DE2511263B2 - - Google Patents

Description

nung und -wiedergabe, an einem Ton-Löschkopf 9 und <·η einem Ton-Auf nähme/Wiedergabekopf 11 vorbeibewegt Das Magnetband 3 kommt von einer Abwickelspule 1 und wird von einer Aufwickelspule 19 aufgenommen, nachdem es über die Rolle 5 und eine weitere Umlenkrolle geführt ist, die mit einem Bandtachometer 17 ausgestattet ist

Mit der Abwickelspule 1 ist ein Wechselstroni-Asynchron-Spulen-Motor 21 gekoppelt, der folgende Aufgaben hai: Während des normalen Abspielvorganges und während des Schnellvorlaufs soll er ein Drehmoment erzeugen, um die Bandspannung im wesentlichen konstant zu halten; während des Bandrücklaufs soll er ein volles Antriebsmoment liefern, und während des Anlaufvorgangs soll er für einen Antrieb in Vorwärtsrichtung sorgen. Mit dem Spulenmotor 21 ist ein Tachometer 23 gekoppelt, mit dem die Drehzahl der Abwickelspule 1 gemessen wird. Diese Drehzahl kann beispielsweise auf optische Weise mittels einer Scheibe und eines Lichtfühlers bestimmt werden; es sind jedoch auch andere Fühleinrichtungen anwendbar. Das Ausgangssignal des Spulentachometers 23 wird einem die jeweilige Betriebsart feststellenden Geschwindigkeitsfühler 25 und einem Relativgeschwindigkeitsgenerator 27 zugeführt Der Generator 27 empfängt außerdem das Ausgangssignal des Bandtachometers 17. Ein vom Ausgang des Generators 27 abgegebenes Relativgeschwindigkeitssignal wird einer digitalen Abfrage- und Halteschaltung 29 zugeführt Die Abfrage- und Halteschaltung 29 zugeführt Die Abfrage- und Halteschs;-tung 29 ist mit einem Digital-Analog-Umsetzer 31 gekoppelt, der ausgangsseitig mit einem Schaltimpulsgenerator 33 und dem Geschwindigkeitsfühler 25 verbunden ist. Eine Frequenzverdopplerschaltung 41, zu der ein Impulsgenerator gehört, empfängt Netzwechselstrom (z. B. 60 Hz), um Impulse doppelter Netzfrequenz zu erzeugen. Eine Seite der Netzleitung ist außerdem mit einem Eingang des Spulenmotors 21 verbunden. Der Ausgang der Frequenzverdopplerschaltung 41 wird einem Generator 37 für die Erzeugung eines verzögerten Sägezahnsignals und einer Schaltung 39 für gesteuerten Schnellstart zugeführt. Der Ausgang des Sägezahngenerators 37 wird auf einen zweiten Eingang des Schaltimpulsgenerators 33 gegeben, dessen Ausgang mit einer Steuereinheit 35 zur Proportionalsteuerung des Motors verbunden ist. Der Ausgang der Motorsteuereinheit. 35 ist auf einen zweiten Eingang des Spulenmotors 21 gekoppelt, um das an die Abwickelspule 1 gelegte Drehmoment im Sinne einer Konstanthaltung der Zugspannung im Magnetband 3 zu steuern, so Wie in F i g. 1 zu erkennen ist, ist für die Aufwickelspule 19 ein gleiches Servosystem zur Steuerung der Bandspannung vorgesehen, wie es vorstehend für die Abwickelspule 1 beschrieben wurde. Die Teile des Servosystems für die Spule 19 sind mit denselben Bezugszahlen versehen wie entsprechende Teile des Servosystems für die Spule 1 unter Hinzufügung eines Strichindex (').

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird das Magnetband 3 durch die kombinierte Wirkung der Antriebsrolle 13 und der Andrückrolle 15 von der Abwickelspule 1 um die Führungsrolle 5 herum, am Videoaufnahme/Wiedergabe-Kopfrad 7 vorbei und um die dem Bandtachometer 17 zugeordnete Rolle herum auf die Anfwickelspule 19 bewegt.

