JPS6146849B2 - - Google Patents
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- JPS6146849B2 JPS6146849B2 JP53007404A JP740478A JPS6146849B2 JP S6146849 B2 JPS6146849 B2 JP S6146849B2 JP 53007404 A JP53007404 A JP 53007404A JP 740478 A JP740478 A JP 740478A JP S6146849 B2 JPS6146849 B2 JP S6146849B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B15/00—Driving, starting or stopping record carriers of filamentary or web form; Driving both such record carriers and heads; Guiding such record carriers or containers therefor; Control thereof; Control of operating function
- G11B15/18—Driving; Starting; Stopping; Arrangements for control or regulation thereof
- G11B15/1808—Driving of both record carrier and head
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/22—Controlling the speed digitally using a reference oscillator, a speed proportional pulse rate feedback and a digital comparator
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/90—Specific system operational feature
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- Y10S388/901—Sample and hold
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- Y10S388/907—Specific control circuit element or device
- Y10S388/912—Pulse or frequency counter
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はモータ等の制御対象をサーボ制御する
方式に関し、より詳細にはデジタル形のサーボ方
式に関する。
方式に関し、より詳細にはデジタル形のサーボ方
式に関する。
一般に、駆動モータに対してサーボをかける必
要のある機器(例えば、VTR)に於いて、最も
普通に使用されている回路方式は、基準信号(或
いは被制御信号)よりランプ電圧を発生し、被制
御信号(或いは基準信号)で、その傾斜電圧をサ
ンプリングホールドして、制御対象モータの端子
電圧とする方法である。
要のある機器(例えば、VTR)に於いて、最も
普通に使用されている回路方式は、基準信号(或
いは被制御信号)よりランプ電圧を発生し、被制
御信号(或いは基準信号)で、その傾斜電圧をサ
ンプリングホールドして、制御対象モータの端子
電圧とする方法である。
第1図はこのような従来のサーボ方式のブロツ
ク回路図で、10はモータ12の回転を表わすタ
コパルスを受けるための端子で、第2図aに示さ
れるこのタコパルス即ち被制御信号PG(制御対
象12より発生する信号で、VTRの場合は回転
するヘツドドラムに取付けられたマグネツトと固
定して置かれたコイルとにより得られるが、勿論
周波数発電機FGからの信号でもよい。)は波形成
形回路14で波形成形され、次いで第1のモノマ
ルチ16、第2のモノマルチ18に与えられる。
これらモノマルチ16,18及び後述するモノマ
ルチ28は、PGコイルやマグネツトの取付位置
を制約させないようにまたその取付精度を厳密化
させないよう更には制御しきれないサーボの残留
誤差を補正する等の目的で設けられる。第2図b
は第1のモノマルチ16の出力波形、第2図cは
第2のモノマルチ18及びランプ電圧発生回路2
0を経た後の出力波形を示す。第1図の26は基
準信号発生回路であり、この基準信号は制御対象
12を正しい速度あるいは一定の回転位相関係に
するために必要なもので、通常水晶発振器、ライ
ン電源周波数源等よりなつてもよい。第2図dは
この基準信号として例えばV同期波形を示す。2
8は上述したモノマルチ、30はサンプリングパ
ルス発生回路でそれぞれの出力波形は第2図e及
びfに示されている。サンプリングパルス発生回
路30からのサンプリングパルスは回路部分32
で第2図c及びfに示すようにランプ電圧発生回
路20のランプ部分をサンプリングする。第2図
gは被サンプリング電圧がホールド回路22及び
モータ駆動増幅器24を介してモータ12に与え
られる際のモータ電圧を示す。附与電圧E1E2と
の差電圧レベルΔEはサーボ誤差電圧を示す。
ク回路図で、10はモータ12の回転を表わすタ
コパルスを受けるための端子で、第2図aに示さ
れるこのタコパルス即ち被制御信号PG(制御対
象12より発生する信号で、VTRの場合は回転
するヘツドドラムに取付けられたマグネツトと固
定して置かれたコイルとにより得られるが、勿論
周波数発電機FGからの信号でもよい。)は波形成
形回路14で波形成形され、次いで第1のモノマ
ルチ16、第2のモノマルチ18に与えられる。
これらモノマルチ16,18及び後述するモノマ
ルチ28は、PGコイルやマグネツトの取付位置
を制約させないようにまたその取付精度を厳密化
させないよう更には制御しきれないサーボの残留
誤差を補正する等の目的で設けられる。第2図b
