JPS60195757A - 定常速度誤差補正装置によるモ−タ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はモータ制御回路に係り、特に速度制御系の速度
オフセットを自動的に補正した上さらにその動作点から
微少な速度オフセットを意図的に与え、速度微調を行う
に好適なモータ制御回路に関する。

〔発明カ背景〕

従来、本発明で扱っているような、定常速度誤差補正装
置に関する文献は今のところ見当たらないので、本出願
人が先に提案した例に基づき、説明を加える。

第１図は本出願人が先に提案した磁気記録再生装置への
一実施例を示すブロック図、第２図はその動作説明のた
めの図である。

第１図において、１は磁気テープ、２は画像情報を録再
する回転ヘッド、３はシリンダモータ、４はシリンダモ
ータＳの回転によって発電され、回転数に比例した周波
数の信号を発生する信号発生器、５，１２は速度オフセ
ット補正器６．１３は周波数−電圧変換器（以降ｆ−シ
変換器と略す）、７，１４は増幅器、８．１５はモータ
３のドライバ、９は磁気テープ１を走行させるキャプス
タンセータ、１０はキャプスタンモータ９０回転信号発
生器、１１は分局器である。モータ６と９の制御系はそ
れぞれ、分局器１１を除いて同様の構成で、速度制御系
を形成している。

実際のモータ制御においては両モータの回転位相を同期
する位相制御も施されるが、ここでは触れない。この系
による通常の録再時の制御は両モータで同様であり、以
下にシリンダモータ３の制御系を例にとり説明する。一
般の制御に対する本実施例の相異点は速度オフセット補
正器５である。他の要素のみによりｆ−ｖ変換器６の出
力点における外乱ΔＶがモータ角速度ωにおよぼす影畳
な表わすと、 Ｉ となる。ただし、 Ａ：増幅器７の伝達関数 Ｉ；モータドライバ８の伝達関数 一；モータ３の伝達関数 Ｓ Ｄ：ｆ−ｖ変換器６の伝達関数 である。Ｓ＝Ｏとして定常偏差をめると、Δω＝−ΔＶ
（０） となり、電圧オフセットΔＶが速度オフセットΔωを生
ずる。これをキャンセルするため、ｊ−ν変換器６の特
性をｌ）Ｃシフトする働きを速度オフセット補正器５が
担う。以下速度オフセット補正器５の動作を第２図を用
いて説明する。第２図はｆ−ν変換器６の特性図で、縦
軸は出力電圧、横軸は入力周波数であり、ｆｏは所望周
波数であり、１９〜２５はそれぞれ動作点を示す。

今、ｆ−ｖ変換器特性が１７であり電圧Ｖ０を出力する
動作点２０で動作すべきところが、はらりき等で電圧外
乱−Δｒが発生し、動作点２４において動作すると、回
転数＋ｓ　ｆ、　（遅延方向）にすれる。この場合、速
度オフセット補正器５は内部に有す正確なりロックで周
期計測を行い、ｊ−ν特性を高電圧出力に段階的に平行
移動せしめる。そして、外乱の−ΔＶをキャンセルした
動作点２２において、特性１８に従いつつ動作するまで
補正器５による平行移動作用が続行される。

ここにおいてモータ回転信号が所望値ｆ、なる周期とな
るようモータ３は制御されるに到る。以上の動作とは逆
に、電圧外乱＋ΔＶが生じた場合動作点２５において周
波数ｆ、　（過回転方向）なる回転信号を発するよう、
モータ５は回転する、内部クロックでの正確な周期計諷
を経て補正器５は低電圧出力方向に１−ν特性を徐々に
平行移動し、ついには特性１６に従って動作点２３で周
波数ｆｏで動作する。これらの動作はキャプスタンモー
タ９の速度制御系でも同様である。こうしてモータ回転
数は所望値に極めて近い値に自動的に追い込まれ、以前
必要としていたボリウムｌｌ整は−さい不要となる。こ
こにおいて通常の録再は非常に円滑に行われる。これに
対し、次に一般に可変速再生と呼ばれる、早見再生、あ
るいはスローモーション再生における動作を考える。た
とえば早見再生の場合、第１図の分局器１１は回転検出
信号をル分局する。すると、系はル分局した信号かもと
の周波数と一致するよう動作するため、結果としてル倍
速回転する。