Die zum Bandtachometer 17 gehörende Umlenkrolle wird unmittelbar und praktisch schlupffrei vom Band 3 Gerät zur Messung der Lineargeschwindigkeit des Magnetbandes 3 angesehen werden. Das Bandtachometer 17 erzeugt als Ausgangsgröße einen Impulszug, der einem Eingang des Relativgeschwitidigkeitsgenerators 27 zugeführt wird. Dieser Generator 27 enthält einen siebenstufigen Binärzähler 54 (F i g. 2). Die Ausgangsimpulse des Bandtachometers 17 werden in diesem siebenstufigen Zähler 54 untersetzt um ein Torsteuersignal zu liefern, welches bis zu einem Zählerstand von 127 relativ positiv und für einen zusätzlichen Zählschritt von 1 relativ negativ ist Das Torsteuersignal wird dazu verwendet die Relativgeschwindigkeiten der Abwickelrolle 1 und der Aufwickelrolle 19 gegenüber einer Bezugsgröße (der Bandgeschwindigkeit) zu ermitteln. Zu diesem Zweck empfängt der Relativgeschwindigkeitsgenerator 27 außerdem noch die Ausgangsimpulse des Abwickelspulen-Tachometers 23. Diese Impulse werden in einem UND-Glied 58 mit dem Ausgang des siebenstufigen Zählers 54 verknüpft und das daraus resultierende Ausgangssignal wird einem zweiten siebenstufigen Binärzähler 60 (Fig.2) zugeführt Die Ausgangsgröße des Zählers 60 ist ein Maß für den Relativwert zwischen den vom Bandtachometer 17 und vom Abwickelspulen-Tachometer 23 gemessenen Drehzahlen. Diese Information kann als indirektes Maß für den augenblicklichen Durchmesser des Bandwickels auf der Spule genommen werden. Das Ausgangssignal des Zählers 60 wird in einen mit der Abfrage- und Halteschaltung 29 gebildeten Digitalspeicher getasteter Speicher 62 in F i g. 2) eingetastet, worauf der Zähler 60 auf Null zurückgestellt wird, bevor am Verknüpfungsglied 56 der nächste Torsteuerimpuls erzeugt wird, um den Impulszählvorgang als Funktion der Bandgeschwindigkeit zu wiederholen. Diese Rücksetzung geschieht mit Hilfe von Rücksetzungsimpulsen, die über eine Differenzierschaltung 59 (F i g. 2) abgeleitet werden.

Das Ausgangssignal der Abfrage- und Halteschaltung 29 wird beim Digital-Analog-Umsetzer 31 zugeführt, dessen Einzelheiten bei 64 in F i g. 2 dargestellt sind. Der Digital-Analog-Umsetzer 31 setzt die in der Abfrage- und Halteschaltung 29 gespeicherte Digitalinformation in einen analogen Gleichstromwert um, der mit einer Bezugswellenform verglichen wird, wie es weiter unten erläutert ist.

Die Bezugswellenform wird von der Netzspannung abgeleitet. Zu diesem Zweck wird die Netzspannung (z. B eine Sinuswelle von 60 Hz) der Frequenzverdopplerschaltung 41 zugeführt. Die von der Netzspannungsquelle 66 (Fig. 2) gelieferte Netzspannung (z. B. 115 Volt Wechselspannung) wird in dieser Schaltung auf etwa 12 Volt Wechselspannung, mittelabgezapft, heruntertransformiert und einem Begrenzer 68 (Fig.2) zugeführt, worin die 60 Hz-Sinuswelle in eine zeitlich damit koinzidente Rechteckwelle umgewandelt wird. Die vom Begrenzer 68 gelieferte Rechteckwelle wird in einem Inverter 70 (Fig.2) invertiert. Sowohl die invertierte als auch die nicht-invertierte Rechteckwelle werden in jeweils zugeordneten Schaltungen 72 und 74 differenziert. Die daraus resultierenden Impulse werden in einem Oder-Glied 76 verknüpft, um Impulse zu erhalten, die mit der doppelten Netzfrequenz erscheinen, und deren Durchgänge praktisch mit den Nulldurchgängen der Netzspannung zusammenfallen.

Dieses Ausgangssignal der Schaltung 41 wird dann auf den Sägezahngenerator 37 gegeben. Dieser mit veränderbarer Verzögerung arbeitende Generator 37 (Schaltung 80 in F i g. 2) erzeugt eine sich wiederholende

angetrieben. Das Bandtachorneier 17 kann daher als Sägezahnspannung, die an der Spitze auf einen

Sättigungswert abgeflacht ist. Der Beginn jedes Sägezahns hat eine bestimmte zeitliche Beziehung zu einem entsprechenden Nulldurchgang der Netzspannung, ist jedoch diesem gegenüber verzögert, wie es die Wellenform A in Fig.3 zeigt. Eine Kompensatorschaltung 78 (F i g. 2) dient dazu, die Verzögerung des vom Generator 37 erzeugten Sägezahns zu vergrößern oder zu vermindern, je nachdem ob die Netzspannung ansteigt oder absinkt, so daß das Motordrehmoment gegenüber solchen Netzspannungsschwankungen stabilisiert wird. Einzelheiten des Sägezahngenerators werden weiter unten in Verbindung mit den F i g. 5 und 6 erläutert.

