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JPS644202B2 - - Google Patents
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JPS644202B2 - - Google Patents

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JPS644202B2
JPS644202B2 JP53031947A JP3194778A JPS644202B2 JP S644202 B2 JPS644202 B2 JP S644202B2 JP 53031947 A JP53031947 A JP 53031947A JP 3194778 A JP3194778 A JP 3194778A JP S644202 B2 JPS644202 B2 JP S644202B2
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gate
pulse
binary counter
signal
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JP53031947A
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JPS54124182A (en
Inventor
Masaru Hashirano
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気録画再生装置(VTR)の回転ヘ
ツド等に用いられるサーボ系のデイジタル方式化
に関するものであり、特に家庭用等の比較的簡易
なサーボ系を有するVTRに好適な素子数の少な
い、集積回路化(IC化)に適したデイジタルサ
ーボ装置を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to digitalization of a servo system used in the rotary head of a magnetic recording/reproducing device (VTR), and is particularly applicable to a VTR with a relatively simple servo system such as for home use. The present invention provides a digital servo device that has a small number of elements and is suitable for integration into an integrated circuit (IC).

従来のVTRサーボ系はアナログ式であり、第
1図にその構成図例を、第2図にその動作波形図
例を示す。
A conventional VTR servo system is an analog type, and FIG. 1 shows an example of its configuration, and FIG. 2 shows an example of its operating waveforms.

第1、第2図において、1は被制御回転体(シ
リンダ、キヤプスタンetc)に直結または連結さ
れる回転円板、2,3は第1、第2マーカ、4は
該マーカ2,3の円周面上に対向して設けられた
検出ヘツドであり、1〜4で構成される回転検出
装置に依る検出信号の1例として第2図波形Aに
正負両パルス信号S1を示す。5は該パルス信号S1
を正パルスと負パルスとに分離し、各々の増幅出
力を得る増幅回路、6は該増幅回路5の出力を方
形波信号S2に変換するフリツプフロツプ(波形
B)、7は速度比較用の台形波信号S3を形成する
第1の台形波作成回路(波形C)、8は前記回転
体1の速度基準信号S4を形成する速度基準作成回
路(波形D)であり、速度基準となる時間幅τs
形成するのに通常単安定マルチバイブレータを用
いる。9は前記台形波信号S3を次段の第1サンプ
ルホールド回路10でサンプリングするためのパ
ルスを形成する第1のパルス作成回路である。第
1サンプルホールド回路10の出力S6は速度誤差
に比例した直流電圧esであり、これを駆動増幅回
路11に通じて前記回転体の駆動用直流モータ1
2を制御する負帰環ループを構成し、回転体1の
回転速度が基準速度に一致するように制御する。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a rotating disk that is directly connected or connected to a controlled rotating body (cylinder, capstan, etc.), 2 and 3 are first and second markers, and 4 is a circle of the markers 2 and 3. Waveform A in FIG. 2 shows both positive and negative pulse signals S1 as an example of a detection signal from a rotation detection device consisting of detection heads 1 to 4, which are provided oppositely on the circumferential surface. 5 is the pulse signal S 1
6 is a flip-flop (waveform B) that converts the output of the amplifier circuit 5 into a square wave signal S2 , and 7 is a trapezoid for speed comparison. A first trapezoidal wave generating circuit (waveform C) forms the wave signal S3 , and 8 is a speed reference forming circuit (waveform D) forming the speed reference signal S4 of the rotating body 1, and the time serving as the speed reference is A monostable multivibrator is usually used to form the width τ s . Reference numeral 9 denotes a first pulse generation circuit that forms pulses for sampling the trapezoidal wave signal S3 in the first sample and hold circuit 10 at the next stage. The output S 6 of the first sample and hold circuit 10 is a DC voltage e s proportional to the speed error, and this is passed through the drive amplifier circuit 11 to the DC motor 1 for driving the rotating body.
2, and controls the rotational speed of the rotating body 1 to match the reference speed.

