JPH0429588A - ドラムモータ制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野〉 本発明は、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に用いられ
る回転磁気ヘッドの回転速度を制御するドラムモータ制
御装置に係り、特に速度制御用信号が有する偏差成分を
除去するための帰還型ディジタルくし形フィルタを備え
たドラムモータ制御装置に関する。

（従来の技術） 家庭用のビデオテープレコーダにおいては、回転磁気ヘ
ッドの回転速度及び回転位相を制御するために、ドラム
サーボ回路が設けられている。

回転磁気ヘッドが取り付けられるドラムを回転するドラ
ムモータには、その回転数に比例した周波数を持つパル
スを発生する周波数発電機（ＦＧ）と、その回転位相が
所定の位相に達した時にパルスを発生するパルス発生器
（ＰＧ）が取り付けられており、これらのパルスの周期
及び位相を制御することによりドラムモータ（即ち、回
転磁気ヘッド）の回転速度及び回転位相が制御されてい
る。

ところで、前記周波数発電機（ＦＣ）は、ドラムモータ
の回転軸に取り付けられているため、その取り付は精度
や回転軸の偏心、モータの界磁の影響等によって、発生
するＦＧパルスの振幅や位相が一定にならない、所謂Ｆ
Ｇむらが発生する。

このＦＧむらによって、ドラムモータの回転数が実際に
は一定であるにもかかわらず、ＦＧパルスの周波数が一
定となるように制御が行われるため、ドラムモータの回
転数が変動してしまうという問題がある。

この問題を解決する方法として、前記ＦＧむらの要因で
ある取り付は誤差及び偏心等に起因するドラムモータの
回転数の整数倍成分を除去する制御方式がテレビジョン
学会技術報告で発表されている。

第５図はその制御方式のブロック図である。この図に示
す制御方式は、発生するＦＧパルスの周期とその目標値
（ＦＧむらが無い時のセンター値）との偏差量を検出し
、ＦＧパルスの周期計測結果から、そのＦＧむらに基づ
いた偏差量に相当する量を減算するものであり、帰還型
ディジタルくし形フィルタと呼ばれている。

第５図において、入力端子２１にはＦＧむらを含む速度
差分信号Ｘが入力される。速度差分信号ＸはＦＧパルス
の一定周期からのずれｊｉ（即ち、速度変動誤差）を示
す信号であり、図示しない速度検出回路から出力される
。この速度差分信号Ｘは図示しないドラムモータの回転
速度の制御用信号として使用される。このＦＧむらを含
んだ速度差分信号Ｘは減算器２２の十入力端に入力され
、ここで乗算器２３から出力される信号と減算されて出
力端子２４からＦＧむらを除去した速度差分信号Ｙが出
力されるようになっている。２６Ａ　。

２６Ｂ　、２６Ｃ，２６Ｄは、加算器２５から入力され
るデータを順次保持し、ＦＧむらに基づく速度差分信号
の偏差量を蓄積するためのレジスタであり、ドラムモー
タ１の１回転当りのＦＧパルス数が４個の場合を示して
いる。加算機２５ではレジスタ２６ｄの出力と減算器２
２の出力Ｙとを加算し、レジスタ２６Ａに再び入力する
ようになっている。レジスタ２６Ｄの出力は乗算器２３
でに倍（０＜Ｋ＜１＞され、適当な振幅で減算器２２の
一入力端に供給され、前記速度差分信号Ｘから減算され
る。このように、減算器２２の出力Ｙを順次保持し１回
転後の出力Ｙと加算することにより、ドラムモータの回
転数の整数倍成分（即ち、ＦＧむらに基づく偏差成分）
を蓄積し、速度差分信号Ｘとの減算によってＰＧむらを
除去することができる。Ｋは、０＜Ｋ＜１　　なる定数
であり、Ｋを充分１より小さくすることにより、Ｑの高
い周波数特性を得ることができ、ドラムサーボ系への影
響を極力小さくすることができる。このようにしてモー
タの回転数に同期したＦＧむらを効果的に除去できる。

しかしながら、ＦＧむらの程度が大きい場合、係数Ｋを
１より充分小さくすると、帰還型の方式を採っているた
め、ＦＧむらを検出して除去するまでの応答時間が遅く
なり、モータ起動時等の初期状態においてＦＧむらを完
全に除去できないという問題がある。

このように、従来公表されている帰還型のディジタルく
し形フィルタでは、ＦＧむらの程度によって、目標とす
るＦＧむら改善度に達するまでの時間が変動し、ＦＧむ
らが大きい場合には、係数Ｋをある程度大きくしてフィ
ルタのＱを下げて使用せざるを得なかった。

（発明が解決しようとする課題） 上記の如く、従来のＦＧむらの除去方式は、モータの回
転数に同期したＦＧむらを効果的に除去することができ
るが、帰還方式を採っているため、モータの起動時等の
初期状態においてＦＧむらが完全に除去できないという
欠点がある。

