JPS6325911Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はモータの回転速度又は回転位相など
の制御に適用されるサーボ回路に関するもので、
サーボ系の引込みを早くすることを目的とする。

一般にモータを基準信号に同期するように制御
するサーボ系に於て基準信号に混入した高周波の
ノイズや、比較回路に現われる誤差電圧の高周波
成分を除去するためフイルターが必要である。こ
のフイルターにより上記ノイズによる同期乱れ
や、高周波成分によるモータのゆらぎが防止で
き、モータは安定に回転する。一方このフイルタ
ーの時定数を大きくするために回路定数を大きく
していくとコンデンサへの充電時間が大きくなり
サーボ系の引き込み時間、即ちモータの回転速度
又は位相が基準信号に同期するまでの時間が長く
かかる欠点がある。

この考案はこの欠点を除去し、モータの起動時
などの過渡時にはフイルターの時定数を小さくし
てサーボ系の引き込みを早くし、定常時には時定
数を大きくしてモータの回転を十分安定にするよ
うに構成したものである。

図はこの考案の一実施例の回路図で、１は基準
信号入力端子、２は位相比較器で端子１の入力基
準信号とモータ５の回転を検出する回転検出器６
の信号との位相比較を行ない位相差に応じた誤差
出力を発生する。３は後述するループフイルター
部で該フイルタ３の出力は電力増巾器４で増巾さ
れモータ５を駆動する。このような構成によりい
わゆる閉ループサーボ系が構成され、モータ５は
基準信号に同期して回転するように構成され、モ
ータ５は基準信号に同期して回転するように制御
される。

この考案によるサーボ系ではループフイルター
部３は図に示すように、抵抗R₁，R₂およびコン
デンサC₁よりなる低域通過フイルタ３１と、コ
ンデンサC₂および抵抗R₃よりなる高域通過フイ
ルタ３２とを、抵抗R₄，R₅で構成されたバイア
ス回路３４によりバイアス電圧が与えられるダイ
オードD₁，D₂の逆並列接続回路３３を介して図
のように接続して形成する。

常動作状態に於ては位相比較器２の誤差出力は
ほぼ一定の直流電圧となり、従つてダイオード逆
並列接続回路３３の一方の端子が接続されている
抵抗R₂とコンデンサC₁の接続点Ａも一定直流電
圧となる。Ｂ点のバイアス電位は、この状態に於
てダイオードD₁，D₂が非導通になるように、す
なわち、ダイオードが導通を始めるのに要するス
レツシヨルドレベルVth（一般のシリコンダイオ
ードでは約0.6V）とすれば、Ｂ点の電位を（Ｅ
Vth）と（Ｅ＋Vth）の間となるように抵抗
R₄，R₅の値が設定され、この例ではＡ点とほぼ
同電位になるように調整されている。従つて、定
常動作状態においては位相比較器２の誤差出力の
変動が小さいのでＡ点の電位も一定値Ｅとなり、
ダイオードD₁，D₂は非導通状態が保持される。
また位相比較器２の誤差出力の変動が小さいの
で、この変動分は高域通過フイルタ３２を介して
Ｂ点に伝達されるものの、小さい値であるので、
ダイオードD₁，D₂を導通するには至らない。こ
のように、定常動作状態ではダイオードD₁，D₂
は非導通となるから高域通過フイルタ３２はサー
ボ系ループからは切離され、また低域フイルタ３
１は抵抗R₄，R₅と切離されていることになり、
ループフイルタ部３は低域フイルタ３１のみが動
作状態となる。

次にモータの起動時や、基準入力信号が切換つ
たときなどの過渡状態に於ては、位相比較器２の
出力が急変し、大きな過渡的誤差出力が発生す
る。この急変出力は低域フイルタ３１の抵抗R₁，
R₂の分圧比で電力増巾器４に若干量（この量は、
通常R₁＞R₂なので、R₂／R₁＋R₂≪１となり小さい） 伝達され、サーボ系の応答に少し寄与するが、急
変出力レベルの大部分は低域フイルタ３１のコン
デンサC₁の作用で遅延を生じて電力増巾器４に
達するため、モータの回転制御修正が遅れて行わ
れてハンチングを起したり、上記遅延した急変出
力のレベルが大きいために電力増巾器４が飽和し
て、正常の制御が行われなくなり、ますますハン
チングを助長する場合がある。しかし、ここでは
上記のようにダイオードD₁，D₂を挿入している
ので、コンデンサC₁の端子電圧が過大に高くな
つたり又は低くなるとダイオードD₁又はD₂が導
通してコンデンサC₁の端子電圧がＢ点のバイア
ス電位からダイオードのスレシヨルドレベル分だ
け偏移した電圧、すなわちＥ＋VthまたはＥ−
Vth（実際にはVthは小さいから、ほぼＢ点のバ
イアス電位Ｅと考えてよい）にクランプされて低
域フイルタ３１の機能が停止し、遅延した誤差入
力による影響が防止されるとともに電力増巾器４
への過大入力が押えられる。

