KR920009774B1 - 디지탈 오디오 테이프 레코우더의 고속서어치시 드럼 회전속도 연산 제어장치 및 방법 - Google Patents

디지탈 오디오 테이프 레코우더의 고속서어치시 드럼 회전속도 연산 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 오디오 테이프 레코우더의 고속서어치시 드럼 회전속도 연산 제어장치 및 방법
제1도는 종래에 따른 회전속도 변화에 대한 전압 곡선도.
제2도는 종래에 따른 블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 블럭도.
제4도는 본 발명에 따른 벡터도.
제5도는 본 발명에 따른 연산부(14)의 구체회로도.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
LOG1-LOG6 : 제1-6로그회로 COSθ : COSθ전압발생기
SUM1-SUM3 :제 1-3가산기 AL1-AL4 :제1-4안티로그회로
Sinθ : Sinθ전압발생기 AD1-AD2 : 제1,2증폭기
VR : 상대속도 전압발생기 AH : 감쇄기
10 : 자동증폭기 20 : 스캐일러
본 발명은 디지탈 오디오 테이프 레코우더(Digital Audio Tape Ricoder : 이하 R-DAT라 칭함)의 드럼(Drum)회전속도 계산 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 고속 서어치(search)시 드럼의 회전속도를 릴(Reel)의 회전속도에 따라 일정하게 유지하도록 제어하는 연산 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 R=DAT의 고속 서이치 시에는 정상 플레이(play)시에 비햐여 최대 200배 속까지 테이프의 주행속도를 변환시키게 된다. 그러나 이에 따라 즉시 드럼 회전속도도 200배가 되는 것이 아니라 드럼 제어 전압의 목표전압이 없는 상태에서 피이드백 되는 재생 클럭 주파수가 입력되는 정상 재생 주파수와 같을 때가지 드럼 회전속도를 계속 상승시켜야만 테이프 주행속도와 드럼 회전속도가 일치된다. 따라서, 상기 드럼 회전속도를 테이프 주행속도와 같도록 하기 위해 드럼 회전속도를 상승하기까지의 소요되는 시간이 오래걸림면 민첩한 고속 서이치를 수행할 수 없음을 알 수 있다.
제2도를 참조하여 종래의 회로를 설명하면, 고속 서이치시, 입력되는 재생 주파수인 기준 주파수(f1)는 주파수 비교(부1)에 인가되며 드럼(6)의 회전으로 인하여 생성되는 고주파(Radio Frequency : 이하 RF라 칭함) 신호는 RF 증폭기(5)에 인가된다.
상기 RF 증폭기(5)에 의해 RF 신호 증폭된 신호는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop : 이하 PLL이라 칭함)(2)에 인가된다. 상기 PLL(2)은 상기 RF 신호로부터 재생클럭 주파수를 추출하여 주파수 비교부(1)에 인가한다. 따라서 상기 주파수 비교부(1)는 상기 기준 주파수와 상기 재생 클럭 주파수를 서로 비교하여 출력 에러신호를 가산기(3)에 인가한다. 또한 상기 가산기(3)에는 서어치시 램프(RAMP) 전압을 발생하는 램프 전압 발생기(7)의 출력신호가 인가된다. 상기 가산기(3)는 입력되는 상기 두 신호를 합하여 증폭기(4)에 제공한다. 상기 증폭기(4)에 의해 증폭률로 증폭된 상기 신호는 상기 드럼(6)에 인가된다. 상기 드럼(6)은 입력되는 상기 신호에 응답하여 회전된다. 여기서, 다시 정상주행이 되면, 상기 PLL(2)이 로킹되어 상기 램프 전압 발생기(7)의 램프 전압 발생은 정지하게 된다.
