JPS5914997B2 - 電動機の速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水晶発振器の発振周波数を逓減した基準信号と
電動機の回転数に比例した周波数の信号との位相差を検
出して電動機を基準信号に同期して回転させる位相同期
速度制御に関し、連続的に３５なめらかな速度の微調整
を可能とする装置を提供するものである。

電動機を一定速で回転させるために、回転数に只Ｒ−比
例した速度電圧信号と基準電圧との偏差信号によつて、
コントロールするいわゆる速度制御系が一般に公知であ
るが、これにさらに回転数に比例した周波数信号と水晶
発振器の周波数を分周した基準周波数との位相差を偏差
信号とするいわゆる位相制御系を付加することで、常に
基準周波数で決まる回転数に同期して回転させる電動機
駆動方式が音響用機器に採用されるようになつてきた。

一方レコードの再生等では再生音の音程を少しだけ高く
、または低く再生したい要望があり、速度の微調整の必
要が出てくる。これを満足さすためには水晶同期のもの
では、水晶発振周波数をきめ細く分周の段数を変える必
要が生じる。水晶発振器の周波数を基に任意の分周周波
数を得る方式は米国特許第３，９４４，９２５号明細書
によりＰＬＬシンセサイザとして公知であり、レコード
プレヤ一のモータ駆動回路に適用した例としても、特開
昭５１−１０４５１５号公報によりピツチコントロール
として知られている。しかしながら、この方式は基準周
波数の１／ＮカウンタのＮの値を任意に設定する方式の
ため、０．１％ピツチの変化をとるとするとＮ≦１００
０となり、設定段数が多くなり、回路が複雑となる欠点
があつた。

本発明は、分周段のピツチコントロールではあるが、Ｐ
ＬＬシンセサイザよりはるかに簡単な方式で同様の効果
を上げるものである。

以下本発明の詳細を一実施例を示す図面とともに説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すプロツクダイヤグラム
であり、図中の１は水晶振動子、２は水晶振動子１によ
る発振回路、３は回転数の切替えのための第１の分周回
路で、スイツチ４で３３ｒｐｍと４５ｒｐｍを切替える
。５は本発明の分周回路で後述する。

６はデジタル位相比較器で、ＰＬＬ回路用として市販の
ものである。

抵抗７および８、コンデンサ９、アンプ１０で積分器を
形成する。１１は増巾器、１２は加算器、１３は電動機
の駆動回路、１４は電動機、１５は電動機１４の回転数
に比例したパルスを得る周波数発電機、１６は回転周波
数信号を直流電圧に変換する周波数一電圧変換回路で、
これ等は５の分周回路以外全て公知の回路構成である。

第２図は本発明の可変分周回路の一実施例を示したもの
で、一点鎖線内の回路が具体回路である。

１７は周波数を１／２にするＤフリツプフロツプ、１８
，１９，２２はＡＮＤ回路、２０はインバータ、２１は
Ｄフリツプフロツプ、２３は０Ｒ回路、２４は１０ビツ
トの２進ウンタ，、２５はインバータ、２６はＤフリツ
プフロツプ、２７は変速可変が基準に対し、増加または
減少方向の切替スイツチ、２８，２９はデジタルスイツ
チ、３０，３１はプリセツト可能の１０進カウンタであ
る。

３２は８入力のＮＯＲ回路、３３はインバータである。

第３図は第２図中の波形を示す。今、基本動作を第１図
に基づいて説明すると、水晶発振回路２の出力は第１の
分周回路３でスイツチ４の設定に見合つた適当な周波数
に分周され、さらに可変分周回路５で分周された上で位
相比較器６の一方の入力となる。

位相比較器６は周波数発電機１５の出力の他方の入力と
の位相差による誤差電圧を出力する。この誤差出力はア
ンプ１０他で構成される積分形フイルタで波形整形され
、増巾器１１で増巾された後、加算器１２で周波数−電
圧変換器１６で得られた速度変換信号と加算された上で
、電動機駆動回路１３に入り、電動機１４を回転させる
。この結果、電動機１４は水晶発振回路２の発振周波数
を分周器３および５によつて分周した周波数と周波数発
電機１５の出力周波数の位相が同期した状態で回転する
ことになる。本発明の分周回路の動作例を第２図および
第３図について説明する。第３図のＡ−Ｆは第２図同記
号の場所の電圧波形を表す。左側に示したｉはスイツチ
２７が＋側の可変設定が増加時で、右側に示したＩｉは
スイツチ２７が一側の可変設定が減少時を示す。今、ス
イツチ２７が＋側に設定されたとする。

