JPH0471378A - 帰還型ディジタルくし形フィルタ - 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、例えばビデオテープレコーダ（■ＴＲ）に用
いられる磁気ヘッドの回転速度を制御するドラムモータ
制御装置において、モータの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、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。磁気ヘッドが取りイ］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ずる周波数発電機（Ｆ
Ｇ）と、その回転位相が所定の位相に達した時にパルス
を発生ずるパルス発生器（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、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（ＦＧ）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、発生ず
るＦＧパルスの振幅や位相が一定にならない、所謂ＦＧ
むらが発生する。このＦＧむらに起因して、ＦＧ倍信号
はドラムモータの回転数の整数倍成分が発生ずる。これ
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
に制御が行われるなめ、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むらに起因し
て発生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３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、発生ずる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（オフセラＩ・量）を減算する
ものであり、！１＊還型ディジタルくし形フィルタと呼
ばれている。

第３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量（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。この速度差分信号Ｙはループ
フィルタにて積分された後、モータの回転数を制御する
信号として図示しないドラムモータに供給される。２６
八、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。加算器２５ではレジスタ２６Ｄの出力と減算器
２２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２
３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Ｆ
Ｇむらに相当する信号成分を減算している。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むらに基づくオフセット成分）を蓄積し
、速度差分信号Ｘとの減算によってＦＧ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、ドラムザーボ制御系への影響を極力
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むら成分を効果的に除去できる。

第４図に係数Ｋ　＝　１．　／　６４の場合のフィルタ
の周波数特性を示す。第４図において、（ａ）はフィル
タの振幅周波数特性を示し、（ｂ）はフィルタの位相周
波数特性を示している。ここでモータ回転数は３０Ｈｚ
としている。第４図（ａ）より明らかなようにモータ回
転数（３０Ｈ７）の整数倍成分が城しられ、該成分が除
去されることが分かる。

しかしながら、同時に直流ゲインも減じられ直流成分が
除去されることが分かる。

これは、ドラムザーボ制御系に直流的な外乱が入力され
た時、その外乱入力に対する制御系のゲインがないこと
を意味し、制御系に直流オフセットが発生ずることを意
味している。

従って、例えば、ドラムモータにテープ負荷等の直流的
な外乱が発生し、モータの回転数が低下している時でも
、目標速度との偏差成分がフィルタ内のレジスタに蓄積
され、モータ速度制御用信号から除去されるため、モー
タ回転数があたかも目標回転数で回っているが如く制御
がなされ、モータ回転数が低下したままとなる状況が発
生ずる。

（発明が解決しようとする課題） 上記の如く、従来の帰還型ディジタルくし形フィルタで
は、制御系の直流ゲインが低下してしまうという問題が
あった。

本発明は上記の問題を解決するためのもので、帰還型デ
ィジタルくし形フィルタ内で発生する直流オフセラＩ・
を除去することにより、直流ゲイン低下に起因する制御
系のオフセット発生を抑えるようにした帰還型ディジタ
ルくし形フィルタを提供することを目的とするものであ
る。

［発明の構成］ く課題を解決するための手段） 本発明の帰還型ディジタルくし形フィルタは、速度差分
信号に含まれる偏差成分を記憶する記憶手段くレジスタ
）の内容を、モータ１回転毎に積分する手段を具備し、
その積分結果をＬ倍（ＯＬ〈１）した値を直流オフセッ
ト成分として、次のモータ１回転期間に、前記記憶手段
に入力する記憶更新データから減算するようにしたもの
である。

（作用） 本発明においては、モータ１回転毎の記憶手段（レジス
タ）内容を積分した結果を、次の］回転期間中の記憶更
新データから減算することによって、記憶手段内に含ま
れる直流オフセット成分を除去することができる。

（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帰還型ディジタルくし形フ
ィルタを示すブロック図で、第２図は第１図のくし形フ
ィルタが用いられるＶＴＲのドラムモータ制御装置を示
すブロック図である。

まず、第２図について説明する。

第２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
タ凹転軸の近傍には、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＠３とが取りイ」（ツら
れている。

パルスＤ−ＰＧ及びパルスＤ−ＦＧはそれぞれシュミツ
Ｉ・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−
ＰＧの基準位相からのずれ量を検出し、ドラムモーター
の回転位相を制御するなめの位相差分信号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、ドラムモーター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がらの速度差分信号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がらの位相
差分信号１００が入力される。

帰還型ディジタルくし形フィルタ８は、ＦＧむらに基づ
いたオフセット成分を除去するためのものであるが、制
御信号４００を用いて、フィルタ内部に発生するオフセ
ット成分からモーター回転毎に直流オフセット成分を算
出し、この直流オフセット成分を予めフィルタ内部のオ
フセット成分から減算することにより、フィルタ出力が
ら直流成分が除去される（即ち、制御系の直流ゲインが
なくなる）ことのないように構成している。

加算器１０からの位相差分信号１００と帰還型ディジタ
ルくし形フィルタ８からの速度差分信号３００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
回路１２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、第１図を参照して上記の帰還型ディジタルくし形
フィルタ８の構成を説明する。この図において、第３図
と同一機能の部分には同符号を付して説明する。

