JPH0255801B2 - - Google Patents
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- JPH0255801B2 JPH0255801B2 JP56155122A JP15512281A JPH0255801B2 JP H0255801 B2 JPH0255801 B2 JP H0255801B2 JP 56155122 A JP56155122 A JP 56155122A JP 15512281 A JP15512281 A JP 15512281A JP H0255801 B2 JPH0255801 B2 JP H0255801B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はデジタルサーボ装置に関するもの
で、特に、ビデオテープレコーダ(以下VTR)
等の回転ヘツドモータとかキヤプスタンモータの
ように高精度の回転周波数、回転位相を要求され
るものに適用して好適する。[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a digital servo device, and particularly to a video tape recorder (hereinafter referred to as VTR).
The present invention is suitable for applications that require highly accurate rotational frequency and rotational phase, such as rotating head motors and capstan motors.
一般にVTRにおいては、回転ビデオヘツドを
用いたヘリカルスキヤン方式の記録再生が行なわ
れている。テープ送りは、キヤプスタンモータに
よつて得られ、記録再生を得る回転ビデオヘツド
の回転は、回転ヘツドモータによつて得られる。
ここで、キヤプスタンモータ、回転ヘツドモータ
に対しては、それぞれサーボ装置が設けられてい
る。 In general, VTRs use a helical scan method for recording and playback using a rotating video head. Tape transport is obtained by a capstan motor, and rotation of the rotating video head for obtaining recording and playback is obtained by a rotating head motor.
Here, a servo device is provided for each of the capstan motor and the rotary head motor.
キヤプスタンモータは、記録モードのときは、
安定した一定の回転周波数及び位相が得られるよ
うに制御される。また再生モードのときは、指定
された倍速再生(通常、2倍速、3倍速等)に応
じ回転周波数が決定され、またこのとき例えばテ
ープに記録されたコントロールパルスに位相同期
するような位相制御が行なわれる。 When the capstan motor is in recording mode,
It is controlled to obtain a stable and constant rotational frequency and phase. In addition, in the playback mode, the rotation frequency is determined according to the specified double speed playback (usually, double speed, triple speed, etc.), and at this time, for example, phase control such as phase synchronization with the control pulse recorded on the tape is performed. It is done.
一方、回転ヘツドモータは、記録モードのとき
は、安定した一定のフレーム周波数に設定され、
このとき乗直同期信号に位相同期するように制御
される。また再生モードのときは、安定した一定
のフレーム周波数にその回転が設定される。 On the other hand, the rotating head motor is set to a stable and constant frame frequency when in recording mode.
At this time, it is controlled to be phase synchronized with the multi-modal synchronization signal. In playback mode, the rotation is set to a stable, constant frame frequency.
上述のように、VTRにあつては、キヤプスタ
ンモータに対する自動周波数コントロール
(AFC)回路及び自動位相コントロール(APC)
回路が設けられ、また回転ヘツドモータに対して
もAFC回路及びAPC回路が設けられる。このよ
うにAFC回路、APC回路をデジタル信号によつ
て処理する方法が実現されている。これは、本伴
出願人が先に出願した特願昭52−113864号にも詳
細に述べられている。このデジタルサーボ装置
は、基本的には、カウンタ、第1、第2のラツチ
回路、減算回路等で構成される。今、回転ビデオ
ヘツドのAPC回路について、記録モードのとき
を説明する。カウンタは巡回してクロツクパルス
を計数している。第1のラツチ回路には、回転ヘ
ツドモータの回転を検出することによつて得られ
る回転検出パルスがラツチパルスとして加えら
れ、第2のラツチ回路には垂直同期信号を1/2
に分周した信号(記録モードのとき)がラツチパ
ルスとして加えられる。第1、第2のラツチ回路
は、それぞれにラツチパルスが入力したとき、そ
のときのカウンタの計数値をラツチする。そこ
で、第1、第2のラツチ回路のラツチ内容間の差
を演算すれば、回転検出パルスと垂直同期信号間
のたとえば位相差を得ることができる。この位相
差は、その大小がデジタル数値(クロツク周期か
ら時間も計算できる)であらわされる。この位相
差をあらわすデジタル数値が、予じめ設定された
値であれば、そのときの状態は安定していること
であり、数値が変ればその変つた分を補正して安
定状態に引き込む(位相ロツクさせる)必要があ
る。したがつて前記デジタル数値に応じたパルス
幅変調が行なわれ、そのパルス幅変調出力は、フ
イルタにより直流に変換され、モータのドライブ
回路に供給される。このようにAPC回路は、回
転ヘツドモータの回転位相を垂直同期信号にロツ
クさせるが、このモータに対する制御系として
は、その他にAFC回路も設けられている。 As mentioned above, for VTRs, the automatic frequency control (AFC) circuit and automatic phase control (APC) circuit for the capstan motor are used.
