JPS6143777B2 - - Google Patents
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- JPS6143777B2 JPS6143777B2 JP55098430A JP9843080A JPS6143777B2 JP S6143777 B2 JPS6143777 B2 JP S6143777B2 JP 55098430 A JP55098430 A JP 55098430A JP 9843080 A JP9843080 A JP 9843080A JP S6143777 B2 JPS6143777 B2 JP S6143777B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は記録再生装置におけるデイジタルサー
ボ装置に係り、位相制御系以外にデイジタル演算
部にもう一つの積分ループを構成することによ
り、トルク変動等の外乱が加わつて生じる位相の
基準値に対する偏差を完全に零にしえ、もつてモ
ータの回転をコントロール信号と基準信号の位相
が常に等しくなるように制御し得る記録再生装置
におけるデイジタルサーボ装置を提供することを
目的とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital servo device in a recording/reproducing device, and by configuring another integral loop in the digital calculation section in addition to the phase control system, it is possible to control the phase caused by external disturbances such as torque fluctuations. It is an object of the present invention to provide a digital servo device for a recording/reproducing device that can completely eliminate the deviation of the control signal from the reference value and control the rotation of the motor so that the phases of the control signal and the reference signal are always equal.
一般にモータの定速回転サーボ方式には、サー
ボ系を構成する各回路にアナログ信号を用いるア
ナログサーボ方式と、デイジタル信号を用いるデ
イジタルサーボ方式とがある。デイジタルサーボ
方式はアナログサーボ方式に比し、使用する抵
抗やコンデンサ等の数が低減でき、従つて回路
構成が簡単となり電源電圧の変動、回路素子のバ
ラツキ、増幅器の利得変動により動作点の変動が
生じることがなく、安定度の高いクロツクパル
スを媒介にできるのでドリフトが大幅に軽減さ
れ、デイジタル情報を取扱うので不要な信号重
量の影響が受け難く、信頼性が高い、等の利点を
有し、小型軽量化の観点からみても著しい向上が
ある。しかしながら、従来のデイジタルサーボ方
式は、原理的にはアナログサーボ方式と相類似す
るものであり、位相比較器、周波数弁別器、位相
変調器、周波数変調器等の各回路が必要であつ
た。 In general, constant speed rotation servo systems for motors include analog servo systems that use analog signals for each circuit making up the servo system, and digital servo systems that use digital signals. Compared to analog servo systems, digital servo systems can reduce the number of resistors, capacitors, etc. used, and therefore have a simpler circuit configuration. It has the advantages of being small and highly reliable, as it uses highly stable clock pulses as a medium, which greatly reduces drift, and since it handles digital information, it is less susceptible to the effects of unnecessary signal weight. There is also a significant improvement from the viewpoint of weight reduction. However, the conventional digital servo system is similar in principle to the analog servo system, and requires circuits such as a phase comparator, a frequency discriminator, a phase modulator, and a frequency modulator.
また従来のサーボ方式では、モータの負荷状態
が一定のときにモータの回転位相の基準値に対す
る偏差を零とするものであり、トルク変動等の外
乱が加わつた場合は、モータの回転速度は基準回
転速度に等しくなるが、位相に関しては基準値に
対する偏差が定常的に生じてしまうという欠点が
あつた。 Furthermore, in the conventional servo system, when the motor load condition is constant, the deviation of the motor's rotational phase from the reference value is zero, but when disturbances such as torque fluctuations are added, the motor's rotational speed changes to the reference value. Although it is equal to the rotational speed, the phase has the drawback that deviations from the reference value constantly occur.
本発明は上記欠点を除去したものであり、以下
図面と共にその一実施例について説明する。 The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and an embodiment thereof will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明になる記録再生装置におけるデ
イジタルサーボ装置の一実施例のブロツク系統図
を示す。同図中、1は被制御モータで、一方の回
転軸はキヤプスタン2として用いられ、他方の回
転軸の一端には、等間隔でもつてS極、N極のマ
グネツトがその周側面に交互に配設されてなる円
盤3が取付固定されている。また円盤3の周側面
に配設されたマグネツトと対向離間する位置にギ
ヤツプ面を有するよう検出ヘツド4が設けられて
おり、モータ1の回転と一体的に回転する円盤3
のマグネツトが検出ヘツド4の前方を横切る毎
に、モータ1の回転速度に比例する繰り返し周波
数の略正弦波状信号が検出ヘツド4より出力され
る。この略正弦波状信号はパルス形成回路5によ
りパルス列に変換された後1/2分周器6に供給さ
れ、ここでパルス形成回路5の変換誤差の発生が
防止されて対称方形波とされる。 FIG. 1 shows a block system diagram of an embodiment of a digital servo device in a recording/reproducing apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a controlled motor, one rotating shaft is used as a capstan 2, and at one end of the other rotating shaft, magnets with S and N poles are arranged alternately on the circumferential surface at equal intervals. A disk 3 provided thereon is mounted and fixed. Further, a detection head 4 is provided with a gap surface at a position facing and away from a magnet disposed on the circumferential side of the disc 3, and the disc 3 rotates integrally with the rotation of the motor 1.
