JPH02164292A - 位相誤差検出装置 - 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〕 この発明は、いわゆるビデオテープレコーダなどの磁気
テープ記録再生装置などにおいて、回転シリンダの回転
制御や、磁気テープの走行側１１１１などを行うための
デジタルサーボ装置に用いられる位Ｆｆｆｉ　ｒｔ差検
出装置に関するものである。

〔従来の技術］ いわゆるビデオテープレコーダなどの磁気テープ記録再
生装置では、記録／再生ヘッドを取り付けた回転シリン
ダを所定の回転数で回転させ、また磁気テープの走行制
御を行うためにサーボ装置を設け、このサーボ装置によ
って前記回転シリンダを駆動するシリンダモーフや、磁
気テープを走行させるキヤプスタンを駆動するキャブス
クンモータを制御するようにしている。

たとえばキャプスタンに関するナーポ装面では、映像信
号などの記録時には磁気テープの走行速度を一定に保ち
、再生時にはるｎステープに記録したコントロールパル
ス（垂直同期信号の２の周波数の方形波）に同期して磁
気テープを走行させるようにしてトラッキングをとるよ
うにしている。このため記録時には、キャプスタンの回
転速度に比例した周波数の信号を出力する検出器からの
信号の周期の、前記キャプスタンの所望の回転数に対応
する前記検出器出力の周期に対する誤差を検出して、こ
の周期誤差信号によってキャプスタンモータを制御して
いる。また再生時には、前記周期誤差信号によるキャプ
スタンモータの制御とともに、前記コントロールパルス
の垂直同期信号の２の周波数を存する基準信号に対する
位相誤差を検出して、この位相誤差信号によってキャプ
スタンモータを制ｉ１Ｕ　シ、前記コントロールパルス
を前記基準信号に位相ロックさせるようにしている。

デジタルサーボ装置は、前述のようなサーボ装置におい
て、その基本要素である周期誤差検出部および位相誤差
検出部をデジタル的に構成し、集積回路などとしてまと
めて周辺回路部分を削減し、安定度および信頌性を向上
したもので、その基本的な構成は第３図に示されている
。

第３図（ａ）には周期誤差検出部の構成が示されており
、また第３図（ｂ）には位相誤差検出部の構成が示され
ている。まず第３図（ａ）を参照して、たとえばキャプ
スタンの回転速度に比例した周波数を有する第１の入力
信号Ｓｌは、ラッチ回路１にライン２を介して接続した
ラッチ信号作成回路３と、カウンタ４にライン５を介し
て接続したプリセット信号作成回路６に共通に人力され
る。ラッチ信号作成回路３およびプリセット信号作成回
路６は、入力信号Ｓ１の立上がりエツジ（または立下が
りエツジ）を検出して、それぞれラッチ回路ｌおよびカ
ウンタ４にラッチ信号Ｒ１およびプリセットＰ１信号を
与える。

前記カウンタ４は、クロック信号ＣＫＩに基づいてその
計数動作を行い、前記ブリセント信号Ｐｌが与えられる
と、メモリ回路７に記憶した値ＮＭＩがセットされる。

このカウンタ４の出力は前記ランチ回路１に入力されて
おり、このランチ回路ｌは前記ランチ信号作成回路３か
らのランチ信号Ｒ１に同期して、カウンタ４の出力をラ
ッチする。このランチ回路ｌの出力はデータ変換回路８
に与えられ、このデータ変換回路８で、周期誤差信号を
作成するための演算が施される。

第４図はこのデジタルサーボ装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。第４図（ａ）は前記周期
誤差検出部の動作を示しており、第４Ｉｍ　（ｂ）は位
相検出部の動作を示している。第４図（ａ）において、
（１）は前記第１の入力信号Ｓ１を示し、（２）はこの
入力信号Ｓ１の人力を受けてラッチ信号作成回路３から
ライン２に導出されるラッチ信号Ｒ１を示し、（３）は
前記入力信号Ｓ１を受けてプリセット信号作成回路６か
らライン５に導出されるプリセント信号Ｐｉを示し、（
４）はカウンタ４の計数値の変化を示し、（５）はラッ
チ回路ｌに保持されるデータを示し、（６）はデータ変
換回路８で演算される周期誤差を示している。

入力信号Ｓ１が立上がる時刻ｔｌに、ラッチ回路１には
第４図（ａ）において参照符号ｉ１で示すラッチ信号Ｒ
１が与えられ、これによってラッチ回路１は時刻ｔｌか
らの期間には、時刻ｔｌにおけるカウンタ４の計数値Ｎ
　ｌ　−１を保持する。

