DE2505311C3 - Schaltungsanordnung zum raschen Abbremsen eines Magnetbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum raschen Abbremsen eines Magnetbandes, bei der der Bandantrieb in Bremsrichtung erregt wird und diese Erregung in Bremsrichtung beendet wird, wenn die Geschwindigkeit des Magnetbandes gleich einer vorgegebenen niedrigeren Geschwindigkeit ist, mit einem mit dem Bandantrieb gekoppeilen Tachogenerator, der mit einer Vergleichseinrichtung verbunden ist, die nach Abgabe eines Stopbefehlssignals ein Ausgangssignal zur Erregung des Bandantriebs in Bremsrichtung bildet und dieses beendet, wenn die vorgegebene niedrigere Geschwindigkeit erreicht ist.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist im wesentlichen aus der DE-OS 14 38 903 bekannt. Bei der bekannten Lösung ist ein Vergleichsverstärker vorhanden, der wirksam wird, wenn sich die Ist-Geschwindigkeit um einen bestimmten Betrag von der Soll-Geschwindigkeit unterscheidet und zusätzlich zum übrigen Regelkreis wirkt. Beim Abbremsen des Magnetbandes wird dadurch der Bandantrieb in Bremsrichtung stark erregt, wobei die starke Erregung in Bremsrichtung beendet wird, wenn die Geschwindigkeit des Magnetbandes bzw. des Motorantriebs gleich einer vorgegebenen niedrigeren Geschwindigkeit ist. Es wird dabei eine Tachogeneratorspannung mit einer Bezugsspannung verglichen. Nach dem Wirkungsloswerden des Ver

gleichsverstärkers wird die weitere Bewegung bis zum Stillstand durch den übrigen Regelkreis bestimmt.

Es hat sich herausgestellt, daß das analoge Vergleichssystem gemäß der DE-OS 14 38 903 kein ausreichend rasches Abbremsen des Magnetbandes erlaubt, wie es z. B. bei Datenverarbeitungseinrichtungen erforderlich ist. Dort darf das Magnetband nach einem Anhaltesignal höchstens um 2,5 bis 5 mm weiterlaufen. Diese vergleichsweise kritische Anhaltestrecke ist erforderlich, um Aufzeichnungslücken zwischen Aufzeichnungsabschnitten zu erzeugen, die so ausreichend kurz sind, daß sie mit vorher vorgenommenen Aufzeichnungsformaten übereinstimmen. Ferner soll dadurch eine wirksame Ausnutzung der Gesamtfläehe des Bandes für die Aufzeichnung von Daten erzielt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die digital arbeitet und damit eine äußerst genaue Steuerung der Erregung des Bandantriebs in Bremsrichtung erlaubt, so daß eine äußerst kurze und präzise Anhaltezeit und Anhaltestrecke des Magnetbandes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 2ί daß eine vor Beendigung ihrer Eigenzeit wiedertriggerbare monostabile Kippschaltung eingangsseitig mit einem ODER-Glied verbunden ist, dessen erster Eingang ein vom Stopbefehlsignal erzeugter Stromimpuls zu einer erstmaligen Triggerung zugeführt wird und «ι dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines UND-Gliedes verbunden ist, dessen erster Eingang mit dem Tachogenerator verbunden ist, der eine Impulsfolge mit der Drehzahl proportionalen Frequenz erzeugt, und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang der )5 monostabilen Kippstufe verbunden ist, wobei, wenn der Tachoimpulsabstand die Eigenzeit der monostabilen Kippschaltung überschreitet, deren Ausgangssignal beendet wird.

Die digitale Arbeitsweise der erfindungsgemäßen ■«o Lösung unter Verwendung einer Impulsfolge des Tachogenerators bei der Steuerung der Ein-Ausschaltbremserregung, die bei einer bestimmten Motorgeschwindigkeit, die durch die Impulsfolge des Tachogenerators wiedergegeben wird, aufgehoben wird, erlaubt eine äußerst genaue Steuerung der Abbremsung und kurze reproduzierbare Anhaltestrecken des Magnetbandes.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bandkassettengeräts, wobei das Gehäuse teilweise aufgebrochen gezeichnet ist; und in

F i g. 2 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Schaltungsanordnung.

