自动跟踪装置的制作方法

专利名称:自动跟踪装置的制作方法
本发明论及录像机中使用的自动跟踪装置，该录像机带有一个安装在压电元件上的磁头，并详细论及一种自动跟踪装置，其中包括产生激励脉冲信号的激励脉冲信号发生器。激励脉冲信号使压电元件偏转，结果带动磁头偏转。
在采用装在压电元件(例如双晶片压电元件)的转动磁头的录像机(VTR)中，设置一种自动跟踪装置，产生预定频率的激励脉冲信号，偏转压电元件，结果带动磁头，再生视频信号。把再生的视频信号加到包络检波电路上，包络检波电路产生相当于再生视频信号的包络信号，自动跟踪装置根据包络信号控制压电元件的偏转，用变速反馈方式，使磁头恰好跟踪在所期望的磁道上。这样一种常用的自动跟踪装置已经公开，例如，在日本专利公报中，58-27866号专利就已经公开了这种装置。
因为这种常用的自动跟踪装置，当磁头从一个磁道跳转到另一个磁道时，压电元件容易遭受最大的偏转，因而也就容易产生机械振动(以后称为冲击振动)，从而造成跟踪误差。所以，要求把冲击振动抑制到尽可能小的程度。
为了抑制在磁头跳转期间发生的冲击振动，产生了在磁头跳转期间给压电元件的激励脉冲信号的波形上设置转折点的企图，致使激励脉冲信号在磁头跳转时期的后期以较小的变化率增加，从而抑制冲击振动，例如，在转让给本发明代理人的日本特许公报中，专利号为59-13910及59-13911，已经公开。
这种自动跟踪装置能满足一般的应用，但已发现，在特定的应用中，尤其是磁头以变速反馈的方式跳过二至三个磁道到达所要求的磁道情况下，它的应用受到限制。在这样的运行期间，压电元件容易遭受很大的偏转，因而也就产生很大的冲击振动。不设置很精确的转折点，就不能期望提供良好的跟踪伺服控制，将冲击振动抑制在期望的水平以下。另外，压电元件的特性，随时间和环境条件的变化而变化，造成转折点的位置偏离期望的位置。为用户把转折点的位置重新调整到期望的位置是不可能的。
为了消除常用跟踪装置具有的这些问题，现在的发明提供一种改进了的自动跟踪装置，它能提供最优的跟踪伺服控制，以确保把转折点自动地调整到加到压电元件上的激励脉冲信号波形的最佳位置。
根据本发明，提供一种用于录像机的自动跟踪装置，该录像机带有安装在压电元件上的磁头，该自动跟踪装置包括产生激励脉冲信号的激励脉冲信号发生器，把激励脉冲信号加到压电元件上，使压电元件偏转，从而带动磁头偏转。激励脉冲信号具有一个跳变部份的波形，该跳变部分，引起磁头以变速反馈方式从一个磁道跳到另一个磁道，并伴随有在压电元件上产生的冲击振动。
本发明的特征在于，提供在激励脉冲信号波形的跳变部份，设置转折点的方法、提供在磁头跳转期间，检测压电元件上产生冲击振动的振幅大小的方法，以及根据检测到的冲击振动的振幅大小，确定转折点位置的方法。
参考以下的识明，连同有关附图，更加详细地对本发明进行描述，附图图1是根据本发明设计的自动跟踪装置的一种实施方案的方框图;
图2包含用于解释形成激励脉冲信号的波形A和B;
图3是说明在压电元件上进行的试验结果的图形;
图4和图5是说明参数被限制的过程的图形;
图6是说明控制电路的一种修改形式的方框图;
图7是说明用于确定转折点的参数限制过程的图形。
参看图1，图中说明按照本发明的原理设计的一种自动跟踪装置的实施方案，该自动跟踪装置，通常标有号码10，包含一个激励脉冲形成电路12，及控制电路20。该自动跟踪装置，产生激励脉冲信号ST，送给压电元件1，在压电元件1的一端，固定着一个磁头H。应变检测元件5，固定在压电元件1上。