第１の分周器３の出力Ａは第３図に示す通りで、リツプ
ルカウンタ１７でさらに１／２に分周されＢの波形とな
つて、ＡＮＤ回路１８の入力となる。ＡＮＤ回路１８は
フリツプフロツプ２１がセツトされない間はＢの波形を
通過するゲートとして働き、０Ｒ回路２３を通つて、１
０ビツトの２進カウンタ２４に入力される。２進カウン
タ２４は− １１０ビツトゆえその
入力を？に分周してＦなる出力を出す。

すなわち、カウンタ２４はその入力パルス数１０２４個
に１回出力パルス（出力Ｆ）をとり出すことになる。

カウンタ２４が入力パルスを１０２４個数え、出力Ｆが
アクテイブ（高レベノ（ハ）になると、インパータ２５
を介してフリツプフロツプ２６がセツトされる。その結
果出力Ｃがアクテイブ（高レベノ（ハ）となり、次のＢ
信号で、フリツプフロツプ２１はそのクロツク信号がイ
ンバータ２０を介して与えられることから、出力Ｑがア
クテイブ（高レベノリとなり、次にＣ信号が低レベルに
変るまで維持されることになる。ゲート１８はもはやパ
ルス出力Ｂを通過させず代りにゲー口９がパルス出力Ａ
を通過させることになる。

したがつて２進カウンタ２４の入力信号Ｅは、先の２倍
の周波数となる。一方デジタルスイツチ２８，２９は可
変分の数字をセツトする。

例えば約２．５％基準回転数より増速するのであれば、
デジタルスイツチ２８に２，２９に５とセツトすれば、
それぞれＢ，Ｃ，Ｄ信号に変換されて、プリセツトカウ
ンタ３０，３１にそれぞれプリセツトされる。プリセツ
トカウンタ３０と３１はカスケードに接続されており、
ＡＮＤ回路２２の出力パルスをカウントして、この場合
２５個カウントすると、その出力が全て零になり、ＮＯ
Ｒ回路３２の出力がアクテイブ（高レベノ（ハ）になつ
て、フリツプフロツプ２６をりセツトする。フリツプフ
ロツプ２６がりセツトされると、次のＢ信号でフリツプ
フロツプ２１はりセツトされ、出力Ｑは低出力に戻る。

この結果、ゲート１８が開き、ゲー口９が閉じてカウン
タ２４の入力Ｅは再びもとの周波数に戻ることになる。
ＡＮＤ回路２２はフリツプフロツプ２１がセツトされて
いる間のみゲートとして働き、信号Ｂを通過させるので
、カウンタ３０，３１は、もはや、新たにカウントを進
めることがない。このように、１０進カウンタ２４の出
力Ｆがパルスを１回出力する時に、カウンタ３０，３１
がプリセツトした値の減算を開始し、プリセツトした数
（この場合は２５）を数えるまで、信号ＥはＢ信号の代
りにＡ信号が入力される結果、その時間のみ２倍のパル
ス数が入力されることになる。言いかえるとプリセツト
とした数のパルス数（この場合２５）だけ、１０ビツト
カウンタ２４のカウント時間が早くなる。この２倍周波
数のパルスの注入は、１０ビツトカウンタ２４の出力が
アクテイブ（高出力）になる度に行われるので、例えば
プリセツト値が２５であれば、２５／１０２４′−．２
．５％だけ水晶発振器の周波数が上昇したことになる。
また、スイツチ２７を一側に切替えたときは、ゲート１
９が信号Ａを通過させることができないので、この時は
第３図１１に示すように、フリツプフロツプ２６のセツ
トされた時間は、信号Ｅはパルス信号が無くなり、その
結果、信号Ｆはカツトされたパルス数２５個分だけ周波
数が減少したことになる。

すなわち約２．５％回転数が減少したことになる。この
ように本発明は、デジタル量としてデジタルスイツチで
セツトしたパルス数だけ、１０ビツトの分周段に挿入ま
たは削除することで周波数を可変することによつて、簡
単に水晶周波数に位相同期した状態で電動機の回転数を
変えることが可能となる。本発明では、回転数の調整手
段としてデジタルスイツチを示したが、キーと発振器と
カウンタを別に設けて、キーを押す毎、あるいは連続し
て押す間に一定パルス数をカウンタで数えて、規定量の
パルスをプリセツトカウンタ３０，３１にセツトするこ
とも公知手段として可能である。

