DE2362976B2

DE2362976B2 - Phasenstarre einrichtung fuer ein drehglied

Info

Publication number: DE2362976B2
Application number: DE19732362976
Authority: DE
Inventors: Takeshi Chigasaki Kanagawa Hori (Japan)
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-12-18
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1977-06-08
Also published as: NL181700C; FR2211138A5; GB1450434A; DE2362976A1; JPS5328589B2; NL181700B; JPS4982883A; BR7309854D0; US3885206A; CA992137A; IT1000858B; NL7317349A

Description

(7) mit dem ersten und zweiten Istwertsignal (56a, 50 bestimmten Phasenbereich, der von der Lage des ersten

S6b) ausgetastet wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des ersten ■nd zweiten Rechtecksignals (S 7, 58) zeitlich ibereinstimmt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Zustand (59 = 1, 510 = 1) des Komparator (17, 18) die Phasenbeziehung des zweiten Istwertsignals (S6b) zu dem ersten und zweiten Rechtecksignal (S7, 58) von der Dauer τ», des zweiten Rechtecksignals (S8) bestimmt wird.

Die Erfindung betrifft eine Phasensteuereinrichtung für ein Drehglied, bestehend aus einem Sollwertsignal- und zweiten Istwertsignals bestimmt wird, ein der Änderung der Phasenbeziehung proportionales Steuersignal erzeugt wird. Außerhalb dieses Bereichs jedoch erfolgt die Änderung des Steuerignals nicht mehr proportional, sondern es wird ein bestimmtes Signal erzeugt, das dem jeweiligen Zustand außerhalb dieses Phasenbereichs Rechnung trägt. Wenn z. B. die Drehzahl des Antriebsmotors des Drehglieds stark zunimmt, wird der dem Antriebsmotor zugeführte Strom abgeschaltet oder auf einen geringen Wert gesenkt. Wenn dagegen die Dreh/,ιΙιΙ des Motors stark zunimmt, wird eine hohe Spannung an den Antriebsmotor angelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Phasensteuereinrichtung, und

F i g. 2 bis 4 den Verlauf von Signalen zur Erläuterung

ι Arbeitsweise der Einrichtung der Fig. 1.

^ler U-_ ι i_st mit 9 ein Motor bezeichnet, z.B. ein

iistfommotor mit einer Welle 9a. Die Welle 9a B den Drehkopf eines Videobandgerätes direkt

^tanntpn oder als Bandantriebsrolle dienen. Auf der 5

ΪΕ 9a sitzt eine Platte 10. auf der ein S abmagnet 11 ordnet ist der mit einem ersten Impulsgenerator

^f »nd einem zweiten Impulsgenerator 126zusammenvt um ein erstes und zweites Istwertsignal zu eueen die die Drehlage der Welle 9a wiedergeben, ίο

Die Impulsgeneratoren sind um 180° gegeneinander

^vel|!^ec^Zi g ι ist mit 1 ein Eingangsanschluß bezeichnet, B ein Vertikalsynchronsignal eines Fernsehsinais erhält. Das Synchronsignal wird einer Verzöge-Sngseinrichtung 2 und derer, Ausgangssignal einem nWLssignalgenerator 3 zugeführt. Monostable Multivihratoren können als Zeitverzögerungseinrichtung 2 Td als Bezugssignalgenerator 3 verwendet werden, A ren Zeitverzögerung bzw. deren Impulsbreite einfällbar ist Das Ausgangssignal des Bezugssignalgeneriors 3 wird dem einen Eingang eines NAND-Glieds 4 Geführt Das Ausgangssignal des NAND-Glieds 4 wird dem einen Eingang eines weiteren NAND-Glieds 5 Γ, eeführt Das Ausgangssignal des zweiten NAND-riieds 5 wird einem Integrator 6 zugeführt, dessen Ausgangssignal der eine Eingang eines Auslast- und SSteülieds 7 erhält. Das Ausgangssignal des Austast- und Halteglieds 7 wird über einen Verstärker 8 dem

euerhifsiniein _erster Rechteckgenerator 15 und zweiter Rechteckgenerator 16 vorgesehen. Der cLane des ersten Rechteckgenerators 15 ist mit dem ersten Impulsgenerator 12a verbunden und der Eingang des zweiten Rechteckgenerators 16 ist mit dem Ausgang des ersten Rechteckgenerators 16 verbunden. Den Eingänge eines ersten UND-Glieds 17 werden das Ausgangssignal des zweiten Rechteckgenerators 16 und ies zweiten Impulsgenerators 12b zugeführt. Den Eingängen eines zweiten UND-Glieds 18 werden das Ausgangssignal des ersten Rechteckgenerators 15 und des zweiten Impulsgenerators 126 zugeführt