なお、VTRサーボ系ではさらに回転体の回転
位相を外部基準信号(例えば、映像信号中の垂直
同期信号)に同期させる必要があり、位相制御系
を具備している。13は外部基準信号入力端子、
波形Gは外部基準信号S7を示し、第2の台形波作
成回路14に入力して位相比較用の台形波信号S8
(波形H)に変換する。一方第2のパルス作成回
路15を通じて前記方形波信号S2の立上り(また
は立下り)でサンプリングパルスS9を形成し、次
段の第2サンプルホールド回路16で前記台形波
信号S8をサンプリングホールドして位相誤差に比
例した直流電圧epなる出力S10を得る。該出力S10
をゲイン調整器17に通じて前記基準作成回路8
を制御する負帰環ループを構成する。
Note that the VTR servo system further needs to synchronize the rotational phase of the rotating body with an external reference signal (for example, a vertical synchronization signal in a video signal), and is equipped with a phase control system. 13 is an external reference signal input terminal;
Waveform G indicates an external reference signal S7 , which is input to the second trapezoidal wave generating circuit 14 to generate a trapezoidal wave signal S8 for phase comparison.
(Waveform H). On the other hand, a sampling pulse S9 is formed by the rise (or fall) of the square wave signal S2 through the second pulse generation circuit 15, and the trapezoidal wave signal S8 is sampled and held in the second sample hold circuit 16 at the next stage. As a result, an output S10 , which is a DC voltage e p proportional to the phase error, is obtained. The output S 10
is passed through the gain adjuster 17 to the reference generation circuit 8.
Construct a negative feedback loop to control.

以上従来例示したVTRサーボ系では、制御情
報を全てアナログ量として扱つているため、電源
電圧の変動や温度変化により動作点の変動や利得
変動を受け易く、サンプルホールドが不完全なた
め不要信号重畳による制御の乱れを生じ易い、大
容量のコンデンサを必要とするためIC化しても
外付け部品を皆無にできない等高信頼性、小形化
の妨げとなつていた。また、大規模集積回路化
(LSI化)する場合でも単に従来サーボ回路をデ
イジタル回路に置換えるだけでは低消費電力化や
歩留りを考慮したICチツプ面積の小形化は期待
できない。
In the conventional VTR servo system shown above, all control information is handled as analog quantities, so it is susceptible to operating point fluctuations and gain fluctuations due to fluctuations in power supply voltage and temperature, and unnecessary signal superposition due to incomplete sample and hold. This has hindered high reliability and miniaturization, such as the need for large-capacity capacitors, which can easily cause disturbances in control due to the noise, and the need for external components cannot be completely eliminated even when integrated circuits are used. Furthermore, even in the case of large-scale integration (LSI), simply replacing conventional servo circuits with digital circuits cannot be expected to reduce power consumption or reduce IC chip area in consideration of yield.

今、第1図例示のサーボ回路をデイジタル化す
る場合は、第1、第2の台形波作成回路7,14
を各々のカウンタ及びゲート回路で、速度基準作
成回路8をカウンタ及び速度変調のための置数用
ゲート回路で、第1、第2のサンプルホールド回
路10,16を各々レジスタで構成し、第1のサ
ンプルホールド回路10の出力は必要に応じて直
流モータを使つて制御する場合はDA変換器を通
じて、同期モータを使つて制御する場合はカウン
タを用いたデイジタル式周波数変調器を通じて回
転体を駆動制御する必要がある。即ち、第1図例
示の構成をそのままデイジタル回路で置換えると
複数個のカウンタを必要とするため構成素子数が
多くIC化に適さないものである。
Now, when digitizing the servo circuit illustrated in FIG.
are configured with respective counters and gate circuits, the speed reference generation circuit 8 is configured with a counter and a gate circuit for setting numbers for speed modulation, the first and second sample and hold circuits 10 and 16 are each configured with registers, and the first The output of the sample-and-hold circuit 10 is used to drive and control the rotating body as required, through a DA converter when controlling a DC motor, or through a digital frequency modulator using a counter when controlling a synchronous motor. There is a need to. That is, if the configuration illustrated in FIG. 1 is replaced as is with a digital circuit, a plurality of counters will be required, resulting in a large number of constituent elements, which is not suitable for IC implementation.

本発明は従来のこの種の問題点を解決するため
サーボ回路を単にデイジタル回路に置換するに留
めず構成を簡素化することにより素子数を削減
し、信頼性が高くかつIC化に好適なデイジタル
サーボ装置を提供するものである。
In order to solve this type of conventional problem, the present invention not only replaces the servo circuit with a digital circuit, but also simplifies the configuration, reduces the number of elements, and creates a digital circuit that is highly reliable and suitable for IC implementation. The present invention provides a servo device.

本発明は少なくとも速度制御系(速度系)と位
相制御系(位相系)とを有するサーボ系におい
て、従来複数のカウンタを必要としていたもの
を、単一のカウンタにより構成し複数の制御系に
共用することを特徴とするものである。
The present invention provides a servo system having at least a speed control system (velocity system) and a phase control system (phase system), which conventionally required multiple counters, but is configured with a single counter that can be shared by multiple control systems. It is characterized by:

