JPH0581742A - 回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッドの再生する周期性信号に対して回転体
の回転を同期させる回転体の制御装置において、制御が
不安定化することがなく、この周期性信号を利用した制
御の効果を充分に発揮できる回転制御装置を提供するこ
と。 【構成】 ドラムの回転速度を制御する速度制御部５、
ドラムの回転位相を制御する位相制御部６と、磁気テー
プＴからヘッド１にて再生された水平同期信号を用い、
増幅器・フィルタ１９からドラムの回転を制御するとと
もに、この水平同期信号を用いた制御の作動・非作動を
切換制御ブロック１０にて切り換えると共に、該ブロッ
ク１０にて速度制御部５及び位相制御部６の制御引込範
囲を拡大した。また、ブロック１０にて水平同期信号の
周期が所定の範囲内にあるか否かの検出や、ヘッド１か
らの再生信号レベルが所定のレベル以上であるか否かの
検出を行い、これらの検出結果に応じて上記作動・非作
動を切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転制御装置に関し、特
に記録媒体とヘッドとを相対的に移動させるための回転
体の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばヘリカルスキャン方式の
ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）の回転ヘッドドラムの
駆動系等においては、回転ヘッドが磁気テープ上の記録
トラックを高速かつ極めて高精度にスキャンしなければ
ならない。

【０００３】そのため、この種のＶＴＲでは回転ヘッド
ドラムや磁気テープを駆動する回転ヘッドドラムやキャ
プスタン等の回転を常に所定の条件となるよう制御する
サーボ装置が備えられている。

【０００４】回転ヘッドドラムのドラムサーボ装置とし
ては、まず、回転ヘッドドラムの回転数に応じた周波数
を有するパルス信号所謂ＦＧパルスを検出し、ヘッドド
ラムの回転数が常に一定目標値となるように制御する速
度サーボ系を有する。また、この速度サーボ系に加え、
回転ヘッドドラムの回転位相を示すパルス信号、所謂Ｐ
Ｇパルスを検出して正確な基準信号と位相比較し、回転
ヘッドドラムの回転位相を常に目標値に制御するような
位相サーボ系を有するのが一般的である。

【０００５】更に、本出願人は先に、特開平１−３２１
８８７号に於て、前記の速度サーボ系回路、位相サーボ
系回路に加え、記録媒体より再生された水平同期信号の
周期の変動を検出し、この周期と、所定の基準周期との
差に係るエラー信号により、回転ヘッドドラムの制御を
行なうことにより、時間軸の変動のない、良好な再生画
面が得られる方式を提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記本出願人の先の出
願にあっては、ヘリカルスキャンＶＴＲの再生時におい
て、記録時における時間軸の変動、記録媒体の機械的変
化及び振動によるジッターを低減させるために、再生水
平同期信号（Ｈ−Ｓｙｎｃ）の周期が一定になるよう
に、積極的にドラムの回転を変動させる方式を開示して
いる。この様な方式は、ドラムの回転を一定速度に保と
うとする速度サーボ、特に高精度にドラムの回転位相を
含めて一定に保とうとさせる位相サーボにとっては、制
御を乱される要因として働く。

【０００７】従って、再生同期信号を用いた上述の如き
制御を強く行なうことは、位相サーボ系回路による位相
ロック（制御引込状態）を外す方向に働き、位相サーボ
系回路の誤動作を招く場合があり、系全体を不安定にす
る可能性が残ることになる。

【０００８】本発明は上述の如き背景下において、ヘッ
ドの再生する周期性信号に対して回転体の回転を同期さ
せる回転体の制御装置において、制御が不安定化するこ
とがなく、この周期性信号を利用した制御の効果を充分
に発揮できる回転制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】斯かる目的下において、
本発明の回転制御装置においては、記録媒体とヘッドと
を相対的に移動させるための回転体の制御装置におい
て、前記回転体の速度偏差を検出して、その回転速度を
制御する第１の制御手段と、前記回転体の位相偏差を検
出して、その回転位相を制御する第２の制御手段と、前
記記録媒体から前記ヘッドにて再生された周期性信号を
用い、該周期性信号に回転体を同期させるべく、前記回
転体の回転を制御するための第３の制御手段と、前記回
転体の制御に第３の制御手段を用いるか否かを切り換え
る第１の切換手段と、該第１の切換手段の切換動作に応
じて、前記第１もしくは第２の制御手段の制御引込範囲
を切り換える第２の切換手段とを備える構成とした。