DwAusgang des ersten UND-Glieds 17 ,st mit dem zweiten Eingang des ersten NAND-Glieds 4 verbunden. Send der Ausgang des zweiten UND-Glieds Hmu <₅ dem zweiten Eingang des zweiten NAND-Glieds 5 verbunden ist. Em Mischer 13 kombiniert die Ausgang*- signale der beiden Impulsgeneratoren 12a und 126; sein Äusgangssignal wird über einen Verstarker 14 dem Auslast-und Halteglied 7 zugeführt. S

Wird bei dieser Schaltungsanordnung der Motor mUeiner Geschwindigkeit von 30 U/sec gedreht dann beugen der erste und zweite Impulsgenerator 12a und ₂ίζ B Impulse mit einer Frequenz von 30 Hz. Ferner wifd das Venikalsynchronsigna! des Fernsehsignal as Synchronsignal mit einer Frequenz von 60 Hz zuge-S Da^Ss^gAusgangssignal des Mischers «.st ein Impulssignal mit einer Frequenz von 60 Hz, wenn der Motor 9 mit normaler Geschwindigkeit ^dreht„

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Siloings anordnung der F i g. 1 anhand der F 1 g. 2 bis

in den F i g. 2E, 3F. und 4E mit S₄ das Ausgangssignal des Integrators 6. in den Pig-2F. 3F und 4F mit S₆, das Signal des ersten Impulsgenerators J2a und in den Fig.2G. 3G und 4G mit Su, das Signal des zweiten Impulsgenerators 12i> bezeichnet In den F1 g. 2H. 3H und 4H ist mit S₇ das Ausgangssignal des ersten Rechteckgenerators 15, und in den F i g. 21.31 und 41 m.t S₈ das Ausgangssignal des zweiten Rechteckgenerators 16 bezeichnet. In den Fig.2], 3J und 4] ist mit S₃ das Ausgangssignal des zweiten UND Glieds 18. in den Fig 2K. 3K und 4K. mit S₁₀ das Ausgangssignal des ersten UND-Glieds 17 und in den F i g. 2L, 3L und 4L mit S₁, das Ausgangssignal des Auslast- und Haltegheds

7 bezeichnet.

Wie die F i g. 2C bis 4C zeigen, wird das Ausgangssignal S₂ des Bezugssignalgenerators 3 gegenüber dem Vertikalsynchronsignal Sv um τ, verzögert und hat eine Dauer r₂. Die Verzögerung T₁ und die Dauer r₂ bestimmen die Phasendifferenz zwischen dem Synchronsignal Sv und den Impulsen S₁,. und Su. der Impulsgeneratoren 12a und \2b. Be. Anwendung auf en Videobandgerät mit einem Drehmagnetkopf wird die Aufzeichnungslage des Synchronsignals Sv in der Signalaufzeichnungsspur auf dem Videoband durch die obige Phasendifferenz bestimmt. ,_ς.

Die Diuer r, und r« der Ausgangssignale S₇ und S, der beiden Rechteckgeneratoren 15 und 16 ist wie folgt bestimmt: Dreht der Motor 9 mit der richtigen Geschwindigkeit von z.B. 30 U/sec dann wird die Dauer r, und r« so gewählt, daß ^s Signa S₆, m da Rcchtecksignal S₈ des Generators 16 fahl. Die Recht eckgeneratoren 15 und 16 können aus mono stabilen Multivibrator bestehen, deren Ausgangs.mpulse ver-

;ndenFig.2A, 3A und 4A s.nd mit *das Vertikafsynchronsignal. in den F i g. 2B. 3B und 4B mit S, Wie die l· 1 g. 2 bis 4 zeigen, fällt das Rechtecksignal S₇ bei dem Signal Sba von »1« auf »0«. Nach der Dauer rs steigt es von »0« auf »1« an und fällt wieder von »1« auf »0« bei dem nächsten Signal St* Das Rechtecksignal S« steigt von »0« auf »1« bei Ansteigen des Signals S₇ und fällt nach der Dauer τ4 von »1« auf »0« und steigt beim nächsten Ansteigen des Signals S₇ wieder von »0« auf

Anhand der F i g. 2 wird nun die Arbeitsweise für den Fall erläutert, caß der Motor 9 phasenstarr zu dem Synchronsignal dreht

