JPH09505929A - サーボ制御ループを含む記録および／または再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 情報信号を、縦の記録キャリヤ（２）上のトラック中に記録／再生する記録および／または再生装置は、リール（９）を駆動し、回転させ、前記記録キャリヤのその長手方向において供給動作を行うモータ（１１）を含むリール駆動手段を具える。記録キャリヤ速度検出手段（２０，２１，５６）は、前記供給動作中の前記記録キャリヤの速度に関係する第１検出信号を発生するために存在する。第２検出手段（１８，６０）が存在し、前記リールに巻回されている前記記録キャリヤの巻き半径と関係を有する第２検出信号の発生に適合する。さらに、信号結合手段（５８，６４）は、前記記録キャリヤの供給速度が予め決められた速度と等しくなるようなサーボ制御信号を得るために、前記第１および第２検出信号を、前記記録キャリヤの予め決められた速度を表す予め決められた信号と結合するために存在する。前記信号結合手段は、前記予め決められた信号と前記第１検出信号との間の偏差の計算と、前記偏差の前記第２検出信号への非線形的結合とに相当するような前記サーボ制御信号の発生に適合する。

Description

【発明の詳細な説明】 サーボ制御ループを含む記録および／または再生装置 本発明は、情報信号を縦の記録キャリヤにおけるトラックに記録／再生する装 置であって、 リールを駆動して回転して前記記録キャリヤのその長手方向における供給動作 を行うモータを含むリール駆動手段と、 前記供給動作中に前記記録キャリヤの速度に関して第１検出信号を発生する記 録キャリヤ速度検出手段と、 第２検出信号を発生する第２検出手段と、 前記第１および第２検出信号と、前記記録キャリヤの予め決められた速度を表 す予め決められた信号とを結合し、その結果前記記録キャリヤの供給速度が前記 予め決められた速度と等しくなるようにする信号結合手段とを具える装置に関す るものである。 このような装置は、欧州特許出願公開明細書第５７０，９５６Ａ２号から既知 である。さらに特に、この刊行物の図４６に示されている装置は、速度制御ルー プとして働く外部（または第１）サーボ制御ループを含み、このループにおいて 、前記記録キャリヤの実際の速度に関する第１検出信号と、前記記録キャリヤの 所望の速度に関する予め決められた信号とを比較する。さらに、内部（または第 ２）サーボループが存在し、このループにおいて、回転速度を測定して第２フィ ードバック信号として使用し、前記モータの速度制御を向上させる。 結果として生じるサーボ制御信号を使用し、巻き取りリールを回転させるため に、前記モータに供給信号を供給する。 しかしながらこの既知の装置は、既知のサーボシステムによって十分に抑制す ることができない記録キャリヤ速度において不規則になりやすい。 本発明の目的は、記録キャリヤ速度の変化に対してより高い抑制能力を有する 、改善された記録および／または再生装置を提供することである。 本発明による装置は、前記第２検出手段を、前記リールに巻回されている記録 キャリヤの巻き半径に関係する第２検出信号の発生に適合させ、前記信号結合手 段を、前記予め決められた信号と前記第１検出信号との間の偏差の計算と、前記 偏差と前記第２検出信号との非線形な結合とに相当するような、前記サーボ制御 信号の発生に適合させたことを特徴とする。 本発明は、前記記録キャリヤを前記モータによって駆動される前記リールに供 給している間、前記リールに巻回される前記記録キャリヤの巻き半径は、一般に 小さい値から大きい値に変化するという認識に基づいている。このため、サーボ ゲインは変化する。サーボシステムの動作範囲全体に対する速度コントローラが 必要となる。しかしながら、変化するゲインは、前記サーボシステムの達成しう る性能を制限する。 本発明に従って、前記リールに巻回される記録キャリヤの巻き半径の変化に応 じた非線形的補償を提案することによって、前記サーボシステムを、この変化と 実際的に独立に製作することができ、その結果、前記サーボシステムの性能が向 上する。 前記第２の検出を、リールの回転速度に応じた前記第２検出信号の発生に適合 させてもよい。前記リールを、巻き取りリールとしてもよいが、代わりに繰り出 しリールとしてもよく、前記巻き取りリールにおける半径は、前記記録キャリヤ の全体の長さが既知の場合、前記繰り出しリールの半径から決定される。 