An AFC circuit and an APC circuit are also provided for the rotary head motor. In this way, a method for processing AFC circuits and APC circuits using digital signals has been realized. This is also described in detail in Japanese Patent Application No. 52-113864, which was previously filed by the applicant. This digital servo device basically consists of a counter, first and second latch circuits, a subtraction circuit, and the like. Now, we will explain the APC circuit of a rotating video head when it is in recording mode. The counter cycles and counts clock pulses. A rotation detection pulse obtained by detecting the rotation of the rotary head motor is applied as a latch pulse to the first latch circuit, and a 1/2 vertical synchronization signal is applied to the second latch circuit.
A signal whose frequency is divided into (in recording mode) is added as a latch pulse. The first and second latch circuits each latch the count value of the counter at that time when a latch pulse is input to each of them. Therefore, by calculating the difference between the latch contents of the first and second latch circuits, it is possible to obtain, for example, the phase difference between the rotation detection pulse and the vertical synchronization signal. The magnitude of this phase difference is expressed as a digital value (time can also be calculated from the clock cycle). If the digital value representing this phase difference is a preset value, the state at that time is stable; if the value changes, the changed amount is corrected and the state is brought into a stable state ( phase lock). Therefore, pulse width modulation is performed according to the digital value, and the pulse width modulation output is converted into direct current by a filter and supplied to the motor drive circuit. In this way, the APC circuit locks the rotational phase of the rotary head motor to the vertical synchronization signal, but an AFC circuit is also provided as a control system for this motor.
APC回路、AFC回路を有するサーボ装置のシ
ステムは、第1図に示すようにあらわすことがで
きる。すなわち、モータ11の回転検出パルス
は、AFC検波装置12に入力され周波数誤差が
検出される。このAFC検波装置12から出力さ
れた周波数制御電圧は、合成器13を介してモー
タドライブ回路14の制御端子に加えられる。一
方モータの回転検出パルスはその位相比較を行な
うのに適した周波数に分周器15で変換され、位
相比較器16において基準信号(例えば垂直同期
信号を1/2に分周した信号)と位相比較され
る。この位相比較器16から得られた位相誤差電
圧は、ループフイルタ17を介して先の合成器1
3にて周波数制御電圧とともに合成されてモータ
ドライブ回路14に入力される。ループフイルタ
17は、ここで積分特性をもたせ、定常位相誤差
を小さくするためである。 A servo device system having an APC circuit and an AFC circuit can be represented as shown in FIG. That is, the rotation detection pulse of the motor 11 is input to the AFC detection device 12 and a frequency error is detected. The frequency control voltage output from this AFC detection device 12 is applied to a control terminal of a motor drive circuit 14 via a synthesizer 13. On the other hand, the motor rotation detection pulse is converted by a frequency divider 15 to a frequency suitable for performing phase comparison, and the phase comparator 16 compares the phase with a reference signal (for example, a signal obtained by dividing the vertical synchronization signal by 1/2). be compared. The phase error voltage obtained from this phase comparator 16 is passed through a loop filter 17 to a synthesizer 1.
3, the signal is combined with the frequency control voltage and input to the motor drive circuit 14. The purpose of the loop filter 17 is to provide an integral characteristic here and to reduce the steady phase error.
上記したような周波数誤差電圧とか、位相誤差
電圧を得るデジタル処理回路として、たとえば第
2図に示すような処理回路が考えられている。 For example, a processing circuit as shown in FIG. 2 has been considered as a digital processing circuit for obtaining the above-mentioned frequency error voltage or phase error voltage.
第2図において、21は、2進同期カウンタで
あり、クロツクパルスCK1が入力される。この2
進同期カウンタ21のキヤリーは、パルス幅変調
(PWM)出力をつくるフリツプフロツプ回路2
4のセツト入力となる。このフリツプフロツプ回
路24のリセツト入力には、コンパレータ22の
一致出力が用いられる。このコンパレータ22
は、前記2進同期カウンタ21のカウント内容
と、レジスタ23のラツチ内容を比較している。 In FIG. 2, 21 is a binary synchronous counter to which a clock pulse CK1 is input. This 2
The carrier of the synchronized counter 21 is a flip-flop circuit 2 that creates a pulse width modulation (PWM) output.
4 set input. The coincidence output of the comparator 22 is used as the reset input of the flip-flop circuit 24. This comparator 22
compares the count contents of the binary synchronous counter 21 and the latch contents of the register 23.
