KR100284452B1

KR100284452B1 - 캡스턴모터 구동제어장치

Info

Publication number: KR100284452B1
Application number: KR1019930024095A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 코바야시; 류지 와타나베
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시키가이샤
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 2001-03-02
Also published as: US5473239A; KR940013197A

Abstract

본 발명은 움직이는 물체의 속도에 관련된 주파수를 가지는 펄스 신호의 주기의 끝에서 순간적인 주파수를 나타내는 전압을 출력하기 위해 사용되는 주파수-전압 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 캡스턴모터는 회전모터의 속도의 순간변화를 반영하는 전압으로 변환되는 주파수발생기로부터 얻어진 신호에 의해 제어되고, 모터의 가속은 주파수발생기로부터 펄스신호의 역수로서 얻어진 평균속도를 사용하고 얻어진 가속도에 근거하여 순간속도를 추정함으로 구해지고, 추정된 순간 속도는 캡스턴모터의 구동전압으로 변환되므로 모터는 일정한 가속과 감속에 대하여 움직임과 중지될 수 있도록 구성된다.

Description

캡스턴모터 구동제어장치

제1도는 본 발명에 따른 주파수-전압 변환기의 구성을 나타내는 블록다이어그램이다.

제2도는 제1도에 나타낸 주파수-전압 변환기의 동작을 나타내는 도표이다.

제3도는 본 발명에 따른 속도검출장치의 구성을 나타내는 블록다이어그램이다.

제4도는 제3도에 나타낸 속도검출장치의 동작을 나타내는 도표이다.

제5도는 DC모터의 시동 특성을 나타내는 응답곡선이다.

제6도는 본 발명에 따른 비디오 테이프 레코더에서 테이프 구동시스템에서의 캡스턴모터용 서보시스템을 나타내는 블록 다이어그램이다.

제7도는 제6도의 서보시스템에서 캡스턴모터의 시동특성을 나타내는 도표이다.

제8도는 제6도의 캡스턴모터의 점차적인 테이프 피드를 위한 속도제어동작을 나타내는 도표이다.

제9도는 제6도의 캡스턴모터의 점차적인 테이프 피드용 회전 헤드에 의한 트레이스 패턴을 나타내는 도표이다.

제10도는 종래의 비디오 테이프 레코더에서 캡스턴모터용 속도제어시스템의 구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.

제11도는 제10도의 종래의 시스템에서 종래의 주파수-전압 변환기의 기본구성을 나타내는 블록 다이어그램이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 주기 검출부 3 : 보정부

4 : 변환부 10 : 모터

11 : 주파수신호 발생기 12 : 파형정형회로

13 : 주기검출부 14 : 추정부

20 : 캡스턴모터 21 : 구동회로

본 발명은 일반적으로 주파수신호를 전압신호로 변환하고 신호주파수를 검출하는 캡스턴모터 구동제어장치, 상세히는 움직이는 물체의 속도에 관련된 주파수 신호를 움직이는 속도를 검출하기 위한 전압신호로 바꾸는 속도검출장치, 특히 테이프 레코더의 테이프 구동시스템에 적용되는 장치에 관한 것이다.

비디오 테이프 레코더용 전형적인 테이프 구동시스템은 제10도에 도시하였고, 3상 브러쉬리스(brushless) DC모터로 구성되는 캡스턴모터(20)를 포함한다. 구동회로(21)는 아날로그 제어전압(Vs)에 비례하는 3상전류를 3개의 u, v, w 상 코일을 통하여 흐르게 하여 캡스턴모터(20)에 토크(torque)를 발생시키고 캡스턴을 회전시킨다.

캡스턴모터(20)의 로터(도시생략)의 회전각위치는 홀장치(23)에 의해 검출된다. 이 홀장치(23)에 의해 검출된 위치정보는 u, v, w 상 권선을 통하여 흐르는 전류를 전환하는 구동회로(21)로 피드백된다.

캡스턴모터(20)의 각속도를 검출하기 위하여, 캡스턴모터의 회전부분의 바깥원주를 자기화함으로 형성된 자석으로 구성되는 주파수발생기(FG)와 그 자석에 근접하여 배열된 자기저항(MR) 센서(24)가 사용된다. MR센서(24)는 로터의 자기화부분의 회전에 의한 자속의 변화를 검출하고 캡스턴모터(20)의 각속도에 비례한 주파수를 가지는 아날로그신호를 생성한다. MR센서(24)에 의해 생성된 주파수신호는 마이크로 컨트롤러(22)로 쌍안정 구형파펄스(FG)를 피드하도록 파형정형회로(25)에 의해 파형정형된다.