Das von Sägezahngenerator 37 erzeugte 8ezugs-Sägezahnsignal wird einem Eingang des Schaltimpulsgenerators 33 zugeführt, wo es als Bezugsgröße mit dem' analogen Gleichspannungswert vom Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 31 verglichen wird, wie es in Teil ßder F i g. 3 veranschaulicht ist.

Der Schnittpunkt des vom Umsetzer 31 gelieferten Analogsignals mit der Rampe eines verzögerten Sägezahns, wie er im Teil B der F i g. 3 gezeigt ist, verschiebt sich auf der Zeitachse als Funktion der Relativgeschwindigkeit der Abwickelspule 1 bezüglich des Bandes 3. Wenn sich das Band von der Spule 1 abwickelt, dann wird die Drehzahl dieser Spule größer. Hiermit wird auch die Ausgangsgröße des Spulentachometers 23 größer, was seinerseits einen höheren Gleichspannungswert am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 31 zur Folge hat. Bei einem solchen höheren Gleichspannungswert wird der Schnittpunkt mit der Rampe des verzögerten Sägezahns an eine höhere Stelle und damit auch auf einen späteren Zeitpunkt verlegt, wie man anhand der Wellenform B in F i g. 3 erkennen kann. Im Augenblick, wo das Gleichspannungssignal das verzögerte Sägezahnsignal schneidet, wird ein Torsignalverstärker 82 (F i g. 2) aktiviert Das hierdurch erzeugte Signal wird der Motorsteuereinheit 35 zugeführt, um eine von zwei herkömmlichen Triacschaltungen anzusteuern, die mit dem Motor 21 für die Abwickelspule verbunden sind. Die ein Triacschaltung wird für den Vorwärtslauf (im Uhrzeigersinn) und die andere Triacschaltung für den Rückwärtslauf (gegen den Uhrzeigersinn) verwendet. Die Auswahl der einen oder der anderen Triacschaltung erfolgt abhängig von Betriebsart-Schaltsignalen, die einem in zwei Richtungen leitenden Schalter 84 (F i g. 2) zugeführt werden.

Das der jeweils angesteuerten Triacschaltung zugeführte Steuersignal hängt ab vom Schnittpunkt des Ausgangssignals des Digital-Analog-Umsetzers 31 mit dem verzögerten Sägezahnsignal des Generators 37, wie es im Teil B der F i g. 3 dargestellt ist Wie man an der Wellenform C in Fig.3 erkennt, bestimmt der Schnittpunkt der beiden genannten Signale den Anteil der Netzspannungswelle, der über die Triacschaltungen dem Motor 21 zugeführt wird, um den Betrag des Rückhaltemoments zur Konstanthaltung der Zugspannung im Magnetband zu steuern. Anhand der Wellenformen B und C in F i g. 3 läßt sich erkennen, daß, wenn die Drehzahl der Abwickelspule 1 relativ zur Bandgeschwindigkeit wächst und somit ein höherer Gleichspannungswert vom Umsetzer 31 geliefert wird, die Triacschaltungen zu einem späteren Zeitpunkt zünden, so daß der Motor 21 ein schwächeres Rückhaltemoment ausübt

Im einzelnen ist jede Triacschaltung in Reihe zwischen eine Seite der Netzwechselspannung und ein Ende einer jeweils gesonderten Wicklung eines zweiphasigen Spulenmotors 21 mit symmetrischem Drehmoment geschaltet. Zwischen die mit den Triacs verbundenen Enden ist ein phasenschiebender Kondensator geschaltet. Im Falle der Abwickelspule hat der ^ri Wechselstromeingang eine solche Phase, daß ein Rückhaltemoment ausgeübt wird. Das heißt wenn das Band 3 durch die Antriebsrolle 13 in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, dann dreht sich die Abwickelspule 1 gegen den Uhrzeigersinn; der Spulenmotor 21 wird jedoch für eine Drehung im Uhrzeigersinn erregt, so daß auf das Band 3 eine Rückhaltekraft ausgeübt wird, welche die gewünschte Bandspannung aufrechterhält. In umgekehrter Weise hat der Wechselstromeingang des Motors der Aufwickelspule eine solche Phase, daß ein Drehmoment zum Einziehen des Bandes erzeugt wird. Das heißt, wenn das Band 3 durch die Antriebsrolle 13 in Vorwärtsrichtung getrieben wird, dann dreht sich die Aufwickelspule 19 gegen den Uhrzeigersinn, und der zugehörige Motor 21' wird im selben Sinne erregt, so daß er auf das Band 3 eine Zugkraft zur Aufrechterhaltung der gewünschten Bandspannung ausübt

