KR0157455B1 - 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어방식 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식에 관한 것으로, 외부에서 입력되는 동기신호로부터 시스템 클럭에 무관하게 회전체의 제어에 필요한 회전체에서 발생되는 신호의 주기를 구하고, 외부로부터 입력되는 동기신호가 변동될 때에도 내장된 회전체의 제어에 필요한 회전체에서 발생되는 신호의 주기에 관계없이 외부로부터의 동기신호의 변동에 따라 연동하는 회전체 발생신호의 주기를 산출하고, 상기의 외부 동기 신호의 주기 및 회전체 발생신호의 주기로부터 회전체의 제어에 필요한 주기를 산출하는 방법에 의하여 클럭의 변동에 무관하게 회전체를 제어하도록 한 것이다.

Description

외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식

제1도는 일반적인 회전체 제어 방식에서 외부동기신호와 발생신호의 동기점을 나타낸 그래프.

제2도는 일반적이 회전체의 회전을 제어하는 구성을 나타낸 블럭도.

제3도는 본 발명에서 회전체의 발생신호와 외부동기신호가 동기된 상태를 나타낸 그래프.

제4도는 본 발명에서 회전체의 발생신호와 외부동기신호가 일치하지 않는 상태를 나타낸 그래프.

제5도는 본 발명에서 회전체의 발생신호와 외부동기신호가 동기되는 상태를 나타낸 그래프.

제6도는 본 발명의 동작과정을 나타낸 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전체 2 : 주파수 발생기

3 : 콘트롤러 4 : 모터

5 : 비휘발성 메모리

본 발명을 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식에 관한 것으로, 특히 회전 헤드를 사용하는 비디오 녹화기에서 외부 동기 신호에 맞추어 회전헤드의 회전을 제어할 때 제어에 필요한 세부목표 값을 역산으로 수행하여 사용클럭의 변동에 무관하게 회전체를 제어하도록 한 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식에 관한 것이다.

일반적으로 가정용 비디오 녹화기와 같이 회전헤드를 사용하면서 외부 동기 신호(예컨대 수직 동기 신호)에 맞추어 회전헤드를 제어할 때 회전헤드의 표준속도목표 값을 내장하고 클럭을 기준으로하여 제어하고 있음은 이미 주지된 사실이다. 그리고 클럭을 발생시키는 수정발진기가 모두 약간씩의 편차를 나타내게되고, 이 편차는 접속하는 콘덴서의 용량변화에 따라 더욱 커지게 된다. 그러므로 종래에는 제1도의 (a)와 같은 외부 동기 신호와 제1도의 (b)와 같은 회전체에서 발생된 신호의 동기를 맞추고 외부 동기 신호가 없는 구간에서는 회전체에서 발생된 신호의 주기(t)에 맞추어 회전체의 회전을 제어 하도록 하였다.

즉 외부 동기 신호가 발생된 시점과 회전체에서 발생된 신호의 발생시점을 콘트롤러가 산출하여 그 차이 값이 0이 되도록 회전체의 회전을 제어하도록 하였다. 그리고 외부 동기 신호가 없는 구간에서는 회전체에서 발생된 자체신호 주기를 측정한 상태에서 내장된 주기와 비교하면서 차이 값이 없어지도록 회전체의 회전을 제어 하도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 회전체 제어 방식에 의하여서는 외부 동기 신호가 발생한 부분에서는 회전체가 정확하게 동기하여 회전하지만, 시스템 클럭의 최소단위시간과 클럭의 갯수로 이루어진 내장된 주기가 사용하는 시스템 클럭의 변동으로 인해 최소단위시간이 연동하면서 틀어지게되는 등의 이유로 인해 주기가 틀어지게되면, 회전체는 풀어져서 상이해진 주기에 의해 제어되면서 그 누적된 결과로 인해 위상이 틀어지게 되므로 다음의 외부 동기 신호가 발생된 부분에서는 동기가 맞지 않게 되었다.

