JPS6260002A - 自動ル−プ利得制御回路 - Google Patents

自動ル−プ利得制御回路

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JPS6260002A
JPS6260002A JP19978485A JP19978485A JPS6260002A JP S6260002 A JPS6260002 A JP S6260002A JP 19978485 A JP19978485 A JP 19978485A JP 19978485 A JP19978485 A JP 19978485A JP S6260002 A JPS6260002 A JP S6260002A
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JP
Japan
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loop
circuit
gain
reference signal
control circuit
Prior art date
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JP19978485A
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English (en)
Inventor
Fusao Ushio
潮 房雄
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、自動制御回路におけるループ利得を一定にす
るための自動ループ利得制御回路に関するものである。
従来の技術 閉ループを持った自動制御回路においては、最適な特性
を得るために、−巡伝達関数のゲイン定数を増減するこ
とが行表われている。
ところで一般にゲイン定数を加減すると自動制御系の過
渡応答と定常応答の両方が変化する。たいていの場合に
は過渡応答と定常応答とは相応する性格をもっている。
すなわち、ゲイン調整により過渡応答を安定なものにし
ようとする定常偏差が増大し、定常偏差を減少させるよ
うにゲイン定数を大きくすると過渡応答が不安定になる
。従って、ループの各構成要素が定められた自動制御回
路においては、各構成要素のバラツキによるループ利得
の変動を吸収して最適な特性を得るために可変抵抗器等
によりゲイン定数を最適値に設定していた。(例えば、
オーム社刊「自動制御入門」209頁) 第6図に従来例の具体的なブロック図を示すO同図は自
動制御回路の例として、公知の’l/HD方式のビデオ
ディスクプレーヤのトラッキング回路を示している。1
はディスク、2はピックアップ、3はピックアップ回路
であり、ピックアップ回路3よりディスク1上に記録さ
れた信号が再生される。4はトラッキング信号検出回路
であシ、ディスク上の信号トラックの両側に記録された
2つのトラッキング信号fp1. 都、の再生レベルを
検出し、それらの再生レベルの差を取ることでトラッキ
ング誤差信号を得ている。5は可変抵抗器、6は位相補
償回路、7はコイル駆動回路、8はトラッキングコイル
でピックアップ2の後端にある磁石に研界をかけてディ
スク上の信号をトラッキングする。
発明が解決しようとする問題点 このようなシステムにおいて、信号のトラックピッチは
1.35μmであり、もし、ディスクの偏心が±200
μmの時、ピックアップの信号トラックのトレース誤差
を±0.2μm以下にしようとすると、60dBの開ル
ープ利得が必要になる。
このような高利得の回路においては、ループ利得の変化
が自動制御系の安定性を著しく損なう。
一般に、vHD方式においては、開ループ利得の変動を
±3dB以内にしなければならない。ところで、ループ
利得のバラツキの原因となるものは、レコード上に刻ま
れたトラッキング信号の幅及び深さ、ピックアップ2先
端の電極の幅及び厚み、トラッキング信号検出回路4の
検出利得、その他、各回路の素子のバラツキに起因する
回路利得等の変動が考えられる。
このうち、回路において発生する利得の変動はプレーヤ
を工場等で調整する時に可変抵抗6を調整することで吸
収出来る。しかしながら、レコード上のトラッキング信
号の幅及び深さのバラツキは、個々のレコードの製造上
のバラツキが原因である為、プレーヤの工場調整時に可
変抵抗5を調整することでは吸収出来ない。また、ピッ
クアップの電極の摩耗に起因する電極幅及び厚みの変化
、及びピックアップ交換時に生じるピックアップ電極の
