JPH10323068A

JPH10323068A - サーボ装置

Info

Publication number: JPH10323068A
Application number: JP9122004A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Namikata; 義道南方
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】両エッジサンプル方式において、特に回路や
部品の精度向上や調整工程を必要とせずに、安定したサ
ーボ動作が実行できるようにする。【解決手段】駆動速度に応じた周波数のパルス信号の
エッジに応じて、Ｈレベル期間のパルス幅及びＬレベル
期間のパルス幅を計測し、さらに各計測値を、それぞれ
パルスデューティ５０％の状態での値に補正して、それ
を被駆動体の現在速度情報（ＤＦＧ１、ＤＦＧ２・・
・）とする。そしてこの計測及び補正動作を介して得ら
れた現在速度情報と、基準速度情報を比較して速度エラ
ー情報を生成し、速度エラー情報に応じてモータ手段を
駆動することでサーボ動作が実行されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば記録再生装
置のテープ走行サーボ機構などへの適用に好適なサーボ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】音声信号をデジタルデータ化して磁気テ
ープに記録を行ない、またその再生を行うＤＡＴ（Digi
tal Audio Tape）レコーダが知られている。このＤＡＴ
レコーダではＬ，Ｒの２チャンネルの音声信号について
48KHz 、又は44.1KHz 、又は32KHz でサンプリングし、
１６ビットで量子化を行なってデジタルデータ化し、イ
ンターリーブ処理や所定の変調処理（例えば８−１０変
調）を施した後、磁気テープ上にヘリカルスキャン方式
で形成されるトラックの所定のエリアに記録している。
また、このように形成されたトラックからデータを読み
出し、再生出力する。

【０００３】このようなデータの記録／再生の際には、
記録再生ヘッドが配された回転ドラムに所定角度巻回さ
れた状態で磁気テープを所定速度で走行させるととも
に、回転ドラムを所定回転速度で回転させて、磁気テー
プ上のトラックの記録／再生走査を実行させることにな
る。この際、テープ走行については所定の速度での走行
が保たれるように走行サーボ機構が機能し、その走行サ
ーボ機構に応じてキャプスタンやリールが駆動される。
また回転ドラムについても回転サーボ機構が設けられ、
所定速度状態での回転駆動が行われる。

【０００４】例えばテープ走行サーボ機構についていう
と、キャプスタンもしくはテープを巻装しているリール
（リールと係合してテープカセットのリールを回転させ
るリールハブ）の回転に応じて周波数信号を発生させる
周波数発生器（以下、ＦＧという）を用いる方式が知ら
れている。ＦＧは例えばキャプスタンやリールの１回転
に対して所定数の波形振幅を発生させるものであるた
め、ＦＧ信号の周波数はキャプスタンやリールの回転速
度に応じた周波数となる。基本的にはテープ走行速度は
キャプスタンにより規定されるため、キャプスタンのＦ
ＧからのＦＧ信号をパルス波形とし、そのパルス期間を
測定すれば、それはテープ走行速度とすることができ
る。また、リールの回転速度からもテープ走行速度を得
ることができ、従ってリールのＦＧからのＦＧ信号をパ
ルス波形とし、そのパルス期間を測定した値からテープ
走行速度を求めることができる。

【０００５】このようにＦＧを用いて現在のテープ走行
速度を検出したら、そのテープ走行速度を所定の基準速
度と比較することでエラー情報を得ることができ、エラ
ー情報に基づいてキャプスタンモータを駆動することで
テープ走行サーボを実現できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＦＧパルス
から現在速度情報を求める方式として、片エッジサンプ
ル方式と、両エッジサンプル方式が考えられる。例えば
図９（ａ）のようにＦＧパルス入力がある場合に、片エ
ッジサンプル方式の場合はＦＧパルスの立ち上がりエッ
ジもしくは立ち下がりエッジを基準として１周期のパル
ス期間を計測するものである。立ち上がりエッジを基準
とするとすると、図９（ｂ）のように、ＦＧパルスの立
ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの期間の
時間値であるＡ１、Ａ２、Ａ３がそれぞれテープ走行速
度情報などに相当する回転速度情報となるようにするも
のである。

【０００７】一方、両エッジサンプル方式は、ＦＧパル
スの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方を基準
として半周期毎にパルス期間を計測するものである。即
ち図９（ｃ）のように、ＦＧパルスのＨレベル期間及び
Ｌレベル期間のそれぞれについての時間値であるＢ１、
Ｂ２、Ｂ３・・・が、それぞれテープ走行速度情報など
に相当する回転速度情報となるようにする。

【０００８】この２つの方式のうち、片エッジサンプル
方式の場合は、両エッジサンプル方式に比べて情報量
（情報サンプル間隔）が１／２となる。即ちリール等の
１回転について得られるパルス数は固定であるため、例
えばリール１回転について得られる現在速度情報として
のサンプル数は両エッジサンプル方式の半分となる。リ
ール等の１回転について得られるＦＧパルス数が、サー
ボ帯域やサーボ応答性などの事情に鑑みて十分な数であ
れば問題ないが、メカデッキの構成上での制約などから
常に十分なパルス数を発生させるＦＧを搭載できない場
合が多い。１回転についてのＦＧパルス数が少なく設定
されていれば、その分低回転でのサーボ帯域が低くな
り、動作立ち上げ（テープ走行開始時等）の際に必要ゲ
インが十分とれず不安定な状態が長く続くことになる。
つまりテープ走行サーボでいえば、なかなか所定速度の
状態に安定しないことになる。