即ち、本発明は少なくとも速度制御系と位相制
御系を有する回転体のデイジタルサーボ系におい
て、クロツクパルスを入力として計数する単一の
2進カウンタと前記2進カウンタの計数出力を取
出す第1、第2レジスタとを備え、前記第1レジ
スタに貯えた計数出力により前記速度制御系のデ
イジタル誤差出力を得、前記第2レジスタに貯え
た計数出力により前記位相制御系のデイジタル誤
差出力を得、前記2つの誤差出力により前記回転
体を制御する構成とした回転体のデイジタルサー
ボ方式である。
That is, the present invention provides a digital servo system for a rotary body having at least a speed control system and a phase control system, which includes a single binary counter that counts clock pulses as input, and first and second counters that take out the counting output of the binary counter. A digital error output of the speed control system is obtained by the count output stored in the first register, a digital error output of the phase control system is obtained by the count output stored in the second register, and a digital error output of the phase control system is obtained by the count output stored in the second register. This is a digital servo system for a rotating body configured to control the rotating body using error output.

以下図面に基づいて本発明の説明を行なう。 The present invention will be explained below based on the drawings.

第3図は本発明の基本構成を示すブロツク図で
あり、第4図は第3図要部の回路構成例、第5図
は第3図、第4図の各部波形図、第6図、第8図
は回転パルス処理回路例、第7図、第9図はその
各部波形図である。
3 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention, FIG. 4 is an example of the circuit configuration of the main part in FIG. 3, FIG. 5 is a waveform diagram of each part in FIGS. 3 and 4, and FIG. FIG. 8 is an example of a rotational pulse processing circuit, and FIGS. 7 and 9 are waveform diagrams of each part thereof.

第3図において101はクロツク信号入力端
子、102は回転パルス信号入力端子、103は
外部基準信号入力端子、104はデイジタル誤差
出力端子、105はクロツクゲート回路、106
は2進カウンタ、107は回転パルス処理回路、
108,109は第1、第2ゲート回路、11
0,111は第1、第2レジスタ、112はアダ
ー(加算器)である。端子101からの入力クロ
ツク信号Saはクロツクゲート回路105を通して
2進カウンタ106へ入力され、該カウンタ10
6を計数可能にする。一方、端子102には回転
パルス信号Sb(第2図のS1に相当)を入力し、回
転パルス処理回路107を通して負極と正極パル
スに分離し、第1、第2の回転パルスSb1,Sb2
する。該第2回転パルスSb2は第1レジスタ11
0のサンプリングパルスとして用いる。2進カウ
ンタ106は第1回転パルスSb1の印加に同期し
て計数を開始し、該カウンタ106が所定の計数
値を計数し終ると第1のゲート回路108よりの
クロツクゲート信号Scによりクロツクゲート回路
105を閉じるよう制御する。このクロツクゲー
ト回路105はクロツクゲート信号Scにてカウン
タ106を構成するJKフリツプフロツプJK入力
端子を直接制御しても同様に可能である。この場
合クロツクゲート回路105は除去でき、クロツ
ク信号Saはカウンタ106へ連続的に入力でき
る。カウンタ106の計数出力は速度系と位相系
とでは別々のゲート回路108と109及び別々
のレジスタ110,111を通じて各々のデイジ
タル誤差出力(2進化された誤差出力)を得、ア
ダー112により両者の誤差出力を加算(又は減
算)して合成したデイジタル誤差出力を端子10
4に得るように構成する。ここにゲート回路10
8,109は速度系と位相系の安定点を1つに確
定するための飽和特性付与ゲートと該ゲート出力
にて制御されカウンタ106の計数出力を通すゲ
ートとよりなる。またレジスタ111には端子1
03より外部基準信号Sfがサンプリングパルスと
して入力される。
In FIG. 3, 101 is a clock signal input terminal, 102 is a rotation pulse signal input terminal, 103 is an external reference signal input terminal, 104 is a digital error output terminal, 105 is a clock gate circuit, and 106 is a clock signal input terminal.
is a binary counter, 107 is a rotation pulse processing circuit,
108 and 109 are first and second gate circuits, 11
0 and 111 are first and second registers, and 112 is an adder. The input clock signal S a from the terminal 101 is input to the binary counter 106 through the clock gate circuit 105.
6 can be counted. On the other hand, a rotational pulse signal S b (corresponding to S 1 in FIG. 2) is inputted to the terminal 102 and separated into negative and positive pulses through the rotational pulse processing circuit 107, and the first and second rotational pulses S b1 , Make it S b2 . The second rotation pulse S b2 is sent to the first register 11
Used as a zero sampling pulse. The binary counter 106 starts counting in synchronization with the application of the first rotation pulse S b1 , and when the counter 106 finishes counting a predetermined count value, the clock gate signal S c from the first gate circuit 108 causes the clock gate circuit to start counting. 105 is controlled to close. This clock gate circuit 105 can also be used by directly controlling the JK input terminal of the JK flip-flop constituting the counter 106 with the clock gate signal Sc . In this case, the clock gate circuit 105 can be removed and the clock signal S a can be continuously input to the counter 106. The counting output of the counter 106 is obtained as a digital error output (binarized error output) for the velocity system and the phase system through separate gate circuits 108 and 109 and separate registers 110 and 111, and an adder 112 converts the error between the two. The digital error output obtained by adding (or subtracting) the outputs is connected to terminal 10.
Configure it to get 4. Here is the gate circuit 10
Reference numeral 8,109 consists of a saturation characteristic imparting gate for establishing one stable point of the speed system and the phase system, and a gate controlled by the gate output and passing the count output of the counter 106. Also, the register 111 has terminal 1.
03, the external reference signal S f is input as a sampling pulse.

