DE3140432C2

DE3140432C2 - Drehzahlregelschaltung

Info

Publication number: DE3140432C2
Application number: DE3140432A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Yokohama Kimura; Keizo Yokohama Nishimura; Shin-ichi Chigasaki Ohashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1981-10-12
Publication date: 1985-10-10
Also published as: DE3140432A1; US4423498A

Abstract

Eine Digitalaudioplatten-Wiedergabevorrichtung (DAD-Wiedergabevorrichtung) enthält eine Einrichtung zur Impuls brei ten erfassung und zur Impulsbreiten/Spannungs-Umsetzung zum Erfassen eines Signals vorgegebener Impulsbreite, wie der maximalen oder minimalen Impulsbreite von codemodulierten Digitaldatensignalen, die von einem Aufnehmer wiedergegeben werden, und zum Umsetzen des erfaßten Signals in eine Spannung proportional der Impulsbreite, sowie eine Impulsbreitenfehlererfassungseinrichtung zum Erfassen eines Fehlers bzw. einer Abweichung zwischen der umgesetzten Spannung und einer Bezugsspannung, die einer Bezugsimpulsbreite entspricht. Da die Impulsbreite des Digitaldatensignals sich mit der Taktfrequenz oder Taktrate ändern, gibt eine Abweichung von der Bezugsspannung einen Fehler in der Taktfrequenz wieder.

Description

— daß die zur Drehzahlregelung dienende Information nur vom Digitalinformations-Aufnehmer (5) abgegeben wird,

— daß die Vorrichtung, die die veränderliche Spannung erzeugt, enthält:

— einen Flankendetektor (12—14), der die Flanken der Digitalinformation, die der Digitalinformations-Aufnehmer (5) aufgenommen hat, erfaßt,

— eine I mpulsbreiten-Spannungs-Wandlerschaltung (15—18), (40—46), die das Ausgangssignal des Flankendetektors in eine Spannung wandelt, die proportional der Impulsbreite zwischen den erfaßten Flanken ist,

— eine Spannungserfassungsschaltung (20—22, 43,47,48), die einen Maximal- oder Minimalpegel der Ausgangsspannung der Impulsbreiten-Spannungs-Wandlerschaltung (15—18, 40—46) jeweils in einer vorgegebenen Zeitdauer erfaßt, und

— eine Vergleichs- und Fehlerdiskriminier-Schaltung (7,23,24), die den durch die Spannungserfassungsschaltung erfaßten Spannungs-Pegel mit einem Bezugs-Spannungspegel, der einer vorgegebenen maximalen oder minimalen Impulsbreite entspricht, vergleicht, und ein Fehlerausgangssignal erzeugt, das einer Abweichung der Taktfrequenz der Digitalinformation entspricht.

2. Drehzahlregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreiten-Spannungswandler aufweist:

— einen Sägezahngenerator (15—18), der entsprechend dem Ausgangssignal des Flankendetektors ein Triggersignal erzeugt, und

— eine Spitzenwerthalteschaltung (22), die einen Spitzenwert im Ausgangssignal des Impulsbreiten-Spannungs-Umsetzers hält (F i g. 2).

3. Drehzahlregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreiten-Spannungswandler enthält:

— einen Taktgenerator (40),

— einen Zähler (42), der mit dem Ausgangssignal

des Taktgenerators gespeist wird,

— ein erstes Register (43), das den Inhalt des Zählers (42) speichert,

— eine Rücksetzschaltung (45), die den Zähler (42) bei jedem Signalübergang des Digitalsignals zurücksetzt, und

— ein zweites Register (44), das ein Ausgangssignal des ersten Registers (43) entsprechend einer maximalen oder minimalen Impulsbreite in konstanten Zeitabständen einspeichert (F i g. 5).

4. Drehzahlregelschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

—

das erste Register (43) den Inhalt des Zählers (42) speichert, der einer Maximalimpulsbreite der Eingangsimpuise entspricht,
ein Verglcicher (47) vorgesehen ist, der einen Eingangswert und einen Ausgangswert des ersten Registers (43) vergleicht und den Inhalt des Zählers (42) in das erste Register (43) lädt, wenn der Zählwert des Zählers größer als der Ausgangswert des ersten Registers ist, und daß
ein Taktfrequenz-Fehlersignalgenerator (49,23, 24) vorgesehen ist, der das Ausgangssignal des zweiten Registers (44) mit einem Bezugswert vergleicht, der einer vorgegebenen höchsten Impulsbreite entspricht und ein Abweichungssignal für die Taktfrequenz erzeugt.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Antriebsmotors für eine Digitalplattenwiedergabevorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Digitalsignalaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung wird ein Digitalsignal häufig mit fester Taktfrequenz erzeugt. Ein Beispiel dafür ist eine Digitalplatten-Wiedergabevorrichtung.

Bei der Plattenwiedergabevorrichtung, bei der ein Digitalsignal von einem Aufnehmer wiedergegeben wird, wird die Drehzahl eines Plattenantriebsmotors allgemein auf folgende Weise gesteuert. Eine Vorgehensweise ist ein System mit konstanter Winkelgeschwindigkeit (CAV-System), bei dem die Drehzahl der Platte über den gesamten Wiedergabebereich konstantgehalten wird. Eine andere Vorgehensweise ist das System mit konstanter Lineargeschwindigkeit (CLV-System), bei dem die Relativgeschwindigkeit zwischen der Platte und dem Aufnehmer konstant gehalten ist.

