自动跟踪控制装置及其方法 本发明一般地涉及跟踪的自动控制，特别是涉及自动跟踪控制装置及其方法，其中跟踪误差信号的增益自动地被调整，以使磁带的磁道能被视频头精确地追踪。
参看图1，其中显示了一传统的自动跟踪控制装置的方框图。如该图所示，该自动跟踪控制装置包括：用于选择一种记录和播放方式的一开关SW1；用于从高频信号中检测引导信号的一低通滤波器(LPF)1，该高频信号由视频头HD在播放方式下从磁带读出；用于放大低通滤波器1检测到的引导信号的一放大器2；对从振荡器OS来的频率信号进行N分频以产生参考引导信号的一参考引导发生器3，这里N根据选择信号SEL1和SEL2来决定；一混频器4，它根据从参考引导发生器3来的相应参考引导信号与从放大器2来的放大引导信号间的不同来产生16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号。
在该自动跟踪控制装置中有一个第一频率检测器5，它检测混频器4的输出信号中16KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测到的跟踪控制信号进行整形。第一电平检测器6用于检测第一频率检测器5的输出信号的电平。
在该自动跟踪控制装置中还有一个第二频率检测器7，它检测混频器4的输出信号中46KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测到的控制信号进行整形。第二电平检测器8用于检测第二频率检测器7地输出信号的电平。
在该自动跟踪控制装置中还有一个比较器9，该比较器计算出第一和第二电平检测器6和8的输出电平之差，并根据该差值输出一跟踪误差信号。
在该自动跟踪控制装置中还有一个微处理器10，该微处理器产生一响应于来自比较器9的跟踪误差信号的主导轴马达控制信号。此外，该微处理器10还产生选择信号SEL1和SEL2并将所产生的选择信号SEL1和SEL2加到参考引导发生器3上，该选择信号SEL1和SEL2用于参考引导信号的产生，并导致16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号的产生。
具有上述结构的传统自动跟踪控制装置的操作将在下面描述。
在播放方式下，通过开关SW1的控制来作选择，记录在磁带上的高频率信号被视频头HD读出，引导信号被低通滤波器1从所读出的高频信号中检测出来。该引导信号用于控制主导轴马达M的相位。来自低通滤波器1的该引导信号加到放大器2上进行放大。
另一方面，来自微处理器10的选择信号SEL1和SEL2加到参考引导发生器3上以产生参考引导信号，并导致16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号的产生。参考引导发生器3将来自振荡器OS的频率信号进行N分频以产生参考引导信号，N根据来自微处理器10的选择信号SEL1和SEL2来决定。来自参考引导发生器3的参考引导信号和来自放大器2的放大引导信号加到混频器4上，该混频器4根据来自参考引导发生器3的相应参考引导信号与来自放大器2的放大引导信号间的不同来产生16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号。
值得注意的是，在频率头HD追踪磁带的磁道而向相应磁道的左和右倾斜的情形下，载于16KHz和46KHz频率上的跟踪控制信号是误跟踪(mis-tracking)信息。
混频器4的输出信号加到第一和第二频率检测器5和7上。第一频率检测器5从混频器4的输出信号中检测出16KHz频率成份的跟踪控制信号并对检测出的跟踪控制信号进行整形。然后，第一电平检测器6检测来自第一频率检测器5的16KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。
另外，第二频率检测器7从混频器4的输出信号中检测出46KHz频率成份的跟踪控制信号并对检测出的跟踪控制信号进行整形。然后，第二电平检测器8检测来自第二频率检测器7的46KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。
第一和第二电平检测器6和8的输出电平加到比较器9上，比较器9求出该两个输出电平的差值。根据该差值，比较器9将跟踪误差信号输出到微处理器10上。作为对来自比较器9的跟踪误差信号的响应，微处理器10输出主导轴马达控制信号以校正视频头HD的误跟踪。因此，主导轴马达M的相位根据微处理器10的控制信号而被控制。
简单地说，在视频头追踪其上记录有高频信号的磁带的磁道、而向相应磁道的左和右倾斜的情形下，根据来自参考引导发生器3的相应参考引导信号与来自放大器2的放大引导信号间的不同，来产生跟踪控制信号。然后，根据跟踪控制信号间的不同来产生跟踪误差信号，由此，校正视频头的误跟踪。
跟踪误差信号随视频头的安装误差、放大器的频率特性、磁带的性能以及视频信号的记录方式而可能有不同的值。在这种情况下，传统的自动跟踪控制装置具有下述缺点，不管跟踪误差信号的值的不同，微处理器恒定地调整跟踪误差信号的放大增益，这样导致主导轴马达相位的不精确控制。主导轴马达相位的这种不精确控制导致图像的颤动和放音失真，从而分别使图像和声音质量变坏。
