JPH0667237B2 - 位相サ−ボ回路 - Google Patents

位相サ−ボ回路

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JPH0667237B2
JPH0667237B2 JP60159738A JP15973885A JPH0667237B2 JP H0667237 B2 JPH0667237 B2 JP H0667237B2 JP 60159738 A JP60159738 A JP 60159738A JP 15973885 A JP15973885 A JP 15973885A JP H0667237 B2 JPH0667237 B2 JP H0667237B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータのサーボ回路、PLLに適用して好適な位
相サーボ回路に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、基準周波数信号及び制御対象の検出周波数信
号の一方及び他方に夫々対応した傾斜波信号及びサンプ
ルパルスをサンプルホールド回路に供給し、そのサンプ
ルホールド出力をループフィルタに供給し、そのループ
フィルタの出力によって、制御対象の周波数又は位相を
制御するようにした位相サーボ回路において、サンプル
ホールド回路よりのサンプルホールド出力を微分する微
分回路と、その微分回路よりの微分出力が供給される直
流電圧発生回路とを設け、この直流電圧発生回路より
の、サンプルホールド出力の極正に応じた正負の極性の
直流電圧を、サンプルホールド出力に加算して、ループ
フィルタに供給するようにすることにより、基準周波数
及び制御対象の検出周波数の差の周波数が、ループ帯域
に比較してかなり高くても、十分な広さのロックレンジ
をとることができるようにしたものである。
〔従来の技術〕
以下に、第4図を参照して、従来の位相サーボ回路につ
いて説明する。(2)はのこぎり波発生回路で、入力端
子(1)より基準周波数信号を受けて、その基準周波数
と同じ周波数及び同じ位相の、のこぎり波信号を発生す
る。こののこぎり波信号はサンプルホールド回路(3)
に供給される。(6)は制御対象としてのモータで、こ
れの回転を検出する回転検出器(周波数信号発生機又波
は位相信号発生機)(7)よりの回転検出信号がサンプ
ルパルス発生器(8)に供給されて、ここでこの周波数
又は位相と同じサンプルパルスが形成され、このサンプ
ルパルスがサンプルホールド回路(3)に供給される。
このサンプルホールド回路(3)では、のこぎり波信号
がこのサンプルパルスでサンプルされてホールドされ、
そのサンプルホールド出力がループフィルタ(4)に供
給される。ループフィルタ(4)よりの出力はエラーア
ンプ(5)を介してモータ(6)に供給されて、その回
転の周波数又は位相が制御される。
次ぎに、第5図をも参照して、第4図の位相サーボ回路
の動作を説明する。第5図Aにのこぎり波発生回路
(2)より発生するのこぎり波信号の波形を示す。モー
タ(6)が入力端子(1)よりの基準周波数信号に同期
して回転しているときは、第5図Bに示す如く、サンプ
ルパルス発生器(8)から、第5図Aののこぎり波信号
と同じ周波数で、位相差の一定なサンプルパルスが発生
するため、サンプルホールド回路(3)からは、第5図
Cに示す如く、一定レベルの直流電圧が得られ、これが
ループフィルタ(4)−エラーアンプ(5)を通じてモ
ニタ(6)にモータ制御信号として供給される。
一方、モータ(6)が入力端子(1)よりの基準周波数
信号に非同期で回転しているときは、第5図Dに示す如
く、サンプルパルス発生器(8)から、第5図Aののこ
ぎり波信号と異なる周波数及び位相差のサンプルパルス
が発生するため、サンプルホールド回路(3)からは、
第5図Eに示す如く、基準周波数及びモータ(6)の回
転周波数の差の周波数を有するのこぎり波信号が得ら
れ、これがループフィルタ(4)−エラーアンプ(5)
を通じてモータ(6)にモータ制御信号として供給され
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、かかる位相サーボ回路では、基準周波数及び
制御対象の検出周波数の差の周波数が高くなればなる
程、ループゲインが低くなり、ロックレンジがとれなく
なるという欠点があった。
かかる点に鑑み本発明は、基準周波数及び制御対象の検
出周波数の差の周波数が、ループ帯域に比較してかなり
高くても、十分な広さのロックレンジをとることのでき
る位相サーボ回路を提案しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、傾斜波発生器(のこぎり波発生器又は三角波