Each time the magnet crosses in front of the detection head 4, a substantially sinusoidal signal having a repetition frequency proportional to the rotational speed of the motor 1 is outputted from the detection head 4. This approximately sinusoidal signal is converted into a pulse train by the pulse forming circuit 5 and then supplied to the 1/2 frequency divider 6, where conversion errors in the pulse forming circuit 5 are prevented from occurring and the signal is converted into a symmetrical square wave.
この対称方形波はモータ1の回転速度に比例し
た繰り返し周波数の第2図Fに示す如き波形の方
形波fであり(以下この対称方形波fを回転検出
パルスfという)、アンド回路7の一方の入力端
子に印加されると同時に、マイクロコンピユータ
8内の2進カウンタ9のリセツト端子にリセツト
パルスとして印加される。 This symmetrical square wave is a square wave f having a repetition frequency proportional to the rotational speed of the motor 1 and has a waveform as shown in FIG. At the same time, it is applied to the reset terminal of the binary counter 9 in the microcomputer 8 as a reset pulse.
一方、キヤプスタン2及びピンチローラ(図示
せず)に挾持駆動されるテープ10には、その走
行方向上、記録時に一定周波数(例えば30Hz)の
コントロール信号が所定位相で記録されており、
再生時はその既記録コントロール信号は固定のコ
ントロールヘツド11により再生される。従つ
て、コントロールヘツド11よりの再生コントロ
ール信号はテープ10の走行速度に比例した周波
数で再生され、比較信号形成回路12に供給され
る。比較信号形成回路12は単安定マルチバイブ
レータ等で構成されており、コントロールヘツド
11よりの第2図Aに示す再生コントロール信号
aに同期した同図Bに示す比較信号bを形成し、
位相比較器13へ出力する。 On the other hand, a control signal of a constant frequency (for example, 30 Hz) is recorded at a predetermined phase on the tape 10, which is held and driven by a capstan 2 and a pinch roller (not shown), in its running direction.
During reproduction, the recorded control signal is reproduced by the fixed control head 11. Therefore, the reproduction control signal from the control head 11 is reproduced at a frequency proportional to the running speed of the tape 10, and is supplied to the comparison signal forming circuit 12. The comparison signal forming circuit 12 is composed of a monostable multivibrator or the like, and forms a comparison signal b shown in FIG. 2B in synchronization with the reproduction control signal a shown in FIG. 2A from the control head 11.
Output to phase comparator 13.
他方、水晶発振器14の発振出力は分周器15
により分周されて例えば30Hzの一定周波数とされ
た後、基準信号発生回路16に供給され、ここで
例えば30Hzの一定周波数を有する第2図Cに示す
如き傾斜波の基準信号cに変換される。この基準
信号cは位相比較器13に供給され、ここで上記
比較信号bと位相比較される。すなわち、位相比
較器13は比較信号bのローレベル期間で基準信
号cの傾斜部をサンプリングホールドして第2図
Dに示す如き信号dを得て、これを位相誤差信号
として可変周波数発振器の一例としての電圧制御
発振器(VCO)17へ印加し、その出力発振周
波数を可変制御する。VCO17は位相誤差信号
dを制御電圧として印加され、第2図Eに示す如
き出力信号eを発振出力し、切換スイツチ18の
固定端子18aに印加する。 On the other hand, the oscillation output of the crystal oscillator 14 is transmitted through the frequency divider 15.
After being divided into a constant frequency of, for example, 30 Hz, it is supplied to the reference signal generation circuit 16, where it is converted into a ramp wave reference signal c as shown in FIG. 2C having a constant frequency of, for example, 30 Hz. . This reference signal c is supplied to a phase comparator 13, where the phase is compared with the comparison signal b. That is, the phase comparator 13 samples and holds the slope part of the reference signal c during the low level period of the comparison signal b to obtain a signal d as shown in FIG. The voltage is applied to a voltage controlled oscillator (VCO) 17, and its output oscillation frequency is variably controlled. The VCO 17 is applied with the phase error signal d as a control voltage, and outputs an oscillating output signal e as shown in FIG.
