DE2518676A1

DE2518676A1 - Motorische regelschaltung

Info

Publication number: DE2518676A1
Application number: DE19752518676
Authority: DE
Inventors: Robert Flandorfer
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-04-26
Filing date: 1975-04-26
Publication date: 1976-11-11
Also published as: ATA268376A; JPS51130819A; CH600670A5; DE2518676C3; AT376814B; DE2518676B2

Description

Motorische Regelschaltung Die Erfindung betrifft eine motorische Regelschaltung mit einer einen Gleichstrommotor treibenden Brückenschaltung, die von einem Stellglied gesteuert wird, insbesondere für die automatische Blendenverstellung in Filmkameras Derartige hekannte Regelschaltungen haben den Nachteil, daß die Regeleigenschaften je nach der am Motor angreifenden Last unterschiedlich sind, so daß der Motor entweder zu langsam läuft oder überschwingt. Dieser Fehler ist umso ausgeprägter, je größer die Laständerung über den Stellbereich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine motorische Regelschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche lastunabhängig arbeitet und eine hohe Regelgeschwindigkeit aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß die Regelschaltung zusätzlich eine lastabhängige Gegenkopplung aufweist und daß eine Bremseinrichtung für den Gleichstrommotor vorgesehen ist.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Bremseinrichtung als mechanische Bremse mit definiertem Bremsmoment ausgebildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Bremseinrichtung durch einen geringen Innenwiderstand der Brückenschaltung gebildet.
Die Gegenkopplung kann selbst auch zugleich als Bremsschaltung ausgebildet sein.
Eine weitere Konstruktionsmöglichkeit liegt darin, daß die Bremseinrichtung durch eine parallel zum Gleichstrommotor liegende, gegebenenfalls steuerbare Nebenschlußschaltung gebildet ist.
Bei allen elektrischen Ausführungsformen der Bremseinrichtung liegt eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die Wirkung der Bremseinrichtung als Funktion der Motorspannung steuerbar ist. Dadurch läßt sich erreichen, daß bei hoher Motorspannung, also bei großer Verstimmung der Brückenschaltung, eine geringe Bremswirkung auf den Gleichstrommotor ausgeübt wird, während bei niedriger Motorspannung eine vergrößerte Bremswirkung vorhanden ist. Dadurch ergibt sich eine beträchtliche Vergrößerung der Regelgeschwindigkeit, ohne daß es zu Instabilitäten oder Überschwingen des Regelvorganges kommt.
An dem vom Gleichstrommotor angetriebenen Teil können Endabschaltkontakte angebracht sein, die den Regelbereich begrenzen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Stromlaufplan einer motorischen Regelschaltung nach der Erfindung.
Die dargestellte Schaltung umfaßt eine als Impedanzwandler ausgebildete Eingangsstufe mit einem Operationsverstärker 1, an deren Plus-Eingang der Abgriff eines Spannungsteilers angeschaltet ist, der aus einem Fotowiderstand 2 besteht, der mit einem Ende an die positive Speisespannungsleitung 3 angeschaltet ist, und aus einem Widerstand 4, dessen eine Seite mit Masse verbunden ist.
Parallel zu dem Widerstand 4 sind einstellbare Widerstände 5 und 6 über zugeordnete Schalter 7 bzw. 8 schaltbar, die dazu dienen,die DIN-Empfindlichkeit der Regelschaltung einzustellen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 1 ist mit dem Minus-Eingang desselben verbunden, so daß der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers praktisch 1 ist und dieser einen hohen Eingangswiderstand und einen kleinen Ausgangswiderstand aufweist.
An den Ausgang des Operationsverstärkers 1 ist ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung angeschlossen, bestehend aus einem Operationsverstärker 9, an dessen Plus-Eingang zwei in Serie geschaltete Widerstände 10 und 11 von je 390 KOhm angeschaltet sind sowie ein an Masse gelegter Kondensator 12 von 0,1 MF. Der Ausgang des Operationsverstärkers 9 ist mit dem Minus-Eingang desselben verbunden, von dem aus ferner ein Kondensator 13 an die Verbindungsstelle der beiden Widerstände 10 und 11 führt.
An den Ausgang des Operationsverstärkers 9 ist über die Serienschaltung eines Widerstandes 14 und eines Widerstandes 16 der Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 17 angeschlossen, wobei die Verbindungsstelle dieser beiden Widerstände über einen Widerstand 15 u.a. mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 31 verbunden ist.
An den Ausgang des Operationsverstärkers ist der Eingang eines aus je zwei Transistoren in jedem Zweig bestehenden Gegentaktverstärkers angeschlossen, wobei die eine Seite dieses Gegentaktverstärkers aus einem npn-Vorstufentransistor 19 und einem pnp-Leistungstransistor 20 besteht und die andere Seite aus einem pnp-Vorstufentransistor 25 und einem npn-Leistungstransistor 26. Der Kollektor jedes Leistungstransistors ist über einen Widerstand 21 bzw. 24 mit dem Emitter des zugeordneten Vorstufentransistors 19 bzw. 25 verbunden, und dieser Emitter ist über einen Widerstand 22 bzw. 23 mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 31 verbunden.