バラツキも同様の理由でプレーヤの工場調整時には吸収
出来ない〇 一方、開ループ利得の調整には高価な計測器と高度の技
術が必要な為プレーヤの使用者が可変抵抗5を可変して
開ループ利得を調整することは実質的に不可能である。
これらの理由によシ、ディスクやピックアップを交換し
た時、あるいは、ピックアップの電極幅が変化した時に
は、トラッキング回路の開ループ利得が変動し、トラッ
キング制御の安定性が損なわれ、はなはだしい場合には
、信号トラックを正しくトラッキング出来なかったり、
隣りのトラックからの妨害信号が入ったりする0 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、例えば、ビ
デオディスクのトラッキング回路でディスクやピックア
ップのバラツキによって生じるトラッキング回路の開ル
ープ利得のバラツキを吸収し、トラッキング制御回路を
安定に動作させる回路を提供することを目的としている
〇 尚、本発明が解決しようとする問題点は、ビデオディス
クのトラッキング回路のみならず、閉ループを持った自
動制御回路であれば、簡単に実施可能である。
問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題を解決するため、制御回路の閉ループ
に一定の周波数の基準信号を加算し、閉ループを一巡し
た基準信号の位相変化を検出し−その位相変化量が一定
になるように制御回路の開ループ利得を変化させるとと
もに、自動ループ利得制御回路が安定に動作している時
、すなわちループが引込んだ時と、ループが引込んでい
ない時とで基準信号の加算量を変える手段を設けたこと
を特長とするものである。
作用 本発明は上記した構成によp、制御回路の開ループ利得
が絶えず一定に保たれ自動制御系の各構成要素のバラツ
キによる制御系の不安定性を無くすことが出来るととも
に、ループの引込みを速くすることが出来、さらに、ル
ープカ司1込まれた後は制御ループが安定に動作するこ
とが可能になる。
実施例 第1図は本発明の自動ループ利得制御回路の一実施例を
示すブロック図である。同図において、従来例を示す第
6図と同一のブロックには、第6図と同一の番号を付し
ている。第1図において、10は基準信号発生回路、1
1は加算回路、12は可変利得増幅回路、13は位相差
検出回路、14は反転増幅器、15は可変利得回路、1
6はループ引込み検出回路である。
以下に、本発明の詳細な説明する為に、自動制御回路に
ついて、一般的な説明を行なう。
第1図に示したような自動制御回路は一般にその伝達関
数が(1)式で示すような、Sの2次式で表わされる。
(例えは、オーム社「自動制御入門」69ページ) (、(Sl=□ ・・・・・・・・・ (1)TS+2
CTS +1 (1)式においてS=jωと置き換えた時のボード線図
を第2図に示す。図から解るようにωT〉1では、ゲイ
ンは12 dB / octで減衰する0また位相はω
T=1で−90になる。このことは、第1図に示すトラ
ッキングサーボ回路において、ωTく1の周波数成分を
もつ変動に対してトラッキングサーボが行なわれており
、それ以上の周波数に対しては、トラッキングサーボが
十分性なわれていないことを意味する。また、ωT=1
 となる周波数成分をもつ変動に対しては、90度遅れ
た位相でトラッキングされていることを示している0そ
こで、ここではωT=1  となる周波数をカットオフ
周波数と呼ぶ。またζは制御系数と呼ばれ、過渡応答に
対する追従性を決定する。例えば、第6図の従来例にお
いては、カットオフ周波数をIKflz、ζ=0.4に
なるように、ゲイン定数、位相補償回路を決定すれば、
良好なトラッキング特性が得られる。
一方、実際に動作している自動制御回路において、その
特性を示すボード線図を、第3図に示すような回路を用
いることで測定出来ることが知られている。第3図にお
いて、20,21,22゜23.24は抵抗で、各々の
抵抗値は同一とする。
25.26はオペアンプ、27は可変周波数の発振器を
示す。自動制御回路を構成している閉ループの一部を切
断して、第3図の回路を挿入する。
この時、A点より信号が入力され、B点より信号が出力
されることで、閉ループが構成されるようにする。もし
、可変周波数発振器27の出力が無い場合には、第3図
の回路を閉ループの一部に挿入しても、閉ループの特性
には、何ら影響は無い。
次に、可変周波数発振器27から、制御回路の安定性を
そこなわない程度の比較信号を加算して0点の比較信号
を規準にして、A点に表われる比較信号のレベルと位相