Bei dem CAV-System ist die Informationsdichte pro Spurlängeneinheit an dem äußeren Umfang niedriger als am inneren Umfang, während sie bei dem CLV-System über den gesamten Bereich konstant ist. Folglich ist das CLV-System besser für hochdichte Aufzeichnung angepaßt.
Bei dem CLV-System ist es jedoch notwendig, die Drehzahl des Plattenantriebsmotors zu erhöhen, wenn sich der Aufnehmer zum inneren Umfang bewegt, derart, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen der Platte und dem Aufnehmer, d. h. die Lineargeschwindigkeit konstant gehalten wird und die Taktfrequenz des wiedergegebenen Digitalsignals konstant gehalten wird.

Eine bekannte Regelschaltung für ein CLV-System ist in Fig. 1 dargestellt und enthält einen Motor 1, eine Platte 2, auf der ein Digitalsignal aufgezeichnet worden

ist eine Versorgung 3, ein Potentiometer 4, einen Aufnehmer 5 wie einen Laser-Fühler, eine Motoransteuerschaltung 6 und eine Start-Versorgung 7.

Der Betrieb der Regelschaltung gemäß F i g. 1 wird im folgenden erläutert Wenn die Startspannung von der Versorgung 7 an die Ansteuerschaltung 6 angelegt wird, •beginnt der Motor 1 sich bis zu einer Drehzahl zu drehen, die durch die Startspannung von der Versorgung 7 bestimmt ist Wenn der Aufnehmer 5 die Platte 2 verfolgt und zum inneren Umfang geht, ändert sich das Teilungsverhältnis des mit dem Aufnehmer 5 gekoppelten Potentiometers 4. Eine Teilerspannung vom Potentiometer 4 wird zur Startspannung von der Versorgung 7 in einem Addierer addiert, wobei eine Summenspannung der Ansteuerschaltung 6 zugeführt wird. Als Ergebnis nimmt, wenn der Aufnehmer 5 sich zum inneren Umfang bewegt, die der Ansteuerschaltung 6 zugeführte Spannung zu zur Erhöhung der Drehzahl des Motors 1 derart, daß die relative Geschwindigkeit r vischen der Platte 2 und dem Aufnehmer 5, d. h. die Taktrate oder Taktfrequenz des Signals konstant gehalten wird (vgl. JP-OS 54/12 816).

Bei dem erläuterten herkömmlichen System wird keine hohe Betriebsgenauigkeit erreicht, weil die Lage des Aufnehmers durch das Potentiometer 4 erfaßt wird. Zusätzlich wird, wenn die Anfangseinstellung falsch ist, keine richtige Drehzahl erhalten, weshalb eine konstante Taktfrequenz des Signals nicht erreicht wird.

Die DE-OS 27 36 450 offenbart eine Vorrichtung zum Dämpfen von Drehteller-Drehbewegung, die zur Regelung der Motordrehzahl keine auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information verwendet, sondern eine besondere Einrichtung aufweist, die ein einer Ist-Drehzahl entsprechendes Signal erzeugt. Sie besteht aus mehreren am Läufer des Antriebsmotors angebrachten Magnetpolen, die beabstandet am Umfang des Drehtellers angeordnet sind, sowie aus im Magnetfeld dieser Magnetpole am Ständer angebrachten Spulen und Halleffekt-Bauelementen, an denen die Magnetpole aufeinanderfolgend durch die Drehbewegung des Läufers vorbeibewegt werden und durch magnetische Kopplung Ausgangssignale mit Polaritäten entsprechend den Polaritäten der Magnetpole erzeugen. Ferner offenbart die DE-OS 27 36 450, daß Spannungen, die jeweils jeder erfaßten Impulsbreite entsprechen, mit einer Bezugsspannung verglichen werden. Somit hängt die erfaßte Ist-Drehzahl bei der in der DE-OS 27 36 450 offenbarten Vorrichtung nachteiligerweise von Exzentrizität und Höhenschwankungen der Antriebsvorrichtung ab.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung zum Regeln der Drehzahl eines Antriebsmotors einer Plattenwiedergabevorrichtung anzugeben, bei der eine Stellinformation aus von der Platte aufgenommenen Digitalin^formationssignalen unterschiedlicher Impulsbieite abgeleitet wird, um damit die Drehzahl der Platte zu regeln.

Die Lösung der obigen Aufgabe erfolgt bei einer gattungsgemäßen Drehzahlregelschaltung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche 2 bis 4 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen davon.

Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft die Wiedergabe des Signals entweder im CAV- oder im CLV-System, da die Drehzahl des Motors zum Aufrechterhalten der Taktfrequenz des durch den Aufnehmer mit konstanter Frequenz wiedergegebenen Signals gesteuert wird.

Weiter kann das Signal mit konstanter Taktfrequenz von der Platte ohne Erfassen der Lage des Aufnehmers wiedergegeben werden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

Fife. 1 eine herkömmliche Schaltungsanordnung,
F i g. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung eines Prinzips der Erfindung,

F i g. 3 zeitabhängige Signalverläufe,
F i g. 4 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 5 und 6 ein Schaltbild eines Taictfrequenzdetektors und zeitabhängig Signalverläufe dafür bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zur Ausbildung als digitale integrierte Schaltung (IC) geeignet ist,

F i g. 7 eine Weiterbildung des Taktfrequenzdetektors gemäß F i g. 5,

F i g. 8 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.9 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 10 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 11 die Steuercharakteristik einer Regelschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 12 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Regelschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 13 zeitabhängig Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 12,
Fig. 14 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Regelschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 15 zeitabhängig Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebs der Schaltung gemäß Fig. 14.

In der Zeichnung sind für gleiche Bauelemente gleiehe Bezugszeichen verwendet.

Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 wurde bereits erläutert

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Anwendung auf eine DAD-Wiedergabevorrichtung, wobei F i g. 3 zeitabhängige Signalverläufe dafür zeigt. Es sind dargestellt ein Digitalinformations-Aufnehmer 5, Pufferverstärker 10 und 19, ein Pegelvergleicher 11 zur Signalformung eines aufgenommenen Signals, ein digitaler Prozessor DP zum Verarbeiten von Digitalsignalen zur Wiedergabe von L- und /?-Audiosignalen, ein Flankendetektor, der monostatbile Multivibratoren 12 und 13 (MM), und ein ODER-Glied 14 enthält und eine Impulsbreiten-Spannungs-Wandlerschaltung aus Transistoren 15 und 16, Kondensatoren 17 und 22, einer Diode 18, Widerständen 20 und 2t, einer Bezugsspannungsquelle 23 und einem Fehlerverstärker 24. In F i g. 3 sind dargestellt ein Digitaldatensignal 30, das ein Audiosignal darstellt, das auf der Platte aufzuzeichnen ist, ein Taktsignal 31, ein MFM-Signal 32 des auf der Platte aufgezeichneten Digitaldatensignals 30, Impulssignal-Übergangspunkte 33, ein Sägezahnsignal 34 und einen Spitzenwerterfassungsverlauf 35.

Das Digitaldatensignal 30 ist auf der Platte in MFM-Form aufgezeichnet Bei den aufgezeichneten MFM-Signalen ist ein Synchronsignal für jedes vorgegebene Intervall (eine Rahmen- oder eine Horizontalabtastperiode) eingefügt. Bezüglich der Taktperiode T ist ein Synchronsignal alle 128 T-lntervalle beim MFM-System und alle 588 T-Intervalle beim £FM-System eingefügt (T beträgt etwa 200 ns). Bei dem MFM-System wird, wenn in dem Digitaldatensignal 30 »1« kontinuierlich auftritt, das Aufzeichnungssignal an dem Mittelpunkt jedes »!«-Bit invertiert und, wenn kontinuierlich »0«

auftritt, das Aufzeichnungssignal an jeder Grenze von »O«-Bit invertiert. Der Abstand zwischen Signalübergängen in dem MFM-System beträgt T, 1,5 T oder 2 T, wobei T die Taktperiode ist. Die Drehzahl des Motors 1 wird derart geregelt, daß der Abstand zwischen den Signalübergängen in dem wiedergegebenen Signal konstant ist, so daß die Taktfrequenz des von der Platte 2 wiedergegebenen Signals konstant bleibt.

Die Arbeitsweise der Schaltung wird im folgenden erläutert. Das auf der Platte 2 aufgezeichnete codemodulierte Digitaldatensignal wird durch den Digitalinformations-Aufnehmer 5 aufgenommen und durch den Pufferverstärker 10 verstärkt, dessen Ausgangssignal dem Pegelvergleicher 11 zugeführt wird, der die »1« oder »0« des Signals diskriminiert, um den Signalverlauf zum Wiedergeben des AiFM-Signals 32 neu zu formen. Die Anstiegs- und Abfallflanken des MFA/-lmpulssignals werden durch die monostabilen Multivibratoren 12 und 13 erfaßt, deren Ausgangssignale durch das ODER-Glied 14 verknüpft werden, so daß damit die Signalübergangspunkte 33 des AiFM-Signals 32 erfaßt sind. Nachdem die Übergangspunkte 33 erfaßt worden sind, werden eine Konstantstromschaltung mit dem Transistor 16 und der Diode 18, eine Entladeschaltung mit dem Transistor 15 und ein Sägezahngenerator mit dem Integrierkondensator 17 betätigt Bei jedem Übergangspunkt 33 wird der Kondensator 17 entladen derart, daß das Sägezahnsignal 34 mit einem Spitzenwert der proportional der Impulsbreite ist erzeugt wird. Das Sägezahnsignal wird durch den Pufferverstärker 19 verstärkt dessen Ausgangssignal einer Spannungserfassungsschaltung zugeführt wird, die die Widerstände 20 und 21 und den Kondensator 22 enthält der den höchsten Spitzenwert des Sägezahnsignals 34 hält Daher wird eine Gleichspannung erfaßt, die die größte Impulsbreite 2 T in dem MFM-Signal 32 wiedergibt

Die Bezugsspannungsquelle 23 erzeugt eine Bezugsspannung Vref, die gleich der Gleichspannung ist, die die Spannungserfassungsschaltung erzeugt wenn die Platte 2 sich mit der korrekten Drehzahl dreht Ein Fehler zwischen der Ausgangsspannung der Spannungserfassungsschaltung und der Bezugsspannung Vref wird durch den Fehlerverstärker 24 verstärkt wobei ein Ausgangssignal davon zur Motorstartspannung 7 addiert wird und eine Summenspannung der Motoransteuerschaltung 6 zugeführt wird. Wenn die Drehzahl des Motors und damit die Taktfrequenz des Signals niedrig sind, nimmt der zeitliche Abstand zwischen den Übergangspunkten in dem Λ/FM-Signal zu und das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 24 wird der Motoransteuerschaltung 6 zur Beschleunigung des Motors 1 zugeführt

Selbst wenn der Maximalwert 2 T nicht auf der Platte innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls aufgezeichnet ist wird er durch den Aufnehmer erfaßt indem die Zeitkonstante der Spannungserfassungsschaltung länger als die Synchronimpulsperiodendauer eingestellt ist, da mindestens ein Maximalwert 2 T auf der Platte während jeder Synchronimpulsperiodendauer aufgezeichnet ist

Wie erläutert wird zum Erfassen der Taktfrequenz die Impulsbreite des MFM-Signals in eine Spannung umgesetzt die mit einer eine Solldrehzahl angebenden Bezugsspannung zur Ableitung einer Fehlerspannung verglichen wird, die der Motoransteuerschaltung zugeführt wird, um eine konstante Taktfrequenz und damit eine gewünschte Drehzahl zu erhalten.