プリセット信号作成回路６からのプリセット信号ＰＩは
、参照符号ｐ、２で示すように、前記ランチ信号Ｒ１よ
りも遅れて、時刻［２に導出される。

これによってこの時刻Ｌ２には、メモリ回路７に記憶し
た値ＮＭＩがカウンタ４にセントされる。

時刻Ｌ２からの期間には、カウンタ４はクロック信号Ｃ
ＫＩに基づいて計数動作を行い、したがってその計数値
が増大していく。そして、時刻Ｌ３に入力信号Ｓ１が立
上がると、これに同期してライン２にランチ信号Ｒ１が
導出され、これによってこの時刻ｔ３におけるカウンタ
４の計数値Ｎ１がラッチ回路ｌに保持される。時刻Ｌ３
から少し遅れた時刻Ｌ４にはプリセット信号Ｐｉがライ
ン５に導出され、カウンタ４にメモリ回路７の記ｊＱ値
ＮＭＩがセットされる。

第４図（ａ）には、入力信号Ｓ１の周期ΔＴ１が、たと
えばキャプスタンなどの回転速度が所定の値であるとき
の入力信号Ｓ１の周期である基準周期へＴＯよりも長い
場合が示されており、したがってカウンタ４は、その計
数値が前記基準周期ΔＴ。

に対応する月数値ＮＣＩを越える時刻Ｌ５を過ぎてもな
お計数値が増大する。なお前記メモリ回路７に記憶され
た値ＮＭＩは、ラッチ信号Ｒ１が導出されたのち前記基
準周期ΔＴｏだけ経過した時刻において、カウンタ４の
計数値が前記計数値ＮＣＩとなるように設定されており
、基準周期ΔＴＯの長さの期間にカウンタ４がΔＮ１だ
けその計数値を増すとすると、 ＮＣ１＝ＮＭｌ＋ΔＮｌ’　　　　　　・・・（１）を
満たすように選ばれている。

データ変換回路８は、ラッチ回路１から与えられる値か
ら前記計数値ＮＣＩを減算して得た値を周期誤差として
出力する。したがって時刻ｔ１〜ｔ３の期間にはデータ
変換回路８の出力は（ＮｉＮＣＩ）となり、時刻ｔ３か
らの期間には（ＮｉＮＣＩ）となる。この時刻ｔ３から
の出力（Ｎ。

ＮＣＩ）は、時刻ｔ５〜ｔ３の期間の長さ、すなわち入
力信号Ｓ１の周期ΔＴ１の基準周期へＴＯに対する逸脱
量（ΔＴｌ−ΔＴＯ）に対応する。

次に、第３Ｉ；！Ｉ（ｂ）および第４図（ｂ）を参照し
て、位相誤差検出部の構成および動作を説明する。

たとえば磁気テープに記録されたコントロールパルスを
読み取るコントロールヘッドなどからの第２の入力信号
Ｓ２は、ラッチ回路１１に接続したランチ信号作成回路
１２に与えられる。またクロック信号ＣＫ２に基づいて
計数動忰を行い、その出力が前記ラッチ回路１１に与え
られるカウンタ１３に接続したプリセット信号作成回路
１４には、たとえば垂直同期信号の２の周波数を有する
基準信号Ｓ３が入力される。前記ランチ信号作成回路１
２は、入力信号Ｓ２の立上がりエツジ（または立下がり
エツジ）を検出して、ランチ回路１１にラッチ信号Ｒ２
を与え、またプリセント信号作成回路１４は基準信号Ｓ
３の立上がり（または立下がりエツジ）を検出して、カ
ウンタ１３にプリセット信号Ｐ２を与える。

前記プリセット信号Ｐ２の入力によって、カウンタ１３
には、メモリ回路１５に記憶した値ＮＭ２がセットされ
る。そして、ラッチ回路１１はラッチ信号Ｒ２が与えら
れたときのカウンタ１３の計数値を保持し、この値をデ
ータ変換回路１６に人力する。このデータ変換回路１６
では、ランチ回路１１出力から、入力信号Ｓ２．Ｓ３の
位相差の、所望の位相差からの逸脱量が演算され、その
ようにして位相誤差信号が作成される。

第４図（ｂ）において、（１）は前記第２の入力信号Ｓ
２を示し、（２）は基準信号Ｓ３を示し、（３）はプリ
セット信号Ｐ２を示し、（４）はラッチ信号Ｒ２を示し
、（５）はカウンタ１３の計数値の変化を示し、（６）
はラッチ回路１１に保持されるデータを示し、（７）は
データ変換回路１６で演算される位相誤差を示している
。