In Fig. 1 ist ein Kassettengerät 10zur Datenverarbeitung mit einer über ein Scharnier angeschlossenen Vordertüre 12 wiedergegeben, über welche Zugang zur Kassettenaufnahmevertiefung 14 besteht. Das Gerät enthält ein Paar im Abstand angeordnete Spindeln 15 und 16, die sich durch die entsprechenden Spulenöffnungen 15' und 16' einer Bandkassette 18 erstrecken, wenn die Kassette in das Gerät eingesetzt ist. Das Band (vgl. auch F i g. 2) ist auf die Spulen der Kassette aufgewickelt und wird an einem Schreibkopf 22 und einem ihm

nachfolgenden Ablesekopf 24 des Geräts vorbeigefuhrt die auf einem Wagen 26 montiert sind, wie sich aus F i g. 1 entnehmen läßt.

Eine in F i g. 2 schematisch angedeutete Antriebswelle 25 ist an die Welle 28 eines Antriebsmotors 30 (vgL Fig. 1) angekoppelt Die Welle 28 ist auch an ein elektro-optisches Tachogenerator 32 (F »g. 2) angekoppelt Der Motor 30 ist ein üblicher Permanent-Gleichstrommotor mit einer Ankerwicklung 29, die elektrisch mit einem Motorantriebskreis 40 zur Aufnahme von Antriebssignnlen in der später noch näher zu beschreibenden Weise angeschlossen ist.

Die Bandantriebsvorrichtung enthält eine nicht gezeichnete Andrückrolle gegenüber der Antriebswelle 25, so daß das Band zwischen diesen beiden Elementen erfaßt und über die Köpfe 22 und 24 transportiert wird. Außerdem ist ein Paar von ebenfalls nicht wiedergegebenen Drehmomentantriebsmotoren an die Antriebsspihdeln 15 und 16 angekoppelt, um die Spannung auf dem Band während seiner Bewegung über die Köpfe und zwischen den Bandspulen der Kassette aufrechtzuerhalten. Mit der Andruckrolle ist ein Schieber 23 mechanisch gekoppelt, mit dem ihre Stellung bezüglich der Antriebswelle eingestellt werden kann. Er enthält auch einen elektrischen Schalter zur Steuerung von Betätigungsvorrichtungen zur Bewegung des Wagens 26 und zur Verschiebung der Köpfe 22 und 24 in Arbeitseingriff mit dem Band während des Abspielens bzw. Aufzeichnens. Der Schieber 23 dient außerdem zur Versperrung des Deckels in seiner geschlossenen Stellung.

Zusätzlich zum mechanischen Antrieb enthält das Gerät 10 einen Transportsteuerkreis 35 von ggfls. üblicher Ausführungsform und einen Schaltkreis, der auf Signale von Außenquellen anspricht, um wahlweise Aufnahme- und Abspieldatensignale zu und von den Köpfen 22 24 zuführen, sowie Steuersignale zur Betätigung des Motorantriebskreises aufzubringen.

Der elektrooptische Tachogenerator 32 liefert eine durch die Wellenform der Impulse angedeutete Impulsfolge 34. Die Impulse 34 sind charakteristisch für die Bandgeschwindigkeit und werden zu einem Geschwindigkeitssteuerkreis 36 sowie zu einem Motoranhaltekreis 50 geführt. Der Tachogenerator 32 und die Kreise 36 und 40 bilden ein geschlossenes System zur Aufrechterhaltung der Bandgeschwindigkeit auf gewünschten und konstanten Aufzeichnungs- und Wiedergabegeschwindigkeiten. Der Geschwindigkeitssteuerkreis 36 kann von üblicher Bauart sein und auf Impulse von Tachogenerator ansprechen, um ein Geschwindigkeitsregelsignal auf den Motorantriebskreis 40 über den Leiter 36 anzulegen, welches die Bandgeschwindigkeit jeweils konstant hält.

Der Motorantriebskreis 40 erzeugt Antrieböimpulse mit einem für die gewünschte Bandgeschwindigkeit ausgewählten Arbeitszyklus. Soll beispielsweise die Bandgeschwindigkeit erhöht werden, dann wird der Arbeitszyklus oder der Prozentsatz der Einschaltzeit an die Ankerwicklung 29 gelegten Stromes erhöht. Der Steuerkreis 35 liefert Steuersignale für den Antriebsmotor 30 in Vorlaufrichtung für die Aufzeichnung und Wiedergabe und in umgekehrter Richtung für die Rückspülung und für die dynamische Bremsung. Diese Steuersignale treten an der Ausgangsklemme 39 des Kreises 35 auf, der an den Kreis 40 angekoppelt ist.