【０００９】このような事情から、ＦＧパルス数の設定
によっては、両エッジサンプル方式を採用することで、
片エッジサンプルでの不都合を解消せざるを得ない。と
ころが両エッジサンプル方式では、ＦＧパルスのパルス
デューティの影響により正確な速度情報が得られなくな
るという問題がある。例えば図９はＦＧパルスがデュー
ティ５０％の状態で示しているが、この場合は図９
（ｃ）の両エッジサンプル方式では、各時間値Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３・・・は、それぞれほとんど誤差なく、テープ
走行速度情報などに相当する回転速度情報となるため問
題はない。

【００１０】しかしながら実際にはＦＧパルスを正確に
デューティ５０％とすることは難しい。即ち、デューテ
ィ５０％を実現するには、回路や部品の精度を上げた
り、温度その他の要因に対する確実な補償回路手段を設
けたり、製造時に厳密な調整工程が必要になって、省電
力化、省部品化、工程効率化を大きく阻害してしまう。
さらにこれは不良の多発化をも招くこととなる。そして
これらの対策を講じない場合は、例えば図１０（ａ）の
ようにパルスデューティが５０％となっていないＦＧパ
ルスが発生することになる。

【００１１】この場合、図１０（ｂ）と図９（ｂ）を比
較してわかるように、片エッジサンプル方式を採用した
場合はパルスデューティの影響によらず正確な回転速度
情報Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・を得ることができる。とこ
ろが両エッジサンプル方式の場合は、図１０（ｃ）から
わかるようにＨレベル期間のサンプル値Ｂ１、Ｂ３、Ｂ
５と、Ｌレベル期間のサンプル値Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６との
間で、デューティ比に応じた誤差が生じてしまう。これ
が速度情報としてサーボエラー値に反映されると、仮に
所定速度走行状態であったとしてもパルス半周期毎に或
るエラー値が発生する状態となる。つまり両エッジサン
プル方式ではサーボ動作が安定しないという問題が発生
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、両エッジサンプル方式において、特に回路
や部品の精度向上や調整工程を必要とせずに、安定した
サーボ動作が実行できるようにすることを目的とする。

【００１３】このためにサーボ装置として、被駆動体の
駆動速度に応じた周波数のパルス信号のエッジに応じ
て、Ｈレベル期間のパルス幅及びＬレベル期間のパルス
幅を計測し、さらに各計測値を、それぞれパルスデュー
ティ５０％の状態での値に補正して、それを被駆動体の
現在速度情報とする速度情報生成手段を設ける。そして
この計測及び補正動作を介して得られた現在速度情報
と、基準速度情報を比較して速度エラー情報を生成し、
速度エラー情報に応じてモータ手段を駆動することでサ
ーボ動作が実行されるようにする。即ち、パルスデュー
ティの影響で得られる誤差分を補正することで、見かけ
上ＦＧパルスがデューティ５０％の状態にあるように
し、両エッジサンプルでの各サンプル値がパルスデュー
ティの影響のない速度情報となるようにする。

【００１４】速度情報生成手段での計測及び補正動作と
しては、パルス信号の立ち上がりエッジに応じて、その
立ち上がりエッジまでのＬレベルの期間長と、その直前
のＨレベルの期間長の平均値を、当該立ち上がりエッジ
に応じて得られる現在速度情報とし、またパルス信号の
立ち下がりエッジに応じて、その立ち下がりエッジまで
のＨレベルの期間長と、その直前のＬレベルの期間長の
平均値を、当該立ち下がりエッジに応じて得られる現在
速度情報とする。つまり、それぞれＨレベル期間とＬレ
ベル期間の値を平均化することで、パルスデューティの
影響を解消する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図８により本発明の
サーボ装置の実施の形態として、ＤＡＴ記録再生装置に
搭載されるテープ走行サーボ装置の例を説明する。図１
はＤＡＴ記録再生装置の要部のブロック図である。

【００１６】磁気テープ９０は図示していないテープカ
セット筐体内において、供給リールＳ、巻取リールＴ間
を走行可能に巻装された状態で収納されている。この磁
気テープ９０に対する記録再生を行うヘッド機構とし
て、＋アジマスの記録再生ヘッド３６Ａ及び−アジマス
の記録再生ヘッド３６Ｂを搭載した回転ドラム１が設け
られる。回転ドラム１はドラムモータ１１によって回転
駆動される。

【００１７】記録再生時には、この回転ドラム１に対し
て、磁気テープはローディングピン９によりカセット筐
体内から引き出され、所定のラップ角度だけ巻き付けら
れる。例えばドラム径３０ｍｍの場合、ラップ角は約１
８０°となる。このように磁気テープ９０は回転ドラム
１の周面に巻き付けられた状態で供給リールＳと巻取リ
ールＴの間を走行する。このとき回転ドラム１の周面に
配されている記録再生ヘッド３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ
磁気テープ９０に対してヘリカルスキャン方式での走査
を行なって記録／再生を実行する。

