KR0154960B1 - 브이 씨 알의 드럼 서보 장치 - Google Patents

브이 씨 알의 드럼 서보 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 VCR의 드럼 서보 장치에 관한 것으로, 제 1 및 제 2 고정자 코일(110A, 110B)과, 상기 제 1 및 제 2 고정자 코일(110A, 110B)에 전류가 흐르면 회전 자계에 의해 회전하는 회전자(120), 및 상기 회전자(120)에 기설정 간격으로 취부된 N극과 S극의 자석(130)을 구비한 드럼 모터(10)와, 상기 자석(130)에 의해 전압을 발생하는 제 1 및 제 2 홀소자(210, 220)를 구비한 VCR의 드럼 서보 장치에 있어서; 상기 드럼 모터(10)의 속도와 위상을 제어하기 위한, PWM 펄스를 제공하는 제어부(40), 상기 제 1 홀소자(210)에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 상기 제어부(40)의 PWM 파가 입력되는 제 1 트랜지스터(Q1), 상기 제 2 홀소자(220)에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 상기 제어부(40)의 PWM파가 입력되는 제 2 트랜지스터(Q2), 애노드단에 전원 전압이 인가되고 캐소드단에 상기 제 1 고정자 코일(110A)의 일단이 연결되며 게이트단에 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 연결된 제 1 SCR(S1), 애노드단에 상기 제 1 고정자 코일(110A)의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 연결된 제 2 SCR(S2), 애노드단에 전원 전압이 인가되고 캐소드단에 상기 제 2 고정자 코일(110B)의 일단이 연결되며 게이트단에 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단이 연결된 제 3 SCR(S3), 애노드단에 상기 제 2 고정자 코일(110B)의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단이 연결된 제 4 SCR(S4)을 더 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

브이 씨 알의 드럼 서보 장치
제1도는 종래 기술의 VCR의 드럼 서보 장치를 나타낸 상세 구성도.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 드럼 모터 20 : FG 발생부
30 : PG 발생부 40 : 제어부
60 : 드럼 모터 구동부 110A, 110B : 고정자 코일
120 : 회전자 130 : 자석
210, 220 : 홀소자 Q1, Q2 : NPN 트랜지스터
S1 내지 S4 : SCR
본 발명은 VCR(Video Cassette Recoder)에 있어서, 특히 SCR(Silicon Con trolled Rectifier)을 이용하여 비디오 헤드의 회전을 제어하는 드럼 서보 장치에 관한 것이다.
일반적으로 VCR은 회전 헤드 방식에 의해 영상 신호의 기록, 재생을 하기 때문에 깨끗한 화면을 기록, 재생하기 위해서는 헤드의 회전수 및 회전 위상, 테이프 주행 속도 등을 정확히 제어할 필요가 있고 이를 위해 서보 회로가 이용되고 있다.
이러한 서보 회로는 제어 대상물에 따라서 드럼 서보와 캡스탄(capstan) 서보로 구별될 수 있으며, 특히 드럼 서보는 비디오 헤드의 회전을 제어하기 위한 것으로, 드럼 모터를 이용한다.
제1도(a)에는 드럼 모터의 구조가 도시되며, 제1도(b)에는 종래의 드럼 모터의 구동을 제어하는 드럼 서보 장치에 대한 개략적인 구성도가 도시된다.
일반적으로 드럼 모터(10)는 제1도(a)에 도시된 바와 같이 DD(Direct Drive)모터가 이용되며, 이러한 DD모터는 내측의 고정자 코일(110A, 110B)에 전류가 흐르면 60°간격으로 N극과 S극의 자석(130)이 취부된 회전자(120)가 회전 자계에 의해 회전하도록 구성된다.
