JPS61267806A

JPS61267806A - 制御装置

Info

Publication number: JPS61267806A
Application number: JP60109260A
Authority: JP
Inventors: Jun Kobayashi; 純小林; Keijiro Jinno; 神野　啓二郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1985-05-23
Publication date: 1986-11-27

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、磁気記録再生装置のドラムモータやキャプス
タンモータなど、速度制御と位相制御とを必要する制御
対象に用いて好適な制御装置に関する。

〔発明の背景〕

ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置（以下、ＶＴ
Ｒという）においては、再生時、回転ヘッドが磁気テー
プ上のトラックを正確に走査する必要があり、このため
に、回転ヘッド対を回転駆動するドラムモータや磁気テ
ープを走行駆動するキャプスタンモータに制御装置が設
けられ、これらモータが記録時と同一状態で回転するよ
うに速度制御および位相制御が行なわれている。

第３図はかかるモータの制御装置の一従来例を示すブロ
ック図であって、１はモータ、２は回転位相検出器、３
は周波数発電機、４はパルス発生回路、５は台形波発生
回路、６はサンプルホールド回路、７は基準位相発生回
路、８は速度制御回路、９はＤ／Ａ変換器、１０は位相
補償回路、１１は加算増幅器、１２はモータ駆動回路、
１３゜１４４よ抵抗、１５はコンデンサである。

同図において、回転位相検出器２はモータｌのれ、モー
タ１の回転位相を表わすパルス信号ＳＰが形成される。

このパルス信号ＳＰは台形波発生回路５に供給され、第
４図に示すように、そのエツジから所定の傾斜角で立上
がる台形波信号ＬＨが生成され、サンプルホールド回路
６に供給される。サンプルホールド回路６には、また、
基準位相発生回路７からパルス状の基準信号ＲＰが供給
されており、第４図に示すように、この基準信号ＲＰを
サンプリングパルスとして台形波信号ＬＨをサンプリン
グホールドし、パルスＳＰと基準信号ＲＰとの位相関係
を表わす位相差信号ＨＰが得られる。

ここで、台形波発生回路５で得られる台形波信号Ｌ　Ｈ
はディジタル信号であり、したがって、位相差信号ＨＰ
もディジタン信号である。そこで、この位相差信号ＨＰ
はＤ／Ａ変換器９でアナログの位相制御電圧ｖｐに変換
される。この位相制御電圧ｖｐは、位相補償回路１０で
処理された後、位相制御電圧ｖｐ’として加算増幅器１
１に供給される。

一方、周波数発電機３はモータ１の回転速度に比例した
周波数の回転速度信号ＦＧを発生する。

この回転速度信号ＦＧは速度Ｍ’／１１回ａ８に供給さ
れ、その周波数に応じた速度制御電圧ＶＤが生成される
。

この速度制御電圧ＶＤは加算増幅器１１で位相制御電圧
ｖｐ’と加算されてモータ駆動回路１２に供給される。

この結果、モータ１は、速度制御回路８で設定される所
定の定常速度で回転するように速度制御され、また、回
転位相信号ＰＣと基準信号ＲＰとが所定の位相関係とな
るように位相制御される。

ＶＴＲにおけるドラムモータやキャプスタンモータの制
御装置は、基本的には上記の構成をなし、また、上記の
ような動作を行なうものである。

ところで、以上の制御装置において、夫々の要素のオフ
セットにより、位相制御ループには位相オフセットが、
また、速度制御ループには速度オフセットが夫々生じ、
モータ１の回転位相や回転速度に誤差が生ずる。

そこで、位相制御ループにおいては、ＤＣゲインを高め
て位相オフセットの割合を低減し、位相オフセットによ
って所定の回転位相にロックできなかったり、位相ロッ
クはずれに陥いることがないようにしている。しかし、
モータ１の特性上、周波数が高くなるにつれてその位相
遅れが大きくなり、その位相遅れが１８０°となる周波
数での位相制御ループのゲインがＯｄＢ以上となると、
位相制御ループは不安定となる。この点がゲインの上限
となる。

この問題を解消してＤＣゲインを高めることができるよ
うにするために、位相補償回路１０が設けられている。

この位相補償回路１０は抵抗１３゜１４とコンデンサ１
５とからなり、いま、抵抗１３．１４の抵抗値を夫々Ｒ
，，Ｒ，，コンデンサ１５の容量値Ｃとすると、この位
相補償回路１０の伝達間数Ｇ　＜３）は、１＋　　− ωＣｔ特性は、夫々第５図の曲線ａ、　　ｂのようになる。

第５図から明らかなように、位相補償回路１０のゲイン
は高周波域で低周波域よりも低下し、また、位相は周波
数が高くなるにつけて遅れが生ずるが、高周波域ではま
た先に戻る。このことから、モーターの位相遅れが１８
０＠の点で、充分位相が戻るように位相補償回路１０の
定数を選ぶことにより、位相制御ループのループゲイン
を充分低くすることができる。そこで、モーターの位相
遅れが１８０°となる周波数でのループゲインはほぼ２
０１ｏｇｎ　（ｄ　Ｂ）だけ余裕ができるから、この分
だけループゲインを扁めて第５図の曲線Ｃとすることが
でき、これによってＤＣゲイン（ω＝０）が高まってモ
ータ１の制御系の安定度が高まることになる。

