KR960013428B1

KR960013428B1 - 회전 제어 장치

Info

Publication number: KR960013428B1
Application number: KR1019870005816A
Authority: KR
Inventors: 유끼히꼬 마찌다; 다다후사 도미다까
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1996-10-05
Also published as: JP2536847B2; KR880000939A; JPS62293983A

Abstract

내용 없음.

Description

회전 제어 장치

제1도는 본 발명의 실시예를 도시하는 블록도.

제2도는 위상 에러 데이타를 얻는 원리를 설명하는 타이밍 챠트.

제3도는 속도 에러 데이타를 얻는 원리를 설명하는 타이밍 챠트.

제4도는 본 발명에 적용하여 얻는 디지탈 귀환형, 빗살형 필터 회로의 블록도.

제5도는 제4도의 타이밍 챠트.

제6도는 빗살형 필터의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 디지탈 빗살형 필터 회로 15 : 모터

16 : 회전 검출기 21 : 속도 에러 카운터

24 : 미분 회로 30 : 가산기

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 모터의 회전 속도 검출 신호에 포함되는 교류 성분을 검출하여 이 교류 성분을 빗살형 필터로 통과시키는 것에 의해서 모터의 회전이 일정하지 않는등의 일정의 회전 변동 성분의 영향을 제거하는 회전 제어 장치를 제공하는 것이다.

[종래의 기술]

VTR등의 드럼 스피드 서보 회로에 있어서, 드럼 모터의 회전 속도를 FG(주파수 발전기)로 검출하므로써 제3도에 도시한 바와 같은 회전 속도에 따른 주파수를 갖는 FG펄스를 얻고 있다. 디지탈 제어를 행하도록한 서보 회로에서는 제3도와 같이 상기 FG펄스의 입상에서 카운터를 리셋함과 동시에 카운터 스타트시켜 FG펄스의 입하에서 카운터값 N₁,N₂,N₃…를 샘플링하도록 이루어져 있다. 이 샘플링된 카운터값 N₁,N₂,N₃…로 이루어진 데이타를 속도 에러 데이타로 하여 이 속도 에러 데이타를 처리하므로써 모터의 속도를 일정하게 제어하는 제어 신호를 얻도록 하고 있다.

이와 같은 모터 서보 회로에서는 드럼, FG등의 취부오차, 예를 들면 편심등으로 인해 회전이 일정하게 되지 않는 중대한 문제가 된다. 이와 같이 회전이 일정하게 되지 않는 것은 항상 일정 주기로 속도 검출 신호에 중첩된다. 상술한 FG펄스로 부터 속도 에러 데이타를 얻도록한 서보 회로의 경우는 드럼의 회전 주기, 예를 들면 30Hz의 성분과 이 고조파 성분이 FG펄스에 중첩되는 것으로 된다. 따라서, 이 FG펄스를 토대로 얻어지는 속도 에러 데이타에 상기 30KHz 성분이 혼입하고, 이 때문에 재생 화면에 왜곡등이 발생한다.

이와 같은 회전이 일정하지 않게 되므로써 초래되는 영향을 방지하기 위하여, 종래는 서보계에서 30Hz의 이득을 될 수 있는한 낮게되도록 설계하였다. 그러나, 이득을 낮게하면 토오크 변동에 약하게 되는 새로운 문제가 초래된다.

또한, 다른 방법으로서 아날로그 구성된 노취 필터를 설치하여 30Hz의 이득을 감쇄시키는 방법이 이용되어 오고 있다. 그러나, VTR에 있어서, 픽쳐 서치등의 변속 모드에서 수평 주파수의 보정을 행하기 위하여 드럼의 설정 속도를 변화시키므로써 회전이 일정하게 되지 않는 성분도 30Hz에서 변화하게 된다. 따라서, 노취 필터도 30Hz에서 급격하게 감쇄하는 Q가 높은 특성의 것을 이용할 수 없으며, Q가 낮은 평탄한 특성의 것을 이용할 필요가 생긴다. 이와 같이 평탄한 특성의 필터를 이용하면 30Hz의 성분을 충분하게 제거할 수 없으며, 화면의 왜곡등을 충분하게 개선할 수 없다.

그리고, 제4도에 도시한 바와 같은 디지탈 귀환형 빗살형 필터를 이용하여 30Hz 성분 및 이 고조파 성분을 제거하는 것이 고려된다.