を測定すれば、自動制御回路の特性を示すボード線図が
得られる。
以上に示した事実に基づいて、第1図の動作を説明する
第1図において、基準信号発生回路10は、例えばIK
IIzの正弦波の基準信号Cを発生している。
16は可変利得回路で、ループ引込み検出回路16から
の信号に応じて利得が可変される。14は反転増幅器で
、可変利得回路15を通った基準信号eを反転増幅する
。14は反転増幅器で基準信号発生回路10からの信号
Cを反転増幅する。
11は加算回路であり、閉ループ中のトラッキング信号
検出回路40制御信号と、反転増幅された基準信号dを
加算する。この加算回路11からの出力信号すは、可変
利得制御回路12へ入力される。一方13の位相比較回
路には、基準信号Cと、制御信号とループを一巡した基
準信号aが重畳された信号が入力され、基準信号Cとル
ープを一巡した基準信号aの位相を比較する。
第4図に、ここで用いるに適した可変利得増幅回路12
の特性例を示す。すなわち、入力電圧が零の時は、一定
の利得ム、であり、入力電圧が十の時は、利得が増加し
、入力電圧が−の時は利得が減少する。
第5図に、ここで用いる位相比較回路の特性の例を示す
。すなわち、入力信号の位相差が90度の時は出力電圧
が零であり、入力位相差が90度より小さい時はその位
相差に比例したHの電圧を出力し、入力位相差が90度
より大きい時はその位相差に比例した(刊の電圧を出力
する。今、第1図で示す制御回路の最適なカットオフ周
波数が1KHzであるとし、そのループ利得が最適に設
定されている時は、基準信号Cに対して、ループを一巡
した基準信号aは90度遅れの位相になっているO 今、もし何らかの原因、例えば、ディスクのビットの形
状の変化や、ピックアップの感度の変化等でループの利
得が変化したとする。もしも、ループの利得が減少した
とすると、ループを一巡した基準信号aは基準信号Cの
位相に対して90度以上遅れる。この時、位相差検出回
路13は(+)の電圧を発生し、可変利得増幅回路12
の利得は増加する。一方、ループの利得が増加した時は
、基準信号aの位相は基準信号Cの位相に対して90度
よシ少ない遅れとなる。この時、位相差検出回路13は
−の電圧を発生し、可変利得増幅回路12の利得は減少
する。このようにすることで、トラッキングサーボ回路
のループ利得が絶えず一定に保たれる。
すなわち、ディスクの交換やピックアップの交換、ある
いは、回路素子のバラツキ等が原因で生じる、自動制御
回路における各構成要素のバラツキに対して、自動的に
ループ利得を最適値にすることが出来る。
ところで、このような自動ループ利得制御回路において
は、ループに加算される基準信号は、トラッキング回路
の動作に妨害を与えないような小さなレベルでなければ
ならないために、ループが安定に動作を開始するまでに
、すなわちループが引込むまでに長い時間を必要とした
り、ループが引込まなかったりする場合がある。
そこで、自動ループ利得制御回路が動作を開始し、ルー
プが引込むまでは、可変利得回路16の利得が犬きくな
シ、ループを一巡した基準信号のレベルを大きくする。
その後、ループが引込むと、可変利得回路15の利得を
小さくして、ループに加算される基準信号のレベルを下
げる。16はループ引込み検出回路であり、位相差検出
回路13の出力がほぼ0の時、すなわちC信号とC信号
の位相差か90の時に、ループが引込んだと判断し例え
ば“High ”の電圧を出力し、位相差検出回路13
の出力が十又は一方向に大きくずれている時、すなわち
、C信号とと信号の位相差が900よりも大きくずれて
いる時は、ループが引込んでいないと判断して例えば”
 Low”の電圧を出方する。
可変利得回路15は、ループ引込み検出回路16の出力
電圧が“Low”  の時は、利得が大きくな)、ルー
プ引込み検出回路16の出方電圧が6旧qh″の時は利
得が小さくなるように動作する。
以上の動作により、ループが引込みっつある時は、ルー
プを一巡した基準信号のレベルが大きくなり、その為、
位相層検出回路13の動作がよシ安定に行なわれること
になる。従って、ループの引込みが安定に行われる。一
方、ループが引込んだ後は、ループに加算される基準信
号のレベルが小さくなる為、基準信号を加算することに
よるトラッキング回路への妨害を小さくおさえることが
出来る。
尚、以上は、VHD方式のトラッキング回路を例として
、本実施例を説明したが、本発明の実施例は、これのみ
に限定されることは無く、一般に、閉ループを持つ自動
制御回路において、簡単に応用出来ることは明らかであ
る。