제1도(b)에 도시된 드럼 서보 장치는 상술한 제1도(a)와 같은 드럼 모터(10)의 구동을 제어하기 위한 것으로, 드럼 모터(10)가 회전함에 따라 드럼 모터(10)의 속도 제어를 위한 FG(Frequency Generation) 펄스를 발생하는 FG 발생부(20), 드럼모터(10)가 회전함에 따라 모터(10)의 위상 제어를 위한 PG(Pulse Generation) 펄스를 발생하는 PG 발생부(30), FG 펄스와 PG 펄스로부터 비교 신호를 만들어 속도와 위상을 제어하기 위한 PWM(Pluse Width Modulation) 펄스를 제공하는 제어부(40), 제어부(40)의 PWM 신호를 파형 정형화하는 파형 정형화부(50), 드럼 모터(10)를 구동하되, 파형 정형화부(50)에 의해 정형화된 파형에 의해 드럼 모터(10)의 속도와 위상을 제어하는 드럼 모터 구동부(60)로 구성되어 다음과 같이 동작한다.
먼저, 드럼 모터 구동부(60)의 구동 신호에 의해 드럼 모터(10)는 회전하게 되고 드럼 모터(10)가 회전함에 따라 FG 발생부는(20)는 FG 펄스를 발생하여 제어부(40)에 제공하며, PG 발생부(30)는 PG 펄스를 발생하여 제어부(40)에 제공한다. 제어부(40)는 FG 펄스와 기준 펄스를 비교하여 속도 오차를 검출하는 한편, PG 펄스를 복합 영상 신호의 수직 동기 신호와 비교하여 위상 오차를 검출한 후 속도 오차와 위상 오차를 중첩하여 제어하기 위한 PWM 파를 출력한다.
PWM파는 저항(R1)과 콘덴서(C1) 및 이득 제어용 저항(R2)으로 구성된 파형 정형화부(50)는 PWM파를 정형화하여 드럼 모터 구동부(60)에 제공하고, 다수개의 트랜지스터와 두 개의 홀소자(도면에 도시하지 않았음)로 구성된 드럼 모터 구동부(60)는 홀소자에 의해 스위칭되는 트랜지스터를 이용하여 드럼 모터(10)를 구동하되, 파형 정형화부(50)에 의해 정형화된 파형에 의해 드럼 모터(10)의 속도와 위상을 제어한다.
상술한 바와 같이 동작하는 종래의 드럼 서보 장치는 드럼 모터 구동을 위한 트랜지스터의 가격이 매우 비싸고, 서보 제어를 위한 회로 구성이 각각으로 구성되어 있어 매우 복잡한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 트랜지스터 대신에 SCR을 이용하여 드럼 모터를 구동하고, 서보 제어를 위한 회로를 단순하게 구성하여 원가를 절감할 수 있는 VCR의 드럼 서보 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 제 1 및 제 2 고정자 코일과, 상기 제 1 및 제 2 고정자 코일에 전류가 흐르면 회전 자계에 의해 회전하는 회전자, 및 상기 회전자에 기설정 간격으로 취부된 N극과 S극의 자석을 구비한 드럼 모터와, 상기 자석에 의해 전압을 발생하는 제 1 및 제 2 홀소자를 구비한 VCR의 드럼 서보 장치에 있어서; 상기 드럼 모터의 속도와 위상을 제어하기 위한 PWM 펄스를 제공하는 제어부, 상기 제 1 홀소자에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 상기 제어부의 PWM파가 입력되는 제 1 트랜지스터, 상기 제 2 홀소자에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 상기 제어부의 PWM파가 입력되는 제 2 트랜지스터, 애노드단에 전원 전압이 인가되고 캐소드단에 상기 제 1 고정자 코일의 일단이 연결되며 게이트단에 상기 제 1 트랜지스터의 에미터단이 연결된 제 1 SCR, 애노드단에 상기 제 1 고정자 코일의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 상기 제 1 트랜지스터의 에미터단이 연결된 제 2 SCR, 애노드단에 전원 전압이 인가되고 캐소드단에 상기 제 2 고정자 코일의 일단이 연결되며 게이트단에 제 2 트랜지스터의 에미터단이 연결된 제 3 SCR, 애노드단에 상기 제 2 고정자 코일의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 상기 제 2 트랜지스터의 에미터단이 연결된 제 4 SCR을 더 구비하여 구성함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 다른 목적 및 그 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 제공된 바람직한 실시예를 설명하면 더욱 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 VCR의 드럼 서보 장치에 대한 바람직한 실시예를 나타낸 상세 구성도로서, 본 발명의 바람직한 실시예는 제1도에 도시된 종래 기술의 드럼 서보 장치의 구성과 실질적으로 동일하다 할 수 있으나, 가장 특징적인 다른 점은 드럼 모터 구동부(60)의 구성 부재인 가격이 비싼 트랜지스터 대신에 SCR을 사용하여 드럼 모터(10)를 구동하고, 제어부(40)의 PWM 신호를 파형 정형하지 않고 바로 드럼 모터 구동부(60)에 제공하여 드럼 모터(10)의 속도와 위상을 제어한다는 점이다.
