JPS6366159B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 本発明は、例えば、磁気記録再生装置の磁気テ
ープ駆動用キヤプスタンモータ等のモータの回転
速度を一定に制御するためのモータ制御回路に関
し、より詳細には、基準信号と被制御モータの回
転検出器の出力である回転検出信号とを受ける位
相同期回路の出力をローパスフイルタに通し、そ
の出力によりモータの駆動電流を制御することに
より前記モータの回転速度を一定に保つように制
御するモータ制御回路に関するものである。

(b) 従来技術 テープレコーダーやデータレコーダ等の磁気記
録再生装置の磁気テープ駆動用キヤプスタンモー
タの制御回路として、第２図に示すものが多く使
用されている。このモータ制御回路は、キヤプス
タンモータＭと同軸の回転検出器、例えばロータ
リーエンコーダREによつて得た回転検出信号と
水晶発振器から出力された基準信号とを位相同期
回路（Phase−Locked Loop、以下PLL回路と
いう）によつて位相比較し、該PLL回路の出力
信号をローパスフイルタLPFに通し、増幅器
Ampによつて増幅し、その増幅器Ampの出力信
号によつてトランジスタＱを介してモータＭを制
御するようにしたものであり、第３図は、各信号
を示すタイムチヤートである。

このようなモータ制御回路においては、モータ
Ｍの回転速度が基準回転速度よりも大きく遅れる
と、回転検出信号の位相が基準信号の位相よりも
大きく遅れ、その位相差の大きさに対応したパル
ス幅を有するパルスがPLL回路から出力される。
そして、PLL回路から出力されたパルスがロー
パスフイルタLPFによつてそのパルス幅と対応
する直流レベルを有する信号に変換される。従つ
て、回転が遅くなつて回転検出信号の位相遅れが
大きくなる程ローパスフイルタLPFの出力レベ
ルが高くなり、キヤプスタンモータＭに供給され
る電流が大きくなる。その結果、モータＭの回転
速度が高くされる。逆に回転速度が速すぎる場合
には、ローパスフイルタLPFの出力レベルが低
くなり、キヤプスタンモータＭに供給される電流
が小さくなり、モータＭの回転速度が低くされ
る。しかして、モータＭは一定速度に保たれるの
である。

ところで、ローパスフイルタLPFの出力信号
には、必然的にリツプルがあり、キヤプスタンモ
ータＭを低速回転させる場合には、このリツプル
によるフラツターと称される速度変動が生じる。
このようなフラツターは、例えば録音再生装置で
あれば、当然に音質劣化をもたらす。特に、周波
数変調磁気記録をする場合にはそのような速度変
動から受ける悪影響は非常に大きくなる。またノ
イズ発生源となりデータ信号系に悪影響を及ぼ
す。従つて、このリツプルをできるだけ小さくす
る必要性がある。

このような必要性に応えるために、第４図に示
すような充放電回路CDCを、PLL回路とローパ
スフイルタLPFとの間に設けることが考えられ
る。そこで、この充放電回路CDCについて説明
する。

SWa，SWcはコンデンサCa，Cbに対する充電
経路を開閉する充電用スイツチで、これがオンし
たときは抵抗手段Reを通してコンデンサCa，Cb
に対する充電が行われる。スイツチSWaは、
PLL回路の出力Ｃによりスイツチング制御され、
スイツチSWcは、後述するインバータINVbの出
力Ｇによつてスイツチング制御される。SWbお
よびSWdは、コンデンサCaおよびCbを放電させ
る放電用スイツチで、これがオンしたときは抵抗
手段Rfを通してコンデンサCaおよびCbが放電す
る。スイツチSWbは、インバータINVbの出力Ｇ
によつてスイツチング制御され、スイツチSWd
はPLL回路の出力Ｃのよつてスイツチング制御
される。また、スイツチSWeおよびSWfは、コ
ンデンサCaおよびCbを急速放電させる急速放電
用スイツチで、SWeは後述するノア回路NORa
の出力Ｈによつてスイツチング制御され、SWfは
同じくノア回路NORbの出力Ｉによつてスイツチ
ング制御される。

