JPH065993B2

JPH065993B2 - 速度制御回路

Info

Publication number: JPH065993B2
Application number: JP57069917A
Authority: JP
Inventors: 文善阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: JPS58186812A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はＶＴＲのキヤプスタンサーボ系に適用して好
適な回転体の速度制御回路に係る。

変速再生モード時で、その変速再生に要求されるある特
定の速度でテープを正確に走行させるには、キヤプスタ
ンの回転速度が常に、その変速再生モード時に要求され
る基準の回転速度となるように速度サーボをかける必要
がある。そのために通常キヤプスタンサーボ回路が設け
られているが、このサーボ回路において使用されている
速度制御回路のなかで、キヤプスタンの速度情報をこの
キヤプスタンに設けられた周波数発電機（ＦＧ）から得
るようにしたものがある。

このタイプのものは、ＦＧより得られる周波数信号をカ
ウントして速度情報を検出し、この速度情報に基づきキ
ヤプスタンの回転速度を制御するようにしたものであ
る。

ＦＧを使用した速度制御回路では、このＦＧより周波数
データを得てキヤプスタンを制御するまでの時間は、通
常１秒程度かかるので、キヤプスタンの回転速度を０〜
１％の速度誤差に抑えるようにした高精度のサーボ系に
は適用することができない。

これに対して、キヤプスタンの回転周期を検出してキヤ
プスタンの速度情報を得るようにしたものもある。キヤ
プスタンには所定のビツチをもつて着磁されたＮ個の磁
石が形成されたＦＧ回転体が取付けられる。この場合、
ＦＧ回転体に着磁ピツチのむらがあると、回転周期の検
出出力がジツタをもち、このジツタによりキヤプスタン
の回転速度が揺らされるので、上述と同じく高精度のサ
ーボ系には適用することができない。なお、このような
回転周期検出による方法においては、回転周期の平均値
を検出することにより、回転周期の検出出力のジツタを
無視することができ、この平均値に基づいて非常に正確
な回転速度情報が得られる。この回転速度情報を用いて
サーボ系を制御することもできるが、実際上、高速な応
答が要求されるサーボ系には適さず、結局、ジツタをも
つ回転周期の検出出力を用いなくてはならず、上述よう
な不都合は避けられない。

このほかに、ＦＧ回転体の検出素子として所定の間隔を
保持して一対の検出素子を配し、これら検出素子の間を
通過するＦＧ回転体の時間を計測することによつて、キ
ヤプスタンの回転速度を制御するようにしたものもあ
る。この構成によれば上述のような欠点は回避しうるも
のの、検出素子の取付間隔の精度が実装するＶＴＲによ
つて相違することも考えられるので、この場合における
サーボ回路の制御精度は検出素子の機械的な取付精度に
依存する。通常、この取付精度を所定の範囲内に抑える
には相当な困難を伴なう。

そこで、この発明ではこのような点を考慮して、上記し
た夫々の欠点を相補なうように、２種以上の相異なる速
度情報検出手段、特にこの発明ではキヤプスタンの回転
周期検出手段と通過時間検出手段を設けて速度サーボ回
路を構成したものである。

続いて、この発明の一例を上述したキヤプスタンサーボ
系の速度制御回路に適用した場合につき、第１図以下を
参照して説明する。

第１図において、キヤプスタン(1)には被検出素子とし
て使用されるＦＧ回転体(2)が取付けられる。ＦＧ回転
体(2)の周面には図のように所定のピツチをもつてＮ極
及びＳ極が着磁されて磁極が形成される。この例では磁
極数Ｐが96のものを使用している。

一方、このＦＧ回転体(2)と対向する位置には検出素子
(3)が配される。検出素子(3)は図のように所定の間隔ｌ
を隔てて配された一対のヘツドＨ_a，Ｈ_bで構成され、こ
の例ではヘツドＨ_a，Ｈ_bが一体化されて構成される。所
定の間隔ｌとは例えば着磁ピツチの1/4程度の長さをい
う。ただし、この値は一例である。ヘツドＨ_a，Ｈ_bとし
ては磁界の強さに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子
が使用される。

ヘツドＨ_a，Ｈ_bからは第２図に示すように、ＦＧ回転体
(2)の回転速度に対応した周期Ｔの検出出力Ｓ_a，Ｓ_bが
得られる。一方の検出出力Ｓ_aはＦＧ回転体(2)の回転方
向に対して先行するヘツドＨ_aから出力されたものとす
れば、この検出出力Ｓ_aを基準にして後行するヘツドＨ_b
より出力された検出出力Ｓ_bとの間の時間差ΔＴ（同一
磁極がヘツドＨ_a，Ｈ_bを通過する時間に相当する）を計
測し、これが基準値となるようにキヤプスタン(1)に対
する速度制御が行なわれる。