以上の構成にすれば速度系と位相系とで必要な
カウンタを共用でき、単一のカウンタで事足りる
ため構成を簡素化できるものである。
With the above configuration, the necessary counters can be shared between the velocity system and the phase system, and a single counter is sufficient, thereby simplifying the configuration.

第4図は本発明要部の回路構成例であり、同一
番号、符号は第3図に対応している。
FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the main part of the present invention, and the same numbers and symbols correspond to those in FIG. 3.

107aは回転パルス処理回路107の第1入
力端子であり、第1回転パルスSb1カウンタ10
6へリセツト信号として入力される。今、カウン
タ106の1例として6ビツトの同期式カウンタ
を示したが、非同期式カウンタであつても良く、
この場合は同期式で必要なゲートG1〜G4を除去
できる。
107a is the first input terminal of the rotation pulse processing circuit 107, and the first rotation pulse S b1 counter 10
6 as a reset signal. Although a 6-bit synchronous counter is shown as an example of the counter 106, it may also be an asynchronous counter.
In this case, the gates G 1 to G 4 required for the synchronous type can be removed.

第1ゲート回路108はG5〜G8でなるANDゲ
ートとG9〜G12でなるNORゲート及び飽和特性
付与のためANDゲートG13とで構成され、カウン
タ106の計数出力を第1レジスタ110へ伝達
するようにしている。今その動作を説明すれば、
Sd1,Sd2は飽和特性付与ゲート信号であり、Sd1
Sd2が共に「L」のときゲート出力は無条件に
「H」を出力し、Sd1が「H」でSd2が「L」のと
きカウンタ106の出力を通し、Sd2が「H」の
ときゲート出力は無条件に「L」を出力する。こ
れにより飽和特性を付与することができ、かつ第
1回転パルスSb1に同期して動作するため速度系
の安定点を1つに確定することができる。次に第
2ゲート回路109はG14〜G17でなるORゲート
G18〜G21でなるANDゲート及び飽和特性付与ゲ
ートG22〜G24とで構成され、カウンタ106の
計数出力を第2レジスタ111へ伝達するように
している。動作はゲートG23の出力Seが「L」で
ゲートG24の出力Scが「H」のときカウンタ10
6の出力を通し、Se,Scが共に「H」のとき無条
件に「H」を出力し、Scが「L」のとき無条件に
「L」を出力するようにしており、飽和特性を付
与して位相系の安定点を1つに確定している。
The first gate circuit 108 is composed of an AND gate consisting of G 5 to G 8 , a NOR gate consisting of G 9 to G 12 , and an AND gate G 13 for providing saturation characteristics, and the counting output of the counter 106 is sent to the first register 110. I am trying to communicate this to If I explain its operation now,
S d1 and S d2 are gate signals imparting saturation characteristics ;
When S d2 are both "L", the gate output unconditionally outputs "H", and when S d1 is "H" and S d2 is "L", the output of the counter 106 is passed, and S d2 becomes "H". At this time, the gate output outputs "L" unconditionally. This makes it possible to impart saturation characteristics, and since it operates in synchronization with the first rotation pulse S b1 , it is possible to determine one stable point in the speed system. Next, the second gate circuit 109 is an OR gate consisting of G14 to G17 .
It is composed of AND gates G 18 to G 21 and saturation characteristic imparting gates G 22 to G 24 , and transmits the count output of the counter 106 to the second register 111 . In operation, when the output S e of gate G 23 is "L" and the output S c of gate G 24 is "H", the counter 10
Through the output of 6, when S e and S c are both "H", "H" is output unconditionally, and when S c is "L", "L" is output unconditionally, By imparting saturation characteristics, the stable point of the phase system is determined to be one.