마이크로 컨트롤러(22)는 FG펄스의 상승시간에서의 인터럽터기능과 에지시각 저장기능에 기초하여 일시적으로 FG펄스의 주기를 측정하는 주파수-전압 변환기로서 작용한다. 마이크로 컨트롤러(22)는 캡스턴모터(20)의 회전속도를 검출하고 캡스턴모터(20)의 속도 서보제어를 통하여 일정한 속도로 테이프를 구동하기 위하여 구동회로(21)로 속도정보를 피드백한다.

주파수-전압 변환기, 혹은 소위 FV변환기는 대응전압으로 변환되는 신호주파수를 측정하기 위한 주파수측정기 혹은 모터의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기로서 널리 이용되는데 이 속도 검출기에서는 모터의 회전속도에 비례하여 주파수신호(FG펄스)로부터 전압으로 변환된다.

제11도에 나타낸 것처럼, 마이크로 컨트롤러(22)에 의해 형성된 주파수-전압 변환기는 주기측정기(31)와 시간/전압 변환기(32)로 구성된다. 주기측정기(31)는 각 주기에 필요한 시간을 검출하고 검출된 주기의 역수를 전압, 제1도의 변환출력(Vs)으로 변환한다.

한편, 상술한 주파수-전압 변환기에 있어서, 주파수신호의 주기의 역수는 대응전압으로 직접 변환되므로, 신호의 순간 주파수는 검출될 수 없고 단지 평균주파수만이 한 주기만큼 지연되어 검출될 수 있다.

이러한 주파수-전압 변환기를 사용하는 속도검출기에 있어서, 검출된 테이프 구동속도는 이산치(discrete value)이고 FG펄스 신호의 한 주기에 걸쳐 평균된 평균속도를 나타낸다. 따라서, 종래의 속도검출기에 있어서, 산출된 테이프 구동속도는 가속되는 동안 실제 속도보다 작게 되고 감속되는 동안 실제속도보다 크게 된다.

비디오 테이프 레코터와 같은 테이프 구동시스템에서 매우 정밀하게 테이프 구동속도의 가속과 감속의 제어를 실행하기 위하여, 먼저 테이프 구동속도를 정확하게 검출하는 것이 필요하다. 그럼에도 불구하고, 상기의 종래의 속도검출기에 있어서는, 단지 FG펄스신호의 한주기에 대한 평균속도만이 얻어지므로 순간속도는 검출될 수 없다.

일반적으로, 캡스턴과 결합하여 테이프를 잡아주기 위한 핀치롤러가 비디오 테이프 레코더의 테이프 구동시스템에 설치된다. 캡스턴은 일정한 속도로 회전하는 전형적인 DC모터인 캡스턴모터에 의해 일정한 속도로 회전된다. 캡스턴의 회전속도를 나타내는 전압속도신호, 즉 테이프구동속도는 캡스턴모터의 회전속도에 비례하는 주파수를 가지는 FG펄스로부터 유도된다. 이 속도신호는 캡스턴모터속도의 서보제어를 거쳐 일정한 속도로 테이프를 구동시키기 위하여 구동회로로 피드백된다.

또한, 이러한 비디오 테이프 레코더의 테이프 구동시스템에 있어서, 캡스턴모터 시동-정지 동작은 낮은 속도의 녹화재생(play back) 모드동안 점차적인 피드를 위해 되풀이된다.

한편, 캡스턴모터를 움직이기 위해 일정한 전압이 인가되면, 캡스턴모터의 출력토크가 일정하기 때문에, 캡스턴모터의 시동특성은 모터부하에서의 변동에 따라 변화되어야 한다. 따라서, 종래의 비디오 테이프 레코더에 있어서, 낮은 속도의 녹화재생 모드에 대한 점차적인 피드에 의해 테이프 피드량이 변화하므로, 동일한 헤드 트레이싱이 항상 만들어 질 수 없다. 한편, 일정한 전압이 가해지는 시간인 주기와 같은 상수를 캡스턴모터의 구동시스템에 맞추는 동작을 실행함으로서, 한 버젼에서 다른 것으로 또는 같은 모델이나 버젼의 한 기계적인 데크로부터 다른 것으로 부하나 온도특성에서의 변동에 상응하는 것이 필요하다.