이때 강제로 동기를 맞추게 되면 회전체가 순간적인 속도변경을 일으키게 되는 단점이 있었다. 이에 따라 본 발명은 클럭의 정확한 주기를 산출유지하면서 속도변동의 요인을 없애도록 한 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외부에서 입력되는 동기신호로 부터 시스템 클럭에 무관하게 회전체의 제어에 필요한 회전체에서 발생되는 신호의 주기를 구하고, 외부로 부터 입력되는 동기신호가 변동될 때에도 내장된 회전체의 제어에 필요한 회전체에서 발생되는 신호의 주기에 관계없이 외부로 부터의 동기신호의 변동에 따라 연동하는 회전체 발생신호의 주기를 산출하고, 상기의 외부 동기 신호의 주기 및 회전체 발생신호의 주기로 부터 회전체의 제어에 필요한 주기를 산출하는 방법에 의하여 클럭의 변동에 무관하게 회전체를 제어하도록 한 것이다.

이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.

제2도는 회전체의 제어를 위한 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 회전체(1)의 속도 측정을 위한 발생신호를 출력하는 주파수 발생기(2)와, 상기 주파수 발생기(2)의 발생신호(FG) 및 외부로 부터의 외부 동기 신호(H-Sync)를 입력받아 외부 동기 신호(H-Sync)의 주기(T) 및 발생신호(FG)의 주기(t)를 내부에 저장하는 콘트롤러(3)와, 상기 콘트롤러(3)로 부터의 제어신호에 따라 회전체(1)를 적절히 회전시키는 모터(4)와, 상기의 모터(4)를 회전시키기 위한 제어 순서 및 조건에 따른 사양을 입력시킨 상태에서 콘트롤러(3)에 제공하는 비휘발성 메모리(5)들로 구성한 것인바, 본 발명에서 강조하는 것은 회전체(1)를 항상 적절히 회전시키기 위한 방법에 있다.

제3도는 외부 동기 신호에 동기하여 회전체를 제어하는 동기신호와 회전체에서 발생된 신호를 나타낸 것이다. 회전체(1)에서 주파수 발생기(2)에 의해 검출된 발생신호(FG)의 주기(t)가 외부에서 입력되는 동기신호(H-Sync)의 주기(T)보다 짧은 것은 회전체(1)의 제어를 보다 빈번하게 하여 성능을 향상 시키기 위한 것이다. 이때 제어하고자 하는 회전체(1)의 속도 측정을 위한 발생신호(FG)의 주기(t)는 항상 일정하게 유지해야 한다. 여기서 t는의 값을 갖게 된다. 속도제어는 외부 동기 신호(H-Sync)가 입력되는 구간에서는 외부 동기 신호(H-Sync)와 회전체(1)의 발생신호(FG)가 동기되도록 회전체(1)를 제어하고, 외부 동기 신호(H-Sync)가 없는 구간에서는 회전체(1)의 밭생신호(FG)의 주기(t)의 값이 되도록 회전체(1)를 제어하게 된다.

이런 주기(t)의 목표 값을 비휘발성 메모리(5)에 내장하는 경우 어떤 이유로 인해서 목표값이 오차를 가지게 되는데, 콘트롤러(3)는 주기(t)값을 내장 클럭의 최소주기로 나눈 클럭의 갯수를 주기(t)에 대용으로 사용하고 있으며, 실예로 12MHz 수정 발진기를 시스템 클럭으로 사용하는 큰트롤러(3)에서 수정 발진기의 부착 환경에 따라 12.004MHz의 클럭이 발생하게 되고, 이것은 약 0.034%의 오차를 초래하는데 일반 가정용 VTR에서 드럼의 회전은 0.01% 이하의 오차를 요구한다. 따라서 0.034%는 치명적인 오차이며 수정 발진기의 부착 환경을 조정하여 12MHz로 조정해야하는 번거로움이 따르게 된다.

제4도는 회전체(1)에서 검출되는 발생신호(FG)의 주기(t)와 외부에서 입력되는 동기신호(H-Sync) 주기(T)가 올바른 관계(T = 12 X t)에서 벗어난 경우(T 12 X t)를 나타낸 것인바, A점에서 동기가 맞고 각각 회전체(1)의 발생신호(FC)의 주기(t)가 충실히 일치한 결과 B점에서는 동기오차가 발생하게 됨을 알 수 있다. 이 경우 주기(t)값을 새로 수정할 필요가 있으며 이를 동기오차량에 맞추어 콘트롤러(3)의 스텝 클럭의 원천인 수정 발진기를 조정해야만 한다.