INVa，INVbおよびNANDは、上記放電用ス
イツチSWb、充電用スイツチSWcをスイツチン
グ制御する回路を構成するインバータおよびナン
ド回路で、インバータINVaは、基準信号Ａ、即
ちPLL回路の一方の入力端子Ａに入力されると
ころの水晶発振器の出力信号を反転し、ナンド回
路NANDは、そのインバータINVaの出力と回転
検出信号Ｂとを受け、インバータINVbは、その
ナンド回路NANDの出力信号を反転してスイツ
チング制御信号ＧとしてスイツチSWbおよび
SWcへ送出する。NORaはノア回路で、基準信
号Ａと回転検出信号Ｂとを受けて信号Ｈを上記急
速放電用スイツチSWeに出力し、その急速放電
用スイツチSWeをスイツチング制御する。INVc
は、回転検出信号Ｂを反転するインバータで、そ
の出力信号Ｅはノア回路NORbに入力される。ノ
ア回路NORbは、そのインバータINVcと上記
INVaとから信号ＥとＤを受け、上記急速放電用
スイツチSWfをスイツチング制御する。

FaおよびFbは、コンデンサCaおよびCdの端子
電圧をそれぞれ増幅する電界効果トランジスタ、
RaおよびRbは、ソースフオロワ回路を構成する
抵抗で、電界効果トランジスタFaおよびFbそし
て抵抗RaおよびRbからなる２つのソースフオロ
ワ回路の出力は、抵抗RcおよびRdによつて互い
に合成される。その合成出力信号Ｌが、充放電回
路CDCの出力となる。尚、第５図は、充放電回
路CDCの各信号の波形を示すタイムチヤートで
ある。

この第４図に示す充放電回路CDCの動作につ
いて簡単に説明すると、次の通りである。

基準信号Ａが立上つてから回転検出信号Ｂが立
上るまでの期間PLL回路の出力Ｃが「ハイ」に
なり、その間充電用スイツチSWaが閉じ、抵抗
手段Reを通てコンデンサCaが充電され、その端
子電圧が０から一定の上昇速度で上昇し、その上
昇は回転検出信号Ｂが立上つた時点で終了する。
一方、充放電スイツチSWaと同じ信号Ｃでスイ
ツチング制御されるスイツチSWdを通してコン
デンサCbが放電され、その端子電圧がある電圧
（その時々によつて常に変化する）から一定の降
下速度で低下する。

ところで、コンデンサCbの放電開始時（基準
信号Ａの立上り時）におけるそれの端子電圧が上
述のようにまちまちとなるため、基準信号Ａと回
転検出信号Ｂとの位相差によつて回転検出信号Ｂ
が立上るまでの間に該コンデンサCbの端子電圧
が０まで低下しきつてしまう場合もあるが０まで
低下しきらない場合もある。そして、コンデンサ
Cbの端子電圧が０まで低下しきらなかつた場合
には、回転検出信号Ｂの立上り時にノア回路
NORbの出力Ｉによつてスイツチング制御される
急速放電用スイツチSWfによりコンデンサCbが
急速放電され、その端子電圧が瞬時に０になる。

次に、先に立上つた基準信号Ａが立下るとイン
バータINVbの出力Ｇが立上り、放電スイツチ
SWbと充電スイツチSWcとが閉じ、端子電圧が
ある値になつていたコンデンサCaが一定の放電
速度で放電され、端子電圧が０になつていたコン
デンサCbが一定の充電速度で充電される。そし
て、回転検出信号Ｂが立下つたときに放電用スイ
ツチSWbおよび充電用スイツチSWcは、ともに
開放され、そのコンデンサCbに対する充電が停
止され、また、ノア回路NORaからの「ハイ」信
号により急速放電スイツチSWeが閉じられ、コ
ンデンサCaが角速放電される。従つて、コンデ
ンサCaが回転検出信号Ｂの立下り時までに０に
なつていなかつた場合には、その立下り時に急速
放電によつてコンデンサCaの端子電圧が０にさ
れる。

この充放電回路CDCは、基準信号Ａに対する
回転検出信号Ｂの遅れが大きい程その２つの信号
Ａ，Ｂの立上り時点間に起きるコンデンサCaに
対する充電の量が、そして２つの信号Ａ，Ｂの立
下り時点間に起きるコンデンサCbに対する充電
の量がそれぞれ大きくなり、その結果、合成出力
信号Ｌの直流レベルが高くなる。その結果、モー
タＭに対する駆動電流が増えて高速になり遅く回
転していたモータＭの回転数が所定値に戻る。

