DE3785496T2

DE3785496T2 - Phasenregler fuer einen motor.

Info

Publication number: DE3785496T2
Application number: DE8787305780T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Arai; Kiyoshi Ota
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2007-07-01
Also published as: EP0251763A1; US4795950A; DE3785496D1; EP0251763B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Phasenregler für einen Motor.

Beschreibung des Standes der Technik

Phasenregelung ist gewöhnlich für Motoren unentbehrlich, für die hochgenaue Drehzahlregelung erforderlich ist, z.B. Trommel- oder Bandantriebsmotoren, die für Video-Bandaufzeichnungsgeräte (nachfolgend als VTR bezeichnet) und digitale Audio-Bandaufzeichnungsgeräte (nachfolgend als DAT bezeichnet) verwendet werden. Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines Beispiels eines herkömmlichen Motorphasenreglers.
Die Drehzahl eines Motors wird durch einen Drehzahlermittler in ein elektrisches Signal umgewandelt und weiter durch eine Geschwindigkeitsermittlungssschaltung in ein Spannungssignal umgewandelt. Das Spannungssignal von der Geschwindigkeitsermittlungsschaltung wird über einen Addierer zu einem DC-Verstärker übertragen, um den Motor anzutreiben. Mit anderen Worten, eine Geschwindigkeitsregelung wird an den Motor angelegt. Anderseits wird die drehende Phase des Motors von einem Drehphasenermittler in ein elektrisches Signal umgewandelt und durch einen Verstärker an eine Phasendetektorschaltung übertragen. Die Phasendetektorschaltung wandelt eine Phasendifferenz zwischen dem von dem Verstärker verstärkten drehenden Phasensignal und einem Phasenbezugssignal in ein Spannungssignal um, das über eine Kompensationsschaltung an den Addierer geführt wird. Durch diese Schritte unterliegt der Motor einer Phasenregelung mit dem Phasenbezugssignal.
Gemäß der obigen Anordnung wird jedoch die zum Einziehen der Phase erforderliche Zeit von der Ansprechzeit des Phasenregelsystems bestimmt, so daß ein schnelleres Phaseneinziehen unmöglich ist.
Eine Motorregelschaltung, die eine Geschwindigkeitsschleife zur Regelung der Drehzahl des Motorrotors enthält, ist in US Patent 4,567,409 offengelegt. Eine Phasenregelschleife regelt die drehende Phase des Rotors und eine Spannungsregelschleife regelt eine an eine Wicklung des Motors angelegte Spannung entsprechend dem Stromfluß durch die Wicklung. Die Spannungsregelschleife hält die Drehzahl und die drehende Phase ungeachtet von Veränderungen des Lastdrehmoments konstant.
Eine Phasenregelschaltung zur Verbesserung der Stabiltät nach einer vorhersagbaren Drehzahländerung einer drehenden Vorrichtung ist in US Patent 4,484,235 offengelegt. Die Schaltung wird in einer magnetischen Wiedergabevorrichtung zum Durchführen einer Zeitlupenwiedergabe durch intermittierenden Bandtransport verwendet, wobei das wiedergegebene Bild frei von Querbewegungen ist, und umfaßt eine Phasenschieberschaltung, die die Phase des Bezugssignals, das durch Teilen eines Quellensignal mit einem gewünschten Betrag erzeugt wird, um die Phase genau in dem Moment, in dem die Drehzahländerung sich ändert, verriegelt zu halten. Die relative Geschwindigkeit der Magnetkopfdrehung wird während der intermittierenden Bandbewegung unter dem Zustand der verriegelten Phase konstant gehalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Phaseneinlaufzeit in der oben beschriebenen Phasenregelschaltung von Motoren zu verkürzen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Phasenregler zur Anwendung einer Phasenregelung auf einen Motor bereit, umfassend:
einen Umdrehungsermittler zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals und eines Phasensignals, die den drehenden Zustand des Motors darstellen;
eine Geschwindigkeitsvergleichsschaltung zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsdifferenzsignals zwischen dem Geschwindigkeitssignal aus dem Umdrehungsermittler und einem Geschwindigkeitssollwert;
eine Phasensignalerzeugungsschaltung zu Erzeugen eines Phasenbezugssignals;
eine Phasenvergleichsschaltung zum Ausgeben eines Phasendifferenzsignals zwischen dem Phasensignal aus dem Umdrehungsermittler und dem Phasenbezugssignal aus der Phasensignalerzeugungsschaltung;
eine Zusammensetzungsschaltung zum Zusammensetzen des Geschwindigkeitsdifferenzsignals aus der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung und dem Phasendifferenzsignal aus der Phasenvergleichsschaltung; und
eine Motorantriebsschaltung zum Antreiben des Motors entsprechend einem Ausgang der Zusammensetzungsschaltung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensignalerzeugungsschaltung eine rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung ist, und
daß die Phasenvergleichsschaltung einen Rückstellsignalausgabekreis enthält zum Ausgeben eines Rückstellsignals an die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung wenn das Geschwindigkeitsdifferenzsignal aus der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs ist, um das Phasenbezugssignal zu veranlassen, in Phase mit dem Phasensignal zu sein.
Durch die oben erwähnte Konstruktion wird es möglich, die Phasenregeleinlaufzeit durch Rückstellen des Bezugsphasensignals in Übereinstimmung mit der Phase des Motors zu verkürzen.
Zum Beispiel gibt es solche Vorteile, daß, wenn der Phasenregler der Erfindung verwendet wird, um den Trommelmotor eines VTR oder DAT zu regeln, es möglich wird, Ton schnell nach einem Übergang von einer Betriebsart zu einer anderen abzunehmen, und wenn sie verwendet wird, um den Bandantriebsmotor eines VTR oder DAT zu regeln, kann eine kontinuierliche Aufnahme nach einem STOP- oder PLAY- Betrieb ohne Spurverschiebung realisiert werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das ein konkretes Beispiel einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figuren 3, 4 und 5 sind Zeitdiagramme zum Veranschaulichen der Funktion der Ausführung von Fig. 2;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Figuren 7 und 8 sind Zeitdiagramme zum Veranschaulichen der Funktionen der Ausführung von Fig. 6.

