JPH07105109B2

JPH07105109B2 - モ−タ制御装置

Info

Publication number: JPH07105109B2
Application number: JP19741186A
Authority: JP
Inventors: 雅美塩谷; 誠三辻; 英明井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS6353758A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ビデオディスク等で用いられている円盤状記
録媒体（ディスク）に情報を記録し、また前記ディスク
より、そこに記録された情報を読み出す記録再生装置等
に主として用いられるモータ制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術）レーザ一光を用いて情報を記録再生する装置は、（１）非接触であり、媒体の寿命が長い（２）高密度である（３）高速ランダムアクセス可能であるといった特徴を有することから、ビデオディスクやコン
パクトディスク等、再生専用の民生用途から、最近では
文書ファイルや画像ファイル，データファイル等の記録
再生が行える業務用の装置が数多く発表されている。

以下図面を参照しながら、上述したような装置に用いら
れている従来のモータ制御装置の例について説明する。
第７図は、ディスクに情報を記録再生する装置に用いら
れたモータ制御装置の従来例を示すブロック図である。

第７図において、５はモータ３に取り付けられた周波数
発電機である。周波数発電機５からは、モータ３の回転
数に比例した周波数の信号が出力される。９はＦ−Ｖ変
換回路であり、周波数発電機５から出力される周波数信
号を電圧信号に変換する。８は速度比較器で、Ｆ−Ｖ変
換回路９より出力される電圧信号と、基準電圧発生回路
20から出力される電圧を比較し、モータ３の回転速度誤
差を検出している。４は回転パルス検出回路で、発光ダ
イオードと受光素子で構成され、モータ３に取り付けら
れたディスク２上に設けられた同期マークを検出し、パ
ルス状の信号を出力する。１は外部に設けた同期信号発
生装置である。10は位相比較器で、外部同期信号発生装
置１から出力される同期信号と、回転パルス検出回路４
より出力されるパルス信号の位相差を検出し、その位相
差を電圧値に変換して出力する。

速度比較器８の出力と位相比較器10の出力は、加算器７
によって加算される。この加算器７の出力信号は、駆動
回路６に出力されてモータ３が制御される。

上記従来例では、外部より入力される外部同期信号とモ
ータ３を同期させて回転するために、外部同期信号の周
波数がモータの毎秒ごとの回転数の整数倍になるように
選ばれている。

また、上記従来例では、Ｆ−Ｖ変換回路９の感度や速度
比較器８の基準電圧が固定されているため、モータと回
転同期のとれる外部同期信号は狭い範囲に制限されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）このような従来の構成は、外部同期信号の種類や外部同
期信号発生装置の機種等を制限してしまうという問題点
を有していた。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、比較
的広範囲な周波数の外部同期信号に対してモータの回転
を安定に同期制御できるモータ制御装置を構成すること
を目的としている。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解決するため、外部から入力され
る同期信号の周波数を検出し、その検出信号によってモ
ータの回転速度を制御する系に設けられたＦ−Ｖ変換回
路の状態や、速度比較器の状態を変化させる構成にした
ものである。

（作用）本発明は上記した構成により、周波数が標準方式で定め
られた周波数からずれている同期信号が外部から入力さ
れた揚合にも、その外部同期信号に対してモータの回転
を安定に同期させることが可能であるため、上記のよう
な同期信号を持った映像信号を記録再生できるシステム
を容易に構成することができる。

