KR900008445Y1 - 브이. 티. 알의 ntsc/pal겸용 서보 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

브이. 티. 알의 NTSC/PAL겸용 서보 제어회로

제 1 도는 브이. 티. 알의 서보회로의 개략도.

제 2 도는 본 고안의 블럭도.

제 3 도는 제 2 도의 구체회로도.

제 4 도는 제 3 도중 위상비교 및 발진부(20)의 개념도.

제 5 도는 제 3 도의 동작파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 펄스발생부 20 : 위상동기부

30 : 주파수분주부 40 : 멀티플렉서

본 고안은 VTR(Video Tape Recorder)의 서보 제어회로에 관한 것으로, 특히 NTSC방식의 시스템에서 NTSC 및 PAL방식 서보계를 공용으로 제어할 수 있는 회로에 관한 것이다.

제 1 도는 VTR의 서보시스템에 대한 개략도로서 캡스턴 플라이휘일(Capstan Flywheel)에서 발생한 주파수(이하 CFG주파수라 칭한다)는 속도비교기(Digital speed Comparator)(1)에 입력하여 캡스턴모터의 회전속도와 비교된 후, PWM(Pluse width Modulation)(2)에서 가변펄스폭으로 변환되고, 저역통과필터(LPF)에 의해 직류전압으로 변환되어 캡스턴 모터의 속도를 제어하게 된다.

상기와 같은 서보 시스템을 사용하는 VHS형의 VTR에는 NTSC(National Television System Committee)방식과 PAL(Phase Alternation by Line)방식이 있으나, PAL방식이나 NTSC방식의 VTR에서 두 방식을 하나의 서보시스템으로 겸용하여 사용할 수는 없었다. 즉, NTSC및 PAL서보계에서는 CFG주파수를 이용해 캡스턴 모터의 속도를 제어하는 방식은 같지만, NTSC방식과 PAL방식의 캡스턴 플라이휘일 자체의 톱니수 차이로 인하여 발생되는 CFG주파수가 상이하므로서, NTSC방식과 PAL방식의 서보시스템을 겸용으로 할 수 없었다. 따라서 상기 NTSC방식의 CFG주파수는 720HZ이고 PAL방식의 CFG주파수는 600HZ이므로, NTSC서보계에서는 720HZ의 CFG주파수로 캡스턴 모터의 속도와 위상을 제어하고, PAL서보계에서는 600HZ의 CFG주파수로 캡스턴 모터의 속도 및 위상을 제어하여야만 했었다.

따라서 본 고안의 목적은 NTSC방식의 VTR으로서 PAL방식에 필요한 CFG주파수의 신호를 공급함으로서 NTSC/PAL겸용으로 서보를 제어할수 있는 회로를 제공함에 있다.

이하 본 고안을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 2 도는 본 고안에 따른 블럭도로서 캡스턴 플라이 휘일에서 발생된 제 1 또는 제 2 CFG신호를 구형파의 펄스파로 발생시키는 펄스발생부(10)와, 상기 펄스발생부(10)의 제2 CFG신호를 입력하여 소정의 제1분주 신호와 위상을 비교한 후 위상동기시켜 상기 제 2 CFG신호 및 PAL모드의 CFG신호에 정수배가 되는 가변 발진주파수를 발생하는 위상동기부(20)와, 상기 위상동기부(20)의 가변발진 주파수를 분주하여 상기 제2 CFG신호와 동일한 주파수의 제1분주 신호를 발생하여 상기 위상동기부(20)로 출력하는 동시에 PAL방식의 CFG주파수와 동일한 제 2 분주 신호를 발생하는 주파수 분주부(30)와, 상기 펄스발생부(10)의 제1 CFG신호 및 주파수 분주부(30)의 제2분주신호를 입력하며, 모드신호의 상태에 따라 NTSC모드일시 상기 제1 CFG신호를 출력하고 PAL모드일시 상기 제2분주 신호를 CFG신호로 선택출력하는 멀티프렉서(40)로 구성된다.

