KR830002322B1 - 네스티드 비디오 디스크 서보장치 - Google Patents

Abstract

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Description

네스티드 비디오 디스크 서보장치

제1도는 본 발명을 실시한 비디오 디스크 플레이어의 부분적인 개요도 및 계통도.

제2도는 제1도의 비디오 디스크 플레이어에 사용하기 적합한 제한 및 감산회로의 계통도.

제3도는 제1도의 비디오 디스크 플레이어에 사용하기 적합한 한쌍의 능동 저역통과 필터 및 전송기 구동 증폭기의 개요도.

본 발명은 비디오 디스크 플레이어에 관한 것이며 특히 이러한 플레이어에 사용된 네스티드 루프 서보장치에 관한 것이다.

네스티드 루프 서보장치(즉, 루프내에 루프를 사용한 서보 장치(를 포함하는 비디오 디스크 플레이어에 대해서는 1976년 6월 22일, 티. 더블류. 버러스(T.W. Burrus)에게 허용된 미국 특허 제3,965,482호에 "비디오 디스크용 속도 교정 회로"로 명명되어 기술되어 있다. 버러스 플레이어는 비디오 디스크를 회전시키기 위한 턴테이블과 "매립 부 반송파(BSC)의 형태로 디스크상에 기록된 정보를 나타내는 용량변화를 감지하기 위한 픽업 변환기 및 출력 신호를 발생시키기 위한 용량변화에 응답하는 발진기를 구비하고 있다. FM 신호는 비디오 변환기에 의해 NTSC 형식에서 BSC형식으로 변환되는 합성 비디오 신호를 발생시키도록 복조된다.

버러스 플레이어의 우수한 특징은, 디스크와 픽업과의 상대 속도 오차 및 재생된 색도-주파수 오차가 단일의 그루프서 장치에 의해 교정될 수 있다는 점이다. 이것은 (NTSC) 기준 주파수 수정발진기의 출력과 비디오 변환기에 의해 발생된 색도 출력신호의 칼라버스트 성분간의 위상 및 주파수 오차를 나타내는 합성 오차 신호를 발생시키는 칼라 버스트 키드 위상 검출기(color burst keyed phase detector)를 포함한다. 필터(60)는 합성 오차 신호를 두 오차 신호 성분으로 분리시킨다. 한 오차 신호 성분은 디스크의 표면에 대한 픽업 바늘의 속도 오차를 최소화하기 위한 주궤환 루프를 형성하도록 비늘 접선 위치 제어 변환기(즉 암스트렛처(armstretcher)로 알려진)에 인가되어서 디스크 표면에 대한 픽업 바늘의 속도 오차를 최소로 하는 주궤환 루프를 형성하고 있다. 이 장치에 의해 합성 비디오 출력 신호의 색도 및 명도 성분 양쪽의 주파수 오차(예를 들면, 디스크의 뒤틀림 또는 편심에 기인하는)는 최소화 된다. 다른 오차 신호 성분은 비디오 변환기의 헤테로다인 회로의 부분을 형성하는 전압제어 발진기에 인가된다. 따라서, 형성된 보조 궤한 루프(주 궤환 루프내에 포함된)는 합성 비디오 출력신호의 색도 성분 내의 위상 및 주파수 오차를 최소로 제공한다.

버러스 장치의 다른 우수한 점은 복합 오차 신호를 성분 오차 신호에 분리하기 위한 필터로서 능동 필터, 즉 1보다 큰 이득을 가진 필터가 사용되고 있다는 점이다. 이것은 특정의 요건에 합치하도록 개개의 궤환루프의 이득을 가장 적당하게 보존하는 능력을 유지하면서 전체 루프 이득을 크게할 수가 있다는 유리한 점이다. 물론, 이것은 이것에 의해 발생된 합성 오차 신호가 양쪽 오차 신호 성분을 함유하므로, 위상 검출기의 이득 조정만으로는 달성될 수 없다. 능동 필터의 특정한 형태는 0.27헤르쯔의 코너(corner) 주파수 수동 저역통과 필터에 따라 7.5헤르쯔의 코너 주파수를 가자는 능동저역 통과 필터가 캐스 캐이드 접속된 점이다. 수동 필터(VCO) 제어 전압을 제공하는)는 캐스캐이드 접속으로 능동 필터(암스트렛처 제어 전압을 제공하는)를 따르므로 이것은 능동 필터에 의해 제공된 이득의 장점을 수신하고 따라서 캐스캐이드 접속으로부터 유도된 두 신호는 합성 오차 신호보다 더 큰 진폭(그들 각각의 주파수 대역)이 된다.

본 발명은 상술과 같은 종류의 장치에 관련하여 존재하는 문제점을 인식하고, 그것을 해결하려고 하는 것이다. 과도 신호(복합 오차 ㅅ니호가 정규의 정상 상태에 동작치보다도 훨씬 큰)의 상태에서는 능동 필터는 비직선 또는 "포화" 작동 모드로 구동되어지는 점이다. 이것은 전체 장치의 이득, 즉 안정화 시간을 대폭 늘리고 필터의 전달 함수를 변화시킨다는 바람직하지 못한 결과가 발생한다. 또한 필터는 이득을 갖고 있으므로 그 입력의 큰 과도 전압은 더욱 증폭되어 암스트렛처 변환기가 과도하게 구동되고, 또 VCO가 그 정규의 동작범위로 부터 휠씬 멀리 떨어진 주파수로 구동된다는 다른 문제도 있다. 이와같은 가능성을 서로 장치의 안정화 시간을 길게 한다는 영향을 준다. 이러한 모든 문제점들은 더욱 높은 루프 이득을 달성하여 서보 장치 오차를 최소화하도록 능동저역 통과필터로서 캐스캐이드 접속된 수동 저역 필터를 대체시킬 경우 해결할수 있다.