ところで、この充放電回路CDCは、高速放電
用スイツチSWeとSWfによつて、コンデンサCa
とCbがそれぞれ急速放電されることが多い。そ
して、急速放電されると当然のことながらコンデ
ンサCaあるいはCbの端子電圧が急激に変化する
ので、充放電回路CDCの出力電圧に第５図Ｌに
示されるようなリツプルが生じる。従つて、モー
タＭにフラツターが生じ、特に低速回転（例え
ば、4.8cm／sec以下における回転）させていると
きに大きな問題となる。

また、急速放電をするのでそれによつて直流レ
ベルが変動し、回転速度の基準速度との違いにつ
いての検出結果に誤差を生ぜしめる。

(c) 目的 本発明は、上述したような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、リツプルを大幅に低減化
し、特に従来問題となつていた低速回転時のフラ
ツターを有効に防止し得るモータ制御回路を提供
することにある。

(d) 構成 本発明は、上記の目的を達成させるため、基準
信号と被制御モータの回転検出器の出力である回
転検出信号とを受けて位相同期回路の出力をロー
パスフイルタに通し、その出力によりモータの駆
動電流を制御することにより前記モータの回転速
度を一定に保つように制御するモータ制御回路に
おいて、第１のコンデンサと、第２のコンデンサ
と、前記基準信号と前記回転検出信号との立上り
時点間に前記第１のコンデンサの第１の抵抗手段
を通しての充電を行う第１の放電スイツチと、前
記基準信号と前記回転検出信号との立下り時点間
に前記第２のコンデンサの前記第１の抵抗手段を
通しての充電を行う第２の充電スイツチと、前記
基準信号の立下り時点から立下り時点までの間前
記第１のコンデンサを第２の抵抗手段を通して放
電する第１の放電スイツチと、前記基準信号の立
上り時点から立下り時点までの間前記第２のコン
デンサを前記第２の抵抗手段を通して放電する第
２の放電スイツチと、前記第１のコンデンサと前
記第２のコンデンサの端子電圧同士を合成する手
段と、からなる充放電回路を、前記位相同期回路
と前記ローパスフイルタとの間に設けたことを特
徴としたものである。

以下、本発明を添付図面に示した実施例に従つ
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す回路
図、第６図は、同実施例の回路動作を説明するた
めのタイムチヤートである。

同図においては、CDCは、上記PLL回路とロ
ーパスフイルタLPFとの間に回路挿入される充
放電回路、INV１は該充放電回路CDCを構成す
る第１のインバータで、水晶発振器にて生成され
る基準信号Ａと回転検出器としてのロータリエン
コーダREにて生成される回転検出信号Ｂとを受
けるPLL回路の第２の出力信号Ｃを反転する。
この信号Ｃは、基準信号Ａの立上り時点と回転検
出信号Ｂの立上り時点との間の期間に「ハイ」に
なり、それ以外の期間に「ロー」になる信号であ
る。INV２は、第１のインバータINV１の出力
Ｅを反転する第２のインバータで、この第２のイ
ンバータINV２の出力が第１の充電スイツチSW
１にスイツチング制御信号として印加される。
INV３は、基準信号Ａを反転する第３のインバ
ータで、その出力Ｈが第１の放電スイツチSW２
にスイツチング制御信号として印加される。
NANDはナンド回路で、第１のインバータINV
１の出力Ｅと上記PLL回路の第１の出力Ｄとを
受ける。該PLL回路の第１の出力Ｄは、基準信
号Ａの立上り時点と回転検出信号Ｂの立上り時点
との間の期間および基準信号Ａの立下り時点と回
転検出信号Ｂの立下り時点との間の期間にそれぞ
れ「ハイ」になる信号である。

そのナンド回路NANDの出力Ｆは、第４のイ
ンバータINV４によつて反転される。しかして、
そのナンド回路NANDと第４のインバータINV
４とによつて実質的に１つの単なるアンド回路が
構成されているといえる。その第４のインバータ
INV４の出力Ｇが、第２の充電スイツチSW３に
スイツチング制御信号として入力される。SW４
は、基準信号Ａをスイツチング制御信号として受
けて動作する第２の放電スイツチである。