Beschreibung der bevorzugten Ausführung

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine erfindungsgemäße Ausführung eines Phasenreglers für einen Motor darstellt.
Die Drehzahl und die drehende Phase eines Motors 1 werden von einem Umdrehungsermittler 2 ermittelt und als Geschwindigkeitssignal bzw. Phasensignal ausgegeben. Eine Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 erzeugt durch Vergleichen des Geschwindigkeitssignals aus dem Umdrehungsermittler 2 mit einem Sollwert ein Geschwindigkeitsdifferenzsignal und gibt es an eine Zusammensetzungsschaltung 6 aus. Eine Phasenvergleichsschaltung 4 ermittelt eine Phasendifferenz zwischen dem Phasensignal aus dem Umdrehungsermittler 2 und einem durch eine Phasensignalerzeugungsschaltung 5 erzeugten Phasenbezugssignal und gibt ein Phasendifferenzsignal an die Zusammensetzungsschaltung 6 aus. Die Phasenvergleichsschaltung 4 gibt auch als Reaktion auf den Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 ein Rückstellsignal zum Rückstellen der Phasensignalerzeugungsschaltung 5 aus. Die Zusammensetzungsschaltung 6 setzt das Geschwindigkeitsdifferenzsignal und das Phasendifferenzsignal zusammen, um ein Antriebsbefehlssignal zu erzeugen. Eine Motorantriebsschaltung 7 treibt den Motor 1 als Reaktion auf das Antriebsbefehlssignal an.
Fig. 2 ist eine Ausführung von Fig. 1 mit detailliertem Schaltungsaufbau.
Der Umdrehungsermittler 2 wird gebildet durch einen Geschwindigkeitsermittler 20 zum Ausgeben von Impulsen mit einer dem Umlaufzyklus des Motors 1 proportionalen Periode, ein Geschwindigkeitssignal, und einem Phasenermittler 21 zum Ausgeben von einem Impuls für einen Umlaufzyklus des Motors 1, ein Phasensignal.
Die Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 wird durch einen Zeiterzeugungskreis 8, einen Takterzeugungskreis 9, eine Zählerschaltung 10 und einen Latch-Kreis 11 gebildet.
Der Zeiterzeugungskreis 8 enthält ein Schieberegister 22, UND-Gatter 23, 24, 25 und ein RS-Flip-Flop 26. Die Zählerschaltung 10 umfaßt eine Anfangswerterzeugungsschaltung 27, ein UND-Gatter 28 und einen Zähler 29 mit einem Ladeanschluß.
Das Schieberegister 22 wird von einem Ausgangstakt (Fig. 3b) der Takterzeugungsschaltung 9 betrieben, um das Geschwindigkeitssignal (Fig. 3a) von dem Geschwindigkeitsermittler 20 zu verschieben, wie in Fig. 3c und 3d zu sehen ist. Die UND-Gatter 23, 24 und 25 erzeugen in der Reihenfolge ein Latch-Signal (Fig. 3e), ein Ladesignal (Fig. 3f) und ein Startsignal (Fig. 3g) aus Ausgängen des Schieberegisters 22. Das RS-Flip-Flop 26 wird durch das Latch-Signal zurückgesetzt und durch das Startsignal gesetzt. Folglich wird der Ausgang von RS-Flip-Flop 26 wie in Fig. 3h gezeigt.
Wenn das Geschwindigkeitssignal "H" wird (nachfolgend wird ein hoher Signalpegel durch "H" und ein tiefer Pegel durch "L" daßgestellt), wird der Ausgang von RS-Flip-Flop 26 "L" und der Ausgang von UND-Gatter 28, das den Takt von der Takterzeugungsschaltung 9 empfängt, wird ebenfalls "L", so daß der Zählvorgang des Zählers 29 angehalten wird. Und durch das Latch-Signal aus dem UND-Gatter 23 wird der Wert des Zählers 29 in dem Latch-Kreis 11 gespeichert. Der Zähler 29 lädt einen Ausgabewert von der Ausgangswerterzeugungsschaltung 27 durch das Ladesignal aus dem UND-Gatter 24. Das RS-Flip-Flop 26 wird durch das Startsignal aus dem UND-Gatter 25 gesetzt, so daß der Zähler 29 wieder den Ausgang des UND-Gatters 28 zu zählen beginnt. Dieser Zustand ist in Fig. 3i dargestellt. Folglich speichert der Latch-Kreis 11 bei jedem Auftreten eines Impulses des Geschwindigkeitssignals einen Wert der Periode des Geschwindigkeitssignals, die durch den Ausgang der Takterzeugungsschaltung 9 gezählt wird.
Die Motorantriebsschaltung 7 ist eingerichtet, um die Motordrehzahl konstant zu halten, wenn der Ausgabewert des Latch-Kreises auf einem vorbestimmten Wert, entsprechend einer Solldrehzahl, gehalten wird.