제2도를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기한 종래 기술의 드럼 서보 장치를 도시한 제1도와 같이 실질적으로 동일 기능을 수행하는 동일 구성 부재들에 대해서 이해를 쉽게 하기 위하여 동일 참조 번호로서 도시하였다. 따라서 하기에서는 기타 다른 구성 부재들의 기능에 대해서는 이미 앞에서 상세히 설명하였으므로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 하나의 홀소자만을 이용하여 드럼 모터를 구동하기 위해 새로히 부가되는 구성 부재들의 동작을 중심으로 설명하고자 한다.
제2도에 도시된 바와 같이 본 발명의 VCR의 드럼 서보 장치에 대한 바람직한 실시예에 따른 드럼 모터 구동부(60)는 회전자(120)에 취부된 자석(130)에 의해 전압을 발생하는 두 개의 홀소자(210, 220), 홀소자(210)에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 제어부(40)의 PWM파가 입력되는 NPN 트랜지스터(Q1), 홀소자(220)에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 제어부(40)의 PWM파가 입력되는 NPN 트랜지스터(Q2), 애노드단에 전원 전압(Vcc)이 인가되고 캐소드단에 고정자 코일(110A)의 일단이 연결되며 게이트단에 NPN 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 연결된 SCR(S1), 에노드단에 고정자 코일(110A)의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 NPN 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 연결된 SCR(S2), 에노드단에 전원 전압(Vcc)이 인가되고 캐소드단에 고정자 코일(110B)의 일단이 연결되며 게이트단에 NPN 트랜지스터(Q2)의 에미터단이 연결된 SCR(S3), 애노드단에 고정자 코일(110B)의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 NPN 트랜지스터(Q2)의 에미터단이 연결된 SCR(S4)을 구비하며, 이 때 도면에 도시되지는 않았지만 실질적으로 두 개의 홀소자(210, 220)가 회전자(120)를 중심으로 직각으로 위치한다.
따라서 회전자(120)에 취부된 자석(130)의 N극이 홀소자(210)에 대면하고 있을 때 홀소자(210)에 정(+)전압이 발생되어 NPN트랜지스터(Q1)가 턴온되고, NPN 트랜지스터(Q1)가 턴온됨에 따라 제어부(40)에서 제공되는 속도 제어와 위상 제어를 위한 PWM파가 NPN 트랜지스터(Q1)를 경유하여 SCR(S1,S2)의 게이트단에 제공된다.
SCR(S1,S2)의 게이트단에 속도제어와 위상 제어를 위한 PWM파가 인가됨에 따라 SCR(S1, S2)는 각각 턴온/턴오프 상태로 교번적으로 스위칭 되고, SCR(S1,S2)의 턴온/턴오프에 따라 전원 전압(Vcc)에 의한 전류가 SCR(S1)을 통과하여, 고정자 코일(110A)를 경유한 후 SCR(S2)를 통해 접지됨으로서, 고정자 코일(110A)에는 정방향 자계가 형성된다.
따라서 고정자 코일(110A)에 전류가 경유함에 따라 고정자 코일(110A)에 발생되는 자계에 의해 회전자(120)는 시계 방향으로 회전하고 자석(130)의 N극이 홀소자(210)로부터 멀어짐에 따라 홀소자(210)의 전압은 감소하여, NPN 트랜지스터(Q1)는 턴오프되며, NPN 트랜지스터(Q1)가 턴오프됨에 따라 SCR(S1, S2)는 턴오프 상태를 유지한다.