상기 서술한 기술의 상태를 고려하여, 본 발명은 움직이는 물체의 속도에 관련된 주파수를 가지는 펄스 신호의 한주기 끝에서의 순간 주파수를 나타내는 전압을 출력하기 위해 사용되는 주파수-전압 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 비디오 테이프 레코더의 테이프 구동시스템에서 테이프 구동의 가속과 감속의 정밀한 제어를 실행하기 위하여 FG펄스주기의 끝시점에서의 순간 속도를 나타내는 검출출력을 생성하기 위한 속도검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 비디오 테이프 레코더에 대한 기존 제안된 테이프 구동시스템의 상술 상태를 고려하여, 본 발명은 캡스턴모터가 부하 또는 온도의 변동에도 불구하고 일정한 시동 또는 정지 특성을 가지고 구동될 수 있도록 하는 것을 또한 목적으로 한다.

상기의 문제점을 해결하는데 있어서, 본 발명의 한 관점은 캡스턴모터의 회전속도에 관련된 주파수를 가지는 펄스 입력신호의 한 주기를 검출하는 주기검출수단과, 상기 주기검출수단에 의해 검출된 주기의 역수의 변화율을 구해서 상기 변화율에 근거하여 검출된 주기의 역수를 보정하는 보정수단과, 상기 보정수단에 의해 보정된 주기의 역수를 전압으로 변환하는 변환기 수단을 포함하는 주파수-전압 변환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 관점은 움직이는 물체의 속도에 비례하는 주파수를 가지는 주파수신호를 발생하는 주파수신호 발생수단과, 상기 주파수신호 발생수단으로부터 피드된 주파수신호의 한 주기의 역수로서 얻어진 평균속도로부터 움직이는 물체의 가속도를 구해서 결정된 가속도에 근거하여 순간 속도를 추정하는 순간 속도 추정수단을 포함하는 속도 검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 속도검출장치를 제공하고, 여기에서 순간 속도 추정수단은 상기 주파수신호 발생수단으로부터 피드된 주파수신호의 주기(Tn)에서의 검출의 시간(tn+1)에서 Vn = 1/Tn +(Tn-1 - Tn) / Tn-1(Tn-1 + Tn)에 의해 순간속도(Vn)를 추정한다.

본 발명은 또한 FG펄스신호에 근거하여 캡스턴모터의 가속도를 검출하고, 일정한 가속도에서 각각 캡스턴모터를 시동하거나 정지시키는 가속도정보에 근거하여 구동전압을 제어하는 절차를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법을 제공한다.

본 발명은 또한 FG펄스신호에 근거하여 시동시간에서 캡스턴모터의 가속도를 검출하고, 캡스턴모터를 일정한 가속도로 시동하기 위한 가속도정보에 근거하여 구동전압을 제어하는 것을 포함하는 캡스턴모터용 구동제어방법의 다른 관점을 제공한다.

본 발명은 또한 시동 시간에서 캡스턴모터의 가속도를 검출하고, 검출된 가속도를 저장하고, 저장된 가속도에 근거하여 다음의 시동 시간에서 구동 전압을 제어하므로 캡스턴모터가 일정한 가속도로 움직이는 절차를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법을 제공한다.

본 발명에 따른 캡스턴모터용 상기 구동제어방법에 있어서, 가속도는 FG펄스신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도로부터 구해지고, 순간 속도는 캡스턴모터의 구동전압을 제어하기 위하여 상기 유도된 가속도에 근거하여 추정된다.

본 발명에 따른 주파수-전압 변환기에 있어서, 입력 주파수 신호의 주기는 주기검출수단에 의해 검출되고, 검출된 주기의 역수는 검출주기의 역수의 변화율에 근거하여 보정수단에 의해 보정되고, 보정된 역수의 주기는 변환기수단에 의해 전압으로 변환된다.

