DE2326660B2 - Schaltungsanordnung zur Geschwindigkeitsbestimmung - Google Patents

Description

wegt werden können. Die Spurpositionen des Plat-

30 tenantriebssystems werden durch nicht dargestellte, vorher aufgezeichnete Steuerspuren auf der Fläche der Platte 10 festgelegt. Um die Position der Magnet-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung köpfe zu erfassen, ist an dem beweglichen Teil des zur Gewinnung eines Signals für die Geschwindigkeit Plattenantriebsystems ein Gitter 11 mit einer transeines Körpers entlang eines vorbestimmten Weges, 35 parenten Platte 13 angebracht, die voneinander im mit einer Gebereinrichtung zur Erzeugung zweier Ab>tand befindliche lichtundurchlässige Linien 12 Folgen von 90 gegeneinander verschobenen Posi- aufweist. Neben dem beweglichen Gitter 11 ist ein tionssignal-lmpulsen und mit Differenziereinrichtun- stationäres Gitter 14 angeordnet, welches seinerseits gen für mindestens eine der Impulsfolgen. Eine der- lichtundurchlässige Linien 15 auf einer transparenten artige Anordnung ist aus der US-PS 2 979 623 bzw. 40 Platte 16 enthält.

DT-AS 1 229 326 bekannt. Ein Paar lichtemittierende!· Dioden 17 und 18 sen-

Bei der bekannten Anordnung arbeitet man in der det Licht durch beide Gitter 11 und 14; diesen Diooben angedeuteten Weise, um neben einem die Ge- den liegen Photodioden 19 und 2® gegenüber. Da die schwindigkeit repräsentierenden Signal auch ein Si- lichtundurchlässigen Linien der stationären und begnal zu erhalten, das die jeweilige Bewegungsrich- 45 weglichen Gitter derart angeordnet sind, daß diese tung repräsentiert. Linien sich überdecken, gelangt kein Licht von einer

Ferner ist aus der US-PS 3 568 059 bzw. der Licht emittierenden Diode an die zugeordnete Photo-DT-OS 2 002 203 eine Schaltungsanordnung be- diode und es folgt dann eine Periode, in welcher die kannt, bei der von dem Antriebsstrom des bewegli- transparenten Plattenabschnitte sich überdecken und chen Körpers ein kontinuierliches Signal abgeleitet 50 von der Photodiode Licht aufgenommen werden wird, das zwar ein Maß für die Geschwindigkeit bil- kann, so daß eine vorbestimnite Position entlang der det, jedoch nicht sehr genau ist. Deshalb leitet man Bewegungsbahn des beweglichen Gliedes angezeigt dort zusätzlich Positions- oder Ladesignale ab, mit- wird. Beim Durchgang von Licht von der Licht emtttels denen das kontinuierliche Geschwindigkeitssignal tierenden Diode durch die GiUd zu der Photodiode intermittierend korrigiert wird. 55 wird ein Signal durch einen Verstärker 21 oder 22

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine abgegeben, das durch die Kurven P₁, P₈ dargestellt insbesondere für Magnetplatten-Autzeichnungssy- ist, welche den Stromfluß beim Überschreiten jeder sterne geeignete Anordnung der eingangs genannten Position angibt. Natürlich hängt die Frequenzände-Gattung zu schaffen, mit der der Körper (bei einem rung des Signals von der Geschwindigkeitsänderung solchen Aufzeichnungssystem also die Schreib/Lese- 60 des beweglichen Körpers ab, wenn dieser beschleuköpfe) stets bezüglich seiner Geschwindigkeit unter nigt oder abgebremst wird. Daher gibt das Signal an, Kontrolle ist, indem ein möglichst steiles Geschwin- daß das bewegliche Teii eine Anzahl vorbestimmter digkeitssignal aus den Positionssignalen abgeleitet Positionen überschritten hat, wenn die Bewegung in wird. den Richtungen hervorgerufen worden ist, die durch

Diese Aufgabe wird mittels der im Anspruch 1 an- 65 den Pfeil 10 A angegeben ist. Jede der diskreten Pogegebenen Merkmale gelöst. Man erkennt, daß in je- sitionen, die durch die Spitzenwerte der Kurven P1, dem Augenblick bzw. in jeder Position des Körpers P 3 angezeigt werden, gibt an, daß der bewegliche Köreines (von vier) differenzierten Wegsignalen, also per einen vorbestimmten Punkt überschritten hat. Ob-