こうしてテープ速度はル倍走行される。このとき記録さ
れたトラックパターンを回転ヘッド２が横切ることから
テープ１とヘッド２の相対速度が記録時と異なるよ５に
なる。このため再生される信号の水平同期信号周期がず
れる。これに対し、信号処理系では水平同期周期Ｉを単
位として１Ｒ前の信号と加算する等の処理を行っている
が、１Ｂという時間量は部品において固定であるから時
間ずれが生じ画像再生に支障をきたす。たとえはカラー
処理に１Ｂ遅延素子を用いているため、色ずれを生じた
り、色ぎれを生じたりする。こうした現象に対処するた
め、ドラムモータ３の速度を微調することが必要となる
。この黴詞量の理愉値は以下のようＫしてめられる。前
記したトラックパターン、ドラム上のヘッドのスピード
、テープ速度等の関係を第３図を用いて明らか圧する。

第３図（α）は磁気テープ１上に記録されたトラックパ
ターンの模様、（ｂ）はテープ１上に固定した座標上、
０を原点として図示した速度ベクトル図である。（ｈ）
において３０〜５６は速度ベクトルであり、３０はシリ
ンダ上のヘッドの速度ベクトル３１はテープ１の標準録
再時の速度ベクトルである。この座標はテープ１上に固
定しであるのでテープ１の速度ベクトルは走行方向と逆
向きに表示される。

今テープ１が速度ベクトル６１に従っている場合実際の
ヘッドの運動ベクトルは３２になる。これに対しル倍速
で走行すると、３！１のように速度ベクトルが変化する
。この時合成ベクトルはＳ４となりこの絶対値はベクト
ル５２、つまり記録時のものに比し小さくなっている。

これに対し、記録時の相対速度と一致するにはベクトル
３２の絶対値と等しい合成ベクトル３５とすれはよく、
このためＫはベクトル３６のようにヘッド速度ベクトル
を微小変化させる。この大きさα変化量の割合Ｘは図中
のα１を用いて、 である。ただしＮ、は１トラツクパターン中の水平同期
信号数であり、ＮＴ　ＳＣ方式のテレビでは２６２．５
本である。ルは倍速数であり、テープ静止時ＯＳ準方向
で正の数、逆転方向で負の数に変化する。このよ５に可
変速再生時には標準録再時のヘッドスピード即ちシリン
ダモータ３のスピードに対し、（１１式で示した割合だ
け微調する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的はモータ速度制御系の速調を無調整化し、
標準スピードでの性能を確保した上で、かつ、可変速再
生時の豊生画を良質にした磁気記録り生装置のモータ制
御回路を提供することにおる。

〔発明の概要〕

本発明の主眼は、定常録再時に自動的に設定したｉ−ｖ
変換特性に対し、所定の微小調整分だけさらに移動する
よう、速度オフセット補正器の出力を所定量変化させ、
ｆ−ｖ特性を再設定し直すことにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。第４
図において４０は加算器、４１は定電圧発生回路である
。さらに本実施例の動作説明のため、第５図のｊ−ν変
換特性図を用いる。

図中４５．４６はｊ−ｖ変換特性、４７．４８は動作点
である。この動作において初期設定特性１７において所
望周波数ｆ、から電圧オフセット−ΔＶによって２４に
製作点移動したものを速度オフセット補正器５によって
特性１８における動作点２２に移行するよう速度オフセ
ット補正器５が動作するのは前述したとおりでおる。こ
こにおいてｆ。

