JPS6043756B2 - 回転制御装置 - Google Patents
回転制御装置Info
- Publication number
- JPS6043756B2 JPS6043756B2 JP51073021A JP7302176A JPS6043756B2 JP S6043756 B2 JPS6043756 B2 JP S6043756B2 JP 51073021 A JP51073021 A JP 51073021A JP 7302176 A JP7302176 A JP 7302176A JP S6043756 B2 JPS6043756 B2 JP S6043756B2
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- JP
- Japan
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- motor
- pass filter
- rotation
- time constant
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- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
- G11B19/28—Speed controlling, regulating, or indicating
Landscapes
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は円盤などを高速かつ一定速度で回転させる
回転制御装置、特に直流モータと帰還ループとを用いた
高安定の回転制御装置に関するものである。
回転制御装置、特に直流モータと帰還ループとを用いた
高安定の回転制御装置に関するものである。
一般に定速で円盤などを安定に回転させる方法には、(
イ)水晶発振器などの出力を分周後増幅してシンクロナ
スモータを回す、(ロ)直流モータを用い、この直流モ
ータの回転円周に沿つて設定された回転数検知手段例え
ばホール素子の出力と、水晶発振器による基準出力とを
比較してサーボループを組む、の2つの方法があるが、
特に高速かつ高安定を要求される場合には後者の方法が
多く用いられている。
イ)水晶発振器などの出力を分周後増幅してシンクロナ
スモータを回す、(ロ)直流モータを用い、この直流モ
ータの回転円周に沿つて設定された回転数検知手段例え
ばホール素子の出力と、水晶発振器による基準出力とを
比較してサーボループを組む、の2つの方法があるが、
特に高速かつ高安定を要求される場合には後者の方法が
多く用いられている。
ところで、制御対象たる円盤などの慣性質量が異なると
モータの負荷が異なり、従つて立ち上がり特性をきたす
事になるが、後者のサーボ方式においてはこれが系の制
動状態の変化となり、その変化が著しい場合にはループ
の発振などを生じ高安定を望む事ができなくなる。
モータの負荷が異なり、従つて立ち上がり特性をきたす
事になるが、後者のサーボ方式においてはこれが系の制
動状態の変化となり、その変化が著しい場合にはループ
の発振などを生じ高安定を望む事ができなくなる。
音響用レコードプレーヤなどではターンテーブルの質量
を大にする事により円盤の慣性質量の変動の相対的比率
を下げる事によつて、サーボ特性安定化をはかつている
が、高速回転を要求される楊合、重いターンテーブルを
用いる事はモータの能率の点からも、危険防止の点から
も好ましくない。この発明はこのような点に鑑みてなさ
れたものであつて、重いターンテーブルを用いる事なく
、モータ負荷の広い変化幅に対し常に高安定の回転制御
を行なう事のできる回転制御装置を提供するものである
。
を大にする事により円盤の慣性質量の変動の相対的比率
を下げる事によつて、サーボ特性安定化をはかつている
が、高速回転を要求される楊合、重いターンテーブルを
用いる事はモータの能率の点からも、危険防止の点から
も好ましくない。この発明はこのような点に鑑みてなさ
れたものであつて、重いターンテーブルを用いる事なく
、モータ負荷の広い変化幅に対し常に高安定の回転制御
を行なう事のできる回転制御装置を提供するものである
。
以下、この発明の一実施例を第1図乃至第8図に基づい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第1図はサーボ方式を用いた回転制制御装置の一般的な
構成例を示すものであつて、図において、モータ例えば
直流モータ5の回転円周に沿つて設けられた回転数検知
手段例えばホール素子6は直流モータ5の回転数に対応
した回転パルス16を発生し、この回転パルス16は例
えば水晶発振などを用いた安定な基準発振器1よりの基
準パルス11と周波数比較器2で比較され、その出力が
適当に時定数を選定された低域枦波器3を経てモータ駆
動増幅器4で増幅され直流モータ5を回・転させる。
構成例を示すものであつて、図において、モータ例えば
直流モータ5の回転円周に沿つて設けられた回転数検知
手段例えばホール素子6は直流モータ5の回転数に対応
した回転パルス16を発生し、この回転パルス16は例