発生器)(2)と、サンプルパルス発生器(8)と、傾
斜波発生器(2)よりの傾斜波信号及びサンプルパルス
発生器(8)よりのサンプルパルスが供給されるサンプ
ルホールド回路(3)と、サンプルホールド回路(3)
よりのサンプルホールド出力が供給されるループフィル
タ(4)とを有し、傾斜波信号及びサンプルパルスの一
方を基準周波数信号に、他方を周波数制御される制御対
象(モータ又は発振器)(6)の検出周波数信号に夫々
対応させ、ループフィルタ(4)の出力に基づいて制御
対象(6)の周波数又は位相を制御するようにした位相
サーボ回路に於いて、サンプルホールド回路(3)より
のサンプルホールド出力を微分する微分回路(10)と、
微分回路(10)よりの微分出力が供給される直流電圧発
生回路(11)とを設け、直流電圧発生回路(11)より
の、サンプルホールド出力の極性に応じた正負の極性の
直流電圧を、サンプルホールド出力に加算して、ループ
フィルタ(4)に供給するようにしたことを特徴とする
ものである。
〔作用〕
かかる本発明によれば、サンプルホールト回路(3)よ
りのサンプルホールド出力が微分回路(10)によって微
分され、この微分出力が直流電圧発生回路(11)に供給
され、直流電圧発生回路(11)よりの、サンプルホール
ド出力の極性に応じた正負の極性の直流電圧が、サンプ
ルホールド出力に加算されてループフィルタ(4)に供
給され、基準周波数及び制御対象の検出周波数の差の周
波数がループ帯域に比較してかなり高くても、十分広い
ロックレンジをとることができる。
〔実施例〕
以下に、第1図及び第2図を参照して、本発明の一実施
例を詳細に説明しよう。先ず、第1図を参照して説明す
る。(2)はのこぎり波発生回路で、入力端子(1)よ
り基準周波数信号を受けてその基準周波数と同じ周波数
及び同じ位相の、のこぎり波信号を発生する。こののこ
ぎり波信号はサンプルホールド回路(3)に供給され
る。(6)は制御対象としてのモータで、これの回転を
検出する回転検出器(周波数信号発生機又は位相信号発
生機)(7)よりの回転検出信号がサンプルパルス発生
器(8)に供給されて、ここでこの周波数又は位相と同
じサンプルパルスが形成され、このサンプルパルスがサ
ンプルホールド回路(3)に供給される。このサンプル
ホールド回路(3)では、のこぎり波信号がこのサンプ
ルパルスでサンプルされてホールドされ、そのサンプル
ホールド出力が合成器(9)を介してループフィルタ
(4)に供給される。サンプルホールド回路(3)より
のサンプルホールド出力は微分回路(10)に供給されて
微分され、その微分出力が直流電圧発生回路(11)に供
給される。直流電圧発生回路(11)よりの直流電圧はバ
ッファアンプ(12)を介して合成器(9)に供給され
て、サンプルホールド回路(3)よりのサンプルホール
ド出力と合成される。ループフィルタ(4)よりの出力
はエラーアンプ(5)を介してモータ(6)に供給され
て、その回転の周波数又は位相が制御される。
次ぎに、第2図を参照して、第1図の微分回路(10)、
直流電圧発生回路(11)、合成器(9)及びループフィ
ルタ(4)の具体回路を説明しよう。微分回路(10)は
コンデンサC1及び抵抗器R1の直列回路にて構成され、こ
の直列回路がサンプルホールド回路(3)の出力側に接
続される端子T1及び接地間に接続される。微分回路(1
0)のコンデンサC1及び抵抗器R1の接続中点がバッファ
アンプBAを介して直流電圧発生回路(11)の入力側に接
続される。
直流電圧発生回路(11)はここではクランプ及びクリッ
パ(リミッタ)から構成され、バッファアンブBAの出力
側が電流制限用の抵抗器R2及びクランプ用のコンデンサ
C2の直列回路を介してバッファアンプ(12)の入力側に
接続されると共に、バッファアンプ(12)の入力側及び
接地間にダイオードD1、D2が互いに逆方向に並列接続さ
れて構成される。
尚、バッファアンプBAを省略し、抵抗器R2及びコンデン
サC2の直列回路をコンデンサC1に直列接続するようにし
てもよい。
合成器(9)及びループフィルタ(4)の回路構成につ
いて説明する。ループフィルタ(4)はここでは進み補
償及び遅れ補償回路を備えたローパスフィルタである。
T2をエラーアンプ(5)の入力側に接続される端子とす
る。端子T1が進み補償回路としてのコンデンサC4及び抵
抗器R6の直列回路を通じて端子T2に接続される。端子T1
が遅れ補償回路を構成する抵抗器R5−抵抗器R4−コンデ
ンサC3の直列回路を通じて接地される。そして、バッフ
ァアンプ(12)の出力側が合成用の抵抗器R3を介して抵
抗器R4及びコンデンサC3の接続中点に接続される。抵抗
器R4及びR5の接続中点が端子T2に接続される。更に、端
子T2及び接地間に抵抗器R7が接続される。
次ぎに、上述した第1図及び第2図の実施例の位相サー