切換スイツチ18は記録再生装置の再生時には
固定端子18aに接続され、記録時には固定端子
18bに接続される。しかして、記録再生装置の
再生時は上記VCO17の出力信号eが切換スイ
ツチ18の共通端子18cより取り出されてアン
ド回路7の他方の入力端子に印加される。これに
より、アンド回路7は前記回転検出パルスfのハ
イレベル期間のみVCO17の出力信号eをゲー
ト出力し、第2図Gに示すそのゲート出力信号g
をクロツクパルスとして2進カウンタ9へ印加す
る。なお、クロツクパルス周波数は前記回転検出
パルスfの繰り返し周波数よりも十分高く設定さ
れ、後述するデイジタル変換における量子化ノイ
ズの発生を除去すると共に、2進カウンタ9の計
数能力及び必要ビツト数の増加によるコスト高等
を考慮して上限が制限される。 The changeover switch 18 is connected to a fixed terminal 18a during reproduction by the recording/reproducing apparatus, and is connected to a fixed terminal 18b during recording. When the recording and reproducing apparatus performs reproduction, the output signal e of the VCO 17 is taken out from the common terminal 18c of the changeover switch 18 and applied to the other input terminal of the AND circuit 7. As a result, the AND circuit 7 gate outputs the output signal e of the VCO 17 only during the high level period of the rotation detection pulse f, and outputs the gate output signal g as shown in FIG. 2G.
is applied to the binary counter 9 as a clock pulse. Note that the clock pulse frequency is set sufficiently higher than the repetition frequency of the rotation detection pulse f to eliminate the generation of quantization noise in digital conversion, which will be described later, and to reduce the cost due to an increase in the counting capacity of the binary counter 9 and the required number of bits. The upper limit is limited in consideration of higher grades.
このようにして、2進カウンタ9により計数さ
れた2進数の計数値Nはマイクロコンピユータ8
により次のようにデイジタル演算される。この計
数値Nは第2図Hに示す如くモータ1の回転速度
に応じた繰り返し周波数の速度検出パルスfによ
りゲート出力されたクロツクパルス数であるか
ら、モータ1の回転速度に対応するデイジタル量
を示し、かつ、クロツクパルスの周波数は位相誤
差信号で可変せしめられているから、基準信号c
の位相(基準位相)と再生コントロール信号aと
の位相誤差に対応するデイジタル量でもあり、メ
モリ20に予め設定されているモータ1の定常回
転速度に関連した基準デイジタル値NRと減算器
19にて減算される。これにより、減算器19よ
り誤差値NE(=N−NR)が第2図Iに示す如く
演算出力され、演算器21によりK2倍(K2<1
で、本実施例ではK2=1/2M(Mは任意の整数)さ
れた後累算器22に供給される。累算器22は演
算器21の出力デイジタル値を順次加算して第2
図Jに示す如きそれらの累積値NI(=ΣK2・N
E)、すなわち誤差値NEの積分デイジタル値を出
力して加算器23に印加する。 In this way, the binary count value N counted by the binary counter 9 is calculated by the microcomputer 8.
The digital calculation is performed as follows. This count value N is the number of clock pulses gated by the speed detection pulse f having a repetition frequency corresponding to the rotational speed of the motor 1, as shown in FIG. , and since the frequency of the clock pulse is varied by the phase error signal, the reference signal c
It is also a digital amount corresponding to the phase error between the phase of (reference phase) and the reproduction control signal a, and is calculated by subtracter 19 from the reference digital value N is subtracted. As a result, the subtracter 19 outputs the error value N E ( = N - N R ) as shown in FIG .
In this embodiment, the signal is multiplied by K 2 =1/2 M (M is an arbitrary integer) and then supplied to the accumulator 22 . The accumulator 22 sequentially adds the output digital values of the arithmetic unit 21 to the second
Their cumulative value N I (=ΣK 2・N
E ), that is, the integrated digital value of the error value N E is output and applied to the adder 23 .
加算器23は上記累積値NIと2進カウンタ9
の出力計数値Nとを夫々加算して演算器24へ出
力し、ここでK1倍せしめる。従つて、演算器2
4より取り出される第2図Kに示す2進数Npは
K1(N+NI)で表わされ、マイクロコンピユー
タ8の出力としてDA変換器25へ印加される。
なお、以上のデイジタル演算動作のタイミングは
速度検出パルスfの立下り部において動作し、速
度検出パルスfのローレベル期間保持されるよう
に構成されている。 The adder 23 outputs the cumulative value N I and the binary counter 9.
The output count value N is added and outputted to the arithmetic unit 24, where it is multiplied by K1 . Therefore, computing unit 2
The binary number N p shown in Figure 2 K extracted from 4 is
It is expressed as K 1 (N+N I ) and is applied to the DA converter 25 as the output of the microcomputer 8.
The timing of the above digital calculation operation is such that it operates at the falling edge of the speed detection pulse f and is held during the low level period of the speed detection pulse f.
以上のようにしてマイクロコンピユータ8によ
りデイジタル演算して得られた2進数Npは、DA
変換器25によりデイジタル−アナログ変換され
て第2図Lに示す如きアナログ電圧lとされてモ
ータ駆動増幅器26に供給され、ここで増幅され
た後モータ1に駆動信号として印加され、その回
転速度を制御する。 The binary number N p obtained by digital calculation by the microcomputer 8 as described above is DA
The converter 25 performs digital-to-analog conversion to generate an analog voltage l as shown in FIG. Control.