본 발명의 두번째 특징은 과도 현사의 불안정성을 해결하기 위한 종래 기술의 단점을 인정하는 것이다. 예를 들면, 그 하나는 다이오드에 의해 능동 필터의 한개 또는 두 출력을 오직 제한하는 것만 고려하는 것이다. 이와같은 방법은 VCO의 과인입 및 변환기의 과여진을 방지할 수는 있지만 과도 신호 상태의 기간 중에 필터가 포화 상태로 구동되는 것을 방지할 수가 없다. 보기에 매우 간단하다고 생각되는 다른 방법으로서 단지 위상 검출기의 출력을 통상의 다이오드 제한기에 의해 능동 필터를 과구동하는 수치보다도 낮은 수치의 범위로 제한하는 방법이 있다. 그러나 이와같은 방법은 실현하기가 대단히 곤란하다. 왜냐하면 능동 필터에 대한(비포화) 입력 전압 범위는 그 정상 출력 전압의 범위보다 그 이득과 동등한 계수치 만큼만 작기 때문이다. 그러므로 위상 검출기의 출력을 제한하는 것은 매우 높은 정밀도의 소신호 제한기를 사용할 필요가 있다. 더욱 나쁜 것은 능동 필터의 어떠한 이득 변화는 제항기 임계수준의 재조정을 요구하고, 이것은 이러한 플레이어의 지속 또는 수리 및 제작작업을 복잡하게 한다.

본 발명은 합성 오차 신호를 발생시키기 위한 오차 검출기와 합성 오차 신호를 두 부분으로 분리시키기 위한 농동 필터를 포함하는 비디오 디스크 플레이어의 과도 응답 특성을 개량시키고 상기 두 부분중 하나는 합성 비디오 신호 오차 고정 궤환 루프에 인가되고 다른 부분은 색도 신호오차 교정 궤환 루프에 관계된다.

본 발명의 한 특징에 의하여 플레이어는 과도 교란을 검출하기 위해 한 궤환 루프의 선택된 점에서 결합된 입력과 과도 교란이 존재하는 시간동안 능동 필터에 이득 감소 신호를 공급하도록 결합된 출력을 가지는 과도 검출 및 억제 회로로서 제공된다.

본 발명의 한 특징에 의하여 과도 검출 및 보호 회로망은 능동 필터의 입력에 이득 감소 신호를 공급하고 과도 신호 상태에서 제3궤환루프를 폐쇄시키기 위한 회로망을 제어하고, 정상 신호 상태에서 제3궤환루프를 개방시키며 과도신호 상태에서 능동 필터에 공급된 이득 감소 신호에 대한 크기를 제한하기 위한 제어 회로망을 작동시키기 위해, 폐쇄될 때 반응하는 제3궤환루프를 구성한다.

이하는 그림을 참조하면서 본 발명의 구성 동작 및 특징을 상세히 설명한다.

제1도의 비디오 디스크 플레이어는 비디오 디스크(12)를 회전시키기 위한 턴테이블(10) 및 디스크로부터 비디오 정보를 재생하기 위한 픽업 변환기(14)를 구비한다. 예로서, 픽업 변환기(14) 및 레코드(12)간의 용량 변화를 감지하여 정보를 제공하고 위상 변화 형태로 정보가 저장된 레코드로 사용하기 위해 플레이어가 예정되는 것을 가정한다. 변환기(14)의 출력은 변환기 14의 바늘과 기록된 정보를 나타내는 FM 출력 신호 전압을 발생시키기 위해 구동될 레코드간의 용량성 변화에 반응하는 용량성에 대한 전압 변환기를 구성하는 픽업 변환 회로(16)의 입력에 결합된다. 이러한 레코드 및 픽업 회로(16)의 용량성에 대한 전압 변환 기능을 실행하기 위한 적절한 회로는 잘 알려져 있다. 예를 들면, 1974년 1월 1일 티. 오. 스탠리에게 허가된 미국 특허 제3,783,196호 명칭 "고밀도 용량성 정보 기록 및 재생 장치"와, 1976년 7월 27일 이. 오. 카이저에게 허가된 미국 특허 제3,972,064호 "칼라 화상/음성 기록의 재생 방법 및 장치"와 1973년 1월 16일 알. 씨. 팔머에게 허거된 미국 특허 제3,711,641로 명칭 "속도 조정 장치" 등이다.