제4도에 있어서, 입력 단자(1)에는 제3도의 샘플링값 N₁,N₂,…로 이루어진 속도 에러 데이타 DS가 가산된다. 이 데이타 DS는 가산기(2)에 가해짐과 동시에 스위치(3)의 가동접점에 가해진다. 이 스위치(3)는 제3도의 N₁,N₂,…의 데이타가 얻어지는 시점과 동기하여 이 6개의 고정 접점 a, b,…f를 절환하도록 이루어져 있다. 상기 각 접점 a, b,…f에는 디지탈 귀환형 빗살형 필터(4₁,4₂,…4₆)가 접속되어 있다. 상기 빗살형 필터(4₁,4₂,…4₆)의 출력단은 스위치(5)의 고정 접점 a, b,…f에 각각 가해진다. 이 스위치(5)는 상기 스위치(3)와 동기하여 접점 a, b,…f를 절환하므로써 이 가동 접점에 얻어지는 축력 데이타 DS₄는 상기 가산기(2)에 가해져 상기 에러 데이타 DS로부터 감산되도록 이루어져 있다.

지금, 입력된 에러 데이타 DS가 제5도에 도시한 바와 같은 N₁,N₂,N₃…의 각 샘플링값으로 이루어진 것으로 하면, 제4도에서 빗살형 필터(4₁)에는 스위치(3)의 접점 a로 부터 N₁,N₇,N₁₃…으로 이루어진 제5도에 도시한 에러 데이타 DS₁이 입력된다. 이 데이타 DS₁은 빗살형 필터(4₁)를 구성한 가산기(6,7)를 통해 리미터(8)에 가해져 동적 범위를 제한한후, 지연 회로(9)에 의해 6샘플링 기간, 즉 모터의 회전 주기만큼 지연된다. 상기 지연 회로(9)의 출력 DS₂는 상기 가산기(7)에 귀환되어 가산가(6)로부터의 데이타에 가산됨과 동시에 승산기(10)에서 K배(단, k1)이 된다. 이 K배된 데이타는 상기 가산기(6)에 가해져 원래의 데이타 DS₁으로부터 감산된다.

상기 가산기(7)에 있어서, 지연 회로(9)로부터 얻어지는 예를 들면 N₁과 대응하는 데이타가 다음의 샘플링으로 얻어지는 N₇과 대응하는 데이타에 가산된다. 이 가산 출력이 리미터(8)를 통해서 지연 회로(9)로 지연되며, 이 지연 출력 DS₂가 다시 가산기 및 지연 회로(9)에 의해 적분 회로가 형성되며, 지연 회로(9)의 출력 DS₂는 상기 데이타 DS₁의 평균값을 나타내는 것으로 된다. 이 출력 DS₂를 승산기(10)에서 K배한후, 가산기(6)에 가해 원래의 데이타 DS₁으로부터 감산하므로써 루프가 발진하는 것을 방지하도록 하고 있다.

따라서, 승산기(10)로부터 얻어지는 출력 데이타 DS₃는 제5도에 도시한 바와 같이 입력 데이타 DS의 N₁,N₇,N₁₃…의 각 위상에 대한 센터값(제로 레벨)으로부터의 오차를 표시하는 것으로 되어 있다. 즉, 이 빗살형 필터(41)는 아날로그 신호에 대한 1차의 RC형 로패스 필터와 실질적으로 등가인 필터로 되어 있다.

다른 빗살형 필터(4₂∼4₆)도 상기 빗살형 필터(41)와 동일하게 구성되며, 스위치(3)의 접점 b…f로 부터 얻어지는 동일한 위상의 샘플링값이 입력되어 상술과 마찬가지의 처리가 이루어진다. 이들의 빗살형 필터(4₁∼4₆)의 출력은 스위치(5)로부터 순차적으로 취출된다. 이 취출된 데이타 DS₄는 원래의 데이타 DS로부터 30Hz 및 이 고조파 성분이 추출된 데이타이며, 이 데이타 DS₄가 가산기(2)에 가해져 입력 데이타 DS의 대응하는 샘플링값으로부터 감산된다.