本装置は、前記第２検出手段を、前記第２検出信号が前記半径分の１に比例す るような前記第２検出信号の発生に適合させ、前記信号結合手段を、前記予め決 められた信号と前記第１検出信号との間の偏差の計算と、前記偏差と前記第２検 出信号との結合とに相当するような前記サーボ制御信号の発生に適合させ、前記 信号結合手段が、 前記偏差を計算する偏差計算手段と、 前記偏差と前記第２検出信号とを乗算する乗算手段とを具えることを、さらに 特徴としてもよい。前記外部制御ループが、すでに前記記録キャリヤの速度を実 際的に一定に保持できるとすると、前記第２検出信号を、リールの回転速度のみ を検出する検出手段から得ることができる。 本装置は、前記信号結合手段が、 前記第２検出信号を得るために、前記第３検出信号を前記第１検出信号に非線 形的に結合する結合手段をさらに具えることをさらに特徴としてもよい。しかし ながら、前記外部ループが、前記記録速度を一定に保持できない場合、前記第２ 検出信号を得るために前記第１検出信号も必要になる。さらに特に、前記リール 回転速度検出手段を、前記リールの回転速度に比例する第３検出信号の発生に適 合させ、前記結合手段を、前記第３検出信号の前記第１検出信号による除算に適 合させる。 前記記録キャリヤ速度検出手段の種々の実現化が可能である。あるこのような 実現化は、前記速度検出手段が、前記記録キャリヤが供給された場合それによっ て回転するように前記記録キャリヤに接触する回転可能部材を含むようなもので ある。前記回転可能部材の実施例を、欧州特許明細書第９４２０１６１８９号に 記載されているようなものとすることができる。前記速度検出手段の他の実現化 は、記録キャリヤにおいて追加の制御トラックを使用し、前記トラック中に記録 されたパルスを有する。読み取りヘッドを使用して、前記パルスを読み取り、前 記第１検出信号を得るために使用することができる。 本発明は、本発明によるサーボ制御がないと、記録キャリヤの速度変化が、キ ャプスタンを設けられた装置におけるより非常に大きくなってしまう、キャプス タンがない形式の装置において特に好適である。 本発明のこれらの態様および他の態様を、図に示す実施例の参照とともにさら に明らかにする。 図１は、本装置の実施例を示し、 図２は、図１のサーボ制御回路の実施例を示し、 図３は、サーボ制御回路の他の実施例を示し、 図４は、図２のサーボ制御回路をさらに詳細に示す。 図１は、記録キャリヤ２上に／から情報を記録／再生する装置の実施例を示す 。前記記録キャリヤを、繰り出しリール８からガイドローラ１３および１４を介 して巻き取りリール９に速度ｖ_tで輸送されるテープ状記録キャリヤとする。輸 送の方向を、図において矢印によって示す。本実施例において、前記テープの輸 送を、前記巻き取りリール９に結合されたリールモータ１１によって実現する。 本実施例を、キャプスタンのない形式のものとする。これは、キャプスタンおよ びピンチローラを、速度ｖ_tでのテープの輸送の実現に利用できないことを意味 する。 磁気ヘッド１は、記録キャリヤ２におけるトラック上に／から、オーディオ信 号のような情報信号を記録および／または再生するためにある。信号処理ユニッ ト５を、情報信号の記録キャリヤへの記録を可能にするために、端子６に加えら れた情報信号の処理に利用できる。再生モードにおける場合、信号処理ユニット ５は、情報信号を再生して端子６にこの再生された情報信号を供給するために、 記録キャリヤからヘッド１によって読み取られた信号を処理する。 テープ２と機械的に接触し、テープがその２つの長手方向の一方において供給 されるときこのテープによって回転する回転部材を設ける。回転速度発生器２０ を前記回転部材に結合し、前記回転部材の回転速度によって命令されるパルス周 波数を有するパルスを供給させる。したがって回転速度発生器２０によって発生 される時間の単位当たりのパルスの数は、テープ２の輸送速度の基準となる。 回転速度発生器１８を巻き取りリール９に結合し、巻き取りリール９の回転速 度によって命令されるパルス周波数を有するパルスを供給させる。 本装置に、サーボ制御ユニット２２をさらに設ける。サーボ制御ユニット２２ は、予め決められた信号ｖ_rを受ける第１入力端子２４を有する。この予め決め られた信号は、記録キャリヤ２の所望の輸送速度に関係する。さらに、ユニット ２２は、回転速度発生器１８および２０によって各々発生されるパルスを受ける 入力端子２６および２８を有する。このユニットは、テープ２が前記所望の速度 によって輸送されるようにモータ１１の回転速度を制御するために、制御信号を 供給する出力端子３２を有する。 サーボ制御ユニット２２の他のさらなる詳細を図２に示す。図２のユニット２ ２′は、外部ループ５２および内部ループ５４を具える。外部制御ループ５２は 、回転速度発生器２０によって供給されるパルスを、テープ２の実際の速度ｖ_t を表す第１検出信号に変換する変換器５６を具える。