一方、速度制御ループにより、モータ１は規定速度で回
転するようになるが、先に説明したように、速度制御ル
ープの各要素にオフセットがあって速度オフセットが生
ずるから、速度ｕ開ループのみによって制御された場合
には、速度制御回路８で設定される回転速度（以下、規
定速度という）とは異なる速度でモータ１は回転するこ
とになる。

これにさらに位相制御を行なうと、速度制御ループのオ
フセットによるモータ１の速度ずれは、位相制御ループ
で吸収され、基準位相発生器７からの基準信号ＲＰの周
期に基づいた回転速度、すなわち、この基準信号ＲＰの
周期とサンプルホールド回路５からの台形波信号Ｌ）（
の周期とが等しくなる回転速度でモータ１は回転する。

つまり、速度オフセットは位相制御ループで吸収され、
モータ１が規定速度で回転するのである。しかしながら
、位相制御ループのかかる引込み能力にも限界があり、
モータ１の回転速度のずれが大きすぎると、もはや位相
制御ループはモータ１の回転速度のずれを吸収できず、
位相制御ループが安定しない位相ロックはずれという事
態に陥いることになる。速度オフセットを吸収するため
には、位相制御ループと同様に、速度制御ループのＤＣ
ゲインを高めることが考えられるが、これには限度があ
って充分吸収することはできない。

この問題を解消するために、速度制御回路８として、速
度制御ループでの速度オフセットを自動的に吸収するこ
とができるようにした、いわゆる速度オフセット自己補
正型と称するものが提案されている。第６図はかかる速
度制御回路の具体的構成を示すブロック図であって、１
６は入力端子、１７．１８は出力端子、１９はパルス発
生回路、２０は定常速度誤差検出回路、２１はプリセッ
ト回路、２２は検出カウンタ、２３はラッチ回路、２４
はＤ／Ａ変換器である。

同図において、入力端子１６には、周波数発電機３（第
３図）が発生した回転速度信号ＦＧが供給され、パルス
発生回路１９において、この回転速度信号ＦＣのエツジ
でラッチパルスＬが、これより若干遅れてプリセットパ
ルスＰが形成される。

検出カウンタ２２は、このプリセットパルスＰにより、
プリセット回路２１に記憶されている所定値（すなわち
、プリセット値）にプリセットされ、その後、図示しな
いクロックパルスをカウントする。ラッチ回路２３は、
ラッチパルスＬにより、検出カウンタ２２のカウント値
Ｎをラッチする。

ラッチされたカウント値（ラッチ情報）ＨはＤ／Ａ変換
器２４でアナログの速度制御電圧ＶＤに変換され、出力
端子１８から加算増幅器１１（第３図）に供給される。

定常速度誤差検出回路２０は、モータ１の所定の規定速
度に対する回転速度信号ＦＧの周波数（以下、これを中
心周波数ｆ、という）が設定されており、プリセットパ
ルスＰおよびラッチパルスＬから回転速度信号ＦＧの周
期を正確に計測してその周波数を検出し、この周波数が
中心周波数ｆ０を含む所定の範囲（以下、これを有効周
波数範囲という）に入っているか否かを判定するととも
に、中心周波数ｆ、と実際の回転速度信号ＦＣの周波数
ｆとの差を表わす誤差データＥＤおよび速度補正信号Ｓ
Ｔを形成する。この誤差データはプリセット回路２１に
供給され、これによってプリセット値が変化する。

かかる構成の速度制御回路において、初期状態（すなわ
ち、モータ１の起動時）においては、プリセット回路２
１のプリセット値はＮｏに設定される。検出カウンタ２
２がプリセットパルスＰによってプリセットされてから
ラッチ回路２３がラッチパルスＬによって検出力ランク
２２のカウント値Ｎをラッチするまでの期間は、回転速
度信号ＦＧの周期、したがって、モータ１の回転速度に
応じて異なり、このために、出力端子１８に得られる速
度制御電圧ＶＤも同様に異なるが、上記プリセット値Ｎ
０は、これが検出カウンタ２２にプリセットされ、かつ
、速度オフセットがないときに、モータ１が規定速度で
回転するような速度制御電圧ＶＤが得られる値に設定さ
れる。速度制御電圧ＶＤは、電源電圧をＶＣＣとすると
、Ｏ＝　Ｖ　ｃｅの範囲で変化可能であるが、通常、速
度オフセットがなくて検出カウンタ２２にプリセット値
Ｎ０がプリセットされ、かつ、モータ１が規定速度で回
転したときに得られる速度制御電圧ＶＤが■。、／２と
なるようにしている。すなわち、速度オフセットがなく
、モータ１が規定速度で回転しているときには、出力端
子１８には、Ｖｃｃ／２の速度制御電圧ＶＤが得られる
。なお、速度制御電圧ＶＤのこの電圧値をＶ、とじ、ま
た、このときのラッチ回路２３からのラッチ情報Ｈの値
をＨｏとする。