本発明は上記の問題を解決するためのもので、起動時等
の初期状態でのＦＧむらの除去効果を改善し、かつ定常
時にＱの高いフィルタ特性が得られる帰還型ディジタル
くし型フィルタを備えたドラムモータ制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明のドラムモータ制御装置は、帰還型ディジタルく
し型フィルタの係数にの値を複数種とし、また速度検出
手段と位相検出手段より得られた検出信号により制御系
の状態を判断する手段を具備し、制御系の状態に応じて
フィルタ係数Ｋを選択的に切り換えるようにしたもので
ある。

（作用） 本発明においては、制御系の状態（初期状態か定常状態
か）に応じてフィルタ計数Ｋを切り換えることにより、
初期状態では応答性に優れた係数を選択してＦＧむらの
除去効果を改善することができ、定常状態ではＱの高い
周波数特性の係数に切り換えることができる。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のドラムモータ制御装置を示
すブロック図である。

第１図において、ドラムモータ１は磁気ヘッドを搭載し
たドラムを回転駆動するためのモータであり、そのモー
タ回転軸の近傍には、ドラムモータ１の回転位相に対応
したパルスＤ−ＰＧを発生するパルス発生器２と、ドラ
ムモータ１の回転速度に対応した周波数を有するパルス
Ｄ−ＦＧを発生ずる周波数発電機３とが取り付けられて
いる。

パルスＤ−ＰＧ及びパルスＤ−ＦＧはそれぞれシュミッ
ト回路４．５で波形整形されて、位相検出器６及び速度
検出器７に供給される。位相検出器６は、パルスＤ−Ｐ
Ｇの基準位相からのずれ量を検出し、ドラムモータ１の
回転位相を制御するための位相差分信号１００を出力す
るものである。

また、速度検出器７は、パルスＤ−ＦＧの基準周期から
のずれ量を検出し、ドラムモータ１の回転速度を制御す
るための速度差分信号２００を出力するものである。速
度検出器７からの速度差分信号２００は、帰還型ディジ
タルくし形フィルタで構成される信号むら除去回路８を
通して加算器１０の一方の入力端に供給される。加算器
１０の他方の入力端には位相検出器６からの位相差分信
号１００が入力される。

一方、前記位相検出器６からの位相差分信号１００及び
前記速度検出器７からの速度差分信号２００は速度位相
誤差検出器９に入力される。速度位相誤差検出器９では
信号１００及び２００に基づいて制御系の状態（例えば
、初期状態か定常状態か）を判断し、信号むら除去回路
８のフィルタの係数Ｋを切り換えるための制御信号４０
０を出力するようになっている。

加算器１０からの位相差分信号１００と速度差分信号２
００との加算出力はループフィルタ１１で積分され、回
転位相及び回転速度の制御信号として出力される。そし
て、ドライバ回Ｈ１２で増幅されてドラムモータ１の制
御巻線に供給される。

次に、本実施例の動作を説明する。

第１図において、速度検出器７は周波数発電機３から出
力されるパルスＤ−ＦＧがら速度差分信号２００を検出
し、位相検出器６はパルス発生器２から出力されるパル
スＤ−ＰＧから位相差分信号１００を検出する。信号む
ら除去回路８は、速度差分信号２００から信号むら成分
を検出除去した速度差分信号３００を出力する。加算器
１０は、速度差分信号３００と位相差分信号１００とを
加算し、加算結果はループフィルタ１１にて積分され、
回転制御信号としてドライバ回路１２に入力される。ド
ライバ回路１２は入力された回転制御信号を増幅して、
ドラムモータ１に出力する。

このようにして制御がなされている時、速度位相誤差検
出器９は、速度検出器７及び位相検出器６の出力が各々
目標速度及び目標位相に制御されているかどうかを検出
しており、この検出結果４００によって、信号むら除去
回路８の係数にの値を選択するように動作する。例えば
、速度位相誤差検出器９は、初期状態で“０”を出力し
、速度検出器７及び位相検出器６の検出結果が目標値の
±５％以内に、モータ回転が８回転の間に継続して入っ
た後に“１″を出力する。

第２図は第１図の信号むら除去回路８の構成を示すブロ
ック図である。この図において、第５図と同一機能の部
分には同符号を付して説明する。

第２図において、減算器２２．加算器２５．レジスタ２
６Ａ〜２６０は第５図と同様である。第５図と異なる点
は、レジスタ２６Ｄと減算器２２との間に、各々異なっ
た係数Ｋｌ　、に２を有する２つの乗算器２３＾、２３
Ｂを設けた構成とし、これらの乗算器２３Ａ　、２３Ｂ
のいずれか一方をスイッチ２７Ａ　、２７Ｂを用いて選
択的に切り換えて接続するようにしたものである。スイ
ッチ２７Ａは、レジスタ２６Ｄの保持信号を制御信号４
００に応じて選択的に乗算器２３Ａ　、２３Ｂのいずれ
か一方に入力し、またスイッチ２７Ｂは、乗算器２３Ａ
　、２３Ｂの出力のいずれか一方を制御信号４００に応
じて選択的に出力して減算器２２の一端子に供給するも
のである。