Der Transportsteuerkreis 35 ist in geeigneter V/eise an eine Fernsteuerinterfaceeinrichtung 31 zur Aufnahme von Bandsteuersignalen einschließlich eines Steueistopsignals gekoppelt auf welchen er anspricht um ein Anhaltesignal zu erzeugen, das durch die Wellenform 42 angedeutet ist Das Signal ist ein logisches Hochpegelsignal für den Laufbetrieb des Motors und ein den

s logisches Niederpegelsignal für dns Anhalten. Dieser Übergang erfolgt im Zeitpunkt Ts. Um zur kurzen Anhaltezeit zu kommen, wird der übliche Motorantnebskreis 40 vom Motoranhaltekreis 50 versorgt der im folgenden beschrieben werden solL

κι Der Kreis 50 besteht aus den Bauelementen 52—80 und ist an das Tachometer 32 über die Leitung 79 und an den Kreis 35 über die Leitung 37 zur Aufnahme des Anhaltesignales angekoppelt Der Ausgang des Kreises 50 ist mittels der Leitung 84 an den Kreis 40

ι > angekoppelt, um ein rasches Anhalten des Motors 30 zu erzielen.

Der Kreis 50 enthält ein NAND-Glied 52, dessen Eingangsklemmen gemeinsam an die Ausgangsklemme 37 des Kreises 35 gelegt sind. Der Ausgang des NAND-Glieds 52 ist an die Eingangsklemmen des NAND-Tore: 54 und an die Eingangsklemmen 61 des NAND-Gliedes 60 gekoppelt Die Ausgangsklemme des NAND-Tores 54 !st an einen Integratorkreis gekoppelt, der den Widerstand 56 und den Kondensator 58 enthält, der Verbindungspunkt der beiden Elemente 56, 58 liegt an der zweiten Eingangsklemme 62 des NAND-Glieds 60.

Die Ausgangsklemme des NAND-Glieds 60 ist an den invertierenden Eingang 63 des ODER-Glied 64

JO gekoppelt. Die Ausgangsklemme des ODER-Gliedes 64 ist an den Eingang einer wiedertriggerbaren monostabi· len Kippschaltung 70 gelegt, dessen Kippschwingungsdauer wenigstens teilweise durch die RC-Zeitkonstante eines an eine Spannungsquelle mit der Spannung + V

s^r> angeschlossenen Widerstandes 72 und eines Kondensators 71 bestimmt ist. Die Kippschaltung 70 enthält eine Eingangsklemme 73, die ein logisches Niederpegelsignal aufnimmt, wenn das Signal 42 ein logisches Hochpegel signal ist. Ein logisches Niederpegelsignal an der Klemme 73 hindert die Kippschaltung 70 am Kippen. Die Klemme 73 ist an die Ausgangsklemme des NAND-Glieds 52 geschaltet, um sicherzustellen, daß die Kippstufe 70 gesperrt ist, während der Antriebsmotor 30 betriebsmäßig läuft, so daß damit eine zufällige Erzeugung eints Anhalteimpulses während des Betriebes des Bandtransportes vermieden wird.

Die wiedertriggerbare monostabile Kippschaltung 70 enthält ferner eine Ausgangsklemme 74, an der ein Impuls 75 im Zeitpunkt Ts beginnt und zu einem späteren Zeitpunkt TL aufhört.

Der Impuls 75 wird auf eine Eingangsklemme 77 eines UND-Gliedes 78 aufgebracht, dessen verbleibende Eingangsklemme 79 zur Aufnahme der Impulse 34 an den Tachogenerator 32 gelegt ist. Das Glied 78 wird durch den positiv laufenden Impuls 75 geschaltet und legt die Tachogeneratorimpulsefolge 34 an die Eingangsklemme 65 des ODER-Gliedes 64 an. Der Eingang 65 ist aus Vorspannungsgründen an die positive Spannung + Vüber einen Widerstand 67 angeschaltet.

t>o Im folgenden soll die Wirkungsweise des Systems näher erläutert werden.