【００１８】テープ走行はキャプスタンモータ１０によ
り実行される。詳しいギア構成の説明は省略するが、キ
ャプスタンモータ１０の回転力は所定のギア比でキャプ
スタン６に伝達され、キャプスタン６が回転する。磁気
テープ９０を定速走行させる例えば記録時や再生時にお
いては、キャプスタン６はピンチローラ７とともに磁気
テープ９０を挟んだ状態で磁気テープに圧接されてお
り、従ってキャプスタン６の回転に応じた速度で磁気テ
ープ９０が走行される。このためキャプスタン６の回転
が所定速度で定速制御されることで、磁気テープ９０は
所定速度で低速走行されることになる。記録時、通常再
生時のテープ走行速度を１倍速とすると、その１倍速に
相当する回転速度でキャプスタン６が回転されることで
記録再生時のテープ走行が行われ、またｎ倍速に相当す
る回転速度でキャプスタン６が回転されることで変速再
生や高速サーチなどの際のテープ走行が行われる。

【００１９】テープカセット内の供給リールＳは、記録
再生装置の供給リールハブ２と係合された状態となって
おり、供給リールハブ２が回転することで回転される。
同様に巻取リールＴは、巻取リールハブ３と係合された
状態となっており、巻取リールハブ３が回転することで
回転される。キャプスタンモータ１０の回転力はギア系
８により供給リールハブ２と巻取リールハブ３の一方に
対して選択的に伝達される。即ち再生時、記録時、早送
り走行時には、キャプスタンモータ１０の回転力が所定
のギア比により巻取リールハブ３に伝達され、巻取リー
ルハブ３が回転駆動されることで、走行される磁気テー
プ９０を巻取リール３に巻き取っていく。また巻き戻し
走行時には、キャプスタンモータ１０の回転力が所定の
ギア比により供給リールハブ３に伝達され、供給リール
ハブ３が回転駆動されることで、走行される磁気テープ
９０が供給リール３に巻き取られていく。ギア系８の切
換はギア駆動部１８により例えばサーボコントローラか
らの制御に基づいて行われる。

【００２０】サーボコントローラ２２は例えばマイクロ
コンピュータにより形成され、回転ドラム１の回転動作
及びテープ走行速度をそれぞれ所定速度とするサーボ制
御を行う。回転ドラム１についてはドラムＦＧ１２、ド
ラムＰＧ（パルス発生器）１３が設けられており、この
ドラムＦＧ１２、ドラムＰＧ１３から発生される信号が
サーボコントローラ２２に供給される。

【００２１】ドラムＦＧ１２は回転ドラム１の回転速度
に応じた周波数となるパルス信号を発生させ、サーボコ
ントローラ２２はこのＦＧパルス信号によりドラム回転
速度情報を得る。そしてその時点で設定されている基準
速度情報と、ドラムＦＧ１２から検出された現在の回転
速度情報とを比較することで、例えばＰＷＭ（パルス幅
変調）信号としてのドラムサーボエラー信号を出力す
る。このドラムサーボエラー信号はローパスフィルタ１
７においてパルス幅に応じた電圧に変換され、モータド
ライバ１６に供給される。そしてモータドライバ１６は
供給されたドラムサーボエラー信号に応じた電圧に応じ
てドラムモータ１１に対して駆動電力を印加し、回転ド
ラム１を回転駆動させる。このようなフィードバック系
により回転ドラム１は所定速度で回転駆動される。また
ドラムサーボエラー信号を発生させるために現在速度情
報と比較する基準速度情報の値を変更することで、ドラ
ム回転速度を変化させることができる。

【００２２】ドラムＰＧ１３は、例えば回転ドラム１の
回転位相位置が所定の位置となった時点でパルスが得ら
れる信号を出力する。サーボコントローラ２２は、この
信号に基づいてＡアジマストラックタイミング期間とＢ
アジマストラックタイミング期間を規定するスイッチン
グパルスを生成し、記録再生動作のスイッチング基準信
号としてコントローラ２１及び所要回路部に供給する。

【００２３】テープ走行のサーボ、即ちキャプスタンモ
ータ１０及びリールハブ２，３の回転サーボについて
は、供給リールハブ２の回転に対応して周波数信号を出
力する供給リールＦＧ４と、巻取リールハブ３の回転に
対応して周波数信号を出力する巻取リールＦＧ５を用い
る。供給リールＦＧ４から発生されるパルス信号ＦＧ
ｓ、即ち供給リールＳの回転速度に応じた周波数パルス
と、巻取リールＦＧ５から発生されるパルス信号ＦＧ
ｔ、即ち巻取リールＴの回転速度に応じた周波数パルス
は、サーボコントローラ２２に供給される。そしてサー
ボコントローラ２２は、各周波数パルスからテープ走行
速度情報を得る。リール回転速度はテープの巻径によっ
て変動するため、各リールの回転速度はそのままではテ
ープ走行速度情報とはならないが、Ｓリールの回転速度
とＴリールの回転速度両方を検知すれば、その両回転速
度情報からテープ走行速度を算出することができる。

【００２４】本例では、供給リールＦＧ４から発生され
るパルス信号ＦＧｓについて両エッジサンプル方式で供
給リールＳの回転速度情報を得、また巻取リールＦＧ５
から発生されるパルス信号ＦＧｔについて両エッジサン
プル方式で巻取リールＴの回転速度情報を得る。そして
そのようにして算出される各リールの回転速度情報には
パルスデューティの影響により誤差が発生するが、この
誤差を解消する補正演算を行い、パルスデューティの影
響のない値として、供給リールＳの回転速度情報と巻取
リールＴの回転速度情報を算出する。このように誤差に
対する補正を行ったうえで、供給リールＳの回転速度情
報と巻取リールＴの回転速度情報を用いてテープ走行速
度を算出するものである。これらの動作については後述
する。