Um beim anfänglichen Einschalten des Videobandgerätes in den Vorlaufbetrieb ein schnelles synchronisiertes Mitlaufen des Bandes 3 zu erreichen, wird die Motorsteuereinheit 35 veranlaßt, den Motor 21 der Abwickelspule zunächst so zu steuern, daß er volles Drehmoment in Vorwärtsrichtung (gegen den Uhrzeigersinn) auf die Abwickelspule 1 ausübt. In der gleichen Weise wird volles Drehmoment an die Aufwickelspule 19 gelegt Sobald der Geschwindigkeitsfühler 25 feststellt, daß die Lineargeschwindigkeit des Magnetbandes 3 die zur Synchronisierung ausreichende Bandvorschubgeschwindigkeit erreicht hat (wobei der Durchmesser des Bandwickels auf jeder Spule berück sichtigt wird), dann wird die Motorsteuereinheit 35 zurückgestellt, um die Motoren im solchen Sinne zu erregen, daß auf die Spule 1 ein Rückhaltemoment und auf die Spule 19 das normale Einziehmoment ausgeübt wird. Dieser Betrieb zur Erzielung einer schnellen Synchronisierung wird auf folgende Weise erreicht:

Für den Fall, daß die gewünschte Bandgeschwindigkeit 19 cm/s beträgt wird das Ausgangssignal des D/A-Umsetzers 31 unverändert auf den Geschwindigkeitsfühler 25 gegeben. Wenn die gewünschte Bandgeschwindigkeit 38 cm/s beträgt, dann wird die Ausgangsgröße des Umsetzers 31 im Geschwindigkeitsfühler 25 durch zwei dividiert. Das Ausgangssignal vom Zähler 60 in F i g. 2 (z. B. eine negativ gerichtete Impulsflanke) triggert einen Sägezahngenerator, dessen Ausgang mit

so dem dividierten oder nichtdividierten Ausgang des D/A-Umsetzers 31 verglichen wird, um einen positiven Impuls zu erzeugen, dessen Breite eine Funktion der Bandgeschwindigkeit (19 bzw. 38 cm/c) ist Bei 19 cm/s beträgt die Impulsbreite die Hälfte von derjenigen bei 38 cm/s. Dieser positive Impuls wird auf einen Eingang eines NAND-Gliedes 88 gegeben, dessen zweiter Eingang über den Binärzähler 60 mit dem Ausgangssignal des Abwickelspulen-Tachometers 23 beaufschlagt wird.

Wenn die Zeit zwischen benachbarten Ausgangsimpulsen des Spulentachometers 23 ausreichend kurz ist, dann sind beide Eingänge des NAND-Gliedes gleichzeitig »hoch«, so daß am Ausgang des NAND-Gliedes 88 ein »niedriges« Signal erscheint, welches die Motor-Steuereinheit 35 zurücksetzt, um über den Motor 21 auf die Spule 1 ein Rückhaltemoment auszuüben und somit den Start- oder Anlauf betrieb zu beenden.
Beim Schnellvorlauf oder beim Rücklauf ist die

Antriebsrolle 13 vom Band abgekoppelt, und dem Motor der das Band jeweils gerade aufwickelnden Spule wird maximales Drehmoment angelegt. Diese Spule ist beim Rücklauf die Abwickelspule 1 und beim Schnellvorlauf die Aufwickelspule 19. Wenn man das volle Drehmoment gleich zu Anfang anlegen würde, dann würde man das Magnetband 3 einer starken Zugkraft unterwerfen. Um dies beim Einschalten des Schnellvorlauf oder des Rücklaufs zu verhindern, wird das Drehmoment allmählich erhöht, indem die Einschaltzeit der jeweiligen Triacs am Anfang für ein niedriges Drehmoment eingestellt und dann allmählich erhöht wird, bis das volle Drehmoment erreicht ist. Dies geschieht durch Steuerung der Tastung hochfrequenter »Gitterimpulse«. Die Gitterimpulse werden beispielsweise mit einer Frequenz im Bereich von 30—40 kHz erzeugt

Die Tastung der Gitterimpulse erfolgt durch eine gesteuerte Schnellstartschaltung 39, die ausführlich in Fig.4 dargestellt ist. Die Schaltung 39 enthält zwei monostabile Multivibratoren 100/4 bzw. lOOß. Der erste monostabile Multivibrator (Monovibrator) 100/4 wird vom Ausgang der Netzfrequenzverdopplerschaltung 41 (z.B. Impulse mit 120Hz) getriggert, und der zweite Monovibrator lOOß wird am Ende der Verzögerungszeit getriggert, die durch die Breite der Ausgangsimpulse des Monovibrators A bestimmt ist. Der Ausgang des zweiten Monovibrators B wird in einer Verknüpfungsschaltung 104 mit dem Ausgangssignal eines Oszillators 103 verknüpft, der Gitterimpulse relativ hoher Frequenz sendet.