えば水晶発振などを用いた安定な基準発振器1よりの基
準パルス11と周波数比較器2で比較され、その出力が
適当に時定数を選定された低域枦波器3を経てモータ駆
動増幅器4で増幅され直流モータ5を回・転させる。
もし回転パルス16が基準パルス11より周波数が低い
場合、周波数比較器2の出力の直流レベルは上昇して直
流モータ5の回転を早め、逆の場合には周波数比較器2
の出力直流レベルが下降して直流モータ5の回転を遅く
する事により、常に基準パルス11と回転パルス16の
周波数が一致するように制御する。ここでこのサーボ系
の応答特性は主として直流モータ5の立ち上り特性、低
域淵波器3の時定数、及びモータ駆動増幅器4の利得に
よつて定められる。ところで直流モータ5の伝達関数B
(S)/■(S)は近似的にの形で表わされる。
場合、周波数比較器2の出力の直流レベルは上昇して直
流モータ5の回転を早め、逆の場合には周波数比較器2
の出力直流レベルが下降して直流モータ5の回転を遅く
する事により、常に基準パルス11と回転パルス16の
周波数が一致するように制御する。ここでこのサーボ系
の応答特性は主として直流モータ5の立ち上り特性、低
域淵波器3の時定数、及びモータ駆動増幅器4の利得に
よつて定められる。ところで直流モータ5の伝達関数B
(S)/■(S)は近似的にの形で表わされる。
ここで[F](S)はモータの回点角、V(S)は駆動
電圧、Kmはモータのゲイン定数、Tmはモータの時定
数であり、更にKm,Tmはモータ及びその負荷の慣性
質量と機・械的ダンピングの関数である。従つて直流モ
ータ5の負荷が異なる場合には、直流モータ5の伝達関
数は負荷の変化に伴なつて変化し、サーボ系全体の応答
性も当然変化する結果、直流モータ5の負荷の変化が大
きい場合にはサーボ系の発振或い・は利得不足を生じる
。これを防止するには系の制動状態を予め検知して低域
洒波器3の時定数、或はモータ駆動増幅器4の利得を調
節してやれば良い。系の制動状態を検知した信号が例え
ば電圧信号の場合、モータ駆動増幅器4の利得を変化さ
せる方法には例えばFETアツテネータを用いる方法や
2重平衡変調器を用いた可変利得増幅器を用いる方法な
どがある。また時定数を例えば電圧信号により変化させ
る手段としては、第2図aに示すような容量増倍回路2
2を用いる方法も有効である。図において、系の制動状
態を検知した電圧信号を可変容量素子21のバイアスと
して与え、数PF乃至数十PFの容量変化を得る。この
微少容量Cxを、増幅度Avの容量増倍回路22の入力
端に加えると、出力端子23から見た等価容量Gg2O
はで与えられる。
電圧、Kmはモータのゲイン定数、Tmはモータの時定
数であり、更にKm,Tmはモータ及びその負荷の慣性
質量と機・械的ダンピングの関数である。従つて直流モ
ータ5の負荷が異なる場合には、直流モータ5の伝達関
数は負荷の変化に伴なつて変化し、サーボ系全体の応答
性も当然変化する結果、直流モータ5の負荷の変化が大
きい場合にはサーボ系の発振或い・は利得不足を生じる
。これを防止するには系の制動状態を予め検知して低域
洒波器3の時定数、或はモータ駆動増幅器4の利得を調
節してやれば良い。系の制動状態を検知した信号が例え
ば電圧信号の場合、モータ駆動増幅器4の利得を変化さ
せる方法には例えばFETアツテネータを用いる方法や
2重平衡変調器を用いた可変利得増幅器を用いる方法な
どがある。また時定数を例えば電圧信号により変化させ
る手段としては、第2図aに示すような容量増倍回路2
2を用いる方法も有効である。図において、系の制動状
態を検知した電圧信号を可変容量素子21のバイアスと
して与え、数PF乃至数十PFの容量変化を得る。この
微少容量Cxを、増幅度Avの容量増倍回路22の入力
端に加えると、出力端子23から見た等価容量Gg2O
はで与えられる。
増幅度Avは数百乃至数千の値審得る事が容易であるの
で、等価容ヒQeとしては数百PF乃至数万PFの静電
容量が得られる。従つて第2図bに示すように適当な抵
抗31と等価容量20を組めば、時定数を電圧信号で広
範囲に可変できる可変時定数低域沖波器3Aが得られる
。なお32は直流阻止用コンデンサである。この様にし
てモータの負荷の違いによる系の制動状態の変化に対応
してサーボ系の低域戸波器の時定数及び増幅器の利得を
変化させてやる事により、負荷の大小にかかわらず安定
な回路制御装置が得られる。
で、等価容ヒQeとしては数百PF乃至数万PFの静電
容量が得られる。従つて第2図bに示すように適当な抵
抗31と等価容量20を組めば、時定数を電圧信号で広
範囲に可変できる可変時定数低域沖波器3Aが得られる
。なお32は直流阻止用コンデンサである。この様にし
てモータの負荷の違いによる系の制動状態の変化に対応
してサーボ系の低域戸波器の時定数及び増幅器の利得を
変化させてやる事により、負荷の大小にかかわらず安定
な回路制御装置が得られる。
次に、系の制動状態を検知する具体的な方法について詳
述する。
述する。
第3図に示すように直流モータ5に直列に電流計8を挿
入し、低域P波器3の時定数及びモータ駆動増幅器4の
利得を固定しておいて回転起動時におけるモータ電流1
を測定すると、第4図に示すような時間tに対するモー
