JPS595306A - デジタルサ−ボ回路 - Google Patents

デジタルサ−ボ回路

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JPS595306A
JPS595306A JP57115227A JP11522782A JPS595306A JP S595306 A JPS595306 A JP S595306A JP 57115227 A JP57115227 A JP 57115227A JP 11522782 A JP11522782 A JP 11522782A JP S595306 A JPS595306 A JP S595306A
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servo
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Shigeru Tajima
茂 田島
Hiroshi Okada
浩 岡田
Kenji Nakano
中野 健次
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/22Controlling the speed digitally using a reference oscillator, a speed proportional pulse rate feedback and a digital comparator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H02P23/186Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

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】 本発明は、モータの回転制御等を行なうサーボ回路に関
し、−特に、誤差情報を計測カウンタによリデジタル的
なランプ出力として得るようにしたデジタルサーボ回路
に関する。
一般にモータの回転制御を行なうサーボ回路は、モータ
の回転速度や回転位相に応じた帰還信号と基準信号とを
比較することにより誤差出力を得て、該誤差出力により
回転制御を行なうようになっている。上記帰還信号とし
ては、例えば第1図に一般的なモータ1の回転制御回路
を示すように、モータ1の回転により周波数発生器2と
パルス発生器3とを作動せしめることにより、上記モー
タ1の回転速度に比例した周波数信号fraを得るとと
もに該モータ1の回転位相を示す位相パルス96paを
得ている。上記周波数信号fvaが供給される速度サー
ボ回路4は、目的の回転速度を示す基準周波数VREF
と、上記周波数信号fvaとの差周波数に応じた速度制
御信号を形成する。また、上記位相パルスlpaが供給
される位相サーボ回路5は、基準の回転位相を示す基準
パルス1nEFと上記位相パルスSpaとの位相比較を
行って位相差に応じた位相制御信号を形成する。そして
上記速度制御信号と位相制御信号とを信号加算器6にて
合成した回転制御信号を得て、この回転制御信号にてモ
ータ駆動回路7の動作を制御を行なうことにより、モー
タ1を目的の回転速度で且つ基準位相にロックした状態
で回転せしめる。
第2図は上述の如きサーボ回路として用いられる一般的
なデジタルサーボ回路の原理的な構成を示すブロック図
である。すなわち、第2図において、基準信号5REF
と帰還信号SFBとにてトリガーされるフリップフロッ
プ回路11は、上記各信号の位相誤差に比例したパルス
幅の計測用ウィンドパルスを形成する。そして、計測用
カウンタ14は、上記計測用ウィンドパルスにてゲート
制御されるANDゲート回路13を介してクロック発生
器12から供給されるクロックパルスを計数することに
より、上記位相誤差をデジタル的に示す計数出力をデジ
ターし・アナログ変換器15に供“給する。上記デジタ
ル・アナログ変換器15は、計測用カウンタ14からの
デジタル位相誤差情報をアナログ情報に変換して制御信
号を出力する。すなわち、上記計測用カウンタ14は、
計測用ウイントハルスのパルス幅でケ−i−されたクロ
ックパルスを計数することにより、第3図に示すように
位相誤差を示すアナログランプに対応したデジタル情報
を出力する。上記第3図に示したランプ出力は、その振
幅がサーボ回路のダイナミックレンジに対応し、その時
間軸レンジがロックレンジに対応する。従って、計測用
カウンター4を用いたデジタルサーボ回路では、クロッ
ク周波数を高くしてより細かな量子化を行ない、且つ同
じ時間軸(ロック)レンジを確保するには、該計測用カ
ウンター4のビット数を増さなければならない。また、
クロック周波数が同じで時間軸(ロック)レンジを長く
しても、上記ビット数を増さなければならない。
ところで、例えば回転磁気ヘッド装置を用いたNTSC
方式ビデオテープレコーダにおけるドラムモータの位相