基準信号Ｓ３が立上がる時刻ｔｌｌに、カウンタ１３に
は第４図（ｂ）において参照符号２３で示すプリセット
信号Ｐ２が与えられ、これによってカウンタ１３の計数
値はメモリ回路１５に記憶した値ＮＭ２となる。そして
時刻ｔ１２において入力信号Ｓ２が立上がると、このこ
とがラッチ信号作成回路１２で検出され、参照符号１４
で示すラッチ信号Ｒ２がランチ回路１１に与えられる。

これによってラッチ回路１１は時刻ｔ１２からの期間に
は、この時刻１１２におけるカウンタ１３の計数値Ｎｑ
を保持することになる。

入力信号Ｓ２と基準信号Ｓ３との位相差は、時刻Ｌｌｌ
〜ｔ１２の期間の長さΔφｌとなり、したがってこれは
カウンタ１３の計数値で表すと（Ｎｋ−ＮＭ２）となる
。一方、入力信号Ｓ２を基準信号Ｓ３に位相ロンクさせ
るときの所望の位相差Δφ０の長さの期間において、カ
ウンタ１３がΔＮ２だけその計数値を増すとすると、前
記位相差Δφ１の所望の位相差Δφ０に対する逸脱量（
Δφ１−Δφ０）は、カウンタ１３の計数値で表すと、 ＋Ｎｑ−（ＮＭ２＋ΔＮ２））　　　・・・（２）とな
り、 ＮＣ２＝ＮＭ２＋ΔＮ２　　　　　・・・（３）とおく
と、（Ｎｐ　−ＮＧ２）となる。

データ変換回路１６では、この演算が行われ、前記（Ｎ
ｐ−ＮＣ２）が位相誤差として出力される。

同様の動作が時刻Ｌ１３からの期間にも行われ、そのよ
うにして、入力信号Ｓ２が立上がるたび毎に位相誤差が
更新されていく。

（発明が解決しようとする課題〕 上述のようなデジタルサーボ装置において、位相誤差検
出部では、前記所望の位相差ΔφＯなとは、ハードウェ
アの構成に依存して定まる成る一定の値であって変化さ
せることができない。したがってこの位相誤差検出部は
汎用性に欠け、このため上述のデジタルサーボ装置を、
たとえば複数種類の磁気テープ記録再生装置に共通に搭
載などすることができなかった。

この発明の目的は、汎用性の向上された位相誤差検出装
置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の位相誤差検出装置は、クロック信号に基づい
て計数動作を行うカウンタと、入力信号の立上がりエツ
ジ（または立下がりエツジ）に応答して前記カウンタ出
力を保持する第１のラッチ回路と、 基準信号の立上がりエツジ（または立下がりエツジ）に
応答して前記カウンタ出力を保持する第２のラッチ回路
と、 前記第１および第２のラッチ回路出力Ｎｐ、Ｎ。

の差（Ｎｐ−Ｎｑ）を演算し、その値（Ｎｐ−Ｎｑ）の
、所定の位相差に対応する第１および第２のラッチ回路
出力の差ΔＮに対する誤差１　（Ｎｐ−Ｎｑ）ΔＮ）を
演算するマイクロコンピュータとを備えたものである。

〔作用〕

この発明の構成によれば、カウンタはクロック信号に基
づいて計数動作を行っており、このカウンタ出力が、入
力信号の立上がり（または立下がり）エツジで第１のラ
ッチ回Ｉトこ保持され、また基準信号の立上がり（また
は立下がり）エツジで第２のランチ回路に保持される。

すなわち第１および第２のラッチ回路は、入力信号およ
び基準信号が成る一定の位相となるときにそれぞれ保持
動作を行い、したがってこれらの第１および第２のラン
チ回路出力の差は入力信号と基準信号との位相差に対応
する。

マイクロコンピュータでは、前記第１および第２のラン
チ回路出力Ｎｐ、Ｎｑの差（Ｎｐ−Ｎｑ）が演算され、
この値（Ｎｐ−Ｎｑ）の、所定の位相差に対応する前記
第１および第２のう、子回路出力の差ΔＮに対する誤差
（（Ｎｐ　　Ｎｑ）−八Ｎ）が演〕γされ、この工呉差
［（Ｎ９−Ｎｑ）−ΔＮ）が位相誤差とされる。このマ
イクロコンピュータでの演算は、いわばソフトウェアに
よって規定される／Ｊｉ算であり、したがってその内容
は容易に変更することができる。これよってこの位相誤
差検出装置を用いたデジタルサーボ装置では、たとえば
複数の機器に対して前記所定の位相差を変更するなどし
て、良好に適応することができるようになる。