Der Ausgang dieser Gegentaktschaltung führt einerseits über einen Widerstand 18 an den Minus-Eingang des Operationsverstärkers 17 und andererseits an den einen Anschluß eines Gleichstrommotors 27, dessen anderer Anschluß mit dem Plus-Eingang des Operationsverstärkers 17 sowie mit einem Widerstand 28 verbunden ist, der andererseits mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 31 sowie mit den Emittern einer aus einem npn-Transistor 29 und einem pnp-Transistor 30 bestehenden Gegentaktanordnung verbunden ist, deren Kollektoren mit der Speiseleitung 3 bzw. mit Masse verbunden sind und deren Basiselektroden zusammengeschaltet und mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 31 verbunden sind.
Der Plus-Eingang desselben ist an ein aus den Widerständen 32 und 33 gebildeten Spannungsteiler angeschaltet, der eine feste Vorspannung in Höhe der halben Speisespannung erzeugt.
Die Schaltung hat folgende Wirkungsweise. Je nach der auf den Fotowiderstand 2 fallenden Lichtmenge liegt eine mehr oder weniger hohe positive Spannung am Plus-Eingang des Operationsverstärkers 1. Da die diesen Operationsverstärker enthaltende Stufe einen Impedanzwandler bildet, liegt am Ausgang des Operationsverstärkers 1 eine der Eingangsspannung praktisch entsprechende Spannung. Wenn die Regelschaltung bei einer Filmkamera verwendet wird, gelangt auf den Fotowiderstand 2 aufgrund der Unterbrechung des Lichtstrahls durch die Sektorenblende intermittierendes Licht, so daß auch die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers 1 intermittierend zwischen zwei Pegeln schwankt. Zum Ausgleich dieser Schwankungen, also zu einer Mittelwertbildung, dient das den Operationsverstärker 9 enthaltende Tiefpaßfilter zweiter Ordnung. Dieses hat gegenüber Integriergliedern, die gewöhnlich für eine Mittelwertbildung verwendet werden, den Vorteil der höheren Regel- und Anstiegsgeschwindigkeit.
Das am Ausgang des Operationsverstärkers 9 auftretende geglättete Signal wird dem Operationsverstärker 17 zugeführt. Die diesem nachgeschaltete Gegentaktanordnung mit den Transistoren 19, 20, 25 und 26 dient einerseits als Leistungsverstärker und soll andererseits dafür sorgen, daß sich die Spannung an der linken Seite des Gleichstrommotors 27 praktisch zwischen Null und der vollen Versorgungsspannung auf der Speiseleitung 3 ändern läßt.
Die Gegentaktanordnung mit den Transistoren 29, 30 dient als Spannungsteiler mit geringem dynamischen Innenwiderstand zum Aufteilen der Speisespannung etwa im Verhältnis der Widerstände 33 und 32 zueinander. Durch Verändern eines dieser Widerstände läßt sich die Spannung am Ausgang der Gegentaktanordnung einstellen, um beispielsweise bei Verwendung der Regelschaltung in Filmkameras eine Einstellung für verschiedene Laufgeschwindigkeiten vorzunehmen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Widerstand 28 etwa den gleichen Wert wie der Gleichstromwiderstand des Gleichstrommotors 27. Dabei dient die an den Plus-Eingang des Operationsverstärkers führende Leitung zur Lastausregelung. Läuft z.
B. der Gleichstrommotor 27 im Leerlauf, so wird eine hohe Gegen-EMK an den Anschlüssen des Gleichstrommotors auftreten, und es fließt ein geringer Strom durch den Widerstand 28. Dadurch verschiebt sich die an dem Gleichstrommotor 27 anliegende Spannung zu niedrigeren Werten hin, so daß die Drehzahl des Gleichstrommotors 27 sich verringert.
Wenn der Gleichstrommotor 27 belastet wird, verringert sich die von diesem erzeugte Gegen-EMK, und der Strom durch den Widerstand 28 und damit auch die an diesem abfallende Spannung nehmen zu.
Die dadurch hervorgerufene Spannungsverschiebung am Plus-Eingang des Operationsverstärkers 17 bewirkt, daß dem Gleichstrommotor 27 eine höhere Spannung zugeführt wird. Auf diese Weise werden also unterschiedliche Belastungen des Gleichstrommotors 27 ausgeregelt. Die dargestellte Regelschaltung eignet sich insbesondere zur automatischen Belichtungsregelung in Filmkameras, wobei die Blende von dem Gleichstrommotor 27 angetrieben wird. Eine derartige automatische Belichtungsregelung hat eine hohe Regelgeschwindigkeit, eine große Regelgenauigkeit und eine große Stabilität.

Claims

Patentansprüche

Motorische Regelschaltung mit einer einen Gleichstrommotor treibenden Brückenschaltung, die von einem Stellglied gesteuert wird, insbesondere für die automatische Blendenverstellung in Filmkameras, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Regelschaltung zusätzlich eine lastabhängige Gegenkopplung aufweist und daß eine Bremseinrichtung für den Gleichstrommotor vorgesehen ist.
2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bremseinrichtung eine mechanische Bremse mit definiertem Bremsmoment ist.
3. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bremseinrichtung durch einen geringen dynamischen Innenwiderstand der Brückenschaltung gebildet ist.
4. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Gegenkopplung zugleich als Bremsschaltung ausgebildet ist.
5. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bremseinrichtung durch eine parallel zum Gleichstrommotor liegende Nebenschlußschaltung gebildet ist.
6. Regelschaltung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bremseinrichtung als Funktion der Motorspannung steuerbar ist.
7. Regelschaltung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß an dem vom Gleichstrommotor angetriebenen Teil Endabschaltkontakte angebracht sind.