Der Impuls Sbb des Impulsgenerators 120, der eines der beiden Istwertsignale der Drehlage der Welle 9a ist, fällt mit dem Intervall des Rechtecksignals S» zusammen (F i g. 2G, 21), so daß das Ausgangssignal Si₀ des ersten UND Glieds 17 auf »1« bleibt (F i g. 2K). Daher wird das Signal S2 des Generators 3 (Fig.2C) von dem eisten NAND-Glied 4 in der Phase umgekehrt und dann dem einen Eingang des zweiten NAND-Glieds 5 zugeführt. Der erste Rechteckgenerator 15 erzeugt das Rechtecksignal S₇, das bei Auftreten des Impulses Sf,., (F i g. 2F'_; des Impulsgenerator 12a »0« wird und nach der Dauer T) bzw vor dem Auftreten des Impulses Set, (Fig.2H] wieder »1« wird. Daher erzeugt das zweite UND-Gliec 18 das Signal Sq, das ständig auf »1« gehalten wire (F i g. 2|). Somit erzeugt das zweite NAND-Glied 5 da: Signals S)₁ das in Form und Phase gleich dem Signal S ist (Fig. 2D). Das Signal S₁ wird dem Integrator zugeführt, der das trapezförmige Signal St erzeug (Fig. 2E). Das trapezförmige Signal S₄ wird der Avistast- und Halleglied 7 zugeführt und mit de Impulsen Shj und S,/, ausgetastet. Als Ergebnis wird de Signal Sn erhalten, dessen Amplitude sich entsprechen der Differenz, zwischen den Impulsen .S^₁₃, St,/, und dei

Synchronsignal Svändert (F i g. 2L).

Die Amplitude des Signals Sn wird groß, wenn die Phase der Signale S*_a und 5ω bezüglich des Signals S_v< verzögert werden soll, wird jedoch klein, wenn die Phase der Signale S^ und Sbb voreilen soll. Das Signal S\ ι wird nach Verstärkung durch den Verstärker 8 dem Motor 9 zugeführt, um die Welle 9a des Motors 9 phasenstarr zu dem Signal Svzu drehen.

Wenn die Last an der Welle 9a des Motors 9 zu Null wird, steigt die Geschwindigkeit des Motors 9 an und übersteigt die mögliche phasenstarre Beziehung. Anhand der Fig.3 wird nun die Arbeitsweise der Einrichtung für diesen Fall beschrieben.

Wenn die Geschwindigkeit des Motors 9 wächst, tritt das Signal Sw» des zweiten Impulsgenerators 12bvordcn Rechtecksignalen S₇ und S₈ auf. Daher fallen die Signale Sq und Sio der UND-Glieder 17 und 18 auf »0« (F i g. 3] und 3K), und das dem Integrator 6 zugeführte Signal Sj wird »1« (Fig.3D). Damit bleibt auch das Ausgangssignal Sn des Abtast- und Halteglieds 7 auf »0« (Fig. 3L). Daher fließt kein Strom in den Motor 9. In der Praxis kann der Strom auf einem kleinen Wert gehalten werden, so daß die Drehzahl des Motors 9 stark verringert wird und der Motor 9 in den anhand der F i g. 2 beschriebenen Zustand zurückkehrt.

Anhand der F i g. 4 wird nun der Fall beschrieben, daß der Motor 9 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Sollgeschwindigkeit dreht, wie dies beim Anlassen möglich ist.