비디오 FM 복조 회로(18)은 픽업 회로(16)에 의해 발생된 FM 신호를 비디오 출력 신호로 변환시킨다. 본 발명의 특징을 설명하기 위해 디스크에 기록된 비디오 신호는 통상의 NTSC 형식이 아니고 상술한 "매립 부반송파(BSC)" 형식이라고 가정한다. 예를 들면(1975년 3월 18일 디. 에이취. 프리차드에게 허가된 미국 특허 제3,872,498호 명칭 "칼라 정보 변환 장치" 참조)와 같이 색도 정보는 잘 알려진 NTSC 형식에 사용된 일반적인 형태의 칼라부 반송파에 의해 표시된다. 그러나 BSC 형식의 색도 성분은 NTSC에서와 같이 명도 신호 비디오 대역의 고단부에 있지 않고 저부에 매장된다. 한 예로서 부반송파 주파수 선택은 1.53메가헤르쯔에 대해 ±500킬로헤르쯔 연장되는 칼라 부반송파 측파대로서 또한 가장 높은 칼라 부반송파 주파수보다 더 연장되는(예를 들면, 3메가헤르쯔) 명도 신호 대역으로서, 1.53메가헤르쯔 부근이다.

FM 복조기(8)는 한 예로서 펄스 계수형 혹은 PLL형의 것이 사용된다. 본 발명의 장치에 적합한 펄스 계수형 FM 복조기는 1977년 7월 26일자로 에이. 엘. 베이커에게 허가된 미국 특허 제4,038,586호 중에 나타나 있다.

FM 복조기(18)에 의해 생성된 합성 비디오 신호는 점선으로 둘러져 있는 비디오 전환기(0)에 의해 BSC 형식으로부터 NTSC 형식으로 변환된다. BSC 비디오 신호는 지연선(22)의 입력에 공급되고 합성 칼라 비디오 신호로부터 명도 성분을 분리시키는 빗형태의 필터를 형성하도록 가산회로(24)에 의하여 지연선(22)의 출력과 가산된다. 지연선(22)의 지연은 명도 빗 필터가 정규 수평주파수의 반에서 짝수배로 떨어지는 다중 응답 피크와 정규 수평 주파수의 반에서 홀수배로 떨어지는 다중 저지 간격에 의해 특성화된 주파수 응답을 가지도록 선택된다. 예로서 적절한 지연도 한 수평조사 간격과 동일하다.

지연선(22)의 출력은 합성 비디오 신호의 색도 성분을 통과시키는 다른 빗 필터를 형성하도록 감산회로 26에 의해 BSC 비디오 신호로부터 감산된다. 이 색도 빗필터는 정규 수평선 주파수 반의 홀수배에서 떨어지는 다중 피크와 정규 주파수 반의 짝수배에서 떨어지는 다중 거부 노치(notch)를 가지는 주파수 응답 특성을 가진다.

지연선(22)는 종래의 LC 지연선 또는 음향 지연선일 수 있거나 또는 전하 결합장치(CCD)형의 것일수도 있다. 예로서 1975년 1월 출간된 무선 세계의 제이. 마토브 논문 "전하 결합 장치"를 들 수 있다. 빗 필터의 다른 장점 및 실예와 비디오 형식 변환을 다음의 특허에서 참조할 수 있다. 1975년 3월 18일 디. 에이취. 프리차드에게 허가된 미국 특허 제3,872,498호 명칭 "딩라 정보 변환장치"와 1976년 12월 3일 에이취. 가와모또에게 허가된 미국 특허 제3,996,610호 "비디오 재생 시스템 빗필터 장치"와 1980년 3월 25일 티. 제이. 크리스토퍼와 엘. 엘. 트리테에게 허가된 미국 특허 제4,195,309호 "빗필터를 내장한 비디오 처리 장치" 등이다.

BSC 형식의 명도신호 성분의 주파수 영역은 사실상 NTSC 형식과 동일하므로, 적절한 NTSC 명도 출력 신호를 제공하는 모든 것은, 명도 빗필터에 함유되 있는 수직 상세(detail)에 관한 정보로서 신호를 보상하도록 유지된다. 수직 상세 보충은 지역통과 필터(32) 및 지연소자(30)의 캐스캐이드 접속을 거쳐 다른 가산회로(28)의 한 입력에 가산회로(24)의 출력을 결합시키고 저역통과 필터(34)를 거쳐 가산 회로(28)의 다른 입력에 감산회로(26)의 출력을 결합하므로서 이루어진다. 결합소자에 대한 적절한 매개변수는 다음과 같다. 지연소자(30)에 대한 약 500 나노세컨드의 지연(이것은 지역 통과 필터 (32 및 34)를 통해 차동 지연을 보상한다). 지역 통과 필터(32)에 대한 0.5메가헤르쯔의 통과대역 및 지역통과 필터(34)에 대한 0.5킬로헤르쯔의 통과 대역 등이다. 프리엠퍼시스에 대한 보상은 기록 처리에 사용된 프리엠퍼시스 회로의 입력에 가산회로(28)의 출력을 결합시켜서 행해진다.

감산회로(26)의 출력은 저주파 정보(앞서 언급된 바와 같이 명도 신호의 수직 상세를 보충하기 위해 저역통과 필터(34)에 의해 통과되는) BSC 형식의 색도 신호 모두를 내포한다. 정격 1.53 메가헤르쯔의 주파수의 중심에서 약 1메가헤르쯔의 통과대역을 양호하게 가지는 대역통과 필터(38)의 입력에 감산회로(26)의 출력을 접속시키므로서 저주파 정보를 제거할 수 있다.