上記第１の充電スイツチSW１は、第１のコン
デンサＣ１に対して充電する役割を果すもので、
これがオンすると、第１の可変抵抗器VR１およ
びこのスイツチSW１自身を通じて第１のコンデ
ンサＣ１が充電される。上記第１の放電スイツチ
SW２は、第１のコンデンサＣ１を放電する役割
を果すもので、これがオンすると、このスイツチ
SW２自身および第２の可変抵抗器VR２を通し
て第１のコンデンサＣ１の放電がなされる。第２
の放電スイツチSW３は、第２のコンデンサＣ２
を充電する役割を果すもので、これがオンすると
上記第１の可変抵抗器VR１およびこの第２の放
電スイツチSW３を通して第２のコンデンサＣ２
が充電される。第２の放電スイツチSW４は、第
２のコンデンサＣ２を放電する役割を果すもの
で、これがオンするとこのスイツチSW４自身お
よび第２の可変抵抗器VR２を通して第２のコン
デンサＣ２が放電される。OA１およびOA２は、
それぞれバツフアアンプとして機能するオペアン
プで、出力信号が反転入力端子に帰還するように
され、非反転入力端子にコンデンサＣ１およびＣ
２の端子電圧ＩおよびＪをそれぞれ受ける。この
オペアンプOA１とOA２の出力電圧同士（これ
はとりも直さずコンデンサＣ１とＣ２の端子電圧
ＩとＪ同士）が抵抗Ｒ１とＲ２とによつて合成
（加算）されて充放電回路CDCの出力Ｋとなる。

次に、第１図に示す充放電回路の動作を第６図
に示すタイムチヤートによつて説明する。

基準信号Ａの立上り時点から回転検出信号Ｂの
立上り時点（位相）が遅れると、その両時点間に
おいて、第１の充電スイツチSW１がオンして第
１のコンデンサＣ１を充電する。また、基準信号
Ａが立上ると第２の放電スイツチSW４がオン
し、基準信号Ａが立下るまでオンし続け、その間
第２のコンデンサＣ２は放電状態に保たれる。そ
して、上記第１の充電スイツチSW１は、回転検
出信号Ｂの立上り時点でオフ状態になり第１のコ
ンデンサＣ１に対する充電が停止し、コンデンサ
Ｃ１の端子電圧Ｉの上昇も停止する。

次に、回転が進み基準信号Ａが立下ると第１の
放電スイツチSW２がオン状態になり、充電が停
止された状態の第１のコンデンサＣ１の放電が開
始される。この第１の放電スイツチSW２は、基
準信号Ａが立上るまでオンし続け、第１のコンデ
ンサＣ１を放電状態に保つ。一方、上記時点で基
準信号Ａが立下るとそれから回転検出信号Ｂが立
下るまでの間第２の充電スイツチSW３がオン状
態を保ち、放電状態にあつた第２のコンデンサＣ
２に対する充電を行う。

このような充放電回路CDCにおいては、モー
タの回転が遅く基準信号Ａに対する回転検出信号
Ｂの位相遅れが大きい程その２つの信号Ａ，Ｂの
立上り時点間、そして２つの信号Ａ，Ｂの立下り
時点間における第１、第２のコンデンサＣ１，Ｃ
２に対する充電量が大きくなり、その結果、出力
電圧Ｋの直流レベルが高くなる。その結果、モー
タに対する駆動電流が増えて高速になり、遅く回
転していたモータの回転数が所定値に戻る。ま
た、回転が速すぎて回転検出信号Ｂの遅れが小さ
過ぎると出力電圧Ｋの直流レベルが低くなり、そ
の結果、モータに対する駆動電流が少なくなり速
く回転していたモータの回転数が所定値まで低下
する。しかして、モータの回転数は一定の値を保
つように制御される。

そして、このような充放電回路CDCにおいて
は、第１、第２のコンデンサＣ１，Ｃ２は、基準
信号Ａが「ロー」あるいは「ハイ」の期間第１、
第２の放電スイツチSW２，SW４によつて第２
の可変抵抗器VR２を通して放電する状態に保た
れるが、従来のように急速放電する状態にはされ
ない。従つて、充放電回路CDCの出力電圧Ｋに
は、急速放電によるリツプルが発生しない。依つ
て、モータ（特に低速回転使用時におけるモー
タ）にフラツターが生じることを防止することが
でき、延いてはノイズが発生することを防止する
ことができる。