このように、本実施例においてはモータ1、円
盤3、検出ヘツド4、パルス形成回路5、1/2分
周器6、アンド回路7、2進カウンタ9、加算器
23、演算器24、DA変換器25、モータ駆動
増幅器26よりなる速度フイードバツクループの
他に、マイクロコンピユータ8のデイジタル演算
部に2進カウンタ9より減算器19、演算器2
1、累算器22を経て加算器23に至る積分ルー
プを設け、また記録再生装置の再生時に検出され
た位相誤差信号dでVCO17の出力発振周波数
を可変制御し、クロツクパルスの周波数を変える
ことにより位相フイードバツクループを構成して
いる。 In this way, in this embodiment, the motor 1, the disc 3, the detection head 4, the pulse forming circuit 5, the 1/2 frequency divider 6, the AND circuit 7, the binary counter 9, the adder 23, the arithmetic unit 24, and the DA In addition to the speed feedback loop consisting of the converter 25 and the motor drive amplifier 26, the digital calculation section of the microcomputer 8 includes a subtractor 19 from a binary counter 9 and a calculation unit 2.
1. By providing an integral loop that reaches the adder 23 via the accumulator 22, and by variable controlling the output oscillation frequency of the VCO 17 using the phase error signal d detected during playback by the recording/reproducing device, and changing the frequency of the clock pulse. It constitutes a phase feedback loop.
これにより例えば時刻t4の再生コントロール信
号aの位相が基準位相より進んだ場合は、このと
きの比較信号bにより基準信号cの傾斜部の低い
部分がサンプリング・ホールドされるため、位相
誤差信号dは第2図Dに示す如く時刻t4で低下す
る。この結果、VCO17の出力発振周波数は第
2図Eに示す如く低下し、すなわちクロツクパル
スeの周波数は低下し、速度検出パルスfで時刻
t5〜t6間のゲート出力されるクロツクパルスの数
が減少し、計数値Nの値も同図Hにh3で示す如く
減少する。従つて、前記誤差値NEは第2図Iに
i3で示す如く負となり、累積値NI、演算器24
の出力値Npは夫々同図J,Kにj3,k3で示す如
くに減少し、モータ1の回転を遅く制御して再生
コントロール信号aと基準位相とが一致せしめら
れる。 As a result, if, for example, the phase of the reproduction control signal a at time t4 leads the reference phase, the lower part of the slope of the reference signal c is sampled and held by the comparison signal b at this time, so the phase error signal d decreases at time t4 as shown in FIG. 2D. As a result, the output oscillation frequency of the VCO 17 decreases as shown in FIG. 2E, that is, the frequency of the clock pulse e decreases, and the speed detection pulse f
The number of clock pulses output from the gate between t 5 and t 6 decreases, and the value of the count N also decreases as shown by h 3 in H in the same figure. Therefore, the error value N E is shown in Figure 2 I.
It becomes negative as shown by i 3 , and the cumulative value N I and the calculator 24
The output value N p decreases as shown by j 3 and k 3 in J and K of the figure, respectively, and the rotation of the motor 1 is controlled to be slow so that the reproduction control signal a and the reference phase coincide.
また逆に再生コントロール信号の位相が第2図
Aにt7で示す時刻で基準位相より遅れたものとす
ると、同図Dに示す如く位相誤差電圧dは高くな
るため、VCO17の出力発振周波数eが同図E
に示す如く時刻t7以降高くなるため、計数値Nの
値が増加する。従つて、モータ駆動電圧lも高く
なりモータ1の回転速度を速くして再生コントロ
ール信号aと基準位相とを一致せしめる。このよ
うに、トルク外乱等によりテープ10からの再生
コントロール信号の位相が基準位相とずれた場
合、たとえばモータ1の回転速度、すなわちテー
プ10の走行速度が基準速度と等しくても、クロ
ツクパルスeの周波数が変るため、2進カウンタ
9の出力計数値Nは変化する。 Conversely, if the phase of the reproduction control signal is delayed from the reference phase at the time t7 shown in FIG. 2A, the phase error voltage d becomes high as shown in FIG. is E in the same figure.
As shown in the figure, the value of the count value N increases since it becomes higher after time t7 . Therefore, the motor drive voltage l also increases, increasing the rotational speed of the motor 1 to make the reproduction control signal a and the reference phase coincide. In this way, when the phase of the reproduction control signal from the tape 10 deviates from the reference phase due to torque disturbance etc., even if the rotation speed of the motor 1, that is, the running speed of the tape 10 is equal to the reference speed, the frequency of the clock pulse e As a result, the output count value N of the binary counter 9 changes.