In der Schnellstartschaltung 105 (F i g. 4) wird ein mit der Basis eines pnp-Transistors 109 verbundener Kondensator 107 am Anfang auf eine vorbestimmte Spannung (z. B. 3,5 Volt) aufgeladen. Ein Emitterwiderstand 111 des Transistors 109 ist an eine Spannungsquelle (z. B. +5 Volt) angeschlossen. Ein weiterer Widerstand 113 ist zwischen den Emitter des Transistors 109 und einen zeitbestimmenden Kondensator US des zweiten Monovibrators lOOfl geschaltet. Der Kollektor des Transistors 109 ist an einen zeitbestimmenden Kondensator 117 des ersten Monovibrators 100/4 angeschlossen. Ein weiterer Widerstand 119 liegt zwischen der Spannungsquelle (+5VoIt) und dem Kondensator 117.

Die vom ersten Monovibrator 100/4 gelieferten Impulse sind breiter als die Ausgangsimpulse des Monovibrators lOOß, wie es die Wellenformen D und E der F i g. 3 zeigen. Wenn das Bandgerät entweder auf Schnellvorlauf oder Rücklauf geschaltet wird, dann entlädt sich der Kondensator 107 über den Konstantstromtransistor 121 langsam nach Masse, wodurch der vom Transistor 109 an den Monovibrator 100/4 gelieferte Strom ansteigt Die Impulsbreite am Ausgang des Monovibrators 100/4 nimmt langsam ab, wie es schematisch in der Wellenform D in F i g. 3 angedeutet ist Wenn der Strom im Transistor 109 ansteigt, dann nimmt die Spannung am Emitter des Transistors 109 ab, womit sich die Breite der Ausgangsimpullse des zweiten Monovibrators lOOß vergrößert, wie es schematisch in der Wellenform E der Fig.3 angedeutet ist Dabei bleibt die Rückflanke der vom zweiten Monovibrator ΙΟΟΒ gelieferten Impulse zunächst zeitlich fest, während sich die Vorderflanke in Richtung auf einen früheren Zeitpunkt bewegt, wie es in der Wellenform E gezeigt ist Wenn die Impulsbreite des ersten Monovibrators 100/4 nicht mehr abnimmt, dann bewegt sich die Rfickflanke der Impulse des zweiten Monovibrators lOOß in Richtung auf einen späteren Zeitpunkt, bis am Ende diese Impulse zu einem positiven Gleichstromsignal geworden sind, wie es die Wellenform F zeigt. Diese Bedingung gestattet, daß eine kontinuierliche Kette von Gitterimpulsen aus dem Hochfrequenzoszillator 103 (Fig.4) über die Verknüpfungsschaltung 104 zur Motorsteuereinheit 35 (Fig. 1) gelangen kann, um das volle Motormoment zu erzeugen.

Wenn das Bandgerät in einen anderen Betrieb als den Schnellvorlauf oder den Rücklauf geschaltet wird, dann lädt sich der Kondensator 107 schnell wieder auf seine Anfangsladung auf. Beim Schnellvorlauf wird der Abwickelspule 1 und beim Rücklauf (ebenfalls ein Schnellbetrieb) wird der Aufwickelspule 19 ein veränderliches Drehmoment angelegt, um die Bandspannung als Funktion der Wickeldurchmesser zu steuern, wie es oben für den Normalbetrieb beschrieben wurde.

Vorstehend wurde in erster Linie derjenige Teil des zur Steuerung der Bandspannung dienenden Servosystems beschrieben, der sich auf den Betrieb der Abwickelspule 1 bezieht. Natürlich ist für die Aufwickelspule 19 ein gleichartiges Servosystem vorgesehen, welches ähnlich wie das vorstehend beschriebene System arbeitet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erregung des Motors 21' der Aufwickelspule in allen Fällen so erfolgt, daß die Aufwickelspule 19' in die normale »Aufwickelrichtung« (d.h. gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 1) gespannt wird. Wenn also das Bandgerät im normalen Laufbetrieb oder im (schnellen) Rücklaufbetrieb arbeitet übt der Motor 2Γ eine Zugkraft auf das Band 3 aus, um eine gewünschte Bandspannung aufrecht zu erhalten. Wenn jedoch die Maschine im Schnellvorlaufbetrieb arbeitet, übt der Motor 2V ein volles Moment auf die Aufwickelspule 19 und somit eine volle Kraft auf das Band 3 aus.

Andrerseits ist der Motor 21 der Abwickelspule in Verbindung mit der zugehörigen Motorsteuereinheit 35 und dem Schaltimpulsgenerator 33 so angeordnet daß er beim normalen Lauf des Geräts und beim Schnellvorlauf ein Rückhaltemoment ausübt während des Anlaufbetriebs jedoch in umgekehrter Richtung erregt wird, damit das Band 3 den richtigen Antrieb erhält. Ein geeignetes reversibles Antriebssystem für die Abwickelrolle 1 ist beispielsweise auf Seite 222 des »SCR-ManuaL 4th Edition« der General Electric Company beschrieben. Für einen Motor, der wie im Falle der Aufwickelspule 19 in nur einer Richtung zu steuern ist benötigt man nur einen Triac.