サーボでは、記録時、再生時とも30Hzの位相基準信
号1nvvが用いられ、そのランプ出力も30Hz 周
期が標準である。そして、0ツクレンジをランプ出力l
Aの繰返周期−30−(6)の約1丁、すなわち3.3
ms 程度に設定している。
ここで、ランプ出力の傾き、ダイナミックレンジ、時間
軸レンジは、モータの回転制御系全体の条件を考慮して
設定されるものであるが、例えば第4図中に実線にて示
すランプ出力lhを最適値とした場合に、ダイナミック
レンジの狭くしたランプ出力lBではサーボ系のゲイン
が高く振動的な制御状態になり易く、また外乱によって
ロックレンジから外れてしまう慮れが大きいという問題
点を生じ、ダイナミックレンジを広くしたランプ出力l
cではゲインが低く応答速度が遅くなってしまうという
問題点がある。また、最適なランプ出方lAを用いたと
しても、実際にサーボ系が位相ロックした定常状態では
、そのロックレンジの約10%以下の変動に対して応答
すれば十分であって、上記ロックレンジの大半が利用さ
れていない。
そこで、本発明は上述の如き従来のデジタルサーボ回路
における問題点に鑑み、ビット数の少ない計測カウンタ
にて、最適なロックレンジを確保し、定常状態では量子
化精度も十分に得られるようにした新規な構成のデジタ
ルサーボ回路を提供するものである。
以下、本発明に係るデジタルサーボ回路の一実施例につ
いて図面に従い詳細に説明する。
第5図のブロック図に示す実施例は、上述のモータ制御
回路における位相サーボ回路に本発明を適用したもので
あり、位相パルスlpaと位相基準信号1nEFとの位
相誤差に応じたパルス数のクロックパルスを計数する7
ビツトの計測用カウンタ24と、上記クロックパルスの
■分周出力を計数する7ビツトのメモリ用カウンタ25
とを備えている。
上記計測用カウンタ24は、クロックパルス発生器22
からANDゲート回路23を介して位相誤差に応じたパ
ルス数のクロックパルスカ供給されるようになっている
。すなわち、上記ANDゲート回路23は、位相パルス
Spaと位相基準信号#tgr  とにてトリガーされ
るフリップフロップ回路21にて形成される上記位相誤
差に応じたパルス幅の計測用ウィンドパルスにてゲート
制御サレることによって、上記位相誤差に応じたパルス
数のクロックパルスを上記計測用カウンタ24に供給す
る。
そして、上記計測用カウンタ24は、上記ANDゲート
回路23を介して供給されるクロックパルスを計数する
ことによって上記位相誤差を7ビツトのデジタルデータ
として示す計数出力を得て、この計数出力をロックレン
ジ検出回路27に供給するとともに第1の信号選択回路
31を介してデジタル・アナログ変換器26に供給する
。また、上記計測用カウンタ24は、その第3ビット出
力すなわち上記クロックパルスの1分周出力を第2の信
号選択回路32を介して上記メモリ用カウンタ25に供
給している。上記ロックレンジ検出回路27は、上記計
測用カウンタ24にて与えられるロックレンジL2内に
設定した不感帯L3の判定を行ない、その検出出力にて
訂正クロックパルス発生器28を作動せしめる。上記訂
正クロックパルス発生器28は、上記不感帯L3に対す
るずれ量に応じた訂正クロックパルスを第2の信号選択
回路32を介して上記メモリ用カウンタ25に供給する
また、上記メモリ用カウンタ25は、上記クロツタパル
スのY分周出力を計数して、7ビ・ントのデジタルデー
タとして位相誤差を示す計数出力を得て、この計数出力
をサーボ状態検出回路41に供給するとともに上記第1
の信号選択回路31を介してデジタル・アナログ変換器
26に供給する。
このデジタル・アナログ変換器26にて得られるアナロ
グ出力は、第3の信号選択回路33を介して第1、第2
のホールド回路51.52に供給される。そして、上記
各ホールド回路51.52のホールド出力がそれぞれバ
ッファ増幅器53゜54を通じて信号加算器55に供給
され1該信号加算器55よりサーボ制御信号として出力
される0ここで、上記第1ないし第3の信号選択回路3
1.32.33は、上記サーボ状態検出回路41の検出
出力に応じて作動する、制御回路42にて次のように動
作制御されている。
すなわち、上記サーボ状態検出回路42はサーボ系がロ
ックした定常状態にあるか否かを検出す40そして1モ
ータを起動してサーボ系が0.7り状態に引込まれるま
での間は、計測用カウンタ24にてI分周したクロック
パルスをメモリ用カウンタ25にて計数し、該メモリ用
カウンタ25からの計数出力をデジタル・アナログ変換
器26にてアナログ信号に変換してサーボ制御信号とし
て出力するように、各信号選択回路31,32.33の
選択動作が制御回路42にて制御される。この動作状態
を第5図に示しである。
すなわち、サーボ系がロックレンジに引込まれるまでは
、メモリ用カウンタ25による計数出力が位相誤差情報
として用いられる。このメモリ用カウンタ25は、計測
用カウンタ24にてI分周されたクロックパルスを計数