BSC 형식(정격 1.53메가헤르쯔)의 색도 신호 주파수 영역은 NTSC 형식(정격 3.58메가헤르쯔)의 영역보다 낮으므로, 색도 및 명도 신호가 NTSC 합성 비디오 신호를 발생하도록 가산(가산회로(40)에서)되기 이전에 대역통과 필터(38)의 출력신호 상승 변환이 필요하다. 이 주파수 변환을 전압제어 발진기(VCO 42)와 증배기(44) 및 대역통과 필터(46)에 의해 제공된다. VCO(42)의 출력 주파수는(이것이 제어영역 중심일 때) 정격 5.11메가헤르쯔이다. 따라서 VCO(42)의 출력으로서 대역통과 필터(38)의 출력에서 발생된 BSC 색도 신호를 혼합시터거나 또는 증배시터는 증배기(44)는 정격 3.58 및 6.64메가헤르쯔의 출력 신호를 발생한다. 대역통과 필터(44)는 가산회로(40)에 저주파 신호(표준 NTSC 색도 신호에 상응하는)를 통과시켰고, 거기에서 비디오 디스크 플레이어에 대한 NTSC 형식으로 합성 비디오 출력신호를 제공하도록 키엠퍼시스 회로(36)의 출력에서 발생된 NTSC 명도 신호와 가산된다.

증배기(44) 및 대역통과 필터(46)은 종래 설계의 것으로 된다. 그러나 VCO(42)가 고 안정도 특성이 있고 넓은 주파수 편차능력이 실는 것이 바람직하다. 넓은 편차영역을 가지는 적합한 VCO는 1979년 6월 25일 티. 제이. 크리스토퍼 및 제이. 윌버우 미국 특허 제51,826호 "가변주파수 발진기"에 기술되어 있다.

제1도의 회로에는 네스티트 루프서보 장치가 포함되어 있어서 오차 검출기(50)의 출력은 2개의 성분으로 분리되며, 한쪽은 변환기(72)의 제1의 궤환로에 공급되어 속도 오차를 수정하며, 다른쪽은 제2의 궤환로를 거쳐 VCO(42)로 공급되어 NTSC 합성 비디오 출력신호의 색도성분 주파수 및 위상오차를 수정한다. 검출기(50)는 칼라버스트 키드 위상검출기(52)로서 되며 그 검출기(52)는 대역통과 필터(46)의 출력에서 발생하는 색도 신호의 칼라버스트 성분의 주파수 및 위상을 기준 발진기(54)에 의해 발생된 표준 NTSC 기준 주파수(3.579545메가헤르쯔)와 비교한다. 위상 검출기(52)의 키잉(keying)은, 디엠퍼시스 회로(36)의 출력에서 발생된 NTSC 형식의 명도 신호의 수평동기 펄스를 검출하고 매 수평동기 펄스가 발생될 때 버스트 게이트(58)에 작동 신호를 공급하는, 동기분리기(56)에 의해 제공된다. 버스트 게이트(58)은 수평 동기 펄스의 소위 백 포치(back porch) 간격동안 위상 검출기 52를 작용시키고 거기에 칼라 버스트 신호가 위치된다. 위상 검출기(52)는 칼라버스트 간격 동안에만 작용하므로, 이것의 출력전압(서보 장치의 합성 오차 신호 S를 나타내는)은 보유 캐패시터(59)에 의해 수평선 간격이 나머지 기간동안 저장된다.

합성 오차 신호S의 오차 신호 성분 S₁및 S₂로의 분리는 두 능동 저역통과 필터(62 및 64)의 캐스캐이드 접속을 구성하는 능동 필터(60)에 의하여 제공된다. 이들 필터(62)의 제1출력은 구동증폭기(70)을 거쳐 속도 오차를 교정하기 위해 암스트렛치 변환기(72)로 인가된다. 변환기(12)는 미디오 디스크(12)에 기록된 비디오 정보 트랙에 대한 픽업바늘의 접선 위치를 제어하기 위해 플레이어 픽업 변환기(14)에 기계적으로 결합되어 있다. 만약에 디스크가 중심을 벗어난 경우, 변환기(72)는 이것의 편심을 보상하는 감각으로 디스크의회 전과조 화하여 픽업암의 유효길이를 변화시킨다. 이 기능을 실시할기에 적절한 암스트렛처 변환기는 1975년 5월 6일 엠. 에이. 리덤에게 허가된 미국 특허 제3,882,267호 "암 및 픽업 부품을 비디오 재생장치"와 1976년 9월 28일 엠. 이. 밀러 및 제이. 지. 에머리에게 허가된 미국 특허 제3,983,318호 "제동 장치를 가진 속도 교정 시스템"에 설명되어 있다.

캐스캐이드 접속의 제2저역 통과필터(64)의 출력은 오차 신호 성분 S₂를 발생시키도록 합성 오차 신호(S)와 가산회로(66)에서 가산된다. 이 신호는 NTSC 합성 비디오 출력 신호의 색도성분 내의 주파수 및 위상 오차를 최소로 하도록 비디오 변환기(20)의 VCO(42)에 인가된다. S₂의 광대역 성분은(즉, S의 여과되지 않은 성분) 예를 들면, 재생된 비디오 신호의 스퓨리어스(Spurious) 변화에 기인하는 비교적 높은 주파수 오차에 대한 교정을 제공한다.