ボ回路の動作を第3図の波形図をも参照して説明する。
第3図A、Dに、モータ(6)の回転周波数が基準周波
数と一致しない場合の、サンプルホールド回路(2)よ
り発生するのこぎり波信号の波形を示し、前者はモータ
(6)の回転周波数が基準周波数より低い場合を示し、
後者はモータ(6)の回転周波数が基準周波数より高い
場合を示し、両者の波形は互いに逆極性となっている。
尚、モータ(6)の回転周波数が基準周波数と一致して
いるときは、第5図Cに示したようにサンプルホールド
回路(3)の出力は一定の直流電圧となる。サンプルホ
ールド回路(3)の出力が第3図A、Dに示すように、
のこぎり波信号である場合は、微分回路(10)の出力は
夫々第3図B、Eに示すような微分波形を呈する。この
微分回路(10)の微分出力が直流電圧発生回路(11)に
供給されると、この直流電圧発生回路(11)によって微
分出力がクランプ及びクリップ(リミット)され、夫々
第3図C、Fに示すように、ダイオードD1、D2の順方向
降下電圧Vfに対応した最大値及び最小値±Vfを有し、サ
ンプルホールド回路(3)の出力(第3図A、D)の極
性に応じた正負の直流電圧が得られ、バッファアンプ
(12)を介して合成器(9)に供給されて、サンプルホ
ールド回路(3)の出力(第3図A、D)に合成され
る。
従って、モータ(6)にはその回転周波数が基準周波数
より高いか低いかに応じて、正負の直流電圧が供給され
るので、モータ(6)の回転周波数及び基準周波数の差
の周波数がループ帯域に比較してかなり高くても、モー
タ(6)を夫々確実に加速及び減速し、モータ(6)は
基準周波数信号の周波数又は位相に確実に同期せしめら
れる。この場合、モータ(6)の回転周波数が基準周波
数に近接するにつれて、微分回路(10)の出力レベルは
小さくなるが、それにつれてループゲインが上昇してく
るので、サーボロックは確実に行われることになる。
第1図及び第2図に示した実施例の場合、第4図の従来
例に比較して、ロックレンジは見掛け上10倍以上になっ
た。
上述の実施例では、本発明をモータのサーボ回路に適用
した場合であるが、PLLにも適用することができる。そ
の場合の制御対象は可変周波数発振器(電圧制御型発振
器)となる。
〔発明の効果〕
上述せる本発明によれば、基準周波数信号及び制御対象
の検出周波数信号の一方及び他方に夫々対応した傾斜波
信号及びサンプルパルスをサンプルホールド回路に供給
し、そのサンプルホールド出力をループフィルタに供給
し、そのループフィルタの出力によって、制御対象の周
波数又は位相を制御するようにした位相サーボ回路にお
いて、基準周波数及び制御対象の検出周波数の差の周波
数が、ループ帯域に比較してかなり高くても、十分な広
さのロックレンジをとることのできるものを得ることが
できる。
【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線図、第2図
は第1図の一部の具体回路を示す回路図、第3図は第1
図及び第2図の実施例の説明に供する波形図、第4図は
従来の位相サーボ回路を示すブロック線図、第5図は第
4図の位相サーボ回路の説明に供する波形図である。 (2)はのこぎり波発生回路、(3)はサンプルホール
ド回路、(4)はループフィルタ、(5)はエラーアン
プ、(6)は制御対象としてのモータ、(7)は回転検
出器、(8)はサンプルパルス発生器、(9)は合成
器、(10)は微分回路、(11)は直流電圧発生回路、
(12)はバッファアンプである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】傾斜波発生器と、サンプルパルス発生器
    と、上記傾斜波発生器よりの傾斜波信号及び上記サンプ
    ルパルス発生器よりのサンプルパルスが供給されるサン
    プルホールド回路と、該サンプルホールド回路よりのサ
    ンプルホールド出力が供給されるループフィルタとを有
    し、上記傾斜波信号及び上記サンプルパルスの一方を基
    準周波数信号に、他方を周波数制御される制御対象の検
    出周波数信号に夫々対応させ、上記ループフィルタの出
    力に基づいて上記制御対象の周波数又は位相を制御する
    ようにした位相サーボ回路に於いて、 上記サンプルホールド回路よりのサンプルホールド出力
    を微分する微分回路と、 該微分回路よりの微分出力が供給される直流電圧発生回
    路とを設け、 該直流電圧発生回路よりの、上記サンプルホールド出力
    の極性に応じた正負の極性の直流電圧を、上記サンプル
    ホールド出力に加算して、上記ループフィルタに供給す
    るようにしたことを特徴とする位相サーボ回路。
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