すなわち、上述の信号Sd1,Sd2,Sc,Seは、
2進カウンタ106の上位ビツトe,fの出力に
より形成されており、第1、第2ゲート108,
109において2進カウンタ106の下位ビツト
a〜dの出力は上位ビツトe,fの出力値に応じ
てそれぞれ出力されている。
That is, the above-mentioned signals Sd 1 , Sd 2 , Sc, Se are
It is formed by the output of the upper bits e and f of the binary counter 106, and the first and second gates 108,
At 109, the outputs of the lower bits a to d of the binary counter 106 are outputted according to the output values of the upper bits e and f, respectively.

なお第4図では、第1、第2ゲート108,1
09共に下位ビツトを4ビツト、上位ビツトを2
ビツトとした構成としているが、これらのビツト
数は容易に変更することが可能である。また2進
カウンタ106の全ビツト数も6ビツトに限定さ
れるものでないことはいうまでもない。
In addition, in FIG. 4, the first and second gates 108, 1
Both 09 have 4 lower bits and 2 upper bits.
Although the configuration is made up of bits, the number of these bits can be easily changed. It goes without saying that the total number of bits in the binary counter 106 is not limited to 6 bits.

第5図において、波形Aは第1回転パルスSb1
Bはクロツク信号Saのうちクロツクゲート回路1
05を通過したクロツク信号S′a,Cはカウンタ
106の最下位ビツトaのQ出力、D〜Gは各々
カウンタ106のビツトb〜eのQ出力、Hは最
上位ビツトfのQ出力であり、HとIは速度系の
飽和特性付与ゲート信号Sd1,Sd2、Jは第1ゲー
ト回路108の出力をDA変換したときの波形、
Kはクロツクゲート信号Sc、KとLは位相系の飽
和特性付与ゲート信号Sc,Se、Mは第2ゲート回
路109の出力をDA変換したときの波形であ
る。Nおよびは第2回転パルスSb2および外部
基準信号Sfであり、速度系および位相系が正常動
作時に波形JおよびMの傾斜部を各々サンプルホ
ールドする。
In FIG. 5, waveform A is the first rotational pulse S b1 ,
B is the clock gate circuit 1 of the clock signal S a
The clock signals S' a and C that have passed through 05 are the Q outputs of the least significant bit a of the counter 106, D to G are the Q outputs of bits b to e of the counter 106, respectively, and H is the Q output of the most significant bit f. , H and I are the speed system saturation characteristic gate signals S d1 , S d2 , J is the waveform when the output of the first gate circuit 108 is DA converted,
K is a clock gate signal S c , K and L are phase-based saturation characteristic gate signals S c , S e , and M are waveforms obtained when the output of the second gate circuit 109 is DA converted. N and are the second rotation pulse S b2 and the external reference signal S f , which respectively sample and hold the slope portions of the waveforms J and M when the speed system and the phase system are in normal operation.

次に第6図〜第9図により第3図回転パルス処
理回路107の構成例について説明する。なお番
号および符号は第3図と対応させて示した。
Next, a configuration example of the rotational pulse processing circuit 107 shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIGS. 6 to 9. Note that the numbers and symbols are shown in correspondence with those in FIG.

第6図は1回転につき回転体の位置判別が可能
な2個のパルス(図例では正と負のパルスを有す
る1信号)を検出して用いる場合の例、第8図は
1回転につき1個のパルスを検出して用いる場合
の例を示し、第7図、第9図はそれぞれの各部波
形図である。
Figure 6 shows an example of detecting and using two pulses (in the example shown, one signal with positive and negative pulses) that can determine the position of the rotating body per revolution, and Figure 8 shows one pulse per revolution. An example is shown in which three pulses are detected and used, and FIGS. 7 and 9 are waveform diagrams of each part.