상기 제2도를 자세히 설명하기 위하여 상기 고속 서어치시 릴 및 드럼의 동작 상태를 제1도에 나타내었는데 이를 설명한다. 상기 R-DAT가 제1도의 (a)부분에서 고속 서어치 동작을 개시하면 회전속도 변화에 따를 릴제어 전압은 급격히 상승하여 드럼 제어전압은 서서히 상승하는 것을 알 수 있다. 제1도의 (b)부분은 릴 제어전압에 의한 테이프 주행 속도의 목표 속도 완료점으로서 테이프 속도 가속이 완료되는 부분이다. (c)구간은 릴의 속도 상승으로 상대속도 일정 제어를 위하여 드럼의 회전속도를 스위핑-업(sweeping-up) 시키는 구간이다. 즉 상기 (c)구간 동안은 테이프 주행속도가 일치하기까지 소요되는 구간이다. (f)구간은 드럼 회전속도를 미세조정하는 구간이며 (d)점은 드럼회전 속도가 세팅(setting)되는 점이다. 여기서, 상기 (C) 및 (F)구간은 재생 데이타의 재생 클럭 주파수가 정상 주행시의 재생 클럭 주파수와 일치하는가를 확인하여 제어한다.
상기 두 주파수가 같을때까지 드럼의 속도를 상승시켜야 하는데 종래에는 드럼 제어전압의 목표전압이 없는 상태에서 서서히 상승하게 되므로 제2도의 (c)구간이 길어져 고속 서이치 수행이 느리게 되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 목적은 R-DAT의 고속 서어치시 릴의 회전속도 변화에 해당하는 전압을 이용하여 드럼의 목표 속도에 상응하는 전압을 발생하여 드럼 회전속도의 상승구간을 줄임으로써 R-DAT의 서어치 속도를 개선할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이하 본 발명을 도면 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 블럭도로서, 드럼(10)과, 상기 드럼(10)의 회전으로 인하여 변화하는 RF 신호를 증폭하는 RF 증폭기(11)와, 상기 RF 증폭기(11)의 출력신호를 입력하여 재생 클럭을 추출하는 PLL(12)과, 외부에서 인가되는 기준 주파수(f2)와 상기 PLL(12)의 출력신호를 비교하는 주파수비료부(13)와, 외부에서 인가되는 릴 회전 제어신호(VT)로부터 드럼(10) 회전속도를 연산하여 헤드회전 제어신호(VH)을 출력하는 연산부(14)와, 상기 연산부(14)의 상기 헤드회전 제어신호와 상기 주파수 비교부(13)의 비교된 출력신호를 합하여 출력하는 가산기(15)와, 상기 가산기(15)의 출력신호를 증폭하여 드럼(10)에 인가하는 증폭기(16)로 구성한다.
제4도는 본 발명을 설명하기 위해 도입된 벡터도로서, VH는 구하고자 하는 헤드회전 제어신호이고, VT는 릴 회전 제어신호이고, VR은 상기 VT와 VH가 일치할 때 나타나는 상대속도로서 테이프의 주행과 드럼의 회전에 의해 정의되는 벡터량이며, θ는 R-DAT의 데크 메카니즘 설계시 고정되어 있는 물리적인 값으로 데크의 베이스와 드럼 기울기 사이의 각도이다. 즉, 본 발명에서는 고속 서어치시 가변하는 VT에 따라 항상 일정한 VR을 유지하기 위해 VH의 값을 구하는 것이 중요한 과제임을 알 수 있다.
제5도는 상기 제3도에 따른 상기 연산부(14)의 구체 회로도를 나타낸 것인데, 이를 방법적인 단계로 나타내면, 외부에서 인가되는 릴 회전 제어신호(VT) 및 상수 COSθ를 로그화하여 더한 신호를 안티로그화하는 제1과정과, 상기 제1과정의 릴 회전 제어신호(VT) 및 상수 Sinθ를 각기 로그화하여 더하고 이를 2배 증폭하여 다시 안티로그를 취하는 제2과정과, 상기 제1과정의 릴 회전 제어신호(VT) 및 상대속도 전압발생기로부터 발생되는 미리 설정된 전압값인 상수 VR을 로그화 한 후 2배 증폭하여 아티로그를 취하는 제3과정과, 상기 제2과정과 제3과정의 출력신호의 차를 로그화하고 1/2 감쇄하여 안티로그를 취하는 제4과정과, 상기 제1과정과 제4과정의 출력신호를 더해 상기 드럼(10)을 구동하는 모터의 토르크 특성에 맞는 신호로 스테일링하여 드럼(10)의 헤드회전 속도를 릴의회전속도에 일치시켜 상대속도를 일정하게 유지하도록 하는 헤드회전 제어신호(VH)를 출력하는 제5과정으로 이루어진다.