본 발명에 따른, 속도 검출장치에 있어서, 가속도는 순간속도 추정수단에 의해 움직이는 물체의 속도에 비례하는 주파수를 가지고, 주파수 신호발생수단으로부터 피드된 주파수신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도로부터 구해지고, 순간속도는 상기 결정된 가속도에 근거하여 추정된다.

본 발명에 따른 속도 검출장치에 있어서, 순간속도 추정수단은 주파수신호 발생수단으로부터 피드된 주파수신호의 검출주기(Tn)동안 시각(tn+1)에서의 순간속도(vn)를 추정한다.

본 발명에 따른 캡스턴모터용 구동제어방법에 있어서, 캡스턴모터의 가속도는 FG펄스에 근거하여 검출되고, 구동전압은 가속도정보에 근거하여 제어되므로, 모터는 일정한 가속도로 시동된다.

본 발명에 따른 캡스턴모터의 구동제어방법에 있어서, 캡스턴모터의 가속도는 FG펄스에 근거하여 모터 시동시간에서 검출되고, 구동전압은 모터를 일정한 가속도로 시동하기 위한 가속도정보에 근거하여 제어된다.

본 발명의 캡스턴모터용 구동 제어방법은 모터 시동 시간에서 캡스턴모터의 가속도를 검출하고 대응하는 가속도정보를 저장하고 저장된 가속도정보에 근거하여 구동전압을 제어하므로 모터가 시동되는 다음 시간에는 일정한 가속도를 가진다.

본 발명에 따른 캡스턴모터용 구동제어방법에 있어서, 가속도는 FG펄스신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도로부터 구해지고, 순간속도는 캡스턴모터의 구동전압을 제어하기 위하여 가속도에 근거하여 추정된다.

[실시예]

도면을 참조하여, 본 발명에 따른 주파수-전압 변환기, 속도 검출장치, 캡스턴모터 구동제어장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 주파수-전압 변환기를 제1도에 도시하였고, 주파수-전압 변환기는 기억부(1), 주기검출부(2), 보정부(3), 변환부(4)로 구성된다. 주파수-전압 변환기에서, 기억부(1)는 피드되는 FG펄스의 상승 에지 시각(tn)을 저장한다.

주기검출부(2)는 기억부(1)에 저장된 각각의 후속시간으로부터 FG펄스의 주기(Tn)를 검출한다. 주기검출부(2)에 의해 검출된 FG펄스 주기의 역수(1/Tn)가 전압으로 직접 변환되면, 제2도에 점선으로 나타낸 것처럼 스텝-정형 변환된 전압이 생성된다.

보정부(3)는 주기검출부(2)에 의해 검출된 것처럼, FG펄스의 주기의 역수(1/Tn)의 변화율, 즉 주파수의 변화율을 구하고, 이러한 변화율에 근거하여 주기의 역수(1/Tn)를 보정한다. 그결과 주기(Tn)로 검출 시각(tn+1)에서 순간 주파수(fn)를 나타내는 주기의 역수(1/Tn′)로 된다.

이러한 보정방법은 아래에 설명되는 속도검출장치에서 순간속도를 결정하기 위해 사용되는 것과 같은 것이다. 즉, 보정의 방법은 일반적으로 다음과 같이 나타난다:

1/Tn′ = 1/Tn + (Tn-1 - Tn) / Tn-1(Tn-1 + Tn)

변환부(4)는 보정부(3)에 의해 보정되는 것과 같이 주기의 역수(1/Tn′)를 전압으로 변환하는데 주기(Tn)의 검출시각(tn+1)에서 순간주파수(fn)를 나타내는 전압(Vn)을 출력하기 위해서이다. 변환부(4)로부터 변환된 출력은 제2도에 실선으로 나타낸 것처럼 스텝-정형 출력으로 된다.

도시된 실시예의 주파수-전압 변환은 입력 FG펄스의 상승에지의 발생시각(tn)을 저장하기 위한 기억부(1)를 가지기 때문에, 각각의 순간 주파수는 주기검출부(2)에 의해 검출되는 것처럼 FG펄스 주기의 역수(1/Tn) 즉, 주파수의 변화율에 근거한 보간에 의하여 제2도에 실선으로 나타낸 것같이 변환부(4)로부터 발생되는 연속출력이 가능하도록 보정부(3)에서 보간될 수 있다. 만약 처리가 실시간 처리가 아니면, 입력 FG펄스의 주기(Tn)는 제2도에 파선으로 나타낸 것처럼 스텝-정형 변환된 출력을 생성하는 주기검출부(2)에서 유도된 위상으로 또한 검출된다.