第6図において端子102からの入力回転パル
ス信号Sbは増幅器107cにより正パルスと負パ
ルスとを分離増幅してそれぞれの出力パルス
S′b1,S′b2に整形する。該出力パルスS′b1,S′b2
パルス幅が入力回転パルス信号Sbのパルス幅に略
等しく幅広のパルスであるため、これを幅狭のパ
ルスに整形する必要がある。まず“ORゲート
G26に通じ合成出力S′b1+S′b2を得、該合成出力
S′b1+S′b2をJKフリツプフロツプ107d,10
7eでなる2進カウンタのリセツト信号として用
い、該カウンタにより端子101からの入力クロ
ツク信号Saを所定数2だけ計数し、合成出力S′b1
+S′b2に同期したクロツク信号Saの周期に等しい
パルス幅の出力パルスSgを作る。該出力パルスSg
を第1、第2の回転パルスSb1,Sb2に分離するた
め、ゲートG27,G28により前記パルスS′b1,S′b2
とのMAND,ANDをそれぞれとり、端子107
a,107bに出力する。また、より幅狭のパル
スが必要な場合は、該クロツク信号Saを同時にゲ
ートG27,G28の入力とするが、クロツク信号Sa
に比べてより周波数の高い別のクロツク信号を用
いるか、或いは微分回路を通して作成してもよ
い。なお、前記出力パルスS′b1,S′b2をそのまま
用いる得る場合はこの限りでない。
In FIG. 6, the input rotational pulse signal S b from the terminal 102 is separated and amplified into a positive pulse and a negative pulse by an amplifier 107c, and each output pulse is
Format S′ b1 and S′ b2 . Since the output pulses S' b1 and S' b2 are wide pulses whose pulse widths are approximately equal to the pulse width of the input rotational pulse signal S b , they need to be shaped into narrow pulses. First, “OR gate”
G 26 to obtain the composite output S' b1 + S' b2 , and the composite output
S' b1 + S' b2 to JK flip-flop 107d, 10
7e is used as a reset signal for a binary counter, which counts the input clock signal S a from the terminal 101 by a predetermined number of 2, and produces a composite output S' b1
An output pulse S g with a pulse width equal to the period of the clock signal S a synchronized with +S' b2 is generated. The output pulse S g
In order to separate the pulses S' b1 and S' b2 into the first and second rotational pulses S b1 and S b2 , the gates G 27 and G 28 separate the pulses S' b1 and S' b2
Take MAND and AND with respectively, and connect terminal 107.
a, 107b. If a narrower pulse is required, the clock signal S a is input to gates G 27 and G 28 at the same time, but the clock signal S a
It is also possible to use another clock signal with a higher frequency than that, or to create it through a differentiating circuit. Note that this does not apply to the case where the output pulses S' b1 and S' b2 can be used as they are.

第7図において波形Aは回転パルス信号Sb、B
とCは増幅器107cの出力パルスS′b1,S′b2
DとEは第1、第2回転パルスSb1,Sb2であり、
F〜Iは部分的拡大図で、Fはクロツク信号Sa
Gは合成出力S′b1+S′b2、HとIは107d,1
07eでなるカウンタの各Q出力である。
In FIG. 7, waveform A is rotation pulse signal S b , B
and C are the output pulses S' b1 , S' b2 of the amplifier 107c,
D and E are the first and second rotation pulses S b1 and S b2 ,
F to I are partially enlarged views, F is the clock signal S a ,
G is the composite output S' b1 + S' b2 , H and I are 107d,1
07e are each Q output of the counter.

第8図において端子102からの入力回転パル
ス信号Sbは増幅器107cにて増幅され出力パル
スS′bに整形される。第6図と同様幅狭のパルス
に整形するため出力パルスS′bをJKフリツプフロ
ツプ107f,107g,107h,107iで
なる2進カウンタのリセツト信号とし、該カウン
タにより端子101からの入力クロツク信号Sa
所定数4だけ計数し、前記出力パルスS′bに同期
したクロツク信号Saの周期に等しいパルス幅の第
1、第2回転パルスSb1,Sb2を作る。端子107
aにはJKフリツプフロツプ107hの出力を
第1回転パルスSb1として得、端子107bには
107fのQ出力を第2回転パルスSb2として得
る。ここに第1回転パルスSb1は第2の回転パル
スSb2に比べて少し遅れたパルスとし、第2回転
パルスSb2でサンプリングした後第1回転パルス
Sb1で前記カウンタ106をリセツトするように
構成する。なおG28は107f〜107iでなる
カウンタを所定計数4後ストツプさせるためのゲ
ートである。
In FIG. 8, an input rotational pulse signal S b from a terminal 102 is amplified by an amplifier 107c and shaped into an output pulse S' b . In order to shape the output pulse into a narrow pulse as shown in FIG . is counted by a predetermined number of 4, thereby producing first and second rotational pulses S b1 and S b2 having a pulse width equal to the period of the clock signal S a synchronized with the output pulse S' b . terminal 107
At the terminal a, the output of the JK flip-flop 107h is obtained as the first rotation pulse S b1 , and at the terminal 107b, the Q output of 107f is obtained as the second rotation pulse S b2 . Here, the first rotation pulse S b1 is a pulse slightly delayed compared to the second rotation pulse S b2 , and after sampling with the second rotation pulse S b2 , the first rotation pulse
The counter 106 is configured to be reset at S b1 . Note that G28 is a gate for stopping the counter consisting of 107f to 107i after a predetermined count of 4.

第9図において波形Aは回転パルス信号Sb,B
は増幅器107cの出力パルスS′b、CとDは第
2、第1回転パルスSb2,Sb1であり、E〜Jは部
分的拡大図でEはクロツク信号Sa、Fは出力パル
スS′b、G〜Jは107f〜107iでなるカウ
ンタの各Q出力である。
In Fig. 9, waveform A is rotation pulse signal S b , B
is the output pulse S' b of the amplifier 107c, C and D are the second and first rotating pulses S b2 and S b1 , E to J are partially enlarged views, E is the clock signal S a , and F is the output pulse S ' b , G to J are the Q outputs of the counters 107f to 107i.