Wenn der Ausgang des Latch-Kreises von dem vorbestimmten Wert abweicht, arbeitet die Motorantriebsschaltung, um die Motordrehzahl zu verändern. Zum Beispiel angenommen, daß der vorgegebene Wert 100 ist, der Stand des Zählers nach einer Periode des Geschwindigkeitssignals bei der Sollgeschwindigkeit 40 ist und der von der Ausgangswerterzeugungsschaltung erzeugte Ausgangswert 60 ist, wenn die Solldrehzahl 1000 Upm ist. Wenn der von dem Latch-Kreis 11 gespeicherte Wert von 100 abweicht, wird die Motorantriebsschaltung arbeiten, um die Drehzahl des Motors auf den Sollwert zu verändern. Wenn der Sollwert auf z.B. 2000 Upm verändert wird, wird der Zählwert des Zählers nach einem Zyklus nun halbiert, d.h. 20, und der von dem Latch-Kreis 11 gespeicherte Wert wird 80 sein. Um die Motorantriebsschaltung daran zu hindern, die Motordrehzahl zu ändern, ist eine Änderung des Ausgangswerts auf 80 erforderlich, so daß, wenn der Motor bei 2000 Upm arbeitet, der gespeicherte Wert nach jedem Zyklus 100 ist. Mit anderen Worten, 100, der vorbestimmte Wert, stellt eine Drehzahldifferenz von null dar.
Die Phasenvergleichsschaltung 4 wird durch eine Phasendifferenzausgabeschaltung 82 und eine Rückstellsignalausgabeschaltung 17 gebildet. Diese Phasendifferenzausgabeschaltung 82 enthält eine Zeiterzeugungsschaltung 13, eine Takterzeugungsschaltung 14, eine Zählerschaltung 15 und einen Latch-Kreis 16. Die Rückstellsignalausgabeschaltung 17 umfaßt die Grenzwertschaltungen 39, 40 und eine Impulserzeugungsschaltung 41. Die Zeiterzeugungsschaltung 13 wird durch die Schieberegister 30, 31, UND-Gatter 32, 33, 34 und ein RS-Flip-Flop 35 gebildet.
Das Schieberegister 30 wird von einem Takt aus der Takterzeugungsschaltung 14 betrieben, um das Phasenbezugssignal (Fig. 4a) von dem Phasensignalerzeugungskreis 5 zu verschieben. Ausgänge (Fig. 4b, c) aus dem Schieberegister 30 werden in das UND-Gatter 32 eingegeben, dessen Ausgangssignal (Fig. 4d) das RS-Flip-Flop 35 setzt. Ein Ausgang von dem RS-Flip-Flop 35 ist in Fig. 4e gezeigt. Das UND-Gatter 37 leitet den Ausgang der Takterzeugungsschaltung 14 als Reaktion auf den Ausgang des Flip-Flops 35 an den Zähler 38, so daß der Zähler 38 zu zählen beginnt. Das Schieberegister 31 wird von einem Takt der Takterzeugungsschaltung 14 betrieben, um das Phasensignal (Fig. 4f) von dem Phasenermittler 21 zu verschieben. Die UND-Gatter 33, 34 erzeugen die in Figuren 4g bzw. h gezeigten Zeitsignale aus den Ausgängen des Schieberegisters 31. Der Ausgang des UND-Gatters 33 setzt das RS-Flip-Flop 35 zurück, um den Takt des Zählers 38 anzuhalten, und wird zur gleichen Zeit in den Latch-Kreis 16 eingegeben, so daß der Latch-Kreis 16 den Zählwert des Zählers 38 speichert. Und als Reaktion auf den Ausgang des UND-Gatters 34 wird ein Ausgangswert von der Ausgangswerterzeugungsschaltung 36 in den Zähler 38 geladen. Folglich speichert der Latch-Kreis 16 ein Phasendifferenzsignal, das einer Phasendifferenz zwischen dem Phasenbezugssignal und dem Phasensignal entspricht, und gibt das Phasendifferenzsignal an die Zusammensetzungsschaltung 6 und die Grenzwertschaltung 40 aus.
Die Grenzwertschaltung 39 wird aus den Komparatoren 42, 43, von denen jeder die Werte der Signale an seinen zwei Eingängen DA und DB vergleicht und einen "H"-Pegel ausgibt, wenn das Signal bei DA größer als bei DB ist, einer Bezugswerterzeugungsschaltung 44 und einem UND- Gatter 45 gebildet. Die Bezugswerterzeugungsschaltung 44 gibt einen unteren Grenzwert an den DB-Anschluß des Komparators 42 und einen oberen Grenzwert an den DA-Anschluß des Komparators 43 aus. Der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 wird in den DA-Anschluß des Komparators 42 und den DB-Anschluß des Komparators 43 eingegeben und mit dem unteren und dem oberen Grenzwert verglichen. Ein Ausgang des UND-Gatters 45, das Ausgänge der Komparatoren 42 und 43 empfängt, wird H, wenn der Ausgangswert der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 zwischen dem unteren und dem oberen Grenzwert liegt.
Die Grenzwertschaltung 40 wird von den Komparatoren 46, 47, ähnlich den oben erwähnten Komparatoren 42, 43, einer Bezugswerterzeugungsschaltung 48 und einem ODER-Gatter 49 gebildet. die Bezugswerterzeugungsschaltung 43 gibt einen unteren Grenzwert an den DA-Anschluß des Komparators 46 und einen oberen Grenzwert an den DB-Anschluß des Komparators 47 aus. Der Ausgang von Latch 16 wird in den DB-Anschluß des Komparators 46 und den DA-Anschluß des Komparators 47 eingegeben und mit dem unteren und dem oberen Grenzwert verglichen. Ein Ausgang des ODER-Gatters 49 wird "H", wenn der Ausgangswert des Latch-Kreises 16 kleiner als der obere Grenzwert und größer als der untere Grenzwert ist.