因此本发明是针对上述问题而做出的，本发明的一个目的是提供一种自动跟踪控制装置及其方法，其中跟踪误差信号的增益被调整，以使得跟踪误差信号能有一固定的值并且主导轴马达的相位能被精确地控制。
本发明的另一目的是提供一种自动跟踪控制装置及其方法，其中跟踪误差信号的增益根据视频头向磁带的相应磁道的左和右倾斜的程度来改变，以使得主导轴马达的相位能被精确地控制。
根据本发明的一个方面，提供一种自动跟踪控制装置，该装置包括：低通滤波器件，它在播放方式下检测出视频头从磁带上读出的高频信号中的引导信号；放大器件，它以不同的增益放大所述低通滤波器检测出的引导信号；参考引导发生器件，它将从一振荡器来的频率信号进行N分频以产生参考引导信号，这里N根据选择信号来确定；混频器件，它根据来自所述参考引导发生器件的相应参考引导信号与来自所述放大器件的放大引导信号间的不同来产生16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号；第一频率检测器件，它将所述混频器件的输出信号中的16KHz频率成份的跟踪控制信号检测出来并对所检测出的跟踪控制信号进行整形；第一电平检测器件，它检测从所述第一频率检测器件来的16KHz频率成份的跟踪控制信号的电平；第二频率检测器件，它将所述混频器件的输出信号中的46KHz频率成份的跟踪控制信号检测出来并对所检测出的跟踪控制信号进行整形；第二电平检测器件，它检测从所述第二频率检测器件来的46KHz频率成份的跟踪控制信号的电平；比较器件，它计算所述第一和第二电平检测器件的输出电平间的差值并根据此差值输出一跟踪误差信号；以及控制器件，它作为对从所述比较器件来的跟踪误差信号的响应产生一主导轴马达控制信号和一增益控制信号，所述控制器件产生选择信号并将所产生的选择信号加到所所述参考引导发生器件上，该选择信号用于参考引导信号的产生，所述的增益控制信号加到所述放大器件上以改变所述放大器件的增益。
根据本发明的另一个方面，提供一种自动跟踪控制方法，该方法包括以下步骤：(a)读出记录在磁带上的引导信号，放大所述引导信号并根据放大的引导信号和参考引导信号产生一跟踪误差信号；(b)如果跟踪误差信号比第一参考值小，则加大放大器的增益；如果跟踪误差信号大于或等于第一参考值并大于第二参考值，则减小所述放大器的增益；如果跟踪误差信号大于或等于第一参考值并小于或等于第二参考值，则直接输出所述放大器当前的增益；以所得到的所述放大器的增益来放大读出的引导信号，并基于放大的引导信号和参考引导信号产生跟踪误差信号；以及(c)根据所述步骤(b)产生的跟踪误差信号来控制主导轴马达的相位。
通过下面结合附图的详细描述，将会更清楚地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点。
图1是传统自动跟踪控制装置的方框图；
图2是根据本发明的一个实施例的自动跟踪控制装置的方框图；
图3是根据本发明的一个实施例的自动跟踪控制方法的流程图：
图4A-4H是取自图2所示自动跟踪控制装置中部件的信号波形图：
图5是根据本发明的另一个实施例的自动跟踪控制装置的方框图；
图6A-6K是取自图5所示自动跟踪控制装置中部件的信号波形图；
参看图2，该图显示了根据本发明的一个实施例的自动跟踪控制装置的方框图。如图所示，该自动跟踪控制装置包括：用于选择一种记录和播放方式的开关SW1，以及在播放方式下通过视频头HD从磁带上读出的高频信号中检测一引导信号的低通滤波器(LPF)21。
该自动跟踪控制装置还包括：一放大器22，它用于以不同的增益放大从低通滤波器21来的该检测到的引导信号；一参考引导发生器23，它将来自一振荡器OS的频率信号进行N分频以产生参考引导信号，这里N根据选择信号SEL1和SEL2来确定；以及一混频器24，它根据来自参考引导发生器23的相应参考引导信号与来自放大器22的放大引导信号间的不同来产生16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号。
该自动跟踪控制装置还包括：一个第一频率检测器25，它用于从混频器24的输出信号中检测出16KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测到的跟踪控制信号进行整形；一个第一电平检测器26，它用于检测从第一频率检测器25来的16KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。
该自动跟踪控制装置设有一个第二频率检测器27，它用于从混频器24的输出信号中检测出46KHz频率成份的控制信号并对所检测到的跟踪控制信号进行整形。一个第二电平检测器28用于检测从第二频率检测器27来的46KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。
该自动跟踪控制装置还设有一个比较器29，它用于求出第一和第二电平检测器26和28的输出电平之差并根据该差值输出一跟踪误差信号。
