JPS5851281B2 - digital servo circuit - Google Patents

digital servo circuit

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JPS5851281B2
JPS5851281B2 JP51028257A JP2825776A JPS5851281B2 JP S5851281 B2 JPS5851281 B2 JP S5851281B2 JP 51028257 A JP51028257 A JP 51028257A JP 2825776 A JP2825776 A JP 2825776A JP S5851281 B2 JPS5851281 B2 JP S5851281B2
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JP
Japan
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pulse
circuit
rotational phase
head
supplied
Prior art date
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JP51028257A
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Japanese (ja)
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斉 坂本
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Sony Corp
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Sony Corp
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  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 例えばVTRにおいて、その回転磁知ヘッドの回転位相
をサーボ制御するには、記録すべき映像信号中の垂直同
期パルス、あるいはビデオテープから再生されたコント
ロールパルスと、ヘッドの回転位相を示すパルスとを位
相比較し、その比較出力によりヘッドの駆動用モータを
制御している。
Detailed Description of the Invention For example, in a VTR, in order to servo control the rotational phase of a rotating magnetic head, a vertical synchronizing pulse in a video signal to be recorded or a control pulse reproduced from a video tape and a control pulse of the head are used. The phase of the head is compared with a pulse indicating the rotational phase, and the head drive motor is controlled by the comparison output.

この場合、信号の処理方法をデジタル式に行えば、回路
ドリフトがないので、アナログ式で多用されている積分
補償を行わずにすみ、従ってそれだけ過渡応答が改善さ
れる。
In this case, if the signal is processed digitally, there will be no circuit drift, so there will be no need for integral compensation, which is often used in analog systems, and the transient response will be improved accordingly.

しかしデジタル化した場合には、量子化ノイズを生じ、
これがVTRではジッターとなって再生画質を低下させ
るので、ビット数(量子数)を増大させなければならな
い。
However, when digitized, quantization noise occurs,
In a VTR, this causes jitter and degrades the quality of the reproduced image, so the number of bits (quantum number) must be increased.

特に、ヘッドの回転の立ち上がり時や、ヘッドが無記録
部分から映像トラックを走査するようになったとき、ヘ
ッドの回転位相は大きくずれているので、この状態から
正しい回転位相にロックさせるには、そのずれに対応し
てビット数を増大させなければならない。
In particular, when the head starts to rotate or when the head starts scanning a video track from a non-recorded area, the rotational phase of the head is largely deviated, so in order to lock to the correct rotational phase from this state, it is necessary to The number of bits must be increased to correspond to the shift.

ところが、単純にビット数を増大したのでは、アナログ
式のものと同等の性能を得ようとすると、そのビット数
は15〜20ビツトにもなってしまい回路規模が著しく
大きくなってしまう。
However, if the number of bits is simply increased, the number of bits will increase to 15 to 20 bits, and the circuit scale will become significantly larger if an attempt is made to obtain performance equivalent to that of an analog type.

本発明は、このような点を考慮したデジタルサーボ回路
を提供しようとするものである。
The present invention aims to provide a digital servo circuit that takes these points into consideration.

このため本発明においては、VTRの場合であれば、ま
ず初めにヘッドの回転位相が基準よりも進んでいるか遅
れているかのみをn Oyl 、 n 1”の2値で検
出すると共に、その検出ごとに第2図■に示すように一
定量Aθだけ回転位相を制御して正しい回転位相にロッ
クさせると共に、一度ロツクしたらその回転位相の制御
に休止期間Trを設けてそのロック状態を保持するよう
にしたものである。
Therefore, in the present invention, in the case of a VTR, first, only whether the rotational phase of the head is ahead or behind the reference is detected using binary values n Oyl and n 1'', and each detection is As shown in Fig. 2 (■), the rotational phase is controlled by a certain amount Aθ to lock it to the correct rotational phase, and once the rotational phase is locked, a rest period Tr is provided in the control of the rotational phase to maintain the locked state. This is what I did.

以下その一例について説明しよう。Let's explain one example below.