〔実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の位相誤差検出装置の基本
的な構成を示すブロツク図である。この位相誤差検出装
置はデジタルサーボ装置において用いられ、その周！Ｉ
ＪＩ　３ｙＨ差検出部は従来と同様に構成される。

二の位相誤差検出装置は、クロック信号ＣＫ３に基づい
て計数動作を行うカウンタ２０を備え、このカウンタ２
０の出力は、第１のランチ回路２１および第２のラッチ
回路２２に与えられている。

そしてこの第１および第２のランチ回路２１．２２出力
はマイクロコンピュータ２３に接続したデータバス２４
に与えられている。

たとえばビデオテープレコーダなどの磁気テープ記録再
生装置において、磁気テープに記録したコントロールパ
ルスを再生するコントロールヘットからの入力信号Ｓ１
２は第１のラッチ回路２１に接続したランチ信号作成回
路２５に与えられる。

また、たとえば垂直同期信号の２の周間を有する基準信
号Ｓ１３は第２のラッチ回路２２に接続したラッチ信号
作成回！２６に与えられている。ラッチ信号作成回路２
５は入力信号Ｓ１２の立上がりエツジを検出してランチ
信号Ｒ１２を作成して第１のランチ回路２１に与え、こ
のときのカウンタ２０の計数値が前記第１のランチ回路
２１に保持される。またラッチ信号作成回路２６も同様
に、基準信号Ｓ１３の立上がりエツジを検出してランチ
信号Ｒ１３を作成して第２のラッチ回路２２に与え、こ
れによってこのときのカウンタ２０の計数値が前記第２
のラッチ回路２２に保持される。

なお前記ランチ信号作成回路２５は、入力信号Ｓ１２の
立下がりエツジを検出してラッチ信号Ｒ１２を導出する
ようにしてもよく、その場合には、前記ランチ信号作成
回路２６は基準信号Ｓ１３の立下がりエツジを検出して
ラッチ信号Ｒ１３を作成することになる。すなわちラッ
チ信号作成回路２６は、ランチ信号作成回路２５で検出
される入力信号３１３の位相に等しい基準信号３１３の
位相を検出してランチ信号３１３を作成する。

マイクロコンビエータ２３ではデータバス２４ヲ介して
入力される第１および第２ランチ回路２１２２出力の差
を演算する。さらにこの値の、前記入力信号Ｓ１２と基
準信号３１３との間の所望の位相差に対応する第１およ
び第２のランチ回路２１２２出力間の差に対する誤差が
演算され、この誤差が位相誤差とされる。

第２図は前記位相誤差検出装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。第２図（１）は前記入力信
号３１２を示し、第２図（２）は前記基ｋｐ倍信号１３
を示し、第２図（３）はラッチ信号Ｒ１２を示し、第２
図（４）はランチ信号Ｒ，１３を示し、第２図（５）は
カウンタ２０の計数値の変化を示し、第２図（６）はマ
イクロコンピュータ２３から出力される位相誤差信号を
示している。

入力信号Ｓ１２が立上がる時刻Ｌ２１に、ランチ信号作
成回路２５から、第２図（３）において参照符号ＥＩＯ
で示すランチ信号Ｒ１２が導出される。

これによって、第１のランチ回路２１はこのときのカウ
ンタ２０の計数値Ｎｑを保持する。

基準信号３１３が立上がる時刻ｔ２２には、ラッチ信号
作成回路２６から第２図（４）において参照符号１１１
で示すランチ信号Ｒ１３が導出される。

したがって第２のラッチ回路２２にはこのときのカウン
タ２０の計数値Ｎ９が保持される。

入力信号３１２の基準信号Ｓ１３に対する位相差は、時
刻ｔ２１〜ｔ２２の肋間の長さΔφ、に対応する。第２
図（１）には所望の位相差Δφ１゜が同時に示されてお
り、前記位相差Δφ１１の所望の位相差Δφ１゜に対す
る誤差は（Δφ１１−Δφ１Ｇ）である。前記位相差Δ
φ１゜の長さの期間において、カウンタ２０がその計数
値をΔＮだけ増加させるとすると、時刻ｔ２１から前記
位相差Δφ１ｏの長さの期間だけ経過した時刻ｔ２３に
はカウンタ２０の計数値は（Ｎｐ＋ΔＮ）となるので、
前記位相誤差（Δφ１１−Δφ１゜）をカウンタ２０の
計数値で表せば、 −Ｎｑ−（Ｎｐ＋ΔＮ）＝Ｎｑ−Ｎｐ−ΔＮ・・・（４
） となる。