しているので、第6図に実線にて示すような広いロック
レンジL1の位相誤差情報を与える。
そして、上記メモリ用カウンタ25の計数出力を制御デ
ータとしてサーボ系の引込み動作制御を行なって、サー
ボ系が上記ロックレンジL+内に引込まれたことをサー
ボ状態検出回路41が検出すると、その検出出力により
制御回路42は、第1および第3の信号選択回路31.
33を交互に作動せしめるとともに、第2の信号選択回
路32にて訂正パルス発生器28を選択させる。この動
作状態では、メモリ用カウンタ25の内容をサーボ系の
DCバイアスデータとして与え、計測用カウンタ24の
計数出力にて第6図に示すように狭いロックレンジL2
の位相情報を与えたサーボ制御信号が得られる。このと
き、上記メモリ用カウンタ25の内容すなわちDCバイ
アスデータは、ロックレンジ検出器27の検出出力に応
じて作動する訂正クロックパルス発生器28からの訂正
クロックパルスにより順次に訂正される。そして、計測
用カウンタ24にて与えられるロックレンジL2内の不
感帯L3に入った状態でサーボ系がロックされる。
すなわち、7ビツトカウンタを用いたメモリ用カウンタ
25にて与えられるDCバイアス情報と計測用カウンタ
24による位相誤差情報とによるサーボ制御信号すなわ
ちランプ出力R,は27=128種類あるので、サーボ
系の外乱に応じて最適なランプ出力を選択するようにし
ている。上記ロックレンジ検出回路27にて判定する不
感帯L3は、第7図に示すように、計測カウンタ24に
て与えられるロックレンジLz内で目的のロック位相誤
差の許容値以下の幅に設定され、且つ、上記メモリ用カ
ウンタ25にて与えられるDCバイアスの1ステツプ内
に少なくとも1つのランプ出力が存在するように設定さ
れる。また、上記ロックレンジ検出回路27による検出
出力に応じて作動する訂正クロックパルス発生器は、例
えば、第6図に示すように、ロックレンジL2内で不感
帯L3から外れている場合(■の領域)には1発の訂正
クロックパルスを発生し、さらに大きな外乱等によりロ
ック点がロックレンジL2よりも太き(外れたときには
上記外乱量に応じて多数の訂正クロックパルスを発生す
ることにより、外乱に対するサーボ系の応答速度を改善
することができる。第6図の例では、各領域■、■、■
内で、それぞれるようにしである。
従って、この実施例では、メモリ用カウンタ25にて与
えられる広いロックレンジL1のランプ出力にて位相サ
ーボをかけてこの時モータに加わる駆動電圧V1に相当
するメモリ用カウンタ25の計数内容を記憶しておき、
計測用カウンタ24にて与えられる狭いロックレンジL
lのランプ出力Rnに応じた駆動電圧VBと上記駆動電
圧VBとにてモータを駆動することにより第6図中の点
Aで位相ロックがかかることになる。ここで、位相サー
ボ系では、所定のロックレンジ内のある所に位相をロッ
クされることを目的とするものであるから、上述の如き
構成の実施例によればピッ1数の少ない計測用カウンタ
24、メモリ用カウンタ25、デジタルアナログ変換器
26にて広いロックレンジでサーボ系の引込み動作制御
を迅速に行ない、かつ定常状態では量子化誤差の少ない
高精度の位相サーボ制御することができる。
上述の如く、本発明によれば、誤差情報に応じたパルス
数のクロックパルスを計数する第1のNビットカウンタ
と、上記クロックパルスのM分周出力を計数する第2の
Nビットカウンタとを備え、上記第2のNビットカウン
タによる計数出力を制御データとしてサーボ系の引込み
動作制御を行ない、サーボ系がロックした定常状態では
該サーボ系の外乱量に応じて上記第2のNビットカウン
タの計数内容を変更しながら上記第1および第2のNビ
ットカウンタによる各計数出力を合成した制御データに
てサーボ系の動作制御を行なうことを特徴としたことに
よって、サーボ系を広いロックレンジで迅速に引込んで
、定常状態では量子化誤差の少ない高精度のデジタルサ
ーボ制御を行なうことができ、しかもビット数の少ない
カウンタにて上記デジタルサーボ制御を行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なモータの回転制御回路の構成を示すブ
ロック図である。 第2図はデジタルサーボ回路の従来例を示すブロック図
である。第3図および第4図は上記従来例における位相
誤差情報に応じたランプ出力についての各説明図である
。 第5図は本発明に係るデジタルサーボ回路の一実施例を
示すブロック図である。第6図は上記実施例の動作を説
明するための説明図である。 第7図は同じくランプ出力の選択動作を説明するための
説明図である。 21・・・・・・・・・・・・・・・フリップフロップ
回路22・・・・・・・・・・・・・・・クロックパル
ス発生回路23・・・・・・・・・・・・・・・AND
ゲート回路24.25,64,65.66・・・・・・
カウンタ26・・・・・・・・・・・・・・・デジタル
・アナログ変換器27・・・・・・・・・・・・・・・