（実施例）第１図は本発明のモータ制御装置の一実施例を示すブロ
ック図である。第１図と第７図において、同一の構成要
素には同一番号を付与している。

第１図において、12は水平同期信号分離回路である。こ
れはモノマルチ等で構成され、外部同期信号発生装置１
より出力された同期信号より、水平同期信号成分を分離
する。また分離された水平同期信号はフリップフロップ
回路21に入力される。フリップフロップ回路21の出力は
水平同期信号１周期ごとにHIGH状態とLOW状態とを繰り
返す。このフリップフロップ回路21の出力は時間計測回
路13に入力される。時間計測回路13は水晶発振子やカウ
ンターおよびマイクロプロセッサ等で構成され、フリッ
プフロップ回路21の出力がHIGH状態になつたときにカウ
ンターによって水晶振動子から出力される矩形波信号の
数を計測し、その数をマイクロプロセッサで判定するこ
とによって、前記水平同期信号一周期分の時間を計測す
ることができる。前記水平同期信号分離回路12と前記時
間計測回路13とフリップフロップ回路21によって周波数
検出回路14を構成する。９はＦ−Ｖ変換回路である。Ｆ
−Ｖ変換回路９の動作を第２図を用いて説明する。Ｆ−
Ｖ変換回路９は周波数発電機５から出力される信号〔第
２図（Ｂ）に図示〕によって第２図（Ａ）に示すような
三角波を作成し、前記三角波が第２図（Ｂ）の信号の立
ち上がりエッジｅでリセットされる直前の値V_S1をホー
ルドして速度比較器８に送る回路である。

モータ３の毎秒ごとの回転数をR₁，モータ３が一回転す
るごとに周波数発電機５から出力されるパルス数をＺと
すると、第２図中に示したT₁は、T₁＝1/（R₁・Ｚ）とな
る。

速度比較器８に備えられた基準電圧値が、第２図に示し
たV_S1と等しい時、モータ３は毎秒R₁の回転数で回転す
るよう、速度制御がかかる。

回転パルス検出回路４は、モータ３に取り付けられたデ
ィスク２上に設けられた同期マークを検出しパルス状の
信号を出力する。回転パルス検出回路４からは周期Tp＝
1/R₁でパルス状の信号が出力される。垂直同期信号分離
回路11では外部同期信号発生装置１より入力された同期
信号より垂直同期信号を分離して取り出し位相比較器10
へ出力する。位相比較器10では回転パルス検出回路４か
ら出力されるパルス状信号と垂直同期信号の位相差を電
圧値に変換して加算器７に出力する。位相比較器10より
出力される誤差信号は速度比較器８の出力と加算器７で
加算されモータを駆動するための信号となる。モータ３
が垂直同期信号と同期して回転している時には位相比較
器10より出力される誤差信号は、ほぼ一定である。一
方、外部から入力される同期信号の周波数が大きく変化
した場合、説明を簡単にするため標準周波数の2/3であ
ったとすると、この同期信号より分離された標準周波数
に対して2/3の周波数を有する垂直同期信号と周期Tpが
同期するためにはTp＝3/（２R₁）でなければならない。
一方、モータ３は速度制御の働きで毎秒R₁で回転しよう
とするため位相比較器10より出力される誤差信号と速度
比較器８より出力される誤差信号とを加算器７で加算し
た場合には常に大きな駆動信号を生じ、モータ３はいず
れの回転数でも安定に回転し続けることができない。従
って、外部同期信号発生装置１の出力に同期させてモー
タ３を安定に回転させるためにはモータの速度制御の状
態を変更してモータ３の回転速度を変えなければならな
い。

モータをこの周波数の異なる外部同期信号と位相同期し
て回転させる時のモータ３の回転数をR₂とし、たとえば
R₂＝（2/3）・R₁のように選ぶと、その時Ｆ−Ｖ変換回
路９で作成される三角波は第３図（Ａ）のようになる。
この時、第３図に示すT₂は、T₂＝1/（R₂・Ｚ）である。
上記したように、この時、速度比較器８に出力される電
圧値はV_S1であり、第３図に示すようにV_S2≫V_S1である
ため、駆動回路６には大きな誤差電圧が印加され、モー
タ３はこの回転数R₂で回転し続けることができない。

そこで上記のような場合には、Ｆ−Ｖ変換回路９で作成
される三角波の傾きを第３図（Ｃ）に示すように変更し
てやれば良い。第３図（Ａ）では三角波の傾斜がV_S2／T
₂であるのに対し、第３図（Ｃ）では三角波の傾斜がな
だらかになってV_S1／T₂となっている。従って、第３図
（Ｃ）の場合、モータ３が毎秒R₂で回転する場合にＦ−
Ｖ変換回路９から速度比較器８へ出力される電圧がV_S1
になり、モータ３はR₂の回転数で安定に回転し続けるこ
とができる。