時間差ΔＴはＦＧ回転体(2)の速度変化に対応するから
である。従つて、検出されたこの時間差ΔＴはＦＧ回転
体(2)の着磁ピツチのむらには全く関係がない。ただ
し、ヘツドＨ_a，Ｈ_bの実際の取付間隔ｌに対し、設定値
をｌ_oとすれば、時間差ΔＴはで表わされるので、ＶＴＲに実装されたヘツドＨ_a，Ｈ_b
の取付間隔ｌが相違すれば、ΔＴが同じ値になるように
制御してもキヤプスタン(1)の絶対的な回転速度は若干
相違する。

絶対的な回転速度も設定された値になるようにするた
め、この発明ではＦＧ回転体(2)の通過時間検出手段の
ほかに、さらにキヤプスタン(1)の回転周期を検出する
検出手段が設けられる。この例では、第１図に示す通過
時間検出手段を回転周期の検出手段としても使用する。

第３図はこれら検出手段を使用した速度制御回路の一例
を示す。

一対のヘツドＨ_a，Ｈ_bより出力された検出出力Ｓ_a，Ｓ_b
は夫々波形整形用のリミツタアンプ(4)，(5)を通じて回
転速度検出回路(6)に供給されて、ＦＧ回転体(2)の瞬時
における時間差ΔＴが検出されると共にこの時間差ΔＴ
が回転速度Ｖ_D（これをＶ_D1とする）に関連した速度信
号Ｓ_D1に変換される。

一方、端子(7)には基準速度（その値は再生モードによ
り相違する）Ｖ_Rに対応した基準信号Ｓ_Rが供給され、こ
れが速度信号Ｓ_D1と共に第１の速度比較器(8)に供給さ
れて所定の再生モードにおける速度変動分が検出され、
して比較出力はモータ駆動回路(9)に供給されてキヤプ
スタンモータ(11)の回転速度が基準速度Ｖ_Rとなるよう
に閉ループ制御される。

時間差ΔＴは(1)式のようにヘツドＨ_a，Ｈ_bの取付間隔
ｌに比例するで、取付間隔ｌにばらつきがあり、ｌ≠ｌ
_oである場合には、閉ループ制御の結果キヤプスタン(1)
の回転速度Ｖ_D1が基準速度Ｖ_Rに一致しても、この基準
速度Ｖ_Rに絶対的に一致しているわけではない。

そのため、高精度の速度制御を行うには回転速度Ｖ_D1を
さらに制御する必要がある。本発明では、速度信号Ｓ_D1
による制御に続いて、さらに、回転周期の平均値から得
た正確な速度信号に基づいて現在の回転速度を補正する
ための補正信号を形成し、これによつてヘツドＨａ，Ｈ
ｂの取付間隔の誤差に起因する回転速度Ｖ_D1の基準速度
Ｖｒに対する誤差を打ち消すように制御している。則
ち、ヘツドＨａ，Ｈｂのいずれか一方の出力、この例で
は検出出力Sbが回転周期検出回路(12)に供給されて、キ
ヤプスタン(1)の回転周期（平均値）が検出されると共
に、この回転周期の出力がキヤプスタン(1)の回転速度
Ｖ_Ｄ（これをＶ_D2とする）に関連した速度信号Ｓ_D2に変
換される。

なお、この回転周期の平均値は着磁ピツチむらには影響
されないので非常に正確な速度情報である。

また、回転周期に関連したこの速度信号Ｓ_D2はヘツドＨ
_a，Ｈ_bの取付間隔ｌには依存せず、キヤプスタン(1)の
回転速度のみによって決まる正確な速度信号である。こ
の速度信号Ｓ_D2と基準信号Ｓ_Ｒとが第２の速度比較器(1
3)に供給される。ｌ≠ｌ_ｏのとき、即ちヘッドＨａ，Ｈ
ｂの取付間隔に誤差があるとき、回転速度信号Ｓ_D1のみ
による制御の結果Ｓ_D1＝Ｓ_Rになつたとしても、Ｓ_D2＝
Ｓ_Ｒではないので、第２の速度比較器(13)からは、取付
間隔の誤差に応じた速度誤差を表す比較出力Ｓ_C2が出力
される。この比較出力Ｓ_C2は補正信号形成回路(14)に供
給され、ここで速度補正用の信号Ｄ_Ｖが形成される。こ
の補正信号形成回路(14)は、第２の速度比較器(13)の出
力の極性及び絶対値に応じて出力値を増減させる積分機
能を有している。この補正信号Ｄ_Ｖは合成器(15)で基準
信号Ｓ_Ｒに加算され、合成器(15)からは、ヘッドＨａ，
Ｈｂの取付間隔誤差に応じた速度誤差分の補正を受けた
基準信号Ｓ_Ｒ′が第１の速度比較器(8)に供給される。