이 결과, 출력 단자(11)에 의해 제5도 및 제6도에 도시한 바와 같은 회전이 일정하게 되지 않는 30Hz 및 이 고조파 성분이 제거된 빗살형 특성을 갖는 출력 데이타 DS₀를 얻을 수 있다. 또한, 이 빗살형 필터 특성은 30Hz, 60Hz, 90Hz의 감쇄 부분이 모터의 설정 속도에 추종한다. 따라서, 모터의 설정 속도에 불구하고 회전이 일정하게 되지 않는 성분을 유효하게 제거할 수 있다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

상술한 제4도의 빗살형 필터를 이용한 회로에서 입력 데이타 DS의 DC레벨이 제로로 되지 않는 경우도 스위치(5)로부터 얻어지는 데이타 DS₄에는 DC레벨이 제로로된다. 즉, 이 제4도의 회로의 DC이득은 모터의 설정 속도를 나타내므로 DC레벨을 전송할 수 없으면, 서보 동작을 행하는 것이 불가능하게 된다.

제4도에 있어서, DC레벨의 전송을 가능하게 하기 위해서는 빗살형 필터(4₁∼4₆)의 출력의 평균값 또는 입력 데이타 DS의 평균값을 구하여, 이 평균값을 상기 데이타 DS₄로부터 감산하는 회로 구성을 별도로 설치할 필요가 있으며, 이를 위해 회로 구성이 대단히 복잡하게 된다.

실시예

제1도는 본 발명을 VTR의 드럼 서보 회로에 적용한 경우의 실시예를 도시한 것이다. 이 드럼 서보 회로는 속도 서보 루프와 위상 서보 루프를 갖는 것이다.

제1도에 있어서, 드럼 모터(15)의 회전은 이 모터(15)에 설치된 회전 검출기(16)에 의해 검출된다. 이 회전 검출기(16)는 FG 및 펄스 발생기를 포함하므로 이 속도 검출 헤드(17)에 의해 상술한 제3도에 도시한 바와 같은 속도에 따른 주기를 갖는 FG펄스가 얻어진다.

또한, 위상 검출 헤드(4)에 의해 제2도에 도시한 바와 같은 모터(15)의 회전 위상에 따른 PG펄스가 이 모터(15)의 1회전에 1개의 비율로 얻어진다.

상기 FG펄스는 제어 신호 발생기(19)에 가해져 상기 PG펄스는 제어 신호 발생기(20)에 가해진다. 상기 제어 신호 발생기(19)는 속도 에러 카운터(21)를 제어하므로 제3도에 대해서 상술한 바와 같이 하여 데이타 N₁,N₂,N₃…가 샘플링된다. 이 N₁,N₂,N₃…로 이루어진 데이타는 속도 에러 데이타 DS로서 미분 회로(24) 및 승산기(26)로 보내진다.

또한, 제어 신호 발생 회로(20)는 단자(23)로 부터 가해지는 수직 동기 신호 VP와 더불어 위상 에러 카운터(22)를 제어한다. 즉, 제2도에 도시한 바와 같이 상기 신호 VP의 입상에서 상기 카운터(22)를 리셋함과 동시에 카운터 스타트시켜 PG펄스의 입상에서 카운터값 M₁,M₂…를 샘플링하도록 이루어져 있다. 이 샘플링된 카운트값 M₁,M₂…로 이루어진 데이타는 위상 에러 데이타 DP로서 승산기(27) 및 적분 회로(29)로 보내진다. 또한, 카운터(21,22)에는 예를 들면 1MHz의 클럭 CK이 부여되어 있다.

상기 미분 회로(24)는 속도 에러 데이타 DS를 미분하여 각가속도 에러 데이타로 변환하며, 이 각가속도 에러 데이타는 승산기(25)로 보내진다. 또한, 상기 적분 회로(29)는 위상 에러 데이타 DP를 적분하여 이 적분된 데이타를 승산기(28)에 보내므로써 위상 서보 루프의 저역의 이득을 높게한다.

상기 승산기(25)는 상기 각가속도 데이타를 K₀배 하며, 상기 승산기(26)는 데이타 DP를 K₂배 하며, 상기 승산기(28)는 상기 적분 데이타를 K₃배 한다. 본 실시예에서, 상기 승산 계수 K₀, K₁, K₂, K₃를 K₀K₁K₂K₃의 관계로 선택하므로써 각각의 데이타에 대해서 중첩을 행하며, 서보 동작의 효과의 크기를 정한다.

