JPS61293183A

JPS61293183A - モ−タの駆動制御装置

Info

Publication number: JPS61293183A
Application number: JP13388685A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kusano; 草野　諭
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1985-06-18
Filing date: 1985-06-18
Publication date: 1986-12-23

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】技術分野本発明は、モータの駆動制御装置に関し、特に情報記録
ディスクを回転駆動するスピンドルモータの駆動制御装
置に関するものである。

背景技術情報記録ディスク、例えばビデオディスクには８インチ
と１２インチの２種類のサイズがあり、ビデオディスク
を回転駆動するスピンドルモータのサーボ系においては
、ディスクサイズに応じてサーボループのゲインの切換
えが行われるのが一般的である。

スピンドルモータの駆動制御装置として第４図に示すも
のがある。図において、スピンドルモータ１の基準信号
に対する速度位相エラー信号はイコライザアンプ２を介
してゲイン切換回路３に供給される。ゲイン切換回路３
は、抵抗Ｒ工〜Ｒ６，コンデンサＣ０及びＦＥＴ（電界
効果トランジスタ）Ｑから構成され、ＦＥＴＱのオン／
オフ動作によってループゲインの切換えを行々う。コン
デンサＣ０は直流ゲインを保つために設けられたもので
ある。ゲイン切換回路３を経たエラー信号はバッファ４
を介してドライブアンプ５に供給され、モータ１の速度
制御をなす。

ディスク６のサイズを例えば光学的に検出するために、
一対のフォトセンサ７．８が設けられており、これらフ
ォトセンサ７．８はディスクがある場合は、当該ディス
クからの反射光を感知することで検出出力をロジック回
路９に供給する。ロジック回路９はフォトセンサ７の検
出出力のみが入力されたときにはディスクサイズが８イ
ンチであるから例えば高レベルのサイズ判別出力を、フ
ォトセンサ７．８の雨検出出力が入力されたときにはデ
ィスクサイズが１２インチであるから低レベルのサイズ
判別出力を発生し、ゲイン切換回路３に供給する。

ゲイン切換回路３では、ロジック回路９から高レベルの
サイズ判別出力が供給されることにより、ＦＥＴＱがオ
ン状態となるので、エラー信号はところで、モータサー
ボループに作用するディスクパラメータは慣性モーメン
トであり、ディスクサイズと重さく又は密度）によって
変化するものである。しかしながら、上述した従来装置
においては、ディスクサイズに応じてゲインの切換えを
行なっているので、同一の材質で成形されたディスクに
のみ対応でき、材質が異なることにより同一サイズであ
っても重さが異なる場合には対応できないという欠点が
あった。

また、ディスクサイズをモータの回転数と電流の関係か
ら電気的に検出する装置もあり、その構成を第５図に示
す。図において、モータ１に流れる電流は抵抗Ｒ１，に
より検出され、この検出出力は抵抗Ｒ６及びコンデンサ
Ｃ３からなるＬＰＦ　（ローパスフィルタ）１０で電流
リップルとノイズが除去され、電圧比較器１１の（−）
入力端に供給される。

ＬＰＦＩＯのカットオフ周波数は数Ｈｚに設定される。

モータ１に連動し当該モータの回転数に比例した周波数
信号を発生する交流発電機１２が設けられており、この
交流発電機１２の出力はダイオードＤ及びコンデンサＣ
８からなる整流回路１３によシミ圧に変換されて電圧比
較器１１の（＋）入力端に供給される。電圧比較器１１
の比較出力がサイズ判別出力となる。

かかる構成の装置では、第６図に示す如きディスクサイ
ズによる駆動電流対回転数カーブＶａ（８インチがＶａ
８．１２インチがＶａ１２）の差に着目し、回転数に比
例する電圧■ｂを基準電圧とすることにより、ディスク
サイズを判別できるのであるが、様々なサイズ、重さに
対応するためには基準電圧ｖｂの精度上の問題を含め、
構成が非常に複雑になるなどの欠点がある。

本発明は、上記のような装置の欠点を除去すべくなされ
たもので、簡単な回路構成にて負荷変動に対して常に安
定かつ最適なループ特性を保つことが可能なモータの駆
動制御装置を提供することを目的とする。