は第1のモノマルチ16の出力波形、第2図cは
第2のモノマルチ18及びランプ電圧発生回路2
0を経た後の出力波形を示す。第1図の26は基
準信号発生回路であり、この基準信号は制御対象
12を正しい速度あるいは一定の回転位相関係に
するために必要なもので、通常水晶発振器、ライ
ン電源周波数源等よりなつてもよい。第2図dは
この基準信号として例えばV同期波形を示す。2
8は上述したモノマルチ、30はサンプリングパ
ルス発生回路でそれぞれの出力波形は第2図e及
びfに示されている。サンプリングパルス発生回
路30からのサンプリングパルスは回路部分32
で第2図c及びfに示すようにランプ電圧発生回
路20のランプ部分をサンプリングする。第2図
gは被サンプリング電圧がホールド回路22及び
モータ駆動増幅器24を介してモータ12に与え
られる際のモータ電圧を示す。附与電圧E1E2と
の差電圧レベルΔEはサーボ誤差電圧を示す。
従つて、この様なランプ電圧をサンプリングし
て誤差を発生するサーボ方式に於いては、遅延時
間をRCの時定数で作り出すため、次の様な欠点
を持つている。
て誤差を発生するサーボ方式に於いては、遅延時
間をRCの時定数で作り出すため、次の様な欠点
を持つている。
1 RC部品のバラツキを補正するための調整作
業が必要となる。
業が必要となる。
2 部品の経時変化、温度特性により、サーボ特
性が変化する。
性が変化する。
3 IC化が難かしい。また、IC化できても時定
数作成のRC部品が外付けとなり周辺部品で減
少せずにIC化のメリツトが薄れると共に、ピ
ン数が増え、高集積化が出来ない。
数作成のRC部品が外付けとなり周辺部品で減
少せずにIC化のメリツトが薄れると共に、ピ
ン数が増え、高集積化が出来ない。
などである。
これらの欠点を解決する方法として、デジタル
型の誤差検出器がある。このデジタル型誤差検出
器の構成方法には、幾つかの方法が考れられ、す
でに知られているものもある。このデジタル型誤
差検出器の原理を第3図のタイミングチヤートに
関連して以下に説明する。被制御信号たるPG信
号(第3図a)と基準信号たるV同期信号との間
の時間間隔(第3図cの“1”の期間)をある一
定値に保つのがサーボの目的であるから、デジダ
ル形に於いてはこの時間間隔Tを充分に速いクロ
ツクでカウントし、そのカウント結果により目的
数に対して小さいか大きいかの判定を行なう。第
3図に於いては時間間隔Tの間で第3図dの如く
カウンタクロツクを発生させ、このクロツク数を
Nビツトからなるカウンタがカウントする。第3
図でeはカウンタ1ビツト出力CT1,fはカウン
タ2ビツト出力CT2,gはカウンタNビツト出力
CTNを示す。第3図cの“1”の終了時つまりV
同期エツジが来た時のカウンタの最上位ビツト
CTNは第3図gのように,,のいずれか1
つの状態になつているはずであり、はTの間隔
の開きすぎ、は最適間隔、はTの間隔が狭き
すぎの状態を示す。これは目的の時間間隔Tにな
つた時に丁度カウンタが一巡して全て“0”とな
るようにクロツクの周波数若しくはカウンタの段
数を選んだ結果である。従つて、第1及び第2図
に関連したアナログ方式ではサーボ誤差が直接電
圧値として得られるが、デジタル方式に於いては
サーボ誤差はカウンタの値としてデジタル値が与
えられる。故に、デジタル値が与えられるサーボ
誤差はモータに与えられる前に何らかの態様でア
ナログ電圧に変換される必要がある。このような
アナログ電圧に変換する態様としてはDA変換器
を使用する方法とPWM(パルス幅変調)を行な
う方法とがある。後者の方法は、上述したアナロ
グ方式でランプ電圧の中央をサンプリングする時
即ちPGとV同期の位相関係が最適状態の時、
PWMの“1”及び“0”の比即ちデユーテイを
50:50即ち1とするもので、フイルタを通つて直
流電圧化された後はアナログ方式と同じ値になる
ように設計する。そして、デジタル値で得られた
誤差によりこのPWM“1”、“0”の比を可変し
てやれば、アナログ方式と全く等価な機能を行な
わせることができる。この時に、PWMの繰返し
周期は直流電圧化のためのフイルタによる位相遅
れを誤差の発生する周波数に対して無視できる位
の値に選ばれなければならない。
型の誤差検出器がある。このデジタル型誤差検出
器の構成方法には、幾つかの方法が考れられ、す
でに知られているものもある。このデジタル型誤
差検出器の原理を第3図のタイミングチヤートに
関連して以下に説明する。被制御信号たるPG信
号(第3図a)と基準信号たるV同期信号との間
の時間間隔(第3図cの“1”の期間)をある一
定値に保つのがサーボの目的であるから、デジダ
ル形に於いてはこの時間間隔Tを充分に速いクロ
ツクでカウントし、そのカウント結果により目的
数に対して小さいか大きいかの判定を行なう。第
3図に於いては時間間隔Tの間で第3図dの如く
カウンタクロツクを発生させ、このクロツク数を
Nビツトからなるカウンタがカウントする。第3
図でeはカウンタ1ビツト出力CT1,fはカウン
タ2ビツト出力CT2,gはカウンタNビツト出力
CTNを示す。第3図cの“1”の終了時つまりV
同期エツジが来た時のカウンタの最上位ビツト
CTNは第3図gのように,,のいずれか1
つの状態になつているはずであり、はTの間隔
の開きすぎ、は最適間隔、はTの間隔が狭き
すぎの状態を示す。これは目的の時間間隔Tにな
つた時に丁度カウンタが一巡して全て“0”とな
るようにクロツクの周波数若しくはカウンタの段
数を選んだ結果である。従つて、第1及び第2図
に関連したアナログ方式ではサーボ誤差が直接電
圧値として得られるが、デジタル方式に於いては
サーボ誤差はカウンタの値としてデジタル値が与
えられる。故に、デジタル値が与えられるサーボ
誤差はモータに与えられる前に何らかの態様でア
ナログ電圧に変換される必要がある。このような
アナログ電圧に変換する態様としてはDA変換器
を使用する方法とPWM(パルス幅変調)を行な
う方法とがある。後者の方法は、上述したアナロ
グ方式でランプ電圧の中央をサンプリングする時
即ちPGとV同期の位相関係が最適状態の時、
PWMの“1”及び“0”の比即ちデユーテイを
50:50即ち1とするもので、フイルタを通つて直
流電圧化された後はアナログ方式と同じ値になる