Die Impulserzeugungsschaltung 41 wird von einem Schieberegister 51 und einem UND-Gatter 50 gebildet. Das Schieberegister 51 hält normalerweise seinen Ausgang NQ "H", da sein Rückstelleingang "L" ist. Wenn der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 innerhalb des von der Bezugswerterzeugungsschaltung 44 gesetzten Bereichs ist, und der Ausgang von Latch 16 innerhalb des von der Bezugswerterzeugungsschaltung 48 gesetzten Bereichs ist, wird ein Ausgang des UND- Gatters 50 "H" (Fig. 5f), so daß das Schieberegister 51 seine Verschiebungsfunktion als Reaktion auf den Ausgang des UND-Gatters 33 (Fig. 5d) beginnt. Den Ausgang des Schieberegisters 51 betreffend, wird der Ausgang "NQ", wie in Fig. 5e gezeigt, bei der zweiten Verschiebung "L". Der Ausgang "NQ" wird als ein Rückstellsignal an die Phasensignalerzeugungsschaltung 5 und durch das UND-Gatter 50 an den Rückstellanschluß des Schieberegisters 51 angelegt.
Die Phasensignalerzeugungsschaltung 5 wird durch einen Oszillator 18 und einen Frequenzteiler 19 mit einem Rückstellanschluß gebildet. Ein Ausgang (Fig. 5b) des Oszillators 18 wird durch den Frequenzteiler 19 geteilt und das geteilte Signal als Phasenbezugssignal (Fig. 5c) ausgegeben. Das Phasenbezugssignal aus dem Frequenzteiler 19 wird nach Empfang des Rückstellsignals an dessen Rückstellanschluß so gesetzt, daß die Phasenbeziehung, unmittelbar nach Empfang des Rückstellsignals, zwischen dem Phasensignal des Motors 1 und dem Phasenbezugssignal ein Sollwert der Phasenregelung wird.
Der Zweck der Rückstellung der Phasensignalerzeugungsschaltung ist es, große Abweichungen in der Phase des Motors zu einer Zeit zu verhindern, wenn die Motorregelungsbetriebsart verändert wird, so daß seine Phase entsprechend dem von dem Umdrehungsermittler erzeugten Signal geregelt wird. Mit anderen Worten, der Zweck der Rückstellung ist es, die Phase des Phasenbezugssignals forciert einzustellen, damit sie mit der des Phasensignals des Umdrehungsermittlers zum Zeitpunkt der Betriebsartänderung gleich ist. Somit wird die Drehzahl oder die Phase des Motors ohne eine große Abweichung zu und nach der Zeit einer Betriebsartänderung, wie in Fig. 5 gezeigt, nahezu konstant gehalten.
Der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 und der Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 4 werden in der Zusammensetzungsschaltung 6 zusammengesetzt. Gemäß dem zusammengesetzten Ausgang der Zusammensetzungsschaltung 6 treibt die Motorantriebsschaltung 7 den Motor 1 an.
Folglich wird bei der obigen Ausführung, wenn der Motor 1 sich aus dem angehaltenen Zustand oder aus einem bei einer bestimmten Drehzahl drehenden Zustand in den phasengeregelten Zustand bei einer vorgeschriebenen Drehzahl ändert, das Einlaufen der Drehzahlregelung durch die Grenzwertschaltung 39 ermittelt, der Zustand, daß die Phasenregelung freigegeben ist, von der Grenzwertschaltung 40 ermittelt und das Phasenbezugssignal der Phasensignalerzeugungsschaltung entsprechend dem Phasensignal des Motors 1 zurückgesetzt. Daher ist der Phaseneinzug unverzüglich vollzogen.
Obwohl der Zählwert des Schieberegisters 51 als 2 gesetzt ist, kann diese Zahl willkürlich entsprechend dem Verhalten des Phasensystems gesetzt werden.
Die obige Ausführung kann zum Beispiel wirksam auf die Regelung des Trommelantriebsmotors von VTR oder DAT angewendet werden.
Fig. 6 ist die zweite Ausführung des detaillierten Schaltungsaufbaus von Fig. 1 und die Beschreibung der Teile, die mit denen von Fig. 2 gleich sind, wird weggelassen.
Der Umdrehungsermittler 2 wird durch einen Geschwindigkeitsermittler 73, der als Geschwindigkeitssignal ein Signal mit einer Periode proportional dem Umlaufzyklus des Motors 1 ausgibt, und einen Frequenzteiler 74, der den Ausgang des Geschwindigkeitsermittlers 73 teilt und das geteilte Signal als Phasensignal ausgibt, gebildet.
Die Phasenvergleichsschaltung 4 umfaßt eine Zeiterzeugungsschaltung 52, eine Grenzwertschaltung 53, die ermittelt, ob der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs ist oder nicht, eine Rückstellsignalerzeugungsschaltung 54 und einen Latch-Kreis 55.
Die Zeiterzeugungsschaltung 52 wird von einem Oszillator 56, einem Schiebereglster 57 und einem UND-Gatter 58 gebildet.