は標準録再時にヘッド２を運動せしめるシリンダモータ
６の所望回転検出信号周波数でめり、前記したように早
見再生時やスローモーション再生時には＋１７式で示し
た割合だけ微少変化させる必要がある。定電圧発生回路
４１はこの用途のために、ΔνなるＩ）Ｃ電圧を加減算
するものである。例として実際の磁気記録再生装置にお
ける具体的説明を続ける。ＮＴＳＣ方式において一画面
走査あたりのＨの数Ｎｘ　＝　２６２．５Ｂ　、　ＶＩ
ＩＳ方式の装置のある記録モードにおけるαｘ＝１５Ｈ
に対し、正方向倍速数５（Ｗ＝５）で早見再生をすると
微少変化量Ｘの所望値は＋２．５チである。第５図にお
いて定電圧発生装置４１がΔνｌを発生すると補正器５
からの出力にΔｖ、が加算され（要素４０による）特性
４８に移行する。すると系は動作点４Ｂで動作するよ５
になるためｆｏより高いｊ４なる周波数の回転検出信号
となりモータ回転する。ｆ、　＝　１０２５Ｘｆｏなる
ようにΔυ、を発生すれば適切な微少量の速度変化が与
えられる。

逆に逆転倍速数路＝−５とすれば、Ｘの所望値は−６，
４−となるから、−Δν、を定電圧発生器４１が発生し
た際、動作点４７でｆ、＝α９６６Ｘｆ０となるよ５−
Δν、を発止すればよい。こ５して定電圧発生回路４１
からの出力を早見再生等の再生モード信号により切換制
御すれば前述したような色ずれ色ぎれ等のない良好な再
生画が得られることとなる。次に本発明の他の実施例を
第６図により説明する。第６図において、５０はパルス
発生器、５１．５５はカウンタ、５２　、５５はラッチ
、５４はアップダウンカウンタ、５６はディジタル−ア
ナログ変換器、５７．６０はビットパターン発生器５８
は加算器、５９はクロック発生器、６１〜６４は信号、
６５はビットパターン切換回路、６６は可変速指令信号
、６７はホールド回路である。本実施例においてキャプ
スタンモータ９０制御系に関しては前出の例と同様であ
り、以下省略する。

第６図は前実施例におけるアナｐグ的表現をディジタル
回路で実施した例である。この第６図において表示した
信号６１〜６４までの模様とカウンタ５１および５３の
計数値をたて軸Ｋ　７５，７６として量的に示したタイ
ムチャート（第７図）を用いて以下に説明する。なお７
５．７６は本来ゲイジタル計数値であり、＃段状に増加
するものであるが、さて、第６因中パルス発生器ｂｏｂ
工回転検出信号６１をうけ、検出信号６１のたとえば立
上りエツジで一定期間ロウとなる信号６２を出力する。

この信号６２はカウンタ５４．５５それぞれの動作期間
を制御し、たとえば本例ではこのハイ期間のみカウント
動作が継続するものとしている。さらにパルス発生器は
ラッチパルス６４とプリセットパルス６３とを信号６２
のｐつ期間中適当なタイミング（信号６５より信号６４
が早いタイミングである。）で発生する。今りｐツク発
生器５９から発生するクロック信号周期をＴＣＬとし標
準録再時の所望回転検出信号周期を１０とすると、−周
期間のクロック針側所定数ＮはＴＯ／７’、Ｌとなる。

しかし、実際には、カウンタ停止時間７’ｚ　（信号６
２０りの期間）のため、Ｎ＝（Ｔｏ−７’ｚ　）／Ｔｃ
ｚである。今、カウンタの計数値（ｏｏｏｏｌ）ｔ　（
２進数）と（１１１ｔＯ）Ｈの中間近傍に達する瞬間に
回転検出信号６１の毎立上りエツジが周期Ｔ、で観測さ
れるようにするためにはまず（００００１）、−Ｎ−Ｍ
をカウンタ５１のプリセット値とする。（このときビッ
トバタン発生器６０はＭを出力する）すると信号６１０
周期が１０より大きい時、カウント値のＭＳＢは１．小
さい時０となるから、これをラッチ５２でラッチするこ
とＫより回転の所望値からの偏位の方向を判別できる。