ように設計する。そして、デジタル値で得られた
誤差によりこのPWM“1”、“0”の比を可変し
てやれば、アナログ方式と全く等価な機能を行な
わせることができる。この時に、PWMの繰返し
周期は直流電圧化のためのフイルタによる位相遅
れを誤差の発生する周波数に対して無視できる位
の値に選ばれなければならない。
このようなPWM方式のデジタル形誤差検出器
よりなるサーボ回路は基本的には全て論理回路で
実現できるため、 1 高精度の制御が達成できる。
よりなるサーボ回路は基本的には全て論理回路で
実現できるため、 1 高精度の制御が達成できる。
2 部分のバラツキによる調整を回避できる。
3 温度及び経時変化がない。
4 高集積化が可能である。
等の利点を有するが、この反面クロツクの周波数
に基因する量子化誤差が必ず発生し、結果として
サーボに対してはエラー要素となるのでそれが影
響しないような設計をしなければならない。
に基因する量子化誤差が必ず発生し、結果として
サーボに対してはエラー要素となるのでそれが影
響しないような設計をしなければならない。
本発明はこのような要請を満足するデジタル形
の誤差検出器を有するサーボを提供するもので、
特にVTRの回転ヘツドドラムサーボに関連して
実施化されたものである。しかしながら、本発明
の原理は以下に説明するドラムサーボの実施例に
限定されるものではなく、広範な応用が期待でき
る。
の誤差検出器を有するサーボを提供するもので、
特にVTRの回転ヘツドドラムサーボに関連して
実施化されたものである。しかしながら、本発明
の原理は以下に説明するドラムサーボの実施例に
限定されるものではなく、広範な応用が期待でき
る。
次に、本発明のドラムサーボへの実施例を述べ
るに先立ち、ドラムサーボ本来の役割について説
明する。DCモータを使用してVTRのドラムサー
ボを構成する場合、ドラムのビデオヘツドの位置
を特定の基準信号と一定の位相関係を持たせる位
相サーボが中心となる。また、当然の事ながら、
位相が合うためには速度が一致している必要があ
り、同時に速度サーボも必要である。つまり、
VTRに於いては、速度サーボループは位相サー
ボをかけるための必要条件的役割とも考えられ
る。また、位相ロツクする際の位相サーボループ
からの速度可変に対して大きく速度がずれない様
に制御し、引き込みを早くするダンピングとして
の役割も持つ。基本的に定速性が期待できるAC
モータを使用した場合、この速度ループは不要で
ある。第4図にこの位相サーボのタイミングチヤ
ートを示す。第4図aはビデオヘツドの位置を示
すPG、第4図bは基準信号であつて、例えば記
録信号のV同期信号、再生CTL同期信号、30Hz
のクリスタル周波数源等の基準信号であつてもよ
い。位相サーボはPG信号aと基準信号bの位相
のφを一定位相に維持する。勿論この時の基準信
号はVTRの録再モードのそれぞれで異なるし、
トラツキングをドラムで行なうかまたキヤプスタ
ン送りで行なうかによつても変つてくる。しかし
ながら第4図の位相φを一定に維持する原則は同
じである。
るに先立ち、ドラムサーボ本来の役割について説
明する。DCモータを使用してVTRのドラムサー
ボを構成する場合、ドラムのビデオヘツドの位置
を特定の基準信号と一定の位相関係を持たせる位
相サーボが中心となる。また、当然の事ながら、
位相が合うためには速度が一致している必要があ
り、同時に速度サーボも必要である。つまり、
VTRに於いては、速度サーボループは位相サー
ボをかけるための必要条件的役割とも考えられ
る。また、位相ロツクする際の位相サーボループ
からの速度可変に対して大きく速度がずれない様
に制御し、引き込みを早くするダンピングとして
の役割も持つ。基本的に定速性が期待できるAC
モータを使用した場合、この速度ループは不要で
ある。第4図にこの位相サーボのタイミングチヤ
ートを示す。第4図aはビデオヘツドの位置を示
すPG、第4図bは基準信号であつて、例えば記
録信号のV同期信号、再生CTL同期信号、30Hz
のクリスタル周波数源等の基準信号であつてもよ
い。位相サーボはPG信号aと基準信号bの位相
のφを一定位相に維持する。勿論この時の基準信
号はVTRの録再モードのそれぞれで異なるし、
トラツキングをドラムで行なうかまたキヤプスタ
ン送りで行なうかによつても変つてくる。しかし
ながら第4図の位相φを一定に維持する原則は同
じである。
第5及び第6図は上述した原理に従つて構成さ
れたVTRのドラムサーボの回路図で、特に第5
図は速度サーボ部分、第6図は位相サーボ部分を
示す。端子50及び52に与えられるPGA及び
PGB信号は回転ヘツドドラムに等間隔で取付けら
れた例えば6個のボールピースと協働するほぼ18
゜離れたピツクアツプ・コイルからの2つの回転
速度タコパルス情報である。従つてPGA及び
PGB信号は回転ヘツドドラム1回転当りそれぞれ
6個のタコパルスとして生じる。PGAはPGBに
対して先行するように構成されている。それぞれ
のPG信号は増幅器51,53によつて増幅さ
れ、増幅されたPGA信号は速度サーボ用遅延回
路54によつて所定量遅延され、フリツプフロツ
プ56のセツト入力に与えられ、一方増幅された
PGB信号はフリツプフロツプ56のリセツト入力
に直接与えられる。この遅延回路54は、PGA
及びPGB信号間の時間長をカウンタで計数しその
カウント値をモータに与える速度指令電圧に対応
させる際に、このカウント操作及び構成の簡便化
のためのものであるため必ずしも必要なものでは
ない。
れたVTRのドラムサーボの回路図で、特に第5
図は速度サーボ部分、第6図は位相サーボ部分を
示す。端子50及び52に与えられるPGA及び
PGB信号は回転ヘツドドラムに等間隔で取付けら
れた例えば6個のボールピースと協働するほぼ18
゜離れたピツクアツプ・コイルからの2つの回転
速度タコパルス情報である。従つてPGA及び
PGB信号は回転ヘツドドラム1回転当りそれぞれ
6個のタコパルスとして生じる。PGAはPGBに
対して先行するように構成されている。それぞれ
のPG信号は増幅器51,53によつて増幅さ
れ、増幅されたPGA信号は速度サーボ用遅延回
路54によつて所定量遅延され、フリツプフロツ
プ56のセツト入力に与えられ、一方増幅された