F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Vergleicher 36, Schaker 37 und 39 und einem Haltekondensator 38. Während die maximale

Impulsbreite 2 T des MFM-Signals bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 erfaßt wurde, wird bei diesem Ausführungsbeispiel die minimale Impulsbreite T erfaßt. Das MFM-Signal wird durch die Transistoren 15 und 16 und den Kondensator 17 in ein Sägezahnsignal umgesetzt mit Spitzenwerten proportional zu den Impulsbereiten. Eine Spannung im Haltekondensator 38 und der Spitzenwert der Sägezahnspannung werden durch den Vergleicher 36 verglichen, und wenn der Spitzenwert der Sägezahnspannung kleiner ist, wird der Schalter 37 an dem Signalübergangspunkt geschlossen, so daß der Spitzenwert der Sägezahnspannung gehalten wird. Nachdem die der minimalen Impulsbreite des MFM-Signals proportionale Spannung in einem gegebenen Intervall in dem Haltekondensator 38 gehalten worden ist, wird sie einem Eingang des Fehlerverstärkers 24 über den Schalter 39 zugeführt der mit konstanter Frequenz geschlossen ist, die größer als beispielsweise die Synchronfrequenz ist

Wie erläutert wird durch Halten der Spannung, die der minimalen Impulsbreite entspricht, die Spannung auf einen konstanten Wert geregelt. Auf diese Weise wird der Motor 1 zum Konstanthalten der Taktfrequenz des Signals gesteuert.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Taktfrequenzdetektors gemäß der Erfindung, das zur Ausbildung als digitale integrierte Schaltung (IC) geeignet ist. Es sind dargestellt ein Taktgenerator 40, ein Taktzähler 41, ein Zähler 42, der mit dem Ausgangsignal des Taktgenerators 40 gespeist ist, ein erstes und ein zweites Register 43 bzw. 44 aus D-Flipflops, Puffer 45 und 46 und einen Digitalvergleicher 47. Das Register 44 hält den Höchstwert des Zählers 42. Weiter sind ein UND-Glied 48, ein D/A-Umsetzer 49, der ein Digitalsignal in ein Analogsignal umsetzt, ein Dateneingangsstift /Ί, ein Takteingangsstift F₂ sowie ein Taktfrequenzerfassungssignalausgangsstift (P3) vorgesehen. Die durch eine Strichpunktlinie umgebene Schaltung in F i g. 5 ist zur Ausbildung als Ein-Chip IC geeignet Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 wird der Abstand zwischen den Signalübergangspunkten in das Sägezahnsignal umgesetzt und dessen Spitzenwert erfaßt Bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zur Bestimmung der Taktfrequenz des Signals der Abstand zwisehen den Signalübergangspunkten digital gemessen und die Abweichung von der Bezugsspannung 23 als Fehlerspannung zur Motoransteuerschaltung 6 geführt zur Drehzahlregelung des Motors 1 derart daß die Taktfrequenz des Signals konstantgehalten wird.

Der Betrieb der Schaltung gemäß F i g. 5 wird im folgenden anhand der zeitabhängigen Signalverläufe gemäß F i g. 6 näher erläutert Der Zähler 42 wird durch das Ausgangssignal des ODER-Glieds 14 bei jedem Signalübergang gelöscht Da der Zähler 42 die Taktsigna- !e vom Taktgenerator 40 zählt, ist sein Zählwert proportional dem Abstand zwischen den Signalübergangspunkten, bevor er gelöscht wird. Der Digitalvergleicher 47 vergleicht die Eingangs- und Ausgangswerte des D-Flipflops 43. Wenn der Eingangswert größer ist wird das UND-Glied 48 gesperrt und der Inhalt des Zählers 42 in das Register 43 geladen. Daher speichert das Register 43 die Anzahl der Taktsignale proportional der Impulsbreite 2 T des MFM-Signals. Nachdem der Zähler 41 eine vorgegebene Anzahl von Taktsignalen vom Taktsignalgenerator 40 vorwärtsgezählt hat, wird der Inhalt des Registers 43 zum Register 44 übertragen und das Register 43 gelöscht Daher wird der größte Zählerstand des Zählers, der die Periodendauer der durch den

Zähler 41 bestimmten Perioden zählt, in das Register 44 geladen.

Daher wird der Inhalt des Registers 43 unmittelbar bevor es gelöscht wird, in das Register 44 gesetzt, dessen Inhalt den Maximalwert des Flanken/Flanken-Abstandes des MFM-Signals innerhalb einer Periode des Übertragsausgangssignals vom Zähler 41 anzeigt.

In dem die Periodendauer des Übertragsausgangssignals des Zählers 41 einerseits so gewählt wird, daß mindestens ein Muster mit dem Flanken/Flanken-Abstand des MFM-Signals oder der Impulsbreite 2 T in dieser Periodendauer enthalten ist, d. h. durch Einfügen der Synchronsignalmuster in die MFM-Signalsequenz mit konstantem Zeitintervall derart, daß mindestens ein 2T-Muster innerhalb des Synchronsignalmusters enthalten ist, und andererseits so, daß sie länger ist als das Intervall zwischen den Synchronsignalen, zeigt der Inhalt des Registers 44 stets die Anzahl der Taktsignale des Taktgenerators 40 an, die durch den Zähler 42 innerhalb des 2 T-Musters gezählt sind, das der maximale Flanken/Flanken-Abstand des MFM-Signals ist. Folglich ist bei niedriger Drehzahl des Motors 1 der Inhalt des Registers 44 groß und bei hoher Drehzahl dessen Inhalt klein. Da das Q-Ausgangssignal des Registers 44 proportional der Impulsbreite 2 T in dem MFM-Signal ist, wird es in eine Spannung durch den D/A-Umsetzer 49 umgesetzt und einem Eingang des Fehlerverstärkers zum Steuern des Motors zugeführt. Dadurch wird die Taktfrequenz des Signals in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 2 konstant gehalten.