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gleich es allgemein üblich ist, ein Signal zu difieren- Gateelektrode des Feldeffekttransistors eine Spanzieren, das die Position des beweglichen Teiles an- nung auftritt und der Schalter Sl abgeschaltet wird, gibt, um dadurch ein Geschwindigkeitssignal abzulei- Wenn daher das Signal von dem Logikgatter 56 entten, hat eine derartige Ableitung gewisse Nachteile. sprechend einen niedrigen Pegelwert hat, wird der Ein Nachteil besteht darin, daß das Poxition«wignal 5 Feldeffekttransistor 40 eingeschaltet,
intermittierend ist, so daß das Geschwindigkeitssignal TJm die Spannungsform in dem linearen Bereich ebenfalls intermittierend ist. Hier wird ein Paar auszuwählen, ist der Detektor 35 für den Signalpegel Photodioden 19 und 20 verwendet, die in Kombina- vorgesehen, der als Schalteinrichtung entsprechend tion mit einem feststehenden Gitter, das Linien mit dur Signalspannung arbeitet. Um zu erfassen, wenn einem Phasenabstand von 90° aufweist, verwendet io ein Signal zwischen den Pegeln 48 und 47 auftritt, ist werden und dadurch ebenfalls ein Paar um 90° ver- der Pegeldetektor mit Eingangsleitungen verbunden, setzter Positionssignale ergeben. Diese Signale in welche die Signale Pl, P 2 und P 3 an ein Paar Dif-Form von Strömen, die durch die Photodioden abge- fercnzverstärker 49 und 50 abgeben. Der Ausgang geben werten, gelangen durch die Verstärker 21 und des Verstärkers 49 gibt daher die Pegelwerte Pl mi-22, um die Signale P1 und P 3 gemäß F i g. 2 A zu 15 nus P 3 ab, und der Verlauf dieses Ausgangsignals A erhalten. Diese Signale werden über Inverter 24 und ist in Fig.2B dargestellt. Wenn dieses Signal durch 25 geleitet, um Positionssignale P Z! und P 4 zu erhal- den Inverter 50' gelangt, wird es zum Signal ~Ä, wähten, welche bezüglich der Signale PI bzw. P 3 um rend der Ausgang des Verstärkers 50 das Signal B 18G^C phasenverschoben sind. Danach werden die Si- bzw. P 3 minus P 2 wird; beim Durchgang durch den gnale P 1 und P 2, P 3 und P 4 differenziert, um in- 20 Inverter 51 wild es zum Signal B. Wenn diese Signale terminierende Geschwindigkeitssignale beim Durch- durch UNU-Gatter 52, 54, 55 und 56 gelangen, ergang durch Differenzicrglieder 26, 27, 28 bzw 29 zu gibt sich eine Reihe von Gattersignaien gemäß erhalten. Derartige Differenzierglieder sind bekannt Fig.2C. Diese Signale werden abgeleitet, indem de und schematisch als Differenzierglied 26 dargestellt, in Fig. 2B dargestellten Signale, d. h. A,Tl, Β,Ή, adwelches im allgemeinen einen Operationsverstärker *5 diert werden, um ein Zeitschaltschema zu ergeben, 30 mit Differentialeingang über Kondensator Γ und aus dem hervorgeht, wann jeder der Schalter 51, 52, Widerstände R1 und R 3 sowie einen Rückkopp- 5 3 und 5 4 für den Durchgang desjenigen Geschwinlungs-Widerstand R 2 aufweist. Daher .rgibt sich digkeitssignals geöffnet sein soll, das am Ausgang beim Differenzieren des Positionssignals P I ein in- des zugeordneten Differenziergliedes für den Austermittierendes Geschwindigkeitssignal gemäß der 3° gangsschahkreis anliegt.