PGB信号はフリツプフロツプ56のリセツト入力
に直接与えられる。この遅延回路54は、PGA
及びPGB信号間の時間長をカウンタで計数しその
カウント値をモータに与える速度指令電圧に対応
させる際に、このカウント操作及び構成の簡便化
のためのものであるため必ずしも必要なものでは
ない。
一方、縦続接続したフリツプフロツプ58,6
0が設けられている。フリツプフロツプ58のセ
ツト入力は増幅されたPGB信号を受け、フリツプ
フロツプ60のセツト入力はフリツプフロツプ5
8の出力を受ける。フリツプフロツプ60の出力
FF10はこれら2つのフリツプフロツプ58,6
0のリセツト入力となる。フリツプフロツプ60
のクロツク入力CPには後述するタイミング信号
Tiがクロツク発生カウンタ62の出力ライン6
2aから与えられる。このタイミング信号Tiは
PWMの周期を決定するもので、本実施例では約
3.5KHzの周波数を有する。このカウンタ62は
例えば3.58MHzのクリスタル64を有し、4つの
異なつた周波数のタイミングクロツク信号を発生
する。ライン62bは3.58MHzのクロツク※0を
発生し、ライン62cは※0/4の周波数(895KHz) のクロツク※1を発生し、ライン62dは※0/32の 周波数(112KHz)のクロツク※2を発生する。
出力ライン62bのクロツク※0は例えば10ビツ
ト構成(1024進)のカウンタ66のクロツク入力
CPとして与えられる。このカウンタの最大ビツ
ト位置あるいはカウンタが0に戻るタイミングを
示すMSD信号は図示したように立下がりビツト
として微分回路68に与えられ、次いでフリツプ
フロツプ70のリセツトパルスとなる。一方、出
力ライン62aのタイミングパルスTiはフリツ
プフロツプ70のセツト入力となる。フリツプフ
ロツプ70の出力であるFF2はPWM出力であ
り、この周期はTiクロツクによつて決定され、
リセツトパルス、即ちMSD信号はFF2のデユーテ
イ比即ちモータ76への附勢電力レベルを決定す
る。
0が設けられている。フリツプフロツプ58のセ
ツト入力は増幅されたPGB信号を受け、フリツプ
フロツプ60のセツト入力はフリツプフロツプ5
8の出力を受ける。フリツプフロツプ60の出力
FF10はこれら2つのフリツプフロツプ58,6
0のリセツト入力となる。フリツプフロツプ60
のクロツク入力CPには後述するタイミング信号
Tiがクロツク発生カウンタ62の出力ライン6
2aから与えられる。このタイミング信号Tiは
PWMの周期を決定するもので、本実施例では約
3.5KHzの周波数を有する。このカウンタ62は
例えば3.58MHzのクリスタル64を有し、4つの
異なつた周波数のタイミングクロツク信号を発生
する。ライン62bは3.58MHzのクロツク※0を
発生し、ライン62cは※0/4の周波数(895KHz) のクロツク※1を発生し、ライン62dは※0/32の 周波数(112KHz)のクロツク※2を発生する。
出力ライン62bのクロツク※0は例えば10ビツ
ト構成(1024進)のカウンタ66のクロツク入力
CPとして与えられる。このカウンタの最大ビツ
ト位置あるいはカウンタが0に戻るタイミングを
示すMSD信号は図示したように立下がりビツト
として微分回路68に与えられ、次いでフリツプ
フロツプ70のリセツトパルスとなる。一方、出
力ライン62aのタイミングパルスTiはフリツ
プフロツプ70のセツト入力となる。フリツプフ
ロツプ70の出力であるFF2はPWM出力であ
り、この周期はTiクロツクによつて決定され、
リセツトパルス、即ちMSD信号はFF2のデユーテ
イ比即ちモータ76への附勢電力レベルを決定す
る。
フリツプフロツプ70のPWM出力2は積分
器72で直流化され、次いでモータ駆動増幅器7
4で電力増幅される。
器72で直流化され、次いでモータ駆動増幅器7
4で電力増幅される。
バツフアカウンタ66は後述する態様でリセツ
トされ、このリセツトするタイミングはPWM用
のフリツプフロツプ70のリセツト信号のタイミ
ングを変え、従つてモータ附勢電力レベルを変更
する。
トされ、このリセツトするタイミングはPWM用
のフリツプフロツプ70のリセツト信号のタイミ
ングを変え、従つてモータ附勢電力レベルを変更
する。
バツフアカウンタ66のリセツトのタイミング
は速度検出カウンタ78のMSD出力によつて決
定される。このカウンタ78も上述したバツフア
カウンタ66と同様1024進のカウンタであつても
よい。このカウンタ78は、ANDゲート82で
FF1出力によつてストローブした※1クロツクと
ANDゲート84でFF10出力によつてストローブ
した※0クロツクとANDゲート86で後述する
位相サーボ部からのMFD出力によつてストロー
ブした後※1クロツクとをORゲート88を介し
てクロツク入力CPで受ける。また、リセツト信
号としては増幅されたPGA信号をPGA増幅器か
らPGA′信号として受ける。カウンタ78のMSD
立下がり出力は微分回路90で微分され、次いで
ANDゲート80でFF10出力と同期され、その後
バツフアカウンタ66にリセツト入力として与れ
られる。
は速度検出カウンタ78のMSD出力によつて決
定される。このカウンタ78も上述したバツフア
カウンタ66と同様1024進のカウンタであつても
よい。このカウンタ78は、ANDゲート82で
FF1出力によつてストローブした※1クロツクと
ANDゲート84でFF10出力によつてストローブ
した※0クロツクとANDゲート86で後述する
位相サーボ部からのMFD出力によつてストロー
ブした後※1クロツクとをORゲート88を介し
てクロツク入力CPで受ける。また、リセツト信
号としては増幅されたPGA信号をPGA増幅器か
らPGA′信号として受ける。カウンタ78のMSD
立下がり出力は微分回路90で微分され、次いで
ANDゲート80でFF10出力と同期され、その後
バツフアカウンタ66にリセツト入力として与れ
られる。
第6図は位相サーボ回路部分を示し、この出力
はMFD信号として第5図の速度回路部分にAND
ゲート86のMFD入力として与えられる。端子
100には回転ヘツドドラムに固着したボールピ
ースに関連したビツクアツプ・コイルからの回転
ヘツドドラムの回転位相を表わすタコパルスP.