一方25はシーケンスパルス発生器であり、こ
のシーケンスパルス発生器25のデータ入力端子
28,29には、測定パルス28Pと基準パルス
29Pが入力される。またシーケンスパルス発生
器25には、データ転送用のクロツクパルスCK2
も加えられる。今、基準パルス29Pが入力する
と、シーケンスパルス発生器25は、基準パルス
の立上りによつて、ナンド回路G23、インバー
タG24を介してプリセツタブルアツプカウンタ
26(フリツプフロツプ回路Q0〜Q13)に一
定常数をロードし、またキヤリー保持用のビツト
カウンタQ14をクリアする。このときから、プ
リセツタブルアツプカウンタ26は、クロツクパ
ルスCK2をカウントすることになる。次に、測定
パルス28Pが入力すると、その立上りで、ナン
ド回路G19,G20の入力条件が変り、プリセ
ツタブルアツプカウンタ26にクロツクパルス
CK2が入力するのが禁止される。そして、ナンド
回路G22、インバータG21から得られるラツ
チパルスのタイミングで、前記プリセツタブルア
ツプカウンタ26のカウント内容がレジスタ23
に記憶される。 On the other hand, 25 is a sequence pulse generator, and data input terminals 28 and 29 of this sequence pulse generator 25 are inputted with a measurement pulse 28P and a reference pulse 29P. The sequence pulse generator 25 also includes a clock pulse CK2 for data transfer.
can also be added. Now, when the reference pulse 29P is input, the sequence pulse generator 25 sets a constant constant to the presettable up counter 26 (flip-flop circuits Q0 to Q13) via the NAND circuit G23 and the inverter G24 according to the rising edge of the reference pulse. The bit counter Q14 for carry holding is also cleared. From this point on, the presettable up counter 26 will count the clock pulses CK2 . Next, when the measurement pulse 28P is input, the input conditions of the NAND circuits G19 and G20 change at the rising edge of the measurement pulse 28P, and the clock pulse is sent to the presettable up counter 26.
CK 2 is prohibited from entering. Then, at the timing of the latch pulse obtained from the NAND circuit G22 and the inverter G21, the count contents of the presettable up counter 26 are transferred to the register 23.
is memorized.
これによつて、フリツプフロツプ回路24から
は、基準信号29Pと測定パルス28Pとの時間
差に応じたパルス幅を有するパルス幅変調PWM
波が得られる。 As a result, the flip-flop circuit 24 outputs a pulse width modulated PWM signal having a pulse width corresponding to the time difference between the reference signal 29P and the measurement pulse 28P.
You get waves.
この場合、前記プリセツタブルアツプカウンタ
26の上位ビツト(フリツプフロツプ回路Q11
〜Q13)の出力は、ナンド回路G25にて演算
され、その結果は、ラツチ回路Q26にラツチさ
れている。また、プリセツタブルアツプカウンタ
26のキヤリーもビツトカウンタQ14を介して
キヤリーの有無がラツチ回路Q27にラツチされ
ている。したがつて、今、ラツチ回路Q26,Q
27の出力を,とすると、ナンド回路G
15,G16,G17の演算出力は・
(PWM+)となる。これは、基準信号29P
と測定パルス28Pの時間差が大きく、プリセツ
タブルアツプカウンタ26のオーバーフロー状態
が生じた場合及び、それらの時間差が小さすぎ
て、所定制御範囲以下の場合にPWM波のパルス
幅に関係なくナンド回路G17の出力を固定する
ためである。 In this case, the upper bits of the presettable up counter 26 (flip-flop circuit Q11
-Q13) are operated on by a NAND circuit G25, and the results are latched in a latch circuit Q26. Furthermore, the presence or absence of a carry in the presettable up counter 26 is latched in a latch circuit Q27 via a bit counter Q14. Therefore, now the latch circuit Q26,Q
If the output of 27 is , then the NAND circuit G
The calculation output of 15, G16, G17 is・
(PWM+). This is the reference signal 29P
If the time difference between and the measurement pulse 28P is large and an overflow state of the presettable up counter 26 occurs, or if the time difference between them is too small and is below a predetermined control range, the NAND circuit G17 is activated regardless of the pulse width of the PWM wave. This is to fix the output of
上記のようなシステムを用いて、AFC回路、
APC回路を形成すると、第3図に示すようにな
る。第3図において、第2図と同一部は同符号を
用いて説明する。即ち、2進同期カウンタ21の
キヤリーは、AFC側のフリツプフロツプ回路3
4のセツト入力として用いられる。このフリツプ
フロツプ回路34のリセツト入力としては、コン
パレータ32の一致出力が用いられる。このコン
パレータ32は、前記2進同期カウンタ21のカ
ウント内容と、レジスタ33のラツチ内容を比較
している。 Using the above system, the AFC circuit,
When the APC circuit is formed, it will look like the one shown in Figure 3. In FIG. 3, the same parts as in FIG. 2 will be explained using the same symbols. That is, the carry of the binary synchronous counter 21 is the flip-flop circuit 3 on the AFC side.
This is used as the set input for 4. The coincidence output of the comparator 32 is used as the reset input of the flip-flop circuit 34. This comparator 32 compares the count contents of the binary synchronous counter 21 and the latch contents of the register 33.