【００２５】サーボコントローラ２２は算出した現在の
テープ走行速度情報を、そのときの倍速値に応じて設定
されている基準走行速度情報とを比較することで、例え
ばＰＷＭ（パルス幅変調）信号としての走行サーボエラ
ー信号を出力する。この走行サーボエラー信号はローパ
スフィルタ１５においてパルス幅に応じた電圧に変換さ
れ、モータドライバ１４に供給される。そしてモータド
ライバ１４は供給された走行サーボエラー信号に応じた
電圧に基づいて、キャプスタンモータ１０に対して駆動
電力を印加し、キャプスタン６及びリールハブ（２又は
３）を回転駆動させる。このようなフィードバック系に
よりテープ走行は所定速度での定速走行に制御される。
また走行サーボエラー信号を発生させるために現在のテ
ープ走行速度と比較する基準速度走行情報の値を変更す
ることで、テープ走行速度を変化させることができる。
例えば通常の記録／再生時の走行速度の他に、フォワー
ド方向及びリワインド方向での高速走行、低速走行を実
現できる。

【００２６】磁気テープ９０に記録する例えば音声信号
は、アナログ音声信号Ａinとして入力処理部３１に供給
されるか、もしくはデジタル音声信号Ｄinとしてデジタ
ルインターフェース部４０に供給される。マイクロホン
や他のオーディオ機器からのライン接続により入力され
たアナログ音声信号Ａinは、入力処理部３１で増幅処
理、録音レベル調整、リミッタ処理などが行われた後、
Ａ／Ｄ変換器３２でデジタルデータに変換され、エンコ
ード／デコード部３３に供給される。また他のオーディ
オ機器等とのデジタル通信ケーブル接続により入力され
たデジタル音声信号Ｄinは、デジタルインターフェース
部４０で通信フォーマットに対するデコードやサブコー
ドデータ等の抽出が行われた後、エンコード／デコード
部３３に供給される。

【００２７】エンコード／デコード部３３では、供給さ
れたデジタル音声信号について記録エンコードを行う。
即ち、制御情報付加、パリティ生成、インターリーブ処
理、８−１０変調等の処理を行い、生成した記録データ
を記録アンプ３４に供給する。記録アンプでは記録デー
タに対する等化処理、ＲＦ増幅処理等を行い、図示しな
いロータリトランスを介して記録再生ヘッド３６Ａ、３
６Ｂに供給する。記録再生ヘッド３６Ａ、３６Ｂの振り
分けはスイッチングパルスに基づく。

【００２８】再生時において記録再生ヘッド３６Ａ、３
６Ｂによって読み出された信号は、ロータリトランスを
介して再生アンプ３７に供給され、ＲＦ増幅や波形等
化、２値化処理が行われた後、エンコード／デコード部
３３でデコード処理される。即ち１０−８復調、誤り訂
正、デインターリーブ等の処理が行われ、デジタル音声
信号としての再生信号が得られる。またこの際サブコー
ドその他磁気テープ上に記録されている制御情報が抽出
され、コントローラ２１に供給される。

【００２９】デコードされて得られたデジタル音声信号
は、デジタルインターフェース部４０において送信エン
コードされてデジタル通信ケーブルで接続されている外
部機器に、再生デジタル音声信号Ｄoutとして出力され
る。もしくは再生されたデジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変
換器３８でアナログ音声信号に変換され、出力処理部３
９で増幅やイコライジングなどの処理を経て再生された
アナログ音声信号Ａoutとして出力される。例えばスピ
ーカアンプを介してスピーカから出力されたり、ヘッド
ホンに供給されて音声として出力される。

【００３０】コントローラ２１はマイクロコンピュータ
で形成され、記録再生装置全体の制御を行う。即ちデー
タのエンコード、デコードやスイッチング制御、デジタ
ル通信制御、サブコード等の制御情報に基づく処理、そ
してサーボコントローラ２２を介したサーボ制御を実行
する。サーボコントローラ２２についてはテープ走行や
回転ドラム１の回転速度に関し、基準速度を指示した
り、駆動開始、停止等の指示を行うことで、定速走行状
態での記録再生の他、早送り、巻き戻し、サーチ、変速
再生などの動作を実行させる。なお、コントローラ２１
とサーボコントローラ２２は一体的に１つのマイクロコ
ンピュータユニットとして形成されるものであってもよ
い。

【００３１】操作部２３にはユーザーの操作に供される
各種操作キーが配されている。例えば再生、記録、停
止、一時停止、早送り、巻き戻し、サーチ、動作モー
ド、表示モードなどの操作キーが設けられる。コントロ
ーラ２１は操作キーの操作に応じて各種必要な動作制御
を実行する。表示部２４は、液晶パネル等により記録再
生装置筐体上に設けられユーザーに対して情報を提示す
る。例えば記録、再生などの動作状態、記録／再生中の
トラックナンバ、時間情報、テープ走行カウンタ表示な
どを、コントローラ２１の制御に基づいて実行する。