また、本発明のごときデジタル量での調整手段でなく、
フリツプフロツプ２６の出力波形ＣをスタートだけＦ信
号に同期して後、単安定マルチバイブレータその他公知
手段で可変することで、定時間高レベルの信号を得るこ
とでも構成可能であり、この場合は増、減の調整量が数
字で得られないが、きわめて簡単な構成で目的を達成で
きる。

このように本発明は、ピツチコントロールを周波数シン
セサイザ方式でなく、分周段の入力パルスを一部余分に
挿入したり、或いは削除することで、周波数を微少変化
させ、常に水晶周波数に同期させて電動機を回転させる
ようにしたことを特徴とするもので構成がきわめて簡単
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる電動機の速度制御装
置のプロツクダイヤグラム、第２図は本発明の可変分周
回路の回路図、第３図は第２図における各部の電圧波形
図である。 ２・・・・・・基準周波数発振器、３・・・・・・第１
の分周回路、５・・・・・・可変分周回路、６・・・・
・・デジタル位相比較器、１１・・・・・・増幅器、１
２・・・・・・加算器、１３・・・・・・１駆動回路、
１４・・・・・・電動機、１５・・・・・・周波数発電
機、１６・・・・・・周波数一電圧変換回路、１８，１
９，２２・・・・・・ＡＮＤ回路、２１，２６・・・・
・・Ｄフリツプフロツプ、２７・・・・・・切替スイツ
チ、２８，２９・・・・・・デジタルスイツチ、３０，
３１・・・・・・プリセツトカウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機の回転速度に比例した周波数の信号を発生す
   る周波数信号発生器と、その周波数信号発生器の出力周
   波数に対応した電圧を発生する周波数−電圧変換回路と
   、該変換電圧を基準電圧に対して比較増巾する増巾器と
   、前記電動機の回転数を設定する回転数設定手段と、そ
   の回転数設定手段により決まる基準周波数を発生する基
   準周波数発生器と、この基準周波数発生器の信号を分周
   回路で分周して得た周波数信号と前記周波数信号発生器
   の出力信号の位相を位相比較する位相比較回路とを備え
   、前記位相比較回路の出力を位相差−電圧変換回路によ
   り位相差に比例した位相電圧信号とし、その位相電圧信
   号と前記周波数−電圧変換回路の変換電圧とを合せて前
   記増巾器の入力とし、速度制御ループと位相制御ループ
   を構成した電動機の速度制御装置において、前記基準周
   波数発生器の信号を分周する分周回路は、その分周回路
   の出力周期に同期した外部信号により外部信号の印加さ
   れている時間だけ、分周を禁止する禁止ゲートと外部信
   号の印加されている時間だけ通常の分周カウントパルス
   より高い周波数の分周カウントパルスを挿入する挿入ゲ
   ートを持ち、前記禁止ゲートまたは挿入ゲートのいずれ
   かを選択し、かつ前記外部信号の巾を任意に設定する回
   転数調整手段により前記分周回路の出力周波数を微調変
   化させ、常に周波数同期状態で回転数を変化させること
   を特徴とする電動機の速度制御装置。 ２ 分周回路は、禁止ゲートまたは挿入ゲートにより禁
   止もしくは挿入されたパルスのみを出力する出力ゲート
   を有し、基準回転数からの変化分をデジタル出力でとり
   出せる数字設定の回転数調整手段を持ち、回転数の変化
   が基準回転数に対して増加分かまたは減少分であるかを
   記憶するサイン保持回路と前記回転数調整手段のデジタ
   ル出力によりプリセットされ、前記出力ゲートのパルス
   出力をカウントするプリセットカウンタと、前記分周回
   路の出力信号によりセットされ、前記プリセットカウン
   タの出力が全て零のときにリセットされる前記外部信号
   発生用のフリップフロップを有し、回転数調整が基準回
   転数に対し増加方向にセットされたときは前記挿入ゲー
   トをアクティブにし、減少方向にセットされたときは前
   記禁止ゲートをアクティブにすると同時に前記プリセッ
   トカウンタが前記出力ゲートの出力パルスをプリセツト
   された数だけカウントする間、前記外部信号発生用フリ
   ップフロップがアクティブになり、前記分周回路の分周
   段数を変化させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電動機の速度制御装置。