KR0176489B1 - 다이내믹 트랙 추종 제어장치 - Google Patents

Abstract

헤드를 드럼의 회전과 독립적으로 변위시키는 액튜에이터를 구비하여 테이프 상에서 헤드의 위치를 드럼의 회전과 독립적으로 변위시킬 수 있도록 된 비디오 테이프 레코더와 같은 기록 재생장치에서 다이내믹 트랙 추종시에 발생되는 외란을 추정하고 이것을 보상하여 헤드의 동작을 외란에 관계없이 정 트랙 상에 추종시키는 다이내믹 트랙 추종 제어장치가 개시되어 있다.

이 개시된 장치는, 헤드가 테이프 상에서 다이내믹 트랙 추종시 그 움직임을 방해하는 헤드와 테이프사이의 마찰력에 기인한 마찰외란과 액튜에이터의 진동구동시 발생하는 진동외란을 검출하여 헤드가 트랙을 정확한 위치에서 추종하도록 하는 외란검출부를 구비하여, 외란을 검출하여 보상함으로써 헤드의 위치를 정확하게 제어할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

다이내믹 트랙 추종 제어장치

제1도는 헤드 주사 방향을 개략적으로 도시한 테이프의 확대도.

제2도는 다이내믹 트랙 추종을 구현하는 액튜에이터의 개략적인 구성도.

제3도는 종래 다이내믹 트랙 추종 제어장치를 도시한 개략적인 블록 구성도.

제4도는 다이내믹 트랙 추종에 의한 헤드의 주사 형태를 도시한 파형도.

제5도는 본 발명에 따른 다이내믹 트랙 추종 제어장치의 블록 구성도.

제6도는 마찰외란에 기인한 종래 다이내믹 트랙 추종 제어장치에 의한 헤드의 위치오차를 도시한 그래프.

제7도 및 제8도는 본 발명에 따른 트랙 추종 제어장치에 의한 헤드의 위치를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 헤드 23 : 압전소자

27 : 액튜에이터 41 : 발진기

43 : 변위전압 발생부 45 : 구동증폭기

47 : 동기검파기 49 : 재생증폭기

50 : 외란검출부

본 발명은 비디오 테이프 레코더(이하 VTR이라 약칭한다)와 같은 기록 재생장치에 있어서 정지(Still) 재생모드(Mode) 또는 고속 재생모드와 같은 특수재생 모드시 헤드 주사의 위치가 트랙에서 어긋나는 경우 헤드 선단의 위치를 트랙의 폭 방향으로 변화시켜 트랙 오차를 방지하는 다이내믹 트랙 추종(Dynamic Track Following; DTF) 제어장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다이내믹 트랙 추종시에 발생되는 외란을 추정하고 이것을 보상하여 외란에 관계없이 헤드가 정 트랙을 추종하도록 하는 다이내믹 트랙 추종 제어장치에 관한 것이다.

예를 들면, VTR에서 헤드는 헤드드럼에 고정되어 독립적으로는 움직이지 않게 구성되어 있다. 따라서, 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 정상 모드 주행시 헤드는 테이프 상에 θn의 각도로 기록된 트랙(T)을 따라 테이프의 진행방향에 θn 각도로 헤리칼 스캔을 하여 트랙 안에 기록된 자기신호를 읽게 되어 있다.