【００１０】また、記録媒体とヘッドとを相対的に移動
させるための回転体の制御装置において、前記回転体の
速度偏差を検出して、その回転速度を制御する第１の制
御手段と、前記回転体の位相偏差を検出して、その回転
位相を制御する第２の制御手段と、前記記録媒体から前
記ヘッドにて再生された周期性信号を用い、該周期性信
号に回転体を同期させるべく、前記回転体の回転を制御
するための第３の制御手段と、前記周期性信号の周期が
所定の範囲内にあるか否かを検出する検出手段と、該検
出手段の出力に応じて、前記回転体の制御に第３の制御
手段を用いるか否かを切り換える切換手段とを備える構
成とした。

【００１１】更に、記録媒体とヘッドとを相対的に移動
させるための回転体の制御装置において、前記回転体の
速度偏差を検出して、その回転速度を制御する第１の制
御手段と、前記回転体の位相偏差を検出して、その回転
位相を制御する第２の制御手段と、前記記録媒体から前
記ヘッドにて再生された周期性信号を用い、該周期性信
号に回転体を同期させるべく、前記回転体の回転を制御
するための第３の制御手段と、前記ヘッドからの再生信
号レベルが所定のレベル以上であるか否かを検出する検
出手段と、該検出手段の出力に応じて、前記回転体の制
御に第３の制御手段を用いるか否かを切り換える切換手
段とを備える構成とした。

【００１２】

【作用】上述の如き構成の回転制御装置によれば、第３
の制御手段による制御を行うか否かに応じて、第１もし
くは第２の制御手段の制御引込範囲を切り換える構成と
したので、第３の制御手段の動作により第１もしくは第
２の制御手段が制御引込範囲から外れることに伴う制御
系全体の不安定が解消した。

【００１３】また、周期性信号の周期が所定の範囲内に
あるか否かの検出や、ヘッドからの再生信号レベルが所
定のレベル以上であるか否かの検出を行い、これらの検
出結果に応じて第３の制御手段による制御を行うか否か
を決定する構成としたので、この第３の制御手段の誤動
作により、第１もしくは第２の制御手段の動作が正常に
行えないという事態が発生しない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明をその実施例に基いて詳細に説
明する。

【００１５】図１は本発明の回転制御装置をヘリカルス
キャン式ビデオテープレコーダに適用した場合の一実施
例の概略構成を示すブロック図である。

【００１６】同図において、１は図示しない回転ヘッド
ドラム外周に配され、該ドラムに巻装された磁気テープ
Ｔに記録または再生を行うための磁気ヘッド、２は磁気
ヘッド１を取り付けた回転ヘッドドラムを回転駆動する
ドラム回転用モータ、３は回転ヘッドドラムまたはドラ
ム回転用モータの回転速度に応じた周波数を有するパル
ス信号（ＦＧパルス）を発生するＦＧパルス発生器、４
はヘッドドラムの回転位相を示すパルス信号（ＰＧパル
ス）を発生するＰＧパルス発生器である。

【００１７】５はＦＧパルス発生器３より出力されたＦ
Ｇパルスの間隔を計測することによって速度エラーデー
タを得る速度制御部、６はＰＧパルス発生器４より出力
されたＰＧパルスを基準信号発振器７からの基準位相信
号と位相比較することにより位相エラーデータを得る位
相制御部である。