【００３２】このように構成される本例のＤＡＴ記録再
生装置において、テープ走行サーボ系の構成を図２に示
す。サーボコントローラ２２において、テープ走行サー
ボに関する機能ブロックとしては、図示するようにＦＧ
計測部５１、フリーランニングカウンタ５２、エラー演
算部５３、ＰＷＭ出力部５４が設けられる。前述したよ
うに供給リールＦＧ４からのパルス信号ＦＧｓと巻取リ
ールＦＧ５からのパルス信号ＦＧｔはサーボコントロー
ラ２２に供給されるが、サーボコントローラ２２では、
パルス信号ＦＧｓ、ＦＧｔについてそれぞれＦＧ計測部
５１で、フリーランニングカウンタ５２を用いて、両エ
ッジサンプル方式でパルス期間の計測を行うことにな
る。

【００３３】図３にＦＧ計測部５１の動作イメージを示
す。フリーランニングカウンタ５２はパルス信号ＦＧ
ｓ、ＦＧｔとは無関係に常に０から値ＴＯＦまでのカウ
ント動作を繰り返し行っており、そのカウント値をＦＧ
計測部５１に供給している。ＦＧ計測部では図３に入力
ＦＧとして示すようなパルス信号ＦＧｓ（又はＦＧｔ）
について、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検
出し、そのエッジタイミングでフリーランニングカウン
タ５２のカウント値をラッチして、ＦＩＦＯ（FIRST IN
FIRST OUT）レジスタに取り込んでいく。即ち図３に示
すｔ０、ｔ１、ｔ２・・・・・というカウント値がＦＩ
ＦＯレジスタに順次取り込まれていく。ＦＩＦＯレジス
タは例えば８段構成とされ、取り込んだ順に出力及びデ
ータ消去を行いながら、ＦＧパルスのエッジ毎に継続し
てデータ取り込みを行っていく。

【００３４】このような動作をパルス信号ＦＧｓ、ＦＧ
ｔのそれぞれについて実行するため。図２のようにＦＧ
計測部５１にはパルス信号ＦＧｓに対応するＦＩＦＯレ
ジスタ５１ｓと、パルス信号ＦＧｔに対応するＦＩＦＯ
レジスタ５１ｔが設けられる。ＦＧ計測部５１は、ＦＩ
ＦＯレジスタ５１ｓに取り込まれたパルス信号ＦＧｓに
関するラッチデータＤＴｓ（即ち図３のｔ０、ｔ１・・
・のようなカウント値）、及びＦＩＦＯレジスタ５１ｔ
に取り込まれたパルス信号ＦＧｔに関するラッチデータ
ＤＴｓ（即ち図３のｔ０、ｔ１・・・のようなカウント
値）を順次エラー演算用に提供するため、エラー演算部
５３に対して割り込み要求を行い、ラッチデータＤＴ
ｓ、ＤＴｔを送出していく。

【００３５】エラー演算部は、ＦＧ計測部５１からの割
り込み要求及びラッチデータＤＴｓ、ＤＴｔの供給に応
じて、図５の処理を行い、パルスデューティの補正され
たパルス期間としてのＦＧ時間を算出する。図５はパル
ス信号ＦＧｓとＦＧｔに関し便宜上並列して示している
が、まずパルス信号ＦＧｓに関してＦＩＦＯレジスタ５
１ｓから読み出されてきたデータＤＴｓに関しては割り
込み処理として、ステップＦ１０１からＦ１０５の処理
を行うことになる。まずステップＦ１０１でフリーラン
ニングカウンタ５２の或るタイムカウント値であるラッ
チデータＤＴｓを取り込み、ステップＦ１０２でそのラ
ッチデータに相当するエッジタイミングでのパルス幅
（ＦＧ時間ｔｐ）を算出する。取り込んだラッチデータ
ＤＴｓとしてのタイムカウント値をｔｎ、前回取り込ん
だのラッチデータＤＴｓとしてのタイムカウント値をｔ
（ｎ−１）とすると、ＦＧ時間ｔｐは、ｔｐ＝ｔｎ−ｔ（ｎ−１）となる。つまり図３で理解できるように、例えばカウン
ト値ｔ１がラッチされたパルスエッジで検出されるＦＧ
時間ｔｐ（Ｈレベル期間の時間長）はｔ１−ｔ０であ
り、またカウント値ｔ２がラッチされたパルスエッジで
検出されるＦＧ時間ｔｐ（Ｌレベル期間の時間長）はｔ
２−ｔ１となる。

【００３６】このステップＦ１０２で算出されるＦＧ時
間ｔｐは、パルス信号ＦＧｓのパルスデューティによる
影響を受けており、そのままでは供給リールＳの回転速
度に正確に対応した情報とはなっていない。例えば図３
の入力ＦＧはパルスデューティが５０％とはなっていな
いが、このため、ｔ１−ｔ０期間とｔ２−ｔ１期間の時
間長の間は、パルスデューティによる誤差が含まれた状
態となる。そこでステップＦ１０３で、パルスデューテ
ィによる誤差を補正する演算処理を行って補正ＦＧ時間
ＤＦＧｓを算出する。

【００３７】この補正演算処理とは、今回のステップＦ
１０２で算出されたＦＧ時間ｔｐと、前回の割り込み処
理でのステップＦ１０２で算出されたＦＧ時間ｔｑの平
均を取る処理となる。つまり補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ＝（ｔｐ＋ｔｑ）／２とする。このように補正ＦＧ時間ＤＦＧｓを求めたら、
次の割り込み処理のための準備として、ステップＦ１０
４で、今回取り込んだタイムカウント値ｔｎを、次の割
り込み処理時でのステップＦ１０２の演算に用いる前回
のタイムカウント値ｔ（ｎ−１）として保持する処理を
行い、またステップＦ１０５で、今回ステップＦ１０２
で算出したＦＧ時間ｔｐを、次の割り込み処理時でステ
ップＦ１０３の演算に用いる前回のＦＧ時間ｔｑとして
保持する処理を行い、割り込み処理を終了する。