一方、上記のような急変誤差出力に対しては、
サーボ系の応答を早くして系を定常動作に引き込
むことが必要であり、このためにここでは定常動
作時に不要である高域通過フイルタを動作させる
ようにして速応性を増す。過渡時においては上記
急変出力（これは高域成分である）が高域通過フ
イルタ３２を通過してＢ点に達し、誤差出力が大
きい場合はＢ点の電位はダイオードのスレシヨル
ドレベル以上（Ａ点の電位は前述のように遅れて
変化するので）になり、ダイオードD₁またはD₂
を導通状態にする。このようにして位相比較器２
の誤差出力の高域成分が高域通過フイルタ３２か
らダイオードD₁又はD₂およびR₂を通じて電力増
巾器４に加わり、結果的にループフイルタ３の時
定数が小さくなりモータの同期引き込みが早くな
る。上記急変出力後、高域通過フイルタ３２のコ
ンデンサC₂の作用により、Ｂ点の電位は元に復
帰する方向に次第に変化し、一方この間前述の低
域フイルタ３１の説明欄で述べた動作が並行開始
される。高域通過フイルタ３２の作用によるダイ
オードの導通が終止し、低域フイルタ３１の作用
でダイオードが不導通となると、前記の如くクラ
ンプ作用が行われる。

このようにして同期状態に入るとＡ点、Ｂ点の
電位はともにＥになるのでダイオードD₁，D₂は
非導通となり、再び低域通過フイルタ３１のみが
動作して安定状態となる。

以上の如くこの考案は位相比較器の誤差信号が
過大変動したときのみ高域フイルタに直列に接続
されたダイオードを導通させて当該高域フイルタ
を通過した信号で制御してサーボ系の同期引込み
を早め、同期状態に入るとダイオードを非導通と
して再び低域通過フイルター出力信号のみでサー
ボ系を制御する構成としたもので、起動時または
回転速度を切換えた時などにおける同期引込が早
くなる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の一実施例の回路図である。 図において、２は位相比較器、３はループフイ
ルター部、４は電力増巾器、５はモータ、６は回
転検出器、３１は低域通過フイルタ、３２は高域
通過フイルタ、３３はダイオード逆並列接続回
路、３４はバイアス回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータの回転数または回転位相を検出し、この
   検出信号と基準信号とを比較して誤差信号を得、
   その誤差信号にもとずいて上記モータの回転数ま
   たは回転位相を制御するように構成されたものに
   おいて、抵抗と充電コンデンサとで構成され上記
   誤差信号が入力される低域通過フイルタ、高域通
   過フイルタと特定のスレツシヨルド電圧を有する
   ダイオード逆並列接続回路とで構成され、上記低
   域通過フイルタの入力端から上記高域通過フイル
   タと上記ダイオード逆並列接続回路をこの順に介
   して上記低域通過フイルタの充電コンデンサの充
   電端子に接続する直列体、及び定常動作状態にお
   いては上記直列体の中間接続点の電位を上記低域
   通過フイルタの充電コンデンサの充電端子との電
   圧差が上記スレツシヨルド電圧以下になるように
   保持するバイアス回路を有し、定常動作状態にお
   いて上記直列体の中間接続点と上記低域通過フイ
   ルタの充電コンデンサの充電端子とが同レベルの
   電位となつて上記ダイオード逆並列接続回路は非
   導通状態となり上記低域通過フイルタのみが動作
   し、上記誤差信号が所定レベルを超えて変動した
   過渡動作状態において上記中間接続点の電位が上
   記充電コンデンサの充電端子の電位よりスレツシ
   ヨルド電圧以上に大きくなつて上記ダイオード逆
   並列接続回路は導通状態となり上記高域通過フイ
   ルタと上記低域通過フイルタが動作するように構
   成されたループフイルタを備え、上記誤差信号に
   関連して得られる上記充電コンデンサの端子電圧
   にもとずいて上記モータを制御するようにしたこ
   とを特徴とするサーボ回路。