】平滑化回路４０の入力には抵抗５１を介し
て安定電源６０の電源線６１が接続されているととも
に、ダイオード５２を介してサーボ制御ＩＣ１０のＰＷ
Ｍ信号出力端１１が接続されている。安定電源６０はプ
ラス電圧の電源を供給するものであり、その出力電圧が
本実施形態におけるハイレベルとなる。一方、抵抗５１
とダイオード５２は、サーボ制御ＩＣ１０のＰＷＭ信号
レベルによって当該抵抗５１と上記平滑化回路４０との
接続端をプルダウンさせるためのプルダウン回路５０を
構成する。より具体的には、ＰＷＭ信号がハイレベルと
なるハイ出力時には、抵抗５１とダイオード５２との接
続点もハイレベルとなり、同ＰＷＭ信号がローレベルと
なるロー出力時には、抵抗５１とダイオード５２との接
続点はローレベルに引き下げられ、同抵抗５１の両端に
ハイレベル相当の電圧差が生じる。

【００２１】本実施形態においては、抵抗５１とダイオ
ード５２とからなるプルダウン回路５０によって制御素
子を構成しているが、安定電源６０の電源線６１に対し
てプルダウンさせることができれば良い。従って、図２
に示すようにトランジスタ５３によるスイッチング回路
で実現しても良い。また、ＰＷＭ信号のオフ出力で安定
電源６０の出力をローレベルにする意味では、安定電源
６０に対して制御信号を供給するようにしてもよい。た
だし、ダイオード５２やトランジスタ５３を利用する場
合にはより簡易な構成とすることができる。

【００２２】安定電源６０については、独自の回路構成
で実現するようにしても良いが、いわゆるリップルなど
のノイズの影響を受けにくい電源線６１を供給できるも
のであればよい。従って、共通の電源線であってもＰＣ
Ｂパターンに工夫をしてリップルなどがのりにくいよう
にして構成することもできる。次に、上記構成からなる
本実施形態の動作を説明する。サーボモータ２０を回転
駆動させると、サーボ制御ＩＣ１０はサーボモータ２０
の回転に同期した同期信号の間隔に反比例するＰＷＭ信
号をＰＷＭ信号出力端１１に出力する。この場合、サー
ボ制御ＩＣ１０はビデオデッキのシスコン内に備えられ
ており、シスコンが内部でロジック処理を行っているこ
とも原因して同ＰＷＭ信号はリップルなどのノイズ成分
の影響を受けやすい。従って、図３（ａ）に示すように
必ずしも一定電圧のハイレベルにはならない。

【００２３】これに対し、安定電源６０の出力である電
源線６１の電圧レベルを同図（ｂ）に示しており、終始
一定となっている。ただし、安定電源６０に要求される
電源線６１の安定度合いは、後述するようにサーボモー
タ２０に要求される精度との相対的な問題であり、シス
テムに要求される程度の安定さを備えているものであれ
ばよい。サーボ制御ＩＣ１０のＰＷＭ信号はプルダウン
回路５０のダイオード５２に対して逆流方向に供給され
ることになり、基本的にＰＷＭ信号のオン出力中はダイ
オード５２を導通させない。ただし、ＰＷＭ信号のハイ
レベルが不安定であるため、一時的に同ダイオード５２
を導通させることもあり得る。しかし、電源線６１の電
圧レベルは安定しているし、抵抗５１が介在されている
ので、この場合でも平滑化回路４０の入力端の電圧レベ
ルは図３（ｃ）に示すように安定する。

【００２４】プルダウン回路５０にダイオード５２を使
用する場合、リップル成分によっては同ダイオード５２
が導通するため、平滑化回路４０の入力端の電圧レベル
がわずかに変動することはある。しかしながら、図２に
示すようにトランジスタ５３によるスイッチング回路を
使用する場合にはＰＷＭ信号のリップルなどは出力側に
影響を与えず理想的になる。一方、ＰＷＭ信号のオフ出
力中はＰＷＭ信号出力端１１が電源線６１に対して確実
に低電圧となり、ダイオード５２が導通する。すると、
平滑化回路４０の入力端の電圧レベルはオフレベルとな
る。従って、同入力端の電圧レベルは図３（ｃ）に示す
ようになり、平滑化回路４０の平滑化出力は同図（ｄ）
に示すように正確なものとなる。なお、同図（ｅ）は元
になるＰＷＭ信号をそのまま平滑化回路４０の入力端に
供給した場合の平滑化出力であり、リップルなどのノイ
ズが信号レベルに影響を与えることになることが分か
る。この変動分がサーボモータ２０の回転速度の誤差の
原因になる。

【００２５】ところで、電源線６１からハイレベルを供
給したとしてもこのような変動分を完全に無くすことは
できないが、最終的にサーボモータ２０の回転速度がビ
デオの再生処理に影響を与えない範囲での安定ささえ確
保できればよい。このように、従来はサーボ制御ＩＣ１
０が出力するＰＷＭ信号をそのまま平滑化回路４０に供
給して平滑化させていたため、ＰＷＭ信号に含まれるノ
イズ成分が駆動信号に影響を与えていたが、平滑化回路
４０の入力としてハイレベルは安定電源６０の電源線６
１から供給することにしつつ、ローレベルを同ＰＷＭ信
号のロー出力で表すようにしたため、本来のデューティ
比に基づいて平滑化回路４０が平滑化し、誤差のない制
御系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるＰＷＭ制御装置を
適用したビデオデッキのサーボ回路のブロック図であ
る。

【図２】変形例にかかる同サーボ回路のブロック図であ
る。

【図３】本サーボ回路における各部の波形図である。

【図４】従来のＰＷＭ制御装置を適用したビデオデッキ
のサーボ回路のブロック図である。

【図５】同サーボ回路における各部の波形図である。

【符号の説明】

１０…サーボ制御ＩＣ １１…ＰＷＭ信号出力端 ２０…サーボモータ ３０…サーボエラーアンプ ３１…制御入力端 ４０…平滑化回路 ４１…コンデンサ ４２…抵抗 ５０…プルダウン回路 ５１…抵抗 ５２…ダイオード ５３…トランジスタ ６０…安定電源 ６１…電源線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号出力回
   路と、 ハイレベルの安定電圧を出力端に供給可能な安定電源
   と、 上記ＰＷＭ信号のロー出力で上記安定電源における出力
   端の電圧レベルをローレベルにさせる制御素子と、 上記安定電源の出力端に接続されて電圧レベルを平滑化
   して出力する平滑化回路とを具備することを特徴とする
   ＰＷＭ制御装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載のＰＷＭ制御装置に
   おいて、上記ＰＷＭ信号出力回路は、サーボモータの回
   転速度制御信号を変調してＰＷＭ信号を出力するととも
   に、上記平滑化回路の出力を同サーボモータの駆動信号
   とすることを特徴とするＰＷＭ制御装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載のＰＷＭ制御装置において、上記ＰＷＭ信号出力
   回路は、ロジック回路を有するマイコンの出力ポートで
   あることを特徴とするＰＷＭ制御装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載のＰＷＭ制御装置において、上記制御素子は、上記Ｐ
   ＷＭ信号によって上記安定電源における出力端をプルダ
   ウンすることを特徴とするＰＷＭ制御装置。
5. 【請求項５】 ＰＷＭ信号を平滑化したＤＣ制御信号を
   発生させるにあたり、安定電源の出力端より供給される
   ハイレベルの安定電圧を上記ＰＷＭ信号のオフ出力を利
   用してローレベルにさせつつ同安定電源の出力端の電圧
   レベルを平滑化して出力することを特徴とするＰＷＭ制
   御方法。