상술한 구성에 의거 본 고안을 제 2 도를 참조하여 상세히 설명한다. 본 고안은 NTSC기구로서 NTSC방식과 PAL방식 겸용으로 서보시스템을 제어하려 함이다.

우선 NTSC방식을 살펴보면, 먼저 NTSC모드를 선택하여 멀티플렉서(40)가 제1 CFG신호인 720HZ를 선택할 수 있도록 제어한다.

따라서 NTSC방식의 서보시스템인 경우에는 캡스턴 플라이 휘일에서 발생하는 CFG신호가 720HZ의 제1 CFG신호이며, 펄스발생부(10)는 상기 제1 CFG신호를 증폭하는 동시에 사인파(Sine Wave)에서 펄스파(Squatre Wave)로 변환한 후 멀티플렉서(40)로 출력한다. 이때 상기 멀티플렉서(40)는 펄스발생부(10)의 출력을 선택하고 있는 상태이므로, 상기 제1 CFG신호를 서보계의 속도비교기(1)로 공급하여 캡스턴 모터를 제어하도록 한다.

두번째 NTSC기구로서 PAL방식의 서보계를 제어하는 과정을 살펴본다. 상기 기능을 구생하기 위해서는 먼저 PAL모드를 선택하여 멀티플렉서(40)가 주파수 분주부(30)의 제2분주 신호를 선택할 수 있도록 제어한다. 또한 PAL방식의 캡스턴 샤프트(Capstan shaft)경우, NTSC방식의 캡스턴 샤프트 경과 차이가 나므로, NTSC방식의 기구에서는 정상적인 PAL방식 CFG신호인 600HZ보다 낮은 504HZ의 제2 CFG신호를 발생한다. 따라서 PAL모드에서는 상기 펄스발생부(10)로 인가되는 CFG신호가 504HZ의 제2 CFG신호가 된다.

이때 펄스발생부(10)는 상기 제2 CFG신호를 수신하여 전술한 바와같이 증폭하는 동시에 구형파 신호로 변환하여 출력한다. 이때 상기 멀트플렉서(40)는 PAL모드로 선택되어 있으므로, 펄스발생부(10)의 출력을 선택하지 않음을 알수 있다.

상기 펄스발생부(10)의 제2 CFG신호를 입력하는 위상동기부(20)는 상기 제2 CFG신호와 동일한 주파수를 갖는 주파수 분주부(30)의 제1분주신호를 수신한 후, 두 신호의 위상을 동기시켜 가변발진 주파수를 출력한다. 이때 상기 가변발진 주파수는 제2 CFG신호 및 PAL모드의 CFG신호에 정수배가 되는 주파수로 설정한다. 상기 가변발진 주파수는 주파수 분주부(30)로 인가되며, 주파수 분주부(30)에서는 상기 제2 CFG신호와 동일한 504HZ로 분주되는 제1분주신호를 발생하는 동시에 PAL방식의 CFG신호인 600HZ로 분주되는 제2분주신호를 발생한다. 이때 상기 주파수 분주부(30)를 출력하는 제1분주신호는 상기 위상동기부(20)로 출력되어 위상동기부(20)에서 상기 제2 CFG신호와 위상을 동기시키며, 제2분주신호는 상기 멀티플렉서(40)로 출력된다. 따라서 위상동기부(20)에서는 연속수신되는 제2 CFG신호와 제1분주신호의 위상을 동기시키며, 멀티블렉서(40)는 PAL방식의 CFG신호와 동일한 600HZ의 제2분주 신호를 선택하여 PAL방식의 서보계로 출력한다.

제 3 도는 제 2 도의 구체회로도로서 캐패시터(C1-C2), 저항(R1-R9)과 트랜지스터(Q1-Q3)로 구성된 펄스발생부(10)와, 캐패시터(C3-C4), 저항(R10-R12), 위상비교기(21-22)와 전압제어발진기(23)로 구성된 위상동기부(20)와, 인버터(G1, G3), 낸드게이트(G2, G4), 다이오드(D1-D4), 저항(R13-R15)과 카운터(31-32)로 구성된 주파수 분주부(30)와, 멀티플렉서(40)로 구성된다.