タ電流1の変化が観測される。
入し、低域P波器3の時定数及びモータ駆動増幅器4の
利得を固定しておいて回転起動時におけるモータ電流1
を測定すると、第4図に示すような時間tに対するモー
タ電流1の変化が観測される。
第4図において、符号41は直流モータ5の時定数と低
域枦波器3の時定数との関係が適切で、系が臨界的制御
に近い状態の時の過渡応答を示し、符号42はモータ負
荷の変化によつて系が制動過多になつた場合、符号43
は逆に系が制御不足になつた場合を示す。これらの場合
において、回転起動時より短時間ち経過した時点におけ
るモータ電流に着目すると、系の制動状態に応じてモー
タ電流の値は夫々異なり、i1、I2、I3なる値を示
す。従つて第5図に示すように第3図における電流計8
の代わりに低抵抗51を挿入してモータ電流、特に回転
起動時のラッシュカーレント(Rushcunent)
に対応した電圧をその両端に発生させ、増幅器52で増
幅した後、サンプル・ホールド回路53に入力して後述
されるサンプリングパルス55により時間ちにおける電
圧値を保持してやると、出力端子54には系の制動状態
に応じた電圧信号が現われ、もつて制動状態検知手段7
を得ることができる。第6図は系の制動状態を検知する
手段の他の実施例を示すもので、図においては省略され
ている低域炉波器及び増幅器の時定数及び利得を最初一
定値に固定しておく事は、第5図の実施例の場合と同様
である。
域枦波器3の時定数との関係が適切で、系が臨界的制御
に近い状態の時の過渡応答を示し、符号42はモータ負
荷の変化によつて系が制動過多になつた場合、符号43
は逆に系が制御不足になつた場合を示す。これらの場合
において、回転起動時より短時間ち経過した時点におけ
るモータ電流に着目すると、系の制動状態に応じてモー
タ電流の値は夫々異なり、i1、I2、I3なる値を示
す。従つて第5図に示すように第3図における電流計8
の代わりに低抵抗51を挿入してモータ電流、特に回転
起動時のラッシュカーレント(Rushcunent)
に対応した電圧をその両端に発生させ、増幅器52で増
幅した後、サンプル・ホールド回路53に入力して後述
されるサンプリングパルス55により時間ちにおける電
圧値を保持してやると、出力端子54には系の制動状態
に応じた電圧信号が現われ、もつて制動状態検知手段7
を得ることができる。第6図は系の制動状態を検知する
手段の他の実施例を示すもので、図においては省略され
ている低域炉波器及び増幅器の時定数及び利得を最初一
定値に固定しておく事は、第5図の実施例の場合と同様
である。
回転起動時におけるホール素子6よりの回転パルス16
の数は第7図に示すように時間とともに次第に増加し、
最終的には定常回転数式に収束する。第7図において符
号71は系が臨界制動に近い状態にある時の過渡応答で
あり、符号72,73は夫々制動過剰の場合、制動不足
の場合の過渡応答である。回転起動後比較的短かい時間
t1後の回転パルス16の数に着目すると制動の状態に
応じて夫々n1、N2、N3なる回転パルス数が観測さ
れる。従つて起動時刻を0とするとき、0からt1まで
の時間の回転パルス数の総和(=回転パルスの時間0−
t1までの積分値)を積分器61で求め、その積分出力
を時Illltl後にサンプル・ホールド回路53で後
述されるサンプリングパルス55によつてサンプリング
してそのままホールドしてやれば、出力端子54に第5
図の実施例と同様系の制動状態を表わす直流電圧が現わ
れる。第8図は前述した可変時定数低域淵波器3A、可
変利得増幅器4Aおよび制動状態検知手段7を用いたこ
の発明の具体的な構成例を示すものであつて、直流モー
タ5の出力に対応して系の制動状態検知手段7により制
動状態を検出して、その出力信号54によつてサーボル
ープを構成する低域泊波器3Aおよび増幅器4Aの時定
数および利得をそれぞれ制御することによつて所望の回
転制細を得ることができる。
の数は第7図に示すように時間とともに次第に増加し、
最終的には定常回転数式に収束する。第7図において符
号71は系が臨界制動に近い状態にある時の過渡応答で
あり、符号72,73は夫々制動過剰の場合、制動不足
の場合の過渡応答である。回転起動後比較的短かい時間
t1後の回転パルス16の数に着目すると制動の状態に
応じて夫々n1、N2、N3なる回転パルス数が観測さ
れる。従つて起動時刻を0とするとき、0からt1まで
の時間の回転パルス数の総和(=回転パルスの時間0−
t1までの積分値)を積分器61で求め、その積分出力
を時Illltl後にサンプル・ホールド回路53で後
述されるサンプリングパルス55によつてサンプリング
してそのままホールドしてやれば、出力端子54に第5
図の実施例と同様系の制動状態を表わす直流電圧が現わ
れる。第8図は前述した可変時定数低域淵波器3A、可
変利得増幅器4Aおよび制動状態検知手段7を用いたこ
の発明の具体的な構成例を示すものであつて、直流モー
タ5の出力に対応して系の制動状態検知手段7により制
動状態を検出して、その出力信号54によつてサーボル
ープを構成する低域泊波器3Aおよび増幅器4Aの時定
数および利得をそれぞれ制御することによつて所望の回
転制細を得ることができる。