一方、アップダウンカウンタ５４はモータ３の停止時等
圧予め零に初期化されているとすると、ビットパターン
発生器５７からの出力そのものが加算器５Ｂの出力とな
る。この値はカウンタ５３のプリセット値とされ、第７
図中６７に相当する。今、ビットパターン発生器５７が
らの出力をビットパターン発生器６ｏからの出力、つま
り上記したＩと一致させると、カウンタ５１と５３は相
等しく計数動作する。この時、所望周期九より遅い周期
Ｔ、で速度制御が施される場合各タイミングチャートは
第７＠破線で示すようになる。これ九対し、アップダウ
ンカウンタ５４にパルス発生器５０から発生する適当な
りロックパルス（信号６３を用いてもよい）を入力し、
前述したラッチ５２の出力をアップカウントあるいはダ
ウンカウントのモード切換信号とすれば、加算器５Ｂへ
の出力は初期値零から変化する。ここにおいてラッチ５
２の出力が１でアップ、０でダウンとすると、第７図に
示すごとく所望周期から遅延方向である場合、信号６１
の周期毎にアップダウンカウンタ５４はアップカウント
する。

従って加算器５Ｂの出力は初期の値（ＩＩ７図中６７）
に対し増大方向に変化する。この値をプリセット値とし
ているカウンタ５３はやはり計数値が大きい方向にシフ
トしており５５でラッチされる値も増大する。この動作
は信号６１０局期が１０±ＴＣＬ以内になるまで継続さ
れ、その後Ｔ０±ＴＣＬでわずかに変動をくり返すまで
に速度偏差は減少せられる。これとは逆に所望周波数か
ら速い方向に偏位している場合、アップダウンカウンタ
５４はダウンカウントし加算器５８の出力は減少方向に
変化する。こうしてモータは減速され、周期偏差±ＴＣ
Ｌ以内に追い込まれる。

次にこのシステム中前述の色ぎれ防止回路としてのビッ
トパターン切換回路６５の動作を説明する。先に正方向
５倍速早見再生においてはドラムモータ５の回転数を＋
２．５チ微刺すべきことを述べた。

今標準再生時のクロック計測所定数Ｎに対しプリセット
値Ｍ、クロック周期ＴＣＬ　、回転検出信号所望周期を
Ｔｏとすると、５倍速早見再生時に所望となるクロック
計測数Ｎ、は Ｎ、　＝Ｎ×（１−０，０２３）　＝Ｎ−α０２６Ｎで
ある。これまでの説明により標準再生時には系は回転検
出信号周期Ｔ０±ＴＣＬ以内でクロック計測数Ｎ近傍と
なるよう動作する。これに対し５倍速再生時には、指令
信号６６により、ホールド回路６７が動作してアップダ
ウンカウンタ５４の出力をホールドすると同時にビット
パターン発生器５７がＭ＋α０２Ｍ　Ｎを出力するよう
ビットパターン切換回路が動作する。するν、カウンタ
５１のプリセット値が増加した分（ｏ、ｏｚｓ＃　）、
回転は加速される。このとき、回転検出信号−周期の間
に計数されるクロック数はＮ−ＣＬ０２ＳＮであり、所
望値に一致する。

これに対し逆方向５倍速早見再生を例にとると微調量の
所望値は一４４チであるから、所望のクロック計数値Ｎ
１は Ｎ、　＝Ｎ　Ｘ　（１＋　０．０３４　）　＝Ｎ　＋０
．０！１４Ａ’である。よってビットパターン発生器６
５の出力はＭ　−０，０Ａ４＃とすればよい。

これらのことから考えて、前述のドラムモーセット値の
ビットパターン発生器６５の出カフ５’ｒｉｉｌとなる
。ここで、 Ｍ　：標準再生時のプリセット値ビットパターン α□：磁気テープ上の記碌パターン間のずれをＢ数に換
算した値 ｔ　：標準再生時のテープ走行スピードに対する走行ス
ピード比（正方向時十、逆 方向時−） Ｎｘ：）ラックあたりのＢの数 （一画面走査あたりのＨの数） Ｎ　：＠準走行時に回転検出信号−周期あたりに計数さ
れるクロック数 である。本実施例における加算器５８を不要にした実施
例を次に述ぺておく。

第８図は本発明のもうひとつの実施例のブロック図であ
り、第９図はこれに対応した要部波形図である。第８図
中９０はカウンタ５３を起動するカウンタ起動信号であ
る。また第９図中８０゜８１はそれぞれカウンタ５１．
５３の計数値を霊的に図示したもの、８２．８３，８４
．８５はその計数値変化の様子を再生速度時に変えてい
る模様を示している。さらに８６．８７は一定のカウン
ト値を示す。