一方、マイクロコンピユータ8内のデイジタル
演算部ではNと基準デイジタル値NRとが常に等
しくなるように、すなわち誤差値NEが零になる
ようにモータ1の駆動電圧を制御している。従つ
て、位相のずれのためにNが変化した場合にも、
NがNRと等しくなるようにモータ1の回転が制
御され、最終的に位相の基準値に対する定常偏差
を完全に零にすることができる。 On the other hand, the digital calculation unit in the microcomputer 8 controls the drive voltage of the motor 1 so that N is always equal to the reference digital value N R , that is, so that the error value N E becomes zero. Therefore, even if N changes due to phase shift,
The rotation of the motor 1 is controlled so that N is equal to N R , and finally the steady-state deviation from the reference value of the phase can be made completely zero.
なお、モータ1の回転速度が基準速度より速く
なつたときは、速度検出パルスfの周期が基準の
値より短かくなり、またこのときの再生コントロ
ール信号aの基準位相に対する位相進みにより
VCO17よりのクロツクパルス周波数が基準の
値より低くなるため、Nの値が減少し、他方、モ
ータ1の回転速度が基準速度より遅くなつたとき
は、速度検出パルスfの周期が基準の値より長く
なり、かつ、クロツクパルス周波数が基準の値よ
り高くなるためNの値が増加する。従つて、この
場合も誤差値NEを常に零とするようにモータ1
への駆動信号を制御するため、モータ1は所定の
基準回転速度で定速回転せしめられ、かつ、再生
コントロール信号aの位相も基準位相に一致せし
められる。 Note that when the rotational speed of the motor 1 becomes faster than the reference speed, the period of the speed detection pulse f becomes shorter than the reference value, and due to the phase advance of the reproduction control signal a with respect to the reference phase at this time.
Since the clock pulse frequency from VCO 17 becomes lower than the reference value, the value of N decreases, and on the other hand, when the rotation speed of motor 1 becomes slower than the reference speed, the period of the speed detection pulse f becomes longer than the reference value. And since the clock pulse frequency becomes higher than the reference value, the value of N increases. Therefore, in this case as well, the motor 1 is adjusted so that the error value N E is always zero.
In order to control the drive signal to the motor 1, the motor 1 is rotated at a constant speed at a predetermined reference rotation speed, and the phase of the reproduction control signal a is also made to match the reference phase.
ところで、以上は記録再生装置の再生時の動作
であるが、本実施例では記録時においても切換ス
イツチ18により簡単にサーボ方式を変更しうる
よう構成してあり、次に記録時の動作につき説明
する。磁気録画再生装置、テープレコーダ等の記
録再生装置において、記録時は一般にテープ上の
情報を位相ロツクしてテープを走行せしめるとい
うようなことはなく、常に一定の回転速度、すな
わち一定のテープ走行速度で記録がなされること
が必要である。従つて、クロツクパルスの周波数
を位相誤差信号で可変する必要はなく、クロツク
パルスの周波数を常時一定とすればよい。 By the way, the above is the operation of the recording/reproducing apparatus during reproduction, but in this embodiment, the servo system is configured so that the changeover switch 18 can be used to easily change the servo method even during recording.Next, the operation during recording will be explained. do. In recording and reproducing devices such as magnetic recording and reproducing devices and tape recorders, during recording, the information on the tape is generally not phase-locked and the tape is run, but the rotational speed is always constant, that is, the tape running speed is constant. It is necessary that records be made. Therefore, it is not necessary to vary the frequency of the clock pulse using the phase error signal, and it is sufficient to keep the frequency of the clock pulse constant at all times.
そこで、本実施例では記録時に切換スイツチ1
8を固定端子18b側に切換接続し、水晶発振器
14よりの所定の一定周波数信号をクロツクパル
スとして切換スイツチ18を通してアンド回路7
へ印加するよう構成している。ここで、水晶発振
器14の出力発振周波数はVCO17の自走発振
周波数と一致するようにされている。これは記録
時と再生時とでテープ走行速度を同一とするため
である。 Therefore, in this embodiment, the changeover switch 1 is
8 is connected to the fixed terminal 18b side, and a predetermined constant frequency signal from the crystal oscillator 14 is used as a clock pulse to be connected to the AND circuit 7 through the changeover switch 18.
It is configured to apply to. Here, the output oscillation frequency of the crystal oscillator 14 is made to match the free-running oscillation frequency of the VCO 17. This is to make the tape running speed the same during recording and playback.
記録時には切換スイツチ18を固定端子18b
へ接続するだけで、メモリ20の基準デイジタル
値NRに対応した所定の一定回転数でモータ1を
定速制御することができることは前記した説明よ
り明らかである。なお、記録時には、テープ10
上にコントロールヘツド11によりテープ走行方
向上に一定周期のコントロール信号が、テープ1
0に記録される情報信号に同期して記録される
(図示は省略)。 When recording, set the changeover switch 18 to the fixed terminal 18b.