尚、本発明は、上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変形実施が可能である。

例えば、この充放電回路CDCは、低速回転時
に特にリツプルの除去に有効であることから、例
えば磁気記録再生装置のようにテープ走行スピー
ドを0.6cm／sec、1.2cm／sec………38cm／sec、76
cm／secというように、低速から高速に至るまで
変化させ得るように構成されている場合には、低
速のテープ走行スピード（例えば4.8cm／sec以
下）に設定されたときのみ、該充放電回路CDC
がPLL回路とローパスフイルタLPFとの間に回
路挿入されるように構成してもよい。

また、第１の可変抵抗VR１および第２の可変
抵抗VR２は、上記テープ走行スピードに応じて
適宜な抵抗値が選択設定されるように構成してお
くことが望ましい。

さらにまた、本発明に係るモータ制御回路は、
磁気記録再生装置のキヤプスタンモータに限ら
ず、フラツタが問題となるような機器のモータの
制御に全て適用できる。

(e) 効果 以上詳述したところより明らかなように、本発
明によれば、基準信号と回転検出信号との立上り
時点間あるいは立下り時点間に充電されるコンデ
ンサに対して急速放電をさせることがないので、
出力電圧に急速放電に起因してリツプルが生じる
ことを防止することができ、従つて、モータ、特
に低速回転時におけるモータのフラツターを防止
することができるので、例えば、周波数変調磁気
記録、再生が悪影響を受けることを極めて僅かに
抑えることができ、しかも回路構成を極めて単純
化し得るモータ制御回路を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示す回路
図、第２図は、従来のモータ制御回路の一例を示
す回路図、第３図は、第２図に示す回路の動作を
示すタイムチヤート、第４図は、第２図に示した
従来のモータ制御回路のPLL回路とローパスフ
イルタとの間に設ける充放電回路の１つの提案例
を示す回路図、第５図は、第４図の回路動作を説
明するためのタイムチヤート、第６図は、第１図
に示した本発明の一実施例の回路動作を説明する
ためのタイムチヤートである。 Ｍ……モータ、RE……ロータリーエンコーダ、
PLL……位相同期回路、LPF……ローパスフイ
ルタ、Ｃ１……第１のコンデンサ、Ｃ２……第２
のコンデンサ、VR１……第１の可変抵抗器、
VR２……第２の可変抵抗器、SW１……第１の
充電スイツチ、SW２……第１の放電スイツチ、
SW３……第２の充電スイツチ、SW４……第２
の放電スイツチ、OA１，OA２，Ｒ１，Ｒ２…
…第１と第２のコンデンサの端子電圧同士を合成
する手段、CDC……充放電回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準信号と被制御モータの回転検出器の出力
   である回転検出信号とを受ける位相同期回路の出
   力をローパスフイルタに通し、その出力によりモ
   ータの駆動電流を制御することにより前記モータ
   の回転速度を一定に保つように制御するモータ制
   御回路において、第１のコンデンサと、第２のコ
   ンデンサと、前記基準信号と前記回転検出信号と
   の立上り時点間に前記第１のコンデンサの第１の
   抵抗手段を通しての充電を行う第１の充電スイツ
   チと、前記基準信号と前記回転検出信号との立下
   り時点間に前記第２のコンデンサの前記第１の抵
   抗手段を通しての充電を行う第２の充電スイツチ
   と、前記基準信号の立下り時点から立上り時点ま
   での間前記第１のコンデンサを第２の抵抗手段を
   通して放電する第１の放電スイツチと、前記基準
   信号の立上り時点から立下り時点までの間前記第
   ２のコンデンサを前記第２の抵抗手段を通して放
   電する第２の放電スイツチと、前記第１のコンデ
   ンサと前記第２のコンデンサの端子電圧同士を合
   成する手段と、からなる充放電回路を、前記位相
   同期回路と前記ローパスフイルタとの間に設けた
   ことを特徴とするモータ制御回路。