JPH04504798A - 制御回路およびモータの速度を制御するための装置およびアナログ制御信号を制御ループ信号から形成する方法 - 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】 制御回路 本発明は請求項１の上位概念による制御回路から出発する。この種の回路はＤＥ −ＡＳ２０００９０７から公知である。

周波数制御に対するこの種の制御回路は、螺旋状トラックを有する記録担体、例 えばＣＤディスクまたはＭＯＤディスクにおいて必要である。この種のディスク では螺旋状トラックに沿って一定の周波数のパイロット信号が記録されている。

このパイロット信号により記録担体は、記録および再生の際に回転数が次のよう に制御される。すなわち、走査器個所における周速度、ひいては全半径にわたっ て走査速度が一定であるように制御される。その際、ディスクから走査された周 波数はプロセッサに供給される。プロセッサでは周波数偏差からパルス幅変調さ れた信号が形成される。

この信号はスイッチとローパスフィルタを介して、記録担体の回転数に対する制 御電圧を送出する。この種のプロセッサは例えばモータの回転数制御のために、 周波数偏差の全領域にわたり２５６ステツプを有するＰＷＭ信号を送出する。こ の周波数偏差が制御回路により制御されるものである。実質的に制御回路の投入 接続時およびロックイン時にのみ作動する粗−制御領域に関してはこのステップ 数は一般的に十分である。

しかし定常的に同期動作する徴−制御領域に対しては、この微−制御領域は全組 −制御領域の僅かな部分でしかないが、残っているステップ数は、モータの回転 数の申し分のない正確な制御に対して十分でない。しかしこの同期状態では比較 的に高い分解能、すなわち徽−制御領域内に比較的多数のステップ数が所望され る。徽−制御領域内のこのような比較的多数のステップ数は、全制御領域にわた り例えば比較的多数の２０４８ステツプ数に相応する１１ビツトのプロセッサに よって達成される。しかしこの種のプロセッサは実際上条（の場合使用不可能で あり、そのため２５６ステツプに相応する８ビツトのＰＷＭを有する別のプロセ ッサにより処理しなければならない。

本発明の課題は、前述の制御回路を、プロセッサにより設定されるＰＷＭのステ ップ数を変更することなく、しかも粗−制御領域を犠牲にすることなく、比較的 に高い分解能の微−制御領域を得ることである。この課題は請求項１に記載の本 発明により解決される。

本発明では、興なる高さの直流電圧が印加される２つのスイッチにより２つの制 御領域が設定される。この制御領域間はそれぞれの偏差に相応して選択スイッチ により切り換えられる。全制御領域の一部でしかない徴−制御領域に対しても、 プロセッサで使用可能なＰＷＭの例えば２５６ステツプ数が使用される。定常的 に同期動作するため、はとんどの時間動作することになる徽−制御に対して、Ｐ ＷＭの使用可能ステップ数に相応する高い分解能が得られる。それにもかかわら ず粗−制御領域の大きさは減少しない。確かに、粗−制御領域内の分解能は相応 して低下する。しかしこれは僅かな欠点でしかない。というのは、粗−制御領域 は投入接続時およびロックイン時のみしか作用せず、ステップ数の減少はロック イン過程の促進に有利に作用し得るからである。

本発明は基本的に、パルス幅変調信号をアナログ制御電圧に変換するのに用いる ことができる。本発明の回路は、ＣＤプレーヤ、ＭＯＤＣＤプレーヤレビジョン 受信機およびビデオレコーダに適用できる。また本発明は、パルス幅変調された 信号を復調するのに用いることができる。すなわちいわゆるＰＷＭ（パルス幅変 調）をデコードし、変調信号を再生するのに用いることができる。

本発明を以下図面に基づき、周波数制御回路に対する実施例で説明する。

図１は、公知の制御回路のブロック回路図である。

図２は、本発明により構成された制御回路のブロック回路図である。

図３、図４は、図２の回路の作用を説明するための線図である。

図１は、螺旋状トラックを有するＣＤディスクまたはＭＯＤディスクＰを駆動す るモータＭを示す。ディスクＰに対する走査ヘッドＡは、既に記録された信号を 周波数２２ｋＨｚで送出する。一定の走査速度を得るために、ディスクＰの回転 数は、ディスク外周に向かうほど小さくなるように制御されなければならない。