压电元件1，带动磁头H，响应激励脉冲信号，使得磁头H能够跟踪记录在磁带T上的所期望的磁道，产生调频视频信号。该调频视频信号，通过高频放大电路2，加到解调电路3上，解调电路3将调频视频信号转换成调幅视频信号。调幅视频信号SV就出现在输出端4上。高频放大电路2的输出信号，还要耦合到包络检波电路6，包络检波电路6产生相应于调频视频信号包络的信号。包络信号加到乘法电路7，该乘法电路7包含一个平衡解调电路。
应变检测元件5，产生正比于压电元件1偏转的偏转信号。偏转信号加到乘法电路7，该乘法电路7接受包络信号和偏转信号，产生相应于跟踪误差的误差信号SE。误差信号SE，在积分电路8中积分。积分电路8的输出信号加到加法器11，加法器11将正弦波发生器9产生的摆动信号SW与积分电路8的输出信号相加，产生激励脉冲信号ST。摆动信号具有预先决定的频率(在本实施方案中为1.4千赫芝)。
所以，用通常的反馈方式，压电元件1的偏转，仅作为跟踪误差信号SE的函数进行控制，使得磁头H正确跟踪。
用受磁带T的运行速度控制变化的变速反馈方式，这就要求以磁头H能跟随受控的速度变化的方式，确定磁头H的跟踪偏差，当磁头H从一个磁道移到一个所期望的磁道时，要求磁头H跳过的磁道数，取决于受控的速度变化。
为了满足上述要求，自动跟踪装置10，包含一个激励脉冲信号形成电路12，该电路产生激励脉冲信号ST，信号ST的大小表示磁头H相应于受控的速度变化的跳转过程。激励脉冲形成电路12，包含一个跳转指令逻辑电路13，该逻辑电路产生指令信号，表示所期望的速度变化。指令信号加到方波信号发生器14上，方波信号发生器14产生方波信号SJ，如图2B所示。方波信号SJ加到加法器15上，该加法器15把方波信号与误差信号SE组合起来。加法器15的输出信号耦合到积分电路8，积分电路8产生激励脉冲信号ST，如图2A所示。方波信号SJ积分的结果，产生激励脉冲信号ST，它有一个跳转信号STJ，该跳转信号STJ在时间t3处，有一个转折点q，如图2A所示。转折点q的位置表示为(ma，nd)，这里，a是跳转或倒转时间间隔，d是跳转信号STJ的电平，m是与时间有关的变量，n是与跳转信号STJ的电平有关的变量。变量m和n由将在下面详细描述的控制电路20决定。
由图2A和图2B的比较可见，转折点q在时间轴上的位置ma由方波信号SJ的前面部分SJ的脉冲宽度W1决定。在时间t1和t3之间，跳转信号STJ的斜率nd/ma，由方波信号SJ1的前面部分SJ2的幅值大小T1决定。同样地，在时间t3和t2之间，跳转信号的STJ的斜率d(1-n)/a(1-m)，由方波信号SJ的后面部分SJ2的幅值大小决定。所以，采用改变变量m和n的办法，即分别地改变方波信号SJ的前面部分和后面部分的脉冲宽度W1和W2以及幅值大小T1和T2来改变转折点q的位置是可能的。用来决定转折点q的位置的参加nd和ma，取决于压电元件1的特性参量。这就是说，要求参数nd随着压电元件1的阻尼系数变化而变化，而要求参数ma，随着压电元件1的自然频率变化而变化。
图3示出了在本发明的实施方案中应用的压电元件1上所做的试验结果。相当于在压电元件1上产生的冲击振动的冲击频率分量的幅值大小V，随着跳转或倒转周期a以及随时间变化的参数ma的变化而变化。现在假设，当a＝0.8毫秒和ma＝0.5毫秒时，冲击频率分量的幅值大小为最小值，如图3中的曲线P所示，倒转周期a设在0.8毫秒，随时间变化的参数ma设在0.5毫秒，随时间变化的参数m的初始值m0设在5/8。每当磁头H跳转时，常数△m加到最后的随时间变化的参数m上，就提供一个新的随时间变化的参数m。