GCが与えられ、一方端子102には位相基準た
る基準パルスが与えられる。端子100のPGC
信号は増幅器104及び遅延回路106を介して
フリツプフロツプ108のセツト入力に接続さ
れ、一方、端子1102の位相基準パルスはリセ
ツト入力に与えられる。即ち、フリツプフロツプ
108の出力は基準位相に対する回転ヘツドドラ
ムの位相差(固定遅延を含んだ)を示す。このフ
リツプフロツプ出力はANDゲート110に※2
クロツクのストローブ信号として与える。
はMFD信号として第5図の速度回路部分にAND
ゲート86のMFD入力として与えられる。端子
100には回転ヘツドドラムに固着したボールピ
ースに関連したビツクアツプ・コイルからの回転
ヘツドドラムの回転位相を表わすタコパルスP.
GCが与えられ、一方端子102には位相基準た
る基準パルスが与えられる。端子100のPGC
信号は増幅器104及び遅延回路106を介して
フリツプフロツプ108のセツト入力に接続さ
れ、一方、端子1102の位相基準パルスはリセ
ツト入力に与えられる。即ち、フリツプフロツプ
108の出力は基準位相に対する回転ヘツドドラ
ムの位相差(固定遅延を含んだ)を示す。このフ
リツプフロツプ出力はANDゲート110に※2
クロツクのストローブ信号として与える。
一方、速度制御ループのFF10出力と同様に同
期信号FF21を与える2つの縦続接続したフリツ
プフロツプ112,114が設けられている。第
1のフリツプフロツプ112のセツト入力が位相
基準パルスを受けることを除き、この回路構成は
速度ループの上述したフリツプフロツプ58,6
0の回路構成と同じである。
期信号FF21を与える2つの縦続接続したフリツ
プフロツプ112,114が設けられている。第
1のフリツプフロツプ112のセツト入力が位相
基準パルスを受けることを除き、この回路構成は
速度ループの上述したフリツプフロツプ58,6
0の回路構成と同じである。
フリツプフロツプ114のFF21出力はANDゲ
ート116に於て※0クロツクのストローブ信号
として働く。ANDゲート110,116の出力
はORゲート118を介して位相誤差検出カウン
タ120のクロツク入力として与えられる。この
カウンタ120は例えば256進カウンタであり、
増幅されたPGC信号即ち増幅器104の出力
PGC′によつてリセツトされる。カウンタ120
の立下がりエツジの形のMSD出力は微分回路1
22を介してANDゲート124に於てFF21出力
と同期せしめられ、次いで位相ループ用バツフア
カウンタ126のリセツト入力に与えられる。
ート116に於て※0クロツクのストローブ信号
として働く。ANDゲート110,116の出力
はORゲート118を介して位相誤差検出カウン
タ120のクロツク入力として与えられる。この
カウンタ120は例えば256進カウンタであり、
増幅されたPGC信号即ち増幅器104の出力
PGC′によつてリセツトされる。カウンタ120
の立下がりエツジの形のMSD出力は微分回路1
22を介してANDゲート124に於てFF21出力
と同期せしめられ、次いで位相ループ用バツフア
カウンタ126のリセツト入力に与えられる。
カウンタ126は例えば256進カウンタであ
り、ANDゲート128に於て後述するシフト信
号TSFTでストローブされた※1クロツクとAND
ゲート130でFF21信号でストローブされた※
0クロツクをORゲート132を介してクロツク
入力で受ける。カウンタ126のMSD立下がり
エツジは微分回路134で微分され、この出力パ
ルスはフリツプフロツプ136のリセツト入力に
与えられる。フリツプフロツプ136のセツト入
力はPGA′信号を受けこの出力は速度ループに与
えられるMFD信号を与える。
り、ANDゲート128に於て後述するシフト信
号TSFTでストローブされた※1クロツクとAND
ゲート130でFF21信号でストローブされた※
0クロツクをORゲート132を介してクロツク
入力で受ける。カウンタ126のMSD立下がり
エツジは微分回路134で微分され、この出力パ
ルスはフリツプフロツプ136のリセツト入力に
与えられる。フリツプフロツプ136のセツト入
力はPGA′信号を受けこの出力は速度ループに与
えられるMFD信号を与える。
上述したTSFT信号はフリツプフロツプ14
0、ANDゲート144、例えば256進のカウンタ
142よりなる回路によつて得られる。フリツプ
フロツプ140はそのセツト入力にはPGA′信号
が与えられ、リセツト入力にはカウンタ142の
256進のカウント値になつたことを表わす信号が
与えられる。フリツプフロツプ140のQ出力は
TSFT信号を出力し、出力はカウンタ142を
リセツトする信号を与える。カウンタ142はそ
のクロツク入力にTSFT信号でストローブした※
1クロツクを受ける。
0、ANDゲート144、例えば256進のカウンタ
142よりなる回路によつて得られる。フリツプ
フロツプ140はそのセツト入力にはPGA′信号
が与えられ、リセツト入力にはカウンタ142の
256進のカウント値になつたことを表わす信号が
与えられる。フリツプフロツプ140のQ出力は
TSFT信号を出力し、出力はカウンタ142を
リセツトする信号を与える。カウンタ142はそ
のクロツク入力にTSFT信号でストローブした※
1クロツクを受ける。
第7図は第5図及び第6図の速度及び位相ルー
プよりなるデイジタルサーボの動作を説明するた
めの波形図であり、aは端子100に与えられる
PGC信号、bは端子50に与えられるPGA信
号、cは端子52に与えられるPGB信号、dは端
子102に与れられる位相基準信号(例えば1/2