【００１８】８は速度制御部５から得られる速度エラー
データＳＥＤと、位相制御部６から得られる位相エラー
データＰＥＤを、設定された混合比で加算し、デジタル
フィルタにより、フィルタリングする混合・フィルタリ
ングブロックである。９は該ブロック８によりフィルタ
リングされたデータをアナログ値に変換するＤ／Ａ変換
回路である。

【００１９】１０は再生同期信号による制御を行うかど
うかの判断及び切換を行う切換制御ブロックである。１
１はシステムコントロールブロックであり、ビデオテー
プレコーダの各モードにより、切換制御ブロック１０及
び後述するモータ駆動回路２３に制御信号を送る。

【００２０】１２はサンプル・ホールドゲートパルス発
生ブロックであり、基準信号発振器７の出力するクロッ
クに従いヘッド切換タイミングの前後の期間をマスクす
るタイミングパルスをつくり、後述するサンプル・ホー
ルド回路へ供給する。

【００２１】これは、ヘッド切換ポイント付近での同期
信号の乱れによるエラー電圧の乱れをマスクするために
設けられている。１３は磁気ヘッド１からの信号を増幅
する再生増幅器であり、１４は再生信号処理回路であ
る。該処理回路１４には再生増幅器１３からの再生出力
が所定レベル以上であるか否かを検出するＲＦ検出回路
を有しており、この検出結果ＲＦＤを切換制御ブロック
１０へ出力する。

【００２２】１５は同期分離回路であり、再生信号より
水平同期信号Ｈ−Ｓｙｎｃを分離し、このＨ−Ｓｙｎｃ
を１／２キラー回路１６へ出力する。また、水平同期信
号はまた、切換制御ブロック１０へも入力され、後述の
如き切換を判断するためのデータとなる。

【００２３】１／２Ｈキラー回路は垂直同期信号Ｖ−Ｓ
ｙｎｃ近傍の１／２水平走査周期の等化パルス、切り込
みパルスをマスクし、同期信号の周期に従うエラー電圧
が乱れないようにするために設けられている。１７は１
／２Ｈキラー回路１６を通過した水平同期信号Ｈ−Ｓｙ
ｎｃを（周波数−電圧）Ｆ−Ｖ変換して、再生信号中の
水平同期信号の周期と基準の所定周期との差を示すエラ
ー電圧を出力するＦ−Ｖ変換回路、１８は前述したサン
プル・ホールド・ゲートパルス発生ブロック１２からの
ゲートパルスを受けて、ヘッド切換ノイズを除去するた
めに設けられたサンプル・ホールド回路である。

【００２４】サンプルホールド回路１８を通過したエラ
ー電圧は増幅器・フィルタ１９へ導かれ、所定レベルへ
増幅され、再生水平同期信号を所定の周期とするための
制御電圧へ変換される。２０はＤ／Ａ変換回路９の出力
である速度・位相エラー電圧に前記の再生同期信号によ
るエラー電圧を加算器２１で加算するか否かを切換える
ためのアナログスイッチである。

【００２５】２２はエラー電圧をドラム回転用モータ駆
動に適するように増幅するための増幅器、２３はドラム
回転用モータ駆動回路である。また図１中点線内の部分
は単一のプロセッサのソフトウエアにより具現化される
部分である。

【００２６】図２は上記の構成による回転制御装置に於
ける位相制御部６の動作を説明したものである。図２
（ａ）は位相基準ランプであり、基準信号発振器７のク
ロックを用いて固定ランプをソフトウエア的に形成した
ものである。ランプの高さが位相エラーデータのレベル
をあらわし、ランプの幅が位相ロックレンジ（制御引込
範囲）を示す。