상기 구성에서 위상비교기(21, 22) 및 전압제어 발진기(23)는 PLL(Phase Lock Loop)이며, 인버터(G1, G3), 낸드게이트(G2, G4) 및 카운터(31, 32)는 듀얼 4비트 업 카운트(Dual bit Up Counter)이고, 40은 멀티플렉서로서, 공지공용의 IC회로를 사용하였다.

제 4 도는 위상동기부(20)의 개념도로서, 제2 CFG신호와 제1분주신호에 의해 가변발진 주파수가 발생되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

제 5 도는 제 3 도에서 504HZ의 제2 CFG신호가 600HZ의 PAL CFG신호로 변환되는 과정을 나타내는 파형도로서, (A)는 펄스발생부(10)에서 발생하는 504HZ의 제2 CFG신호의 파형도이며, (D)(F)는 상기 가변발진주파수를 6분주하는 카운터(31)의 제1분주 신호의 파형도로서, 위상비교기(21, 22)로 궤한되는 504HZ의 비교 신호이고, (C)는 위상비교기(21, 22)의 위상오차 전압 출력이며, (D)는 저항(R10, R12, C3)으로 구성된 저역필터의 직류전압이고, (G)는 상기 가변발진 주파수를 5분주하여 발생되는 605HZ의 제2분주신호의 파형돌서 PAL방식의 CFG신호로 공급된다.

(E)는 저압제어발진기(23)에서 출력하는 3023HZ의 가변발진 주파수이고, 상술한 구성에 의거 본 고안을 제3, 4, 5도를 참조하여 상세히 설명한다.

전술한 바와같이 NTSC와 PAL방식의 서보시스템을 회로적으로는 동일하다. 그러나 NTSC와 PAL방식의 서보시스템을 겸용할 수 없었던 이유는 캡스턴 플라이휘일 자체의 톱니수 차이로 인하여 발생되는 CFG주파수의 차이 때문이다. 즉, NTSC방식일 경우 CFG신호는 720HZ이고, PAL방식일 경우 CFG신호는 600HZ가 발생된다. 이때 NTSC기구부를 이용하여 CFG신호를 발생하는 경우에는 NTSC방식에서는 제1 CFG신호인 720HZ가 발생되고, PAL서보계에서는 제2 CFG신호인 504HZ가 발생된다. 따라서 NTSC기구부를 사용하여 PAL서보계를 제어하고자 할시 504HZ의 CFG신호를 PAL방식에 맞도록 600HZ로 변환하여 PAL서보계로 공급하면, NTSC기구로 PAL서보계를 제어할 수 있음을 알수 있다.

NTSC모드와 PAL모드는 외부에서 스위치로 선택된다. 이때 NTSC모드 선택시에는 멀티플렉서(40)의 (a)단자로는 "하이"신호가 인가되며, PAL모드선택시에는 "로우"신호가 인가된다. 여기서는 NTSC와 PAL의 두 모드만 사용하므로, 단자(Z)만 출력단자로 사용된다.

따라서 멀티플렉서(40)는 모드상태에 따라 NTSC모드일시 (ZI)단자의 입력신호를 선택출력하며, PAL모드일시 (Zo)단자의 입력신호를 선택출력한다.