第１図において、減算器２２２乗算器２３．加算器２５
．レジスタ２６Ａ〜２６Ｄは第３図の回路構成と同様で
ある。第１−図では、第３図の構成に加えて、加算器２
７．レジスタ２８１乗算器２９、スイッチ３０．レジス
タ３１．及び減算器３２を設けている。加算器２７は前
記レジスタ２６Ｄとレジスタ２８から各々出力されるデ
ータを加算してレジスタ２８及び乗算器２つに供給し、
レジスタ２８は加算器２７の加算結果を保持する。

乗算器２つは加算器２７からの加算結果をＬ倍して、ス
イッチ３０の一方の入力端ａに供給する。

スイッチ３０では、乗算器２９の出力とレジスタ３１の
出力を制御信号４００で選択してレジスタ３１へ出力す
る。制御信号４００は、モータ１回転毎に１回、スイッ
チ３０をａ側に切り換え、スイッチ３０の出力をレジス
タ３１に伝達すると同時に、レジスタ２８の内容をクリ
アＩＩ　Ｑ　１１する制御信号である。レジスタ３１は
スイッチ３０の出力を保持し、スイッチ３０の入力端す
に供給すると共に、減算器３２の一入力端に供給する。

減算器３２は前記加算器２５の出力結果からレジスタ３
１の内容を減算し、前記レジスタ２６Ａに供給する。

次に第１図の実施例の動作を説明する。

今、直流オフセラＩ・を含むオフセット成分が重畳され
た入力データ（速度差分信号）２００が入力された場合
、オフセット量が加算器２５で加算されてレジスタ２６
八〜２６Ｄで順次保持される。

この時、従来例では、その蓄積されたオフセット量が減
算器２２へ入力され、入力データからそのオフセット量
を除去するなめ、直流オフセット成分についても除去さ
れ、直流オフセラＩ・の発生を出力端子２４へ伝達でき
ず、制御系の直流ゲインが低下する（直流成分によるモ
ータ制御ができなくなる）。本実施例では、モータ１回
転毎のオフセフｌ−量を、加算器２７及びレジスタ２８
による１回転毎の累積加算く積分）によって求め、その
積分結果を１回転毎に乗算器２つでＩ−倍（ｏ　＜　Ｉ
−〈１）して直流オフセット成分を得、スイッチ３０を
通して１回転毎にレジスタ３１に記憶し、減算器３２に
てレジスタ２６Ａ〜２６Ｄの蓄積内容から減算すること
によって、レジスタ２６Ａ〜２６Ｄに蓄えられるオフセ
ット量から直流オフセット量を除去するようにしたもの
である。これによって、乗算器２３から減算器２２へは
直流オフセットが除去されたオフセット成分が出力され
るので、入力データ２００に重畳されたオフセット成分
はその直流オフセラＩ・が減算器２２で減算されること
なく、出力端子２４へ伝達されることになり、制御系の
直流ゲインを低下させることがなくなる（即ち、制御系
の直流オフセット発生を抑えるように制御することがで
きる）。また、入力データ２００に重畳されたオフセッ
トはそのＦＧむらに基づく通常のオフセット成分は減算
器２２で減算されるので、出力端子２４へ伝達されず、
制御系へ伝達されるＦＧむらを抑えることができる。

本実施例によれば、モータ１回転毎に制御系の直流オフ
セットの発生を検出、除去できるようになり、直流的な
外乱が制御系へ入力されても、その外乱を抑圧すること
が可能となり、制御系に直流オフセラ■・が発生するこ
とがない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、帰還型ディジタルく
し形フィルタ内で発生する直流オフセットを除去するこ
とにより、直流ゲイン低下に起因する制御系のオフセッ
ト発生を抑えることができ、しかも本来の信号むら除去
効果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帰還型ディジタルくし形フ
ィルタを示すブロック図、第２図は第１図のくし形フィ
ルタが用いられるドラムモータ制御装置の構成を示すブ
ロック図、第３図は従来の帰還型ディジタルくし形フィ
ルタを示すブロック図、第４図は第３図のフィルタの周
波数特性図である。 １・・・ドラムモータ、２・・・パルス発生器、３・・
・周波数発電機、７・・・速度検出器、８・・・帰還型
ディジタルくし形フィルタ、１０・・・加算器、２１・
・・速度差分信号入力端子、２２・・・減算器、２３・
・・乗算器、２４・・・速度差分信号出力端子、２５・
・・加算器、２６Ａ〜２６Ｄ・・・レジスタ、 ２７・・・加算器、２８．３１・・・レジスタ、２９・
・・乗算器、３０・・・スイッチ、３２・・・減算器、
２００，３００・・・速度差分信号、４００・・・制御
信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータの回転速度に対応した速度信号と目標回転速度と
   の速度差分信号及びこの信号に内在される偏差成分を減
   算器に供給すると共に、この偏差成分を記憶する第１の
   記憶手段を備え、この第１の記憶手段に記憶された前記
   偏差成分をＫ倍（０＜Ｋ＜１）したデータを前記減算器
   に供給し減算処理することによって速度制御信号を得る
   帰還型ディジタルくし形フィルタにおいて、 前記第１の記憶手段に記憶された前記偏差成分のモータ
   １回転毎の総和を計算する手段と、その計算結果をＬ倍
   （０＜Ｌ＜１）し前記偏差成分の直流分として記憶する
   第２の記憶手段とを設け、この第２の記憶手段に記憶さ
   れたデータを前記速度制御信号と前記偏差成分とを加算
   した信号より減算し、その値を新たな偏差成分として、
   前記第１の記憶手段に記憶させることを特徴とする帰還
   型ディジタルくし形フィルタ。