따라서, 상기 제5도의 참조번호(10)은 상기 제1과정에 대응되고 (20)은 제2과정, (30)은 제3과정, (40)은 제4과정, (50)은 제5과정에 각각 대응됨을 알수 있다.
상술한 구성에 의거 본 발명을 제3-5도를 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 제3도에 나타낸 각 블러 중 연산부(14)를 제외한 다른 블럭의 기능 및 동작은 상술한 제2도의 블럭구성과 같다. 또한 제4도의 VT는 테이프의 주행속도이고, VH는 헤드의 속도인데, 상기 헤드의 속도(VH)는 드럼(10)의 회전속도와 비례한다. 상기 VR은 헤ㄷ의 속도(VH)와 테이프의 주행속도(VT)에 대한 상대속도로서, 벡터로써 나타낸 것이다.
상기 상대속도(VR)를 벡터(vector)에 의해 계산하면 하기 (1a)식 및 (1b)식 및 (1c)식에 의해 (1)식이 얻어진다.
Figure kpo00001
따라서,
Figure kpo00002
식이 된다.
본 발명에서 사용된 상대속도 일정 서어보(servo)라 함은 벡터VR의 크기를 일정하게 유지하도록 하는 것 즉, 테이프의 주행속도와 드럼속도의 일정을 의미하며 속도는 전압과 동일용어로 해석되어질 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 상기 상대속도(VR)의 크기를 계산하면, 하기 (2)식과 같다.
Figure kpo00003
상기 (2)식에서 알 수 잇듯이 제3도 드럼(10)의 회전속도는 릴의 회전속도와 고나련이 있게 된다. 그러므로, 상대속도(VR)는 일정하게 두고 테이프의 주행속도(VT)를 독립변수로 하며,구하고자 하는 헤드의 속도(VH)를 종속변수로 하여 상기 (2)식으로부터 이 테이프 주행속도(VH)와 헤드속도(VH)의 관계식을 구하면 하기 (3)식과 같다.
Figure kpo00004
상기 (3)식의 θ는 드럼(10)의 라인(Read Ling)의 기울기로 주행속도에 관계없이 일정하게 정하여져 있다. 상기 상대속도(VR)를 일정하게 하는 것이 제어의 목적이므로 이 상대속도(VR)는 속도의 비 또는 전압의 비가 일정하므로 이를 상수로 취급하면 상기 (3)식에서 구하고자 하는 헤드의 속도(VH)에 따라 변화함을 알 수 있다.
제3도의 연산부(14)는 상기 (3)식의 기능을 수행하는 블럭으로 편의상 헤드의 속도와 테이프의 주행속도와 상대속도를 헤드회전 제어전압과 릴 회전 제어전압과 상대속도 전압발생기의 전압과 같은 부호로 각각 VH와 VT와 VR로 사용한다. 즉, 제5도에서 사용될 VH, VT, VR은 모두 전압값이 되며, 속도가 증가하면 전압도 증가함을 알 수 있고 또한 릴 또는 드럼 모터의 인가전압에 의해 속도가 변화함으로 동일의미로 사용될 것이다. 상기 릴 회전 제어신호 즉, 릴 회전 제어전압(VT)을 받아 상기 (3)식의 연산을 행한 결과는 헤드 회전 제어신호(VH)가 되는데 이는 즉 헤드 회전 제어전압과 동일 의미이다.