レジスタ33には、図示していないが、先に述
べたプリセツタブルアツプカウンタ26と同様な
カウンタの内容がラツチされている。AFC回路
側にあつては、モータの1回転につき多数個得ら
れるパルス間隔を測定する。したがつて、第2図
に示した基準パルス、測定パルスの代りに、回転
検出パルスを加え、その周期をプリセツタブルア
ツプカウンタによつて測定している。このAFC
回路側にあつても、APC回路側と同様に、PWM
波の演算をナンド回路G32,G33,G34に
よつて行なつている。これによつて、ナンド回路
G34からは、測定範囲内のときはPWM波が得
られ、測定範囲外のときは、一定のレベルに固定
される。 Although not shown, the contents of a counter similar to the presettable up counter 26 described above are latched in the register 33. On the AFC circuit side, measure the interval between multiple pulses obtained per revolution of the motor. Therefore, instead of the reference pulse and measurement pulse shown in FIG. 2, a rotation detection pulse is added, and its period is measured by a presettable up counter. This AFC
Even on the circuit side, PWM
Wave calculations are performed by NAND circuits G32, G33, and G34. As a result, a PWM wave is obtained from the NAND circuit G34 when it is within the measurement range, and is fixed at a constant level when it is outside the measurement range.
ここで、APC回路側のPWM波の最終的な出力
と、AFC回路側のラツチ回路Q54,Q55の
出力とは、ナンド回路G33,G35,G36に
よつて関連されている。これは、AFC回路側が
安定していないときに、APC側の出力を得ても
無意味であり、かえつてAFC動作を乱す原因と
なるからである。したがつて、このサーボシステ
ムを備えたモータを回転零からスタートさせる
と、モータがある回転数(AFC引き込み範囲)
になるまでは、位相比較出力は、零(デユーテイ
0%)あるいは“1”(デユーテイ100%)を保つ
ている。 Here, the final output of the PWM wave on the APC circuit side and the outputs of the latch circuits Q54 and Q55 on the AFC circuit side are related by NAND circuits G33, G35, and G36. This is because it is meaningless to obtain an output from the APC side when the AFC circuit side is not stable, and instead causes disturbance in the AFC operation. Therefore, if you start a motor equipped with this servo system from zero rotations, the motor will reach a certain rotation speed (AFC pull-in range).
Until this happens, the phase comparison output maintains zero (duty 0%) or "1" (duty 100%).
そこで上記のシステムの初期動作を考えた場
合、そのモータ駆動用の電圧出力は、第4図に示
すようになる。第4図において、曲線40はモー
タ駆動電圧、曲線41はモータ回転数の変化を示
し、(N1←→N2)で示す範囲がAFC回路で所定の
回転数に引き込む範囲である。従つて、APC回
路側のPWM波は、モータがある回転数になるま
では、一定のデユーテイに固定されている。第4
図ではデユーテイ零であつた場合を示している。
次に、モータの回転数がある一定の値までに達す
ると、次にAPC回路側のPWM波が得られ、
APC電圧(曲線42で示す)は次第に立上り、
目標の電圧VPまで達することになる。この立上
り期間44は主に第1図で説明したループフイル
タ17の影響が大きい。このループフイルタ17
は前述したように、ここで積分特性をもたせ、定
常時の位相誤差(ふらつき)を小くするためのも
のである。 Considering the initial operation of the above system, the voltage output for driving the motor is as shown in FIG. In FIG. 4, a curve 40 shows the motor drive voltage, a curve 41 shows the change in the motor rotation speed, and the range indicated by (N1←→N2) is the range in which the AFC circuit pulls the motor into a predetermined rotation speed. Therefore, the PWM wave on the APC circuit side is fixed at a constant duty until the motor reaches a certain rotation speed. Fourth
The figure shows a case where the duty is zero.
Next, when the motor rotation speed reaches a certain value, a PWM wave on the APC circuit side is obtained.
The APC voltage (shown by curve 42) gradually rises;
The target voltage VP will be reached. This rising period 44 is mainly influenced by the loop filter 17 described in FIG. 1. This loop filter 17
As mentioned above, this is intended to provide an integral characteristic here and to reduce the phase error (fluctuation) during steady state.
このように、上記のデジタル処理システムにお
いては、APC電圧の立上りを、モータ始動時に
遅らせてしまう要因があり、位相ロツク状態にな
るまで時間がかかることになる。 As described above, in the digital processing system described above, there is a factor that delays the rise of the APC voltage at the time of starting the motor, and it takes time until the phase lock state is achieved.
この発明は、上述したような点に着目してなさ
れたもので、モータの立上り時間(位相ロツクに
なるまで)を少なくし得、また、デジタル回路特
有の電源投入時の内部フリツプフロツプ回路の初
期化も改めて初期化する必要のないデジタルサー
ボ装置を提供することを目的とする。 This invention was made with attention to the above-mentioned points, and it is possible to reduce the start-up time of the motor (until phase lock is achieved), and also to reduce the initialization of the internal flip-flop circuit when the power is turned on, which is unique to digital circuits. Another object of the present invention is to provide a digital servo device that does not require initialization.