マイクロコンピュータ２３は前記第２のランチ回路２２
の出力が変化するたび毎に、上記第（４）式に従う演算
を行い、位相誤差を更新する。すなわら時刻ｔ２２にラ
ンチ回路２２出力が変化すると、第１および第２のラッ
チ回路２１．２２出力間の差（−Ｎｑ　　Ｎｐ）が演算
され、そしてこの値（Ｎ。

Ｎｑ）とΔＮとの差 （Ｎ９−Ｎｑ）　　−ΔＮ＝Ｎ９−Ｎｑ＝ΔＮ　・・・
（５）が演算されることになる。前記ΔＮは、入力信号
Ｓ１２と基準信号Ｓ１３との位相差が前記所望の位相差
Δφ１ｏに等しいときの、第１および第２ラツチ回路２
１．２２出力の差に等しい。

以上のようにこの実施例では、マイクロコンピュータ２
３で入力信号Ｓ１２と基準信号Ｓ１３との位相差の、所
望の位相差に対する誤差が演算される。マイクロコンビ
エータ２３における演算は、このマイクロコンピュータ
２３の動作を規定するプログラムの変更により容易に変
更することができ、したがって所望の位相差などは任意
に設定することができる。このような位相誤差検出装置
を、第３図（ａ）に示された周期誤差検出部とともに用
いて、デジタルサーボ装置を構成すれば、周期誤差の演
算をハードウェアにより高速に行わせるようにし、その
応答性を維持しながら、位相誤差演算の変更が容易に行
われるようにすることができる。

このようにしてデジタルサーボ装置のσを用性が向上し
、たとえば上述のようなデジタルサーボ装置を複数種類
の機器などに適応させて、必要とされる位相誤差の演算
を行わせることができる。

前記周期誤差信号は、たとえばＧｉｔＭテープ記録再生
装置におけるキャプスタンサーボでは、キャプスタンモ
ータの制御の中心的役割を果たし、その応答性が重要と
されるので、前記周期誤差検出部では従来どおり、ハー
ドウェアの構成によって規定される高速演算を行わせる
必要がある。

〔発明の効果〕

この発明の位相誤差検出装置によれば、第１および第２
のランチ回路出力に基づいて行われる位相誤差Ｉ′ｉｉ
ｉ算は、マイクロコンピュータで行われる。

このマイクロコンピュータでの演算は、いわばソフトウ
ェアにより規定される演算であり、したがってその内容
は容易に変更することができる。これよって、入力信号
を基準信号に位相ロックさせるときの所定の位相差を変
更するなどして、複数種類の機器で必要とされる位相誤
差演算に良好に対応することができるようになる。この
ようにして、この位相誤差検出装置では、汎用性が格段
に向上される。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の位相誤差検出装置の基本
的な構成を示すブロック図、第２図はその動作を示すタ
イミングチャート、第３図は従来技術の基本的な構成を
示すブロック図、第４図はその動作を示すタイミングチ
ャートである。 ２０・・・カウンタ、２１・・・第１のランチ回路、２
２・・・第２のランチ回路、２３・・・マイクロコンピ
ュータ、３１２・・・入力信号、Ｓ１３・・・基準信号
、１１’：　ｌ＋・・・り【Ｉνり信号、Δφ１１・・
・位相差、Δφ１゜・・所望の位相差 第１図 （ａ） 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クロック信号に基づいて計数動作を行うカウンタと、 入力信号の立上がりエッジ（または立下がりエッジ）に
   応答して前記カウンタ出力を保持する第１のラッチ回路
   と、 基準信号の立上がりエッジ（または立下がりエッジ）に
   応答して前記カウンタ出力を保持する第２のラッチ回路
   と、 前記第１および第２のラッチ回路出力Ｎ＿ｐ、Ｎ＿ｑの
   差（Ｎ＿ｐ−Ｎ＿ｑ）を演算し、その値（Ｎ＿ｐ−Ｎ＿
   ｑ）の、所定の位相差に対応する第１および第２のラッ
   チ回路出力の差ΔＮに対する誤差｛（Ｎ＿ｐ−Ｎ＿ｑ）
   −ΔＮ｝を演算するマイクロコンピュータとを備えた位
   相誤差検出装置。