본 발명에 따른 속도검출장치는 제3도의 보기로 나타낸 것처럼 구성될 수 있다. 속도검출장치는 모터(10)의 회전속도를 검출하기 위해 사용되고, 모터(10)의 회전속도에 비례하는 주파수를 가지는 펄스를 발생하는 주파수신호 발생기(11), 파형정형회로(12)를 통하여 주파수신호 발생기(11)로부터 펄스신호(FG)가 피드되는 주기검출부(13), 주기검출부(13)로부터 주기정보가 피드되는 추정부(14) 그리고 추정부(14)로부터 추정신호가 피드되는 구동회로(15)를 포함한다.

상술한 속도 검출장치에 있어서, 주기검출부(13)는 파형정형회로(12)를 통하여 주파수신호발생기(11)로부터 피드된 후속의 FG펄스의 각 상승에지의 시각에 근거하여 FG펄스의 주기(Tn)를 검출한다.

추정부(14)는 주기검출부(13)에 의해 검출된 FG펄스의 주기의 역수(1/T), 즉, 회전속도의 변화율을 구하고, 이 변화율에 근거하여 주기(Tn)의 시각(tn+1)에서 순간속도(vn)를 나타내는 주기의 역수(1/Tn′)를 추정한다.

변환부(15)는 추정부(14)로부터 추정된 주기의 역수(1/Tn′)를 검출시각(tn+1)에서 순간속도(vn)를 나타내는 전압(Vn)으로 변환한다.

모터(10)가 제4도에 나타낸 것처럼 일정한 가속도로 시동되는 경우를 보기로 취하여 본 속도 검출장치의 동작을 설명한다.

FG펄스의 제 1상승에지시각(t1)과 제 2상승에지시각(t2)사이의 시간차인 FG펄스신호의 주기(T1)동안의 평균속도(V1)는 다음식에 의해 제 1주기(T1)의 역수로서 구해진다.

V1 = 1 / (t2 - t1) = 1 / T1

한편, 모터(10)는 일정한 가속도로 움직이므로, t1과 t2사이의 중간점에서의 속도를 V1으로 취하면, 가속도(α)는 :

α = V1 / (t1 + t2) / 2

= 2 / (t1 + t2)(t2 - t1)

주기검출부(13)가 제 1주기(T1)를 검출하는 시각(A)에서의 순간속도(VA), 즉 제 2상승 에지의 시각(t2)에서는 다음과 같이 추정된다.

VA = αt2

= 2t2 / (t1 + t2)(t2 - t1)

그러면, 제 3상승에지의 시각(t3)때까지 제 1상승에지의 시각(t1)다음의 가속도가 일정하다고 가정하면, V1 = 1/(t2-t1) = 1/ T1의 제 2상승에지의 시각(t2)과 제 1상승에지의 시각(t1)사이의 중간점에서의 속도(V1)와 V2 = 1/(t3-t2) = 1/ T2의 제 2상승에지의 시각(t2)과 제 3상승에지의 시각(t3)사이의 중간점에서의 속도(V2)로부터 다음에 의해 가속도는 구해질 수 있다.

α = v2 - v1 / (t3 - t1) / 2

= 2(1 / T2 - 1 / T1) / (T1 + T2)

= 2(T1 - T2) / T1 T2 (T1 + T2)

한편, 주기검출부(13)가 제 2주기(T2)를 검출하는 시각(B)에서의 순간속도(VB), 즉 제 3상승 에지의 시각(t3)에서는 다음과 같이 추정된다.

VB = V2 + α(t3 - t2) / 2

= 1 / T2 + (T1 - T2) / T1 (T1 + T2)

즉, 주기검출부(13)가 주기(Tn)를 검출할 때, 시각(tn+1)에서의 FG펄스의 순간속도(Vn)는 추정부(14)에 의해 다음과 같이 추정될 수 있다.