電源投入後の起動時においては、上記のように、プリセ
ット回路２１のプリセット値は上記のＮｏであり、Ｄ／
Ａ変換器２４はＶｃｃ（最大）の速度制御電圧ＶＤを出
力し、これによってモータ１は起動、加速される。モー
タ１が回転すると、入力端子１６から回転速度信号ＦＧ
が供給され、プリセットパルスＰによって検出カウンタ
２２にプリセット回路２１のプリセット値がプリセット
され、また、ラッチパルスＬによってラッチ回路２３が
検出カウンタ２２のカウント値Ｎをラッチし、これに対
するラッチ情報Ｈに応じた電圧値の速度制御電圧ＶＤを
Ｄ／Ａ変換器２４が出力する。

このとき、定常速度誤差検出回路２０は、先に説明した
ように、回転速度信号ＦＧの周波数を検出し、これが中
心周波数ｆ、を含む有効周波数範囲内にあるか否かの判
定を行なうが、起動後のモータｌが加速されている期間
では、回転速度信号ＦＣの周波数は低くて有効周波数範
囲外にあり、定常速度誤差検出回路２０は誤差データＥ
Ｄを出力しない、このために、プリセット回路２１では
、プリセット値がそのままＮ、に保持される。

モータｌが回転速度を増すにつれて、回転速度信号ＦＧ
の周波数ｆは増大して周期が短か（なり、速度制御電圧
ＶＤは漸次低下してＶｃｃ／２の方へ変化していく。

そして、次に、モータ１の回転速度が規定速度に近くな
り、回転速度信号ＦＧの周波数ｆが有効周波数範囲に入
ると、モータ１の起動時の過渡動作が完了し、速度オフ
セットを吸収する動作（以下、速度オフセット自動補正
動作という）に入る。

この動作は、プリセット回路２１のプリセット値を速度
オフセットを吸収する値に設定するものであり、これを
第７図によって説明する。なお、同図は第６図の各部の
信号を示す波形図であって、第６図に対応する信号には
同一符号をつけている。

ただし、カウント値Ｎおよびラッチ情報Ｈは便宜的に値
の変化を波形的に示している。

モータｌの起動時の過渡動作が完了すると、回転速度信
号ＦＣの周波数は有効周波数範囲に入るとともに、ブリ
セラＩ・値Ｎ０に対して、モータ１が一定の速度で回転
する状態、すなわち、定常状態となる。この定常状態に
おけるモータの回転速度は、速度オフセットがある場合
、規定速度とは異なることになる。定常速度誤差検出回
路２０は、モータ１起動時の過渡動作の完了とともに誤
差データＥＤを形成するが、モータ１が定常速度で回転
するようになったときの誤差データＥＤがプリセット回
路２１に供給され１．そのプリセット値が変化される。

そこで、いま、プリセット値がＮ、でのかかる定常状態
において、回転速度信号ＦＣの周波数がｆ−ｆ０＋Δｆ
、であって、Δｆ、の誤差があるとすると、定常速度誤
差検出回路２０はこれを検出し、Δｆ、に応じた直流電
圧Δｆａ１１を誤差データＨＤとしてプリセット回路２
１に送る。これによってプリセット回路２１のプリセッ
ト値はＮｏからＮｏ−ΔＮ、に変わる。このために、検
出カウンタ２２はこのプリセット値（Ｎ　ｏ−ΔＮ、）
にプリセットされ、ラッチ回路２３からのラッチ情報Ｈ
もＨｏ−ΔＮ１となる。したがって、出力端子１８に得
られる速度制御電圧ＶＤは■。−ΔｖＩとなり、モータ
１の回転速度はわずかに低下する。

そして、モータ１が再び定常状態になると、回転速度信
号ＦＣの周波数はｆ−ｆ、＋Δｆ、−Δｆ２（Δｆ、≧
Δｆｇ）となり、中心周波数ｆ、に近づく。しかし、こ
の速度誤差（Δｆ、−Δｆ８）が大きい場合には、定常
速度誤差検出回路２０が検出したこの定常状態での速度
誤差（Δｆ、−Δｒｄに対応した値ΔＮ３だけ、プリセ
ット回路２１のプリセット値を変える。これにより、こ
のプリセット値は（Ｎ、−ΔＮｌ−ΔＮ□）となり、し
たがって、ラッチ情報Ｈは（Ｈ６−ΔＨｌ−ΔＵｔ）、
速度制御電圧ＶＤは（Ｖｏ−ＡＶ＋−Δｖｇ）となって
低くなり、モータ１の回転速度はさらに４へくなって規
定速度により近づく。