Während die maximale Impulsbreite 2 T des MFM-Signals bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfaßt wird, kann die minimale Impulsbreite Γdurch Vergleichen der Eingangs- und Ausgangswerte des Registers 43 durch den Digitalvergleicher 47 und durch Verriegeln des Eingangs des Registers nur dann, wenn das Eingangssignal kleiner ist, erfaßt und die minimale Impulsbreite konstant gehalten werden.

F i g. 7 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Digital-ZC-Schaltung gemäß F i g. 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaltung noch weiter vereinfacht, indem ein weiterer Fehlerverstärker in die /C-Schaltung gemäß F i g. 5 eingefügt ist F i g. 7 zeigt einen Fehlervergleicher 88, der beispielsweise als Subtrahierschaltung ausgebildet ist die in einer Digitalschaltung ausgebildet ist Der Fehlervergleicher 88 erfaßt eine Differenz zwischen dem Maximalwert eines MFM-Signals, das von der Verriegelungsschaltung 44 abgerufen ist und einem Bezugswert der die maximale Impulsbreite des MFM-Signals bei korrekter Drehzahl des Antriebsmotors 1 anzeigt. Das Ausgangssignal des Fehlervergleichers 88 zeigt eine Abweichung vom Bezugswert in digitaler Form an. Der D/A-Umsetzer 49 setzt die digitale Abweichung in eine Spannung proportional der Abweichung um zur Bestimmung einer Motorsteligröße zum Stellen der Drehzahl des Motors 1.

F i g. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen wie in F i g. 5 verwendet sind, wenn es sich um Teile handelt die die gleiche Funktion besitzen. Insbesondere sind Zähler 50, 51,58, Register 52,53,56,57 und Digitalvergleicher 54 und 55 dargestellt Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die maximale oder die minimale Impulsbreite des MFM-Signals erfaßt Wenn in diesem Fall ein Fehler im Zählen aufgrund eines Signalausfalls oder Jitters auftritt, ändert sich eine Eingangsspannung, die im Fehlerverstärker zugeführt wird, wesentlich. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zum Verringern dieses obigen nachteiligen Einflusses die maximale und die minimale Impulsbreite erfaßt und wird die Taktfrequenz auf der Grundlage dieser beiden Breiten bestimmt.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 8 wird nun erläutert. Die Zähler 50 und 51 empfangen das Ausgangssignal des ODER-Glieds 14 an ihrem Rücksetzeingang CLR und werden bei jedem Signalübergang des MFM-Signals rückgesetzt. Somit zählen sie Taktimpulse entsprechend dem Abstand zwischen den Signalübergangspunkten. Der Maximalzählerstand des Zählers 50 wird durch den Digitalvergleicher 54 bei jedem Signalübergang verglichen und durch das Register 52 verriegelt. Der Minimalzählerstand des Zählers 51 wird durch den Digitalvergleicher 55 bei jedem Signalübergang verglichen und durch das Register 53 verriegelt. Die maximale und die minimale Impulsbreite sind in den Registern 56 und 57 verriegelt mit einem Zyklus, der durch den Zähler 58 bestimmt ist. Wenn einer der Maximal- oder Minimalwertausgangssignale der Verriegelungsglieder 56 und 57 aufgrund Verzerrung des MFM-Signals fehlerhaft ist, wird der andere Wert zum Erfassen der Taktfrequenz verwendet derart, daß eine Fehlfunktion aufgrund der Störung unterdrückt ist.

F i g. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen wie in den F i g. 5 und 8 bezeichnen gleiche Bauelemente. Weiter sind dargestellt ein Zähler 60, ein Register 65, Festwertspeicher 61 und 62 (ROM) und Digitalvergleicher 63 und 64. Das MFM-Signal enthält drei unterschiedliche Pulsbreiten, nämlich l,0T, 1,5 T und 2,OT. Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurde die Impulsbreite l,0T oder 2,OT zum Steuern der Impulsbreite in Betracht gezogen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Impulsbreite 1,5 T des MFM-Signals zum Steuern der Impulsbreite berücksichtigt

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 9 wird im folgenden erläutert Der Signalfluß bis zu den Registern 56 und 57 zum Erfassen und Verriegeln der maximalen und der minimalen Impulsbreite ist identisch wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8. Das Ausgangssignal des Addierers 59 wird den ROM 61 und 62 zugeführt und die Digitalvergleicher 63 und 64 werden durch die Ausgangssignale der ROM 61 und 62 gesetzt Der Zähler 60 zählt den Abstand zwischen den Signalübergangspunkten des MFM-Signals vorwärts. Wenn der Abstand zwischen der oberen Grenze und der unteren Grenze ist, die durch die ROM 61 und 62 gesetzt sind, wird der Inhalt des Zählers 60 zum bzw. in dem Register 65 verriegelt Das Register 56 verriegelt einen Wert proportional der maximalen Impulsbreite, das Register 57 verriegelt einen Wert proportional der minimalen Impulsbreite und das Register 65 verriegelt einen Wert proportional einer dazwischenliegenden Impulsbreite. Abweichungen von den Bezugsspannungen proportional den jeweiligen Impulsbreiten werden erfaßt Wenn eines der Verriegelungsglieder aufgrund einer Störung fehlerhaft arbeitet, erzeugen die beiden restlichen Verzögerungsglieder richtige Abweichungsspannungen. Folglich wird das vorliegende Ausführungsbeispiel weniger durch die Störung beeinflußt

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit phasengeregeltem Servosystem. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig.2 bezeichnen gleiche Bauelemente.