さて、前出の例においてはカウンタ５１と５３は常に同
時に独立して計数動作を行っていたが、本実施例におい
てはカウンタ５１と５３とを時間的に直列に動作させる
。即ち、カウンタ５１の計数値８０が値８６に達したら
次いでカウンタ５３を動作させる。このときのカウンタ
５５の初期値（第９図８７）はアップダウンカウンタ５
４のビット情報な届いる。このビット情報は１倍速再生
時に速度オフセットがないように自動補正されており、
可変速再生時にはホールド回路６７により保持されてい
ることは前例と同様である。さらに本例においてはカウ
ンタ５１の初期値、つまりビットパターン発生器６０の
値をビットパターン切換回路６５によって切換える。即
ち前記したＨにこにおいてたとえば標準１倍速時に第９
−８２で示されるカウント計数値でカウンタ５１が動作
するのに対しル倍速再生時にプリセット値であることＫ
よりカウンタ５１は８３で示される特性に従って動作す
る。すると８６なる計数値に達するまでの時間が異なり
、従ってカウンタ５３の動作開始時間が変化せしめられ
る。こうして、信号されるようモータ３０回転制御され
所定の動作が実現される。

このように本発明によれは速度制御系におけるボリウム
調整を不要とした上、早見再生等、種々の再生速度にお
いて常に良質の再生画を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば速度調整ボリウムを一掃することにより
部品代、調整のための人件費等のコスト低減効果、制御
系のａｈ性の向上効果とともＫ、種々の再生速度におい
て適切な速度補正が加えられるため、性能向上の効果を
もたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の説明のためのブロック図、第２図は第
１図に示した例の製作説明図、第３図は従来例の不足な
点を説明する図、第４図は本発明の一実施例のブロック
図、第５図は第４図のブロック図で示した例の製作説明
図、第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第
７図は第６図の実施例の要部波形図である。第８図は本
発明の他の実施例を示すブロック図、第９図は第８図の
要部波形図でおる。 ５０・・・・・・・・・・・・・・・ハルス発生器５１
．５５・・−・・・・・カウンタ ５２．５５・・・・・・・・・ラッチ ５４・・・・・・・・・・・・・・・アップダウンカウ
ンタ５６・・・・・・・・・・・・・・・ディジタル−
アナログ変換器５７．６０・・・・・・・・・ビットパ
ターン発生器５９・・・・・・・・−・・・・・クロッ
ク発生器代理人弁理士　高　橋　明　夫 茎　１７ 第　？　図 第　３　旧 第　４　図 第　ら　記 第　θ　図 第１頁の続き ［相］発明者福島　勇夫 ０発　明　者　平　松　清 ０発明者　高　橋　孝 横浜市戸塚区吉田町２９２１地　株式会社日立製作所家
電研小平市上水木町１４７幡地　日立マイクロコンピュ
ータエンジニアリング株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁気記録再生装置のモータ回転数に比例した周波数
   信号をクロック計数する第１のクロック計数手段と計数
   値を電圧信号に変換する手段とで電圧信号に変換し、七
   −夕駆動手段に負帰還してモータ速度を一定とするよう
   制御する速度制御系において、該周波数信号の周期ラフ
   ロック計数する第２のクロック計数手段と第２のクロッ
   ク計数手段の計数結果により前記第１のクロック計数手
   段の初期値を置換する初期値置換手段を設け、−倍速再
   生時に、モータの速度オフセットを減少させるよう制御
   を施すに加え、−倍速再生時以外には初期値置換手段の
   出力を保持し、適切なオフセット値を加算して前記第１
   の計算手段の新たな初期値とするよう制御することを特
   徴とする定常速度誤差補正装置によるモータ制御回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の構成において前述した
   第１のクロック計数手段がある一度の値に違した後、第
   ２のクロック計数手段を動作させる計数手段の制御手段
   を設け、−倍速再生時には上記と同様、それ以外の時に
   は初期値置換手段の出力を保持し、さらに第１のクロッ
   ク計数手段の初期値を置換する鮪２の置換手段を設けた
   ことを特徴とする定常速度誤差補正装置によるモータ制
   御回路、