Kurve 31 in Fig. 1. In ähnlicher Weise führt das Das Gattersignal /f, B wird verwendet, um den Differenzieren der anderen Positionssignale zu inter- Schalter S1 einzuschalten, da dieses Signal bezüglich mutierenden Geschwindigkeitssignalen ähnlicher der Änderung des Spannungspegels den Zeitpunkt Form, die jedoch zu dem Nachbar-Signa! jeweik um des Positionssignals P1 zwischen den Punkten 32 90 bezüglich der Phase versetzt sind. Wie schon er- 35 und 34 in F t g. 2 A entspricht. Auf diese Weise wird wähnt wurde, wird angestrebt, ein kontinuierliches dasjenige Geschwindigkeitssignal ausgewählt, wel-Geschwindigkeitssignal zur genauen Regelung der ches sich in dem linearen Zustand oder Bereich beBewegung des beweglichen Körpers abzuleiten. findet, d. h. zwischen den Pegelwerten 47 und 48. Um ein derartiges kontinuierliches Geschwindig- Wenn alle Signale überlagert werden (Schaltkreis keitssignal zu erhalten, wird dasjenige differenzierte 40 70), ergibt sich ein kontinuierliches Geschwindig-Positionssignal ausgewählt, welches in dem Zeit- keitssignal ähnlich denjenigen der Kurve 57 in punkt vorliegt und am nächsten im linearen Betriebs- Fig. 1.

zustand auftritt. Gemäß F i g. 2 ist vorgesehen, das Ohnt eine Verstärkungsregelung für den Ausausgewählte Signal P1 zwischen dtn Punkten 32 und gangsstrom der Fotodioden können die Ausgang «si-34 zu wählen, da sich das Signal unmittelbar danach 45 gnale P 1, P 2, P 3 und P 4 sich bezüglich der Amplibeim Durchgang des beweglichen Körpers uuich tude so weitgehend unterscheiden, daß sich ein beeinen der vorher ausgewählten Punkte umkehrt. Zu trächiliches Rauschen wegen der Amplitudenunterdiesem Zweck ist eine Schalteinrichtung in Form schiede der Signale ergibt, wenn von einem Signal zu eines Pegeldetektors 35 vorgesehen, die eine Reihe einem anderen umgeschaltet wird. Rauschen oder von Schaltern 51, 5 2, 5 3 und 5 4 in den Ausgangs- 50 andere Störungen sollten aber begrenzt werden, schaltkreisen der Differenzierglieder enthält, und welche den Betrieb des Plattenantriebs beeinträchtidiese Schalteinrichtung wird durch Gatter oder gen könnten, wobei eine automatische Verstärkun^s-Schaltsteuereinrichiungen 36, 37, 38 bzw. 39 gesteu- regelung jedoch unerwünscht ist.
ert. Jedes der Gatter ist ähnlich demjenigen aufge- Durch die Einführung eines Hysterese-Effektes für baut, das durch die Glieder 36 und 5 1 schematisch 55 der. Pegeldetektor 35 werden die Probleme vermnbezeichnct ist, und umfaßt einen Feldeffekttransistor dert, die mit der veränderlichen Höhe der Ausganps-40, dessen Basisspannung durch die Schalter-Steuer- signale zusammenhängen. Dadurch, daß der Pegeldeeinrichtung 36 gesteuert wird. Diese nutzt die ein- lektor mit einem Hysterese-Effekt behaftet wird, fache Tatsache aus, daß ein Feldeffekttransistor zwi- wird ein schnelles Schalten zwischen Positionssignaschen seinen Drain- und Source-Anschlüssen einen 60 len und das sich dabei ergebende Rauschproblem niedrigen Widerstand aufweist, wenn sein Gatean- verhindert. Der Hysterese-Effekt wird erreicht, inschluß nicht in Sperrichtung vorgespannt ist, er dage- dem die Schalter 55 und 5 6 nach Maßgabe einer gen einen hohen Widerstand aufweist und praktisch Schaltersteuereinrichtung 58' betätigt werden, die auf offen ist, wenn an der Gateelektrode eine Sperrspan- den linearen Betrieb oder das enger tolerierte Posinung anliegt. Wenn beispielsweise das Signal von 65 tionssignal des Positions-Servos anspricht. Jedes der einem Logikgatter 56 einen hohen Pegelwert hat, Signale in einem solchen Plattenantriebs-Untersywird der Transistor 59 eingeschaltet, wodurch auch stern, welches anzeigt, daß der Magnetkopf im weder Transistor 60 eingeschaltet wird, so daß an der sentlichen auf der gewünschten Spurposition an-

geordnet ist, ist zum Schalten der Hysterese-Schaltung geeignet. Wenn die Position des Magnetkopfes nahe bei der gerade gesuchten Position liegt, wird die Hysterese in die Schaltungseinrichtung eingeführt, um ein schnelles Schalten in dem Spannungs-Pegeldetektor zu verhindern. Ein schnelles Schalten könnte erfolgen, wenn die durch die Steuerspuren auf der Platte 10 angezeigte Spurposition so weit versetzt wäre, daß sie mit einer Spitze eines der Positionssignale Pl bis P 4 zusammenfällt. In diesem Fall würde die Schaltereinrichtung schnell zwischen den Pomtionssignalen umschalten, wenn die Köpfe auf eine Spurposition zu zentrieren bzw. dort »einzurasten« sind. Da die Hysterese in die Schaltereinrichtung eingeführt wird, indem über Widerstände R 9 und R 10 der Verstärker 49 und 50 eine Rückkopplung vorgesehen wird, werden die Signalschaltpunkte der Schaltereinrichtung auf die Pegelwerte 58 und 59 der F i g. 2 A zurückgesetzt. Daher wird die Möglichkeit herabgesetzt oder eliminiert, daß Toleranzen zwisehen der Steuerspur und der Positionserfassung zu einem schnellen Schalten führen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

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Geschwindigkeitssignalen, maximale Steilheit aufPatentansprüche: weist und damit die best j Auflösung gewährleistet.

öas jeweils bestgeeignete Signal wird dann ausgewer-

1* Schaltungsanordnung zur Gewinnung eines tet. Die Umschaltung kann dabei so erfolgen, daß Signals für die Geschwindigkeit eines Körpeis 5 das endgültige Geschwindigkeitssignal quasi kontinuentlang eines vorbestimmten Weges, mit einer ierlich ist.

Gebereinrichtung zur Erzeugung zweier Folgen In Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung

VOn 90° gegeneinander verschobenen Positions- ist eine Einrichtung vorgesehen, die den Umschaltpesignal-Impulsen und mit Differenz^:ereinrichiun- gel des Pcgeldetektors verändert. Dies geschieht mitgen für mindestens eine der Impulsfolgen, da- io tels einer Gegenkopplung, die dann zugeschaltet durch gekennzeichnet, daß jede Impuls- wird, wenn der bewegte Körper nahezu die Soll-Posifolge einem Differenzierglied (26, 28) tmd einem tion erreicht hat Auf diese Weise wird ein Pendeln Inverter (24, 25) zugeführt ist, daß auch die Alis- um die Soll-Position herum verhindert,
gänge der Inverter (24, 25) mit Differenzierglie- Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungs-

4ern (27, 29) verbunden sind und daß ein Pegel- 15 beispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen erdetekior (35) für die Durchschaltung von Gattern läutert; es stellt dar

(36 bis 39), an deren Eingängen die differenzier- F i g. 1 scftematisch und teilweise perspektivisch

ten Impulsfolgen liegen, zu dem Signalausgang in eine Schaltungsanordnung sowie einzelne in dieser Abhängigkeit von der Augenblicksamplitude der auftretende Signalverläufe,

beiden Impulsfolgen vorgesehen ist. ao F i g. 2 eine Kombination von Signalverläufen und

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- Impulsfolgen, die sich bei der Schaltungsanordnung kennzeichnet, daß eine Einrichtung (R 9, R 10, gemäß F i g. 1 ergeben.

49, 50) für die Herabsetzung der Schaltpunkte In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zum Be-

für den Pegeldetektor (35) vorgesehen ist, die se- stimmen der Geschwindigkeit eine* beweglichen Teilektiv einschallbar ist. 25 Ies4 mit einem Paar Aufzeichnungsköpfen 5 und 6

wiedergegeben, die durch einen Träger 7 gehalten sind und durch eine Verschiebeeinrichtung 8 über die Flächen der sich drehenden Platten 9 und 10 be-