JPH0193929A - デジタルサーボ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はビデオ・テープ・レコーダやコンパクト・ディ
スク・プレーヤ等の電子装置に使用するデジタルサーボ
回路に関し、特にアナログ−デジタル変換とデジタル−
アナログ変換とを含むデジタルサーボ回路に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種のデジタルサーボ回路は、アナログ−デジ
タル変換（Ａ／Ｄ変換）の周期とデジタル−アナログ変
換（Ｄ／Ａ変換）の周期とが同じ周期であり、入力され
た制御偏差信号からその信号の１周期の中で出力制御信
号の計算を行って次の周期で出力を行っている。

第２図は、上述のような従来のデジタルサーボ回路の一
例を示すブロック図である。

第２図に示すように、デジタルサーボ回路を構成するた
めには、制御偏差信号１をデジタル値に変換するＡ／Ｄ
変換回路２と、Ａ／Ｄ変換回路２の出力信号を入力して
必要な処理を行う信号処理回路４と、信号処理回路４の
出力信号を入力してこれをアナログ信号に変換した出力
制御信号６を出力するＤ／Ａ変換回路５とを有している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般にＡ／Ｄ変換回路とＤ／Ａ変換回路は概して高価な
ものであり、これは特にＡ／Ｄ変換回路およびＤ／Ａ変
換回路を信号処理回路と同一の半導体チップ上に構成す
るときに生産上の大きな支障となっている。一方、サー
ボ制御のときに必要な周波数帯域は、制御対象物がモー
ターなどの機械的に動作する部品であるので、高々１０
ｋＨｚ程度である。この程度の低い周波数では、比較的
Ａ／Ｄ変換回路およびＤ／Ａ変換回路は構成しやすいが
、可聴周波数帯域に近いため、機械的部品からノイズが
発生するという欠点がある。また、信号処理回路自身も
、サンプリング信号の周波数と制御信号の周波数とが近
接しているため、演算の精度に問題を生ずるという欠点
もある。

本発明の目的は、上述のような従来のデジタルサーボ回
路の欠点を解消して、Ａ／Ｄ変換回路およびＤ／Ａ変換
回路の構成を簡単なものとすることができ、ノイズの影
響も少く、演算の精度もよいデジタルサーボ回路を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 入力信号のサンプリング周波数と出力信号のサンプリン
グ周波数とを異った周波数とすることにより、Ａ／Ｄ変
換回路とＤ／Ａ変換回路のそれぞれの構成を簡単にする
ことができるようにしたものである。

すなわち本発明のデジタルサーボ回路は、制御偏差信号
を入力して比較的低いサンプリング周波数で動作するＡ
／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路から得られる出力
信号をレート変換するレート変換デジタルフィルタと、
レート変換デジタルフィルタの出力信号を処理して所定
の出力制御信号を出力する信号処理回路と、信号処理回
路の出力信号をＤ／Ａ変換した出力制御信号を出力する
Ｄ／Ａ変換回路とを有して構成される。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、Ａ／Ｄ変換回路１２は、制御偏差信号
１を入力して、これをデジタル値に変換した信号を出力
する。このとき、例えば制御周波数領域が３ｋＨｚ以内
であれば、サンプリング定理によってその２倍以上すな
わち６ｋＨｚ以上のサンプリング周波数に設定すればよ
い。この程度の低いサンプリング周波数であれば、Ａ／
Ｄ変換回路１２は比較的簡単に構成することができる。

レート変換デジタルフィルタ１３は、Ａ／Ｄ変換回路の
出力信号を入力して次の原理によって動作する。説明を
容易にするため、入力信号のサンプリング周波数を７ｋ
Ｈｚとし、その５倍の３５ｋＨｚにサンプリング周波数
を上げて出力するものとする。入力信号（データ）は、
３５ｋＨｚを１周期とすると５回に１回しか入力されな
いが、残りはすべてＯとして入力する。このようにする
ことによって、見かけ上のサンプリング周波数を上げる
ことができる。この後、３ｋＨｚより上の周波数を阻止
域とするデジタルフィルタに入力することによって３５
ｋＨｚのサンプリング周波数のデジタル信号を出力する
ことができる。