以上速度系と位相系とで単一のカウンタ106
を共用する本発明の説明を行なつたが、さらに簡
素化するために速度系の第1ゲート回路108の
うち少なくともその1部を共用して位相系に用い
ることも可能である。但し、この場合は速度系に
必要な速度基準時間τs(第5図波形Hの「L」期
間及び従来例第2図波形Dに相当)は位相系のむ
だ時間要素になる。また、前述の説明では回転体
の一回転につき1〜2個のパルスを用いて行なう
例について説明したが、これは位相系の外部基準
信号Sfの周波数が回転体の回転周波数に等しい場
合に適するものであり、外部基準信号Sfの周波数
が回転体の回転周波数に比べてn倍の場合は、一
回転のパルス数をn倍にする必要がある。なお、
Sfを適当な周波数に分周してもかまわない場合は
この限りでないが、速度系と位相系のサンプリン
グ周波数は等しくなければならない。
Single counter 106 for speed system and phase system
Although the present invention has been described in which the first gate circuit 108 of the speed system is shared, at least a portion of the first gate circuit 108 of the speed system may be shared and used for the phase system for further simplification. However, in this case, the speed reference time τ s (corresponding to the "L" period of waveform H in FIG. 5 and the conventional waveform D in FIG. 2) required for the speed system becomes a dead time element of the phase system. In addition, in the above explanation, an example was explained in which one or two pulses are used for one rotation of the rotating body, but this applies when the frequency of the external reference signal S f of the phase system is equal to the rotational frequency of the rotating body. If the frequency of the external reference signal S f is n times higher than the rotational frequency of the rotating body, it is necessary to increase the number of pulses per revolution by n times. In addition,
This does not apply if it is acceptable to divide S f into an appropriate frequency, but the sampling frequencies of the velocity system and the phase system must be equal.

以上の構成により出力端子104に得られるデ
イジタル誤差出力により回転体駆動用モータを制
御すれば、デイジタルサーボ系を構成できる。こ
こに駆動用モータとして同期モータを用いる場合
は、さらにデイジタル式周波数変換器を前記デイ
ジタル誤差出力により制御して、該変調器出力を
駆動回路に通じて制御する必要があり、直流モー
タを用いる場合は、前記デイジタル誤差出力を
DA変換器に通じ、アナログ出力に変換した後駆
動増幅回路を通じて制御する必要がある。なお、
直流モータを用いる場合はアダー112を除去し
て第1、第2レジスタ110,111の出力をそ
れぞれDA変換し、加算或いは減算した出力を用
いてもよい。また、一般にサーボ系では補償フイ
ルタを必要とするため、複雑な回路構成を必要と
するデイジタルフイルタを用いる代わりにDA変
換してL,C,R素子を使つて構成するアナログ
フイルタを用いても良い。この場合前記同期モー
タを制御するには再びAD変換してこの目的に供
する必要がある。但し、デイジタルフイルタを用
いる場合はこの限りでない。
By controlling the rotating body driving motor using the digital error output obtained at the output terminal 104 with the above configuration, a digital servo system can be constructed. If a synchronous motor is used as the drive motor, it is necessary to further control a digital frequency converter using the digital error output, and control the modulator output by passing it through the drive circuit; if a DC motor is used, is the digital error output
It must be connected to a DA converter, converted to analog output, and then controlled through a drive amplifier circuit. In addition,
When using a DC motor, the adder 112 may be removed, the outputs of the first and second registers 110 and 111 may be subjected to DA conversion, and the added or subtracted outputs may be used. Also, since servo systems generally require a compensation filter, instead of using a digital filter that requires a complicated circuit configuration, an analog filter configured using L, C, and R elements after DA conversion may be used. . In this case, in order to control the synchronous motor, it is necessary to perform AD conversion again for this purpose. However, this does not apply when using a digital filter.