以上より上記周波数検出回路14で外部同期信号の周波数
を検出し、その出力によって上記のようにＦ−Ｖ変換回
路９の状態を変更してやれば、広範囲な種類の外部同期
信号に対して安定にモータを同期させて回転させること
ができる。

具体的には、例えば時間計測回路13のなかのマイクロプ
ロセッサのD/A出力を利用して、Ｆ−Ｖ変換回路９のな
かで三角波を作成する積分回路の部分へ入力される電流
量を調整することで三角波の傾斜を容易かつ連続的に変
化させることができる。

また、上記のように外部同期信号の周波数が変化した
時、Ｆ一Ｖ変換回路９の状態を固定したままで、速度比
較器８に備えた基準電圧値を上記V_S1からV_S2に変更して
も、モ一タ３は上記同期信号周波数に安定に同期して回
転することができる。

具体的には、例えば時間計測回路13のなかのマイクロプ
ロセッサのD/A出力を利用すれば、速度比較器８に備え
た基準電圧値を容易かつ連続的に変更することができ
る。さらに、Ｆ−Ｖ変換回路９の状態を変更可能な状態
にするとともに速度比較器８に備えた基準電圧をも変更
可能な状態にすることによって、より広範囲な外部同期
信号の変動に対して対応することが可能になる。

上記実施例では、外部から入力される映像信号中の同期
信号の周波数変化を前記同期信号のうち、水平同期信号
を用いて検出する例を示したが、垂直同期信号分離回路
11の出力を用いて検出することも可能である。

上記実施例では、回転速度を検出する装置として周波数
発電機５を用いたが、光学式エンコーダやタコジェネを
用いても容易に実現することができる。また、モータに
取付けられたディスクの回転角を検出する手段として、
上記実施例ではディスク上に設けられた同期マークを用
いた例を示したが、デイスク上に記録された同期信号や
番地信号を用いて、前記ディスクの回転角を検出しても
良い。

第４図はＦ−Ｖ変換回路19をクロック信号を発生するク
ロック信号発生回路16と、カウント設定数可変のカウン
タ17および低域通過フィルタ18を用いて構成した本発明
の他の実施例を示すものである。なお、第１図と同一部
には同一番号を付し、説明を省略する。

Ｆ−Ｖ変換回路19の動作を第５図を用いて説明する。第
５図（Ａ）は周波数発電機５の出力であり、上記第１の
実施例で述べたように、モータ３の毎秒ごとの回転数を
R₁とすると、T₁＝1/（R₁・Ｚ）である。第５図（Ｂ）は
クロック信号発生回路16から出力される周期T₆のクロッ
ク信号〔第５図（Ｃ）に図示〕をカウンタ17で、第５図
（Ａ）の信号の立ち上がリエッジｅよりｍ個（第５図の
例では10個）かぞえて作成した信号である。この第５図
（Ｂ）の信号が低域通過フィルタ18に出力される。この
信号は低域通過フィルタ18の働きで電圧信号に変換され
る。この時、速度比較器８には、比例定数をｋとする
と、なる電圧信号が出力される。この時、速度比較器８の内
部に備えた基準電圧値がV_S1であれば、モータ３はR₁の
回転数で安定に回転し続けることができる。上記第１の
従来例でも示したが、外部から入力される同期信号の周
波数が標準と大きく異なる場合、例えば上記第１の実施
例で示したように標準周波数の2/3の周波数であった場
合、その外部同期信号とモータの回転を同期するために
は、モータ３の回転速度を変えることが必要となる。モ
ータ３をこの周波数の異なる外部同期信号と位相同期し
て回転させる時、モータ３の回転数をR₂とすると、上記
したようにR₂＝（2/3）・R₁である。モータ３の毎秒ご
との回転数がR₂であるならば、低域通過フィルタ18より
出力される電圧値V_S2は、となる。上記と同様にV_S2≫V_S1であるため、駆動回路６
には大きな誤差電圧が印加される。このためモータ３は
回転数R₂で回転し続けることができない。