以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。第5図において、第2図、第3図と同一部は
同符号を用いて説明するに、本装置の場合、
AFC回路側のラツチ回路Q54の出力は、ナ
ンド回路G43の第2入力端に加えられるととも
に、さらにインバータG42を介してナンド回路
G44の第1入力端に加えられる。前記ナンド回
路G43の第1入力端には、2進同期カウンタ2
1から、その1サイクル(キヤリー出力周期)の
中間に得られるパルスが加えられる。また、前記
ナンド回路G44の第2入力端には、ナンド回路
G17から得られるAPC回路側のPWM波が加え
られる。そして、ナンド回路G43,G44の出
力は、ナンド回路G45の第1入力端子及び第2
入力端子に加えられ、このナンド回路G45の出
力は、インバータG46を介して導出される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 5, the same parts as in FIGS. 2 and 3 will be explained using the same reference numerals. In the case of this device,
The output of the latch circuit Q54 on the AFC circuit side is applied to the second input terminal of the NAND circuit G43, and further applied to the first input terminal of the NAND circuit G44 via the inverter G42. A binary synchronous counter 2 is connected to the first input terminal of the NAND circuit G43.
1, a pulse obtained in the middle of one cycle (carry output period) is added. Furthermore, the PWM wave on the APC circuit side obtained from the NAND circuit G17 is applied to the second input terminal of the NAND circuit G44. The outputs of the NAND circuits G43 and G44 are connected to the first input terminal and the second input terminal of the NAND circuit G45.
The output of this NAND circuit G45 is applied to the input terminal and is derived via an inverter G46.
一方、AFC回路側において、ナンド回路G3
4の出力はナンド回路G56、インバータG57
を介して出力されるが、この場合、フリツプフロ
ツプ回路Q61,Q62、アンド回路G51、ナ
ンド回路G52,G53,G54,G55によつ
て構成される回路によつて条件がつけられてい
る。 On the other hand, on the AFC circuit side, NAND circuit G3
4 output is NAND circuit G56, inverter G57
In this case, conditions are set by a circuit constituted by flip-flop circuits Q61, Q62, AND circuit G51, and NAND circuits G52, G53, G54, and G55.
即ち、フリツプフロツプ回路Q61のクロツク
入力端子には、AFC回路側のラツチパルス(モ
ータの周波数回転検出パルスに相当する)が入力
され、フリツプフロツプ回路Q62のクロツク入
力端子には、APC回路側のプリセツタブルカウ
ンタのロードパルス(基準信号に相当する)が入
力される。フリツプフロツプ回路Q61,Q62
のデータ入力端子には、“1”が与えられている。
フリツプフロツプ回路Q61の出力,Qはナン
ド回路G52,G53の第1入力端にそれぞれ加
えられ、またフリツプフロツプ回路Q62の出力
Q,Qはそれぞれナンド回路G53,G52の第
2入力端にそれぞれ加えられる。フリツプフロツ
プ回路Q61,Q62の各出力Qは、それぞれア
ンド回路Q51の第1、第2入力端に加えられ、
このアンド回路G51の出力は各フリツプフロツ
プ回路Q61,Q62のクリア端子に加えられ
る。次にナンド回路G52,G53の出力は、各
ナンド回路G54,G55の第1入力端、第2入
力端に加えられる。ナンド回路G54,G55
は、フリツプフロツプ回路を構成しており、その
出力は、ナンド回路G56の第1入力端に加えら
れる。 That is, the latch pulse (corresponding to the motor frequency rotation detection pulse) on the AFC circuit side is input to the clock input terminal of the flip-flop circuit Q61, and the presettable counter on the APC circuit side is input to the clock input terminal of the flip-flop circuit Q62. A load pulse (corresponding to a reference signal) is input. Flip-flop circuit Q61, Q62
"1" is given to the data input terminal of.
The outputs Q and Q of the flip-flop circuit Q61 are respectively applied to the first input terminals of the NAND circuits G52 and G53, and the outputs Q and Q of the flip-flop circuit Q62 are respectively applied to the second input terminals of the NAND circuits G53 and G52. The outputs Q of the flip-flop circuits Q61 and Q62 are respectively applied to the first and second input terminals of the AND circuit Q51,
The output of this AND circuit G51 is applied to the clear terminal of each flip-flop circuit Q61, Q62. Next, the outputs of the NAND circuits G52 and G53 are applied to the first and second input terminals of each of the NAND circuits G54 and G55. NAND circuit G54, G55
constitutes a flip-flop circuit, the output of which is applied to the first input terminal of a NAND circuit G56.
上記したフリツプフロツプ回路Q61,Q6
2、ナンド回路G52,G53,G54,G5
5、アンド回路G51等は、AFC回路側におけ
る回転周波数FG(回転検出パルスの周波数)と
APC回路側における基準信号周波数Refとを周波
数を比較する。そして、Ref>FGのときは、ナ
ンド回路G56を非導通とし、AFC出力をデユ
ーテイ零とする。つまり、このときは、モータの
回転周波数が、基準信号(例えば垂直同期信号)
周波数よりも小さく、周波数引込み範囲内ではな
いことを意味するからである。したがつて、この
ときは、モータ駆動電圧としては、最大の電源電
圧に近いものが加えられている。第4図を参照す
る期間45の範囲である。 The above-mentioned flip-flop circuits Q61 and Q6
2. NAND circuit G52, G53, G54, G5
5. AND circuit G51 etc. is connected to the rotation frequency FG (frequency of rotation detection pulse) on the AFC circuit side.