常数△m设在随时间变化的参数m的几分之一处。当磁头依次跳转两次所产生的脉冲频率分量幅值大小的差值△V为负值时，加到最后的随时间变化的参数m上的常数△m有正的极性，而当此差值△V为正值时，该常数△m便具有负的极性。采用同样的方法设置随幅值变化的参数n。这就是说，可以采用前面所描述的关于随时间变化的参数m的类似方法，由试验结果决定随幅值变化的参数n的初始值n。而常数△n，每当磁头H跳转时，加到最后的随幅值变化的参数n上，这方面，与随时间变化的参数m有关的描述是相同的。
控制电路20，根据应变检测元件5检测出的冲击频率分量，计算动值m0和n0以及常数△m和△n。为此，控制电路20，包括一个门电路22，该门电路接收来自应变检测元件5的输入信号，并且在跳转或倒转周期a内，通过应变检测电路的输出信号。门电路22的输出信号耦合到带通滤波电路3，带通滤波电路3的中间频带的频率，相当于冲击频率fo，以便将具有中间频带频率fo的冲击频率分量加到峰值或平均值检测电路24，该检测电路24检测出冲击频率分量的幅值大小。将检测出的信号加到参数控制电路21上，从而，该控制电路就确定出参数m0和n0，常数△m和△n，以及常数△m和△n的极性。如果在最初的变速反馈方式(i＝0)中，所得到的检测电路输出幅值大小和在紧接下面的跟踪运行中，采用把具有预定极性的常数△m加到最后的幅值大小的办法，所获得的检测电路输出幅值大小，它们之间的差值△V是负值的话，那么，和预先决定的极性相同的常数J△m就加到差值△V上。如果差值△V是正值，则和预先决定的极性相反的常数J△m加到差值△V上。与随时间和幅值变化的参数m和n交替地被设定。即当i＝1，3，5，……时，设定随时间变化的参数m的数值，而当i＝2，4，6，……时，设定随幅值变化的参数n的数值。因此，随时间变化的参数m按如下方式进行设定(1)当△m＞0，△V(i＝1)＜0，以及△V(i＝3)＜0时，m＝m0+2△m，(2)当△m＞0，△V(i＝1)＞0，以及△V(i＝3)＜0时，m＝m0，(3)当△m＜0，△V(i＝1)＜0，以及△V(i＝3)＜0时，m＝m0-2△m。或者(4)当△m＜0，△V(i＝1)＞0，以及△V(i＝3)＜0时，m＝m0。同样地，随幅值变化的参数n，根据幅值大小差值△V的极性进行设定。所以，这显然是将转折点q限制在跳转周期中所产生的冲击频率分量为最小值的位置上的反馈控制系统，随时间变化和随幅值变化的参数m和n，可以按照幅值大小差值△V的极性来决定。
虽然压电元件1的特性参数随着时间和环境条件的变化而变化，特性参数的变化直接影响所检测到的冲击频率分量的幅值大小，因而，也就直接影响参数m和n的数值。因此，如果按照幅值大小差值△V的极性决定参数m和n的数值，即使压电元件1的特性参数有变化，转折点可以被限制在跳转周期中产生的冲击频率分量为最小值的位置上。
图4说明参数m和n被限制的过程，图5是图4的中心部分被放大的图形。在图4和图5中，箭头指示参数限制的方向。
参看图6，图中说明本发明的控制电路20的修改形式，该控制电路用包络检测电路6输出端上产生的包络信号中所包含的冲击频率分量确定激励脉冲信号的波形。在图6中采用了图1中所示的相同部分的数字标号。