この結果、キャプスタン(1)の回転速度がこの基準信号
Ｓ_Ｒ′に一致するようにキャプスタンモータ(11)の回転
速度が制御され、Ｓ_D2＝Ｓ_Ｒになると共にＳ_D1＝Ｓ_Ｒ′
となって、ヘツドＨａ，Ｈｂの取付間隔誤差に応じた速
度誤差は補正される。

このように一対のヘツドＨ_a，Ｈ_bの検出出力Ｓ_a，Ｓ_bと
回転速度検出回路(6)とで、キヤプスタン(1)の瞬時の回
転速度Ｖ_D1 が検出されて、この回転速度Ｖ_D1が各変速
再生モードにおいて設定された基準速度Ｓ′_Ｒに等しく
なるように制御される。そして、これに続いて、回転周
期検出回路(12)で検出されたキヤプスタン(1)の回転周
期の平均値に基づく回転速度Ｖ_D2が基準速度Ｖ_Rに等し
くなるように制御される。

この瞬時値制御と平均値制御とによつてキヤプスタン
(1)は設定された回転速度に高精度に制御される。そし
て、回転周期の速度制御系ではヘツドＨ_a，Ｈ_bの取付間
隔ｌのばらつきを補償するよう制御が行なわれるので、
取付間隔ｌのばらつきに関係なくキヤプスタン(1)を極
めて精確に絶対基準速度に制御できる。

第４図の実施例は、第３図の実施例の一部を変更したも
ので、この例では、第３図に示した補正信号形成回路(1
4)の積分機能をアツプダウン・カウンターによつて果た
すようにした補正信号形成回路(16)を用いている。それ
に伴つて掛算器等よりなる係数器(17)が使用され、補正
係数に応じて係数器出力（基準信号Ｓ′_Ｒ）が変更され
る。

第５図に示す実施例は第１の速度比較器(8)に直接、基
準信号Ｓ_Rを供給し、その代りにこの第１の速度比較器
(8)に供給される速度信号Ｓ_D1を回転周期に関する速度
信号Ｓ_D2で補正するように構成した場合である。そのた
めに、速度信号Ｓ_D1が係数器(17)で係数補正されると
共に、補正後の速度信号Ｓ′_D1が第２の速度比較器(13)
で回転周期に関する速度信号Ｓ_D2と速度比較され、その
出力で補正係数発生器(16)が制御されて、係数器(17)に
加える補正係数が変更される。

従つて、時間差ΔＴに基づく係数補正後の速度信号Ｓ′
_D1が基準信号Ｓ_Rに近ずくような閉ループ制御が行なわ
れると共に、補正後の速度信号Ｓ′_D1が回転周期に関す
る速度信号Ｓ_D2に等しくなるように補正係数が制御され
る。

第６図に示す実施例は、係数器(17)を基準信号Ｓ_Rと補
正係数発生器(16)の出力によつて制御するようにしたも
ので、係数器(17)の出力と速度信号Ｓ_D1とを加算する加
算器(18)が設けられる。

この構成によれば、変速再生モードのテープスピードを
変更すると、直ちに係数器(17)のデータが変更されるの
で、補正係数発生器(16)の補正係数は変更する必要がな
くそのまま使用できる。第５図の例では、速度信号Ｓ_D1
によつて係数器(17)のデータが変更されるようになされ
ているために、テープスピードを変更した場合には、補
正係数発生器(16)の補正係数も同時に変更されてしま
う。

第７図に示す実施例では一対の係数器(17)，(19)が設け
られる。そして、端子(20)には速度指令信号Ｃ_Sが供給
される。速度指令信号Ｃ_Sとは基準再生速度と指令され
た速度との比、すなわち速度比に関する信号である。こ
の速度指令信号Ｃ_Sが第１及び第２の係数器(17)，(19)
に供給される。

第１の係数器(17)の出力は加算器(21)において速度信号
Ｓ_D1に加算されたのち、２の速度比較器(13)で速度信号
Ｓ_D2と速度比較が行なわれる。速度誤差があれば補正係
数発生器(16)より得られる補正信号Ｃ_Dが変つて、第１
の係数器(17)の出力が変更される。この制御ループで速
度信号Ｓ′_D1が回転周期に関する速度信号Ｓ_D2となるよ
うに制御される。

第２の係数器(19)にも補正信号Ｃ_Dが供給されてこれよ
り出力される基準信号Ｓ′_Rに速度信号Ｓ_D1が一致する
ような速度制御が行なわれる。

なお、この第７図において、端子(22)には記録モード時
に必要なテープスピードを与えるための基準速度信号
（固定値）Ｓ_RRが供給され、この基準速度信号Ｓ_RRと補
正信号Ｃ_Dの合成出力が第２の係数器(19)に供給され
る。(23)は合成のための減算器を示す。