필터(62 및 64)는 특히 턴테이블의 회전속도 및 전력선 주파수 안정도에 따라 설계된다. 앞서 검토된 비러스 특허에서, 7.5르쯔의 제1필터 62(450RPM의 턴테이블 회전 속도에 상응하는)에 대한 코너 주파수와10.27헤르쯔의 제2펄터에 대한 코너 주파수가 제시된다. 역시 제3도는 두 필터(62 및 64)가 버러스 특허에 도시된 바와 같은 능동 필터 및 수동 필터의 결합이 아니면 능동 필터로서 특히 바람직한 필터가 나타나 있다. 이것은 네스티드(nested) 루프(즉 VCO(42)를 포함하는 루프)에 매우 큰 이득을 제공하고 따라서 구프오차를 감소시킨다.

과도 검출-억제회로(80)은 능동 저역통과 필터(64)의 출력에 결합된 입력과 제한기(86)을 거쳐 감산회로(82)에 결합된 출력을 가지는 사역(dead-zone) 증폭기(84)를 구성한다. 증폭기(84)로 사용하기 위합 조절 가능한 사역 증폭기(84)는 1974년 11월 29일 디. 제. 파와스키에게 허가된 미국 특허 제3,851,259호 "사역회로"에 기술된다. 적합한 사역증폭기는 제이. 윌버 및 비. 요카니스에 의해 1979년 7월 16일 출원된 미국 특허 제058,022호로 "제어가능한 폭 및 위치의 사역을 가진 증폭기"에 기술된다. 제한기(86) 및 감산회로(82)는 통상의 방법에 의해 분리소자로 구성되어도 무방하나 뒤에서 제2도에 의해 설명하는 바와 같이 단일 장치로 하면 더욱 바람직하다.

제1도의 플레이어 작동은 레코드가 재생되어지고 있으며, 또 모든 과도적 변화가 감쇄하는데 충분한 시간이 경과한 상태를 고려하면 쉽게 이해할 수가 있다. 이 정상 동작 상태에서는 변환기(16) 및 복조기(18)를 거쳐 변환기(14)로부터 유도된 BSC 합성 비디오 신호는 전술한 바와 같이 변환기(20)에 의해 NTSC 출력 신호로 변환된다. 또한 NTSC 색도 신호의 칼라 버스트 성분 주파수가 발진기의 주파수와 동인하고 그와 같이 90(도)의 위상차가 있는 것으로 가정한다. 그 경우에, 오차는 존재하지 안혹 캐패시터(59)는 위상 검출기(52)에 의해 VCO(42)를 정격 중심 주파수(5.11 메가헤르쯔)에서 유지시키고 제어 영역의 중심으로 위치 변환기(72)를 지속시킬 전압으로 충전될 것이다. 칼라 버스트 및 위상내에 변화가 발생되면 캐패시터(59) 상의 전압은 VCO(42)의 주파수 및 변환기(72)의 위치에 대해 반작용하도록 변화된다.

능동 필터(60)의 목적은 변환기(72)를 포함한 주궤환루프와 VCO(42)를 포함한 네스티드 궤환루프의 쌍방의 주파수 응답성을 적합시키는 일이며, 그 때문에 주궤환루프의 루프 이득은 약 1헤르쯔에서 250헤르쯔의 범위에서 네스티드 궤환루프의 루프 이득보다 크게 되어 있다. 설명하자면 칼라 버스트 성분은 예를 들어 레코드의 휘어짐이나 편심에 의해 7.5헤르쯔의 비율로 주파수가 변한다고 가정하자. 이 경우 필터(60)은 주궤환 루프의 루프 이득을 네스티드 궤환루의 이득보다 최소한 20dB 크게하고 그러므로 변화기(72)에 대한 반작용 신호는 식도 및 명도출력 신호의 속도 오차(따라서 주파수 오차도)를 교정하는 대부분의 교정을 실행한다. 약간의 교정은 직접 통로 및 저역통과 필터(64)로 부터의 신호에 기인하느 VCO(42)에 의해 실행될 것이다.

약 250헤그쯔 이상의 주파수에 대해 주 및 네스티드 궤환루프의 이득이 동일해지고 VCO(42)는 색도신호에 대해서만 대부분의 교정을 행한다. 매우 낮은 주파수에서, (약 1헤르쯔 이하로서 필터(62 및 64)가 동일해짐 주 및 네스티 루프의 루프 이득을 강요하는) 필터 64에 의해 제공된 부가적인 이득은 VCO(42)가 오차 ㅅ니호의 대부분을 수신하도록 한다.

과도 검출-보호회로(80)는, 증폭기(84)의 사역(dead zone) 폭이 저역통과 필터(64)의 출력 전압이 기대되거나 또는 정규 피크 대 피크 변화보다 크게 선택되기 때문에, 상기에 설명한 정상 상태의 작동에 중요한 영향을 미치지 않는다. 그 결과 정상 상태로는 증폭기(34)는 실효적으로 개회로서 작동하고, 증폭기(84), 제한기(86) 및 감산회로(82)에 의해 구성되는 과도적 변화 보호 궤환루프는 휴지상태로 되어 있다. 이 점은 정상 상태에서는 과도적 변화 검출-억제 회로의 존재에 의해 속도 수정용의 주궤환 및 색도 신호 수정용의 네스티드 궤환 루프의 어느 것에도 손실을 주지 않으므로 본 발명의 큰 이점으로 되어 있다.