Die Grenzwertschaltung 53 wird durch die Komparatoren 60, 61, von denen jeder die Werte der an ihre zwei Eingänge DA bzw. DB angelegten Signale vergleicht und "H" ausgibt, wenn das Signal an DA größer als das an DB ist, eine Bezugswerterzeugungsschaltung 59 und ein UND-Gatter gebildet. Da ihre Funktion mit der der vorerwähnten Grenzwertschaltung 39 gleich ist, wird die Beschreibung weggelassen.
Die Rückstellsignalerzeugungsschaltung 54 wird durch ein RS-Flip-Flop 83, das "L" als Reaktion auf ein die Phasenregelung beginnendes Signal und "H" als Reaktion auf ein die Phasenregelung beendendes Signal ausgibt, und ein UND-Gatter 63 gebildet. Bei PLAY-Betrieb wird in VTR und DAT eine Phasenregelung unter Verwendung eines von einem aufgezeichneten Band wiedergegebenen Signals auf den Motor ausgeübt, aber bei REC-Betrieb (Aufnahme), bei dem kein wiedergegebenes Signal vorhanden ist, ist es erforderlich, eine Phasenregelung entsprechend dem Ausgang des Umdrehungsermittlers des Motors anzuwenden. Diese Ausführung ist gedacht, die letztere Phasenregelung zu vollziehen, um schnelles Phaseneinziehen auszuführen. Zum Beispiel ist es im Fall eines Umschaltens vom haltenden Betrieb zum REC-Betrieb (durch Drükken der REC-Taste) oder im Fall eines Umschaltens vom Play-Betrieb zum REC-Betrieb (durch Drücken einer Dauer-Aufnahmetaste) beabsichtigt, den Phaseneinzug unverzüglich zu beenden. Das Phasenregelstartsignal und das Phasenregelstoppsignal sind Steuersignale für die Phasenregelung, die den Ausgang des Umdrehungsermittlers des Motors verwenden. Diese zwei Phasensteuersignale können von einem Systemregler (nicht daßgestellt) zum Steuern des Gesamtsystems des VTR oder DAT erzeugt werden. Alternativ kann das Phasenregelstartsignal ein die Schaltfunktion erkennendes Signal der REC- oder Daueraufnahmetaste (nicht dargestellt) sein, und das Phasenregelstoppsignal kann ein die Schaltfunktion der STOP-Taste (nicht dargestellt) erkennendes Signal sein.
Die Phasensignalerzeugungsschaltung 5 wird durch einen Oszillator 66, der auf einer spezifischen Frequenz schwingt, eine Ausgangswerterzeugungsschaltung 64 und einen Zähler 65, der eine Ausgabe der Ausgangswerterzeugungsschaltung 64 als Reaktion auf ein Rückstellsignal aus der Rückstellsignalerzeugungsschaltung 54 lädt und das Zählen des Ausgangstakts des Oszillators 66 beginnt, gebildet.
Das Schieberegister 57 verschiebt das Phasensignal (Fig. 7a) als Reaktion auf den Ausgangstakt des Oszillators 56. Der Ausgang des Schieberegisters 57 ist in Figuren 7b, c dargestellt. Das UND-Gatter 58 gibt, wie in Fig. 7d gezeigt, ein Zeittaktsignal entsprechend dem Ausgang des Schieberegisters 57 aus.
Die Grenzwertschaltung 53 gibt ein "H" aus, wenn der Ausgabewert der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 zwischen einem oberen und einem unteren durch die Bezugswerterzeugungsschaltung 59 gesetzten Grenzwert ist.
Die auf dem Ausgang des Umdrehungsermittlers basierende Verschiebung des Phasenregelzustands erfolgt als Reaktion auf das Phasenregelstartsignal. Vor einer Eingabe des Phasenregelstartsignals, d.h. nach einer Eingabe eines Phasenregelstoppsignals, ist der Ausgang des RS- Flip-Flops 83 zuerst "H", und das UND-Gatter 63 gibt ein Rückstellsignal aus, wie in Fig. 7f zu sehen ist. Der Zähler 65 zählt den Ausgangstakt des Oszillators 66, wobei die Zeit für eine Umwälzung des Zählers gleich einem Bezugszyklus des Phasensystems ist. Der Zählwert des Zählers 65 wird, wenn er durch das Rückstellsignal zurückgestellt ist, durch die Ausgangswerterzeugungsschaltung 64 eingestellt, um der Mittelwert in der Funktion des Phasenreglers zu sein. Das heißt, wenn die Phasenregelung nicht benötigt wird, wird der Zählwert des Zählers 65 als Antwort auf jede Eingabe des Phasensignals (Fig 7a) auf den Ausgabewert der Ausgangswerterzeugungsschaltung 64 gesetzt und von dem Latch-Kreis 55 gespeichert, so daß der Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 4 ein konstanter Wert wird. Der Zählwert des Zählers 65 ist in Fig. 7g dargestellt, und der Ausgangswert des Latch-Kreises 55 ist in Fig. 7h dargestellt.
