JPS6223384A - 位相サ−ボ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータのザーポ回路、ＰＬＬに通用して好適な
位相サーボ回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、基準周波数信号及び制御対象の検出周波数信
号の一方及び他方に夫々対応した傾斜波信号及びサンプ
ルパルスをサンプルホールド回路に供給し、そのサンプ
ルホールド出力をループフィルタに供給し、そのループ
フィルタの出力によって、制御対象の周波数又は位相を
制御するようにした位相サーボ回路において、サンプル
ホールド回路よりのサンプルホールド出力を微分する微
分回路と、その微分回路よりの微分出力が供給される直
流電圧発生回路とを設け、この直流電圧発生回路よりの
、サンプルホールド出力の極性に応した正負の極性の直
流電圧を、サンプルホールド出カニ加算して、ループフ
ィルタに供給するようにすることにより、基準周波数及
び制御対象の検出周波数の差の周波数が、ループ帯域に
比較してかなり高くても、十分な広さのロックレンジを
とることができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

以下に、第４図を参照して、従来の位相サーボ回路につ
いて説明する。（２）はのこぎり波発生回路で、入力端
子（１）より基準周波数信号を受けて、その基準周波数
と同じ周波数及び同じ位相の、のこぎり波信号を発生す
る。こののこぎり波信号はサンプルホールド回路（３）
に供給される。

く６）は制御対象としてのモータで、これの回転を検出
する回転検出器（周波数信号発生機又は位相信号発生機
）（７）よりの回転検出信号がサンプルパルス発生器（
８）に供給されて、ここでこの周波数又は位相と同じサ
ンプルパルスが形成され、このサンプルパルスがサンプ
ルホールド回路（３）に供給される。このサンプルホー
ルド回路（３）では、のこぎり波信号がこのサンプルパ
ルスでサンプルされてホールドされ、そのサンプルホー
ルド出力がループフィルタ（４）に供給される。ループ
フィルタ（４）よりの出力はエラーアンプ（５）を介し
てモータ（６）に供給されて、その回転の周波数又は位
相が制御される。

次ぎに、第５図をも参照して、第４図の位相サーボ回路
の動作を説明する。第５図Ａにのこぎり波発生回路（２
）より発生するのこぎり波信号の波形を示す。モータ（
６）が入力端子（１）よりの基準周波数信号に同期して
回転しているときは、第５図Ｂに示す如く、サンプルパ
ルス発生器（８）から、第５図へののこぎり波信号と同
じ周波数で、位相差の一定なサンプルパルスが発生する
ため、サンプルホールド回路（３）からは、第５図Ｃに
示す如く、一定レベルの直流電圧が得られ、これがルー
プフィルタ（４）−エラーアンプ（５）を通じてモータ
（６）にモータ制御信号として供給される。

一方、モータ（６）が入力端子（１）よりの基準周波数
信号に非同期で回転しているときは、第５図りに示す如
く、サンプルパルス発生器（８）から、第５図Ａののこ
ぎり波信号と異なる周波数及び位相差のサンプルパルス
が発生するため、サンプルホールド回路（３）からは、
第５図Ｅに示す如く、基準周波数及びモータ（６）の回
転周波数の差の周波数を有するのこぎり波信号が得られ
、これがループフィルタ（４）−エラーアンプ（５）を
通じてモータ（６）にモータ制御信号として供給される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、かかる位相サーボ回路では、基準周波数及び
制御対象の検出周波数の差の周波数が高くなればなる程
、ループゲインが低くなり、ロックレンジがとれなくな
るという欠点があった。

かかる点に鑑み本発明は、基準周波数及び制御対象の検
出周波数の差の周波数が、ループ帯域に比較してかなり
高くても、十分な広さのロックレンジをとることのでき
る位相サーボ回路を提案しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、傾斜波発生器（のこぎり波発生器又は三角波
発生器）（２）と、サンプルパルス発生器（８）と、傾
斜波発生器（２）よりの傾斜波信号及びサンプルパルス
発生器（８）よりのサンプルパルスが供給されるサンプ
ルホールド回路（３）と、サンプルホールド回路（３）
よりのサンプルホールド出力が供給されるループフィル
タ（４）とを有し、傾斜波信号及びサンプルパルスの一
方を基準周波数信号に、他方を周波数制御される制御対
象（モータ又は発振器）（６）の検出周波数信号に夫々
対応させ、ループフィルタ（４）の出力に基づいて制御
対象（６）の周波数又は位相を制御するようにした位相
サーボ回路に於いて、サンプルホールド回路（３）より
のサンプルホールド出力を微分する微分回路（１０）と
、微分回路（１０）よりの微分出力が供給される直流電
圧発主回路（１１）とを設け、直流電圧発生回路（１１
）よりの、サンプルホールド出力の極性に応じた正負の
極性の直流電圧を、サンプルホールド出力に加算して、
ループフィルタ（４）に供給するようにしたことを特徴
とするものである。