Weiter ist ein Impulsbreiten/Spannungs-Umsetzer 70 vorgesehen, der die Schaltungen zwischen dem Eingang des ODER-Glieds 14 und dem Ausgang des D/A-Umsetzers 49 gemäß Fig.5 enthält Schließlich sind ein

Phasendetektor 71 und ein Tiefpaßfilter 72 (TPF) vorgesehen. Der Impulsbreiten/Spannungs-Umsetzer 70 erzeugt eine Spannung entsprechend einer ausgewählten der Impulsbreiten des MFM-Signals. Die Taktfrequenz des Taktsignalgenerators 40 ist so gewählt, daß sie ein ganzzahliges Vielfaches der Taktfrequenz des MFM-Signals ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 10 wird im folgenden erläutert. Das durch den Digitalinformations-Aufnehmer 5 wiedergegebene MFM-Signal wird in eine Spannung mittels des Impulsbreiten/Spannungs-Umsetzers 70 umgesetzt. Eine Abweichung von der Bezugsspannung 23 wird durch den Fehlerverstärker 24 erfaßt und die Drehzahl des Motors 1 durch die Ansteuerschaltung 6 gesteuert. Wenn die Drehzahl des Motors 1 eine Ziel- oder Soll-Drehzahl erreicht, erzeugt der Phasendetektor 71, der die Phasen des Signalübergangs des MFM-Signals und des Signals des Taktsignalgenerators 40 vergleicht, eine Schwebung aufgrund der Differenz zwischen den Frequenzen. Diese Schwebung tritt durch das Tiefpaßfilter 72 und wird zum Motoransteuersignal hinzu addiert. Als Ergebnis wird die Drehzahl des Motors 1 so gesteuert, drß die Taktfrequenz des Taktsignalgenerators 40 ein ganzzahliges Vielfaches der Taktfrequenz des MFM-Signals ist Wenn die Drehzahl des Motors 1 sehr stark von der Solldrehzahl abweicht, wird die durch den Phasendetektor 71 erzeugte Schwebung durch das Tiefpaßfilter 72 gedämpft. Folglich wird die den Phasendetektor 71 und das Tiefpaßfilter 72 enthaltende Schleife nicht in Betrieb gesetzt, bis die Drehzahl des Motors 1 sich an die Solldrehzahl annähert.

F i g. 12 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Impulsbreite des Eingangssignals so definiert, daß sie die Eingangs/Ausgangs-Charakteristik gemäß F i g. 11 erreicht. In F i g. 12 ist weiter eine Verzögerungsschaltung 73 vorgesehen.

Das MFM-Signal (Fig. 13a), das durch den Aufnehmer 5 von der Platte 2 wiedergegeben wird, die durch den Motor 1 angetrieben ist wird einem Flankendetektor 13 und der Verzögerungsschaltung 73 zugeführt Der Flankendetektor 13 erzeugt einen Flankenimpuls an einem Signalübergangspunkt des eingangsseitigen MFM-Signals wie gemäß Fig. 13b. Dieser Flankenimpuls wird einem Register 42ß zugeführt Die Verzögerungsschaltung 73 verzögert das eingangsseitige MFM-Signal um die Hälfte der Periode des Taktsignals (Fig. 13b) des Taktsignalgenerators 40 wie gemäß Fig. 13c, und das verzögerte Ausgangssignal wird einem Flankendetektor 12 zugeführt Ein Flankenimpuls gemäß Fig. 13d vom Flankendetektor 12 wird einem X-öschanschhiß (CLR) eines Zählers 42>4 und einem UND-Glied 48 lugeführt Der Zähler 42Λ wird durch den Flankenimpuls gemäß Fig. 13d gelöscht und zählt die Taktsignale vom Taktsignalgenerator 40 vorwärts. Das Q-Ausgangssignal des Zählers 42A wird durch das Register 42ß bei den Flankenimpulsen gemäß F i g. 13b verriegelt Folglich ist die Anzahl der Taktsignale zwischen dem Flankenimpuls gemäß Fig. 13d und dem Flankenimpuls gemäß Fi g. 13b im Register 42S verriegelt Da der Flankenimpuls gemäß Fig. 13d gegenüber dem Flankenimpuls gemäß Fig. 13b um eine halbe Taktsignalperiode verzögert ist, zeigt der Inhalt des Registers 42ß die Anzahl der Taktsignale in dem Flanken/ Flanken-Abstand des eingangsseitigen MFM-Signals gemäß Fig. 13a abzüglich einer halben Taktsignalperiode an. Wenn 8,5 Taktsignale zwischen den Flanken des MFM-Signalmusters vorliegen, ist der Inhalt des Registers 42ß auf »8« und wenn acht Taktsignale vorliegen, ist der Inhalt auf »7« oder »8«. Daher verriegelt das Register 42ß den Zählerstand der Taktsignale, die in der Periode zwischen den Flanken des MFM-Signals abzüglieh einer halben Taktsignalperiode gezählt sind. Auf diese Weise wird durch Definieren der Impulsbreite des Eingangssignals die Eingangs/Ausgangs-CharaHeristik verschoben (offset) und eine Charakteristik mit unempfindlichen Bereichen, die um eine Nullfehler-Linie verteilt sind, erhalten, wie das in F i g. 11 dargestellt ist.