그러나, 정지 또는 고속/저속 모드 주행시 헤드의 움직이는 궤적이 테이프와의 상대속도로 인해 달라지게 되어, 특수 재생시 헤드는 정상모드 주행시의 θn이 아닌 θs의 각도를 가지고 헤리칼 스캔을 하게 된다. 따라서 다른 아지무스(Azimuth) 각을 갖는 트랙(S')을 횡단하게 되고, 횡단시 읽어들이는 신호가 노이즈가 되는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 VTR은 테이프 상에서 헤드 선단의 위치를 트랙의 폭방향으로 변화시켜 헤드의 트랙 횡단을 방지할 수 있는 다이내믹 트랙 추종(이하 DTF라 한다)장치를 채용하게 되었는데, 이를 제2도에 개략적으로 나타내 보였다. 제2도를 참조하면, DTF 장치가 채용된 헤드(20)가 드럼(미도시)에 장착되어 드럼의 움직임과는 독립적으로 테이프(21) 상에 형성된 트랙의 폭방향으로 변위가 될 수 있는데, 이는 그 일측이 드럼 내의 소정 기저부(22)에 고정취부되고 그 타측에는 헤드(20)가 부착된 액튜에이터(27)의 압전소자(23)에 제어전압을 인가하여 액튜에이터(27)의 휨을 발생시킴으로써 가능하다. 여기서, 제어전압은 실질적으로 압전소자(23)의 중앙과 상하에 마련된 전극(24)에 인가된다. 이와 같이 압전소자(23)에 제어전압을 인가하여 트랙오차를 보상하는 DTF 액튜에이터(27)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

제3도 및 제4도를 참조하면, 트랙 어긋남의 정보는 재생신호의 크기 즉, 진폭에 의해서 검출할 수 있지만, 자동적으로 트랙킹을 이루어지게 하기 위해서는 재생신호의 방향에 대한 정보도 필요하게 된다(제4도). 따라서, 압전소자(23)를 포함한 DTF 액튜에이터(27)를 이용하여 고의로 헤드(20)에 진동을 주면서 주사하여 재생신호의 앤벌로프(제4도)에서 진폭성분을 꺼내어 이것을 검파하여 트랙 벗어남의 방향과 크기를 검출하고 액튜에이터 구동증폭기(33)를 거쳐서 액튜에이터(27)를 동작시킨다. 여기서, 헤드(20)에 가해지는 진동주기는 발진기(31)에서 발생되며 헤드(20)가 트랙에서 벗어난 방향과 크기(제4도)는 재생증폭기(35)에서 증폭되어 동기검파기(34)에서 검출된다. 그리고, 동기검파기(34)가 트랙 벗어남의 방향과 크기를 검출하고 이를 보상하는 제어전압을 발진기(31)의 진동주기에 맞추어 변위전압 발생부(32)에 인가하면, 변위전압 발생부(32)는 액튜에이터 구동증폭기(33)를 동작시켜 헤드(20)가 정 트랙을 추종하도록 드럼에서 변위시킨다.

이렇게 함으로써 헤드(20)는 특수 재생시 트랙의 횡단을 억제할 수 있고 트랙의 기울기 변화에 대해 항상 정 트랙을 추종할 수 있도록 액튜에이터(27)를 제어할 수 있게 되어, 헤리칼 스캔시 발생할 수 있는 신호유실 및 노이즈를 방지할 수 있었다. 특히, 정지 또는 고속/저속 모드시 발생할 수 있는 화면상의 노이즈 방지에 유용하게 작용하였다.