The frequency is compared with the reference signal frequency Ref on the APC circuit side. Then, when R ef > FG , the NAND circuit G56 is made non-conductive, and the AFC output is made to have a duty of zero. In other words, at this time, the rotation frequency of the motor is determined by the reference signal (for example, the vertical synchronization signal)
This is because it is smaller than the frequency and means that it is not within the frequency pull-in range. Therefore, at this time, a voltage close to the maximum power supply voltage is applied as the motor drive voltage. This is the range of period 45 with reference to FIG.
一方、この場合、ラツチ回路33の出力は当
然「1」である。この結果、ナンド回路G43は
導通、ナンド回路G44は非導通となり、APC
回路側においては、強制的に2進同期カウンタよ
り一定のデユーテイ50%のPWM波が得られるよ
うになる。なおこのデユーテイは、モータ位相ロ
ツクしたときに得られるであろうAPC出力を前
もつて設定している目標値であるから、必ずしも
50%でなくてもよい。このように、APC回路側
のPWM波を、強制的に回転数がAFC引き込み範
囲になるまで目標値に設定しておくことによつ
て、モータが位相ロツクするまでの時間を大幅に
短縮することができる。つまり、この場合の
APC出力電圧は、第4図に示した曲線46のよ
うになり、立上り期間44を無くすことができる
からである。このときは、AFC引き込み範囲で
あるから、ラツチ回路Q54の出力は当然
「0」となつており、ナンド回路G44が導通、
ナンド回路G43が非導通となる。 On the other hand, in this case, the output of the latch circuit 33 is naturally "1". As a result, NAND circuit G43 becomes conductive, NAND circuit G44 becomes non-conductive, and APC
On the circuit side, a PWM wave with a constant duty of 50% is forcibly obtained from a binary synchronous counter. Note that this duty is a target value that has been set in advance for the APC output that will be obtained when the motor phase is locked, so it is not necessarily
It doesn't have to be 50%. In this way, by forcibly setting the PWM wave on the APC circuit side to the target value until the rotation speed reaches the AFC pull-in range, the time it takes for the motor to phase lock can be significantly shortened. Can be done. That is, in this case
This is because the APC output voltage becomes like the curve 46 shown in FIG. 4, and the rising period 44 can be eliminated. At this time, since it is within the AFC pull-in range, the output of the latch circuit Q54 is naturally "0", and the NAND circuit G44 is conductive.
NAND circuit G43 becomes non-conductive.
第6図は、上記したようなデジタル処理システ
ムを備えたサーボ装置を示すもので、この場合
は、VTRの回転ヘツドモータのデジタルサーボ
システムを示している。第6図において51は回
転ヘツドモータであり、この回転ヘツドモータ5
1の回転系には、回転検出手段が設けられてい
る。回転検出手段としては、たとえば回転周波数
検出用の周波数検出パルス発生器52と位相検出
用の位相検出パルス発生器53が設けられてい
る。これらのパルス発生器は、たとえば永久磁石
を回転板に取付け、固定位置に磁気ヘツドを配置
し、永久磁石が廻りくることによつて磁気ヘツド
からパルスが得られる仕組となつている。周波数
検出パルスFG、位相検出パルスPGは、シユミツ
ト増幅器54を介して、デジタル処理部55に入
力される。このデジタル処理部55には、基準信
号Ref(例えば垂直同期信号を1/2に分周した
信号、コントロールパルス)も入力されている。
さらにクロツクパルスCK1,CK2も入力される。
このデジタル処理部55は、今までに説明した
PWM波を導出する部分であり、AFC回路側の
PWM波を出力端子55Fから導出し、APC回路
側のPWM波を出力端子55Pから導出する。出
力端子55Fに得られたPWM波は、フイルタ5
6を介したのち、抵抗R2を介して、モータドラ
イブ回路58に入力される。また、APC回路側
の出力端子55Pに得られたPWM波は、ループ
フイルタ、抵抗R7を介してモータドライブ回路
58に入力される。抵抗R8,R9はループゲイン
調整用として設けられている。今、フイルタ56
を抵抗R1、コンデンサC1で構成し、フイルタ5
7を抵抗R5,R6、コンデンサC4,C5で構成して
いるものとする。またモータドライブ回路58
は、演算増幅器OPAの出力が抵抗R4を介してト
ランジスタTr2,Tr3の共通ベースに加えられる
ように構成されている。そして、トランジスタ
Tr2,Tr3の共通エミツタは、モータ51に接続
されるとともに、コンデンサC3、抵抗R3の直列
回路を介して演算増幅器OPAの反転入力端子に
接続されている。またコンデンサC3、抵抗R3の
直列回路には、並列にコンデンサC2が接続され
ている。トランジスタTr2のコレクタは電源B1
に接続される。またトランジスタTr2,Tr3のベ
ースには、トランジスタTr1のコレクタが接続さ
れる。このトランジスタTr1は、モータ51を始
動、停止するためのもので、これがオフのときは
モータ51は回転し、オンのときはモータ51は
オフする。 FIG. 6 shows a servo device equipped with a digital processing system as described above, in this case a digital servo system for a rotary head motor of a VTR. In FIG. 6, 51 is a rotary head motor, and this rotary head motor 5
The first rotation system is provided with rotation detection means. As the rotation detection means, for example, a frequency detection pulse generator 52 for detecting rotation frequency and a phase detection pulse generator 53 for phase detection are provided. These pulse generators have a structure in which, for example, a permanent magnet is attached to a rotating plate, a magnetic head is placed at a fixed position, and pulses are obtained from the magnetic head as the permanent magnet rotates. The frequency detection pulse FG and the phase detection pulse PG are input to the digital processing section 55 via the Schmitt amplifier 54. A reference signal Ref (for example, a signal obtained by dividing the vertical synchronization signal into 1/2, a control pulse) is also input to the digital processing section 55.