먼저 NTSC모드시의 동작을 설명하면, 캡스턴 플라이 휠에서 발생한 720HZ의 제1 CFG신호는 캐패시터(C1)를 통하여 직류성분이 제거되며, 트랜지스터(Q1)를 통과하여 캡스턴 서보회로의 전압레벨에 맞게 증폭되고, 저항(R5-R9), 캐패시터(C2)와 트랜지스터(Q2-Q3)로 구성된 슈미트 트리거를 거쳐 구형파의 펄스신호로 변환하여 트랜지스터(Q3)의 컬렉터를 출력한다. 상기와 같이 펄스파로 변환된 720HZ의 제1 CFG신호는 NTSC서보계를 사용하는 시스템에서 발생사는 주파수이다. 상기 720HZ의 제1 CFG신호는 멀티플렉서(40)의 (Z1)단자 및 위상비교기(21, 22)로 동시에 공급되는데, 이때 멀티플렉서(40)는 NTSC모드가 선택된 상태이므로 (a=H, b=L, c=H, INH=L), 펄스발생부(10)의 출력인 720HZ의 제1 CFG신호를 입력하는 단자(Z1)를 선택한다. 그러므로 카운터(32)를 출력하는 분주신호는 무시된다. 이때 상기 멀트플렉서(40)는 단자(Z1)로 수신되는 NTSC모드의 제1 CFG신호를 선택하여 720HZ의 제1 CFG신호로 캡스턴 모터의 위상 및 속도를 제어한다.

두번째로 PAL방식을 설명하면, 먼저 사용자는 PAL모드를 선택하여야 한다. 이때 캡스턴 플라이 휠에서 발생하는 CFG신호는 504HZ의 제2 CFG신호이며, 상기 NTSC방식과 동일하게 펄스발생부(10)의 트랜지스터(Q3)를 통하여 구형파의 신호로 제 5 도 (A)와 같이 변환출력된다. 이때 504HZ의 제2 CFG신호는 멀티플렉서(40)와 위상비교기(21)로 동시에 출력되지만, 상기 멀티플렉서(40)의 선택단자가 (a)=L, (b)=L, (c)=H, INH=L 상태이므로, 단자(Z1)의 입력은 선택할 수 없으며, 단자(Zo)의 입력을 선택하게 된다. 이때 위상비교기(21, 22)로 입력되는 기준신호인 504HZ의 제2 CFG신호는 카운터(31)에서 출력하는 제1분주신호와 위상이 비교되며, 여기서 발생되는 위상오차는 로우패스 필터인 저항(R10, R12)과 캐패시터(C3)를 통하여 직류전압으로 변환되어 전압제어 발진기(23)이 발진제어 전압으로 인가된다.

제 4 도는 전압제어 발진기(23)의 발진주파수(Nfo)가 기준신호인 제2 CFG신호 및 PAL모드 CFG신호의 정수배 신호를 만드는 과정을 설명하는 것으로서, 기준입력 신호(f1)와 전압제어 발진기에서 궤환되는 주파수 분주기에서 분주된 비교신호(fo)는 위상비교기에서 비교되어 전압(Ve)을 내며, 이 전압(Ve)은 두 신호간의 위상차를 나타낸다. 이때 위상차 전압(Ve)은 저역필터(LPF)를 통해 직류전압(Vd)로 변환되며, 이 전압(Vd)은 전압제어발진기의 출력주파수(Nfo)를 제어한다. 따라서 입력신호(f1)가 수신되며, 위상비교기는 입력신호(f1)와 궤환된 분주신호(fo)와의 위상차에 비례하는 전압(Ve)을 발생하고, 저역필터(LPF)는 전압제어발진기의 제어전압(Vd)으로 공급한다. 이때 전압제어 발진기는 제어전압에 비례하는 가변발진 주파수를 발생하는데, 위상차 전압(Vd)이 점차 감소되므로 궤환 분주신호(fo)는 입력 신호(f1)에 접근시키는 방향으로 가변발진 주파수(Nfo)를 발생한다. 따라서 중국에는 입력신호(f1)와 궤환 분주신호가 동일한 상태로 천이되는데, 이 상태를 록크(Lock)상태라 하며, 일단 록크상태가 되면 위상비교기에 입력되는 두 신호(fo, f1)는 위상차가 일정상태로 유지되어 전압제어 발진기는 항상 일정한 가변 발진주파수를 출력한다. 이때 기준신호는 504 HZ 의 제2 CFG신호가 되며, 비교신호로 인가되는 카운터(31)의 제1분주신호 출력도 504HZ가 되어야한다. 또한 가변제어 발진기(23)의 출력은 상기 제1 CFG신호와 PAL모드의 CFG신호의 정수배가 되어야 한다.