Während des Laufes, d. h. beim Abspielen, Aufzeichnen oder Rückspulen befindet sich das Signal an der Ausgangsklemme 37 des Kreises 35 in einem logischen Hochpegelzustand, (d.h. »1«). Der Ausgangssignal des Glieds 52 befindet sich deshalb in einem logischen Niederpegelzustand (d. h. »0«), welcher den Ausgang des Glieds 54 auf seinem Hochpegelzustand hält. Das

»1« vom Glied 54 wird an die Klemme 62 des Glieds 60 gelegt, während auch ein »0« auf die Klemme 61 des Gliedes 60 vom Glied 52 gelangt. Das Glied 60 liefert deshalb einen logischen »!«-Ausgang (vgl. Wellenform des Impulses 69).

In diesem Zeitpunkt befindet sich die Ausgangsklemme 74 der Kippschaltung in einem Niederpegelzustand und sperrt das UND-Glied 78 gegen einen Durchgang positiver Taktimpulse 34 auf den Eingang 65 des Glieds 64. Befindet sich der intervertierende Eingang 63 des Glieds 64 in einem Hochpegelzustand und der Eingang 65 des Glieds in einem Niedrigpegelzustand, dann bleibt der Ausgang des Glieds 64 in einem Niedrigpegelzustand und verhindert das Auslösen der Kippschaltung 70, so daß der Ausgang an der Klemme 74 in einem logischen Niedrigpegelzustand bleibt.

Wenn die Interfaceeinrichlung 31 ein Anhaltesignal erzeugt, fällt die Ausgangsklemme 37 des Transportsteuerkreises 35 auf einen logischen Niedrigpegelzustand (wie es bei dem Zeitpunkt Ts angedeutet ist), so daß der Ausgang des Glieds 52 von einem Niedrigpegelauf einen logischen Hochpegelzustand umschaltet. Der Ausgang des Glieds 54 fällt auf einen logischen Niedrigpegelzustand. Der durch den Widerstand 56 und den Kondensator 58 gebildete Integratorkreis hält vorübergehend die Klemme 62 des Glieds 60 in einem logischen Hochpegelzustand, so daß der Ausgang des Glieds 60 im Zeitpunkt 7s auf einen Niedrigpegelzustand schaltet, wodurch die erste Flanke des Impulses 69 gebildet wird.

Die wiedertriggerbare monostabile Kippschaltung wird anfänglich durch den Anhalteimpuls 69 zum Zeitpunkt Ts ausgelöst, es bleibt dann der Ausgang bei »1« während der Kippschwingungsdauer, die durch die RC -Zeitkonstante des /?C-Gliedes 72, 71 bestimmt ist. Das positive Ausgangssignal an der Klemme 74 wird zum Zeitpunkt Ts ausgelöst. Der Impuls 75 v. ird an das Glied 78 über die Eingangsklemme 77 angelegt. Befindet sich die Klemme 77 auf logischem Hochpegelzustand, dann kann das Glied 78 positive Tachogeneratorimpulse 34 an den Eingang 65 des Glieds 64 legen. Kehrt die Klemme 63 in einen Hochpegelzustand zurück, dann bleibt der Ausgang des Tores 64 bei »1« während des positiven Intervalls jedes wieder erscheinenden Tachogeneratorimpulses 34. der an den Eingang 65 angelegt wird.

Die Frequenz der Tachogeneratorimpulse steht in unmittelbarer Beziehung zur Bandgeschwindigkeit und wenn der Impuls 75 ausgelöst wird (und die Transportvorrichtung infolgedessen noch auf Laufgeschwindigkeit steht), sind Impulse 34 von einer Frequenz, die ausreichend hoch ist. wirksam, um die Kippschaltung 70 wieder auszulösen, da die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Tachogeneratorimpulsen kurzer als die durch den Widerstand 72 und den Kondensator 71 festgelegte Kippschwingungsdauer ist. Die Vorderkante ι des Impulses 75 läßt, wenn sie an den Anhalteantriebskreis 80 angelegt ist, dem Motorantriebskreis 40 einen umgekehrten Anlriebsstrom zu der Ankerwicklung 29 zufließen.