Wenn das Bandgerät in den Stillstand versetzt wird, dann wird eine digitale Durchmesserinformation im Speicher 62 (Fig.2) gespeichert um ein wahlloses Anlaufen zu vermeiden. In ähnlicher Weise wird beim Einlegen und Einfädeln des Bandes eine Information über die Wickeldurchmesser in den Digitalspeicher eingegeben, nachdem sich die Bandspulen so weit gedreht haben, daß die den größeren Wickel tragende Spule etwa einmal umgelaufen ist Dieser Vorgang bringt die gewünschte Bandspannung in Abhängigkeit von der Menge des Bandes auf jeder Spule zum Zeitpunkt des Einfädeins.

Der Sägezahngenerator 37 wird synchron mit der Netzwechselspannung (z.B. 60Hz) betrieben und ist speziell so ausgelegt daß er eine Sägezahnwelle mit der doppelten Netzfrequenz erzeugt Die hierzu erforderliche Zeitsteuerinformation erhält der Sägezahngenerator 37 von der Netzfrequenzverdoppler-Schaltung 41.

Die Ausgangsimpulse des ODER-Gliedes 76 werden als Triggersignale zum periodischen Anstoßen des

Sägezahngenerators 37 verwendet. Die gewünschte Sägezahnwelle (Wellenform 6B) erscheint an einem ersten Kondensator 71. Der Kondensator 71 wird periodisch aufgeladen, und zwar mittels einer steuerbaren Stromquelle, die mit einem pnp-Transistor 73 gebildet wird. Der Transistor 73 liegt mit seiner Basis an einer ersten Bezugsspannungsquelle (allgemein mit 75 bezeichnet), mit seinem Emitter über einen variablen Widerstand 77 an einer Gleichspannungsquelle (+12 V) und mit seinem Kollektor am Kondensator 71. Ein zweiter Kondensator 81, der zwischen den Emitter des Transistors 73 und Masse geschaltet ist, dient ;jur Verzögerung des Beginns der einzelnen Sägezähne gegenüber den Nulldurchgängen der Netzwechselspannung (Wellenform 6A), wie es weiter unten noch erläutert wird.

Die Bezugsspannungsquelle 75 reagiert auf Amplitudenschwankungen der Netzspannung, um die Verzögerung der Sägezahnwelle zu verändern. Sie enthält zwei mit der Netzspannungsquelle 66 verbundene Gleichrichter 83 und 85, einen Serienwiderstand 87 und einen Nebenschluß-Siebkondensator 89, an dem eine Gleichspannung abfällt, deren Amplitude sich direkt mit Änderungen der Netzspannungsamplitude ändert.

Eine zweite Gleichspannungsquelle (+5V) ist über einen Widerstand 90 mit der Basis des Transistors 73 verbunden.

Den Kondensatoren 71 und 81 sind zwei Schalteinrichtungen parallel geschaltet, die aus jeweils einem Transistor 92 bzw. 94 mit an Masse liegendem Emitter bestehen. Die Schalteinrichtungen sprechen auf die von dem ODER-Glied 76 gelieferten Impulse an, um die Kondensatoren 71 und 81 zu entladen.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise dieser Anordnung sei zunächst der Zeitpunkt betrachtet, zu dem die Kondensatoren 71 und 81 beide auf 0 Volt entladen sind. In diesem Fall ist der Kondensator 89 auf etwa 5 Volt aufgeladen, so daß der Transistor 73 gesperrt ist Der Kondensator 81 beginnt nun, sich über den Widerstand 77 auf die zugeordnete Spannung (+12 V) aufzuladen. Wenn die Spannung am Emitter des Transistors 73 ausreichend positiv gegenüber der Basisspannung ist (z. B. um 1 Veeüber der Basisspannung liegt), dann fängt der Transistor 73 an zu leiten und lädt den Sägezahn-Kondensator 71 mit einem im wesentlichen konstanten Strom auf. Der Kondensator 71 lädt sich bis auf eine Spannung auf, die ungefähr gleich der Basisspannung des Transistors 73 ist Die Kondensatoren 71 und 81 bleiben so lange geladen, bis die nächsten Triggerimpulse an die Transistoren 92 und 94 gelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt werden beide Kondensatoren wieder auf praktisch 0 entladen. Dieses Spiel wiederholt sich mit einer Folgefrequenz, die gleich ist der doppelten Netzfrequenz.