그러나, 압전소자를 구비한 DTF 액튜에이터에 의해 헤드가 드럼과 독립적으로 움직일 때, 헤드와 테이프 사이의 마찰력 또는 압전소자의 불요 진동 등에 의해 헤드의 움직임을 방해하는 요소가 생길 수 있다. 이러한 것을 외란(Disturbance)이라 하는데, 이 외란을 정확히 검출하여 DTF 액튜에이터를 제어하여야만 소정의 헤드 변위가 이루어진다. 그런데, 종래 기술은 상기 외란을 고려한 구성요소가 없어 헤드와 테이프간의 마찰력 또는 액튜에이터의 불요진동 등의 발생시 정확한 DTF 액튜에이터 제어가 되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 헤드 또는 DTF 액튜에이터에서 발생되는 외란을 검출하여 이를 적절히 보상해 줌으로써 헤드가 항상 정 트랙을 추종할 수 있도록 한 DTF 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 DTF 제어장치는, 테이프 상에서 헤드의 위치를 드럼의 회전과 독립적으로 변위시키는 다이내믹 트랙 추종 액튜에이터와, 이 액튜에이터를 구동하는 구동증폭기, 구동증폭기와 접속되어 상기 구동증폭기에 상기 액튜에이터의 변위량을 인가하는 변위전압 발생부, 상기 헤드의 출력신호를 인가받아 신호를 증폭하는 재생증폭기, 상기 재생증폭기와 접속되어 헤드의 트랙오차의 방향 및 크기를 검출하여 제어전압을 발생하는 동기검파기, 상기 헤드의 변위진동 기준주파수를 제공하는 발진기를 구비한 다이내믹 트랙 추종제어장치에 있어서, 상기 헤드가 테이프 상에서 다이내믹 트랙 추종시 상기 헤드의 움직임을 방해하는 헤드와 테이프사이의 마찰력에 기인한 마찰외란과 상기 액튜에이터의 진동구동시 발생하는 진동외란을 소정의 마찰 외란검출수단과 소정의 진동 외란검출수단으로 검출하고 그 검출신호를 상기 변위전압 발생부와 동기검파기에 입력하여 상기 헤드가 트랙을 정확한 위치에서 추종하도록 하는 외란검출수단을 구비하여 된 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 DTF 제어장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 DTF 제어장치는 헤드와 테이프 사이의 마찰력에 기인한 마찰외란과, 다이내믹 트랙 추종 액튜에이터의 진동구동에 기인한 진동외란까지도 검출하여 헤드 위치를 보정함으로써 헤드가 항상 정트랙을 추종하게 하는 것이다.

제5도를 참조하면, DTF 제어장치는 DTF액튜에이터(27)와, 이 액튜에이터(27)를 구동하는 구동증폭기(45)와, 변위전압 발생부(43)와, 입력신호를 증폭하는 재생증폭기(49)와, 동기검파기(47) 및, 상기 헤드(20)의 변위진동 기준주파수를 제공하는 발진기(41)를 포함하여 구성된다.

상기 DTF 액튜에이터(27)는 테이프 상에서 헤드(20)의 위치를 드럼의 회전과 독립적으로 변위시킨다. 상기 변위전압 발생부(43)는 상기 구동증폭기(45)에 접속되며, 상기 구동증폭기(45)에 상기 액튜에이터(27)의 변위량을 인가한다. 상기 재생증폭기(49)는 상기 헤드(20)의 출력신호를 인가받아 신호를 증폭하고, 상기 동기검파기(47)는 상기 재생증폭기(49)와 접속되어 헤드(20)의 트랙오차의 방향 및 크기를 검출하여 제어전압을 발생한다. 그리고, 상기 발진기(41)는 상기 헤드(20)의 변위진동 기준주파수를 제공한다.

그리고, 본 발명에 따른 다이내믹 트랙 추종 제어장치는 그 특징적인 구성요소로 외란검출부(50)를 구비한다. 이 외란검출부(50)는 상기 헤드(20)가 테이프 상에서 DTF시 상기 헤드(20)의 움직임을 방해하는 요소인 헤드(20)와 테이프 사이의 마찰력에 기인한 마찰외란과 상기 액튜에이터(27)의 진동구동시 발생하는 진동외란을 검출하고, 검출된 신호를 상기 변위전압발생부(43)와 동기검파기(47)에 입력하여 상기 헤드(20)가 트랙을 정확한 위치에서 추종하도록 한다. 이를 위하여 상기 외란검출부(50)는 상기 마찰외란을 검출하는 마찰 외란검출부재와, 상기 진동외란을 검출하는 진동 외란검출부재를 포함한다.

상기 마찰 외란검출부재는 마찰력에 따라 소정의 전위를 발생하여 마찰외란을 측정하는 마찰센서로 구성된다. 이 마찰센서 그 자체는 일본국 특개평4-353653호(공개일:1992년12월8일, 명칭:회전헤드장치)에 개시된 자기헤드와 자기테이프의 접촉력을 검출할 수 있는 접촉력 검출측정회로 등으로부터 자명한 것으로 그 자세한 설명은 생락한다.