【００２７】また、ランプの傾きは位相制御の制御ゲイ
ンを示す。

【００２８】図２中、（ｂ）はＦＧパルス、（ｃ）はＰ
Ｇパルスである。ここで説明する位相制御は、より高精
度な制御を目的とするために、パルスを用いたＦＧ制御
を行なっている。通常、ＰＧパルスはドラム１回転に１
発であるため、位相エラーデータはドラム１回転に１回
しか得られない。そこでＰＧを基準として図２（ｂ）の
ＦＧパルスにそれぞれ固有の番号を付ける。図２（ａ）
の位相基準ランプにも固有の番号をつけ、常にその番号
が等しくなるようにＦＧパルスの位置を制御することに
よって、ドラムを決まった位相で制御することができる
というものである。図２（ｄ）は上記のようにして得ら
れたＦＧパルス（ｂ）によって位相基準ランプ（ａ）を
サンプリングした点の高さに対応する値を有する位相エ
ラーデータである。

【００２９】実際のソフトウエア・サーボによる位相エ
ラーデータは基準信号発振器のカウント数であらわさ
れ、ある定数を乗ずることによってゲインを変えること
もできるので、この定数と位相基準ランプの傾きを変え
ることで、制御ゲインとロックレンジ（制御引込範囲）
を自由に設定することができる。位相ロック信号（ｅ）
は前述のＦＧパルス（ｂ）によってサンプリングされた
点が位相基準ランプ（ａ）のランプ内、即ちロックレン
ジ（制御引込範囲）の内にあるか否かを示す信号であ
り、図３ではＦＧパルス“４”の部分にて位相ロックが
はずれたことを示している。

【００３０】ところで再生水平同期信号の周期が常に一
定になるようにドラムの回転を制御することは、ドラム
の回転を常に一定速にしようとする速度・位相サーボに
とっては外乱の要素として働く。従って、速度制御部
５、位相制御部６のみによる制御では最適である図３の
位相基準ランプによるゲインとロックレンジのまま、再
生同期信号による制御を加えた場合、位相ロックが外れ
てしまう恐れがある。位相ロックが外れると再び位相ロ
ックがかかるまでに大きくドラムが乱されることにな
り、再生画が不安定になる。

【００３１】従って従来のサーボシステムでは再生同期
信号による制御をあまり強く掛けることができず、その
効果を充分に発揮させることはできなかった。

【００３２】そこで本発明においては、ソフトウエアサ
ーボシステムの利点を生かし、再生同期信号を用いた制
御を行なう場合には、速やかに、例えば図４に示すよう
に位相基準ランプの範囲を広げて位相偏差の許容範囲を
拡げると同時に位相ゲインを下げる等の特性の切り換え
を行ない、制御系全体としての最適化をはかる。

【００３３】この特性切り換えは、切換制御ブロック１
０によって実行される。

【００３４】また、本実施例に於て、上記水平同期信号
を用いた制御を行うか否かの判断基準は例えば本実施例
の場合、以下の（１）〜（３）の内容からなる。（１）
システム・コントロールブロックからのモード情報に従
い記録時には上記水平同期信号を用いた制御を行わない
様にする。（２）位相制御部６からのドラム位相ロック
信号ＰＬＳに従い、位相制御部による位相制御が位相ロ
ック状態でない場合は、位相制御にとっては外乱となり
うる水平同期信号を用いた制御は行なわない。（３）水
平同期信号を用いた制御を行う基になる磁気テープから
の再生水平同期信号が、それによってドラムを制御する
に足る信頼性がない場合には、この制御を行わない。

【００３５】具体的にはまず、再生信号処理回路１４か
らの再生ＲＦ出力信号ＲＦＤを受け、再生ＲＦ出力が所
定以下の部分では同期信号を用いた制御を行わない。こ
れは、テープの無記録部分の再生や、回転ドラム２に取
り付けられたヘッド１が目づまり等をおこして、正常な
ＲＦ出力が得られない場合に、再生水平同期信号を用い
た制御が誤動作を起こし、ドラムの回転が不必要に乱さ
れ、発振状態に至らしめないためである。

【００３６】次に、同期分離回路１５から再生同期信号
を得、水平同期信号の周期を計測し、あらかじめ定めら
れている正規の水平同期信号の周期との比較を行なう。
得られた再生水平同期信号の周期の偏差がある設定値、
たとえば±５％以内であれば、この水平同期信号を用い
た制御を行い、設定範囲外であれば得られた同期信号は
正常なものでなく、たとえばノイズであるとみなし、上
記制御を行わないようにする。