【００３８】パルス信号ＦＧｔに関してＦＩＦＯレジス
タ５１ｔから読み出されてきたデータＤＴｔに関しても
割り込み処理としてステップＦ１１１からＦ１１５の処
理を行うことになるが、これはステップＦ１０１からＦ
１０５の処理と全く同様であるため、重複説明を避け
る。

【００３９】図５の割り込み処理により、パルス信号Ｆ
Ｇｓ、ＦＧｔのそれぞれについてのパルス期間としてＦ
Ｇ時間が両エッジサンプル方式で検出され、さらにデュ
ーティの影響の補正が行われることで、各補正ＦＧ時間
ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔとして、パルスデューティが５０％
でないことによる誤差が解消された、供給リールＳ及び
巻取リールＴの正確な回転速度情報が得られることにな
る。

【００４０】補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔの算出動
作のイメージを図４に示す。例えば図４（ａ）の入力Ｆ
Ｇが、供給リールＳに関するパルス信号ＦＧｓであると
すると、各エッジタイミングでフリーランニングカウン
タ５２のカウント値ｔ０、ｔ１、ｔ２・・・がラッチさ
れ、順次エラー演算部５３に供給されてステップＦ１０
１からＦ１０５の割り込み処理に供される。ここで、立
ち上がりエッジでラッチされたカウント値（ｔ０、ｔ
２、ｔ４など）から算出されるＦＧ時間ｔｐ（即ちその
立ち上がりまでのＬレベル期間の時間長）は、実際には
そのカウント値（例えばｔ２）から直前のカウント値
（例えばｔ１）の差分値となり、この値は図４（ａ）下
部に示すようにパルスデューティによる誤差が生じてい
る。ここでステップＦ１０３の補正演算として、そのＬ
レベル期間の直前のＨレベル期間の時間長（例えばｔ１
−ｔ０）を加算して平均化すると、それは、その時点の
パルス１周期の中でのデューティ５０％とした場合のパ
ルス幅に相当する値となる。つまり、立ち上がりエッジ
でラッチされたカウント値（ｔ０、ｔ２、ｔ４など）か
ら算出されるＦＧ時間ｔｐについて、その直前のＨレベ
ル期間との平均をとり、即ち立ち上がりエッジから立ち
上がりエッジまでのパルス１周期の半分の時間長を求め
ることで、図４（ｂ）のｔｆ２、ｔｆ４、ｔｆ６のよう
に擬似的にデューティ５０％としてのＦＧ時間を求める
ことができる。これがデューティによる誤差の解消され
た補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ（図４のＤＦＧ２、ＤＦＧ４・
・・）となる。

【００４１】また、立ち下がりエッジでラッチされたカ
ウント値（ｔ１、ｔ３、ｔ５など）から算出されるＦＧ
時間ｔｐ（即ちその立ち下がりまでのＨレベル期間の時
間長）は、実際にはそのカウント値（例えばｔ３）から
直前のカウント値（例えばｔ２）の差分値となり、この
値は図４（ａ）下部に示すようにパルスデューティによ
る誤差が生じている。ここでステップＦ１０３の補正演
算として、そのＨレベル期間の直前のＬレベル期間の時
間長（例えばｔ２−ｔ１）を加算して平均化すると、そ
れは、その時点のパルス１周期の中でのデューティ５０
％とした場合のパルス幅に相当する値となる。つまり、
立ち下がりエッジでラッチされたカウント値（ｔ１、ｔ
３、ｔ５など）から算出されるＦＧ時間ｔｐについて、
その直前のＬレベル期間との平均をとり、即ち立ち下が
りエッジから立ち下がりエッジまでのパルス１周期の半
分の時間長を求めることで、図４（ｃ）のｔｆ１、ｔｆ
３、ｔｆ５のように擬似的にデューティ５０％としての
ＦＧ時間を求めることができる。これがデューティによ
る誤差の解消された補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ（図４のＤＦ
Ｇ１、ＤＦＧ３・・・）となる。以上のイメージの動作
は、もちろんステップＦ１１１からＦ１１５でも同様に
行われ、デューティによる誤差の解消された補正ＦＧ時
間ＤＦＧｔが求められる。

【００４２】このようにして、パルス信号ＦＧｓの上下
各エッジタイミングについて順次補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ
が求められていき、また、パルス信号ＦＧｔの上下各エ
ッジタイミングについて順次補正ＦＧ時間ＤＦＧｔが求
められていく。エラー演算部５３は１組の補正ＦＧ時間
ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔが得られることに応じて速度エラー
信号ＳＥを算出していくことになる。