に分周したV同期信号)である。PGC信号はド
ラム1回転に1つ生じ、従つてPGCパルス間は
ドラム1回転の時間をさす。また、ドラム1回転
期間即ちPGCパルス間にはそれぞれ6つのPGA
及びPGBパルスが存在する。
プよりなるデイジタルサーボの動作を説明するた
めの波形図であり、aは端子100に与えられる
PGC信号、bは端子50に与えられるPGA信
号、cは端子52に与えられるPGB信号、dは端
子102に与れられる位相基準信号(例えば1/2
に分周したV同期信号)である。PGC信号はド
ラム1回転に1つ生じ、従つてPGCパルス間は
ドラム1回転の時間をさす。また、ドラム1回転
期間即ちPGCパルス間にはそれぞれ6つのPGA
及びPGBパルスが存在する。
e図は位相ループの動作波形を示し、e―1は
遅延回路106の出力でPGCパルスの位置で立
上がり、所定量の遅延の後に立下がる。e―2は
フリプフロツプ108の出力波形を示す。即ち、
e―1の遅延回路出力の立下がりで立上がり、d
のV同期信号位置で立下がる。e―3はフリツプ
フロツプ112の出力の波形を示す。これはV同
期信号位置で立上がり、タイミング信号Tiの到
来で立下がる。e―4はフリツプフロツプ114
の出力FF21の波形を示し、フリツプフロツプ1
12のリセツトの時定でセツトされ次のTiタイ
ミングパルスの到来でリセツトされる。従つて端
子100のPGCパルスと端子102の位相基準
パルスとの位相差に関連した位相誤差つまりフリ
ツプフロツプ108のパルス期間e―2は※27ク
ロツクに関連づけられて最初カウンタ120でカ
ウントされ、次いでFF21のパルス期間に※0ク
ロツクをカウントしてMSD出力を生じる。つま
り、位相誤差量が大きければそれだけフリツプフ
ロツプ108の出力期間は長くなり、※2カウン
ト量も多くなるため、FF21期間(Tiの周期)で
の※0カウント量は少になり、このためカウンタ
120のMSD出力のタイミングは早くなる。。
ANDゲート124はMSD微分パルスが常にFF21
の期間内に生じることを保償するように働く。従
つて、位相ループ用バツフアカウンタ126は位
相誤差の大きさに応じてリセツトタイミングが変
運せしめられる。位相誤差検出カウンタ120は
各PGC信号のタイミングつまりヘツドの各回転
につき1度の割合でリセツトされ、従つて位相ル
ープ用バツフアカウンタ126は位相誤差情報即
ちMFD信号をヘツドの各回転当り6回の割合で
速度ループに導入する必要がある。この目的のた
め、バツフアカウンタ126のクロツク入力の制
御用にTSFT信号が使用される。第7図のf―4
はこのTSFT信号の波形を示す。このTSFTパルス
は各PGAパルスの到来により生じ、TSFTパルス
の期間にバツフアカウンタ126が1回転するこ
とが必要である。即ち、バツフアカウンタ126
は測定した位相誤差を6回保持するようにされ
る。バツフアカウンタ126のMSD出力は位相
誤差検出カウンタ120の出力に関連した誤差情
報を6回継続した形でフリツプフロツプ136の
リセツト入力に供給される。故に、フリツプフロ
ツプ136のMFD出力はPGA信号の到来でオン
になり、位相誤差を表わす立下りタイミングを持
つことになる。
遅延回路106の出力でPGCパルスの位置で立
上がり、所定量の遅延の後に立下がる。e―2は
フリプフロツプ108の出力波形を示す。即ち、
e―1の遅延回路出力の立下がりで立上がり、d
のV同期信号位置で立下がる。e―3はフリツプ
フロツプ112の出力の波形を示す。これはV同
期信号位置で立上がり、タイミング信号Tiの到
来で立下がる。e―4はフリツプフロツプ114
の出力FF21の波形を示し、フリツプフロツプ1
12のリセツトの時定でセツトされ次のTiタイ
ミングパルスの到来でリセツトされる。従つて端
子100のPGCパルスと端子102の位相基準
パルスとの位相差に関連した位相誤差つまりフリ
ツプフロツプ108のパルス期間e―2は※27ク
ロツクに関連づけられて最初カウンタ120でカ
ウントされ、次いでFF21のパルス期間に※0ク
ロツクをカウントしてMSD出力を生じる。つま
り、位相誤差量が大きければそれだけフリツプフ
ロツプ108の出力期間は長くなり、※2カウン
ト量も多くなるため、FF21期間(Tiの周期)で
の※0カウント量は少になり、このためカウンタ
120のMSD出力のタイミングは早くなる。。
ANDゲート124はMSD微分パルスが常にFF21
の期間内に生じることを保償するように働く。従
つて、位相ループ用バツフアカウンタ126は位
相誤差の大きさに応じてリセツトタイミングが変
運せしめられる。位相誤差検出カウンタ120は
各PGC信号のタイミングつまりヘツドの各回転
につき1度の割合でリセツトされ、従つて位相ル
ープ用バツフアカウンタ126は位相誤差情報即
ちMFD信号をヘツドの各回転当り6回の割合で
速度ループに導入する必要がある。この目的のた
め、バツフアカウンタ126のクロツク入力の制
御用にTSFT信号が使用される。第7図のf―4
はこのTSFT信号の波形を示す。このTSFTパルス
は各PGAパルスの到来により生じ、TSFTパルス
の期間にバツフアカウンタ126が1回転するこ
とが必要である。即ち、バツフアカウンタ126
は測定した位相誤差を6回保持するようにされ
る。バツフアカウンタ126のMSD出力は位相
誤差検出カウンタ120の出力に関連した誤差情
報を6回継続した形でフリツプフロツプ136の
リセツト入力に供給される。故に、フリツプフロ
ツプ136のMFD出力はPGA信号の到来でオン
になり、位相誤差を表わす立下りタイミングを持
つことになる。