信号処理回路１４はこのような出力信号をレート変換デ
ジタルフィルタ１３から入力する。信号処理回路１４は
クローズループ内の極を制御して安定性を保ったり、定
常備差（オフセット）が生じないように積分動作を行な
ったりする回路である。レート変換デジタルフィルタ１
３によって位相は遅れるが、より高域にサンプリング周
波数をシフトしているため、制御周波数域内の影響は少
ない。Ｄ／Ａ変換回路１５は信号処理回路１４の出力信
号を入力して出力制御信号１６を出力する。

Ｄ／Ａ変換回路１５は、構成を簡単にすることができる
ＰＷＭ変換回路を利用することができる。

第３図はＡ／Ｄ変換回路１２の詳細を示すブロック図で
ある。

第３図に示すようにＡ／Ｄ変換回路１２は積分形で構成
している。第３図において、制御偏差信号１を入力して
ザンプリングホールド１７によってホールドし、これを
コンパレータ１８の一方の入力端子に入力する。カウン
タ２１は、鋸歯状波発生回路２０と同期して計数を行う
。すなわち、鋸歯状波発生回路２０の出力信号が、初期
値く最小値）になったときにカウンタをリセットして計
数を開始する。コンパレータ１８の出力信号が反転した
ところで計数を停止し、このときのカウンタ２１の値を
デジタル出力信号２２としてレート変換デジタルフィル
タ１３に出力する。タイミング制御回路１つは、上述の
動作のタイミングを制御する回路である。

第４図はＤ／Ａ変換回：ｒ＠１５の詳細を示すブロック
図である。

信号処理回路１４の出力信号である出力制御信号２５を
カウンタ２６にセットし、同時にＲＳフリップフロップ
２３をセットする。カウンタ２６をデクリメント（一つ
ずつカウントダウン）し、０になった時点でＲＳフリッ
プフロップ２３をリセットする。このとき、ＲＳフリッ
プフロップ２３の出力のＰ　Ｗ　Ｍ出力信号２４がアク
チュエータを制御するための出力信号となる。タイミン
グ制御回路２７は上述の動作のタイミングを制御する回
路である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のデジタルサーボ回路は、
入力信号のサンプリング周波数を低くおさえ、出力信号
のサンプリング周波数を高くできるため、Ａ／Ｄ変換回
路およびＤ／Ａ変換回路の構成を簡単にすることができ
るという効果がある。

特にＤ／Ａ変換回路は、ＰＷＭ変換回路を利用すること
ができ、サンプリング周波数を十分に高くすることがで
きるため、不要信号（サンプリングイメージ）を除去す
るためのフィルタも省略できるためアクチュエータは高
い周波数には応答しない。従ってアクチュエータ自身が
不要信号を除去するためのフィルタとなり、可聴周波数
帯域に対するノイズの影響も少なくすることができると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来のデジタルサーボ回路の一例を示すブロック図、第
３図は第１図のＡ／Ｄ変換回路の構成を示すブロック図
、第４図はＤ／Ａ変換回路の構成を示すブロック図であ
る。 １・・・制御偏差信号、２・１２・・・Ａ／Ｄ変換回路
、４・１４・・・信号処理回路、５・１５・・・Ｄ／Ａ
変換回路、６・１６・・・出力制御信号、１３・・・レ
ート変換デジタルフィルタ、１７・・・サンプリング・
ホールド、１８・・・コンパレータ、１つ・２７・・・
タイミング制御回路、２０・・・鋸歯状波発生回路、２
１・２６・・・カウンタ、２２・・・デジタル出力信号
、２３・・・ＲＳフリップフロップ、２４・・・ＰＷＭ
出力信号、２５・・・出力制御信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御偏差信号を入力して比較的低いサンプリング周波数
   で動作するＡ／Ｄ変換回路と、このＡ／Ｄ変換回路から
   得られる出力信号をレート変換するレート変換デジタル
   フィルタと、レート変換デジタルフィルタの出力信号を
   処理して所定の出力制御信号を出力する信号処理回路と
   、信号処理回路の出力信号をＤ／Ａ変換した出力制御信
   号を出力するＤ／Ａ変換回路とを備えることを特徴とす
   るデジタルサーボ回路。