Vn = 1/Tn +(Tn-1 - Tn) / Tn-1 (Tn-1 + Tn)

본 발명에 따른 속도검출장치는 캡스턴모터의 회전제어뿐만아니라 일예로 선형모터에 의해 선형적으로 움직이는 물체의 위치제어에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 캡스턴모터 제어장치의 다른 실시예는 제6도에 나타내었고, 전술한 실시예와 동일한 부분이나 성분은 동일 참조부호로 나타내었고 간략하게 하기 위해 대응하는 설명은 생략하였다.

제6도에 있어서, 마이크로 컨트롤러(30)는 다음과 같은 방식으로 캡스턴모터(20)를 시동하기 위하여 제어동작을 실행한다. 제어전압(Vs)은 캡스턴모터(20)의 동작을 시작하기 위해 구동회로(21)에 피드된다. FG펄스 신호의 상승에지에서 실행되는 인터럽트의 기능에 의해, 이러한 시각을 나타내는 시각테이타는 제7도에 나타낸 것처럼 인터럽트 시각(#0)에서 저장된다. 다음 인터럽트시각(#1)에서, 인터럽트 시각을 나타내는 시각데이타가 현재 시각에서 속도를 나타내는 속도정보가 상기 #0 인터럽트 시각 데이타와 저장된 시각데이타를 사용하여 생성되는 동시에 저장된다.

다음의 인터럽트 #2에서, 인터럽트 시각을 나타내는 시각데이타가 현재 시각에서 속도를 나타내는 속도정보가 상기 #1 인터럽트 시각 데이타와 저장된 시각데이타를 사용하여 생성되는 동시에 저장되고, 현재 가속도데이타는 현재 시각에서 속도정보와 #0 인터럽트 속도정보로부터 생성된다. 생성된 가속도 정보와 명령 가속도사이의 에러는 다음의 제어 전압(Vs)을 출력하기 위하여 비례제어에 의해 구해진다.

이러한 일련의 동작을 따름으로 캡스턴모터(20)의 회전시동에서 가속도는 캡스턴모터(20)가 등가속도로 시동되도록 하기위해 명령 가속도를 뒤따른다.

이와 같은 방법으로 캡스턴모터를 시동함으로써 목표속도에 도달하기 위한 가속도는 부하나 시스템의 온도특성에도 불구하고 언제나 일정할 수 있다. 캡스턴모터(20)에 대한 명령 속도패턴은 제7도에 파선으로 나타내었다.

제6도에 있어서 마이크로 컨트롤러(30)는 캡스턴모터가 명령 속도에 도달할 때 등가속도 서보 제어에서 등속 서보제어로 전환된다. 캡스턴모터(20)가 DC모터이면, 일정전압을 적용한 모터의 속도(V(t))는:

V(t) = a(1-e^-t/T)

여기에서 a는 이득을 T는 지연을 나타낸다. 제5도에 나타낸 것처럼, 시동특성은 B로 나타내는 낮은 속도 범위동안 선형이다.

그래서, 캡스턴모터(20)의 시동시간에서의 실제적인 가속도는 마이크로 컨트롤러(30)에 의해 속도검출장치에 대한 상기 실시예와 같은 방법으로 검출될 수 있다.

즉, 주기(Tn)의 검출시각(tn+1)에서의 가속도(α)는 다음에 의해 구할수 있다.

α = Vn - Vn-1 / (tn+1 - tn-1) / 2

= 2(1/Tn - 1/Tn-1) / (Tn-1 + Tn)

= 2(Tn-1 - Tn) / Tn-1 Tn (Tn-1 + Tn).

상기의 마이크로 컨트롤러(5)를 사용하여, FG펄스의 주기(Tn)로 상승에지의 검출시각(Tn+1)에서의 순간속도(Vn)는 특히 다음에 의해 검출될 수 있다 :

Vn = Vn + α(tn+1 - tn) / 2

= 1 / Tn + (Tn-1 - Tn) / Tn-1 (Tn-1 + Tn).

만약 각각의 순간속도의 명령속도에 대한 속도에러가 제4도에 흑색원으로 나타낸 것같이 구동회로(21)에 피드백되면, 캡스턴모터(20)는 등가속도로 시동될 수 있다.