第1図において、1は回転磁気ヘッドを回転駆動するた
めのモータを示し、パルス発生回路2からのパルスが、
可変デジタル移相回路3に供給されてデジタル的に所定
量だけ移相され、その移相出力が、駆動回路4に供給さ
れてD−A変換されると共に、モータ1の駆動信号とさ
れ、これがモータ1に供給されてモータ1は移相回路3
の移相量に対応した速度で回転するようにされている。
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a motor for rotationally driving a rotating magnetic head, and pulses from a pulse generation circuit 2 are
The phase shift output is supplied to the variable digital phase shift circuit 3 and digitally shifted by a predetermined amount, and the phase shift output is supplied to the drive circuit 4 where it is D-A converted and used as a drive signal for the motor 1. Motor 1 is supplied with phase shift circuit 3.
It rotates at a speed corresponding to the amount of phase shift.

また、11は第2図Aに示すような基準パルスPa、例
えば記録時であればその記録すべき映像信号中の垂直同
期パルスが恥の周波数に分周されたパルス、再生時であ
ればビデオテープから再生すしたコントロールパルスが
供給される。
Reference numeral 11 denotes a reference pulse Pa as shown in FIG. Control pulses are supplied for playback from the tape.

さらに、12はパルス発生手段を示し、これはモータ1
あるいはヘッドに回転的に結合して設けられ、第2図B
に示すように、ヘッドの回転位相を示すパルスPbが、
ヘッドの1回転ごとに取り出される。
Further, 12 indicates a pulse generating means, which is connected to the motor 1.
Alternatively, it may be provided rotatably coupled to the head, as shown in Figure 2B.
As shown in , the pulse Pb indicating the rotational phase of the head is
It is taken out every revolution of the head.

そして例えば記録時には、記録ボタンを操作すると、こ
れにより端子13にパルスPrが供給され、このパルス
Prがアップダウンカウンタ15、アップカウンタ16
、RSフリップフロップ回路17にリセットパルスとし
て供給され、これら回M15〜17はリセットされる。
For example, when recording, when the record button is operated, a pulse Pr is supplied to the terminal 13, and this pulse Pr is sent to the up/down counter 15 and the up counter 16.
, are supplied to the RS flip-flop circuit 17 as a reset pulse, and these circuits M15 to M17 are reset.

さらに記録ボタンの操作によってモータ1が回転を始め
ると(あるいはすでに回転していても)時点t1に端子
11を通じて基準パルスPaが、例えば立ち下がりトリ
ガタイプのDフリップフロラフ回路21のクロック端子
Cpに供給されると共に、パルス発生手段12からのパ
ルスPbが、パルスアンプ22を通じてフリップフロッ
プ回路21のデータ端子りに供給される。
Furthermore, when the motor 1 starts rotating by operating the record button (or even if it is already rotating), a reference pulse Pa is applied to the clock terminal Cp of the falling trigger type D flip flow circuit 21 at time t1 through the terminal 11. At the same time, the pulse Pb from the pulse generating means 12 is supplied to the data terminal of the flip-flop circuit 21 through the pulse amplifier 22.

従ってこのとき、ヘッドの回転位相が基準よりも進んで
いて、第2図A、Bに示すように、パルスPbの後縁が
パルスPaの後縁よりも進んでいるとすれば、フリップ
フロップ回路21のQ端子からは第2図Cに示すように
立ち下がっている信号SCが得られ、またフリップフロ
ップ回路21のQ端子からは信号Scとは逆のレベルの
信号が得られる。
Therefore, at this time, if the rotational phase of the head is ahead of the reference and the trailing edge of pulse Pb is ahead of the trailing edge of pulse Pa as shown in FIGS. 2A and B, then the flip-flop circuit From the Q terminal of the flip-flop circuit 21, a falling signal SC is obtained as shown in FIG.

またアンプ22からのパルスPbが伯の分周を行う分周
回路23に供給されると共に、このときパルスPrでリ
セットされているフリップフロップ回路17から第2図
りに示すように立ち下がっている信号Sdが取り出され
、この信号Sdが分周回路23にその分周動作の制御信
号として供給され、分周回路23は分局動作を行わない
状態とされる。
Further, the pulse Pb from the amplifier 22 is supplied to the frequency dividing circuit 23 which performs frequency division, and at this time, a falling signal is generated from the flip-flop circuit 17, which is reset by the pulse Pr, as shown in the second figure. Sd is taken out, and this signal Sd is supplied to the frequency divider circuit 23 as a control signal for its frequency division operation, and the frequency divider circuit 23 is brought into a state in which it does not perform the division operation.

従って分周回路23からは、第2図Eに示すように時点
t1にパルスPeが得られる。
Therefore, a pulse Pe is obtained from the frequency dividing circuit 23 at time t1 as shown in FIG. 2E.