当磁头H处于正确跟踪的情况下，包络信号含有频率为2fo的冲击频率分量，否则，包络信号含有频率为fo的冲击频率分量。据此，控制电路20含有第一和第二带通滤波电路31和32。第一带通滤波电路31的中间频带频率为2fo，第二带通滤波电路32的中间频带频率为fo。第一带通滤波电路31的输出信号耦合到检测冲击频率分量幅值大小的检波电路33，检测出的信号D2，通过放大电路35，加到加法器36。第二带通滤波电路32的输出信号耦合到检测冲击频率分量幅值大小的检波电路34。检测出的信号D1直接送到加法器26。放大电路35，将检波电路33的输出信号幅值大小D2放大两倍，这是因为在正确跟踪的情况下，冲击频率分量的幅值仅有一半的数值。加法器36的输出信号耦合到参数控制电路21。
虽然，在上面的实施方案中，单个转折点的位置是按照随时间变化和随幅值变化的参数m和n进行控制的，但要注意到，二个或二个以上的转折点的位置也可以按照这些参数进行控制，图7说明了有二个转折点受控制的情况下，参数限制的过程。
虽然，在上面的实施方案中，跳转信号SJ有一个折线形状的波形。但要注意到，跳转信号SJ的波形，在每个跳转周期内，可以有两周的正弦波形，在这种情况下，一个或多个转折点是用随时间变化和随幅值变化的参数m和n控制的。在上面的实施方案中，虽然跳转周期a是固定不变的，但要指出，跳转周期可以采用按照随时间变化的参数沿时间轴移动转折点位置的方法进行控制。
所以，很显然，根据本发明，提供了一种具有最佳伺服控制的自动跟踪装置，该装置采用了按照在磁头跳转周期得到的冲击频率分量，决定随时间变化和随幅值变化的参数m和n的方法，以及根据所确定的参数，控制跳转信号SJ的转折点的方法，使冲击幅值减到最小。
即使压电元件1的特性参数，随着时间和环境条件的变化而变化，压电元件特性参数的变化会直接影响冲击频率分量的被检测出的幅值大小，以便将转折点自动地控制到所期望的位置。
勘误表文件名称 页 行 补正前 补正后说明书 2 14 以变速反馈方式 删除15 产生的…… 产生的以变速反馈方式的……20 识明 说明4 23 参加 参数5 17 动值 初始值权利要求
书 1 4 以变速反馈方式 删除5 产生…… 产生以变速反馈方式的……6 方法 手段7 方法 手段9 方法 手段摘要 1 5 以变速反馈的方式 删除6 产生…… 产生以变速反馈方式的……
权利要求
在含有一个安装在压电元件上的磁头的录像机中使用的自动跟踪装置，该装置包含产生激励脉冲信号的激励脉冲信号发生器，激励脉冲信号加到压电元件上，使压电元件偏转，因而带动磁头偏转。激励脉冲信号有一个跳变部分，引起磁头以变速反馈方式从一个记录磁道跳到另一个记录磁道，与此同时，在压电元件上产生冲击振动，本发明的特征是采用在激励脉冲信号波形的跳变部分，设置转折点的方法；采用在磁头跳转周期内，检测压电元件上产生的冲击振动幅值大小的方法；以及采用根据检测出的冲击振动幅值大小，决定转折点的位置，使冲击振动幅值减到最小值的方法。
专利摘要
在含有一个安装在压电元件上的磁头的录像机中使用的自动跟踪装置，该装置包含产生激励脉冲信号的激励脉冲信号发生器。激励脉冲信号加到压电元件上，使压电元件偏转，从而带动磁头偏转。激励脉冲信号含有跳变部分的波形，引起磁头以变速反馈的方式从一个记录磁道跳到另一个记录磁道，与此同时，在压电元件上产生冲击振动。在激励脉冲信号波形的跳变部分设置转折点。按照冲击振动幅值大小，决定转折点的位置，使冲击振动幅值减到最小值。
文档编号G11B5/58GK85101049SQ85101049
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者坂本, 冈藤孝之 申请人:索尼公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan