DE2312699A1 - Einrichtung zur synchronisation eines rotierenden elements - Google Patents

Description

9 Albert Embankment

London, S.E.l / England

Einrichtung zur Synchronisation eines rotierenden Elements

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Synchronisation eines rotierenden Elements mit Synchronisierimpulsen, insbesondere zur Synchronisation des Antriebselements für einen Filmtransport mit einem Fernsehraster.

Eine Einrichtung dieser Art wird beispielsweise bei der Umsetzung kinematografieeher Bilder in Fernsehbildsignale benötigt. Das rotierende Element ist dann ein Antriebselement zum Transport des Films in einem Projektor, die Synchronisiersignale können die Bildsynchronimpulse sein, die das Abtastraster des Fernsehbilds steuern.

Es ist bereits bekannt, abhängig von der Drehung des rotierenden Elements pro Umdrehung einen oder zwei Impulse zu erzeugen und diese Impulse mit ankommenden Fernsehsyncftronisierimpulsen zu vergleichen, woraus ein Fehlersignal abgeleitet wird, das zur voreilenden -oder verzögernden Steuerung des rotierenden Elements derart ausgenutzt werden kann, daß dessen Betrieb mit den Synchronisierimpulsen synchronisiert wird. Ein solches System erfordert jedoch beachtliche Zeit, um einen stationären Synchronzustand zu erreichen, insbesondere wenn

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die Welle oder ein anderes rotierendes Element mit niedriger Frequenz arbeitet, die beispielsweise in der Größenordnung von einer Umdrehung pro Sekunde liegen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,, eine Möglichkeit zur relativ schnellen Synchronisation zu schaffen* die beispielsweise eine Zeit erfordert, die einer Umdrehung des rotierenden Elements entspricht oder kurzer ist.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sieh zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß aus durch eine mit den Synchronisierimpulsen gespeiste Teilerschaltung zur Erzeugung zweier sich wiederholender Signale mit relativ geringem Frequenzunterschied, deren erstes einen Sägezahngenerator seiner Frequenz steuert und deren zweites dem Stator eines Synchro-Resolvers nach VJ and lung als mehrphasiges Signal zugeführt wird, dessen Rotor wie das rotierende Element angetrieben wird, durch eine mit dem Ausgang des Synchro-Resolvers verbundene Schaltung zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer Frequenz proportional dem Ausgangssignal des Synchro-Res olvers und durch einen Phasenvergleicher, dem die Impulsfolge und das Signal des Sägezahngenerators zugeführt werden und der ein Steuersignal für den Betrieb des rotierenden Elements abgibt.

Vorzugsweise ist die Frequenz der Impulsfolge gleich dem Ausgangssignal des Synchro-Resolvers.

Ferner kann das rotierende Element so arbeiten, daß es seine Drehung beginnt, wenn der Phasenunterschied zwischen den Impulsen der Impulsfolge und dem Sägezahnsignal einen vorbestimmten, von Null abweichenden Viert hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur beschrieben, die ein Synchronisationssystem darstellt,

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das auf einen langsam arbeitenden Projektor mit ihm zugeordneter Fernsehkamera anwendbar is-t.

Wie bereits aus-geführt, ist es bei der Abtastung eines Films in einem Projektor mittels eines Fernsehrasters erforderlich, daß der Filmtransport des Projektors mit der Abtastgeschwindigkeit synchronisiert wird, um unerwünschte Bildfehler zu vermeiden.

Projektoren mit normaler Arbeitsgeschwindigkeit transportieren einen Film mit 24 oder 25 Bildern pro Sekunde, wozu eine Transportwelle sich, mit einer entspreeheraden Anzahl von Umdrehungen pro Sekunde dreht. Es ist bereits bekannt,_sentsprechend der Bewegung dieser VJelle einen oder zwei Impulse pro Umdrehung zu erzeugen und diese Impulse rsit ankommenden Fernsehsynchronisierimpulsen zu vergleichen, um ein Fehlersignal abzuleiten, durch das eine richtige Phasenbeziehung eingehalten werden kann. Es ist normalerweise erforderlich, ca. 25 oder 50 Impulse zu erzeugen, um den Synclironzustand zu erreichen. Bei normaler Bild geschwindigkeit; werden für diesen Anfangsvorgang normalerweise zwei bis vier Sekunden benötigt. Wenn jedoch der Projektor mit einer erheblich unter der Normalge schwindlgke it liegenden Geschwindigkeit arbeitet, beispielsweise mit nur einem Bild pro Sekunde, so ist auch die zur Synchronisation erforderliche Zeit viel langer.

Um die Synchronisation zu beschleunigen* müssen die Startphase und die Startzeit des Antriebselemente genau bestimmt werden. Es ist deshalb erforderlich, eise Information, über die Position des stationären Antriebselecaents relativ zu den ankommenden Synchronisierimpulsen zn erzeugen, und zwar kurz bevor der Start erforderlich wxrd.

In der Figur ist eine Hauptantriebswelle 1 eines Filmprojektors dargestellt, der mit geringer Geschwindigkeit arbeiten

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soll. Diese kann typischerweise ein Bild pro Sekunde betragen, wozu sich die Welle mit ca, einer Umdrehung .pro Sekunde dreht. Die Welle treibt über eine Schaltrolle einen normalen kinematografischen Film, der durch ein optisches Filmfenster bewegt wird, in dem jedes Filmbild gemäß einem Fernsehraster unter Steuerung von BiIdSynchronimpulsen abgetastet wird. Das in der Figur dargestellte System hat einen Eingang 2, über den die Bildsynchronimpulse zugeführt'Werden. Die Frequenz dieser ankommenden Synchronimpulse wird in einen Teiler 3 mit dem Faktor 2 geteilt, so daß sich Signale mit einem Impuls pro Sekunde ergeben. Diese Frequenz entspricht der Nennfrequenz für die Drehung der Antriebswelle. Die Impulse werden mit dem Faktor 49 bzw. 50 in einem Multiplizierer 4 bzw. 5 multipliziert. Die beiden Multiplizierer 4 und 5 können auch vertauscht werden, wenn die Frequenzdifferenz dann noch der gewünschten Drehfrequenz der Hauptantriebswelle 1 entspricht. Die Multiplikationsfaktoren mit' dem Wert ca. 50 eignen sich zum Antrieb von Synchro-Resolvern. Ist die Frequenz zu niedrig, so ist die Geschwindigkeit, mit der die Phaseninformation erzeugt wird, gleichfalls gering, und ein Synchro-Resolver, wie er im folgenden beschrieben wird, hat eine sehr umfangreiche Größe. Die Verwendung höherer Frequenzen erleichtert einen Anstieg der Geschwindigkeit zur Ableitung der Phaseninformation,jedoch wird dadurch der Aufbau der Multiplizierer komplizierter. ■

Das Ausgangssignal des Multiplizierers 5 wird in ein mehrphasiges sinusförmiges Signal derselben Frequenz umgewandelt. Normalerweise erhält man zweiphasige oder dreiphasige. Signale* Diese Signale werden dem Stator eines Synchro-Resolvers 7 zugeführt, dessen Rotor entsprechend der Hauptantriebswelle angetrieben wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann er direkt mit dieser V.^:elle gekoppelt sein.

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Die Frequenz des Ausgangssignals'des Resolvers 7 ist dieselbe V7ie diejenige des Ausgangssignals des Multiplizierers 5, wenn sich der Rotor im stationären Zustand befindet. Dieses Ausgangssignal wird einer Schaltung 8 zugeführt, die aus einer bistabilen Schaltung und einem Impulsgenerator gebildet ist und,mit der Vergleichsimpulse derselben Frequenz erzeugt werden.

Das Ausgangssignal des anderen Multiplizierers 4 steuert einen Sägezahngenerator 10, dessen Signalfrequenz mit derjenigen des Ausgangssignals des Multiplizierers 4 übereinstimmt.

Ein Phasenvergleicher 9 vergleicht die Phasen der ■Vergleichsimpulse der Schaltung 8 und des Sägezahnsignals. Auf diese Weise ergibt sich ein Ausgangssignal 11 des Phasenvergleichers 9, das treppenförmig aus fünf Stufen gebildet ist und eine Frequenz von einem Zyklus pro Sekunde hat, wobei sein Mittelwert Null ist.

Erreicht das treppenförmige Signal den V;ert Null und einen vorbestimmten Pegelwert vor einem Nulldurchgang, so können nicht dargestellte Schaltungen angesteuert werden, die einen Impuls zum Start der Drehung der Hauptantriebswelle abgeben» Der Start kann verhindert werden, wenn nicht ein geeignetes Steuerelement, beispielsweise eine Starttaste, betätigt wurde.

Während einer Anfangsperiode kann ein aus der Drehung der Antriebswelle abgeleitetes tachometrisches Informationssignal zur Steuerung der Drehung der Hauptantriebswelle derart ausgenutzt werden, daß diese Steuerung Vorrang vor der Steuerung des beschriebenen Systems hat, bis eine genaue Geschwindigkeit erhalten v.'ird, wonach die Phasensteuerung eine schnelle Synchronisation hinsichtlich Geschwindigkeit und Phase für die Hauptantriebswelle relativ zu den Synchronisierimpulsen herbeiführen kann.

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Das beschriebene System kann also Informationen über die Phase der Hauptantriebswelle ί relativ zu den ankommenden Synchronisierirnpulsen mit einer viel höheren Geschwindigkeit liefern, als sie der Drehgeschwindigkeit der Welle entspricht. Dies gilt für jede Geschwindigkeit einschließlich der-Geschwindigkeit mit dem Viert Null.

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Claims (2)

1.) Einrichtung zur Synchronisation eines rotierenden Elements mit Synchronisierimpulsen, insbesondere zur Synchronisation des Antriebselements für einen Filmtransport mit einem Fernsehraster, gekennzeichnet durch eine mit den Synchronisierimpulsen gespeiste Teilersehaltung (j5) zur Erzeugung zweier sich wiederholender Signale mit relativ geringem Frequenzunterschied, deren erstes einen Sägezahngenerator (10) seiner Frequenz steuert und deren zweites dem Stator eines Synehro-Resolvers (7) nach VJandlung als mehrphasiges Signal zugeführt wird, dessen Rotor wie das rotierende Element (1) angetrieben wird, durch eine mit dem Ausgang des Synehro-Resolvers (7) verbundene '"haltung (8) zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer Frequenz proportional dem Ausgangssignal des Synehro-Resolvers (7) und durch einen Phasenvergleicher (9), dem die Impulsfolge und das Signal des Sägezahngenerators (10) zugeführt werden und der ein Steuersignal für den Betrieb des rotierenden Elements (1) abgibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadureii gekennzeichnet, daß die Schaltung (8) zur Erzeugung einer Impulsfolge mit einer Frequenz gleich dem Ausgangssignal des Synehro-Resolvers (7) arbeitet.

J5, Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Element (1) so ausgebildet ist, daß es seine Drehung beginnt, wenn-der Phasenunterschied zwischen der Impulsfolge und dem Ausgangssignal des Sägezahngenerators (lü) einen vorbestimmten, von Null abweichenden Wert hat.

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L e e r s e i t e