すなわち、それぞれの走査半径が変化しても信号１が常に２２ｋＨｚの周波数を 有するように制御される。信号１はプロセッサ２に供給され、そこで周波数が評 価される。プロセッサ２は信号１の周波数偏差に基づき、８ｋＨｚの周波数のパ ルス幅変調信号３を送出する。この信号はそれぞれの周波数偏差に相応して、１ ：１のディーティ比から始まってパルス幅変調されている。信号３はスイッチ４ を制御し、スイッチ４の出力側はそれにより、直流電圧＋Ｕｌと−Ｕ１の間で切 り替えられる。スイッチ４の出力側に接続されたローパスフィルタ５は制御電圧 Ｕｒを送出する。この制御電圧の大きさは振幅および極性において、信号ｌのそ れぞれの周波数に依存している。制御電圧Ｕｒは増幅器６を介してモータＭの入 力側に供給され、信号１が一定の周波数となるよう、すなわち走査ヘッドＡの一 定の走査速度が得られるようにモータの回転数を制御する。

図２では信号３は同じに２つのスイッチ４ａと４ｂを制御する。これらのスイッ チには異なる高さの直流電圧、すなわち±ＩＶと＋８ｖが印加される。ローパス フィルタ５の入力側は選択スイッチ７と接続されており、信号１の周波数偏差に 依存してスイッチ４ａと４ｂの２つの出力側の間で切換られる。この切換は調整 量Ｕｓにより行われる。調整量はプロセッサ２にて、信号１の実際の周波数偏差 に依存して検出され、徽−制御領域と粗−制御領域との切換を行う。この２つの 領域について以下詳細に説明する。

徽−制御領域 図３には、信号１の目標周波数ｆＯからの周波数偏差−ｆｌと÷ｆ１にわたる徴 −制御領域が示されている。この制御領域に対しては、選択スイッチ７がスイッ チ４ａの出力側に切り換えられ、＋１ｖの最大制御電圧Ｕｒが得られる。プロセ ッサ２はこの制御領域内では次のように動作する。すなわち、−ｆｌまたは十ｆ １の周波数偏差が信号３における１００％のパルス幅変調度を生じさせるように 動作する。プロセッサ２が変調信号３に対して使用し得る総ステツプ数は２５６ である。従いこのステップ数が微−制御領域にわたフて分散され、各ステップＳ 毎の制御電圧Ｕｒの変化は２０００ｍＶ＋２５６−７．８ｍＶとなる。この値は 、定常同期領域Ｂ１においてモータＭを微周波数制御するのに十分小さく、所望 のものである。

粗−制御領域 電圧ｌにおける周波数偏差が−ｆ１または十ｆｌの値を上回ると、制御回路はも はや機能しなくなる。なぜなら、制御回路はスイッチ４ａによって、＋ｌＶまた は一１ｖより大きな制御電圧を送出することができないからである。従って、制 御領域Ｂ２中の制御領域Ｂ１の移行点Ｐにて、選択スイッチ７は調整量Ｕｓによ り、スイッチ４ｂの出力側に切り換えられる。スイッチ４ｂの入力側において直 流電圧が８ｖに高められたことにより、制御電圧Ｕｒは一８■と＋８ｖとの間の 値を取ることができるようになる。しかし信号３の変調度が移行点Ｐにおいて相 変わらず１００％に留まれば、制御電圧はこの時点においてこの係数だけ跳躍す る。従って、選択スイッチ７の操作と同期して、信号３のＰＷＭの変調度は移行 点Ｐにおいて比較的小さな値に切り換えられる。すなわち、１ｖから８ｖに直流 電圧が高められたにもかかわらず、形成された制御電圧Ｕｒはまず一定に留まる 。切換は例えば変調度９９％と変調度５６％で行われる。回路は今度、−ｆ２と ＋ｆ２の間の比較的に大きな制御領域で、所望とする粗−制御領域が得られるよ う動作する。ＰＷＭのステップ数は相変わらず２５６である。従ってこのステッ プ数が一８Ｖと＋８Ｖの制御電圧領域に分散される。これにより比較的低い分解 能が得られ、信号３のＰＷＭ変調の各ステップＳは１６０００ｍＶ＋２５６＝６ ２．５ｍＶとなる。従い分解能は領域Ｂ１に対して所望のように相応に低減され ている。この粗制御は図４に示すように制御領域Ｂｌにおいて相応に低い分解能 を生ゼしぬる。しかしこの分解能はこの領域において選択スイッチ７による、ス イッチ４ａの微制御を投入接続することにより遮断される。

信号ｌにおける周波数偏差の大きさに応じて選択的に、−１Ｖから＋１ｖまでの 制御電圧領域Ｕｒによる一ｆｌかも＋ｆ１までの高分解能の黴−制御領域Ｂ１と 、−ｆ２から＋ｆ２までの低分解能の粗−制御領域Ｂ２とが作動される。種々異 なる大きさの直流電圧が印加される２つのスイッチ４ａと４ｂの代りに、信号３ によって操作されるただ１つのスイッチを設けることもできる。このスイッチの 入力側には選択的に異なる大きさの直流電圧が選択的に印加される。他だ１つの スイッチの入力は電子安定化型１１１装置から供給することができる。この電源 装置の出力電圧は電子的に制御回路への作用により、ｌｖと８Ｖとの間で調整量 ＵＳによって切り換えられる。この場合選択スイッチ７は省略され、一方調整量 Ｕｓが、ただ１つのスイッチ４を制御する電Ｘ装置に対して、制御領域Ｂ１とＢ ２の切換のために作用する。２つ以上のスイッチ４を設けることも可能である。