〔作用〕

かかる本発明によれば、サンプルホールド回路（３）よ
りのサンプルホールド出力が微分回路（１０）によって
微分され、この微分出力が直流電圧発生回路（１１）に
供給され、直流電圧発生回路（１１）よりの、サンプル
ホールド出力の極性に応じた正負の極性の直流電圧が、
サンプルホールド出力に加算されてループフィルタ（４
）に供給され、基準周波数及び制御対象のヰ★出周波数
の差の周波数がループ帯域に比較してかなり高（でも、
十分広いロックレンジをとることができる。

〔実施例〕

以下に、第１図及び第２図を参照して、本発明の一実施
例を詳細に説明しよう。先ず、第１図、を参照して説明
する。（２）はのこぎり波発生回路で、入力端子（１）
より基準周波数信号を受けてその基準周波数と同じ周波
数及び同じ位相の、のこぎり波信号を発生する。このの
こぎり波信号はサンプルホールド回路（３）に供給され
る。（６）は制御対象としてのモータで、これの回転を
検出する回転検出器（周波数信号発生機又は位相信号発
生機）（７）よりの回転検出信号がサンプルパルス発生
器（８）に供給されて、ここでこの周波数又は位相と同
じサンプルパルスが形成され、このサンプルパルスがサ
ンプルホールド回路（３）に供給される。このサンプル
ホールド回路（３）では、のこぎり波信号がこのサンプ
ルパルスでサンプルされてホールドされ、そのサンプル
ホールド出力が合成器（９）を介してループフィルタ（
４）に供給される。サンプルホールド回路（３）よりの
サンプルホールド出力は微分回路（１０）に供給されて
微分され、その微分出力が直流電圧発生回路（１１）に
供給される。直流電圧発生回路（１１）よりの直流電圧
はバッファアンプ（１２）を介して合成器（９）に供給
されて、サンプルホールド回路（３）よりのサンプルホ
ールド出力と合成される。ループフィルタ（４）よりの
出力はエラーアンプ（５）を介してモータ（６）に供給
されて、その回転の周波数又は位相が制御される。

次ぎに、第２図を参照して、第１図の微分回路（１０）
、直流電圧発生回路（１１）　、合成器（９）及びルー
プフィルタ（４）の具体回路を説明しよう。微分回路（
１０）はコンデンサＣ＋　及び抵抗器Ｒ２の直列回路に
て構成され、この直列回路がサンプルホールド回路（３
）の出力側に接続される端子Ｔ１及び接地間に接続され
る。微分回路（１０）のコンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ１
の接続中点がバッファアンプＢＡを介して直流電圧発生
回路（１１）の入力側に接続される。

直流電圧発生回路（１１）はここではクランプ及びクリ
ッパ（リミッタ）から構成され、バッファアンプＢＡの
出力側が電流制限用の抵抗器Ｒ２及びクランプ用のコン
デンサＣ２の直列回路を介してバッファアンプ（１２）
の入力側に接続されると共に、バッファアンプ（１２）
の入力側及び接地間にダイオードＤ１、Ｄ２が互いに逆
方向に並列接続されて構成される。

尚、バッファアンプＢＡを省略し、抵抗器Ｒ２及びコン
デンサＣ２の直列回路をコンデンサＣ１に直列接続する
ようにしてもよい。

合成器（９）及びループフィルタ（４）の回路構成につ
いて説明する。ループフィルタ（４）はここでは進み補
償及び遅れ補償回路を備えたローパスフィルタである。

Ｔ２をエラーアンプ（５）の入力側に接続される端子と
する。端子Ｔ、が進み補償回路としてのコンデンサＣ４
及び抵抗ａｔ　Ｒ６の直列回路を通じて端子Ｔ２に接続
される。端子Ｔ１が遅れ補償回路を構成する抵抗器Ｒ５
−抵抗器Ｒ４−コンデンサＣ３の直列回路を通じて接地
される。そして、バッファアンプ（１２）の出力側が合
成用の抵抗器Ｒ３を介して抵抗器Ｒ１及びコンデンサＣ
３の接続中点に接続される。抵抗器Ｒ４及びＲ５の接続
中点が端子Ｔ２に接続される。