한편, 본 서보시스템에 있어서, 마이크로 컨트롤러(30)가 캡스턴모터(20)의 회전시작시의 가속도제어의 경우에서처럼, 일정한 음의 가속도를 가진 소정의 감속제어를 실행하는 것이 가능하다. 캡스턴모터(20)는 점차적인 테이프 피드를 수행하기 위해 제8도에 나타낸 것처럼 낮은 속도 녹화재생모드동안 등가속도로 가속이나 감속에 대하여 제어된다. 이러한 동작동안, 테이프는 각 절차에 대하여 두개 필드만큼 피드되고 가속이나 감속제어는 한 필드내에서 실행된다. 이 시간동안, 테이프는 정상적인 테이프 속도의 2/3와 같은 일정한 속도로 피드된다.

회전헤드에 의한 정지주기(1), 가속된 진행 주기(2), 등속 진행 주기(3)(4), 감속된 진행 주기(5), 정지주기(6)에 대한 트레이싱 패턴을 제9도에 나타내었고, 제8도에 나타낸 속도변화에 각각 대응한다.

점차적인 테이프 피드를 수행하기 위하여 등가속도로 캡스턴모터(20)의 가속/감속을 제어함으로, 녹화재생 화상질을 개선시키기 위하여 캡스턴모터와 회전헤드 사이의 상대속도를 보정하기 쉽게 된다. 이외에도, 캡스턴모터를 구동하기 위하여 필요한 전력은 감소되는 반면, 테이프에 적용되는 힘은 완화되고 평탄해지기 때문에 테이프의 손상가능성은 또한 감소될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예에서, 가속도는 FG펄스 신호에 근거하여 캡스턴모터(20)의 회전의 시작에서 마이크로 컨트롤러(30)를 사용하여 검출되고, 구동전압은 등가속도에서 캡스턴모터(20)를 시동하기 위한 가속도정보에 근거하여 제어된다. 또는, 가속도는 마이크로 컨트롤러(30)에 의해 검출될 수 있고 저장된다. 그래서, FG펄스와 저장된 가속도정보에 근거하여 캡스턴모터(20)의 시동시간에서, 구동전압은 캡스턴모터(20)를 등가속도로 시동하기 위하여 제어된다. 이와 같은 방법으로, 8mm VTR과 같은 작은 크기의 VTR의 경우에서 처럼, 캡스턴모터(20)의 회전당 FG펄스의 수가 작은 경우에서도 등가속도로 캡스턴모터를 시동하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 주파수-전압 변환기에 있어서, 입력 주파수 펄스 신호의 주기가 주기검출수단에 의해 검출되고, 주기의 역수는 검출된 주기의 역수의 변화율에 근거하여 보정수단에 의해 보정되고, 보정된 주기의 역수는 전압으로 변환되고, 주파수 펄스 신호의 주기끝에서 순간주파수를 정밀하게 나타내는 전압을 실제적으로 생성할 수 있다.

더구나, 본 발명에 따른 주파수-전압 변환기에 있어서, 움직이는 물체의 가속도는 순간속도 추정수단에 의해 주파수 신호발생수단으로부터 피드된 움직이는 물체의 운동속도에 비례하는 주파수를 가지는 주파수신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도로부터 구해지고 순간속도는 상기 구해진 가속도에 근거하여 추정되므로, FG펄스신호의 각각의 주기가 끝나게 될 때의 순간속도를 정밀하게 나타내는 검출출력을 생성할 수 있다. 따라서, 캡스턴모터의 회전제어를 위해 본 속도검출장치를 적용하므로, 비디오 테이프 레코더와 같은 테이프 구동시스템에서 테이프 진행의 정밀한 가속이나 감속제어를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 캡스턴모터 구동제어방법에 있어서, FG펄스에 근거하여 캡스턴모터의 가속도를 검출하고 가속도정보에 근거하여 구동전압을 제어함으로, 캡스턴모터를 등가속도로 시동하거나 정지시킬 수 있다.

더구나, 본 발명에 따른 캡스턴모터 구동제어방법에 있어서, 캡스턴모터의 시동시간에서 FG펄스에 근거하여 캡스턴모터의 가속도률 검출하고, 검출된 가속도정보에 근거하여 구동전압을 제어함으로써, 캡스턴모터를 등가속도로 시동할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 캡스턴모터 구동제어방법에 있어서, 캡스턴모터의 시동시간에서 FG펄스에 근거하여 캡스턴모터의 가속도를 검출하고, 검출된 가속도를 저장하고, 저장된 가속도정보에 근거하여 구동전압을 제어함으로써, 캡스턴모터를 등가속도로 시동할 수 있다.