It is clear from the above description that the motor 1 can be controlled at a constant speed at a predetermined constant rotation speed corresponding to the reference digital value N R of the memory 20 by simply connecting the motor to the reference digital value N R of the memory 20 . In addition, when recording, tape 10
The control head 11 sends a control signal at a constant period in the tape running direction to the tape 1.
It is recorded in synchronization with the information signal recorded at 0 (not shown).
なお、本実施例においては、再生コントロール
信号より得られる回転位相に関連した回転位相誤
差による位相制御を行なう比較信号形成回路1
2、位相比較器13、基準信号発生回路16等は
アナログ信号により処理される如く構成している
が、このような構成に限らず、デイジタル信号に
より処理される如く構成してもよい。この場合は
マイクロコンピユータ8と一体に構成してソフト
ウエアとして処理できるよう構成することによ
り、より低コスト化が可能となる。なお、このよ
うなデイジタル化は本実施例におけるモータ1よ
り得る回転速度に関連したデイジタル情報の検出
方法と同様に構成できることから、詳細な説明は
省略する。 In this embodiment, the comparison signal forming circuit 1 performs phase control using a rotational phase error related to the rotational phase obtained from the reproduction control signal.
2. Although the phase comparator 13, the reference signal generation circuit 16, etc. are configured to be processed using analog signals, they are not limited to this configuration, and may be configured so that they are processed using digital signals. In this case, by configuring it integrally with the microcomputer 8 and processing it as software, it is possible to further reduce costs. Note that such digitization can be configured in the same manner as the method of detecting digital information related to the rotational speed obtained from the motor 1 in this embodiment, so detailed explanation will be omitted.
また上記実施例では記録再生装置のキヤプスタ
ンモータに適用する場合につき説明したが、磁気
録画再生装置の回転ドラムモータ、あるいは円盤
状情報記録媒体再生装置のターンテーブル回転用
モータ等に適用することも可能である。 Furthermore, although the above embodiments have been described with reference to the application to a capstan motor of a recording/reproducing device, the application may also be applied to a rotary drum motor of a magnetic recording/reproducing device, a turntable rotating motor of a disc-shaped information recording medium reproducing device, etc. is also possible.
上述の如く、本発明になる記録再生装置におけ
るデイジタルサーボ装置は、記録媒体の走行に関
連して回転するモータの回転速度に応じた繰り返
し周波数の速度検出パルスの所定期間毎にクロツ
クパルスをゲート出力し、このゲート出力された
クロツクパルスを計数することにより上記モータ
の回転速度に対応するデイジタル量を得て予め設
定した上記モータの定常回転速度に関連した基準
デイジタル値と夫々比較してそれらの誤差値を
得、この誤差値を累積演算することによつて得た
誤差値の積分出力デイジタル値と上記デイジタル
量とを夫々加算した後アナログ信号に変換し、ア
ナログ信号を上記モータの駆動信号として印加す
ると同時に、上記記録媒体に予め一定周期で記録
されているコントロール信号を再生して得た記録
媒体の走行速度に応じた繰り返し周波数の再生コ
ントロール信号と予め設定した基準位相を示す基
準信号との位相誤差を検出し、検出した位相誤差
信号により上記クロツクパルスの周波数を可変制
御し、上記誤差値を常に零とするように上記モー
タへの駆動信号を制御するよう構成したため、ト
ルク変動等の外乱が加わつたときでも、再生コン
トロール信号の位相と基準信号の位相との間に生
じる定常偏差を常に完全に零とすることができ、
また従来よりアナログサーボ方式で用いられる位
相誤差信号を得る回路をそのまま用いることがで
き、かつ、クロツクパルスを発生する回路として
可変周波数発振器に変更するのみでよく、更にデ
イジタル情報で制御しているので極めて安定にサ
ーボ動作を行なうことができ、また更にデイジタ
ル演算部にマイクロコンピユータを用いることに
より、サーボ系のループゲイン等はプログラムで
容易に設定及びその変更ができ、精度も良く、ま
たクロツクパルス発生回路の出力を切換スイツチ
で切換えるのみで記録時と再生時のサーボ方式を
簡単に切換えることができ、従つて例えば再生時
のクロツクパルス発生用の可変周波数発振器の出
力発振周波数を記録時に一定周波数に固定するた
めの制御信号生成回路が不要であり、回路構成も
簡略化でき、更に記録時のクロツクパルス周波数
を、再生コントロール信号の位相と基準位相とが
一致しているときにおける再生時のクロツクパル
ス周波数と同一に選定したため、分周手段等を用
いることなく簡単な回路構成により記録媒体の走
行速度を記録時と再生時とで夫々同一とすること
ができる等の数々の特長を有するものである。 As described above, the digital servo device in the recording/reproducing apparatus according to the present invention gate-outputs a clock pulse at every predetermined period of speed detection pulses with a repetition frequency corresponding to the rotational speed of the motor that rotates in relation to the running of the recording medium. By counting the clock pulses output from the gate, a digital value corresponding to the rotational speed of the motor is obtained, and the error value is determined by comparing the digital values with preset reference digital values related to the steady rotational speed of the motor. The integrated output digital value of the error value obtained by cumulative calculation of the error value is added to the above-mentioned digital amount, and then converted into an analog signal, and the analog signal is applied as a drive signal to the above-mentioned motor at the same time. , the phase error between a reproduction control signal with a repetition frequency corresponding to the running speed of the recording medium obtained by reproducing a control signal recorded in advance on the recording medium at a constant period and a reference signal indicating a preset reference phase. The frequency of the clock pulse is variably controlled based on the detected phase error signal, and the drive signal to the motor is controlled so that the error value is always zero, so when disturbances such as torque fluctuations are applied. However, the steady deviation that occurs between the phase of the playback control signal and the reference signal can always be made completely zero.