第1図の実施例では、ループの利得を可変する手段とし
て、可変利得増幅回路12を用いたが、ループの利得を
可変出来れば他の手段を使っても良いことは明らかであ
り、例えば、トラッキング信号検出回路4へ入るトラッ
キング信号のレベルを可変にしても良い。また、基準信
号を加算する位置は、ループ内の任意の位置でかまわな
い。また基準信号を加える手段と、ループの利得を可変
にする手段は、どちらがループの内で先に設置されても
かまわないことはあきらかである。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、簡単な構成で自動制御
回路のループ利得を一定に保つことにょシ、自動制御回
路を絶えず、最適な状態で動作させることか出来るとと
もに、ループの引込みを安定に行ない、かつループが引
込んだ後は、自動ループ利得制御回路が追加されたこと
による自動制御回路の動作への妨害を小さくおさえるこ
とが出来、実用上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における自動ループ利得制御
回路を示すブロック図、第2図はSの二次式で示される
伝達関数を持つ自動制御回路のボード線図、第3図は同
本実施例の自動制御回路のボード線図のために用いる回
路図、第4図は同本実施例の可変利得増幅回路の特性図
、第5図は同本実施例の位相検出回路の特性図、第6図
は従来の自動制御回路のブロック図である。 1・・・・・・ディスク、2・・・・・・ピックアップ
、3・・川・ピックアップ回路、4・・・・・・トラッ
キング信号検出回路、6・・・・・・位相補償回路、7
・・・・・・コイル駆動回路、8・・・・・・トラッキ
ングコイル、1o・・・・・・基準信号発生回路、11
・・・・・・加算回路、12・川・・可変利得増幅回路
、13・・・・・・位相差検出回路、14・・・・・・
反転増幅器、15・・・・・可変利得回路、16・・・
・・・ループ引込み検出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名刀 
1 図 f−一“テ”イz7 ?“−−ジ゛ず7アリ丁 トー1う!〒ンク゛ゴラル 14−一反車云n暢1に 第2図 JJT 第3図 −) 4 図 入力電圧 第5図 第6図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)閉ループを持った自動制御回路の閉ループ中に基
    準信号を加える手段と、上記基準信号と上記閉ループを
    一巡した基準信号の位相を比較する手段と、上記位相を
    比較する手段の出力に応じて閉ループの利得を変化させ
    る手段と、上記基準信号の加算量を可変にする手段を備
    えたことを特徴とする自動ループ利得制御回路。
  2. (2)基準信号と閉ループを一巡した基準信号の位相差
    が略90度になるように閉ループの利得を変化させるよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    自動ループ利得制御回路。
  3. (3)基準信号の加算量が、ループの引込みが終るまで
    は多く、ループの引込みが終った後は少くなるように可
    変されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の自動ループ利得制御回路。
JP19978485A 1985-09-10 1985-09-10 自動ル−プ利得制御回路 Pending JPS6260002A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01229904A (ja) * 1988-03-10 1989-09-13 Iseki Tory Tech Inc 管内計測装置
JPH01303630A (ja) * 1988-05-31 1989-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd デジタルディスク再生装置の同期検出装置
JPH02143928A (ja) * 1988-11-25 1990-06-01 Fujitsu Ltd 光学的記憶装置
JPH0388139A (ja) * 1989-08-31 1991-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd トラッキングサーボ制御方法

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