과도 신호 상태에서, 사역 증폭기(84)는 앞서 언급된 보호 궤환루프를 "폐쇄"시키고, 필터(62) 및 (64)의 이득을 감소시키는 반작용(부궤환 ) 신호를 필터(62)의 입력에 공급한다. 설명을 위해, FM 복조기(18)에 대한 캐리어 유실을 초해하고 동기 분리기(56)에 대한 동기 유실을 초래하며 다른 옵셋(Off Set) 출력을 가지지 않는 위상 검출기를 초래하는 과도 교란이 발생되는 것을 가정한다. 저역통과 필터(62 및 64)는 매우 높은 이득이기 때문에, 필터(64)의 출력에서 큰 전압으로 어떤 유한 옵셋(Off Set)가 초래된다. 필터(64)의 출력이 사역 증폭기(84)의 사역대를 초과하면 초과한 신호는 증폭기(84)에 의해 증폭되며 필터(62)의 입력에 인가된 신호로부터 감산회로(82)에 의해 감산될 것이다. 이것은 필터(64)의 출력 전압이 과도 교란의 잔여 기간동안 이것의 제한된 정규작동 영역(즉, 사역 한계)으로 증가되는데 기인한 것이다. 필터(64)는 이것의 "정규" 작동 영역 내이고 캐스 캐이드 접속된 제2필터이므로, 필터(62)가 또한 이것의 "정규" 또는 비포화 작동 영역 내에서 유지될 것을 허용한다.

제한기(86)의 목적은 과도적 변화가 생겼을 때(장치가 위상 로크(lock)되어 있는 동안에) 사역증폭기의 기능을 억제하는 데 있다. 이 경우의 과도적 변화는 사역증폭기(84)의 사역대를 초과하지만 사역증폭기(84)의 기능이 억제되었을 때에 루프가 과도변화에 추종할 수 있을 정도의 충분히 작은 진폭 및 또는 기간을 가진다.

예를 들면, 레코드(12)의 회전속도가 정격보다 약간 빠른 속도임을 고려하면, VCO(42)는 정격보다 높은 주파수이어야만 하고, 저역통과 필터(64)의 출력은 정격보다 높은 전압으로 되고 사역증폭기(84)의 한계 수터에 대단히 가까와진다. 또 픽업 변환기(14)에 먼지 입자가 있으므로 해서 몇 선정도의 칼라 부반송파가 소실되고 저역통과 필터(64)의 출력은 이 기간중에 사역 증폭기의 한계수치를 통과한다고 가정한다. 또한 적절한 칼라 부반송파가 재저장 되없을때 장치는 더욱 위상로크(lock) 상태(본질적인 위상오차가 존재할 수도 있으나)에 있다고 가정한다. 제한기(86)은 사역증폭기(84)의 출력을 위상검출기(52)의 동적 영역보다 아주 낮은 값으로 제한하고 따라서, 사역증폭기(84)는 위상 로크(lock) 장치를 해제할 수 없다.

제한기(86) 및 감산회로(82)의 기능은, 비반전입력에서 입력단자(212)에 접속되고 출력에서 출력단자(214)에 접속된 차동증폭기(210)을 포함하는 제2도에 도시된 바와같은 단일장치에 의해 구성된다. 다른 입력단자(216)은 선형 저항성통로(222)을 거쳐 비반전 증폭기 입력에 결합되고 비선형 통로(220)을 거쳐 증폭기 출력에 결합된다. 다른 선형저항성 통로(222)는 궤환 통로가 완성되도록 변화입력 및 증폭기 출력 간에 결합된다. 예능적으로, 선형저항성 통로는 전압 및 전류간의 선형관계를 나타내는 종래의 저항 또는 다른 소자들을 구성한다. 비선형 통로는 예를 들면 한 쌍의 역 병렬 접속된 PN 다이오드 또는 한쌍의 직렬 접속된 "후방 결합" 제너 다이오드를 구성한다.

제1도에 적용된 바와 같이, 입력단자(212)는 합성오차 신호(즉, 캐패시터(59) 상의 전압)를 수신하기 위해 오차 검출기(50)의 출력에 접속된다. 입력단자(216)는 과도신호 상태하에서 출력전류를 수신하기 위해 사역증폭기 84의 출력에 결합된다(전압 출력형 사역증폭기가 사용될 경우, 저항과 같은 어떤 장치가 단자(216)에 대한 입력전류를 제한하도록 사용되어야 한다). 출력단자(214)는 증폭기(84)의 출력전류에 비례하는 제한된 크기의 전압을 감한 합성 오차 신호 S에 동일한 출력전압을 공급하기 위해 가산회로(66)과 저역통과 필터(64)의 입력에 접속된다.

작동에 대해서는 우선 필터(64)의 출력 전압이 증폭기(84)의 사역내에 있는 정상상태를 고려한다. 이 경우에, 단자(216)에 전류가 공급되지 않으며 소자(218, 220 및 222)를 통하여 흘지 않게 된다. 저항성 통로(222)에 의해 주어지는 부궤환 작용에 의해 증폭기(210)는 비반전 이득이 단일 이득 전압 팔로우어(follower)로서 동작하여 능동 필터(60)에 합성오차 신호 S를 공급한다.