제5도는 외부에서 입력되는 동기신호(H-Sync)의 주기(T₁)(T₂)등을 측정하여 T와 t의 관계식을 이용하여를 구하여 외부 동기 신호가 없는 구간에서 회전체(1)의 발생신호(FG)의 목표값으로를 사용하였을 때 회전체(2)의 발생신호(FG)와 외부 동기 신호(H-Sync)가 동기되고 있는 상태를 나타낸 것이다.

외부 동기 신호(H-Sync)가 입력되면(단계 10), 주기(T)(t) 및 카운트 값(NT)(Nt)을 구해야하며, 회전체(1)를 제어하는 콘트롤러(3)에서 외부에서 발생되는 동기신호(H-Sync)의 주기(T)를 측정하는 방법으로 도면에 도시하지 않은 카운터를 사용하게 된다. 즉 외부 동기 신호(H-Sync)의 라이징 에지(Rising Edge)마다 카운트 값을 읽어서 과거 값과의 차이로 주기(T)를 얻게 되는 것이다(단계11). 이때 카운터의 클럭의 변동으로 인해 동일한 외부 신호라도 카운터의 값이 달라지게 되고, 주기(T)의 값으로 내장하는 수치는 카운터의 값이 되므로 클럭의 변동은 회전체(1)의 제어에 악영향을 미치게 된다.

콘트롤러(3)의 내장 카운터의 최소값의 주기를 k라하고, 회전체(1)의 발생신호(FG)의 주기(t)에 해당하는 카운트 값을 Nt라고 하면,

외부에서 입력되는 동기신호(T)의 주기(T)에 해당하는 카운트값을 NT라고 하면,

식(1)에서 카운트값(Nt)을 고정하게 되면 최소값의 주기(k)가 변할 경우 주기(t)가 변하게 되므로 카운트 값(Nt)를 고정하지 않고 아래와 같이 변형시킨다(단계12).

식(2)에서 최소값의 주기(k)를 구하면

즉, 외부에서 입력되는 동기신호(H-Sync)의 주기(T)를 구함으로써 이에 해당하는 카운트값(NT)은 구할 수 있다.

식(3)을 식(1)에 대입하면

한편 주기(t)와 주기(T)는 아래와 같은 관계가 있다.

T= 12 X t

식(5)를 식(4)에 대입하면,

결과적으로 카운트 값(Nt)을 카운트 값(NT)에 연동시킴으로써 클럭의 주기(k)에 무관하게 회전체(1)의 발생신호(FG)와 위상을 비교하면서 변화하는 외부동기신호(H-Sync)에 따라 Nt = NT/12 -------(6)의해 카운트 값(Nt)도 수정되므로 변화하는 외부 동기 신호에 대해서도 충분히 회전체 제어가 가능해진다(단계13).

만약 단계10에서 외부 동기 신호(H-Sync)가 입력되지 않으면 구해진 카운트 값(Nt)을 이용하여 회전체(1)에서 발생되는 신호(FG)의 주기(t)가 카운트 값(Nt)에 동기 되도록 회전을 제어함으로써 동기제어가 가능하다(단계14).

따라서 본 발명의 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식에 의하여서는 부착하는 환경에 의해 발생될 수 있는 수정 발진기에 의한 클럭의 변동에 대하여 일일이 조정하는 번거로움을 피하고, 다소의 클럭의 변동이 존재하더라도 정확한 주기 값(T)(t)을 산출 유지하여 회전체 제어에 있어서 속도 변동 요인을 줄이도록 한 것으로서, 콘트롤러(3)내의 모든 목표값 수치들을 시스템 클럭의 공칭값으로 이용하여 작성할 수 있으며 가정용 비디오 녹화기에서의 비디오 신호 제너레이터의 출력은 물론 지터가 심한 다른 VTR에서의 영상신호도 바람직하게 녹화할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어방식에 있어서, 외부 동기 신호(H-Sync)의 입력에 따라 회전체 제어에 필요한 회전체(1)에서 발생되는 신호(FG)의 주기(t)를 구하는 단계와, 상기의 주기(t)로부터 내장된 최소값의 주기(k)를 이용하여 회전체 발생신호(FG)의 주기(t)에 해당하는 카운트 값(Nt)을 구하는 단계와, 상기의 카운트값(Nt)을 이용하여 회전체(1)로 부터의 발생신호(FG)와 주기(t)가 동기되도록 하면서 회전을 제어하는 단계들에 의해 수행됨을 특징으로 하는 외부 동기 신호에 의한 회전체 제어 방식.