즉, 상기 데이타 DS를 미분하여 가속도로 변환된 데이타에 대해서 가장 큰 K₀를 승산하므로써 속도 에러에 대한 속응성의 효과를 얻으며, 다음에 K₁, K₂에 의해 속도 에러 위상 에러의 순으로 효과를 얻으며, 또한 상기 적분 데이타에 대해서 K₃를 승산하여 저역의 이득을 증가시키는 효과를 얻는다.

또한, 상기 미분 회로(24)에서 DC성분을 갖는 데이타 DS를 미분하므로써 미분된 데이타는 DC성분이 제거된 것으로 된다.

본 발명에 있어서, 이 DC성분이 제거된 교류 성분만을 K₀배 한후에 다음단의 디지탈 빗살형 필터 회로(4)에 가해진다. 이 빗살형 필터 회로(4)는 제4도의 회로가 그대로 이용되며, 이 입력 단자(1)에는 제5도의 DC에 대해서 상기 K₀배된 미분 데이타가 입력되도록 되어 있다.

따라서, 이 빗살형 필터 회로(4)에 있어서는 상기 교류 성분만에 관해서 제4도에 대해서 상술한 동작이 행해진다. 이 빗살형 필터 회로(4) 내지 제6도와 같은 30Hz 및 이 고조파 성분이 제거된 가속도에 관한 데이타를 얻을 수 있다. 이 데이타 및 승산기(26,27,28)로부터 얻어지는 각 데이타는 가산기(30)에 가해진다. 이 가산기(3)로부터 얻어지는 가산된 데이타는 A/D변환기(31)에서 아날로그의 제어 신호로 변환되며, 이 제어 신호는 구동 앰프(32)를 통해서 모터(15)의 속도 및 위상을 제어한다.

본 실시예에 의하면, 데이타 DS를 미리 적분하여 DC분을 제거하여 교류 성분만으로 하며, 이 교류 성분을 빗살형 필터 회로(4)에 가하므로 회전이 일정하지 않는 성분만을 제거할 수 있다. 더구나, 최대 계수 K₀를 승산하므로 회전이 일정하지 않는 성분의 제거 효과를 크게할 수 있다. 또한, 필요한 DC성분은 승산기(26)의 전송계로부터 얻을 수 있다.

이상은 본 발명을 디지탈 서보 회로에 적용한 경우에 대해서 서술하였지만, 본 발명은 아날로그 서보 회로에 적용할 수 있다. 이 경우는 제4도의 지연 회로(9)에는 CCD소자등을 이용하여도 좋다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 간단한 회로 구성에 의해 모터의 설정 속도에 따른 회전 주기 성분 및 이 고조파 성분에 의한 오차를 유효하게 제거할 수 있다. 또한, Q가 높은 빗살형 필터를 이용할 수 있으므로 상기 회전 주기 성분 및 이 고조파 성분만에 대해서 신호 처리를 행할 수 있으며, 이 때문에, 저역의 위상 회전등이 초래되는 일이 없이 항상 안전한 고성능의 제어를 행할 수 있다.

Claims

모터의 회전을 제어하는 장치에 있어서, 상기 모터의 속도 및 위상을 감지하여 상기 모터 회전의 감지된 속도 및 위상을 표시하는 모터 회전 신호를 발생시키는 센서와, 상기 모터 회전 신호를 처리하기 위하여 상기 센서에 접속되어 상기 감지된 속도 및 위상과 소망의 속도 및 위상간의 에러를 표시하는 에러 신호를 제공하는 신호 처리기와, 상기 신호 처리기에 접속되어 상기 에러 신호로부터 교류 성분을 추출하는 수단과, 상기 교류 성분을 공급받아 상기 모터의 회전 주파수 및 보다 높은 고조파에서 상기 모터 회전 신호상에 중첩되는 모터 회전 성분을 필터링하므로써 필터링된 신호를 제공하는 빗살형 필터 회로와, 상기 빗살형 필터회로로 부터 공급되는 상기 필터링도니 신호를 상기 신호 처리기로 부터로 공급되는 상기 어러 신호와 가산하여제어 신호를 제공하는 가산기 및, 상기 제어 신호에 응답하여 상기 모터를 구동하는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 회전 제어 장치.