なお、制動状態検知手段7へのサンプリングパルス55
としては、モータオン・オフスイッチ70によるスイッ
チ信号を適当な時間ちだけ遅延素子75によつて遅延さ
せて用いれば良い。なお、前述した実施例においては円
盤状媒体を回転させる楊合について述べたが、テープリ
ールの様なものでも適用できる事は明らかであり、具体
的には■TR装置などのテープ走行の安定化にも応用で
きる。
としては、モータオン・オフスイッチ70によるスイッ
チ信号を適当な時間ちだけ遅延素子75によつて遅延さ
せて用いれば良い。なお、前述した実施例においては円
盤状媒体を回転させる楊合について述べたが、テープリ
ールの様なものでも適用できる事は明らかであり、具体
的には■TR装置などのテープ走行の安定化にも応用で
きる。
以上の説明から明らかなようにこの発明に係る回転制御
装置によれは、回転起動時の系の制動状態を検出してサ
ーボループの時定数および利得を”制御することにより
、モータの負荷が変動しても常に安定な制御状態が得ら
れ、もつて極めて安定した定速回転を得ることができ、
しかも重いターンテーブルを用いる必要がない事から高
速回転に極めて有利である。
装置によれは、回転起動時の系の制動状態を検出してサ
ーボループの時定数および利得を”制御することにより
、モータの負荷が変動しても常に安定な制御状態が得ら
れ、もつて極めて安定した定速回転を得ることができ、
しかも重いターンテーブルを用いる必要がない事から高
速回転に極めて有利である。
従つて例えばビデオディスク装置などにおいて厚いディ
スクと薄いシート状ディスクの両方を同一再生装置で再
生しようとする場合などに有用である。
スクと薄いシート状ディスクの両方を同一再生装置で再
生しようとする場合などに有用である。
第1図乃至第7図はこの発明の詳細な説明するノための
ものであつて、特に第1図はサーボ方式を用いた回転制
御装置の一般的な構成を示す図、第2図は電圧て時定数
を制御するこの発明に係る可変時定数低域酒波器を示す
図、第3図はモータ電流を検出する楊合の一般的な構成
図、第4図は回転起動時のモータ電流の変化を示す図、
第5図は起動時のモータ電流により系の制動状態を検知
するこの発明に係る制動状態検知手段の構成図、第6図
は起動時の回転パルス数の変化速度により系の制動状態
を検知する場合のこの発明に係る制動状態検知手段の構
成図、第7図は回転起動時における回転パルス数の変化
を示す図、第8図はこの発明の一実施例を示す構成図で
ある。 各図において、1は基準発振器、2は周波数比較器、3
は低域戸波器、3Aは可変時定数低域戸波器、4はモー
タ駆動増幅器、4Aは可変利得増幅器、5は直流モータ
、6はホール素子、7は制動状態検知手段、52は増幅
器、53はサンプル・ホールド回路、61は積分器、7
5は遅延素子である。
ものであつて、特に第1図はサーボ方式を用いた回転制
御装置の一般的な構成を示す図、第2図は電圧て時定数
を制御するこの発明に係る可変時定数低域酒波器を示す
図、第3図はモータ電流を検出する楊合の一般的な構成
図、第4図は回転起動時のモータ電流の変化を示す図、
第5図は起動時のモータ電流により系の制動状態を検知
するこの発明に係る制動状態検知手段の構成図、第6図
は起動時の回転パルス数の変化速度により系の制動状態
を検知する場合のこの発明に係る制動状態検知手段の構
成図、第7図は回転起動時における回転パルス数の変化
を示す図、第8図はこの発明の一実施例を示す構成図で
ある。 各図において、1は基準発振器、2は周波数比較器、3
は低域戸波器、3Aは可変時定数低域戸波器、4はモー
タ駆動増幅器、4Aは可変利得増幅器、5は直流モータ
、6はホール素子、7は制動状態検知手段、52は増幅
器、53はサンプル・ホールド回路、61は積分器、7
5は遅延素子である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 負荷を回転駆動する直流モータの回転数に応じた周
波数と基準周波数とを比較してその比較出力を低域濾波
器を介して駆動増幅器に供給し、この駆動増幅器の出力
で前記直流モータを駆動制御するサーボ系を含む回転制
御装置において、前記低域濾波器及び駆動増幅器をそれ
ぞれ電圧信号により制御可能な可変時定数低域濾波器及
び可変利得増幅器で構成すると共に、前記直流モータの
回転起動後の過渡状態における一時点のモータ電流に対
応した電圧を発生して保持し、前記サーボ系の制御状態
に応じた電圧信号を出力する制御状態検出手段を設け、
前記電圧信号により前記可変時定数低域濾波器及び可変
利得増幅器の時定数及び利得をそれぞれ制御して、前記
直流モータを定速回転制御するようにしたことを特徴と
する回転制御装置。 2 前記可変時定数低域濾波器は、前記電圧信号がバイ
アスとして与えられる可変容量素子と、この可変容量素
子の容量を増幅する容量増倍回路とを含んで構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の回転
制御装置。 3 負荷を回転駆動する直流モータの回転数に応じた周
波数と基準周波数とを比較してその比較出力を低域濾波
器を介して駆動増幅器に供給し、この駆動増幅器の出力