该自动跟踪控制装置还设有一微处理器30，它用于产生相应于来自比较器29的跟踪误差信号的主导轴马达控制信号。微处理器30还产生选择信号SEL1和SEL2并将该选择信号加到参考引导发生器23上，以用于参考引导信号的产生，该参考引导信号导致16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号的产生。该微处理器30还用于产生一增益控制信号G1并将该控制信号G1输出给放大器22，以根据来自比较器29的跟踪误差信号相应地改变放大器22的增益。
根据本发明实施例的具有上述结构的自动跟踪控制装置的操作将在下面参考图2-图4H作详细描述。图3是一流程图，该图描述了根据本发明的实施例的自动跟踪控制方法；图4A-4H是取自图2所示自动跟踪控制装置中的部件的信号波形图。
在播放方式下(通过开关SW1的控制来作选择)，响应于一图4A所示的主开关信号，视频头HD读出记录在磁带上的高频信号，低通滤波器21从该高频信号中检测出引导信号。该引导信号用于控制主导轴马达M的相位。
在此情形下，响应于图4A所示的主开关信号，视频头HD转换到追踪磁带的相应磁道上。来自低通滤波器21的引导信号加到放大器22上进行放大。
另一方面，如图4B和4C所示的来自微处理器30的选择信号SEL1和SEL2加到参考引导发生器23上，以用于参考引导信号的产生，该参考引导信号导致16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号的产生。参考引导发生器23对来自振荡器OS的频率信号进行N分频以产生参考引导信号，N根据来自如图4B和4C所示的微处理器30的选择信号SEL1和SEL2来确定。来自参考引导发生器23的参考引导信号和来自放大器22的放大引导信号加到混频器24上，该混频器24根据两者间的不同来产生16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号。
混频器24所产生的16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号如图4D所示。值得注意的是，在视频头HD追踪磁带的磁道而向相应磁道的左和右倾斜的情形下，加载在16KHz和46KHz频率上的跟踪控制信号是误跟踪信息。
来自混器24的输出信号加到第一和第二频率检测器25和27上。第一频率检测器25从混频器24的输出信号中检测出16KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测出的跟踪控制信号进行整形。然后，第一电平检测器26检测来自第一频率检测器25的16KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。
同样，第二频率检测器27从混频器24的输出信号中检测出46KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测出的跟踪控制信号进行整形。然后，第二电平检测器28检测来自第二频率检测器27的46KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。
然后，将第一和第二电平检测器26和28的输出电平加到比较器29上，该比较器求出该两个输出电平之差。作为该差值的结果，比较器29输出如图4E所示的跟踪误差信号到微处理器30上。作为对来自比较器29的跟踪误差信号的响应，微处理器30输出主导轴马达控制信号C1以校正视频头HD的误跟踪，并输出增益控制信号G1以调整放大器22的增益。
也就是说，如果来自比较器29的跟踪误差信号比第一参考值A小，则微处理器30输出如图4F所示的增益控制信号G1到放大器22上。在这种情形下，通过来自微处理器30的增益控制信号G1来增大放大器22当前的增益。如果来自比较器29的跟踪误差信号大于或等于第一参考值A并大于一第二参考值B，则微处理器30输出增益控制信号G1，以减小放大器22当前的增益。另一方面，当来自比较器29的跟踪误差信号大于或等于第一参考值A并小于或等于第二参考值B时，则放大器22当前的增益不变地输出。
来自低通滤波器21的引导信号被放大器22以上述变化的增益如图4G所示地放大。然后，基于放大的引导信号产生如图4H所示的跟踪控制信号。将该跟踪控制信号加到比较器29上，导致具有一固定值的跟踪误差信号的产生。响应于来自比较器29的跟踪误差信号，微处理器30输出主导轴马达控制信号C1以校正视频头HD的误跟踪。由此，主导轴马达M的相位根据来自微处理器30的控制信号C1来控制。
微处理器30在图4H的A区间内输出主导轴马达控制信号C1，而在图4H的B区间内输出放大器增益控制信号G1。
参看图5，该图显示了根据本发明的另一实施例的自动跟踪控制装置的方框图。在该图中，第二实施例的结构基本上与图2中第一实施例的结构相同，除了与第一实施例相比增加了第一和第二增益控制器36和39。即，一低通滤波器31，一参考引导发生器32，一混频器33，一第一频率检测器34，一第一电平检测器35，一第二频率检测器37，一第二电平检测器38，一比较器40和一微处理器41，上述图5所示第二实施例中的部件分别与下述图2所示第一实施例中的部件一样，即低通滤波器21，参考引导发生器23，混频器24，第一频率检测器25，第一电平检测器26，第二频率检测器27，第二电平检测器28，比较器29及微处理器30。在第二实施例中删去了第一实施例中的放大器22。