Die sich anschließende Arbeitsweise ist identisch der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5. Lediglich wird, wenn der Inhalt des Registers 42ß größer als der Inhalt des Registers 43 ' '. > .e durch den Digitalvergleieher 47 erfaßt, der Impuls dem Taktanschluß des Registers 43 vom UND-Glied 48 zugeführt derart, daß der Inhalt des Registers 42ß verriegelt wird. Ein Übertragsausgangssignal, das durch Frequenzteilen des Taktsignals des Taktsignalgenerators 40 durch den Zähler 41 erhalten wird, wird dem Löschanschluß (CLR) des Registers 43 über den Puffer 46 zugeführt. Der Inhalt des Registers 43 unmittelbar bevor er gelöscht wird, zeigt die Maximalzahl der Taktsignale in der Impulsbreite des MFM-Signals abzüglich einer halben Taktsignalperiode an, nachdem es zuvor gelöscht ν ,rden ist. Unmittelbar bevor das Register 43 gelöscht wird, wird ein Verrlepolungssignal dem Register 44 zugeführt so daß der Maximalwert des Registers 43 verriegelt wird. Das Ausgangssignal des Registers 44 wird dem ß-Eingang eines Digitalvergleichers 74 zugeführt und die Anzahl der Taktsignale in dem 2 T-Muster des MFM-Signals, wenn die Drehzahl des Motors 1 richtig ist, wird dem Λ-Eingang des Digitalvergleichers 74 als feste Daten zugeführt Das A > ß-Ausgangssignal und das A < B- Ausgangssignal des Digitalvergleichers 74 werden der Motoransteuerschaltung 2 zugeführt, die eine Spannung zum Verlangsamen des Motors, wenn das A > ß-Ausgangssignal vom Digitalvergleicher 74 zugeführt wird und eine Spannung zum Beschleunigen des Motors 1, wenn das A < ß-Ausgangssignal zugeführt wird, erzeugt Das heißt, wenn die Drehzahl des Motors 1 hoch ist und der Inhalt des Registers 44 kleiner ist als die festen Daten, wird die Verlangsamungsspannung dem Motor 1 zugeführt und wenn die Drehzahl niedrig ist und der Inhalt des Registers 44 größer ist als die festen Daten, wird die Beschleunigungsspannung dem Motor 1 zugeführt zum Korrigieren bzw. Berichtigen der Drehzahl des Motors 1.
Durch Einschließen mindestens eines 2 T-Musters des MFM-Signals in der Periode des Übergangsausgangssignals vom Zähler 41 wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5, zeigt der Inhalt des Registers 44 stets die Anzahl der Taktsignale vom Taktsignalgenerator 40 an, die vom Zähler 42A in der Periode von der vorderen Flanke des 2 T-Musters des MFM-Signals gezählt sind, die das längste Muster ist bis zu einem Punkt um eine halbe Taktsignalperiode vor der hinteren Flanke.

Das Q-Ausgangssignal des Registers 44 wird mit den festen Daten durch den Digitalvergleicher 49 verglichen. Die Ausgangsspannung der Motoransteuerschaltung 6 oder die Ansteuerspannung des Motors 1, die durch das A > ß-Ausgangssignal und das A < ß-Ausgangssignal des Digitalvergleichers 49 gesteuert wird, zeigt eine Charakteristik mit unempfindlichen Bändern, die beiderseits eine Nullfehler-Linie wie gemäß F i g. 11 verteilt sind, wobei M> die Anzahl der Taktsignale in dem 2 T-Muster des MFM-Signals ist wenn die Drehzahl des Motors 1 richtig ist und wobei »N_o« das die

11 12

festen Daten betreffende Eingangssignal ist. MFM-Signal ah seinem Schaltanschluß S und erzeugt

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der an seinem Q-Anschluß das Q-Ausgangssignal des Zäh-

Steuerschaltung gemäß der Erfindung, wobei Fig. 15 lers 83, das dem ß-Anschluß zugeführt ist, wenn das

zeitabhängig die Signalverläufe dafür wiedergibt. In A/FM-Signal gemäß Fig. 15a auf hohem Pegel ist, und

F i g. 14 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in F i g. 5 5 das Q-Ausgangssignal des Zählers 82, das mit dem A-

gleiche Bauelemente. Weiter sind ein Inverter 77, Regi- Anschluß verbunden ist, wenn das .MFM-Signal auf

ster 78 und 79, UND-Glieder 80 und 81, Zähler 82 und niedrigem Pegel ist. Das <?-Ausgangssignal des Multi-

83, ein Exklusiv-NOR-Glied 84 (ENOR) und ein Multi- plexers 85 wird dem Datenanschluß des Registers 425

plexer 85 vorgesehen. zugeführt und das Ausgangssignal des ENOR-GIieds 84

In Fig. 14 wird das MFM-Signal gemäß Fig. 15a, das 10 gemäß Fig. 15g, dem die Ausgangssignale der UND-

dürch den Aufnehmer 5 von der Platte 2, die durch den Glieder 80 und 81 zugeführt sind, wird dem Taktan-

Motor 1 angetrieben wird, wiedergegeben ist, den Da- Schluß des Registers 42B zugeführt. Das D-Flipflop 42ß

tenanschlüssen der Register 78 und 79; zugeführt. Das verriegelt das Eingangssignal an dem Datenanschluß an

Taktsignal vom Taktsignalgenerator 40 mit der Phase der Vorderflanke des Signals gemäß Fig. 15g. Folglich

gemäß F i g. 15b wird dem Taktanschluß (CLK) des Re- 15 werden die Anzahl der Taktsignale des Zählers 82 in der

gisters 78 zugeführt und das Eingangssigna! an dem Da- Hochpegel-Periode des Signals gemäß F i g. 15ε und die

tenanschluß wird bei der Flanke des Taktsignals gele- Anzahl der Taktsignale des Zählers 83 in der Hochpe-

sen. Daher erzeugt der Q-Ausgang des Registers 78 ein gel-Periode des Signals gemäß F i g. 15f abwechselnd in

Signal wie gemäß F i g. 15c. Das Taktsignal vom Taktsi- dem Register 42ß verriegelt.