本発明によるモータの駆動制御装置は、起動時にモータ
を定電流駆動し、モータの回転数が所定回転数に達する
までに要する立上がり時間を検出し、この立上がり時間
に応じてサーボループのゲインを切換え制御する構成と
なっている。

実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

図において、ビデオディスク２０の記録情報はピックア
ップ２１により読み取られかつ電気信号に変換され、Ｆ
Ｍ復調器２２で復調される。

この復調出力は同期分離回路２３に供給され、復調出力
中に含まれる同期信号が抽出される。この再生同期信号
は基準信号と共にディジタル信号処理演算回路２４に供
給される。

ディジタル信号処理演算回路２４は、スピンドルモータ
２５の回転数に比例した周波数信号を発生する交流発電
機２６の出力及びディスク２０の回転駆動指令であるモ
ータラン信号をも人力としており、これら入力信号を組
合わせて演算することにより状態に応じて適当なデータ
を出力する。

この出力はＤ／Ａコンバータ２７により電圧又は電流に
変換され、ドライブアンプ２８を介してスピンドルモー
タ２５に供給される。

第２図には、ディジタル信号処理演算回路２４の具体的
な構成が示されている。図において、同期分離回路２３
（第１図示）で抽出された再生同期信号及び基準信号を
２人力とするディジタル速度位相比較器３０が設けられ
ており、この位相比較器３０は両信号の位相差に応じた
ディジタルデータを出力する。この出力は定係数項目路
３１によりに倍されてディジタル乗算器３２の一方の入
力となる。このディジタル乗算器３２の他方の入力とし
ては、カウンタ３３のカウント値が供給される。カウン
タ３３は、モータラン信号に応答して一定周期のクロッ
クのカウントを開始し、コンパレータ３４の出力発生タ
イミングでそのときのカウント値をホールドする。

交流発電機２６の出力からスピンドルモータ２５の回転
数を検出するだめの回転数検出器３５が設けられており
、この回転数検出器３５の出力はコンパレータ３４の比
較入力となる。コンパレータ３４は回転数検出器３５の
出力が所定の第１基準値（この回転数をＮｌｒｐｍ　と
する）に達したら反転する。したがって、上記カウンタ
３３の出力はスピンドルモータ２５の回転数がＮ　ｒ　
（ｒ　ｐｒｒＬ）に達する捷でに要する時間（ＴＮＩと
する）に比例した値を示していることになる。

ディジタル乗算器３２の出力データは切換スイッチ３６
の一方の入力となっている。切換スイッチ３６は定電流
駆動電圧データを他方の入力とし、コンパレータ３７の
出力によって切換え制御されることにより動入力データ
の一方を択一的に出力する。コンパレータ３７は回転数
検出器３５の出力と所定の第２基準値（この回転数をＮ
、ｒｐｍとする）とを比較し、スピンドルモータ２５の
回転数がＮ２γｐｍ以下のときはスイッチ３６をａ側に
、Ｎ２を超えたらｂ側に切り換える。

なお、回転数Ｎ２は定常回転近傍の値に設定され、また
回転数Ｎ０はＮ１≦Ｎ、の条件を満すように設定される
。

次に、本発明の作用について説明する。

まず、モータスタート指令によυスピンドルモータ２５
が起動する。このとき、切換スイッチ３６がα側にあり
、定電流駆動電圧データを選択しているので、スピンド
ルモータ２５は定電流による加速を開始する。同時に、
モータラン信号に応答してカウンタ３３がカウント動作
を開始し、スピンドルモータ２５の回転数がＮ１に達す
ることにより、コンパレータ３４の出力に応答してカウ
ント動作を停止する。モータ回転数が更に上昇しＮ。

になったら、コンパレータ３７の出力によって切換スイ
ッチ３６がｂ　９１１．に切り換わり、サーボループに
入る。

ここで、ディジタル速度位相比較器３ｏの出力をＥｐ１
カウンタ３３のカウント値をＴＮＩ　、ディジタル信号
処理回路２４の出力をＥ。とすると、ディジタル信号処
理演算回路２４０入出力特性は次式％式％上記（１）式は、全体のループゲインに対し、一定電流
でモータ回転数がＮｏになる捷でに要する立上がり時間
（ＴＮＩ）に比例しだ定数を乗じていることを示してい
る。