このように、プリセット値が変化されてモータ１の回転
速度が変化し、この過渡状態が終ってモータ１が定常状
態に入ると、定常速度誤差検出回路２０で検出される所
定値よりも大きい誤差データＥＤがプリセット回路２１
に供給され、これによってプリセット値が変化してモー
タ１の回転速度が変化されるという動作が繰り返し行な
われる。

この動作は、回転速度信号ＦＧの周波数ｆが中心周波数
ｆ・にほとんど−敗するまで、すなわち、モータ１が規
定速度で回転するようになるまで続くが、モータ１が規
定の速度で回転するようになると、定常速度誤差検出回
路２０は誤差データＥＤを出力せず、プリセット回路２
１のプリセット値は変化されない。ここで速度オフセッ
ト自動補正動作は完了したことになるが、このときのプ
リセット回路２１で設定されているプリセット値はモー
タ１を規定速度で回転させる値であり、したがって、速
度オフセットがこのプリセット値に吸収され、そのとき
のプリセット値に応じた速度制御電圧ＶＤにより、モー
タ１は規定速度で回転する。

起動時の過渡動作完了後の定常状態でモータ１の回転速
度が低い場合には、回転速度信号ＦＣの周波数が低いの
で、上記の動作とは逆に、速度制御電圧ＶＤを高めるよ
うに動作し、モータ１の回転速度を高めて規定速度に近
づけ、結局、プリセット回路２１に速度オフセットを吸
収したプリセット値が設定されてモータ１は規定速度で
回転するようになる。

なお、かかる速度オフセット自動補正動作においては、
モータ１が定常状態にあるときの誤差データＥＤがプリ
セット回路２１に供給されるが、これは、回転速度信号
ＦＣの周期毎に定常速度誤差検出回路２０が検出する誤
差データＥＤを全てプリセット回路２１に供給すると、
モータ１の過渡動作にともなってプリセット値がふらつ
き、速度オフセット自動補正動作が不当に長びくのを防
止するためである。かかる動作を行なわせるためには、
プリセット回路２１のプリセット値が変わってからモー
タ１が定常状態になるまでの期間を周期として、たとえ
ば、定常速度誤差検出回路２０が形成する誤差データを
サンプリングしてプリセット回路２１に供給するように
すればよい。

このようにして、速度制御ループを構成する各要素のオ
フセットは吸収されるわけである。しかし、速度オフセ
ット自動補正動作中では、位相制御ループは開放されて
いなければならない、これは次のような問題が生ずるか
らである。すなわち、速度制御電圧ＶＤと位相制御電圧
ｖｐ’とは加算増幅器１１で加算さてモータ１を制御す
るものであるから、速度オフセット自動補正動作中に位
相制御ループが閉じていると１９位相制御電圧■Ｐ′の
変動に応じてモータ１の回転速度が変動する。

このために、回転速度信号ＦＣの周波数ｆも変動し、こ
れを定常速度誤差検出回路２０が検出してプリセット回
路２１のプリセット値を変化させてしまう。要するに、
このプリセット値は位相制御電圧ＶＰ’によってふらつ
くことになる。そこで、モータｌの回転速度もふらつく
ことになり、結局、速度オフセット自動補正動作期間が
長くなり、位相ロックに時間がかかるばかりでなく、プ
リセット値が変動しているときに位相ロックがかかると
、このとき、モータｌは規定速度で回転することになり
、このプリセット値は速度オフセットを正しく吸収する
値と異なった値に固定されてしまい、出力端子１８に得
られる速度制御電圧ＶＤは速度オフセットを吸収したと
きの正しい値とはならない。この結果、第３図において
、位相制御ループにおいても、位相制御電圧ｖＰ′は正
しい電圧値とならないゆこのために、位相制御ループに
は、位相オフセットが生ずることになる。

この点について、さらに詳しく説明する。

通常、速度制御電圧ＶＤと位相制御電圧ｖｐ（ＶＰ’）
は、Ｏ””Ｖｃｃの範囲で変化可能としている。これら
は、第３図において、加算増幅器１１で所定の比率で加
算されてモータ１を駆動するようにしているが、この加
算増幅器１１の出力電圧が特定の電圧値Ｅ０のときに、
モータ１は規定速度で回転するものとすると、この加算
増幅器１１の出力電圧がＥｏとなる速度制御電圧ＶＤと
位相制ｍ電圧ｖｐとの電圧値の組合わせは種々ある。そ
のうちでも、これらがともにＶｃｃ／２に等しいとき、
モータ１が規定速度で回転し、かつその回転位相が基準
信号ＲＰの位相と正しい関係となるようにしている（し
かし、実際には、速度オフセットの吸収のために、速度
側′ａ電圧ＶＤはＶｃｃ／２より若干ずれる。）ところが、速度制御回路８が速度オフセット自動補正動
作中位相制御ループが閉じていると、プリセット回路２
１　（第６図）のプリセット値が順次変化しているとき
に、加算増幅器１１の出力電圧がＥｏとなるような電圧
値を速度制御′ＪＩＩ電圧ＶＤと位相制御電圧ｖＰ′が
とると、モータ１は規定速度で回転して位相ロック状態
となる。すなわち、回転速度信号ＦＣの周波数は速度制
御回路８で設定される中心周波数ｆ０に等しくなり、プ
リセット値は固定されて速度制御電圧ＶＤは一定となる
し、位相制御ループは、この速度制御電圧ＶＤに対して
加算増幅器１１の出力電圧がＥｏとなるような位相制御
電圧ｖｐ’を形成する。