で前記直流モータを駆動制御するサーボ系を含む回転制
御装置において、前記低域濾波器及び駆動増幅器をそれ
ぞれ電圧信号により制御可能な可変時定数低域濾波器及
び可変利得増幅器で構成すると共に、前記直流モータの
回転数に対応して発生するパルス数の回転起動時から過
渡状態における一時点までの総和に応じた電圧を発生し
て保持し、前記サーボ系の制動状態に応じた電圧信号を
出力する制動状態検知手段を設け、前記電圧信号により
前記可変時定数低域濾波器及び可変利得増幅器の時定数
及び利得をそれぞれ制御して、前記直流モータを定速回
転制御するようにしたことを特徴とする回転制御装置。 4 前記可変時定数低域濾波器は、前記電圧信号がバイ
アスとして与えられる可変容量素子と、この可変容量素
子の容量を増幅する容量増倍回路とを含んで構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の回転
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51073021A JPS6043756B2 (ja) | 1976-06-21 | 1976-06-21 | 回転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51073021A JPS6043756B2 (ja) | 1976-06-21 | 1976-06-21 | 回転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52155503A JPS52155503A (en) | 1977-12-24 |
| JPS6043756B2 true JPS6043756B2 (ja) | 1985-09-30 |
Family
ID=13506253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51073021A Expired JPS6043756B2 (ja) | 1976-06-21 | 1976-06-21 | 回転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043756B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163651U (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-17 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115105A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Controlling method for truck and device thereof |
| JPS5843194A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-12 | Hitachi Ltd | モータの速度制御方法 |
| JPS58107080A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-25 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電動機速度制御系のゲイン自動補正方式 |
| JPH0681539B2 (ja) * | 1982-05-24 | 1994-10-12 | 富士通テン株式会社 | デイスク駆動装置 |
| JPS61293183A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-23 | Pioneer Electronic Corp | モ−タの駆動制御装置 |
| JPH0695835B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1994-11-24 | 株式会社東芝 | 電動機の速度制御装置 |
| JPH02151300A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-11 | Fuji Electric Co Ltd | 自動電圧調整装置 |
| US4969756A (en) * | 1990-03-19 | 1990-11-13 | General Motors Corporation | Motor driven actuator speed control |
-
1976
- 1976-06-21 JP JP51073021A patent/JPS6043756B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163651U (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52155503A (en) | 1977-12-24 |
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