この第７図の構成によれば、第１の係数器(17)は速度指
令信号Ｃ_Sと補正信号Ｃ_Dの各データを掛算するだけであ
るから、ビツト容量の小さなものを使用できる。

以上説明したように、この発明によれば回転速度検出器
(6)においてキヤプスタン(1)の瞬時回転速度を計測して
キヤプスタン(1)の回転速度を制御すると共に、回転周
期検出器(12)において、キヤプスタン(1)回転周期の平
均値を求め、これより回転速度を算出してキヤプスタン
(1)の回転速度を制御するようにしたものである。

これによれば、まず瞬時回転速度を一対のヘツドＨ_a，
Ｈ_bを通過する時間から求めるようにしたため、ＦＧ回
転体(2)に着磁ピツチむらがあつても、これがキヤプス
タン(1)の速度制御には影響を及ぼさない。また、キヤ
プスタン(1)の回転周期を検出した出力で速度制御して
いるので、一対のヘツドＨ_a，Ｈ_bの取付間隔ｌに誤差が
あつても、これが回転速度の制御精度に影響を与えるよ
うなことがない。

勿論、回転周期の平均値出力に基づく速度制御であるた
めに、瞬時速度制御によつては補正できない周期エラー
を確実に除去することができる。

ところで、第３図〜第７図の実施例においては、回転周
期検出回路が用いられているが、回転周期の平均値の逆
数は回転周波数と等価とみることができるので、本発明
は、回転周期検出回路(12)にかえて回転周波数検出手段
によっても構成できることは明らかである。

なお、この発明はキヤプスタン以外の回転体に対する速
度制御回路にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はキヤプスタンの回転速度を検出する手段の概略
的な構成図、第２図は検出信号の波形図、第３図〜第７
図は夫々この発明に係る速度制御回路の一例を示す系統
図である。 (1)はキヤプスタン、(2)は被検出素子たる回転体、(3)
はヘツドＨ_a，Ｈ_bよりなる検出素子、(6)は回転速度検
出回路、(12)は回転周期検出回路、(8)，(13)は速度比
較器、(14)は補正信号Ｃ_Dの形成手段、(11)はキヤプス
タン駆動用のモータである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体の１回転をＮ等分する位置の夫々に
設けられ、該回転体の回転とともに回転移動する回転素
子と、該回転素子に対向する位置に所定間隔をもって固定して
設けられ、上記回転素子の回転移動に応じてこの回転体
の回転を検出する一対の回転検出素子と、該回転検出素子の出力に基づいて上記回転素子が上記回
転検出素子の一方から他方へ移動するのに要する時間を
検出し、この時間から回転速度を検出する回転速度検出
回路と、該回転速度検出回路の出力信号および上記回転体の基準
回転速度を示す速度基準信号とに基づいて上記回転体の
回転速度を所定に制御する回転速度制御回路と、上記回転検出素子の出力に基づいて上記回転体の回転周
期を検出する回転周期検出回路と、該回転周期検出回路の出力と、上記速度基準信号とに基
づいて、上記回転速度検出回路の出力に含まれている上
記一対の回転検出素子の上記所定間隔に対する取付け誤
差に起因する回転速度誤差を検出し、この回転速度誤差
に応じて上記回転速度制御回路へ供給される上記速度基
準信号を補正する回転速度補正回路とを備えたことを特
徴とする回転体の速度制御回路。
【請求項２】回転体の１回転をＮ等分する位置の夫々に
設けられ、該回転体の回転とともに回転移動する回転素
子と、該回転素子に対向する位置に所定間隔をもって固定して
設けられ、上記回転素子の回転移動に応じてこの回転体
の回転を検出する一対の回転検出素子と、該回転検出素子の出力に基づいて上記回転素子が上記回
転検出素子の一方から他方へ移動するに要する時間を検
出し、この時間から回転速度を検出する回転速度検出回
路と、該回転速度検出回路の出力信号および上記回転体の基準
回転速度を示す速度基準信号とに基づいて上記回転体の
回転速度を所定に制御する回転速度制御回路と、上記回転検出素子の出力に基づいて上記回転体の回転周
期を検出する回転周期検出回路と、該回転周期検出回路の出力と、上記回転速度検出回路の
出力信号とに基づいて、上記回転速度検出回路の出力に
含まれている上記一対の回転検出素子の上記所定間隔に
対する取付け誤差に起因する回転速度誤差を検出し、こ
の回転速度誤差に応じて上記回転速度制御回路へ供給さ
れる上記回転速度検出回路の出力信号を補正する回転速
度補正回路とを備えたことを特徴とする回転体の速度制
御回路。