このときには、速度制御電圧ＶＤは、速度制御回路８の
プリセット値が速度オフセットを吸収してモータ１が規
定速度で回転したときの電圧値と異なるから、位相制御
電圧ＶＰ′もＶｃｃ／２とは異なるものとなり、したが
って、台形波信号ＬＨと基準１８号ＲＰとの位相関係は
正しいものではなく、位相オフセットが生じていること
になる。

そこで、速度制御回路８が速度オフセット自動補正動作
を行なっている期間、位相制御ループを解放する必要が
あり、また、正しく速度オフセットを吸収するためには
、この動作期間中、加算増幅器１１に入力される位相制
御電圧をｖｐ’をＶｃｃ／２に固定する必要がある。ま
た、このことは、モータ１の起動時における過渡動作期
間について同様である。

このために、速度制御回路８の定常速度検出回路２０（
第６図）は、モータ１の起動開始から速度オフセット自
動補正動作が完了するまで速度補正信号ＳＴを出力し、
これをＤ／Ａ変換器９に供給して、この速度補正信号Ｓ
Ｔの期間、Ｄ／Ａ変換器９から加算増幅器１１に供給さ
れる位相制御電圧ＶＰ’がＶｃｃ／２に固定されるよう
にしている。Ｄ／Ａ変換器は一般にディジタル回路で構
成されており、内部のデータを（Ｇｏ・・・０１）。

と中点とするなどのディジタル処理を行なうことにより
、出力電圧をＶｃｃ／２にすることは容易に可能である
。

このようにして、速度オフセット自動補正動作期間中、
位相制御電圧ｖｐ’を一定にし、速度制御ループのみを
動作させるようにしている。

ところで、周波数特性が良好でない、すなわち、周波数
に対する位相遅れが大きいモータを使用する場合、位相
制御ループのＤＣゲインを上記のように高く設定しよう
とすると、位相補償回路１０としては、第５図に示す折
点周波数ω。。

ωＣ／　ｎを低くし、モータ１の位相遅れが１８０゜と
なる周波数ωが折点周波数ωゎよりも充分大きくなるよ
うにしなければならない。このようにすると、当然位相
補償回路１０の時定数が大きくなり、電源投入直後の位
相制御ループの起動特性が悪化するばかりでなく、誤っ
た状態で位相ロックしてしまうことになる。

すなわち、位相補償回路１０の時定数が大きいと、コン
デンサ１５の充電時間が長くなるから、特に、起動時の
電源投入直後では、位相補償回路１０のコンデンサ１５
は全く充電されていないから、速度補正信号ＳＴによっ
てＤ／Ａ変換器１０からＶｃｃ／２の位相制御ｉｔ圧ｖ
ｐが出力されても、加算増幅器１１に入力される位相制
御電圧ｖＰ′は徐々に上昇してＶｃｃ／２に達するまで
にかなりの時間を要する。この間、速度制御回路８は過
渡動作と速度オフセット自動補正動作を行なっており、
位相制御電圧ｖｐ’がＶｃｅ／２に達しないうちにこれ
らの動作が完了すると、このときの位相制御電圧ｖｐ’
はＶｃｅ／２より低いから、速度側ｍ′ｗ、圧ＶＤがＶ
ｃｅ／２よりも高い値でモータｌは規定速度の回転を行
なう。このために、位相制御ループが閉じて位相ロック
したときの位相制御電圧■Ｐ′はＶｃｅ／２よりも低く
なり、位相オフセットが大きくなってしまうし、また、
位相制御ループの引込み能力以上に位相制御電圧ｖｐ’
の値がずれると、もはや位相ロックが不可能となる。

電源投入直後以外においても、位相オフセットが大きく
なる場合がある。

最近のＶＴＲにおいては、通常再生モード、スローモー
ション再生モード、スチル再生モード、サーチ再生モー
ドなどが行なえるようにして多機能化がはかられている
。これらモードでは磁気テープの走行速度が異なるため
に、これらモードの切換え時には、キャプスタンモータ
の回転速度を切換えて磁気テープの走行速度を変える必
要がある。