Bei Verstellung des Widerstandes 77 ändert sich die

Ladegeschwindigkeit des Kondensators 81 und somit auch die Verzögerungszeit für die Sägezahnwelle. Außerdem wirken sich Amplitudenänderungen der von der Spannungsquelle 66 über die Gleichrichter 83 und 85 gelieferten Spannung direkt auf die Spannung am Kondensator 89 aus. Wenn also die Netzspannung gegenüber einem Nennwert abnimmt, dann nimmt die Spannung am Kondensator 89 proportional dazu ab. Die Folge ist, daß der Emitter-Basis-Übergang des Transistors 73 zu einem früheren Zeitpunkt in Durchlaßrichtung gespannt wird, so daß der Beginn des ansteigenden Teils der Sägezahnwelle früher zu liegen kommt. In ähnlicher Weise führt ein Ansteigen der Netzspannung dazu, daß der Beginn des Sägezahns

is nach rechts (also auf einen späteren Zeitpunkt) bezüglich des Nulldurchgangs der Netzspannung verschoben wird.

Bei der Einrichtung nach F i g. 1 hat die Verschiebung der Sägezahnwelle nach links (Vorverlegung) zur Folge, daß der Motor 21 der Abwickelspule während eines größeren Teils der Netzspannungswelle Energie empfängt. Eine Verschiebung des Sägezahns auf einen späteren Zeitpunkt vermindert die Dauer, während welcher der Motor 21 Energie empfängt. Bei der Anordnung nach F i g. 1 wird dies im einzelnen auf folgende Weise erreicht Der Schaltimpulsgenerator 33 (Fig. 1) wird mit der analogen Ausgangsspannung des D/A-Umsetzers 31 und mit der vom Generator 37 gelieferten Sägezahnspannung beaufschlagt Wenn diese beiden Spannungen gleich sind, liefert der Impulsgenerator 33 einen Triggerimpuls an die Motorsteuereinheit 35, die beispielsweise eine in beiden Richtungen betreiljbare Triac-Steuerschaltung enthält Wenn die Netzspannung abnimmt dann beginnen die einzelnen Sägezähne früher, und, obwohl die Spitzenamplitude der an den Motor 21 gelegten Netzspannung absinkt wird die Dauer der Motorerregung verlängert Auf diese Weise bleibt das Drehmoment des Motors relativ konstant und die Bandspannung wird trotz

Schwankungen der Netzspannung aufrechterhalten. Ähnlich kann gezeigt werden, daß Erhöhungen der Netzspannung durch Verschiebung des Sägezahns in

einen späteren Teil der Periode kompensiert werden.

Wie oben erwähnt, führt eine Versteilung des

Widerstands 77 zu einer Änderung der Verzögerung der Sägezahnwelle, womit auch der Zündwinkel für die Antriebssteuerung des Motors 21 bei einem gegebenen Ausgangssignal des D//4-Umsetzers 31 geändert wird. Die daraus resultierende Änderung des Drehmoments

des Motors 21 führt zur Änderung der Spannung im Band 3.

