DE2518676B2

DE2518676B2 - Motorische Stellschaltung

Info

Publication number: DE2518676B2
Application number: DE2518676A
Authority: DE
Inventors: Robert 8000 Muenchen Flandorfer
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-04-26
Filing date: 1975-04-26
Publication date: 1979-10-25
Also published as: DE2518676A1; AT376814B; DE2518676C3; ATA268376A; CH600670A5; JPS51130819A

Description

Die Erfindung betrifft eine motorische Stellschaltung, insbesondere für die automatische Blendenverstellung in einer Filmkamera, mit einem von einem Meßsignalgeber gesteuerten Verstärker, an dessen Ausgang ein Gleichstromstellmotor angeschlossen ist, mit einer die Betriebsspannung teilenden niederohmigen Spannungsteilerschaltung, an die der andere Anschluß des Stellmotors angeschlossen ist, und mit einer Bremseinrichtung für den Stellmotor.

Derartige Stellschaltungen haben den Nachteil, daß das Stellverhalten je nach der am Motor angreifenden Last unterschiedlich ist, so daß der Motor entweder zu langsam läuft oder überschwingt. Dieser Fehler ist um so ausgeprägter, je größer die Laständerung über dem Stellbereich ist. Laständerungen können z. B. bei Filmkameras durch vielfältige Einflüsse hervorgerufen werden, etwa durch eine schwankende Betriebsspannung, durch Temperatureinflüsse und durch unterschiedliche Reibung der mechanischen Teile einer Stellschaltung.

Es ist durch die DE-OS 22 57 878 bereits eine Stellschaltung der eingangs genannten Art bekannt, bei der zur Verbesserung der Stelleigenschaften eine Relaisschaltung vorgesehen ist, die den Stellmotor unterhalb einer bestimmten Klemmenspannung an demselben von dem Verstärker abschaltet und kurzschließt, damit er als Bremse wirkt. Diese Schaltung hat zwar eine hohe Stellgeschwindigkeit und vermeidet ein Überschwingen, sie ist jedoch verhältnismäßig aufwendig und arbeitet im Obergangsbereich der Relaisschalt stellungen unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine hohe Regelgeschwindigkeit aufweist, lastunabhängig arbeitet und ein Überschwingen vermeidet

Diese Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß der Verstärker eine von dem Strom durch den Stellmotor abhängige Gegenkopplung aufweist md daß ίο die Bremseinrichtung dauernd eingelegt ist

Gemäß einer Ausführungsform ist die Bremseinrichtung als mechanische Bremse mit definiertem Bremsmoment ausgebildet

Die Bremseinrichtung kann jedoch auch durch eine Soannungsgegenkopplung des Verstärkers realisiert sein, da diese den Innenwiderstand desselben herabsetzt, so daß der Stellmotor bei fehlender oder geringer Klemmenspannung über seinen Speisestromkreis praktisch kurzgeschlossen wird.

Die Bremsschaltung kann auch durch eine parallel zu dem Stellmotor liegende, ggf. steuerbare Nebenschlußschaltung gebildet sein.

Bei allen elektrischen Ausführungsformen der Bremseinrichtung liegt eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die Bremseinrichtung in der Weise abhängig von der Klemmenspannung am Motor steuerbar ist, daß bei hoher anliegender Klemmenspannung eine geringe Bremswirkung und bei niedriger Klemmenspannung eine relativ große Bremswirkung auf den Motor ausgeübt wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Schaltbildes an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

Die Figur zeigt einen Stromlaufplan einer motorisehen Stellschaltung 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 •to 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 Empfindlichkeit der Stellschaltung, bei Anwendung zur Blendenverstellung, z. B. entsprechend der Filmempfindlichkeit, einzustellen. Der Ausgang des Operationsverstärkers 1 ist reit dem Minus-Eingang desselben so 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 Se/ie geschaltete Widerstände IO und 11 von je 390 KOhm angeschaltet sind sowie ein an Masse gelegter Kondensator (2 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 «6 der Minui-Eingang eines Operationsverstärkers 17 angeschlossen, wobei die Verbindungsstelle dieser beiden Widerstände über einen Widerstand

15 u. a. mit dem Ausgang eines Spannungsteilers 29—33 verbunden ist

An den Ausgang des Operationsverstärkers ist der Eingang eines aus je zwei Transistoren in jedem Zweig bestehenden Gegentaktverstärker 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 20, 26 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 ebenfalls mit dem Ausgang des Spannungsteilers 29—33 verbunden.