ところで、モータの回転数を変える場合、第３図におい
て、分周回路（図示せず）の分周比を変化させることに
より、回転位相信号ＰＣと回転速度信号ＦＣの周波数を
変える。これによって、第６図に示す速度制御回路８に
おいては、上記分周回路を通った回転速度信号ＦＣの周
波数が定常速度誤差検出回路２０で設定されている先の
中心周波数ｆ０と等しくなるように、プリセット回路２
１のプリセット値が変化し、これに応じて速度制御電圧
ＶＤも変化してモータ１（第３図）を新たに設定した規
定速度で回転するようにする。また、上記分周回路を通
った回転位相信号ＰＣの周波数は、上記分周比の切替え
とともに、基準位相発生回路７からの基準信号ＲＰの周
波数と大幅に異なるが、速度制御回路８の上記動作によ
ってモータ１の回転速度が新たに設定された規定速度に
近づくにつれ、上記分周回路を通した回転位相信号ＰＣ
の周波数は基準信号ＲＰのそれに近づき、位相制御ルー
プが正常に動作可能となる。

ところで、たとえば、通常再生モードを動作していたＶ
ＴＲを、不所望な再生画像を飛ばしてみるために、一旦
サーチ再生モードに移し、必要な再生画面が得られると
、再び通常再生モードに戻す操作を行なう場合がある。

このような場合には、通常再生モードからサーチ再生モ
ードに切換えるとき、モータ１の回転速度が変化し、こ
れととれに速度制御回路８は先に説明したモータ１が起
動されるのと同じ動作を行ない、速度補正信号ＳＴを出
力する。これによって、Ｄ／Ａ変換器９はＶｃｅ／２の
位相制御電圧ＶＰを出力する０通常再生モード時には、
モータ１の回転位相が基準信号ＲＰの位相にロックして
いたであろうから、サーチ再生モード切換わっても、加
算増幅器１１に入力する位相制御電圧ＶＰ’はＶｃｅ／
２に保持される。

次に、速度制御回路８が速度オフセット自動補正動作を
完了して速度補正信号ＳＴの出力を停止すると、位相制
御ループが閉じるが、このときのモータ１の回転位相に
よる台形波信号ＬＨと基準信号ＲＰの位相関係はランダ
ムであり、Ｄ／Ａ変換器９が出力する位相制御電圧ｖｐ
は、０　（Ｖ）あるいはｖｅｅのように、Ｖｃｅ／２か
ら大きくずれている場合もある。このような場合、位相
補償回路１０での放電あるいは充電により、加算増幅器
１１に入力される位相制御電圧ｖｐ’もＶｃｅ／２から
ずれることになるが、位相制御ループの引き込み動作に
よって位相制御電圧■ＰがＶｃｅ／２になるにつれ、位
相制御電圧ｖＰ′もＶｃｅ／２になっていく。

ところで、位相制御ループが閉じて位相制御電圧ｖＰが
大きく変化し、これがＶｃｅ／２に近づ（途中で今だ■
。、／２から大きくずれているときに、再度サーチ再生
モードから通常再生モードに切換えたとすると、速度制
御回路８は再び速度補正信号ＳＴを出力し、Ｄ／Ａ変換
器９はＶｃｅ／２の位相制御電圧ＶＰを出力する。しか
し、位相補償回路１０により、位相制御電圧ｖＰ′は直
ちにｖｃｃ／２にならない。

このとき、速度制御回路８は速度オフセット自動補正動
作を行なうが、位相制御電圧ＶＰ’がＶｃｃ／２になる
前に、この補正動作を完了して位相制御ループが閉じる
と、速度制御ループに大きなオフセットが生じ、このた
めに、このときの位相制御電圧ｖｐ’もＶｃｃ／２から
ずれた値となり、位相オフセットが大きくなってしまう
、そして、位相制御電圧ｖｐ’のこのＶｃｃ／２からの
ずれ量が位相制御ループの引込み範囲外にあると、もは
や位相ロックが不可能となる。

このほか、標準モードと長時間モードとで記録された磁
気テープを再生する際、これらモードの境目での無記録
部を再生走査しているときにキャプスタンモータの速度
切換えを行なう場合、あるいは、外乱などによって位相
制御ループが不安定となったときにキャプスタンモータ
の速度切換えを行なった場合などでは、Ｄ／Ａ変換器９
が出力する位相制御電圧ｖｐがＶｃｃ／２から大きくず
れ、したがって、位相制御電圧ｖＰ′もＶｃｃ／２から
大きくずれているときに、速度ｔｔｌＱｗＪ回路８が速
度オフセット自動補正動作を行なうから、同様にして、
位相ロックが不可能とな、る場合も生ずる。

以上のように、従来の制御装置においては、位相補償回
路の時定数を大きくとると、速度オフセットが大きくな
り、位相ロックが不可能となる場合があり、また、位相
ロックしても、位相オフセットが大きく残るという問題
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来例の問題点を解消し、位相制
御ループにおける位相補償回路の時定数によって速度オ
フセット自動補正動作が影響されることを防止し、常に
、速度オフセットおよび位相オフセットが充分抑圧され
た状態で位相ロックすることができるようにした制御装
置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、位相制御ループ
における位相補償回路が出力し、速度制御電圧と加算さ
れて制御対象の位相を抑制するための位相制御電圧を、
少なくとも速度オフセット自動補正期間、該制御対象が
規定の速度および位相で動作するときの電圧値に固定す
るようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図であって、２５はスイッチ、２６は電圧源であり、
第３図に対応する部分には同一符号をつけて重畳する説
明は省略する。