そこで上記のような場合には、Ｆ−Ｖ変換回路19内に設
けられたカウント数可変カウンタ17のカウント数を変更
してやれば良い。以下第６図を用いて説明する。第６図
（Ａ）は、モータの毎秒ごとの回転数がR₂である時に周
波数発電機から出力される信号で、T₂＝1/（R₂・Ｚ）で
ある。第６図（Ｂ）はクロック信号発生回路16から出力
されるクロックをカウント数可変カウンタ17で、第６図
（Ａ）の信号の立ち上がりエッジｅよりｍ個（第６図で
は15個）かぞえて作成した信号である。第６図に示した
ように、低域通過フィルタ18から速度比較器８に出力さ
れる電圧値V_S2は、となる。上記したように、であるから、V_S2＝V_S1であるためにはT₉／T₂＝T₅／T₁で
なければならない。つまりT₁／T₂＝T₅／T₉であり、上記
したようにT₁／T₂＝2/3とするならば、T₈／T₉＝2/3であ
る。いま、T₅＝10T₆とするとT₉＝15T₈とすればよい。こ
の状態を第６図と第５図に示した。第６図に示した状態
であればモータ３は回転数R₂で安定して回転し続けるこ
とができる。

以上のように本実施例では、Ｆ−Ｖ変換回路中のカウン
タ17のカウント設定数を上記周波数検出回路14の出力に
よって可変することにより、具体的には周波数検出回路
14中の時間計測回路13のなかに含まれるマイクロプロセ
ッサによってカウント数可変カウンタ17の設定定数を切
り替えることによって、外部同期信号が変化した場合に
も、その同期信号に対してモータの回転を安定に同期で
きることを示した。

ところで、外部同期信号のS/Nが悪い時等には、上記周
波数検出回路14で、外部同期信号の周波数の検出誤りを
起こし、モータ３の回転が不安定になる可能性がある。
そこでこのようなことを防止するために、上記Ｆ一Ｖ変
換回路19や速度比較器８の状態を変更するのは、本モー
タ装置に電源が供給された直後、あるいは記録再生装置
内に設けられた指令装置からモータ３の起動命令が出力
された時１回のみとすれば良い。