gnalgenerator 40 wird auch dem Taktanschluß des Regi- 20 Da die Zähltaktsignalperiode der Zähler 82 und 83 um sters 79 über den Inverter 77 zugeführt, so daß es in die halbe Taktsignalperiode kürzer ist als die Hochpe-Gegenphase zur Phase gemäß F i g. 15b zugeführt wird. gel- oder Niedrigpegel-Periode des MFM-Signals, wie Daher erzeugt der Q- Ausgang des Registers 79 ein Si- das erläutert worden ist, zeigt der Inhalt des D-Flipflops gnai wie gemäß Fig. 15b. Die Q-Ausgangssignale der 42jB die Anzahl der Taktsignale in der Flanken/Flanken-Register 78 und 79 werden dem UND-Glied 80 züge- 25 Periode des eingangsseitigen MFM-Signals abzüglich führt, und das Ausgangssignal des UND-Glieds 80 ge- einer halben Zähltaktsignalperiode an.
maß Fig. 15e wird einem Freigabeanschluß des Zählers Die sich anschließende Arbeitsweise ist ähnlich der 82 zugeführt Die Q-Ausgangssignale der Register 78 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, wobei das und 79 werden dem UND-Glied 81 zugeführt, und das vorliegende Ausführungsbeispiel eine ähnliche Charak-Ausgangssignal des UND-Glieds 81 gemäß Fig. 15f 30 teristikerreicht

wird einem Löschanschluß des Zählers 82 zugeführt Wie erläutert wird gemäß der Erfindung eine genaue

Nur wenn das Freigabeeingangssignal des Zählers 82 CL V-Regelung erreicht, ohne die Lage des Aufnehmers

auf hohem Pegel ist, zählt der Zähler 82 die dem Taktan- zu erfassen. Die Regelschaltung arbeitet in stabiler Wei-

schluß vom Taktsignalgenerator 40 zugeführten Taktsi- se, selbst wenn die Phasenregelung simu'.tan verwendet

gnale vorwärts und der Zähler 82 wird gelöscht, wenn 35 wird.

das Eingangssignal zum Löschanschluß auf hohem Pe- Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen war zur gel ist Folglich wird der Zähler 82 gelöscht, wenn das leichteren Erläuterung das digitale Datensignal als Löscheingangssignal gemäß Fig. 15f auf hohem Pegel MFM-Signal angenommen. Bei dem DAD-Wiedergaist und wird die Anzahl der Taktsignale während der besystem wird, wenn das MFM-System verwendet ist Periode mit Freigabeeingangssignal auf hohem Pegel 40 eine Gleichkomponente erzeugt, derart, daß eine Nullgemäß F i g. 15e vorwärtsgezählt Doppelbegrenzung einen Fehler bei der Erfassung des

Die Signalperiode auf hohem Pegel gemäß Fig. 15e Signalübergangs verursachen kann. Daher sollte er un-

entspricht der Signalperiode auf hohem Pegel des ein- terdrückt werden. Zu diesem Zweck können Codemo-

gangsseitigen MFM-Signals und dessen Länge ist gleich dulationssysteme verv/endet werden, in denen eine ver-

der Länge der Hochpegel-Periode des MFM-Signals 45 ringerte Gleichkomponente erzeugt wird. Ein Beispiel

abzüglich einer halben Taktsignalperiode. Das Q-Aus- dafür ist das an sich bekannte 8/14-Modulationssystem

gangssignal des Zählers 82 wird dem Α-Anschluß des (EFM-System) in dem neun unterschiedliche Intervalle

Multiplexers85 zugeführt. zwischen den Signalübergängen (37"bis 117^ enthalten

Das Ausgangssignal des UND-Glieds 81 gemäß sind.

Fig. 15f wird dem Freigabeanschluß des Zählers 83 zu- 50

geführt und das Ausgangssignal des UND-Glieds 80 ge- Hierzu 12 Blatt Zeichnungen
maß Fig. i5e wird dem Löschanschluß zugeführt. Der
Zähler 83 zählt die Taktsignale, die dem Taktanschluß
vom Taktsignalgenerator 40 zugeführt sind, nur vorwärts, wenn das Freigabeeingangssignal auf hohem Pe- 55
gel ist, und wird gelöscht wenn das Löscheingangssignal
auf hohem Pegel ist Folglich ist der Zähler 83 gelöscht,
wenn das Eingangssignal am Löschanschluß gemäß
Fig. 15e auf hohem Pegel ist und er zählt die Taktsignale vorwärts während der Hochpegel-Periode des 60
Freigabeeingangssignals gemäß Fig. 14f. Die hochpegelige Periode des Signals gemäß Fig. 15f entspricht
der Niedrigpegel-Periode des eingangsseitigen MFM-Signals und dessen Länge ist gleich der niederpegeligen
Periode des MFM-Signals abzüglich einer halben Takt- 65
signalperiode. Das Q-Ausgangssignal des Zählers 83
wird dem B-Anschluß des Multiplexers 85 zugeführt

Der Multiplexer 85 empfängt das eingangsseitige

Claims

Patentansprüche:

1. Drehzahlregelschaltung für einen Motor einer Plattenwiedergabevorrichtung mit

— einem Digitalinformations-Aufnehmer, der auf der Aufzeichnungsplatte einer Spur folgt, die eine Aufzeichnung einer Digitalinformation in Form einer Signalsequenz, die mit einer vorbestimmten Vielzahl von Impulsbreiten moduliert ist, enthält und die Digitalinformation aufnimmt,

— einer Vorrichtung, die eine mit der Bewegung des Aufnehmers zur äußeren oder inneren Seite der Platte veränderliche Spannung ableitet und diese einer Motor-Startspannung überlagert, um äamit die Drehzahl des Motors so zu regeln, daß die relative Bahngeschwindigkeit zwischen Platte und Aufnehmer konstant bleibt,

dadurch gekennzeichnet,