JPH08180520A - モータ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】速度エラーに影響されないで一定周期内の位相
エラー成分を除去する。 【構成】位相制御ループを構成する第１のサーボループ
３０には、第１の基準信号と再生されたコントロール信
号ＣＴＬから位相エラーを検出する位相検出器３２と、
この位相エラー信号から繰り返し誤差信号を検出する学
習補償器２０と、この学習補償器から出力された位相エ
ラー信号と第１の基準速度信号を加算する加算器２６と
で構成される。速度制御ループを構成する第２のサーボ
ループ４０は、加算器２６の出力を第２の基準信号に変
換する周波数変換器４１と、駆動モータ１２の回転周波
数と第２の基準信号とを位相比較する位相サーボ回路５
０とで構成される。第１のサーボループ３０では速度エ
ラー成分が供給されないので、速度エラー成分に影響さ
れることなくキャプスタン軸１２ａの偏芯などに基づく
一定周期内の位相エラー成分を除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、速度と位相の双方を
同時に制御する必要のあるＶＴＲやデータレコーダなど
に適用して好適なモータ制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＶＴＲ、８ミリデータレコーダなどでは
磁気テープなどのテープ状記録媒体に信号（データ）を
記録したり、再生したりする場合、記録媒体が一定スピ
ードと一定位相で走行するように速度および位相の双方
を制御するモータ制御回路が設けられている。このモー
タ制御回路の従来例を図５に示す。

【０００３】図５に示すモータ制御回路１０において、
モータ１２に連結されたキャプスタン１２ａによって磁
気テープ１１が一定速度で走行する。磁気テープ１１の
テープ速度は周波数発電機（ＦＧ）１３で検出され、こ
の周波数検出信号は速度検出器１４に供給されて速度検
出信号ｅｖに変換される。

【０００４】コントロールヘッド１５からは磁気テープ
１１に記録されたコントロール信号ＣＴＬが再生され、
これがコントロール信号整形回路１６にて波形整形され
たコントロール信号となされる。コントロール信号ＣＴ
Ｌは位相検出器１８に供給され、端子１７に入力した基
準信号ＦＲ１との位相比較が行なわれる。

【０００５】位相比較された結果である位相エラー信号
ｅｐと速度検出信号ｅｖは所定の割合で加算器１９で加
算され、速度エラーおよび位相エラーを含んだこの加算
出力ｅｏは学習補償器２０に供給される。学習補償器２
０は次のような目的を達成するために設けられている。

【０００６】周知のようにキャプスタン１２ａの軸やモ
ータ１２に取り付けられたＦＧリング等の取り付けが偏
芯していると、キャプスタンサーボ（速度と位相サー
ボ）が正しく作動していてもテープ速度はキャプスタン
１２ａの１回転内で微小に変化する。一定周期で発生す
るこの回転むらを軽減するために上述した学習補償器２
０が設けられている。

【０００７】学習補償器２０は繰り返し補償制御系で構
成されたものであって、図６のように複数のシフトレジ
スタ２２Ａ〜２２Ｎで構成されたシフトレジスタ段２２
とローパスフィルタ２３で構成される。

【０００８】加算出力ｅｏ（ｅｐｍ）はシフトレジスタ
段２２によって段数分だけ遅延され、遅延された出力が
さらにローパスフィルタ２３によってフィルタリングさ
れて加算出力ｅｏに再び加算されるので、巡回形フィル
タとして機能する。その結果、特別な周期に対する学習
効果が得られ、一定周期で発生する回転むらが補償され
るような出力ｅｐｍとなって得られる。

【０００９】学習補償された出力ｅｐｍはモータドライ
バー２６を経てモータ駆動信号としてキャプスタンモー
タ１２に供給され、磁気テープ１１の走行速度とテープ
位相がコントロールされる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】キャプスタン軸の偏芯
等の影響によって生じるテープ速度の変動はキャプスタ
ン軸の１回転で平均化されるため、絶対的な速度変動成
分ではないが、コントロール信号ＣＴＬの位相変動要因
となるため速度および位相サーボ系に影響を与えること
になる。

【００１１】図５に示すように従来の速度および位相サ
ーボ系は速度エラー信号ｅｖと位相エラー信号ｅｐとを
一定の比率で合成した後の誤差信号（加算出力）ｅｐｍ
で学習補償を行なうようにしている。その結果、速度エ
ラー信号ｅｖによって学習補償が影響されてしまう。つ
まり、本来の目的である位相エラーに対する学習補償が
行なわれず、結果として十分な位相エラー補償精度が得
られていない。