Furthermore, clock pulses CK 1 and CK 2 are also input.
This digital processing section 55 is as described above.
This is the part that derives the PWM wave, and is on the AFC circuit side.
The PWM wave is derived from the output terminal 55F, and the PWM wave on the APC circuit side is derived from the output terminal 55P. The PWM wave obtained at the output terminal 55F is passed through the filter 5
6 and then input to the motor drive circuit 58 via a resistor R2 . Further, the PWM wave obtained at the output terminal 55P on the APC circuit side is input to the motor drive circuit 58 via a loop filter and a resistor R7 . Resistors R 8 and R 9 are provided for loop gain adjustment. Now filter 56
consists of a resistor R 1 and a capacitor C 1 , and a filter 5
7 is composed of resistors R 5 and R 6 and capacitors C 4 and C 5 . Also, the motor drive circuit 58
is configured such that the output of the operational amplifier OPA is applied to the common base of the transistors Tr 2 and Tr 3 via a resistor R 4 . And the transistor
The common emitters of Tr 2 and Tr 3 are connected to the motor 51 and to the inverting input terminal of the operational amplifier OPA via a series circuit of a capacitor C 3 and a resistor R 3 . Further, a capacitor C 2 is connected in parallel to the series circuit of the capacitor C 3 and the resistor R 3 . The collector of transistor Tr 2 is connected to power supply B1
connected to. Further, the collector of the transistor Tr 1 is connected to the bases of the transistors Tr 2 and Tr 3 . This transistor Tr1 is for starting and stopping the motor 51, and when it is off, the motor 51 rotates, and when it is on, the motor 51 is turned off.
デジタル位相比較、周波数弁別出力に対して、
つまりデジタル処理部55の出力インピーダンス
に比べて抵抗R1,R5はその値が充分大きく設定
されている。 For digital phase comparison and frequency discrimination output,
In other words, the values of the resistors R 1 and R 5 are set to be sufficiently large compared to the output impedance of the digital processing section 55.
AFCループのデジタル処理部以後の利得GA
は、
GA=Z2/Z1、Z1=R1+R2、Z2=1/1/R3+1/SC3
となる。ここで、周波数弁別(AFC回路)側の
利得GAFcは次のように設定される。 Gain GA after digital processing section of AFC loop
GA=Z 2 /Z 1 , Z 1 =R 1 +R 2 , Z 2 =1/1/R 3 +1/SC 3 . Here, the gain G AFc on the frequency discrimination (AFC circuit) side is set as follows.
EB1*R1+R2/R1+R2+R3>EB2*1/2 ……(1)
この式において左辺は、AFC検波出力端電圧、
及びコンデンサC3の両端電圧を零にしたときの
演算増幅器OPAの負側端子電圧であり、トラン
ジスタTr1のオン状態からオフに移つたとき(回
転スタート時点)の電圧である。また右辺は、
APC検波器側の目標の電圧値と等しい電圧であ
る。E B1 *R 1 +R 2 /R 1 +R 2 +R 3 >E B2 *1/2 ...(1) In this equation, the left side is the AFC detection output terminal voltage,
This is the negative terminal voltage of the operational amplifier OPA when the voltage across the capacitor C3 is zero, and is the voltage when the transistor Tr1 shifts from the on state to the off state (at the time of rotation start). Also, the right side is
This voltage is equal to the target voltage value on the APC detector side.
AFC検波の利得は、回転周波数検出パルスFG
の周波数FG、リニア範囲時間(引き込み範囲に
なるまで)をΔTとすると、
ΔT=1/ck1×2b
FG=N×a
である。FGは、(モータの回転数N)×(パルス個
数/1回転)であらわされる。また、パルス個
数/1回転=a、ckiはクロツクパルスの周波数
である。ここで、a,b,ck1を選定することに
よつて、(1)式が満足できるように設定すればよ
い。 The gain of AFC detection is the rotation frequency detection pulse FG
If the frequency FG is the linear range time (until the pull-in range is reached) is ΔT, then ΔT=1/ck 1 ×2 b FG =N×a. FG is expressed as (motor rotation speed N)×(number of pulses/1 rotation). Further, number of pulses/one rotation=a, and cki is the frequency of the clock pulse. Here, by selecting a, b, and ck 1 , settings can be made so that equation (1) is satisfied.