과도 신호 상태에서는 사역증폭기(84)는 단자(216)에 전류를 제공하고 이 전류는 선형저항 통로(218 및 222)를 거쳐 증폭기 210의 출력으로 흐른다. 통로(218 및 222) 양단에서 발생된 전압의 합이 비선형 통로 220의 임계 전압보다 작을 경우, 증폭기(210)은 단자(216)에 공급된 전류에 대해서는 고정된 이득 변환 및 가산증폭기로서 그리고 합성 오차 신호에 대해서는 단일 이득 비반전 전압 팔로우어(follower)로서 작용할 것이다. 증폭기(210)의 출력 전압은 다음 식을 사용하여 간단히 계산할 수 있다.

E₀=S-IR₂(1) R₀=통로(222)의 저항값

여기서 E₂=단자(214)의 출력 전압 I=증폭기(84)의 출력 전류

S=합성 오차 신호 전압

통로(218) 및 (222) 양단에서 발생된 전압의 합이 통로(220)의 임계 전압을 초과하는 경우에 있어서, 과도 전류는 통로(220)에 의해 증폭기(210)의 출력으로 도통되고 그에 따라 출력전압(즉, 식(1)의 부의항)의 증대성분의 어떠한 증가도 제한된다. 따라서 이 상태에서의 출력전압은 다음과 같이 추정된다.

(2)

여기서 E₀=단자(214)의 출력 전압 V_t=비선형 통로(220)의 임계 전압

S=합성 오차 신호 전압 R₁=통로(218)의 저항값

제3도에서 능동 필터(62)는 감산회로(82)의 출력에 접속되기 위한 입력 단자(401)과 구동증폭기(70) 및 능동 필터(64)에 출력 신호를 공급하기 위한 출력단자(402)를 구성한다. 단자(401)은 저항 R₁을 거쳐 비반전 차동 증폭기(403)에 결합되고 저항 R₂및 캐패시터 C₁의 직렬 접속에 이해 접지된다. 증폭기(403)은 종래의 것도 되나 암스트렛처 변환기(72)와 아울러 증폭기(405 및 408)의 입력을 구동시키기 위해 총분한 출력 전류를 제공하도록 버퍼 증폭기 출력단(도시치 않음)을 포함하는 것이 좋다. 증폭기(403)의 변환 입력은 저항 R₃을 거쳐 기준 전원 V_r(도시치 않음)에 결합하고 저항(R₄) 및 캐패시터(C₂)의 직렬결합을 거쳐 출력단자 402에 결합된다 기준전압차는 영오차 정상 동작 하에서 (즉, NTSC 색도신호의 칼라을 거쳐 출력단자 402에 결합된다. 기준전압차는 영오차 정상 동작 하에서(즉, NTSC 색도신호의 칼라 버스트 성분의 발진기(54)의 출력으로서 위상이 90°의 관계가 있고 동일한 주파수일 때의 상태) 오차 검출기(50)의 정격 출력 전압과 동일해야 한다.

능동 필터(64)는 필터(62)의 출력을 수신하기 위한 입력단자(404) 및 사역증폭기(84)의 입력과 가산회로(66)에 출력 신호를 공급하기 위한 출력단자(406)를 구성한다. 단자(404)는 저항(R₅)를 거쳐 차동 증폭기(405)의 변환 입력에 결합되고 따라서, 저항 R₇및 캐패시터 C₄의 제2직렬 접속에 의해 병렬로 된 저항(R₆) 및 캐패시터(C₃)의 직렬 접속을 거쳐 증폭기(405)의 출력에 결합된다. 증폭기(405)의 출력은 저항(R₈)을 거쳐 출력단자(406)에 결합되고 캐패시터(C₅)를 거쳐 접지된다. 비반전 입력은 저항 R₅의 값과 동일한 바이어스 전류 등가저항(도시치 않음)에 의해 기준전원 V₂에 양호하게 결합된다(바이어스 전류 등가 저항은 필터의 시정수에 영향을 주지 않으며 증폭기 405의 입력 바이어스 전류 흐름에 기인하는 저항(R₅) 양단의 전압 강하 증대를 무시하는 경우을 요구하지 않는다).

450RPM의 정격 턴테이블 속도와 70헤르쯔의 암스트렛처 공진 주파수를 가지는 비디오 디스크 플레이어에 사용하기 위한 필터(62 및 64)의 소자에 대한 값은 다음과 같다.

저항치는 킬로오옴으로 표현도고 캐패시터값은 백만 패러드로 표시된다.

상기 값들을 사용하여 필터(62)의 전달함수는 약 7.5헤르쯔의 제1파괴 주파수(턴테이블 회전속도)에 대한 -6dB/옥타브의 경사와 약 70헤르쯔의 제2파괴주파수(암스트렛처 변환기 공진주파수)에 대한 -12dB/옥타브의 경사 및 그후 영dB/옥타브의 경사를 나타낸 것이다. 암스트렛처 변환기의 것과 결합된 이 전달함수는(이것의 공진주파수에 대한 6dB/옥타브 및 그 이후 -6dB/옥타브의 경사를 나타내도로 가정된) 7.5헤르쯔의 턴테이블 "1회전" 주파수에 대한 영 및 그 이후 6dB/옥타브의 부경사를 가지는 폐쇄루프 총 전달함수를 제공한다.