そしてこのパルスPeがアンド回路24に供給されると
共に、フリップフロップ回路21からの信号Scがアン
ド回路24に供給され、アンド回路24からは第2図F
に示すように時点t1にパルスPfが取り出され、この
パルスPfがカウンタ15のアップカウント端子UP供
給される。
This pulse Pe is supplied to the AND circuit 24, and at the same time, the signal Sc from the flip-flop circuit 21 is supplied to the AND circuit 24.
As shown in the figure, a pulse Pf is taken out at time t1, and this pulse Pf is supplied to the up-count terminal UP of the counter 15.

従ってカウンタ15の計数内容が〔1〕だけ増加すると
共に、この内容が移相回路3にその制御信号として供給
されているので、移相回路3の移相量が基準の状態より
もAαだけ遅れる状態とされる。
Therefore, the count content of the counter 15 increases by [1], and since this content is supplied to the phase shift circuit 3 as its control signal, the phase shift amount of the phase shift circuit 3 lags behind the reference state by Aα. state.

従ってモータ1の回転速度が遅くなり、第2図Iに示す
ようにヘッドの回転位相はAθだけ遅れる。
Therefore, the rotational speed of the motor 1 is slowed down, and the rotational phase of the head is delayed by Aθ as shown in FIG. 2I.

そしてこのようにヘッドの回転位相がAθだけ遅らされ
ても全体としてはまだ基準よりも進んでいるときには、
パルスPaごとに上述の動作が繰り返えされ、ヘッドの
回転位相はAθずつ遅らされていく。
In this way, even if the rotational phase of the head is delayed by Aθ, the overall head is still ahead of the standard.
The above operation is repeated for each pulse Pa, and the rotational phase of the head is delayed by Aθ.

そしてさらに時点t2にヘッドの回転位相がJθだけ遅
らされると、この回転位相は基準よりも遅れた状態にな
る。
Then, when the rotational phase of the head is further delayed by Jθ at time t2, this rotational phase is delayed from the reference.

すると次にパルスPaが供給された時点t3では、パル
スPbはパルスPaよりも位相が遅れる。
Then, at time t3 when the pulse Pa is next supplied, the phase of the pulse Pb lags behind the pulse Pa.

従ってフリップフロップ回路21からの信号SCは時点
t3に立ち下がるので、アンド回路24からのパルスP
fは得られなくなる。
Therefore, since the signal SC from the flip-flop circuit 21 falls at time t3, the pulse P from the AND circuit 24
f becomes unobtainable.

一方、フリップフロップ回路21からの信号SCが、時
点t3に立ち下がると同時に、そのQ端子からの信号が
立ち上がる。
On the other hand, at the same time as the signal SC from the flip-flop circuit 21 falls at time t3, the signal from its Q terminal rises.

そしてこの信号と分周回路23からのパルスPeとがア
ンド回路25に供給されてアンド回路25からは、第2
図Gに示すように時点t3にパルスPgが得られ、この
パルスPgがカウンタ15のダウンカウント端子DWN
に供給される。
Then, this signal and the pulse Pe from the frequency dividing circuit 23 are supplied to the AND circuit 25, and from the AND circuit 25, the second
As shown in FIG. G, a pulse Pg is obtained at time t3, and this pulse Pg
supplied to

従ってカウンタ15の内容が〔1〕だけ減少するので、
移相回路3の移相量がAαだけ進む状態とされ、従って
モータ1の回転速度が速くなり、ヘッドの回転位相はA
θだけ進んで基準よりも進んだ状態になる。
Therefore, the contents of the counter 15 decreases by [1], so
The phase shift amount of the phase shift circuit 3 is advanced by Aα, so the rotational speed of the motor 1 becomes faster, and the rotational phase of the head becomes Aα.
It advances by θ and becomes in a state where it has advanced further than the standard.

しかし次の時点t4にパルスPaが供給されると、パル
スPbはパルスPaよりも位相が進んでいるので、フリ
ップフロップ回路21からの信号Scは再び立ち上がり
、アンド回路24からパルスPfが得られると共に、ア
ンド回路25からのパルスPgは得られなくなる。
However, when the pulse Pa is supplied at the next time t4, the pulse Pb is ahead of the pulse Pa in phase, so the signal Sc from the flip-flop circuit 21 rises again, and the pulse Pf is obtained from the AND circuit 24. , the pulse Pg from the AND circuit 25 is no longer obtained.