【００３７】（３）に係る２つの手法は本実施例の様に
並用しても、簡易化を図るためにどちらか一方の手法の
みを採用してもよい。

【００３８】図４は制御切換判断ブロック１０の上記判
断動作を示すフローチャートである。

【００３９】図４に於て、ステップＳ１では装置が記録
モードか再生モードかの判断を行い、再生モードの場合
（通常再生、特殊再生を含む）のみステップＳ２へ進
む。ステップＳ２ではドラムの回転位相制御が位相ロッ
ク状態か否かを判断し、位相ロック状態である時のみス
テップＳ３に進む。

【００４０】更に、ステップＳ３では記録媒体から再生
されたＲＦ信号のレベルが所定以上である場合にのみス
テップＳ４に進む。そして、ステップＳ４で水平同期信
号の周期が規定値から５％のずれ以内の範囲にある場合
にのみ、ステップＳ５に進み、上述の水平同期信号を用
いたドラム制御を行う（図１のスイッチ２０をオンす
る）。

【００４１】一方、ステップＳ１〜Ｓ４のいずれかの条
件が満たされない場合にはステップＳ６に進み水平同期
信号を用いたドラム制御を行わない。

【００４２】この様なステップＳ１〜Ｓ６に至る処理は
装置の動作中は常に繰り返し行われており、適宜上記水
平同期信号を用いたドラム制御を作動状態と非作動状態
の間で切換える。そして、この切換制御ブロック１０は
速度制御部５及び位相制御部６に於ける制御特性を上記
作動・非作動の切換と同時に前述の如く切換える。

【００４３】このように制御のもととなる再生同期信号
の信頼性を高め、水平同期信号を用いた制御の作動・非
作動の適確な判断を行ない、この作動・非作動時それぞ
れの速度及び位相制御系における最適な制御利得、制御
引込範囲を設定し、そして回転制御系全体の安定条件、
応答性、周波数特性等の設定を切り換えることにより、
再生同期信号による制御を従来より強めることができ
る。そのために、より時間軸変動の少ない安定した再生
画像が得られる。

【００４４】尚、図１の装置の変形例として、例えばＦ
−Ｖ変換回路１７、サンプル・ホールド回路１８を図の
点線で囲まれたソフトウエアサーボシステムに含ませ、
１／２Ｈキラー回路１６の出力である水平同期信号を入
力としてソフトウエアによって同期信号によるエラーデ
ータを演算し、混合・デジタルフィルタブロック８にお
いて、速度、位相エラーデータと混合し、制御電圧を出
力するシステムとしても同様の効果が得られる。

【００４５】また、本実施例においては、ヘリカルスキ
ャン方式のビデオテープレコーダの回転ヘッドドラム駆
動用としての応用例について説明しているが、本発明の
適用範囲はこれに限定されるものではなく、オーディ用
テープレコーディングシステムや、ディスク状記録媒体
を回転する装置に於て、記録媒体上より再生された再生
信号中に同期信号あるいはこれに類する周期性の信号を
含むものであれば、回転体の回転により、ヘッドと媒体
の相対速度を制御する場合に本発明を適用することがで
きる。

【００４６】

【発明の効果】以上、説明した様に本発明によれば、回
転体の速度偏差を検出してその回転速度を制御する第１
の制御手段、回転体の位相偏差を検出してその回転位相
を制御する第２の制御手段と、記録媒体から前記ヘッド
にて再生された周期性信号を用い回転体の回転を制御す
るための第３の制御手段とを備えた回転体の制御装置に
おいて、第３の制御手段の動作により第１もしくは第２
の制御手段が制御引込範囲から外れることに伴う制御系
全体の不安定が解消した。