Wie oben erwähnt ist der der Aufwickelspule 19 zugeordnete Sägezahngenerator 37' in der gleichen Weise angeordnet und arbeitet im wesentlichen in derselben Weise wie der Sägezahngenerator 37.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Steuern des Bandzuges für ein System, in dem zwei von einer Netzwechselspannung gespeiste Elektromotoren vor bzw. nach einer Bandantriebsrolle eine Abwickelspule und eine Aufwickelspule für ein zur magnetischen Signalaufzeichnung dienendes Band antreiben, mit einer Tachometeranordnung zur Erzeugung von der Drehzahl der Abwickelspule bzw. der Aufwickelspule entsprechenden Impulssignalen, aus denen unter Berücksichtigung der Bandgeschwindigkeit ein dem Bandwickeldurchmesser entsprechendes analoges Signal gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromotor (21, 21') durch Phasenanschnitt der Netzwechselspannung in Abhängigkeit von einem Amplitudenvergleich des dem jeweiligen Bandwickeldurchmesser entsprechenden analogen Signals mit einem periodischen Rampensignal steuerbar ist, dessen Rampenbeginn mit der Netzwechselspannungsamplitude änderbar ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der linearen Bandgeschwindigkeit entsprechende Impulssignal eines Bandtachometers (17) einem ersten Binärzähler (54) zugeführt ist, daß die den Spulendrehzahien entsprechenden Impulssignale von einem zweiten bzw. einem dritten Binärzähler (60) während eines vom ersten Binärzähler (54) bestimmten Zeitintervalls gezählt werden, und daß die Zählwerte des zweiten bzw. drittem Binärzählers (60) in einem mit einem Digital/Analog-Umsetzer (31) verbundenen Speicher (62) periodisch gespeichert werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment jedes Elektromotors (21, 2Γ) von einer Triac-Schaltung in Abhängigkeit von Schaltimpulsen steuerbar ist, die jeweils erzeugt werden, wenn das Rampensignal die Größe des dem Bandwickeldurchmesser entsprechenden analogen Signals erreicht.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rampensignal von einem Sägezahngenerator (37) erzeugt wird, der von Impulsen einer Netzfrequenzverdopplerschaltung (41) synchronisiert wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromotor (21,21') von einer mit dem Ausgang der Netzfrequenzverdopplerschaltung (41) verbundenen Schnellstartschaltung (39) steuerbar ist, die einen Oszillator (103), der Impulse mit bezüglich der Netzfrequenz relativ hoher Frequenz erzeugt, und einen Multivibrator (iOOB) enthält, der Ausgangsimpulse mit stetig; zunehmender Dauer erzeugt, mit denen die Phasenanschnittsteuerung der Elektromotoren (21, 21')) durch die Oszillatorimpulse zur Erhöhung des: Drehmoments von einem Minimalwert auf einen Maximalwert änderbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Ausgangsimpulse des Multivibrators (XOOB) mittels eines zweiten Multivibrators (iOOA) änderbar ist, der durch die Netzfrequenzverdopplerschaltung (41) getriggert und von der Spannung eines sich während eines schnellen Vor- oder Rücklaufs des Systems entladenen Kondensator (107) gesteuert wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung, die aus der Zeitschrift »Kino-Technik« No. 7/1963, S. 199—200, bekannt ist, vermeidet gewisse Schwierigkeiten anderer Systeme, die mit mechanischen Fühlern, sie Spannarmen oder dgl. arbeiten. Die bekannte Einrichtung mißt mittels eines Tachogenerators die Drehzahl der Abwickelspule, die bei konstanter Bandgeschwindigkeit ein Maß für den Durchmesser des Vorratswickels ist Diese aus der Zählung flächengleicher Impulse und Umwandlung in eine analoge Spannung gewonnene Größe dient zur Steuerung der Speisespannung des Abwickelspulenmotors und damit von dessen Bremsmoment Das bekannte System arbeitet für manche Fälle noch nicht befriedigend, weil Schwankungen der Speisespannung der Motoren unberücksichtigt bleiben. Auch ist die vorausgesetzte Konstanz der linearen Bandgeschwindigkeit nicht immer gewährleistet

2ü Aus der DE-OS 23 13 024 ist es an sich, nämlich zur Feststellung der auf einer Speicherspule noch vorhandenen Bandmenge bekannt, den Bandwickeldurchmesser digital mittels einer Zählerschaltung aus Tachometerimpulsen sowohl entsprechend der Spulendrehzahl als auch entsprechend der linearen Bandgeschwindigkeit zu errechnen. Ferner ist es an sich schon bekannt, die Speisewechselspannung beliebiger Verbraucher durch Phasenanschnitt mittels steuerbarer Halbleitergleichrichter einzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu gewährleisten, daß die Bandzugspannung unter Berücksichtigung der Bandwickeldurchmesser auch bei Schwankungen der die beiden Motoren speisenden Wechselspannung konstant gehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine solche Einrichtung, bei der insbesondere auch der linearen Bandgeschwindigkeit entsprechende Impulse zur Bestimmung des dem Bandwickeldurchmesser entsprechenden analogen Signals herangezogen werden können, hat den Vorteil, daß mit relativ einfachen Mitteln eine praktisch vollkommene Konstanz der Bandzugspannung gewährleistet werden kann, und zwar nicht nur beim normalen Aufnahme- oder Wiedergabebetrieb, sondern auch bei einem schnellen Vor- und Rücklauf. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß die selbsttätige Kompensation von Netzspannungsänderungen wenigstens einmal während jeder Netz-Spannungsperiode durchgeführt werden kann und daher sehr genau ist.

Die Erfindung und ihre Arbeitsweise werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Steuern der Bandspannung;

F i g. 2 ein ausführlicheres Schaltbild eines Teils des Servosystems der Einrichtung nach F i g. 1;

F i g. 3 eine Reihe von Schwingungsformen, wie sie in der Einrichtung nach F i g. 1 und der Schaltung nach F i g. 2 auftreten; und

F i g. 4 einen Teil des Servosystems, der zum Anlegen eines vollen Drehmoments beim Schnellvorlauf oder Rücklauf dient.
Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung zur Steuerung der Bandspannung in einem Videobandgerät erhält zum Transport des Magnetbandes 3 eine Bandantriebsrolle ' 13, welche in Verbindung mit einer Andruckrolle 15 das Magnetband 3 an einem Köpfrad 7 zur Videoaufzeich-