In diesem Falle wird die Dauer von der Erzeugung des Impulses Se₃ bis zu der des Impulses St,/, langer als die Zeit (r₃ + ta). Daher fällt das Signal Stb des zweiten Impulsgenerators 126 in die Dauer des Rechtecksignals S₇ des Generators 15, und daher werden die Signale Sa und Sioder UND-Glieder 17 und 18 »1« und »0« (Fi g. 4) und 4K). Der Integrator 6 erhält daher das Signal »0« und erzeugt das Signal »1«, das dem Austast- und Halteglied 7 zugeführt wird. Das Signal S₄ des Integrators 6 wird mit den Signalen &» und SU ausgetastet und auf diese Weise wird das Signal Sn mit einer konstanten Spannung +Eerzeugt (Fig.4L). Das Signal Su wird von dem Verstärker 8 verstärkt und dann dem Motor 9 zugeführt. Die Spannung + Eist größer als die Spannung bei normalem Betrieb des Motors, so daß dessen Drehzahl ansteigt und die anhand der Fig. 2 beschriebene Drehzahl erreicht wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Phasensteuereinrichtung für ein Drehglied, bestehend aus einem Sollwertsignalgenerator zur Erzeugung eines Sollwertsignals, einem Istwertsignalgenerator, der die Drehlage des Drehglieds ermittelt und ein erstes und zweites Istwertsignal erzeugt, einem Rechteckgenerator zur Erzeugung eines Rechtecksignals, das eine bestimmte Phasenbeziehung zu dem ersten Istwertsignal hat, einem Komparator, der einen Phasenvergleich zwischen dem zweiten Istwertsignal und dem Rechtecksignal durchführt, und einem Steuersignalgenerator, der in Abhängigkeit von dem Phasenvergleich ein Steuersignal zum Antrieb des Drehglitds erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckgenerator (15, 16) ein zweites Rechtecksignal (S8) erzeugt, das eine bestimmte Phasenbeziehung zu dem ersten Rechtecksignal (S 7) hat, daß der Komparator ein erstes Vergleichsglied (17) hat, das einen Phasenvergleich zwischen dem zweiten Istwertsignal (S6b)und dem zweiten Rechtecksignal (58) durchführt, sowie ein zweites Vergleichsglied (18), das einen Phasenvergleich zwischen dem zweiten Isiwertsignal (S 6b) und dem ersten Rechtecksignal (S7) durchführt, daß der Komparator bei Voreilung des zweiten Istwertsignals (S6b) gegenüber dem ersten Rechtecksignal (57) einen ersten Zustand (S9 = C, 510 = 0) einnimmt, daß der Komparator bei Nacheilung des zweiten Istwertsignals (S6b)gegenüber dem zweiten Rechtecksignal (S8) einen zweiten Zustand (S9 = 1, S10 = 0) einnimmt, und daß der Komparator einen dritten Zustand (59 = t, 510 = 1) einnimmt, wenn das zweite Istwertsignal (S6b) eine bestimmte iPhasenbeziehung zu dem ersten und zweiten !Rechtecksignal (57, S8) hat.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vergleichsglieder (17, 18) des Komparator UND-Glieder sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (4,5, 6, 7, 13, 14) einen Integrator (6) aufweist, der im dritten Zustand (59 = 1, 510 = 1) des Komparaitors ein Sägezahnsignal (54) erzeugt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägezahnsignal (54) zur Erzeu gung des Steuersignals (511) in einem Austastkreis generator zur Erzeugung eines Sollwertsignals, einen Istwertsignalgenerator, der die Drehlage des Dreh glieds ermittelt und ein erstes und zweites Istwertsigna erzeugt, einem Rechteckgenerator zur Erzeugung eine: Rechtecksignals, das eine bestimmte Phasenbeziehunj zu dem ersten Istwertsignal hat, einem Komparator, dei einen Phasenvergleich zwischen dem zweiten Istwert signal und dem Rechtecksignal durchführt, und einen Steuersignalgenerator, der in Abhängigkeit von den _t0 Phasenvergleich ein Steuersignal zum Antrieb de; Drehglieds erzeugt.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-Pi

29 13 652 bekannt. Diese Einrichtung erzeugt eir Rechtecksignal, das in einer bestimmten Phasenbezie

,₅ hung zu einem Istwertsignal steht Das Rechtecksigna

wird mit einem zweiten Istwertsignal verglichen und ir Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs wird eir

Steuersignal erzeugt. Auf diese Weise ist eine

proportionate Änderung des Steuersignals und damii

der Geschwindigkeit des Drehglieds möglich. Bei einem

starken Anstieg oder Abfall der Drehzahl des Drehglieds wird wegen der proportionalen Beziehung die richtige Drehzahl erst nach einer relativ langen Zeit erreicht. Dies kann zur Beschädigung z. B. des Antriebsmotors des Drehglieds führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

Einrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß bei einem starken Anstieg bzw. Abfall der Drehzahl des Drehglieds die Solldrehzahl möglichst schnell wieder erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Rechteckgenerator ein zweites Rechtecksignal erzeugt, das eine bestimmte Phasenbeziehung zu dem ersten Rechtecksignal hat, daß der Komparator ein erstes Vergleichsglied hat, das einen Phasenvergleich zwischen dem zweiten Istwertsignal und dem «!weiten Rechtecksignal durchführt, sowie ein zweites Vergleichsglied, das einen Phasenvergleich zwischen dem zweiten Istwertsigpal und dem ersten Rechtecksignal durchführt, daß der Komparator bei Voreilung des zweiten Istwertsignal^ gegenüber dem ersten Rechtecksignal einen ersten Zustand einnimmt, daß der Komparator bei Nacheilung des zweiten Istwertsignals gegenüber dem zweiten Rechtecksignal einen zweiten Zustand einnimmt, und daß der Komparator einen dritten Zustand einnimmt, wenn das zweite Istwertsignal eine bestimmte Phasenbeziehung zu dem ersten und zweiten Rechtecksignal hat.
Auf diese Weise wird erreicht, daß in einem