【００４７】また、周期性信号の周期が所定の範囲内に
あるか否かの検出や、ヘッドからの再生信号レベルが所
定のレベル以上であるか否かの検出を行い、これらの検
出結果に応じて第３の制御手段による制御を行うか否か
を決定する構成としたので、この第３の制御手段の誤動
作により、第１もしくは第２の制御手段の動作が正常に
行えないという事態が発生しない。

【００４８】このように本発明によれば、制御が不安定
化することがなく、この周期性信号を利用した制御の効
果を充分に発揮できる回転制御装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのビデオテープレコー
ダの要部概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示される装置の位相制御動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図３】図１に示される装置において、水平同期信号を
用いた制御を行わない場合の位相制御動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図４】図１に示される装置において、水平同期信号を
用いた制御を行うか否かの判断動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 再生ヘッド ２ ドラムモータ ３ ドラム速度検出パルス（ＦＧパルス）発生器 ４ ドラム位相検出パルス（ＰＧパルス）発生器 ５ 速度制御部（第１の制御手段） ６ 位相制御部（第２の制御手段） ８ 混合・フィルタリングブロック １０ 切換制御ブロック １１ システムコントロールブロック １５ 同期信号分離回路 １７ 周波数−電圧（Ｆ−Ｖ）変換回路 １９ 増幅器・フィルタ ２０ スイッチ ２１ 加算回路 ２３ モータ駆動回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体とヘッドとを相対的に移動させ
   るための回転体の制御装置において、 前記回転体の速度偏差を検出して、その回転速度を制御
   する第１の制御手段と、 前記回転体の位相偏差を検出して、その回転位相を制御
   する第２の制御手段と、 前記記録媒体から前記ヘッドにて再生された周期性信号
   を用い、該周期性信号に回転体を同期させるべく、前記
   回転体の回転を制御するための第３の制御手段と、 前記回転体の制御に第３の制御手段を用いるか否かを切
   り換える第１の切換手段と、 該第１の切換手段の切換動作に応じて、前記第１もしく
   は第２の制御手段の制御引込範囲を切り換える第２の切
   換手段とを備える回転制御装置。
2. 【請求項２】 前記第２の切換手段は、前記第１の切換
   手段の切換動作に応じて、更に前記第１もしくは第２の
   制御手段の制御利得を切り換えることを特徴とする請求
   項１の回転制御装置。
3. 【請求項３】 前記第１の制御手段，第２の制御手段及
   び前記第２の切換手段が単一のプロセッサにて具現化さ
   れていることを特徴とする請求項１の回転制御装置。
4. 【請求項４】 記録媒体とヘッドとを相対的に移動させ
   るための回転体の制御装置において、 前記回転体の速度偏差を検出して、その回転速度を制御
   する第１の制御手段と、 前記回転体の位相偏差を検出して、その回転位相を制御
   する第２の制御手段と、 前記記録媒体から前記ヘッドにて再生された周期性信号
   を用い、該周期性信号に回転体を同期させるべく、前記
   回転体の回転を制御するための第３の制御手段と、 前記周期性信号の周期が所定の範囲内にあるか否かを検
   出する検出手段と、 該検出手段の出力に応じて、前記回転体の制御に第３の
   制御手段を用いるか否かを切り換える切換手段とを備え
   る回転制御装置。
5. 【請求項５】 記録媒体とヘッドとを相対的に移動させ
   るための回転体の制御装置において、 前記回転体の速度偏差を検出して、その回転速度を制御
   する第１の制御手段と、 前記回転体の位相偏差を検出して、その回転位相を制御
   する第２の制御手段と、 前記記録媒体から前記ヘッドにて再生された周期性信号
   を用い、該周期性信号に回転体を同期させるべく、前記
   回転体の回転を制御するための第３の制御手段と、 前記ヘッドからの再生信号レベルが所定のレベル以上で
   あるか否かを検出する検出手段と、 該検出手段の出力に応じて、前記回転体の制御に第３の
   制御手段を用いるか否かを切り換える切換手段とを備え
   る回転制御装置。