以上本発明では従来のサーボ系で制御情報を全
面的にアナログ量として扱つていたものを2進数
化したデイジタル量として扱うものであり、2進
化のためクロツク信号として水晶発振器等の高安
定な信号(例えばカラー副搬送波信号3.58MHz
などを利用可能)を用いることができるためドリ
フトを無くすることができると共に、サンプルホ
ールドが完全であり不要信号重畳の心配が無く安
定なサーボ系を構成できる。また、デイジタル回
路の特長を生じた単一のカウンタによるサーボ系
の構成を可能としたため、素子数削減によるコス
ト低下、信頼性の向上が計れると共に、IC化す
る場合のチツプ面積を縮小小形化できるため、歩
留りの向上、低消費電力化が可能、外付け部品を
不要にできる等、従来の問題点を一掃できる特徴
を有するものである。
As described above, in the present invention, the control information in the conventional servo system, which is completely handled as an analog quantity, is treated as a binary digital quantity. signal (e.g. color subcarrier signal 3.58MHz
Since it is possible to use the servo system (such as the servo system), it is possible to eliminate drift, and the sample and hold is perfect, so there is no need to worry about superimposing unnecessary signals, and a stable servo system can be constructed. In addition, since it is possible to configure a servo system using a single counter that has the characteristics of a digital circuit, it is possible to reduce costs by reducing the number of elements, improve reliability, and reduce the size of the chip when converting it into an IC. Therefore, it has features that can eliminate conventional problems, such as improved yield, lower power consumption, and no need for external parts.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のVTRサーボ系の構成図、第2
図は第1図の各部波形図、第3図は本発明の基本
構成を示すブロツク図、第4図は第3図要部の回
路構成例、第5図は第3図、および第4図の各部
波形図、第6図、第8図はそれぞれ回転パルス処
理回路例、第7図、第9図はその各部波形図であ
る。 105…クロツクゲート回路、106…2進カ
ウンタ、107…回転パルス処理回路、108…
第1ゲート回路、109…第2ゲート回路、11
0…第1レジスタ、111…第2レジスタ、11
2…アダー。
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional VTR servo system, Figure 2
The figure is a waveform diagram of each part of Fig. 1, Fig. 3 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention, Fig. 4 is an example of the circuit configuration of the main part of Fig. 3, and Fig. 5 is the same as Fig. 3 and Fig. 4. FIGS. 6 and 8 are examples of rotational pulse processing circuits, and FIGS. 7 and 9 are waveform diagrams of various parts thereof. 105... Clock gate circuit, 106... Binary counter, 107... Rotation pulse processing circuit, 108...
First gate circuit, 109...Second gate circuit, 11
0...First register, 111...Second register, 11
2... Adder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 回転体の回転検出により得た回転パルス信号
から第1、第2の回転パルスを形成する回転パル
ス処理手段と、前記第1の回転パルスに同期して
クロツクパルスを計数する単一の2進カウンタ
と、前記2進カウンタが所定計数値に到達した時
点で前記2進カウンタの計数動作を停止させるク
ロツクゲート手段と、前記2進カウンタの少なく
とも1つの上位ビツト出力からなる第1の飽和特
性付与ゲート信号とこの第1の飽和特性付与ゲー
ト信号と前記2進カウンタの下位ビツト出力を論
理演算して得られる第2の飽和特性付与ゲート信
号とを得、これら第1、第2の飽和特性付与ゲー
ト信号にもとづいて前記第1の回転パルスに同期
して前記2進カウンタの所定計数値に到達する直
前の下位ビツト出力を飽和特性を有しながらゲー
ト出力する第1のゲート手段と、前記2進カウン
タの計数期間内における所定の上位ビツト計数値
にもとづいて下位ビツト出力を飽和特性を有しな
がら取り出す第2のゲート手段と、前記第1ゲー
ト手段の出力を前記第2の回転パルスにより記憶
する第1レジスタと、前記第2ゲート手段の出力
を外部基準信号により記憶する第2レジスタと、
前記第1レジスタの出力と前記第2レジスタの出
力とを加算または減算するアダーとを具備し、前
記アダーの出力に基づいて前記回転体を制御する
構成としたことを特徴とする回転体のデイジタル
サーボ装置。
1. A rotation pulse processing means that forms first and second rotation pulses from rotation pulse signals obtained by detecting the rotation of a rotating body, and a single binary counter that counts clock pulses in synchronization with the first rotation pulse. a clock gate means for stopping the counting operation of the binary counter when the binary counter reaches a predetermined count value; and a first saturation characteristic imparting gate signal comprising at least one upper bit output of the binary counter. and a second saturation characteristic imparted gate signal obtained by performing a logical operation on the first saturation characteristic imparted gate signal and the lower bit output of the binary counter, and these first and second saturation characteristic imparted gate signals are obtained. a first gate means for gate-outputting a lower bit output immediately before reaching a predetermined count value of the binary counter in synchronization with the first rotation pulse based on the first rotation pulse, and having a saturation characteristic; a second gate means for extracting a lower bit output with saturation characteristics based on a predetermined upper bit count value within a counting period; and a second gate means for storing the output of the first gate means by the second rotation pulse. 1 register, and a second register that stores the output of the second gate means using an external reference signal;
A digital device for a rotating body, comprising an adder for adding or subtracting the output of the first register and the output of the second register, and controlling the rotating body based on the output of the adder. Servo device.
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