이 때, 드럼 모터(10)의 속도와 위상을 변화시키는 변수로는 NPN 트랜지스터(Q1)의 턴온/턴오프 주기와, PWM파의 펄스폭이라고 할 수 있다. NPN 트랜지스터(Q1)의 턴온/턴오프 주기는 드럼 모터(10)의 회전 속도에 대응되게 동작하므로, 실질적으로 드럼 모터(10)의 정확한 속도 제어와 위상 제어는 제어부(40)에서 제공되는 PWM파의 펄스폭을 조절함으로서 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 회전자(120))에 취부된 자석(130)의 S극이 홀소자(220)에 대면하고 있을 때 홀소자(220)에 정(+)전압이 발생되며, 홀소자(220)의 정전압에 의해 NPN 트랜지스터(Q2)가 턴온되고 NPN 트랜지스터(Q2)가 턴온됨에 따라 제어부(40)에서 제공되는 속도 제어와 위상 제어를 위한 PWM파가 NPN 트랜지스터(Q2)를 경유하여 SCR(S3, S4)의 게이트단에 제공된다.
SCR(S3, S4)의 게이트단에 속도 제어와 위상 제어를 위한 PWM파가 인가됨에 따라 SCR(S3, S4)는 각각 턴온/턴오프 상태로 교번적으로 스위칭 되고, SCR(S3, S4)의 턴온/턴오프에 따라 전원 전압(Vcc)에 의한 전류가 SCR(S3)을 통과하여, 고정자 코일(110B)를 경유한 후 SCR(S4)를 통해 접지됨으로서, 고정자 코일(110B)에는 정방향 자계가 형성된다.
따라서 고정자 코일(110B)에 전류가 경유함에 따라 고정자 코일(110B)에 발생되는 자계에 의해 회전자(120)는 시계 방향으로 회전하고 자석(130)의 S극이 홀소자(220)로부터 멀어짐에 따라 홀소자(220)의 전압은 감소하여, NPN 트랜시스터(Q2)는 턴오프되며, NPN 트랜지스터(Q2)가 턴오프됨에 따라 SCR(S3, S4)는 턴오프 상태를 유지한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 SCR만을 이용하여 드럼 모터를 구동하고 드럼 모터의 속도와 위상을 간단한 회로로 제어함으로써, 원가를 절감 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에만 국한되는 것이 아니며, 상술한 바람직한 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 따라서 본 발명의 범주는 상술한 도면 및 명세서에 의해 정의되는 바와 같이 특허 청구의 범위에 의해 해석되어야 한다.

Claims (1)

  1. 제 1 및 제 2 고정자 코일(110A, 110B)과, 상기 제 1 및 제 2 고정자 코일(110A, 110B)에 전류가 흐르면 회전 자계에 의해 회전하는 회전자(120), 및 상기 회전자(120)에 기설정 간격으로 취부된 N극과 S극의 자석(130)을 구비한 드럼 모터(10)와, 상기 자석(130)에 의해 전압을 발생하는 제 1 및 제 2 홀소자(210, 220)를 구비한 VCR의 드럼 서보 장치에 있어서; 상기 드럼 모터(10)의 속도와 위상을 제어하기 위한 PWM 펄스를 제공하는 제어부(40), 상기 제 1 홀소자(210)에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 상기 제어부(40)의 PWM파가 입력되는 제 1 트랜지스터(Q1), 상기 제 2 홀소자(220)에 베이스단이 연결되고 콜렉터단에 상기 제어부(40)의 PWM파가 입력되는 제 2 트랜지스터(Q2). 애노드단에 전원 전압이 인가되고 캐소드단에 상기 제 1 고정자 코일(110A)의 일단이 연결되며 게이트단에 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 연결된 제 1 SCR(S1), 애노드단에 상기 제 1 고정자 코일(110A)의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터단이 연결된 제 2 SCR(S2), 애노드단에 전원 전압이 인가되고 캐소드단에 상기 제 2 고정자 코일(110B)의 일단이 연결되며 게이트단에 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단이 연결된 제 3 SCR(S3), 애노드단에 상기 제 2 고정자 코일(110B)의 타단이 연결되고 캐소드단은 접지되며 게이트단에 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터단이 연결된 제 4 SCR(S4)을 더 구비하여 구성한 VCR의 드럼 서보 장치.
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