第１図において、電圧源２６は、Ｄ／Ａ変換器９の内部
の中点のデータに応じた位相制御電圧率ｖＰの電圧値、すなわち電源電圧Ｖｃｃ！４の電圧Ｖｃ
ｃ／２を出力する。スイッチ２５は、速度制御回路８か
らの速度補正信号ＳＴによって制御される。

そこで、電源投入による起動、速度切換えなど電圧源２
６の電圧によって加算増幅器１１の入力となる位相制御
電圧ｖＰ′はＶｃｃ／２に固定される。このとき、Ｄ／
Ａ変換器９が出力する位相制御電圧はＶｃｃ／２からず
れるが、これに影響されずに位相制御電圧Ｖｃｃ／２は
速度補正信号ＳＴの発生とともにＶｃｃ／２に固定され
る。

このため、速度制御回路８が速度オフセット自動補正動
作を行なっているときでも、加算増幅器１１に供給され
る位相制御電圧ＶＰ’は常にＶｃｃ／２であり、速度制
御回路８は、速度制御ループの速度オフセットが零とな
るように、速度オフセット自動補正動作を行なう、モー
タ１が所定の規定速度で回転する定常状態になると、速
度制御回路８は速度オフセット自動補正動作を終了して
速度補正信号ＳＴの出力を停止し、これとともに、スイ
ッチ２５が開いてＤ／Ａ変換器９からの位相制御電圧ｖ
ｐが位相補償回路１０を介し、位相制御電圧ｖＰ′とし
て加算増幅器１１を供給される。

ところで、速度制御回路８が速度オフセット自動補正動
作しているときも、Ｄ／Ａ変換器９は回転位相信号ＰＣ
と基準信号ＲＰとの位相差に応じた位相制御電圧ｖｐを
出力しており、速度制御電圧ＶＤの変化によるモータ１
の回転速度の変化とともに、この位相制御電圧■Ｐは変
化しているが、速度制御回路８は、速度オフセット自動
補正動作を行なっているときには、位相制御電圧■Ｐ′
がＶｃｅ／２であることから、プリセット値を変えてＤ
／Ａ変換器９が出力する位相制御電圧ｖｐがＶｃｅ／２
となるような速度制御電圧ＶＤが得られるように動作す
る。

そこで、モータ１がほとんど規定速度で回転する定常状
態になると、位相制御電圧ｖｐはほとんどＶｃｅ／２と
なって変化せず、このために、位相補償回路１０の人、
出力電圧は互いに等しくほぼｖ　ｃｃ／　２となってい
る。したがって、速度オフセット自動補正動作が完了し
、速度制御回路８が速度補正信号ＳＴの出力を停止して
スイッチ２５が開いても、加算増幅器１１に入力する位
相制御電圧ｖＰ′は■。。／２とほとんど変わらず、こ
の状態で位相制御ループは動作を開始して位相ロックす
る。

このように、位相補償回路１０の時定数にかかわらず速
度オフセットを充分に吸収する速度オフセット自動補正
が行なわれ、速度オフセット自動補正動作後は必ず位相
制御ループのダイナミックレンジの中央部分でロックす
るから、その後、±Ｖｃｃ／２の範囲で位相制御電圧ｖ
ｐが変動しても、位相ロックはずれを生ずることはない
、これに対して、第３図に示した従来技術では、たとえ
ば、位相制御電圧ｖｐが旧Ｖ）の近傍で位相ロックする
場合もあり、この場合には、位相制御電圧ＶＰが０（ｖ
）以下に変動したとき位相ロックはずれを生じてしまう
。したがって、上記実施例においては、位相制御ループ
の位相引込み範囲が拡張されたことになり、また、位相
オフセットも常に小さく設定できる。

先に掲げたように、ＶＴＲにおいて、通常再生モードか
らサーチ再往モードに切換え、わずかな時間経過後、通
常再生モードに切換える場合、標準再生モードと長時間
再生モードとの切換時におけるキャプスタンモータの速
度切換の場合、あるいは外乱による位相制御ループの乱
れ時でのキャプスタンモータの速度切換えの場合におい
°ζも、上記実施例においては、速度制御回路８が速度
補正信号ＳＴを出力するとともに、直ちに、スイッチ２
５が閉じて位相制御電圧ｖＰ′はＶｃｅ／２に固定され
るから、上記と同様に、位相制御電圧ＶＤがＶｃｅ／２
近傍で位相ロックする。　第２図は第１図におけるスイ
ッチ２５の一具体例を示す回路図であって、２７は入力
端子、２８．２９は抵抗、３０〜３２はトランジスタ、
３３は゛１源、３４．３５はスイッチ端子である。