상기 결과인 헤드의 회전 제어신호(VH)는 가산기(15)로 입력되어 주파수 비교부(13)의 출력신호와 합하여진 후 증폭기(16)로 출력한다. 상기 증폭기(16)는 입력되는 신호 즉 전압을 소정 증폭률로 증폭하여 드럼(10)에 출력하므로 상기 드럼(10)의 회전속도는 변화하게 된다. 상기 제3도 연산부(14)의 세부구성은 제5도에 나타나 있으므로, 이하에서는 제5도를 참조하여 설명한다. 상기 (2)식의 곱셈회로를 구현하기 위해 우선 하기의 방법과 같이 예를 들어 설명하면, A×B의 계산을 위하여 A×B=C라 할 때 양변에 로그(LOG)를 취하면 하기의 (4) 및 (5) 및 (6)식과 같다.
Figure kpo00005
따라서 곱하고자 하는 두 신호를 각각 로그(LOGARITHM) 회로를 거쳐 더한 다음 다시 안티-로그를 취함으로써 얻어진다. 상기 식들을 바탕으로 상기 연산부(14)에 적용하면 외부에서 입력된 릴 회전 제어신호(VT)가 참조번호(10)의 제1로그 회로(LO(G1))에 인가됨에 의해 릴 회전 제어신호(VT)의 로그값이 출력되고, 상수 COSθ가 제2로그 회로(LOG2)를 통하여 COSθ의 로그값이 출력된다. 상기 제1,2로그 회로(LOG1,LOG2)의 두 출력신호는 제1가산기(SUM1)로 입력되어 상기 (5)식과 같이 두 신호를 합한 신호가 제1안티로그 회로(ALI)로 인가된다.
상기 제1안티로그 회로(ALI)는 상기 (6)식과 같이 역대수함으로써 상수COSθ와 릴 회전 제어신호(VT)가 곱하여진 상기 (3)식의 VTCOSθ가 출력되도록 한다. 또한 외부에서 입력된 릴 회전 제어신호 즉, 제어 전압(VT)이 참조번호(20)의 제3로그 회로(LOG3)를 거침으로써 그에 따른 로그값이 출력되고, 상수 sinθ가 제4로그 회로(LOG4)를 통함으로써 그의 로그값이 출력된다. 상기 제3,4로그 회로(LOG3, LOG4)의 두 출력신호는 제2가산기(SUM2)로 입력되어 상기 (5)식과 같이 두 신호가 합하여진 후 제2증폭기(AD2)에 인가된다.
상기 제2증폭기(AD2)는 상기 합하여진 신호를 2배 증폭하여 제2안티로그 회로(AL2)로 출력하고, 상기 제2안티로그 회로(AL2)에 의해 역대수된 신호는 바로 상수 sinθ와 릴 회전 제어신호(VT)를 곱하여 제곱한 상기 (3)식의 VT2sin2θ의 출력이 된다. 여기서 상기 VT2sin2θ가 출력하기까지의 제2과정에 대한 연산을 예를 들어 설명해 보면 하기 (7) 및 (8) 및 (9)식과 같이 수행된다.
Figure kpo00006
또 한편 상대속도 전압발생기(VR)의 상수 VR가 제5로그 회로(LOG5)에 의해 로그값으로 출력되어 제1증폭기(AD1)로 입력된다. 상기 제1증폭기(AD1)는 입력신호를 2배 증폭하여 제3안티로그 회로(AL3)로 출력하고, 상기 제3안티로그 회로(AL3)는 상기 입력된 신호를 역대수하여 상수 VR를 제곱한 상기 (3)식의 VR2를 계산하여 출력한다. 상기 제2과정 및 제3과정의 출력인 상기 제2안티로그 회로(AL3)의 출력신호는 참조번호(40)의 차동증폭기(10)로 입력되어 두 입력신호의 차이인 VR2-VT2sinθ가 제6로그회로(LOG6)가 인가된다. 상기 제6로그 회로(LOG6)를 통해 로그값이 취하여진 상기 차이값은 감쇄기(AH)에 인가된다. 상기 감쇄기(AH)로 인가된 상기 입력신호 1/2 감쇄되고 제4안티로그 회로(AL4)를 통해 역대수되어 상기 (3)식의
Figure kpo00007
이 계산되어 출력한다.
상기 제4과정이 되는 상기 VR2-VT2sinθ가 출력하기까지의 연산을 예를 들어 설명해 보면 하기 (10) 및 (11)식과 같이 수행한다.