따라서, 본 발명의 방법에 있어서, 테이프 구동시스템의 부하의 변동이나 온도상의 변화에도 불구하고 캡스턴모터는 일정한 시동이나 정지특성으로 구동될 수 있다.

Claims

캡스턴모터의 회전속도의 함수로서 주파수를 가지는 펄스 입력신호의 주기를 검출하는 주기검출수단과, 상기 주기검출수단에 의해 검출된 주기의 역수의 변화율을 결정하고, 상기 변화율을 이용하여 상기 주기 내의 검출 시간에서의 순간 주파수를 나타내는 보정된 역수를 생성하는 보정수단과, 상기 캡스턴모터의 회전속도를 제어하기 위해 상기 보정된 역수를 전압으로 변환하는 변환수단을 포함하는 캡스턴모터 구동제어장치.
움직이는 물체의 속도에 비례하는 주파수를 가지는 연속적인 펄스신호를 발생하는 펄스신호발생수단과, 각 펄스의 상승에지(rising edge)의 발생시간을 저장하는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 시간을 이용하여 상기 펄스신호발생수단으로부터 제공된 상기 펄스신호의 주기를 결정하는 수단과, 일련의 순간속도를 나타내는 상기 주기의 역수와, 연속적으로 갱신되는 순간속도를 구하는 보정수단과, 움직이는 물체의 움직임을 제어하기 위해 상기 순간속도를 구동제어전압으로 변환하는 수단을 포함하는 구동제어시스템.
제2항에 있어서, 상기 결정수단이 상기 펄스신호 발생수단으로부터 제공된 주파수신호의 주기(Tn)의 시간(tn+1)에서의 순간속도(Vn)를 Vn = 1/Tn +(Tn-1 - Tn) / Tn-1(Tn-1 + Tn)에 의해 추정하는 것을 특징으로 하는 구동제어장치.
캡스턴모터의 회전율을 나타내는 일련의 FG펄스신호를 생성하는 단계와, 상기 FG펄스신호에 근거하여 캡스턴모터의 일련의 가속도를 계산하는 단계와, 상기한 캡스턴모터가 시동하거나 정지하는 도중에 상기 계산된 가속도가 실질적으로 일정한 값을 유지하도록, 상기 계산된 가속도의 함수로서 상기 캡스턴모터의 구동전압을 제어하는 단계를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법.
캡스턴모터의 회전율을 나타내는 일련의 FG펄스신호를 생성하는 단계와, 상기 FG펄스신호에 근거하여 캡스턴모터의 일련의 가속도를 계산하는 단계와, 상기한 캡스턴모터가 시동하거나 정지하는 도중에 상기 계산된 가속도가 실질적으로 일정한 값을 유지하도록, 상기 계산된 가속도의 함수로서 상기 캡스턴모터의 구동전압을 제어하는 단계를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법.
캡스턴모터의 시동시의 주어진 시간에 상기 캡스턴모터의 가속도를 계산하기 위하여 FG펄스신호를 이용하는 단계와, 상기 계산된 가속도를 저장하는 단계와, 일정한 가속도로 상기 캡스턴을 시동하기 위해, 상기 저장된 가속도의 함수로서 상기 주어진 시동시간의 바로 뒤에 이어지는 후속 시동시간에서의 구동전압을 제어하는 단계를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법.
제4항에 있어서, FG펄스신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도에 의해 가속도를 알아내는 단계와, 상기 캡스턴모터의 구동전압을 제어하기 위한 캡스턴모터의 순간속도를 추정하기 위하여 상기 가속도를 이용하는 단계를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법.
제5항에 있어서, FG펄스신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도에 의해 가속도를 알아내는 단계와, 상기 캡스턴모터의 구동전압을 제어하기 위한 캡스턴모터의 순간속도를 추정하기 위하여 상기 가속도를 이용하는 단계를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법.
제6항에 있어서, FG펄스신호의 주기의 역수로서 얻어진 평균속도에 의해 가속도를 알아내는 단계와, 상기 캡스턴모터의 구동전압을 제어하기 위한 캡스턴모터의 순간속도를 추정하기 위하여 상기 가속도를 이용하는 단계를 포함하는 캡스턴모터의 구동제어방법.