この信号を、図２において 符号′÷ｖ_t′によって示す。この第１検出信号を信号結合ユニット５８の第１ 入力端子に供給し、現在の状況において、このユニットを減算器回路の形態とす る。端子２４を、結合ユニット５８の第２入力端子に結合する。 内部制御ループ５４は、回転速度発生器１８によって発生されるパルスを、巻 き取りリールの回転速度を表す検出信号に変換する変換器６９を具える。この信 号を、図２において符号′÷ω′によって示す。この検出信号を、ループ増幅器 ６２を経て、第２信号結合ユニット６４の第１入力端子６９に供給し、現在の状 況において、このユニットを乗算器回路の形態とする。結合ユニット５８の出力 端子を、ＰＩＤコントローラとしてもよい制御ユニット６６を経て、結合ユニッ ト６４の第２入力端子６８に結合する。 本制御システムは、以下の規則に基づく。 モータ１１に印加される制御信号は、Ｕボルトの値を有すると仮定する。ここ で、以下の関係が存在する。 Ｕ＝Ｃ₁・ω （１） ここで、ωをモータ１１の回転速度とし、Ｃ₁を定数とする。さらに、以下の関 係が有効である。 ｖ_t＝ω・Ｒ （２） ここで、Ｒを、巻き取りリール９に巻回されるテープの巻き半径とする。 双方の式を結合すると、 ｖ_t＝Ｃ₁・Ｕ・Ｒ （３） となる。 したがって、制御すべきシステム、すなわち、端子３２と変換器５６の出力端 子との間の装置によって形成されるシステムの変換関数ｖ_t／Ｕは、Ｃ₁・Ｒに等 しい。 Ｒの実際の値は、時間の関数として変化する。したがって、前記システムの変 換関数は、時間の関数として変化する。さらに、Ｒの実際の値は、既知ではない 。 本発明は、外部制御ループ５２によって制御すべきシステムの全体の変換関数 が、Ｒと独立になるように、１／Ｒに関係する他の変換関数を前記変換関数に乗 算する測定に基づいている。これを、乗算器回路６４によって実現する。この回 路は、その入力端子６８に印加される信号を、その入力端子６９に印加される信 号に乗算する。入力端子６９に印加される信号は、 Ｃ₂／Ｒ （４） のように１／Ｒと関係を有し、ここでＣ₂を定数とする。 結果として、入力端子６８から変換器５６の出力端子までの全体の変換関数は 、Ｃ₁・Ｃ₂となり、したがってＲと独立になる。 式（２）を使用すると、１／Ｒを導くことができ、式、 １／Ｒ＝ω／ｖ_t （５） が導かれる。 前記外部ループを、ｖ_tに実際的に一定に保持することができると仮定すると 、この式は、１／Ｒ÷ωに簡単になる。したがって巻き取りリールの回転速度に 関係する検出信号を供給する変換器６０の出力信号を、乗算器回路６４の入力端 子６９に第２検出信号として印加することができる。 図３は、第２実施例を示す。外部制御ループ５２を、ｖ_tに実際的に一定に保 持することができない場合、式（５）は、依然として変化する。この場合におい て、内部制御ループ５４′は、除算器の形態の追加の信号結合ユニット７０を必 要とする。双方の変換器５６および６０の出力端子を、除算器７０の対応する入 力端子に結合する。この除算器は、式（５）によって与えられる除算を実現し、 その結果、この除算器の出力信号は、１／Ｒと関係する。 図４は、図２のサーボ制御回路のさらなる詳細を示す。このシステムがｖ_t＝ ０から始動する場合、ωもゼロになる。したがって、入力端子６９に対する入力 信号はゼロになり、始動しない。この問題を、ωに対して最小値ω_minを要求す ることによって解決することができる。したがって、ループフィルタ６２は、小 さい入力信号に対して最小出力信号を与え、大きい入力信号に対してこの入力信 号に比例した出力信号を有するユニット７５を具える。 さらに、テープ速度が外部ループによって正確に制御されるという仮定は、ω の小さくて比較的速い変化を考慮していない。これらの（望ましくない）変化を 、ループフィルタ６２に含まれるローパスフィルタ７７によって取り除くことが できる。フィルタ７７のカットオフ周波数を、内部ループ５４におけるループゲ インが外乱の影響を受けないような値にする。 入力信号がゼロの場合、ドライバ７０の出力端子において出力信号を供給する ために、図３のユニット６２′は、フィルタ７７を具え、ドライバ７０を、上述 した始動時の問題を回避するために再調整する必要がある。 記述した実施例に対する種々の変形例が、請求の範囲によって規定される本発 明の範囲から逸脱することなしに可能であることに注意されたい。例として、上 述した回転速度発生器１８を、前記巻き取りリールの回転速度に関係する検出信 号を得るために、前記巻き取りリールに結合する。しかしながら、回転速度発生 器１８を、巻き取りリールモータに結合することができる。