更に、端子Ｔ２及び接地間に抵抗器Ｒ７が接続される。

次ぎに、上述した第１図及び第２図の実施例の位相サー
ボ回路の動作を第３図の波形図をも参照して説明する。

第３図Ａ、Ｄに、モータ（６）の回転周波数が基準周波
数と一致しない場合の、サンプルホールド回路（２）よ
り発生するのこぎり波信号の波形を示し、前者はモータ
（６）の回転周波数が基準周波数より低い場合を示し、
後者はモータ（６）の回転周波数が基準周波数より高い
場合を示し、両者の波形は互いに逆極性となっている。

尚、モータ（６）の回転周波数が基準周波数と一致して
いるときは、第５図Ｃに示したようにサンプルホールド
回路（３）の出力は一定の直流電圧となる。サンプルホ
ールド回路（３）の出力が第３図Ａ、Ｄに示すように、
のこぎり波信号である場合は、微分回路（１０）の出力
は夫々第３図Ｂ、Ｅに示すような微分波形を呈する。こ
の微分回路（１０）の微分出力が直流電圧発生回路（１
１）に供給されると、この直流電圧発生回路（１１）に
よって微分出力がクランプ及びクリップ（リミット）さ
れ、夫々第３図Ｃ，Ｆに示すように、ダイオードＤ２、
Ｄ２の順方向降下電圧Ｖｆに対応した最大値及び最小値
±Ｖｆを有し、サンプルホールド回路（３）の出力（第
３図Ａ、Ｄ）の極性に応じた正負の直流電圧が得られ、
バッファアンプ（１２）を介して合成器（９）に供給さ
れて、サンプルホールド回路（３）の出力（第３図Ａ、
Ｄ）に合成される。

従って、モータ（６）にはその回転周波数が基準周波数
より高いか低いかに応じて、正負の直流電圧が供給され
るので、モータ（６）の回転周波数及び基準周波数の差
の周波数がループ帯域に比較してかなり高くても、モー
タ（６）を夫々確実に加速及び減速し、モータ（６）は
基準周波数信号の周波数又は位相に確実に同期せしめら
れる。

この場合、モータ（６）の回転周波数が基準周波数に近
接するにつれて、微分回路（１０）の出力レベルは小さ
くなるが、それにつれてループゲインが上昇してくるの
で、サーボロックは確実に行ねれることになる。

第１図及び第２図に示した実施例の場合、第４図の従来
例に比較して、ロックレンジは見掛は上１０倍以上にな
った。

上述の実施例では、本発明をモータのサーボ回路に通用
した場合であるが、ＰＬＬにも通用することができる。

その場合の制御対象は可変周波数発振器（電圧制御型発
振器）となる。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、基準周波数信号及び制御対象
の検出周波数信号の一方及び他方に夫々対応した傾斜波
信号及びサンプルパルスをサンプルホールド回路に供給
し、そのサンプルホールド出力をループフィルタに供給
し、そのループフィルタの出力によって、制御対象の周
波数又は位相を制御するようにした位相サーボ回路にお
いて、基準周波数及び制御対象の検出周波数の差の周波
数が、ループ帯域に比較してかなり高くても、十分な広
さのロックレンジをとることのできるものを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック線図、第２図
は第１図の一部の具体回路を示す回路図、第３図は第１
図及び第２図の実施例の説明に供する波形図、第４図は
従来の位相サーボ回路を示すブロック線図、第５図は第
４図の位相サーボ回路の説明に供する波形図である。 （２）はのこぎり波発生回路、（３）はサンプルホール
ド回路、（４）はループフィルタ、（５）はエラーアン
プ、（６）は制御対象としてのモータ、（７）は回転検
出器、（８）はサンプルパルス発生器、（９）は合成器
、（１０）は微分回路、（１１）は直流電圧発生回路、
（１２）はバッファアンプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 傾斜波発生器と、サンプルパルス発生器と、上記傾斜波
   発生器よりの傾斜波信号及び上記サンプルパルス発生器
   よりのサンプルパルスが供給されるサンプルホールド回
   路と、該サンプルホールド回路よりのサンプルホールド
   出力が供給されるループフィルタとを有し、上記傾斜波
   信号及び上記サンプルパルスの一方を基準周波数信号に
   、他方を周波数制御される制御対象の検出周波数信号に
   夫々対応させ、上記ループフィルタの出力に基づいて上
   記制御対象の周波数又は位相を制御するようにした位相
   サーボ回路に於いて、 上記サンプルホールド回路よりのサンプルホールド出力
   を微分する微分回路と、 該微分回路よりの微分出力が供給される直流電圧発生回
   路とを設け、 該直流電圧発生回路よりの、上記サンプルホールド出力
   の極性に応じた正負の極性の直流電圧を、上記サンプル
   ホールド出力に加算して、上記ループフィルタに供給す
   るようにしたことを特徴とする位相サーボ回路。