능동 필터(64)는 약 0.8헤르쯔의 주파수에 대한 -6dB/옥타브의 경사와 1.6헤르쯔의 주파수에 대한 영 경사와 7.5헤르쯔의 주파수에 대한 -6dB/옥타브 및 그 후 60헤르쯔의 주파수에 대한 -6dB/옥타브의 영 경사를 가지는 전달함수를 나타낸다. 필터(64)는 필터(62)와 캐스캐이드로 접속되므로(증폭기(403)에 의해 제공된 이득의 장점을 취하도록) 결과적인 전달함수는 0.8헤르쯔의 주파수에 대한 -12dB/옥타브의 경사와, 1.6헤르쯔에 대한 -6dB/옥타브의 경사와 60헤르쯔에 대한 -12dB/옥타브 경사 및 그후 -6dB옥타브의 경사를 나타낸다.

구동증폭기(70)은 필터(62)로부터 오차 신호 성분(S₁)을 수신하기 위해 입력단자(407)과 변환기(72)에 접속되기 위한 한쌍의 출력단자(409 및 410)를 구성한다. 단자(409)는 저항(R₁₀)를 거쳐 단자(407)에 결합되고 저항 R₁₀을 거쳐 차동증폭기(408)의 변환 입력에 결합된다. 증폭기(408)의 비반전입력은 단자(407)에 한 단부가 접속되고 다른 단부는 기준전원 V_r에 접속된 이득 조정 전위차계 R₁₁의 가동자에 접속된다. 증폭기(408)은 종래의 것도 되나 변환기(72)에 대한 충분한 출력전류 구동능력을 제공하도록 출력 버단을 포함하는 것이 좋다.

작동시에 변환기(72)는(단자(409 및 410) 양단에 접속될 때) 증폭기(408)의 비반전 입력에서의 전압에 동일한 단자(409, 유효 가산 접합) 전압을 유지시키는 증폭기(408)에 대한 부궤환 통로를 제공한다. 이 전압 V_P는 전위차계 R₁₁양단에서 발생하는 기준저원 V_r및 단자(407)에서의 전압 S₁의 약간의 차등(가동자의 설정에 의해 결정되는)과 동일하다. 그 결과로 저항R₉에 의해 도통된 전류 I_L은 R₉의 저항성에 의해 분할된 V_P및 S₁간의 차등과 동일하다. 증폭기(408)의 비반전 입력에서 요구되는 바이어스 전류는 I_L에 비해 무시되므로, 변화기 전류는 필수적으로 I_L과 동일하고, I_L은 변환기 전압과 무관하므로 변환기 전류는 단지 S₁, V_r, R₉및 R₁₁의 설정에만 좌우된다. 주어진 플레이어에서 V_r, R₉및 R₁₁은 모두 일정한 변수이다. 따라서 증폭기(70)은 전압-전류 변환기(일반적으로 VIC라 칭한다)로서 작동하며 변환기(72)에 대해 합성 신호 오차(S₁)와 직선적으로 관련되고 변환기(72)의 양단간의 전압에는 무관한 전류를 유통시킨다.

본 발명의 장점은 일반적으로 루프함수를 분리시키다 위한 능동 필터와 네스티드 루프서보 장치를 사용하는 비디오 디스크 플레이어에 적용되고, 여러 방법으로 그 장점은 여전히 존속시킨채 제1도의 플레이어를 변경시킬 수 있다. 예를 들면, 속도 오차 교정은 턴테이블 속도를 제어하기 위한 오차신호 성분 S₁의 사용으로 이룰 수 있고 증폭기(70) 및 변환기(72) 없이도 이룰 수 있다. 이것은 전동기 구동전력을 변화시키거나 신호 S₁를 반응하여 턴테이블에 제동력을 인가시키는데 의해 실행될 수 있다. 또 VCO(42)로서 적당한 형식의 것을 택하므로서 가산회로(66)를 생략할 수 있다. 이것은 적합한 VCO가 차동 입력을 가지며 따라서 가산될 신호의 변화에 의해 신호 가산에 사용될 수 있기 때문에 가능하다.

Claims (1)

1. 합성 오차 신호의 발생에 대한 오차 검출기(50)와 속도 오차로 교정하는 주궤환 루프에 적용하기 위한 부분과 비디오 신호 주파수를 교정하는 네스티드(nested) 보조 궤환루프에 적용하기 위한 부분인 두 부분으로 합성 오차 신호를 분리시키기 위한 능동 필터(60)를 구성하는 네스티드 루프서보 시스템을 포함하는 종류의 비디오 디스크 플레이어에 있어서, 정상적으로 개방된 제2궤환루프(82-86)를 상기 능동 필터(60)의 출력과 입력 사이에 설치하고, 이 궤환루프에는 상기 임계치를 초과하는 상기 필터(60)의 과도 출력 수준에 대응하는 임계회로(84)를 포함하는 제3루프로 구성시켜서 상기 능동회로에 설치한 루프에 대하여 이득 감소 부궤환 신호르 공급되지 않게 한 비디오 디스크 서보장치.

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