この状況において、 モータ回転速度とリール回転速度との比を考慮すべきである。 さらに、回転速度発生器１８を、前記繰り出しリールに結合してもよい。この ようにする理由は、前記繰り出しリールにおける記録キャリヤの巻き半径に関す る情報を有する場合、記録キャリヤの全体の長さが既知である場合、これらから 前記巻き取りリールにおける記録キャリヤの巻き半径に関する情報を得ることが できるからである。 他の例として、図３のドライバ７０は、除算ω／ｖ_tを実現する。一方、ドラ イバ７０において逆の除算、すなわちｖ_t／ωを実行すると決めてもよい。この ような状況において、乗算器６４を、１／Ｒによる乗算を実現するために、除算 器に交換すべきである。 さらに、上述した実施例において、結合ユニット６４の入力端子６９に印加さ れる第２検出信号を、リール９の回転速度の測定から得た。しかしながら、直接 光学的手段によるような、他の方法において、リール９に巻回されたテープの巻 き半径Ｒを測定することができる。 さらに、上述した実施例における信号結合ユニット６４を、図において示す位 置から、端子２４と結合ユニット５８との間に移動させることができる。これは 、外部ループ５２中の結合ユニット５８の前に、ユニット６４のような追加の結 合ユニットをさらに必要とする。この状況において、結合ユニット、すなわちユ ニット５８および６４と追加ユニット６４との全体の結合回路は、前記予め決め られた信号Ｖ_rと前器第１検出信号（図２においてユニット５８の負の入力端子 に印加される信号）との偏差の計算と、前記偏差の前記第２検出信号（図２のユ ニット６４の入力端子６９に印加される信号）への結合とに相当するような、前 記サーボ制御信号を発生させる。 さらに、本発明を、ヘリカルスキャン形式または線型記録／再生形式の記録／ 再生装置に適用できることに注意されたい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．情報信号を縦の記録キャリヤにおけるトラックに記録／再生する装置であっ て、 リールを駆動して回転して前記記録キャリヤのその長手方向における供給動 作を行うモータを含むリール駆動手段と、 前記供給動作中に前記記録キャリヤの速度に関して第１検出信号を発生する 記録キャリヤ速度検出手段と、 第２検出信号を発生する第２検出手段と、 前記第１および第２検出信号と、前記記録キャリヤの予め決められた速度を 表す予め決められた信号とを結合し、その結果前記記録キャリヤの供給速度を前 記予め決められた速度と等しくできるようにする信号結合手段とを具える装置に おいて、 前記第２検出手段を、前記リールに巻回されている記録キャリヤの巻き半径 に関係する第２検出信号の発生に適合させ、前記信号結合手段を、前記予め決め られた信号と前記第１検出信号との間の偏差の計算と、前記偏差と前記第２検出 信号との非線形な結合とに相当するような、前記サーボ制御信号の発生に適合さ せたことを特徴とする装置。 ２．請求の範囲１に記載の装置において、前記第２検出手段を、リールの回転速 度に応じた前記第２検出信号の発生に適合させたことを特徴とする装置。 ３．請求の範囲２に記載の装置において、前記第２検出手段を、前記第２検出信 号が前記半径分の１に比例するような前記第２検出信号の発生に適合させ、前記 信号結合手段を、前記予め決められた信号と前記第１検出信号との間の偏差の計 算と、前記偏差と前記第２検出信号との結合とに相当するような前記サーボ制御 信号の発生に適合させたことを特徴とする装置。 ４．請求の範囲３に記載の装置において、前記信号結合手段が、 前記偏差を計算する偏差計算手段と、 前記偏差と前記第２検出信号とを乗算する乗算手段とを具えることを特徴と する装置。 ５．請求の範囲４に記載の装置であって、 前記リールの回転速度に関する第３検出信号を発生するリール回転速度検出 手段をさらに具える装置において、前記信号結合手段が、 前記第２検出信号を得るために、前記第３検出信号を前記第１検出信号に非 線形的に結合する結合手段をさらに具えることを特徴とする装置。 ６．請求の範囲５に記載の装置において、前記リール回転速度検出手段を、前記 リールの回転速度に比例する第３検出信号の発生に適合させ、前記結合手段を、 前記第３検出信号の前記第１検出信号による除算に適合させたことを特徴とする 装置。 ７．請求の範囲１乃至６のいずれか１つに記載の装置において、前記速度検出手 段が、前記記録キャリヤが供給された場合それによって回転するように前記記録 キャリヤに接触する回転可能部材を含むことを特徴とする装置。 ８．請求の範囲１乃至７のいずれか１つに記載の装置において、ピンチローラお よびキャプスタンがないことを特徴とする装置。