また、モータ３が回転中に外部同期信号周波数が変化し
た場合に対応できるように、本モータ制御装置内にモー
タの回転と外部同期信号の同期乱れを検出する回路を設
け、この回路によってモータの回転と外部同期信号の同
期乱れが検出された時に、Ｆ−Ｖ変換回路19あるいは速
度比較器８の状態を変更するようにすれば良い。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によれば、周波数が標準方式
で定められた周波数からはずれている同期信号に対して
もモータの回転を安定に同期させることができるため、
上記のような同期信号を持った映像信号も安定にディス
クに記録再生することができる。また本発明は、ディス
クを用いた情報の記録再生を行うシステムばかりでな
く、VTR等外部同期信号にモータの回転を同期させて情
報の記録再生を行う機能を有するシステムに対して広く
応用することができるため、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるモータ制御装置を示
すブロック図、第２図はＦ−Ｖ変換回路の要部波形図、
第３図はＦ−Ｖ変換回路の要部波形図、第４図は本発明
の他の実施例におけるモータ制御装置、第５図はＦ−Ｖ
変換回路の要部波形図、第６図はＦ−Ｖ変換回路の要部
波形図、第７図は従来例のモータ制御装置のブロック図
である。１……外部同期信号発生装置、２……ディスク、３……
モータ、４……回転パルス検出回路、５……周波数発電
機、６……駆動回路、７……加算器、８……速度比較
器、9,19……Ｆ−Ｖ変換回路、10……位相比較器、11…
…垂直同期信号分離回路、12……水平同期信号分離回
路、13……時間計測回路、14……周波数検出回路、21…
…フリップフロップ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−189870（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−193169（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−289575（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−85973（ＪＰ，Ａ) 特公昭57−19498（ＪＰ，Ｂ１) 実公昭55−6222（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転速度に比例した周波数の信号
を出力する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段
の出力を電圧値に変換する周波数電圧変換手段と、前記
変換された電圧値と基準電圧値を比較し、その誤差信号
を出力する速度比較手段と、前記モータに取付けられた
ディスクの回転角を検出する回転角検出手段と、前記モ
ータの回転位相の基準となる外部同期信号と前記回転角
検出手段の出力を比較し、その誤差信号を出力する位相
比較手段と、前記速度比較手段の出力と前記位相比較手
段の出力により、前記モータを所定の回転数で位相同期
制御するためのモータ駆動手段と、前記モータの回転位
相の基準となる外部同期信号の周波数を検出する周波数
検出手段を備え、前記周波数検出手段の出力によって前
記周波数電圧変換手段の状態を変更することを特徴とす
るモータ制御装置。
【請求項２】前記回転角検出手段として、前記モータに
取付けられたディスク上に前記ディスクの回転角を検出
するように設けられた同期マークを検出する手段を用い
ることを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載のモー
タ制御装置。
【請求項３】前記回転角検出手段として、前記モータに
取付けられたディスク上に記録された同期信号を検出す
る手段を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載のモータ制御装置。
【請求項４】前記回転角検出手段として、前記モータに
取付けられたディスク上の情報記録再生用トラックのデ
ィスク上における位置を示すために設けられた番地信号
を検出する手段を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載のモータ制御装置。
【請求項５】前記周波数電圧変換手段を、入力されるコ
ントロール信号によって内部の積分回路の定数が連続的
に変化し出力信号の傾斜が連続的に変化する三角波発生
回路あるいは台形波発生回路で構成し、前記三角波発生
回路あるいは前記台形波発生回路の積分回路の定数を前
記周波数検出手段の出力によってコントロールすること
によって前記周波数電圧変換手段での周波数電圧変換感
度が前記周波数検出手段で検出された周波数に応じた値
に設定され、前記周波数検出手段の出力によって前記周
波数電圧変換手段の状態を変更することを特徴とする特
許請求の範囲の第（１）項，第（２）項，第（３）項，
第（４）項のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】前記周波数電圧変換手段をクロック信号を
発生するクロック信号発生回路と、コントロール信号に
よってカウント数が変化するカウンタ回路で構成し、前
記周波数検出手段の出力で前記カウンタ手段のカウント
数をコントロールすることによって前記周波数電圧変換
手段での周波数電圧変換感度が前記周波数検出手段で検
出された周波数に応じた値に設定され、前記周波数検出
手段の出力によって前記周波数電圧変換手段の状態を変
更することを特徴とする特許請求の範囲の第（１）項，
第（２）項，第（３）項，第（４）項のいずれか１項に
記載のモータ制御装置。
【請求項７】前記周波数検出手段の出力によって、前記
速度比較手段内に備えられた基準電圧値を変化させるこ
とで前記速度比較手段の状態を変更することを特徴とす
る特許請求の範囲の第（１）項，第（２）項，第（３）
項，第（４）項のいずれか１項に記載のモータ制御装
置。
【請求項８】本モータ制御装置に電源が供給された直後
に、前記周波数電圧変換手段あるいは速度比較手段の状
態を変更することを特徴とする特許請求の範囲の第
（１）項，第（２）項，第（３）項，第（４）項，第
（５）項，第（６）項，第（７）項のいずれか１項に記
載のモータ制御装置。
【請求項９】前記モータの回転と前記外部同期信号の同
期が乱れたことを検出する同期乱れ検出装置を備え、前
記同期乱れ検出装置で前記モータと前記外部同期信号の
同期乱れが検出された時、前記周波数電圧変換手段ある
いは前記速度比較手段の状態を変更することを特徴とす
る特許請求の範囲の第（１）項，第（２）項，第（３）
項，第（４）項，第（５）項，第（６）項，第（７）
項，第（８）項のいずれか１項に記載のモータ制御装
置。
【請求項１０】本モータ制御装置に電源が供給された状
態で、かつ記録再生装置内の指令装置より前記モータが
回転を開始するための起動命令が入力された時、前記周
波数電圧変換手段あるいは前記速度比較手段の状態を変
更することを特徴とする特許請求の範囲の第（１）項，
第（２）項，第（３）項，第（４）項，第（５）項，第
（６）項，第（７）項，第（８）項，第（９）項のいず
れか１項に記載のモータ制御装置。