従ってカウンタ15の内容が〔1〕だけ増加するので、
ヘッドの回路位相はAθだけ遅れ、基準よりも遅れた状
態になる。
Therefore, the content of the counter 15 increases by [1], so
The circuit phase of the head is delayed by Aθ and is in a state delayed from the reference.

従って以後は、時点t2〜t4におけを動作が繰り返え
され、ヘッドの回転位相は、基準よりもAθの範囲内に
ロックされる。
Therefore, thereafter, the operation is repeated from time t2 to t4, and the rotational phase of the head is locked within the range of Aθ from the reference.

ただしこれだけでは、ヘッドの回転位相はパルスPaご
とに進まされたり遅らされたりして不安定になってしま
う。
However, if this is done alone, the rotational phase of the head will be advanced or delayed for each pulse Pa, making it unstable.

そこで休止期間Trが設けられ、回転位相の制御の周期
が長くされる。
Therefore, a rest period Tr is provided, and the period of control of the rotational phase is lengthened.

すなわち、フリップフロップ回路21からの信号Scが
微分回路18に供給されて第2図Hに示すように信号S
cの立ち上がり及び立ち下がりごとのパルスPhが形成
され、このパルスPhがカウンタ16に計数入力として
供給されると共に、その計数出力がフリップフロップ回
路17のセット端子Sに供給され、カウンタ16がパル
スPhを例えば2つ数えたとき、すなわち、時点t4に
なったとき、フリップフロップ回路17がセットされて
これよりの信号Sdは第2図りに示すように時点t4に
立ち上がった状態とされる。
That is, the signal Sc from the flip-flop circuit 21 is supplied to the differentiating circuit 18, and the signal Sc is output as shown in FIG. 2H.
A pulse Ph is formed at each rise and fall of c, and this pulse Ph is supplied to the counter 16 as a counting input, and its counting output is supplied to the set terminal S of the flip-flop circuit 17, so that the counter 16 receives the pulse Ph When, for example, 2 is counted, that is, at time t4, the flip-flop circuit 17 is set and the signal Sd therefrom rises at time t4 as shown in the second diagram.

そして信号Sdが立ち上がっているときには、分周回路
23は和の分周を行うようにされている。
When the signal Sd is rising, the frequency dividing circuit 23 performs frequency division of the sum.

従って次の時点t5にパルスPaが供給されても分周回
路23はパルスPbを%に分周してパルスPeとするの
で、時点t5にはパルスPeは得られず、従ってパルス
Pf、Pgも得られないので、時点t5には回転位相の
制御は行われない。
Therefore, even if the pulse Pa is supplied at the next time t5, the frequency dividing circuit 23 divides the pulse Pb into % to produce the pulse Pe, so the pulse Pe is not obtained at the time t5, and therefore the pulses Pf and Pg are also Therefore, the rotational phase is not controlled at time t5.

そしてこのような状態が続き、時点t5から8つ目のパ
ルスPaの時点t6になると、分周回路23からパルス
Peが得られるので、このときのヘッドの回路位相に対
応して例えばアンド回路25からパルスPgが得られ、
従ってヘッドの回転位相はJθだけ進められる。
This state continues, and when the eighth pulse Pa is reached from time t5 to time t6, the pulse Pe is obtained from the frequency dividing circuit 23, so that, for example, the AND circuit 25 Pulse Pg is obtained from
Therefore, the rotational phase of the head is advanced by Jθ.

そして以後は、パルスPaの8つごとの時点にヘッドの
回転位相が制御され、そのロック状態が保持される。
Thereafter, the rotational phase of the head is controlled at every eight pulses Pa, and the locked state is maintained.

こうしてヘッドの回転位相がサーボ制御されるわけであ
るが、この場合、本発明によればフリップフロップ回路
21において、パルスPa、Pbによりヘッドの回転位
相が基準よりも進んでいるか遅れているかのみを! Q
+1 、 ++ 111の2値で検出してサーボ制御
を行うので、ビット数は最少であり、第1図からも明ら
かなように構成が複雑化したり大規模になったりするこ
とがない。
In this way, the rotational phase of the head is servo-controlled. In this case, according to the present invention, the flip-flop circuit 21 only uses the pulses Pa and Pb to determine whether the rotational phase of the head is ahead or behind the reference. ! Q
Since servo control is performed by detecting binary values of +1 and ++111, the number of bits is minimal, and as is clear from FIG. 1, the configuration does not become complicated or large-scale.