上記したようにこの発明は、モータの立上り時
間を少なくし得、安定した位相ロツク状態に迅速
になし得るデジタルサーボ装置を提供できる。 As described above, the present invention can provide a digital servo device that can reduce the startup time of the motor and quickly achieve a stable phase lock state.
第1図はサーボ装置の基本的な説明図、第2図
はデジタルサーボ装置のデジタル処理部の一部分
を示す回路構成図、第3図はAFC,APC回路を
有したデジタルサーボ装置の一部分を示す回路構
成図、第4図はデジタルサーボ装置を作用させた
モータの動作を説明するのに示した動作説明図、
第5図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第
6図は本発明装置の具体的使用例を示す構成図で
ある。
21…2進同期カウンタ、22,32…コンパ
レータ、23,33…レジスタ、24,34…フ
リツプフロツプ回路、26…プリセツタブルアツ
プカウンタ、G15〜G17,G33〜G34…
ナンド回路、G43〜G45,G52〜G56…
ナンド回路、G51…アンド回路、Q61,Q6
2…フリツプフロツプ回路。
Figure 1 is a basic explanatory diagram of the servo device, Figure 2 is a circuit diagram showing a part of the digital processing section of the digital servo device, and Figure 3 is a part of the digital servo device with AFC and APC circuits. A circuit configuration diagram, FIG. 4 is an operation explanatory diagram shown to explain the operation of a motor operated by a digital servo device,
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram showing a specific example of use of the device of the present invention. 21... Binary synchronous counter, 22, 32... Comparator, 23, 33... Register, 24, 34... Flip-flop circuit, 26... Presettable up counter, G15 to G17, G33 to G34...
NAND circuit, G43-G45, G52-G56...
NAND circuit, G51...AND circuit, Q61, Q6
2...Flip-flop circuit.
Claims (1)
出パルス間をデジタル値でサンプルし、該デジタ
ル値を用いてこの値に対応したパルス幅の周波数
制御用パルス幅変調波を得、これをフイルタに通
してモータドライブ回路に加える自動周波数制御
手段と、前記モータの回転位相をあらわす回転位
相検出パルスと基準信号間をデジタル値でサンプ
ルし、該デジタル値を用いてこの値に対応したパ
ルス幅の回転位相制御用パルス幅変調波を得、こ
れをフイルタに通して前記モータドライブ回路に
加える自動位相制御手段とを具備したデジタルサ
ーボ装置において、前記基準信号と前記回転周波
数検出パルスを周波数比較し、該基準信号の周波
数が高い場合のみ前記周波数制御用パルス幅変調
波をオフする手段と、前記自動周波数制御手段が
その周波数引き込み範囲内にあるデジタル値をサ
ンプルしたときは前記自動位相制御手段側のパル
ス幅変調波を導出せしめ、前記周波数引き込み範
囲外のデジタル値をサンプルしているときは前記
自動位相制御手段側のパルス幅変調波のパルス幅
を目標に強制的に設定する手段とを具備したこと
を特徴とするデジタルサーボ装置。1 Sample the interval between the rotational frequency detection pulses representing the rotational frequency of the motor as a digital value, use the digital value to obtain a pulse width modulated wave for frequency control with a pulse width corresponding to this value, and pass this through a filter to control the motor. Automatic frequency control means added to the drive circuit, samples a digital value between the rotational phase detection pulse representing the rotational phase of the motor and the reference signal, and uses the digital value to control the rotational phase with a pulse width corresponding to this value. In a digital servo device equipped with an automatic phase control means that obtains a pulse width modulated wave, passes it through a filter, and applies it to the motor drive circuit, the frequencies of the reference signal and the rotation frequency detection pulse are compared, and the frequency of the reference signal is determined. means for turning off the pulse width modulated wave for frequency control only when the frequency is high; and means for turning off the pulse width modulated wave for frequency control only when the frequency is high; and means for forcibly setting the pulse width of the pulse width modulated wave on the automatic phase control means side to a target when a digital value outside the frequency pull-in range is being sampled. Digital servo device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155122A JPS5856101A (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | Digital servo device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155122A JPS5856101A (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | Digital servo device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856101A JPS5856101A (en) | 1983-04-02 |
| JPH0255801B2 true JPH0255801B2 (en) | 1990-11-28 |
Family
ID=15599041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155122A Granted JPS5856101A (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | Digital servo device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856101A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2563908B2 (en) * | 1986-09-30 | 1996-12-18 | 株式会社東芝 | Servo circuit |
| JP2734754B2 (en) * | 1990-07-16 | 1998-04-02 | 松下電器産業株式会社 | Digital servo device |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155122A patent/JPS5856101A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5856101A (en) | 1983-04-02 |
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