【００１２】そこで、この発明はこのような問題を解決
したものであって、位相エラー成分だけに学習補償を与
えるようにして位相制御精度を改善したモータ制御回路
を提案するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載されたこの発明においては、位相制
御ループを構成する第１のサーボループと、速度制御ル
ープを構成する第２のサーボループとを有し、第１のサ
ーボループには、第１の基準信号の周波数成分を電圧成
分に変換する電圧変換器と、第１の基準信号と再生され
たコントロール信号から位相エラーを検出する位相検出
器と、この位相エラー信号から繰り返し誤差信号を検出
する学習補償器と、この学習補償器から出力された位相
エラー信号と上記速度検出信号を加算する加算器とで構
成され、上記第２のサーボループは、上記加算器の出力
を周波数に変換して第２の基準信号として出力する周波
数変換器と、駆動モータの回転周波数と上記第２の基準
信号とを位相比較する位相サーボブロックとで構成さ
れ、この信号と、モータＦＧとを比較することによって
モータの速度を制御する第２のサーボブロックを有する
ことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】図１に示すように、第１の基準信号ＦＲ１と再
生コントロール信号ＣＴＬが位相検出器３２に供給され
て位相エラー信号ｅｐが生成される。この位相エラー信
号ｅｐが学習補償器２０に供給されてキャプスタン軸１
２ａの１回転周期の回転むらが相殺されるように位相補
償が行なわれる。位相補償されたこの位相エラー信号ｅ
ｐｍが一定の速度信号ｅｖと加算される。

【００１５】位相エラー信号成分を含んだ速度信号ｅｏ
がキャプスタンモータ１２に供給され、速度信号ｅｖに
応じた速度制御が行なわれる。ＦＧ信号は位相サーボ回
路５０に供給されて速度信号ｅｏと位相比較され、速度
エラー信号となってキャプスタンモータ１２に戻され
る。

【００１６】第１のサーボループ３０にはコントロール
信号ＣＴＬのみが供給されるので、ここでは位相エラー
のみが検出され、学習補償器２０は速度エラー信号に影
響されることなく位相エラーのみを補償することができ
る。

【００１７】

【実施例】続いて、上述したＶＴＲやデータレコーダに
適用できるこの発明に係るモータ制御回路の一例を図面
を参照して説明する。

【００１８】図１はこの発明に係るモータ制御回路１０
の一例を示す系統図である。この発明によるモータ制御
回路１０は位相エラー制御系を構成する第１のサーボル
ープ３０と、速度エラー制御系を構成する第２のサーボ
ループ４０とで構成される。

【００１９】第１のサーボループ３０には端子１７より
第１の基準信号ＦＲ１が供給されるが、この基準信号Ｆ
Ｒ１は垂直同期信号より生成されたものを使用すること
ができる。第１の基準信号ＦＲ１は周波数成分を電圧成
分に変換する電圧変換器本例ではＦ・Ｖ変換器３１に供
給されて基準速度信号ｅｖに変換される。

【００２０】第１の基準信号ＦＲ１はさらに磁気テープ
１１より再生されたコントロール信号ＣＴＬと共に位相
検出器３２に供給されて第１の基準信号ＦＲ１に対する
位相エラー分が検出される。

【００２１】この位相エラー信号ｅｐは学習補償器２０
に供給されてキャプスタン軸１２ａの偏芯などに基づく
一定周期内での回転むら（１回転内での回転むら）に起
因する位相エラー分が補償される。

【００２２】学習補償器２０は図６に示したようなロー
パスフィルタ２３と、複数段のシフトレジスタ２２Ａ，
２２Ｂ，・・・２２Ｎで構成されたシフトレジスタ段２
２とで構成された巡回型フィルタを使用することができ
る。学習補償器２０に入力する位相エラー信号ｅｐは位
相エラー成分のみであり、これにはキャプスタン軸等の
偏芯に基づく一定周期内の変動成分（位相エラー分）も
含まれる。

【００２３】したがって、シフトレジスタ段２２によっ
て遅延された位相エラー信号ｅｍと入力位相エラー信号
ｅｐとの巡回加算処理で、入力位相エラー信号ｅｐのう
ち一定周期内で収まる変動成分を少なくするような学習
が繰り返し行なわれて、これが位相エラー信号ｅｐｍと
して出力される。位相エラー信号ｅｐｍは加算器２６で
基準速度信号ｅｖと加算される。

【００２４】図２は第１のサーボループを機能的に説明
したものであって、第１の基準信号ＦＲ１が固定値の速
度信号ｅｖに変換されたのち（ステップＳ１）、位相エ
ラー信号ｅｐが検出され、この位相エラー信号ｅｐのう
ち繰り返し位相エラー成分が学習補償器２０によって生
成され、これが位相エラー信号ｅｐに加算される（ｅｐ
ｍ＝ｅｐ＋ｅｍ）（ステップＳ２〜Ｓ４）。その後、こ
の合成位相エラー信号ｅｐｍと速度信号ｅｖからモータ
回転制御信号ｅｏが出力される（ステップＳ５）。

【００２５】モータ回転制御信号ｅｏは第２のサーボル
ープ４０を構成するＶ・Ｆ変換器４１に供給されて速度
信号成分が周波数成分に変換される。この周波数成分が
第２の基準信号ＦＲ２として位相サーボ回路５０に供給
される。