따라서 가변제어 발진기(23)의 출력주파수를 3024HZ로 설정하고, 카운터(31)를 6분주기로 구성하고, 카운터(32)를 5분주기로 설정하면 된다.

따라서 제 5 도 (a)와 같은 504HZ의 제2 CFG시호가 위상비교기(21, 22)로 인가되면, 록크상태에서는 비교신호로 인가되는 제 5 도 (b)와 같은 제1분주신호와의 위상차가 일정한 상태이므로 전압 제어발진기(23)는 제 5 도 (e)와 같은 3024HZ의 가변발진 주파수를 출력한다. 이때 상기 카운터(31)는 다이오드(D1, D2)를 통해 출력단자(Q11, Q12)로 전원전압(Vcc)이 인가되고, 리세트 단자(R)로 전원전압(Vcc)이 인가되므로, 상기 제 5 도 (e)와 같은 가변발진주파수를 클럭으로 수신하는 경우, 4개의 클럭이 입력되면 출력단자(Q12)로 "하이"신호를 출력한다. 이후 2개의 클럭이 더 수신되면 출력단자(Q11, Q12)의 출력이 "하이"상태가 되므로, 카운터(31)의 리세트 단자로 인가되는 전원전압(Vcc)의 상태는 "하이"상태가 되어 카운터(31)는 리세트상태가 된다.

그러면 출력단자(Q11, Q12)의 상태가 "로우"상태로 되므로 전원전압(Vcc)은 다이오드(D1, D2)를 통해 바이패스되어 리세트단으로 "로우"신호를 인가하게 되어 카운터(31)는 다시 제 5 도 (e)와 같은 가변발진 주파수를 카운트하기 시작한다. 따라서 상기 카운터(31)는 출력단자(Q12)가 "하이"상태로 되는 순간(Q13=0, Q13=1, Q11=1, Q10=0 : "100") "하이"상태로 천이되고, 출력단자(Q12, Q12)가 "하이"상태로 되는순간(Q13=0, Q12=1, Q11=1, Q10=0 : "110")리세트된다. 따라서 상기 카운터(31)는 상기 제 5 도 (B)와 같은 가변발진 주파수를 6분주하는 제 5 도 (b) 및 (f)와 같은 제1분주 신호를 발생하며, 이 때 제1분주신호는 상기 제 5 도 (a)와 같은 제2 CFG신호와 동일한 주파수를 갖는 504HZ의 신호가 된다. 또한 상기카운터(32)는 출력단자(Q22, Q20)로 다이오드(D3, D4)를 통해 전원전압(Vcc)이 인가되고, 리세트단자로 전원전압(Vcc)이 인가되므로, 상기 카운터(31)와 동일한 동작을 수행하여 5진 카운터로 동작한다. 즉. 제 5 도 (e)와 같은 가변발진주파수를 카운트하는 카운터(32)는 출력단자(Q12)가 "하이"상태로 되는 순간(Q23=0, Q22=1, Q20=1 : "101")리세트되어 "로우"상태로 천이된다. 따라서 상기 카운터(32)는 상기 제 5 도 (b)와 같은 가변발진 주파수를 5분주하는 제 5 도 (g)와 같은 제2분주신호를 발생하며, 이때 제2분주신호는 PAL모드에서 서보계를 제어하기 위한 CFG신호로 공급된다.