Wenn das Phasenregelstartsignal (Fig. 7e) eingegeben wird, wird der Ausgang von RS-Flip-Flop 83 "L", so daß das Rückstellsignal, welches der Ausgang von UND-Gatter 63 ist, "L" wird und danach "L" gehalten wird, wie in Fig. 7f dargestellt. Folglich lädt der Zähler 65 den den Ausgabewert der Ausgangswerterzeugungsschaltung 64 nicht und fährt mit dem Zählen des Ausgangstakts des Oszillators 66 fort. Der Latch- Kreis 55 speichert als Antwort auf den Ausgang des UND-Gatters 58 (Fig. 7d) den Zählwert des Zählers 65 und gibt den gespeicherten Wert an die Zusammensetzungsschaltung 6 aus. Dieser Ausgabewert stellt eine Phasendifferenz aus dem einen Umwälzungszyklus des Zählers 65 dar. Der Zustand des Zählers 65 ist in Fig. 7g und der Ausgabewert des Latch- Kreises in Fig. 7h dargestellt.
Folglich wird durch Verschiebung des Phasenregelzustands als Reaktion auf das Phasenregelstartsignal das Einziehen auf den Mittelwert des Zählers 65 unverzüglich vollzogen.
Der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 und der Ausgang des Latch-Kreises 55 werden addiert, einer Impulsbreitenmodulation unterzogen und dann über ein Tiefpaßfilter in die Zusammensetzungsschaltung 6 geführt. Aufbau und Funktion dieser Abfolge werden im Detail nachstehend veranschaulicht.
Die Zusammensetzungsschaltung 6 wird von einem Addierer 67, einer Datenbestimmungsschaltung 68, einer Zeiterzeugungsschaltung 69, einer Logikinverterschaltung 70 zum Invertieren der impulsbreitenmodulierten Daten, einem Synchronzähler 71 und einem Tiefpaßfllter 72 gebildet.
Die Datenbestimmungsschaltung 68 wird von den Latch-Kreisen 73, 74, die auf ein Ausgangssignal der Zeiterzeugungsschaltung 69 ansprechen, und einem Komparator 75 gebildet, der die gespeicherten Werte der Latch-Kreise 73, 74 vergleicht und "L" ausgibt, wenn die Werte voneinander verschieden sind.
Der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 und der Ausgang des Latch-Kreises 55 werden in einem Addierer 67 addiert und der addierte Wert dem Synchronzähler 71 und der Datenbestimmungsschaltung 68 eingegeben. Der Ausgabewert des Addierers 67 ist in Fig. 8a gezeigt. In dieser Ausführung werden die Daten als 8 Bit lange Daten zwischen '00'H (hexadezimal) und 'FF'H angenommen. Die Datenbestimmungsschaltung 68 gibt "L" aus, wenn die Ausgabedaten des Addierers 67 verändert werden, und "H", wenn diese konstant sind (Fig. 8b). Die Zeiterzeugungsschaltung 69 gibt ein Taktsignal und ein Ladesignal aus, wie in Fig. 8c daßgestellt ist. Wegen der 8 Bit Datenlänge entspricht in der Ausführung von Fig. 6 das Ladesignal der durch 2&sup8; geteilten Taktfrequenz. Der Synchronzähler 71 hat eine Länge von mindestens 8 + 1 = 9 Bit. Der Synchronzähler 71 lädt als Reaktion auf ein Ladesignal aus einem NAND-Gatter 77 die Ausgabewerte des Addierers 67, wie in Fig. 8d gezeigt, nur, wenn der Ausgang der Datenbestimmungsschaltung 68 "H" ist, und zählt, wie in Fig. 8e gezeigt, den Taktausgang der Zeiterzeugungsschaltung 69. In diesem Beispiel ist der geladene 8 Bit Wert '40'H (hexadezimal), wie in Fig. 8e gezeigt. Als effektive Ausgabe des Synchronzählers 71 werden 9-Bit Daten seiner Zähldaten gewählt. Dies ist in Fig. 8f gezeigt. Dieser Ausgang (Fig. 8f) sind impulsbreitenmodulierte Daten der in den Synchronzähler 71 eingegebenen Daten und werden an ein EX-ODER-Gatter 81 angelegt.
Wenn der Ausgang der Datenbestimmungsschaltung 69 "L" ist, wird dem Synchronzähler 71 kein Ladesignal eingegeben, so daß der Synchronzähler 71 seinen Zählvorgang fortsetzt. Da anderseits der Ausgang der Datenbestimmungsschaltung 68 über einen Inverter 76 an ein UND-Gatter 78 angelegt wird, wird der Ausgang des UND-Gatters 78 "H", der von einem Flip-Flop 79 gespeichert wird, so daß eine Ausgangslogik eines T-Flip-Flops 80 invertiert wird. Dieser Zustand ist Fig. 8g gezeigt. Als Folge davon wird, wie in Fig. 8h gezeigt, der Ausgang des EX-ODER- Gatters 81 invertiert und die vorige Impulsbreite bleibt erhalten. Daher wird das impulsbreitenmodulierte Ausgangssignal zum Zeitpunkt einer Datenänderung nicht gestört.
Das impulsbreitenmodulierte Ausgangssignal aus dem EX-ODER-Gatter 81 wird von dem Tiefpaßfilter 72 in ein Analogsignal umgewandelt und an die Antriebsschaltung 7 ausgegeben, um den Motor 1 anzutreiben.
In der oben beschriebenen Ausführung war die Bitzahl der in den Synchronzähler 71 eingegebenen Daten auf 8 Bit gesetzt. Die Bitzahl ist jedoch durch die Datenlänge des Ausgangs der Geschwindigkeitsvergleichsschaltung 3 und der Phasenvergleichsschaltung 4 zu bestimmen und ist nicht einschränkend.
Die in Fig. 6 gezeigte Ausführung kann wirksam zur Regelung des Bandantriebsmotors von VTR und DAT verwendet werden.