【００２６】位相サーボ回路５０には周波数発電機１３
から出力された周波数信号ｆ（ｆａ，ｆｂ）が供給さ
れ、第２の基準信号ＦＲ２に対する周波数信号ｆの位相
差に応じた成分がモータ回転制御信号ｅとしてモータ１
２に帰還される。このモータ回転制御信号ｅで一定のテ
ープ速度に制御されると共に、第１の基準信号ＦＲ１と
同一位相となるようにテープ位相が制御される。

【００２７】位相サーボ回路５０は図３に示す構成のも
のを使用できる。図３に示すように、周波数発電機１３
から出力される２相の信号ｆａ及びｆｂをコンパレータ
からなるパルス整形回路５１ａ，５１ｂに印加し、その
整形出力Ｆａを非反転増幅器５２ａ及び反転増幅器５３
ａに印加し、整形出力Ｆｂを非反転増幅器５２ｂ及び反
転増幅器５３ｂに印加する。これらの増幅器５２ｂ，５
３ｂの出力信号はそれぞれ９０度ずつ位相の異なる４相
の信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４とされて選択回路５４に
入力される。

【００２８】選択回路５４において、入力された４相の
信号Ｆ１〜Ｆ４は、同期信号発生回路５５から出力され
る同期信号（Ｓ０，Ｓ１）の状態によってその内の一つ
が選択される。すなわち、図４に示すように同期信号
（Ｓ０，Ｓ１）の状態が（０，１）のＴ４の区間は信号
Ｆ４を選択し、（０，０）区間Ｔ１では信号Ｆ１を選択
し、（１，０）の区間Ｔ２では信号Ｆ２を選択し、
（１，１）の区間Ｔ３では信号Ｆ３をそれぞれ繰り返し
選択することにより、信号Ｆ１の１／４の周期のパルス
信号ｅを得るようにしている。

【００２９】パルス信号ｅは、第２の基準信号ＦＲ２と
周波数発電機１３から出力される信号ｆａあるいはｆｂ
との位相誤差電圧信号であって、この誤差電圧信号ｅを
位相検波回路５８で検波してドライブアンプ２６に印加
することにより、この閉ループでキャプスタンモータ１
２が第２の基準信号ＦＲ２に応じた回転速度となるよう
制御される。

【００３０】なお、第２の基準信号ＦＲ２は１／Ｎカウ
ンタ回路５６に供給されて周波数発電機１３から出力さ
れる周波数に合うように分周されると共に、その分周出
力Ｓ０，Ｓ１は同期検出回路５７に印加されて、周波数
発電機１３から出力される信号ｆａ，ｆｂと比較され、
その出力Ｃｏによりカウンタ回路５６の入力クロックＣ
Ｋが制御される。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るモータ制
御回路では位相サーボを行なう制御ループと速度サーボ
を行なう制御ループとを独立に設け、位相サーボループ
内で一定周期内での位相エラーを除去するようにしたも
のである。

【００３２】これによれば、速度エラー成分に影響され
ることなく一定周期内での位相エラーを精度よく除去で
きる。したがってこの発明ではＶＴＲやデータレコーダ
などのように速度と位相の双方を同時に制御する必要の
あるモータ制御系に適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るモータ制御回路の一例を示す系
統図である。

【図２】第１のサーボループの制御系を示すフローチャ
ートである。

【図３】位相サーボ回路の一例を示す系統図である。

【図４】その動作状態を示す波形図である。

【図５】従来のモータ制御回路の一例を示す系統図であ
る。

【図６】学習補償器の具体例を示す系統図である。

【符号の説明】

３０ 第１のサーボループ ４０ 第２のサーボループ １２ キャプスタンモータ １３ 周波数発電機 １５ コントロールヘッド ３２ 位相検出器 ２０ 学習補償器 ５０ 位相サーボ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位相制御ループを構成する第１のサーボ
   ループと、速度制御ループを構成する第２のサーボルー
   プとを有し、 第１のサーボループには、第１の基準信号である周波数
   成分が電圧成分の速度信号に変換される電圧変換器と、
   第１の基準信号と再生されたコントロール信号から位相
   エラーを検出する位相検出器と、この位相エラー信号か
   ら繰り返し誤差信号を検出する学習補償器と、この学習
   補償器から出力された位相エラー信号と上記速度信号を
   加算する加算器とで構成され、 上記第２のサーボループは、上記加算器の出力を周波数
   に変換して第２の基準信号として出力する周波数変換器
   と、駆動モータの回転周波数と上記第２の基準信号とを
   位相比較する位相サーボ回路とで構成され、 上記第１のサーボループでは速度エラー信号に影響され
   ることなく一定周期内の位相エラー成分を除去できるよ
   うにしたことを特徴とするモータ制御回路。
2. 【請求項２】 上記第１の基準信号は垂直同期信号より
   生成された信号が使用されるようになされたことを特徴
   とする請求項１記載のモータ制御回路。