第7図のf―1は第5図の速度ループのPGA
信号の遅延回路54の出力を示し、f―2はフリ
ツプフロツプ56の出力FF1を示し、f―3は
MFD信号を示す。第7図g及びhはカウンタ1
20及びカウンタ126のカウント状態をアナロ
グ的に表わした図で、カウンタ120はPGC信
号でリセツトされた後、フリツプフロツプ108
のバルス区間*2クロツクをカウントし、更に
FF21のパルス区間に*0クロツクをカウント
する。この場合FF21のパルス区間にMSD出力を
生じ、このMSD出力によりカウンタ126をリ
セツトする。即ち、第7図hに示すようにTSFT
信号の区間で*1クロツクをカウントし巡回して
いるがFF21のパルス区間にはカウンタ120よ
りのMSD出力により強制的に巡回位相が変更さ
れる。また、第8図は第7図でgの信号時間位置
を拡大して他の信号をも含ませて示した波形図で
ある。
信号の遅延回路54の出力を示し、f―2はフリ
ツプフロツプ56の出力FF1を示し、f―3は
MFD信号を示す。第7図g及びhはカウンタ1
20及びカウンタ126のカウント状態をアナロ
グ的に表わした図で、カウンタ120はPGC信
号でリセツトされた後、フリツプフロツプ108
のバルス区間*2クロツクをカウントし、更に
FF21のパルス区間に*0クロツクをカウント
する。この場合FF21のパルス区間にMSD出力を
生じ、このMSD出力によりカウンタ126をリ
セツトする。即ち、第7図hに示すようにTSFT
信号の区間で*1クロツクをカウントし巡回して
いるがFF21のパルス区間にはカウンタ120よ
りのMSD出力により強制的に巡回位相が変更さ
れる。また、第8図は第7図でgの信号時間位置
を拡大して他の信号をも含ませて示した波形図で
ある。
第8図aはPGA信号、bはPGB信号、cは
PGA信号に応じて立上がり、所定の固有の時間
の後に立下がる遅延回路54の出力、dはこの立
下がりに応じてセツトされかつPGB信号に応じて
リセツトされるフリツプフロツプ56の出力FF1
である。eは位相ループからのMFD信号であ
り、PGA信号により立上がり位相誤差を表わす
期間を有している。PGA′信号によりリセツトさ
れる速度検出カウンタ78はこのMFD信号期間
の間※1クロツクをカウントする。即ち、位相項
はカウンタ78のカウント値の初期値を変えるこ
とによつて速度ループ中に導入される。fはTSF
T信号を示し、これは同様PGA信号に応じて立上
がり所定の長さ即ち上述したように位相ループ用
バツフアカウンタ126が6回転する目的のため
に使用される。
PGA信号に応じて立上がり、所定の固有の時間
の後に立下がる遅延回路54の出力、dはこの立
下がりに応じてセツトされかつPGB信号に応じて
リセツトされるフリツプフロツプ56の出力FF1
である。eは位相ループからのMFD信号であ
り、PGA信号により立上がり位相誤差を表わす
期間を有している。PGA′信号によりリセツトさ
れる速度検出カウンタ78はこのMFD信号期間
の間※1クロツクをカウントする。即ち、位相項
はカウンタ78のカウント値の初期値を変えるこ
とによつて速度ループ中に導入される。fはTSF
T信号を示し、これは同様PGA信号に応じて立上
がり所定の長さ即ち上述したように位相ループ用
バツフアカウンタ126が6回転する目的のため
に使用される。
速度検出用カウンタ78は、また信号FF1の期
間の間※1クロツクをカウントする。上述したよ
うにFF1の期間は速度項を表わしている。従つ
て、速度検出カウンタ78はFF1信号の立下がり
位置で位相及び速度項に対応した個数のクロツク
をカウントしたことになる。
間の間※1クロツクをカウントする。上述したよ
うにFF1の期間は速度項を表わしている。従つ
て、速度検出カウンタ78はFF1信号の立下がり
位置で位相及び速度項に対応した個数のクロツク
をカウントしたことになる。
第8図gはPWMの周期を定めるTi信号を示
し、hはPWM出力発生用のフリツプフロツプ7
0の出力であるFF2を示す。FF2はTiタイミング
パルスの位置で立上がり位相及び速度項の大きさ
に応じた期間の終了で立下がる。iはフリツプフ
ロプ58の出力FF3で、これはPGBパルスの到来
で立上がり、次に時間的に続くTiタイミングパ
ルスの生起で立下がる。第8図jはFF3の立下が
りに応じて立上がりかつ次のTiタイミングパル
スに応じて立下がるFF10信号を示す。このFF10
信号はANDゲート84に与えられ、クロツク※
0をストローブしてORゲート88を介して速度
検出用カウンタ78のクロツク入力に※0クロツ
クを供給する。FF10期間の途中※0クロツクの
供給でカウンタ78がフルアツプし、それにより
カウンタ78がMSD立下がりエツジを出力する
と、これは速度ループ用バツフアカウンタ66を
リセツトする。これはこのバツフアカウンタ66
のMSDエツジを生じさせこれによりFF2信号の立
下がり位置(矢示位置)のタイミングを決定させ
る。以後のFF2の立下がり位置は次のリセツトパ
ルスの到来までバツフアカウンタの立下がりに従
うことになる。第8図k及びlはカウンタ66及
びカウンタ78のカウント状態をアナログ的に表
わした図で、カウンタ66のMSD出力はフリツ
プフロツプ70のリセツトタイミングを決めてい
る。又カウンタ78はPGA′信号でリセツトされ
た後、MFD出力区間に位相情報として*1クロ
ツクをカウントし、FF1出力区間では速度情報と
して同じく*1クロツクをカウントする。更に
FF10出力区間中に*0クロツクをカウントして
MSD出力が得られるようになされ、このMSD出
力でカウンタ66を強制的にリセツトしてその巡
回位相を変更することになる。