次に、上記（１）式の物理的意味について説明する。

対象とするスピンドルサーボループのブロック線図は第
３図に示すように表わされる。第３図におで表わされる
。ここに、ＫＴはトルク定数、ＫＥは逆起定数、Ｒは直
流抵抗、Ｄは粘性制動係数、Ｊは負荷及びロータのイナ
ーシャである。

第３図より閉ループ伝達関数は次式で示される。

Ｋ′ ある。上記（２）式は２次標準形であり、ω１とξは次
の様になる。

ここで、第３図よシＪは負荷のイナーシャが支配的であるから、（３）。

（４）　、　（５１式より、負荷（ディスク）が変わる
と晦市販の８インチディスクと１２インチディスクとで
は、Ｊは１２ｄＢ違うので、町、とξは一６ｄＢ変化す
ることに彦る。

一方、立上がり時間とモータ角速度の関係は次式で与え
られる。

また、Ｔｏ＝ｋＴＩｏ　　　　　　　・・・・・・・・
・　（７）ことに、τは立上がり時間、Ｔｏはモータ最
大トルク、Ｔｏは立上がり時の定電流である。（６）　
、　（７１式より、（■ぐ０は比例定数）を代入することにより、一義的に
求まることがわかる。（９）式を（５）式に代入Ｑη式
を得る。

Ｑｌ）式に代入すると、となり、従ってに、μを適当に選ぶことにより、ωル、
ξが負荷のイナーシャに拘わらず、所望の特性に設定で
きるのである。

以上のように、本構成をもってスピンドルサーボループ
の負荷変動に対するゲインの自動制御（ＡＧＣ）を実現
しているのである。なお、イナーシャ判別はモータの立
上がり時においてのみ行われるが、負荷変動（ディスク
の交換）はモータ停止時に行われるため、所望の動作を
満足するのに充分である。

なお、上記実施例では、スピンドルサーボループのＡＧ
Ｃについて述べたが、（９）式において、り定数ｋＴは
予めわかっているものであるため、と書き直し、更により、ディスクの慣性モーメントが得られるので、これ
よりディスクの種類を判別できるととは明らかである。

上記Ｑｌｉ式において、Ｍはディスクの重さ、Ｉは重力
加速度、αはディスク外径、ｂはディスク内径、Ｊ７？
は負荷の慣性モーメント、ＪｒｒＬはロータの慣性モー
メントである。

発明の詳細な説明したように、本発明によれば、簡単な回路構成で
モータのパラメータを求めることができるので、サイズ
、材質等が異なる種々のディスクを再生する際に生ずる
負荷変動に応じてループ特性の変更が必要かスピンドル
サーボに好適なモータの駆動制御装置を得ることができ
る。

寸だ、かかる駆動制御装置によれば、モータのパラメー
タを求める過程において、正確なディスク判別出力を外
部に与えることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図におけるディジタル信号処理演算回路の具体的な
構成を示すブロック図、第３図はスピンドルサーボルー
プのブロック線図、第４図及び第５図は従来例を示す回
路図、第６図は第５図の動作を説明するだめの圀である
。主要部分の符号の説明２０・・・ディスク　　　　　２１・・・ピックアップ
２４・・・ディジタル信号処理演算回路２５・・・スピ
ンドルモータ　　２６・・・交流発電機３０・・・ディ
ジタル速度位相比較器３２・・・ディジタル乗算器　３３・・・カウンタ３５
・・・回転数検出器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）起動時に一定電流をモータに供給する手段と、前
記モータの回転数が所定回転数に達した後前記モータを
速度制御しつつ駆動するサーボ回路とを含み、前記サー
ボ回路は、起動時に前記モータの回転数が前記所定回転
数に達するまでに要する立上がり時間を検出する検出手
段と、前記立上がり時間に応じてサーボループのゲイン
を切換え制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
モータの駆動制御装置。
（２）前記検出手段は、起動時点から前記モータの回転
数が前記所定回転数に達する時点までの間一定周期のク
ロックをカウントするカウンタからなり、前記制御手段
は、前記モータの回転に同期した同期信号と基準信号と
の位相差に応じたディジタル出力を発生する位相比較器
と、前記カウンタ及び前記位相比較器の各出力をディジ
タル乗算する乗算器とを有し、前記乗算器の乗算出力を
前記モータの駆動信号とすることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のモータの駆動制御装置。