또한, 상기 진동 외란검출부재는 예컨대 초음파센서등의 진동에 따라 소정의 전위를 발생하는 진동센서로 구성된다. 상기 진동센서 그 자체는 『월간 전자부품사』에서 발간한 ' 전자부품 1989년 11월호(특집 : 센서의 원리와 응용)에 개시된 바와 같이, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명한 것으로 그 자세한 설명은 생략한다.

따라서, 본 발명은 DTF 액튜에이터(27)가 가지는 진동주파수에 따른 공진의 피크(Peak)량을 줄이는 댐핑 제어를 실현하고, 헤드(20)와 테이프 사이의 마찰외란을 검출하여 헤드(20)의 정확한 위치제어를 실현할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 DTF 제어장치의 작용 및 동작을 설명한다. 일반적으로 외란검출부(50)가 없을 대 헤드(20)의 위치는 마찰외란에 의한 위치오차에 의하여 제6도와 같이 일정한 바이어스가 생긴다. 즉, 테이프와 헤드(20)의 마찰력에 의해 헤드(20)의 움직임이 둔해져서 정확한 트랙 추종을 할 수 없게 된다.

그러나, 외란검출기(50)를 사용해서 외란을 관측하고, 이를 변위전압 발생부(43)와 동기검파기(47)에 의해 보상해 주면 제7도와 같이 바이어스가 보상된 결과를 얻게 된다. 여기서, 과도 현상에 따른 헤드(20)의 흔들림이 발생할 수 있는데, 이는 액튜에이터(27)의 압전소자 특성에 의해 해결될 수 있다.

그리고, 외란검출부(50)가 없을 때 헤드(20)의 진동은 공진에 의해 제8도의 점선파형과같이 그 진폭이 커질 수 있어 헤드(20)가 정확하게 정트랙을 추종할 수 없는데 반하여, 외란검출기(50)를 사용해서 외란을 관측하고, 이를 변위전압 발생부(43)와 동기검파기(47)에 의해 보상해 주면 제8도의 실선파형과같이 공진에 따른 영향을 배제할 수 있어 정확한 트랙 추종을 달성할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 DTF 제어장치는 액튜에이터와 헤드에 발생할 수 있는 외관을 검출하여 적절하게 보상해줌으로써 헤드의 위치를 정확하게 제어할 수 있는 이점을 제공한다.

Claims (2)

1. 테이프 상에서 헤드의 위치를 드럼의 회전과 독립적으로 변위시키는 다이내믹 트랙 추종 액튜에이터와; 상기 액튜에이터를 구동하는 구동증폭기와; 상기 구동증폭기와 접속되며, 상기 구동증폭기에 상기 액튜에이터의 변위량을 인가하는 변위전압 발생부와; 상기 헤드의 출력신호를 인가받아 신호를 증폭하는 재생증폭기와; 상기 재생증폭기와 접속되어 헤드의 트랙오차의 방향 및 크기를 검출하여 제어전압을 발생하는 동기검파기와; 상기 헤드의 변위진동 기준주파수를 제공하는 발진기;를 구비한 다이내믹 트랙 추종제어장치에 있어서, 상기 헤드가 테이프 상에서 다이내믹 트랙 추종시 상기 헤드의 움직임을 방해하는 요소인 헤드와 테이프사이의 마찰력에 기인한 마찰외란과 상기 액튜에이터의 진동구동시 발생하는 진동외란을 검출하고 검출된 신호를 상기 변위전압 발생부와 동기검파기에 입력하여 상기 헤드가 트랙을 정확한 위치에서 추종하도록 하는 외란검출부;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 다이내믹 트랙 추종 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 외란검출부는 마찰력에 따라 소정의 전위를 발생하여 마찰외란을 측정하는 마찰센서와; 진동에 따라 소정의 전위를 발생하는 진동센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 트랙 추종 제어장치.