Claims

1. Phasenregler zum Anwenden von Phasenregelung auf einen Motor, umfassend:

einen Umdrehungsermittler (2) zum Erzeugen eines Drehzahlsignals und eines Phasensignals, die den drehenden Zustand des Motors darstellen;

eine Drehzahlvergleichsschaltung (3) zum Erzeugen eines Drehzahldifferenzsignals zwischen dem Drehzahlsignal aus dem Umdrehungsermittler und einem Drehzahlsollwert;

eine Phasensignalerzeugungsschaltung (5) zum Erzeugen eines Phasenbezugssignals;

eine Phasenvergleichsschaltung (4) zum Ausgeben eines Phasendifferenzsignals zwischen dem Phasensignal aus dem Umdrehungsermittler und dem Phasenbezugssignal aus der Phasensignalerzeugungsschaltung;

eine Zusammensetzungsschaltung (6) zum Zusammensetzen des Drehzahldifferenzsignals aus der Drehzahlvergleichsschaltung und des Phasendifferenzsignals aus der Phasenvergleichsschaltung; und

eine Motortreiberschaltung (7) zum Treiben des Motors entsprechend einem Ausgang der Zusammensetzungsschaltung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensignalerzeugungsschaltung (5) eine rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung ist, und

daß die Phasenvergleichsschaltung eine Rückstellsignalausgabeschaltung (39, 40, 41, 53, 54) enthält zum Ausgeben eines Rückstellsignals an die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung wenn das Drehzahldifferenzsignal aus der Drehzahlvergleichsschaltung innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs ist, um das Phasenbezugssignal zu veranlassen, in Phase mit dem Phasensignal zu sein.

2. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die Rückstellsignalausgabeschaltung (39, 40, 41) umfaßt:

eine Grenzwertschaltung (39) zum Ermitteln, ob das Drehzahldifferenzsignal aus der Drehzahlvergleichsschaltung innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs ist oder nicht; und

eine Impulserzeugungsschaltung (41) ansprechend auf ein Ermittlungsergebnis durch die Grenzwertschaltung, daß das Drehzahldifferenzsignal innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs zum Ausgeben des Rückstellsignals an die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung ist.

3. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die Rückstellsignalausgabeschaltung (39, 40, 41) umfaßt:

eine erste Grenzwertschaltung (39) zum Ermitteln, ob das Drehzahldifferenzsignal aus der Drehzahlvergleichsschaltung innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs ist oder nicht;

eine zweite Grenzwertschaltung (40) zum Ermitteln, ob das Phasendifferenzsignal aus der Phasenvergleichsschaltung innerhalb eines anderen vorgeschriebenen Bereichs ist oder nicht; und

eine Impulserzeugungsschaltung (41) ansprechend auf Ermittlungsergebnisse durch die erste Grenzwertschaltung, daß das Drehzahldifferenzsignal innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs ist, und durch die zweite Grenzwertschaltung, daß das Phasendifferenzsignal außerhalb des anderen vorgeschriebenen Bereichs zum Ausgeben des Rückstellsignals an die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung ist.

4. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die Rückstellsignalausgabeschaltung (53, 54) umfaßt:

eine Grenzwertschaltung (53) zum Ermitteln, ob das Drehzahldifferenzsignal aus der Drehzahlvergleichsschaltung innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs ist oder nicht; und

eine Rückstellsignalerzeugungsschaltung (54) ansprechend auf ein Ermittlungsergebnis durch die Grenzwertschaltung, daß das Drehzahldifferenzsignal innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs ist zum Ausgeben des Rückstellsignals an die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung nur, wenn Phasenregelung nicht ausgeführt wird.

5. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die Drehzahlvergleichsschaltung (3) umfaßt:

eine erste Zeiterzeugungsschaltung (8) zum Erzeugen eines Zeitsignals aus dem Drehzahlsignal;

eine erste Takterzeugungsschaltung (9) zum Erzeugen eines Takts mit einem konstanten Zyklus;

eine erste Zählerschaltung (10), welche den Takt aus der ersten Takterzeugungsschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der ersten Zeiterzeugungsschaltung zu zählen beginnt; und

eine erste Latch-Schaltung (11) zum Einklinken eines Zählwerts der ersten Zählerschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der ersten Zeiterzeugungsschaltung, und

worin die Phasenvergleichsschaltung (4) eine Phasendifferenzausgabeschaltung (82) enthält, die umfaßt:

eine zweite Zeiterzeugungsschaltung (13) zum Erzeugen eines Zeitsignals aus dem Phasensignal und dem Phasenbezugssignal;

eine zweite Takterzeugungsschaltung (14) zum Erzeugen eines Takts mit einem konstanten Zyklus;

eine zweite Zählerschaltung (15), welche den Takt aus der zweiten Takterzeugungsschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der zweiten Zeiterzeugungsschaltung zu zählen beginnt; und

eine zweite Latch-Schaltung (16) zum Einklinken eines Zählwerts der zweiten Zählerschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der zweiten Zeiterzeugungsschaltung.

6. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung (5) umfaßt:

eine Oszillatorschaltung (18), die bei einer vorgeschriebenen Frequenz schwingt; und

eine rückstellbare Frequenzteilerschaltung (19) zum Teilen eines Ausgangs der Oszillatorschaltung, um das Phasenbezugssignal zu erhalten, wobei die Frequenzteilerschaltung durch das Rückstellsignal zurückgestellt wird.

7. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die rückstellbare Phasensignalerzeugungsschaltung (5) umfaßt:

eine Oszillatorschaltung (66), die bei einer vorgeschriebenen Frequenz schwingt;

eine Ausgangswerterzeugungsschaltung (64) zum Erzeugen eines Ausgangswerts; und

eine Zählerschaltung (65), die durch das Rückstellsignal zurückgestellt wird zum Laden des Ausgangswerts aus der Ausgangswerterzeugungsschaltung und zum nachfolgenden Zählen eines Ausgangs der Oszillatorschaltung.

8. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die Drehzahlvergleichsschaltung (3) umfaßt:

eine Zeiterzeugungsschaltung (8) zum Erzeugen eines Zeitsignals aus dem Drehzahlsignal;

eine Takterzeugungsschaltung (9) zum Erzeugen eines Takts mit einem konstanten Zyklus;

eine Zählerschaltung (10) zum Zählen des Takts aus der Takterzeugungsschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der Zeiterzeugungsschaltung; und

eine Latch-Schaltung (11) zum Einklinken eines Zählwerts der Zählerschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der Zeiterzeugungsschaltung.

9. Phasenregler nach Anspruch 1, in dem die Zusammensetzungsschaltung (6) umfaßt:

eine Additionsschaltung (67) zum Addieren des Drehzahldifferenzsignals aus der Drehzahlvergleichsschaltung und des Phasendifferenzsignals aus der Phasenvergleichsschaltung;

eine Zeiterzeugungsschaltung (69) zum Erzeugen eines Zeitsignals;

eine Datenbestimmungsschaltung (68) zum Ermitteln einer Veränderung eines Ausgabewerts der Additionsschaltung als Antwort auf das Zeitsignal aus der Zeiterzeugungsschaltung;

eine Logikinverterschaltung (70) ansprechend auf das Zeitsignal aus der Zeiterzeugungsschaltung und einen Ausgang der Datenbestimmungsschaltung zum Erzeugen eines Ladesignals und zum Invertieren eines daran angelegten Eingangssignals;

eine Synchronzählerschaltung (71) zum Zählen des Zeitsignals aus der Zeiterzeugungsschaltung und Laden des Ausgabewerts der Additionsschaltung als Antwort auf das Ladesignal aus der Logikinverterschaltung, wobei ein Ausgangssignal der Synchronzählerschaltung als das Eingangssignal an die Logikinverschaltung eingegeben wird; und

ein Tiefpaßfilter (72) zum Glätten eines Ausgangssignals der Logikinvertersschaltung.