Der Ausgang dieses Gegentaktverstärkers 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, welcher Widerstand 28 mit seinei anderen Seite mit dem Ausgang des Spannungsteilers 29—33 verbunden ist, wobei dieser Ausgang seinerseits mit dem Minus-Eingang eines 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 gebildetes Potentiometer angeschaltet, das eine feste Vorspannung in Höhe der halben Speisespannung erzeugt. J5

Die Schaltung hat folgende Wirkungsweise. Je nach der Beleuchtungsstärke des Fotowiderstandes 2 liegt eine mehr oder weniger hohe positive Spannung am Plus-Eingang des Operationsverstärkers 1. Da die diesen Operationsverstärker 1 enthaltende Stufe einen Impedanzwandler bildet, liegt am Ausgang des Operationsverstärkers 1 eine der Eingangsspannung praktisch entsprechende Spannung. Wenn die Stellschaltung 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 Ansprechgeschwindigkeit.

Das am Ausgang des Operationsverstärkers 9 auftretende geglättete Signal wird dem Operationsverstärker 17 zugeführt. Der diesem nachgeschaltete Gegentaktverstärker mit den Transistoren J9, 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 Gegeniaktanordnung auf der anderen Seite des Motors mit den Transistoren 20, 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 Klemmenspannung am Motor unabhängig von der Spannung am Ausgang der Gegeniaktanordnung einstellen, um beispielsweise bei Verwendung der Stellschaltung in einer Filmkamera eine Einstellung für verschiedene Laufgeschwindigkeiten vorzunehmen.

in dem dargestellten AusführungsbWspiel hat der vom Motorstrom durchflossene Wideband 28 etwa den gleichen Wert wie der Ohm'sche Widerstand des Gleichstrommotors 27. Dabei dient die an den Plus-Eingang des Operationsverstärkers 17 führende Leitung zur Lastausregelung. Läuft z. B. der Gleichstrommoior 27 im Leerlauf, so wird eine hohe Gegen-EMK an den Anschlüssen des Gleichstrommotors auftreten, und es fließt nur ein geringer Strom durch den Widerstand 28. Dadurch verschieb? sich die an dem Gleichstrommotor 27 anliegende Spannung zu niedrigeren Werten hin, so daß die Drehzahl des Gleichstrommotors 27 sich verringert.

Der Lauf des Gleichstrommotors 27 in der einen oder in der anderen Drehrichtung kommt dadurch zustande, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers Werte annehmen kann, die die Teilerspannung des Spannungsteilers 29—33 unterschreiten oder überschreiten. Dies ergibt sich bei einem normal ausgeführten Verstärker allein durch den Umstand, daß an diesem die volle Betriebsspannung anliegt

Der Widerstand 18 bildet eine Spannungsgegenkopplung des Verstärkers 17, 19—26, die den Innenwiderstand aufweist. Da auch der Spannungsteiler 29—33 durch die Verwendung des Operationsverstärkers 31 einen sehr kleinen Innenwiderstand aufweist, wird der Gleichstrommotor 27 insgesamt über einen kleinen Innenwiderstand gespeist. Dies hat zur Folge, daß der Gleichstrommotor bei fehlender von außen an den Klemmen anliegender Spannung praktisch kurzgeschlossen ist, so daß er elektrisch gebremst wird. Bei größerer Klemmenspannung ist der niedrige Innenwiderstand nicht von Nachteil, sondern eher von Vorteil, da er hohe Anlauiströme des Gleichstrommotors 27 bei schnellen Änderungen des Meßsignals ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Motorische Stellschaltung, insbesondere für die automatische Blendenverstellung in einer Filmkamera, mit einem von einem Meßsignalgeber gesteuerten Verstärker, an dessen Ausgang ein Gleichstromstellmotor angeschlossen ist, mit einer die Betriebsspannung teilenden niederohmigen Spannungsteilerschaltung, an die der eine Anschluß des Stellmotors angeschlossen ist und mit einer Bremseinrichtung für den Stellmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (17, 19—26) eine von dem Strom durch den Stellmotor (27) abhängige Gegenkopplung (28,15,16) aufweist und daß die Bremseinrichtung dauernd eingelegt ist.

2. Stellschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung eine mechanische Bremse mit definiertem Bremsmoment ist

3. Stellschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung aus einer Spannungsgegenkopplung (18) am Verstärker (17, 19-26) besteht

4. Stellschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung durch eine parallel zu dem Stellmotor liegende Nebenschlußschaltung gebildet ist.

5. Stellschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung in der Weise abhängig von der Klemmenspannung am Motor steuerbar ist. daß bei hoher anliegender Klemmenspannung eine geringe Bremswirkung und bei niedriger Klemmenspannung eine relativ große Bremswirkung auf den Motor ausgeübt wird.