し、hはPWM出力発生用のフリツプフロツプ7
0の出力であるFF2を示す。FF2はTiタイミング
パルスの位置で立上がり位相及び速度項の大きさ
に応じた期間の終了で立下がる。iはフリツプフ
ロプ58の出力FF3で、これはPGBパルスの到来
で立上がり、次に時間的に続くTiタイミングパ
ルスの生起で立下がる。第8図jはFF3の立下が
りに応じて立上がりかつ次のTiタイミングパル
スに応じて立下がるFF10信号を示す。このFF10
信号はANDゲート84に与えられ、クロツク※
0をストローブしてORゲート88を介して速度
検出用カウンタ78のクロツク入力に※0クロツ
クを供給する。FF10期間の途中※0クロツクの
供給でカウンタ78がフルアツプし、それにより
カウンタ78がMSD立下がりエツジを出力する
と、これは速度ループ用バツフアカウンタ66を
リセツトする。これはこのバツフアカウンタ66
のMSDエツジを生じさせこれによりFF2信号の立
下がり位置(矢示位置)のタイミングを決定させ
る。以後のFF2の立下がり位置は次のリセツトパ
ルスの到来までバツフアカウンタの立下がりに従
うことになる。第8図k及びlはカウンタ66及
びカウンタ78のカウント状態をアナログ的に表
わした図で、カウンタ66のMSD出力はフリツ
プフロツプ70のリセツトタイミングを決めてい
る。又カウンタ78はPGA′信号でリセツトされ
た後、MFD出力区間に位相情報として*1クロ
ツクをカウントし、FF1出力区間では速度情報と
して同じく*1クロツクをカウントする。更に
FF10出力区間中に*0クロツクをカウントして
MSD出力が得られるようになされ、このMSD出
力でカウンタ66を強制的にリセツトしてその巡
回位相を変更することになる。
第1図は従来方式のサーボ回路を示す概略ブロ
ツク図、第2図は第1図の回路の動作波形図、第
3図は一般的なデジタル形誤差検出器の動作を説
明するための波形図、第4図は本発明の実施例を
説明するための位相サーボの説明図、第5及び第
6図は本発明の一実施例のデジタルサーボ回路の
ブロツク図、第7図及び第8図はこの実施例の動
作波形図である。 図で66は速度ループ用バツフアカウンタ、7
0はPWM発生用フリツプフロツプ、78は速度
検出カウンタを示す。
ツク図、第2図は第1図の回路の動作波形図、第
3図は一般的なデジタル形誤差検出器の動作を説
明するための波形図、第4図は本発明の実施例を
説明するための位相サーボの説明図、第5及び第
6図は本発明の一実施例のデジタルサーボ回路の
ブロツク図、第7図及び第8図はこの実施例の動
作波形図である。 図で66は速度ループ用バツフアカウンタ、7
0はPWM発生用フリツプフロツプ、78は速度
検出カウンタを示す。
Claims (1)
- 1 クロツク信号を計数し巡回する第1のカウン
タの計数位相と、基準位相とに基づいてPWM信
号を得、このPWM信号により回転体を駆動する
モータを制御する様に構成したデイジタルサーボ
回路において、第2のカウンタを設け、該第2の
カウンタの計数位相に基づいて上記第1のカウン
タの計数を開始させることにより上記第1のカウ
ンタの計数位相を変更させると共に上記第2のカ
ウンタのクロツク端子には上記回転体に設けたパ
ルス発生器の出力に基づいて得た速度に応じて幅
の変化する速度クロツクゲートパルスによりゲー
トされたクロツクパルスと、上記パルス発生器の
出力と外部信号の位相差とに基づいて得た位相ク
ロツクゲートパルスとによりゲートされたクロツ
クパルスとを与えることにより上記第2のカウン
タ計数位相を変更させて上記回転体の回転速度及
び上記外部信号に対する回転位相とが制御される
ように構成されたことを特徴とするデイジタルサ
ーボ回路。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP740478A JPS54102474A (en) | 1978-01-27 | 1978-01-27 | Digital servo circuit |
US06/006,756 US4242619A (en) | 1978-01-27 | 1979-01-26 | Digital servo control circuit |
IT19671/79A IT1109798B (it) | 1978-01-27 | 1979-01-26 | Servocircuito di controllo,di tipo digitale |
DE19792903317 DE2903317A1 (de) | 1978-01-27 | 1979-01-29 | Servosteuereinrichtung (regelsystem) mit digitaltechnik zur steuerung der drehung eines drehelementes u.dgl. |
FR7902245A FR2415829A1 (fr) | 1978-01-27 | 1979-01-29 | Systeme de servo-commande |
GB7903042A GB2015201B (en) | 1978-01-27 | 1979-01-29 | Servo speed control systems for controlling the rotation of a rotary member |
AT0062979A AT380604B (de) | 1978-01-27 | 1979-01-29 | Motor-servoregelkreis |
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