【００４３】速度エラー信号ＳＥの算出処理は図６のよ
うになる。ステップＦ２０１は、基準速度情報ＶREFの
設定処理である。定数Ｚとは、例えば１倍速のテープ走
行速度（通常速度）に相当する値として設定されている
値とする。走行速度の指示はユーザーの操作やその他の
動作状況に応じてコントロール２１が倍速値ＳＶとして
サーボコントローラ２２に指示してくるが、ステップＦ
２０１は倍速値ＳＶの指示に応じて実行される処理であ
る（この図６のフローチャートにはルーチンの終了やス
テップＦ２０１へのリターンが示されていないが、サー
ボ機能がオンとされている期間はステップＦ２０２から
Ｆ２０５の処理が繰り返され、また倍速値ＳＶの設定変
更があったり、テープ走行が開始され、走行サーボがオ
ンとされる際に、ステップＦ２０１の処理が行われるも
のとしている）。ステップＦ２０１としては定数Ｚにコ
ントローラ２１から指示された倍速値ＳＶを乗算するこ
とで基準速度情報ＶREFを設定する。従って通常の１倍
速走行時は基準速度情報ＶREF＝Ｚとなる。

【００４４】上述した図５の割り込み処理により、１組
の補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔが得られることに応
じて、処理はステップＦ２０２からＦ２０３に進む。ス
テップＦ２０３では各リールの回転速度情報から現在の
テープ走行速度ＶPRを算出する。この場合、ＶPR＝（ＤＦＧｓ）²＋（ＤＦＧｔ）² とする。つまり供給リールＳの回転速度の２乗と巻取リ
ールＴの回転速度の２乗の加算値とする。上記した定数
Ｚは、テープ走行が正確に１倍速で実行されているとき
において、Ｚ＝ＶPR＝（ＤＦＧｓ）²＋（ＤＦＧｔ）²
となる値である。

【００４５】ステップＦ２０４では現在のテープ走行速
度情報ＶPRと基準走行速度情報ＶREFの差分を算出し
て、それを速度エラー信号ＳＥとする。そしてステップ
Ｆ２０５でその速度エラー信号ＳＥをＰＷＭ出力部５４
に供給する。速度エラー信号ＳＥが供給されたＰＷＭ出
力部５４は、その速度エラー信号ＳＥに応じたＰＷＭ信
号を発生させ、これを走行サーボ信号としてローパスフ
ィルタ１５を介してモータドライバ１４に供給し、キャ
プスタンモータ１０の駆動を実行させる。

【００４６】以上のようなテープ走行サーボ系により、
テープ走行が所定速度に制御されるわけであるが、上述
したようにパルス信号ＦＧｓ、ＦＧｔのそれぞれについ
てのパルスデューティの誤差によるリール速度検出誤差
は解消されるため、両エッジサンプル方式であっても正
確に各リール速度を検出できる。従って正確にテープ走
行速度を算出でき、安定した走行サーボ動作を実現する
ことができる。もちろん供給リールＦＧ４及び巻取リー
ルＦＧ５の出力について、パルスデューティが５０％と
なっていないことが許されることになる（サーボ動作に
悪影響を及ぼさない）ため、高いレベルでの部品や回路
の精度要求はなく、またデューティ調整工程も不要とな
り製造コストダウンや能率化を図ることができる。そし
て両エッジサンプル方式での不都合が解消されることか
ら、メカデッキの構成上での制約などから１回転につき
十分多数のパルス数を発生させるＦＧを搭載できない場
合についても、両エッジサンプル方式を用いてサンプル
数を倍にでき、サーボ動作への支障をなくすことができ
る。

【００４７】ところで、上述した図５の割り込み処理に
より、１組の補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔが得られ
たら、その補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔを表示部２
４におけるテープ走行時間長の表示のためのデータ生成
にも用いることができる。補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦ
Ｇｔは、それぞれ正確なリール回転速度情報であり、上
記のようにこれらからテープ走行速度を算出できる。こ
れは補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔを用いれば、テー
プ走行の時間長を正確に算出できることを意味する。

【００４８】例えばエラー演算部５３は図７、図８の処
理を行うことで、表示用に用いるデータの制御を行うこ
とができる。まず図７の処理として、図５の割り込み処
理におけるステップＦ１０３の処理が行われ、補正ＦＧ
時間ＤＦＧｓが得られたら、処理をステップＦ３０１か
らＦ３０２に進め、カウンタＣＴｓの値としてその時点
の値に補正ＦＧ時間ＤＦＧｓを加算する。また図５の割
り込み処理におけるステップＦ１１３の処理が行われ、
補正ＦＧ時間ＤＦＧｔが得られたら、処理をステップＦ
３０３からＦ３０４に進め、カウンタＣＴｔの値として
その時点の値に補正ＦＧ時間ＤＦＧｔを加算する。この
ような処理を行いながら並行して図８の処理を行う。即
ちステップＦ３１０で、カウンタＣＴｓの値とカウンタ
ＣＴｔの値を加算して加算値ＣＴを得、ステップＦ３１
１で、加算値ＣＴが所定値ＣＴＭに達しているか否かを
判断する。達していなければステップＦ３１０に戻る。

【００４９】図７の処理でカウンタＣＴｓ，ＣＴｔがイ
ンクリメントされていることで、或る時点でステップＦ
３１１で肯定結果が得られる。このときステップＦ３１
２で、或る一定時間が経過したことを示す信号ＤＣＴを
コントローラ２１に対して出力する。コントローラ２１
はこの信号ＤＣＴに応じて表示部２４に表示する走行時
間表示の値を１段階変化させる。そしてエラー演算部５
３では、図８の処理としてステップＦ３１３ではカウン
タＣＴｓ、ＣＴｔの値をリセットし、ステップＦ３１０
に戻る。カウンタＣＴｓ、ＣＴｔはリセットされた後
も、図７の処理により補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔ
が発生する毎に加算処理が行われる。