Figure kpo00008
또한, 상기 제1과정 및 제4과정의 출력인 상기 제1안티로그 회로(AL1)으 출력신호와 제4안티로그 회로(AL4)의 출력신호는 첨조번호(50)의 제3가산기(SUM3)로 입력되어 더하여진다. 즉, 상기 제3가산기(SUM3)는 상기 더한 신호를 스케일러(20)로 인가하며, 상기 스케일러(20)는 드럼(10)모터의 토르크 특성에 맞는 전압으로 스케일링하여 조절된 전압을 출력한다. 여기서 사이 스케일러(20)에 의해 조절된 전압은 상기 (3)식의 무연근인
Figure kpo00009
를 제외한 출력전압이다.
즉, 상기 무연근을 상기 VH를 구하는 2차 방정식에서 구하여지는 두개의 근 중에서 의미가 없는 근을 말하는데, 여기서 상기
Figure kpo00010
는 음수값을 갖는 근이므로 물리적으로 필요없는 근이된다. 즉, 상기 스케일러(20)는 VT COSθ+VR2-VT2Sin2θ의 값만 헤드 회전 제어신호(VH) 즉, 헤드회전 제어전압으로서 출력한다. 상기 연산부(14)의 구성은 D-DAT 뿐만 아니라 DAT-데이타 레코우더에서도 사용이 가능할 것이다.
상술한 바와 같이 R-DAT의 고속 서어치시 테이프와 드럼의 상대속도 일정 즉, 테이프 주행속도와 드럼의 회전속도의 일치 제어를 위하어 테이프의 주행전압에 따른 드럼헤드의 회전속도 제어전압을 연산부(14)에 의해 계산하여 제어하므로 상대속도의 일정을 유지함에 따라 고속 서어치 수행이 안정하면서 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 드럼(10)과 RF 증폭기(11)와 PLL(12)과 주파수 비교부(13)와 가산기(15)와 증폭기(16)를 구비한 디지털 오디오 테이프 레코우더의 고속 서어치시 테이프와 드럼의 상대속도가 일정하도록 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 가산기(15)에 연결되어 상기 드럼(10)의 회전속도를 릴의 회전속도에 일치하도록 하는 전압을 생성하기 위해 입력되는 릴 회전 제어신호(VT)를 미리 설정된 상수 Cosθ 및 Sinθ의 전압과 상대속도 전압인 상수 VR과 연산함에 의해 헤드회전 제어신호(VH)를 출력하는 연산부(14)로 구성함을 특징으로 하는 디지털 오디오 테이프 레코우더의 고속 서어치 드럼회전 속도연산 제어장치.
  2. 디지털 오디오 테이프 레코오더의 고속 서어치시 테이프와 드럼의 상대속도를 일정하게 제어하기 위한 방법에 있어서, 외부에서 인가되는 릴 회전 제어신호(VT) 및 상수 COSθ를 로그화하여 더한 신호를 안티로그화 하는 제1과정과, 상기 제1과정의 릴 회전 제어신호(VT) 및 상수 nθ를 각기 로그화하여 더하고 이를 2배 증폭하여 다시 안티로그를 취하는 제2과정과, 상기 제1과정의 릴 회전 제어신호(VT) 및 상대속도 전압발생기로부터 발생되는 미리 설정된 전압값인 상수 VR을 로그화한 후 2배 증폭하여 안티로그를 취하는 제3과정과, 상기 제2과정과 제3과정의 출력신호의 차를 로그화 하고 1/2 감쇄하여 안티로그를 취하는 제4과정과, 상기 제1과정과 제4과정의 출력신호를 더해 상기 드럼(10)을 구동하는 모터의 토르크 특성에 맞는 신호로 스케일링하여 드럼(10)의 헤드회전 속도를 릴의 회전속도에 일치시켜 상대속도를 일정하게 유지하도록 하는 헤드회전 제어신호(VH)를 출력하는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 디지탈 오디오 테이프 레코우더의 고속 서어치 드럼 회전속도 연산 제어방법.
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