Der Kreis 80 ist an den Geschwindigkeitssteuerkreis

in 36 über den Leiter 82 angeschlossen, um über den Leiter 38 den Motorantriebskreis 40 zur Beseitigung des vorhandenen Antriebssignales zu betätigen. Der Kreis 40 nimmt ein Kommandosignal von der Ausgangsklemnie 39 des Kreises 35 zum Zeitpunkt Ts auf, so daß bei

'"' angelegtem Impuls 75 der Kreis 40 einen umgekehrt polarisierten Stromimpuls auf die Ankerwicklung 29 aufbringt. Dieser Stromimpuls verlangsamt sehr rasch den Antriebsmotor und damit auch das Band 20.

Wenn die Motorgeschwindigkeit abnimmt, nimmt die

-« Frequenz der Tachogeneratorimpulse 34 ab, bis die Zeitperiode zwischen aufeinanderfolgenden Tachogeneratorimpulsen die Kippschwingungsdauer der wiedertriggerbaren Kippschaltung unterschreitet. Zu diesem Zeitpunkt ist dann die gewünschte und (durch

-'"> Auswahl der RC-Zeitkonstante von 72 und 71) voreinstellbare geringere Geschwindigkeitsgrenze erreicht und der Ausgang 74 der Kippstufe befindet sich wieder in einem logischen Niedrigpegelzustand im Zeitpunkt TL Zum Zeitpunkt TL ist die Bandgeschwin-

digkeit und die Motorgeschwindigkeit so weil herabgesetzt, daß bei Beseitigung des gesamten Antriebsstromes von der Ankerwicklung 29 durch die Kreise 40 und 80 der Motor im wesentlichen unmittelbar zu Halten kommt, ohne daß er seine Laufrichtung umkehrt.

'"> Da die wiedertriggerbare monostabile Kippschaltung in seinen stabilen Zustand mit niedrigem logischen Ausgang zurückgekehrt ist, gelangt die Klemme 74 wieder in einen logischen Niedrigpegelzustand und sperrt das Glied 78. welches wiederum Tachogenerator-

·>" impulse 34 von der auslösenden Kippschaltung 70 sperrt, bis ein nachfolgendes Anhaltesignal aufgenommen wird. Die Glieder 54 und 60 bilden zusammen mit dem /?<T-Glied56,58 einen Impulsformer, welcher dafür sorgt, daß der Impuls 69 von verhältnismäßig kurzer

³ ' Dauer ist, so daß die Tachogeneratorimpulsfrequenz das Beenden des Umkehrantriebsimpulses zum Zeitpunkt Tl. erlaubt.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß die optimale Bremswirkung erreicht wird durch Wahl der niedrige-

'" ren Geschwindigkeitsgrenze auf ein Sechstel der normalen Laufgeschwindigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum raschen Abbremsen eines Magnetbandes, bei der der Bandantrieb in Bremsrichtung erregt wird und diese Erregung in Bremsrichtung beendet wird, wenn die Geschwindigkeit des Magnetbandes gleich einer vorgegebenen niedrigeren Geschwindigkeit ist, mit einem mit dem Bandantrieb gekoppelten Tachogenerator, der mit einer Vergleichseinrichtung verbunden ist, die nach Abgabe eines Stopbefehlsignales ein Ausgangssignal zur Erregung des Bandantriebs in Bremsrichtung bildet und dieses beendet, wenn die vorgegebene niedrigere Geschwindigkeit erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine vor Beendigung ihrer Eigenzeit wiedertriggerbare monostabile Kippschaltung (70) eingangsseitig mit einem ODER-Glied (64) verbunden ist, dessen erster Eingang (63) ein vom Stopbefehlssignal erzeugter Stromimpuls (69) zu einer erstmaligen Triggerung zugeführt wird und dessen zweiter Eingang (65) mit dem Ausgang eines UND-Gliedes (78) verbunden ist, dessen erster Eingang mit dem Tachogenerator (32) verbunden ist, der eine Impulsfolge (34) mit einer der Drehzahl proportionalen Frequenz erzeugt, und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang der monostabilen Kippstufe verbunden ist, wobei, wenn der Tachoimpulsabstand die Eigenzeit der monostabilen Kippschaltung (70) überschreitet, deren Ausgangssignal beendet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein /?C-Netzwerk (71, 72) zur Einstellung der Länge der von der monostabilen Kippstufe (70) abgegebenen Impulse.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen dem ersten Eingang des ODER-Gliedes (64) vorgeschalteten Impulsformer (52,54,58,60) für das Stopbefehlssignal.