第一和第二增益控制器36和39分别连接到第一和第二电平检测器35和38并作为对来自微处理器41的增益控制信号G1和G2的响应而控制第一和第二电平检测器35和38的输出电平的增益。因此，通过使用第一和第二增益控制器36和39，磁带的磁道能更精确地被追踪。
根据本发明第二实施例的具有上述结构的自动跟踪控制装置的操作将在下面结合附图5-6K作详细描述。图6A-6K是取自图5中自动跟踪控制装置的部件的信号波形图。
在播放方式下(通过开关SW1的控制进行选择)，视频头HD读出记录在磁带上的高频信号，低通滤波器31从所读的高频信号中检测出引导信号。
另一方面，来自微处理器41的选择信号SEL1和SEL2加到参考引导发生器32上以用于参考引导信号的产生，该参考引导信号导致16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号的产生。参考引导发生器32对来自振荡器OS的频率信号进行N分频以产生参考引导信号，N由来自微处理器41的选择信号SEL1和SEL2来确定。来自参考引导发生器32的参考引导信号和来自低通滤波器31的引导信号加到混频器33上，该混频器根据来自参考引导发生器32的相应参考引导信号与来自低通滤波器31的引导信号间的不同而产生16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号。
第一频率检测器34从混频器33的输出信号中检测出16KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测到的跟踪控制信号进行整形。然后，第一电平检测器35检测从第一频率检测器34来的16KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。第一增益控制器36将来自第一电平检测器35的输出电平的增益改变为一根据来自微处理器41的增益控制信号G1所决定的值。
同样，第二频率检测器37从混频器33的输出信号中检测出46KHz频率成份的跟踪控制信号并对所检测出的跟踪控制信号进行整形。然后，第二电平检测器38检测从第二频率检测器37来的46KHz频率成份的跟踪控制信号的电平。第二增益控制器39将来自第二电平检测器38的输出电平的增益改变为一根据来自微处理器41的增益控制信号G2所决定的值。
把其增益由第一和第二增益控制器36和39来改变的来自第一和第二电平检测器35和38的输出电平加到比较器40上，比较器40求出二者间的差值并根据该差值输出跟踪误差信号到微处理器41上。根据来自比较器40的跟踪误差信号来控制主导轴马达M的相位的操作与第一实施例的相同。
现在参看图6A-6K，对根据本发明第二实施例的具有上述结构的自动跟踪控制装置的操作进行更详细的描述。
例如，当磁带快速转动时，假定视频头HD向磁带的相应磁道的右边倾斜。
作为对如图6A所示的主开关信号的响应，视频头读出记录在磁带上的高频信号，低通滤波器31从所读的高频信号中检测出如图6B所示的引导信号。
在此情形下，基于磁带快速转动的假定，分别产生如图6C和6D所示的来自第一和第二频率检测器34和37跟踪控制信号。
如图6C所示的跟踪控制信号的电平在图6E中显示，图6D所示的跟踪控制信号的电平在图6F中显示。从这些图可以看出，16KHz频率成份的跟踪控制信号的电平较大，而46KHz频率成份的跟踪控制信号的电平较小，因为视频头HD向磁带的相应磁道的右边倾斜。
图6E和6F所示的跟踪控制信号的电平加到比较器40上，该比较器产生基于两电平之不同的跟踪误差信号。来自比较器40的跟踪误差信号加到微处理器41上。
作为对来自比较器40的跟踪误差信号的响应，微处理器41输出增益控制信号G1和G2到第一和第二增益控制器36和39，以校正由于向磁带的相应磁道的右边倾斜而引起的视频头HD的误跟踪。
也就是说，如图6G所示的增益控制信号G1使16KHz频率成份的跟踪控制信号的低电平部分的增益增大，而如图6H所示的增益控制信号G2使46KHz频率成份的跟踪控制信号的高电平部分的增益减小。其结果是如图6I和6J所示的跟踪控制信号加到比较器40上。
由此，比较器40根据图6I和6J所示的两电平间的不同而产生图6K所示的跟踪误差信号，以控制主导轴马达M的相位。
另一方面，当磁带缓慢转动时，在视频头HD向磁带的相应磁道的左边倾斜的情形下，进行相反的操作。
根据本发明的上述描述，显然通过调整跟踪控制信号的增益使得跟踪误差信号总能具有一固定的值，而不用考虑视频头的安装误差、放大器的频率特性、磁带的性能以及视频信号的记录方式。也就是说，16KHz和46KHz频率成份的跟踪控制信号的增益被调整使得跟踪误差信号总能具有固定值。由此，主导轴马达的相位能精确地控制。主导轴马达相位的精确控制具有得到高质量画面和声音的效果。
虽然为了描述的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员懂得各种修改、增加和减少是可能的，它们仍不脱离所附权利要求所公开的本发明的范围和精神。