次に、第２図の信号むら除去回路８の動作について説明
する。乗算器２３Ａ　、２３Ｂの係数に１゜Ｋ２は、Ｏ
＜Ｋ１　＜Ｋ２　＜１　　なる条件を満足する定数であ
り、ここでは、Ｋ１　＝１／６４．に２＝１／１６とし
て説明する。速度位相誤差検出器９より出力される信号
４００が“０”の時（例えば初期状態の時）、スイッチ
２７Ａ　、２７Ｂはｂ側を選択し、信号４００が“１”
の時（例えば定常状態の時）、ａ側を選択する。第３図
に、係数にの値の違いによるフィルタの周波数特性を示
す。

第３図において、（ａ）は振幅周波数特性を示し、（ｂ
）は位相周波数特性を示している。また、第４図に、イ
系数にの値の違いによるフィルタの過渡応答特性を示す
。第３図及び第４図より明らかなように、Ｋ＝に＋　＝
１／６４　　の場合、周波数特性はＱが高く、制御系に
及ぼす影響が少ない反面、過渡応答が劣っている。に＝
に１　＝１／１６　　の場合は、その反対に、周波数特
性はＱが低く、制御系に及ぼす影響が多いが、過渡応答
に優れている。従って、初期状態でスイッチ２７Ａ及び
２７Ｂがｂ側にある場合、過渡応答特性に優れている係
数に２を使用し、サーボロック後の定常状態では、Ｑの
高い周波数特性を有する係数に１を使用することになる
。

本実施例によれば、速度位相誤差検出器９の出力によっ
て帰還型ディジタルくし形フィルタの係数を、制御系の
状況に応じて切り換えることが可能となり、ＦＧむらの
程度が悪い場合でも、実用性のあるＦＧむら除去効果を
得ることが可能となる。

また、本実施例の方式によれば、速度位相誤差検出器９
の検出許容範囲を広くとれば、パルスＤ−ＦＧの精度を
落としても制御系の状態を判定することができ、コスト
の削減を図ることができる。

従って、パルスＤ−ＦＧとして、例えばドラムモータ１
の相切換えのためのスイッチングパルスを使用すること
も可能となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、フィルタ係数を制御
系の状況に応じて切り換えることができるので、起動時
等の初期状態のようにＦＧむらの大きい場合でも良好な
応答性を持ったＦＧむらの除去効果を得ることができる
。しかも、定常状態では、Ｑの高い周波数特性を得るこ
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のドラムモータ制御装置を示
すブロック図、第２図は第１図における信号むら除去回
路の構成を示すブロック図、第３図は第２図の回路の動
作を説明する周波数特性図、第４図は第２図の回路の動
作を説明する過渡応答特性図、第５図は従来の信号むら
除去回路を精成する帰還型ディジタルくし形フィルタを
示すブロック図である。 １・・・ドラムモータ、２・・・パルス発生器、３・・
・周波数発電機、６・・・位相検出器、７・・・速度検
出器、８・・・信号むら除去回路、９・・速度位相誤差
検出器、ｌＯ・・・加算器、１１・・・ループフィルタ
、１２・・・ドライバ回路、２２・・・減算器、２３Ａ
　、２３Ｂ・・・係数器、２５・・・加算器、２６Ａ〜
２６Ｄ・・・レジスタ、２７Ａ　、２７Ｂ・・・スイッ
チ、 １００・・・位相差分信号、 ２００・・・速度差分信号、 ４００・・・係数切換えの制御信号。 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ドラムモータの回転速度に対応した速度信号を得る第１
   の信号検出手段と、 前記ドラムモータの回転位相に対応した位相信号を得る
   第２の信号検出手段と、 前記速度信号と前記ドラムモータの目標回転速度との速
   度差分信号を検出する速度検出手段と、前記位相信号と
   前記ドラムモータの目標回転位相との位相差分信号を検
   出する位相検出手段と、前記速度差分信号が含む偏差成
   分を記憶する記憶手段を備え、前記速度差分信号からこ
   の記憶手段に記憶された前記偏差成分をＫ倍（０＜Ｋ＜
   １）したデータを減算して得た信号を速度帰還信号とす
   ると共に、この速度帰還信号と前記偏差成分とを加算し
   た値を新たな偏差成分として前記記憶手段に記憶する帰
   還型ディジタルくし形フィルタと、このフィルタから出
   力される前記速度帰還信号と前記位相差分信号を加算す
   る加算手段と、この加算出力を積分し、前記ドラムモー
   タの回転速度及び回転位相を制御する制御信号を出力す
   る手段とを具備したドラムモータ制御装置において、 前記帰還型ディジタルくし形フィルタにおけるフィルタ
   係数Ｋの値を制御信号にて切換え可能とする係数切換え
   手段と、 前記速度検出手段と前記位相検出手段の出力がそれぞれ
   目標回転速度及び目標回転位相に制御されているかどう
   かを検出することにより、制御系の状態を判断し、制御
   系の状態に応じた係数切換え制御信号を前記係数切換え
   手段に出力する手段と を具備したことを特徴とするドラムモータ制御装置。