またAθは量子化ノイズに対応するが、これを小さくし
てもやはりビット数の増大がなく、従って量子化ノイズ
を十分に小さくできる。
Further, Aθ corresponds to quantization noise, but even if it is reduced, the number of bits does not increase, so the quantization noise can be sufficiently reduced.

またヘッドの回転位相が基準の位相にロックされると、
休止期間Trにより制御の周期が長くなるので、不安定
さを生じることがない。
Also, when the rotational phase of the head is locked to the reference phase,
Since the control cycle becomes longer due to the rest period Tr, instability does not occur.

なお上述においては、時点t2.t3にヘッドの回転位
相が基準の位相を2度交差したことをパルスPhにより
検出し、休止期間Trを設けた場合であるが、この交差
数は2度以上であればよい。
Note that in the above description, time t2. This is a case where the pulse Ph detects that the rotational phase of the head crosses the reference phase twice at t3, and a pause period Tr is provided, but the number of crossings may be two or more times.

またフリップフロップ回路21の出力信号をパルスPa
でパルス化し、そのパルスに分周回路23の出力信号で
休止期間Trを設けてからカウンタ15に供給してもよ
い。
In addition, the output signal of the flip-flop circuit 21 is pulsed Pa
It is also possible to provide the pulse with a rest period Tr using the output signal of the frequency dividing circuit 23 and then supply it to the counter 15.

さらに、ヘッドの回転位相のサーボ制御に限らず、他の
もののサーボ制御回路にも適用できる。
Furthermore, the present invention is applicable not only to servo control of the rotational phase of a head but also to other servo control circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一例の系統図、第2図はその説明のた
めの波形図である。 15はアップダウンカウンタ、16はアップカウンタ、
18は微分回路、23は分周回路である。
FIG. 1 is a system diagram of an example of the present invention, and FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the same. 15 is an up/down counter, 16 is an up counter,
18 is a differentiating circuit, and 23 is a frequency dividing circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 カウント内容が回転体の回転を制御する信号として
上記回転体の駆動系に供給されるアップダウンカウンタ
と、上記回転体の回転位相を示すパルスと基準パルスと
の位相ずれの方向だけを′O″91191の2値で検出
する第1の検出回路と、この第1の検出回路の検出出力
が、少なくとも2回反転したときこれを検出する第2の
検出回路と、上記回転位相を示すパルスまたは上記基準
パルスのいずれか一方のパルスを所定比で分周する分周
回路とを有し、上記アップダウンカウンタは、上記第1
の検出回路の検出出力によりアップカウントまたはダウ
ンカウントのカウント方向が制御されると共に、上記分
周回路において分周された分周パルスと分周されないも
とのパルスとの一方が、上記第2の検出回路の検出出力
により制御されて供給され、上記第2の検出回路の検出
出力が得られないときには、上記もとのパルスが上記ア
ップダウンカウンタによりカウントされて上記回転体の
回転位相がサーボ制御され、上記第2の検出回路の検出
出力が得られたときには、上記分周パルスが上記アップ
ダウンカウンタによりカウントされて上記回転体の回転
位相がサーボ制御されるようにしたデジタルサーボ回路
1 The up/down counter whose count contents are supplied to the drive system of the rotary body as a signal to control the rotation of the rotary body, and only the direction of the phase shift between the pulse indicating the rotational phase of the rotary body and the reference pulse are ``91191''; a second detection circuit that detects when the detection output of the first detection circuit is inverted at least twice; and a pulse or pulse indicating the rotational phase. a frequency dividing circuit that divides the frequency of one of the reference pulses at a predetermined ratio;
The counting direction of up-counting or down-counting is controlled by the detection output of the detection circuit, and one of the divided pulse frequency-divided in the frequency dividing circuit and the original pulse that is not frequency-divided is The pulses are controlled and supplied by the detection output of the detection circuit, and when the detection output of the second detection circuit is not obtained, the original pulse is counted by the up-down counter and the rotational phase of the rotating body is controlled by servo control. and when the detection output of the second detection circuit is obtained, the frequency-divided pulse is counted by the up-down counter to servo-control the rotational phase of the rotating body.
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