In addition, the circuit that obtains the phase error signal conventionally used in the analog servo system can be used as is, and the circuit that generates the clock pulse only needs to be changed to a variable frequency oscillator. Furthermore, since it is controlled using digital information, it is extremely The servo operation can be performed stably, and by using a microcomputer in the digital calculation section, the loop gain of the servo system can be easily set and changed by a program, and the accuracy is good. The servo system during recording and playback can be easily switched by simply switching the output with a changeover switch. Therefore, for example, it is possible to fix the output oscillation frequency of a variable frequency oscillator for generating clock pulses during playback to a constant frequency during recording. No control signal generation circuit is required, the circuit configuration can be simplified, and the clock pulse frequency during recording is selected to be the same as the clock pulse frequency during playback when the phase of the playback control signal and the reference phase match. Therefore, it has a number of features such as being able to make the traveling speed of the recording medium the same during recording and during reproduction with a simple circuit configuration without using a frequency dividing means or the like.
第1図は本発明装置の一実施例を示すブロツク
系統図、第2図A〜Lは夫々第1図の動作説明用
タイムチヤートである。
1……被制御モータ、2……キヤプスタン、4
……検出ヘツド、8……マイクロコンピユータ、
9……2進カウンタ、11……コントロールヘツ
ド、13……位相比較器、16……基準信号発生
回路、17……電圧制御発振器(VCO)、18…
…切換スイツチ、19……減算器、20……メモ
リ、21,24……演算器、22……累算器、2
3……加算器、25……DA変換器。
FIG. 1 is a block system diagram showing one embodiment of the apparatus of the present invention, and FIGS. 2A to 2L are time charts for explaining the operation of FIG. 1, respectively. 1...Controlled motor, 2...Capstan, 4
...Detection head, 8...Microcomputer,
9... Binary counter, 11... Control head, 13... Phase comparator, 16... Reference signal generation circuit, 17... Voltage controlled oscillator (VCO), 18...
...Selector switch, 19...Subtractor, 20...Memory, 21, 24...Arithmetic unit, 22...Accumulator, 2
3... Adder, 25... DA converter.
Claims (1)
回転速度に応じた繰り返し周波数の速度検出パル
スの所定期間毎にクロツクパルスをゲート出力
し、このゲート出力されたクロツクパルスを計数
することにより上記モータの回転速度に対応する
デイジタル量を得て予め設定した上記モータの定
常回転速度に関連した基準デイジタル値と夫々比
較してそれらの誤差値を得、該誤差値を累積演算
することによつて得た該誤差値の積分出力デイジ
タル値と上記デイジタル量とを夫々加算した後ア
ナログ信号に変換し、該アナログ信号を上記モー
タの駆動信号として印加すると同時に、上記記録
媒体に予め一定周期で記録されているコントロー
ル信号を再生して得た記録媒体の走行速度に応じ
た繰り返し周波数の再生コントロール信号と予め
設定した基準位相を示す基準信号との位相誤差を
検出し、該検出した位相誤差信号より上記クロツ
クパルスの周波数を可変制御し、上記誤差値を常
に零とするように上記モータへの駆動信号を制御
するよう構成したことを特徴とする記録再生装置
におけるデイジタルサーボ装置。 2 前記モータは、キヤプスタンモータとしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の記録
再生装置におけるデイジタルサーボ装置。 3 前記デイジタル量,誤差値、該誤差値の累積
演算値,及び該デイジタル量と該累積演算値との
加算値を夫々得るためのデイジタル演算はマイク
ロコンピユータにより行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第2項記載の記録再生装
置におけるデイジタルサーボ装置。 4 記録再生装置のモードに応じて切換わる切換
スイツチを設け、再生時には記録媒体の走行に関
連して回転するモータの回転速度に応じた繰り返
し周波数の速度検出パルスの所定期間毎に可変周
波数発振器より該切換スイツチを通して入来する
クロツクパルスをゲート出力し、このゲート出力
されたクロツクパルスを計数することにより上記
モータの回転速度に対応するデイジタル量を得て
予め設定した上記モータの定常回転速度に関連し
た基準デイジタル値と夫々比較してそれらの誤差
値を得、該誤差値を累積演算することによつて得
た該誤差値の積分出力デイジタル値と上記デイジ
タル量とを夫々加算した後アナログ信号に変換
し、該アナログ信号を上記モータの駆動信号とし
て印加すると同時に、上記記録媒体に予め一定周
期で記録されているコントロール信号を再生して
得た記録媒体の走行速度に応じた繰り返し周波数
の再生コントロール信号と予め設定した基準位相
を示す基準信号との位相誤差を検出し、該検出し
た位相誤差信号により上記可変周波数発振器の出
力クロツクパルス周波数を可変制御し、一方、記
録時には該クロツクパルスとして、該切換スイツ
チにより該可変周波数発振器の出力から選択切換
えした固定周波数発振器の出力を使用し、再生時
及び記録時のいずれの場合も上記誤差値を常に零
とするように上記モータへの駆動信号を制御する
よう構成したことを特徴とする記録再生装置にお
けるデイジタルサーボ装置。 5 前記固定周波数発振器の出力発振周波数は前
記再生コントロール信号の位相と前記基準位相と
が夫々一致したときにおける前記可変周波数発振
器の出力発振周波数と同一に選定したことを特徴
とする特許請求の範囲第4項記載の記録再生装置
におけるデイジタルサーボ装置。[Scope of Claims] 1. Clock pulses are gated out at every predetermined period of speed detection pulses with a repetition frequency corresponding to the rotational speed of a motor that rotates in connection with the running of the recording medium, and the gated clock pulses are counted. By doing so, digital quantities corresponding to the rotational speed of the motor are obtained and compared with respective reference digital values related to the steady rotational speed of the motor set in advance to obtain error values thereof, and the error values are cumulatively calculated. The integrated output digital value of the error value obtained by the method is added to the above-mentioned digital