ロックレンジ検出回路28・・・・・・・・・・・・・
・・訂正パルス発生器31.32,33.70・・・・
・・・・・・・・・・・信号切換回路41・・・・・・
・・・・・・・・・サーボ状態検出回路55.83・・
・・・・信号加算器 第11Il 第21 7 第3m 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 誤差情報に応じたパルス数のクロックパルスを計数する
    第1のNビットカウンタと、上記クロックパルスのM分
    周出力を計数する第2のNビットカウンタとを備え、上
    記第2のNビットカウンタによる計数出力を制御データ
    としてサーボ系の引込み動作制御を行ない、サーボ系が
    ロックした定常状態では該サーボ系の外乱量に応じて上
    記第2のNピッ1カウンタの計数内容を変更しなから上
    記第1および第2のNビットカウンタによる各計数出力
    を合成した制御データにてサーボ系の動作制御を行なう
    ことを特徴とするデジタルサーボ回路。
JP57115227A 1982-06-30 1982-07-02 デジタルサ−ボ回路 Granted JPS595306A (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57115227A JPS595306A (ja) 1982-07-02 1982-07-02 デジタルサ−ボ回路
AU16192/83A AU570922B2 (en) 1982-06-30 1983-06-23 Digital servo circuit for motor control
CA000431240A CA1202672A (en) 1982-06-30 1983-06-27 Digital servo circuit
US06/508,191 US4506202A (en) 1982-06-30 1983-06-27 Digital servo circuit
GB08317488A GB2123584B (en) 1982-06-30 1983-06-28 Digital servo control circiuts
NL8302331A NL193515C (nl) 1982-06-30 1983-06-30 Digitale servobesturingsschakeling.
DE19833323600 DE3323600A1 (de) 1982-06-30 1983-06-30 Digitale steuerungs-servoschaltung zur steuerung der drehrung eines motors
FR838310929A FR2530358B1 (fr) 1982-06-30 1983-06-30 Circuit d'asservissement numerique comportant notamment un compteur a n bits
AT0241583A AT390342B (de) 1982-06-30 1983-06-30 Digitale phasenregeleinrichtung fuer die rotation des drehmagnetkopfes eines videorecorders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57115227A JPS595306A (ja) 1982-07-02 1982-07-02 デジタルサ−ボ回路

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Publication Number Publication Date
JPS595306A true JPS595306A (ja) 1984-01-12
JPH0517563B2 JPH0517563B2 (ja) 1993-03-09

Family

ID=14657495

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110092U (ja) * 1984-06-20 1986-01-21 ソニー株式会社 モータの回転制御回路
JPS62131780A (ja) * 1985-12-02 1987-06-15 Fuji Photo Film Co Ltd モ−タ制御装置
JPS63316685A (ja) * 1987-06-12 1988-12-23 ベー・テー・エス・ブロードキヤスト・テレビジヨン・システムス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 位相基準信号形成回路装置
JPH02168882A (ja) * 1988-12-19 1990-06-28 Sharp Corp Vtrのサーボ制御装置

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