同図において、入力端子２７には、速度制御回路８（第
１図）が出力する速度補正信号ＳＴが供給され、スイッ
チ端子３４は位相補償回路ＩＯと加算増幅器１１（第１
図）との間に、また、スイッチ端子３５は電圧源２６　
（第１図）に夫々接読される。したがって、スイッチ端
子３５の電位は常時ｖｃｃ／２に固定され、また、スイ
ッチ端子３４の電位は位相補償回路１０の出力電圧に応
じて０〜ＶＣＣの範囲で変化する。

次に、この具体例の動作を説明するが、速度補正（Ｘ号
ＳＴは”Ｌ″　く低レベル）の（、を号とする。

入力端子２７に速度補正信号ＳＴが供給されていないと
きには、この入力端子２７の電位はＨ”（高レベル）と
なり、トランジスタ３０はそれが飽和する程度に充分な
ベース電流が抵抗２８を介して流れてオンとなり、電源
２３から抵抗２９、トランジスタ３０を介して電流が梳
れ、抵抗２９の電圧降下のために、Ｉ・ランジスタ３１
，３２はそれらの電位電圧が０　、２　Ｍ程度に低くな
ってオフ状態となる。かかる状態はスイッチ２５が開い
た状態であり、位相補償回路ｌｏが出力する位相制御電
圧ｖｐ’が直接加算増幅器１１に供給されろ。

次に、入力端子２７に速度補正信号ＳＴが供給されると
、この入力端子２７の電位は“Ｌ”となり、トランジス
タ３０はオフ状態となる。このために、電源３３から抵
抗２９を介してトランジスタ３１．３２のベースに高い
電圧が印加される。

かかる状態において、スイッチ３４の電位がＶｃｅ／２
よりも高いと、トランジスタ３２がオン状態となり、ス
イッチ端子３４からトランジスタ３２を介してスイッチ
端子３５に電流が流れ込む。

これによってスイッチ端子３４の電位はほぼｖｃｃ／２
となる。また逆に、スイッチ端子３４の電位がＶｃｃ／
２よりも低いと、トランジスタ３１がオン状態となり、
スイッチ端子３５からスイッチ３１を介してスイッチ端
子３４に電流が流れ込む、これによってスイッチ端子３
４の電位はほぼＭａｃ／２となる。

このようにして、入力端子２７に速度補正信号ＳＴが供
給されると、−Ｈにしてスイッチ端子３４の電位はＶｃ
ｃ／２に固定される。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
の実施例のみに限定されるものではなく、特許請求の範
囲内で任意に変更可能であることはいうまでもない。ま
た、本発明は、ＶＴＲのモータのみならず、速度制御と
位相制御とがなされる任意の制御対象に適用可能である
ことは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、速度オフセット
自１１補正時には、確実に位相制御電圧を位相オフセッ
トが充分小さいときの値に固定できるから、位相補償回
路の時定数のいかんにかかわらず、速度オフセットを充
分に抑圧することができて、速度オフセット自動補正動
作完了後に位相制御ループが閉じたときにダイナミック
レンジのほぼ中央部分で位相ロックさせることができ、
よって、位相オフセットの低減および位相引込み範囲の
拡張が実現可能となり、さらに、従来技術に比べて部品
点数の増加もわずかであり、ＩＣブロック内での集積化
も可能であって、規模の拡大やコストアップも招くこと
もなく、上記従来例の問題点を解消して優れた機能の制
御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は第１図におけろスイッチの一具体例を示
す回路図、第３図は従来の制御装置の−・例を示す回路
図、第４図は第３図における位相制御ループの動作を示
すタイミングチャート、第５図は第３図における位相補
償回路の特性図、第６図は第３図における速度制御回路
の一例を示すブロック図、第７図はその動作説明のため
のタイミングチャートである。１・・・モータ、２・・・回転位相検出器、３・・・周
波数発電機、６・・・サンプルホールド回路、８・・・
速度制御回路、９・・・Ｄ／八へ換器、１０・・・位相
補償回路、１１・・・加算増幅器、２５・・・スイッチ
、２６・・・電圧源、ＶＤ−−・速度−Ｊｆｌｌ電圧、
ｖｐ、ｖｐ’　・・−位相制御電圧、ＳＴ・・・速度補
正信号。代　理　人　弁理士　弐　顕次部（ほか１名）５’４第３図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

制御対象の動作速度を検出し速度制御電圧を生成すると
ともに速度オフセットを抑圧する速度オフセット補正を
行なう第１の手段と、該制御対象の動作位相を検出し位
相制御電圧を生成する第２の手段と、該位相制御電圧を
位相補償する第３の手段と、該速度制御電圧と該第３の
手段からの該位相制御電圧とを加算して該制御対象に帰
還する第４の手段とを備えた制御装置において、少なく
とも前記第１の手段が速度オフセット補正動作を行なう
期間前記第３の手段からの前記位相制御電圧を所定の一
定値に固定する第４の手段を設け、速度オフセットおよ
び位相オフセットを抑圧可能に構成したことを特徴とす
る制御装置。