これらのスイッチには２つ以上の制御領域を区別するため、異なる大きさの相応 の直流電圧が印加される。スイッチの入力側にそれぞれ印加される直流電圧は必 ずしも正と負の同じ大きさである必要はない。直流電圧は同じ極性の異なる振幅 を有することもできる。その場合、ｌＩｐｊｗＪ電圧Ｕｒは、信号ｌが２２ｋＨ ｚの目標周波数ｆＯを有しているときに、ＴＪｒ＝Ｏの場合に対する直流電圧値 を有することとなる。これにより例えば、口振回転数において種々異なる動作点 を有する種々異なるモータに適合することができる。マイクロプロセッサ制御を 行うならば、機器の各投入接続の際に、短時間の検査過程（約１秒）でこの適合 を行うことができる。これにより、例えばモータの老化、モータデータの変化を 補正することができる。

本発明を周波数制御の例で説明してきた。しかし本発明は、位相制御回路、また は周波数制御と位相制御の組合せ回路、例えば発振器（ＶＣＯ）を所定の同期電 圧の周波数と位相に制御するためのＰＬＬ回路、信号からＰＣＭクロックを生成 するためのＰＬＬ回路またシよテレビジョン受信機での偏向回路に対して適用す ることができる。

Ｆｉｇ、１　（ｂｅｋａｎｎｔ） ◆８■ Ｕｒ＝　Ａ’Ｊ　Ｕｒ＝＋　１ 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．偏差から形成されたパルス幅変調信号（３）によりスイッチ（４）の出力側 が、２つの異なる高さの直流電圧（＋Ｕ、−Ｕ）間で切り換えられ、前記出力側 はアナログ制御電圧（Ｕｒ）を送出するローバスフィルタ（５）と接続されてい る制御回路において、ローバスフィルタ（５）の入力側は選択スイッチ（７）を 介して第２のスイッチ（４ａ）の出力側に切換可能であり、 前記選択スイッチは前記偏差（ｆ１、ｆ２）に依存して操作されるものであり、 前記第２のスイッチは同じパルス幅変調信号（３）により制御され、前記第１の スイッチ（４ａ）に印加される直流電圧とは異なる大きさの直流電圧（±８Ｖ） が印加されることを特徴とする制御回路。
2. ２．スイッチ（４ａ、４ｂ）の入力側に印加されるそれぞれ２つの直流電圧（± １Ｖ；±８Ｖ）は同じ大きさと反対方向の極性を有している請求項１記載の制御 回路。
3. ３．小さな直流電圧（±１Ｖ）が印加される第１のスイッチ（４ａ）は、小さな 周波数偏差（±ｆ１）と１００％のパルス幅変調度とを備えた微−制御領域（Ｂ １）に対するものであり、比較的大きな直流電圧（±８Ｖ）の印加される第２の スイッチ（４ｂ）は、大きな周波数偏差（±ｆ２）と同様に１００％のパルス幅 変調度を備えた粗−制御領域に対して設けられたものである請求項１記載の制御 装置。
4. ４．微−制御領域（Ｂ１）から粗−制御領域（Ｂ２）への移行点（Ｐ）において ＰＷＭの変調度は、作用しているそれぞれのスイッチ（４ａ，４ｂ）に印加され る直流電圧（１Ｖないし８Ｖ）の上昇に相応して次のように減少される、すなわ ち、形成されるアナログ制御電圧（Ｕｒ）の連続的経過が２つの制御領域（Ｂ１ ，Ｂ２）にわたって得られるように減少される請求項３記載の制御回路。
5. ５．２つのスイッチ（４ａ，４ｂ）と選択スイッチ（７）とが、入力側に選択的 に異なる高さの直流電圧（１Ｖ，８Ｖ）の印加される１つのスイッチにより置き 換えられる請求項１記載の制御回路。
6. ６．一方のスイッチ（４ａ）により形成される微−制御領域（Ｂ１）の位置は、 他方のスイッチ（４ｂ）により形成される粗−制御領域（Ｂ１）内の任意の個所 に置かれる請求項１記載の制御回路。
7. ７．微−制御領域（Ｂ１）の幅は粗−制御領域に対して小さく、分解能は高い請 求項６記載の制御回路。