따라서 PAL모드로 설정되면, 신호설정부(10)에서 제 5 도 (a)와 같은 504HZ의 제2 CFG신호가 발생되며, 위상동기부(20)에서는 상기 제2 CFG신호와 동일한 주파수를 갖는 제1분주 신호와 상기 제2 CFG신호의 위상을 동기시켜 제2 CFG신호와 PAL모드의 CFG신호에 정수배를 갖는 제 5 도 (e)와 같은 3024HZ의 가변발진주파수를 발생한다. 이때 상기 가변 발진주파수를 입력하는 카운터(31)는 위상동기부(20)로 비교신호를 공급하기 위하여 상기 3024HZ의 가변발진 주파수는 6분주한 제 5 도 (b)와 같은 제1분주신호를 발생하며, 카운터(32)는 상기 가변 발진 주파수를 5분주한 제 5 도 (g)와 같은 제2분주신호를 발생하여 PAL모드에서 캡스턴 모터를 제어하기 위한 CFG신호로 공급한다. 여기서 상기 제2분주신호는 605HZ가 되는데, PAL모드의 CFG신호는 600HZ이므로 약 5HZ의 오차가 발생된다.

그러나 CFG신호의 오차한계는 ±2%이므로 612HZ까지는 허용되며, 본 고안에서는 약 605HZ로 발생되므로 PAL서보계에서는 영향을 미치지 않는다.

상기와 같이 발생된 제2분주신호는 멀티플렉서(40)의 단자(Zo)로 인가되는데, 이때 멀티플렉서(40)는 PAL모드를 선택하고 있으므로, 단자(Z1)로 인가되는 제 5 도 (a)와 같은 504HZ의 제2 CFG신호는 무시한다. 따라서 멀티플렉서(40)는 제 5 도 (d)와 같이 단자(Zo)로 인가되는 제 5 도 (g)와 같은 제2분주신호를 단자(Zo)로 출력하므로서, PAL서보계의 CFG신호로 공급한다.

상술한 바와같이 NTSC와 PAL의 서보시스템을 공용으로 만들어 NTSC와 PAL의 듀얼시스템(Dual System)화를 구현할 수 있으며, 이로인해 NTSC기구로서 PAL방식에 필요한 CFG주파수를 회로적으로 공급하여 NTSC와 PAL의 서보계를 자동적으로 제어할 수 있고, 최종출력 CFG를 구형파의 펄스형태로 만들어 서보메인 IC에 입력하여 사인파보다 동작을 안정화시키고 잡음대 노이즈비(S/N비)를 개선할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. NTSC모드시 제1 CFG신호를 발생하고 PAL모드시 제2 CFG신호를 발생하는 NTSC방식의 캡스턴 플라이휠을 사용하며, 상기 CFG신호로 서보계를 제어하는 브이. 티. 알의 서보제어회로에 있어서, 상기 제1 또는 제2 CFG신호를 입력하여 구형파의 펄스신호로 변환하는 펄스발생부(10)와, 상기 제2 CFG신호를 입력하여 소정 제1분주신호와 위상을 비교하며, 상기 위상차 전압으로 전압제어발진함으로써 상기 제2 CFG신호와 PAL모드의 CFG신호의 정수배를 갖는 가변 발진주파수를 발생하는 위상동기부(20)와, 상기 위사동기부(20)의 가변발진주파수를 클럭으로 입력하여 제1분주하여 상기 제2 CFG신호와 동일한 제1분주 신호를 발생한 후 상기 위상동기부(20)의 비교신호로 출력하는 동시에 제2분주하여 PAL모드에서 사용하는 CFG신호와 동일한 주파수의 제2분주 신호를 발행하는 주파수 분주부(30)와, 상기 펄스발생부(10)의 제1 CFG신호 및 주파수 분주부(30)의 제2분주신호를 입력하여 소보계 모등에 따라 NTSC모드시 상기 제1 CFG신호를 선택하고 PAL모드시 상기 제2분주신호를 선택하여 서보계의 CFG신호로 출력하는 멀티플렉서(40)로 구성됨을 특징으로 하는 브이. 티. 알의 NTSC/PAL겸용 서보제어회로.