quantity, and then converted into an analog signal, and at the same time, the analog signal is applied as a drive signal to the above-mentioned motor, and at the same time, a predetermined cycle is applied to the above-mentioned recording medium. Detect a phase error between a reproduction control signal with a repetition frequency corresponding to the running speed of the recording medium obtained by reproducing a control signal recorded in the recording medium and a reference signal indicating a preset reference phase, and detect the detected phase error. A digital servo device for a recording/reproducing apparatus, characterized in that the frequency of the clock pulse is variably controlled based on the signal, and the drive signal to the motor is controlled so that the error value is always zero. 2. A digital servo device in a recording/reproducing apparatus according to claim 1, wherein the motor is a capstan motor. 3. The scope of claims characterized in that the digital calculations for obtaining the digital quantity, the error value, the cumulative calculation value of the error value, and the addition value of the digital quantity and the cumulative calculation value are performed by a microcomputer. A digital servo device in the recording/reproducing apparatus according to item 1 or 2. 4. A changeover switch is provided that changes according to the mode of the recording/reproducing device, and during reproduction, a variable frequency oscillator generates a speed detection pulse with a repetition frequency corresponding to the rotational speed of a motor that rotates in relation to the running of the recording medium at predetermined intervals. By gate-outputting the clock pulses coming in through the changeover switch and counting the gate-output clock pulses, a digital quantity corresponding to the rotational speed of the motor is obtained, and a reference related to a preset steady rotational speed of the motor is obtained. The digital values are compared with each other to obtain their error values, and the integrated output digital values of the error values obtained by cumulative calculation of the error values are added to the digital amounts, and then converted into analog signals. At the same time, applying the analog signal as a drive signal to the motor, a reproduction control signal having a repetition frequency corresponding to the running speed of the recording medium obtained by reproducing a control signal recorded in advance on the recording medium at a constant period. A phase error with a reference signal indicating a preset reference phase is detected, and the detected phase error signal is used to variably control the output clock pulse frequency of the variable frequency oscillator. The output of the fixed frequency oscillator, which is selected from the output of the variable frequency oscillator, is used to control the drive signal to the motor so that the error value is always zero during both playback and recording. A digital servo device in a recording/reproducing device characterized by: 5. The output oscillation frequency of the fixed frequency oscillator is selected to be the same as the output oscillation frequency of the variable frequency oscillator when the phase of the reproduction control signal and the reference phase respectively match. A digital servo device in the recording/reproducing device according to item 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9843080A JPS5723104A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Digital servo system in recording and reproducing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9843080A JPS5723104A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Digital servo system in recording and reproducing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723104A JPS5723104A (en) | 1982-02-06 |
| JPS6143777B2 true JPS6143777B2 (en) | 1986-09-30 |
Family
ID=14219586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9843080A Granted JPS5723104A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Digital servo system in recording and reproducing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5723104A (en) |
-
1980
- 1980-07-18 JP JP9843080A patent/JPS5723104A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5723104A (en) | 1982-02-06 |
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