【００５０】つまりステップＦ３１１で比較する所定値
ＣＴＭを、例えば１秒の期間に相当する値としておけ
ば、テープ走行にかかるリニアカウンタ表示として正確
に１秒毎の表示更新を進行させることができる。

【００５１】なお、このような表示データ制御以外に
も、補正ＦＧ時間ＤＦＧｓ、ＤＦＧｔを用いることで、
テープエンド検出、テープ位置測定などの処理において
誤検出、誤測定を避けることができる。

【００５２】以上実施の形態としてリールＦＧを用いた
テープ走行サーボ系を例にあげて説明してきたが、例え
ばキャプスタンＦＧを用いてテープ走行サーボを行うサ
ーボ装置としても本発明は適用できる。また、上記した
ドラム回転サーボ系や、その他モータ回転に伴う動作の
格差湯サーボ系であって、ＦＧパルスによる速度情報を
得るサーボ装置であれば、本発明は適用できる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のサーボ装置
は、被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号の
エッジに応じて、Ｈレベル期間のパルス幅及びＬレベル
期間のパルス幅を計測し、さらに各計測値を、それぞれ
パルスデューティ５０％の状態での値に補正して、それ
を被駆動体の現在速度情報とするため、両エッジサンプ
ル方式において各サンプル値がパルスデューティの影響
による誤差のないものとすることができる。従って、１
回転についてのＦＧパルス数が十分にとれない場合で
も、両エッジサンプル方式を採用してサーボ動作に不都
合がないようにすることができ、しかもパルスデューテ
ィの影響によるサーボ動作の不安定化を招かないという
効果がある。もちろんパルスデューティを正確に５０％
に設定する必要はないため、パルスデューティ調整のた
めの部品や回路の精度要求や調整工程などは不要であ
り、省電力化、省部品化、工程能率化は妨げられないと
ともに、その分不良製品の発生率を下げることができ
る。また回路設計の自由度も広がる。

【００５４】また速度情報生成手段での計測及び補正動
作としては、パルス信号の立ち上がりエッジに応じて、
その立ち上がりエッジまでのＬレベルの期間長と、その
直前のＨレベルの期間長の平均値を、当該立ち上がりエ
ッジに応じて得られる現在速度情報とし、またパルス信
号の立ち下がりエッジに応じて、その立ち下がりエッジ
までのＨレベルの期間長と、その直前のＬレベルの期間
長の平均値を、当該立ち下がりエッジに応じて得られる
現在速度情報とする。つまり、それぞれＨレベル期間と
Ｌレベル期間の値を平均化してパルスデューティの影響
を解消するようにすることで、補正のための演算処理等
は非常に簡易な処理となり、例えばマイクロコンピュー
タ等にさほどの処理負担の増大を要求しないという利点
もある。またマイクロコンピュータを用いないサーボ装
置としても簡易な回路構成で実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のサーボ装置を搭載したＤ
ＡＴ記録再生装置のブロック図である。

【図２】実施の形態のサーボ装置のブロック図である。

【図３】実施の形態のエッジタイミングでのカウント値
ラッチ動作の説明図である。

【図４】実施の形態のＦＧ時間の補正動作の説明図であ
る。

【図５】実施の形態の補正ＦＧ時間算出のフローチャー
トである。

【図６】実施の形態の速度エラー信号算出のフローチャ
ートである。

【図７】実施の形態のカウンタ表示制御処理のフローチ
ャートである。

【図８】実施の形態のカウンタ表示制御処理のフローチ
ャートである。

【図９】ＦＧパルスを用いたサンプル動作の説明図であ
る。

【図１０】ＦＧパルスを用いたサンプル動作の説明図で
ある。

【符号の説明】

１回転ドラム、２供給リールハブ、３巻取リール
ハブ、４供給リールＦＧ、５巻取リールＦＧ、６
キャプスタン、１０キャプスタンモータ、１１ドラ
ムモータ、１４モータドライバ、１５ローパスフィ
ルタ、２１コントローラ、２２サーボコントロー
ラ、２４表示部、５１ＦＧ計測部、５２フリーラ
ンニングカウンタ、５３エラー演算部、５４ＰＷＭ
出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータ手段と、前記モータ手段により駆動される被駆動体の駆動速度に
応じた周波数のパルス信号を発生させる周波数信号発生
手段と、前記パルス信号のエッジに応じて、Ｈレベル期間のパル
ス幅及びＬレベル期間のパルス幅を計測し、さらに各計
測値を、それぞれパルスデューティ５０％の状態での値
に補正して、それを前記被駆動体の現在速度情報とする
速度情報生成手段と、前記速度情報生成手段で生成された現在速度情報と、基
準速度情報を比較して速度エラー情報を生成するエラー
情報生成手段と、前記エラー情報生成手段からの速度エラー情報に応じて
前記モータ手段を駆動するモータドライブ手段と、を有することを特徴とするサーボ装置。
【請求項２】前記速度情報生成手段は、前記パルス信号の立ち上がりエッジに応じて、その立ち
上がりエッジまでのＬレベルの期間長と、その直前のＨ
レベルの期間長の平均値を、当該立ち上がりエッジに応
じて得られる現在速度情報とし、また前記パルス信号の立ち下がりエッジに応じて、その
立ち下がりエッジまでのＨレベルの期間長と、その直前
のＬレベルの期間長の平均値を、当該立ち下がりエッジ
に応じて得られる現在速度情報とすることを特徴とする
請求項１に記載のサーボ装置。