DE2603449C3 - Schaltungsanordnung zur Korrektur von Wegfehlern bei einer Einzugsvorrichtung mit einem elektrischen Schrittmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Korrektur von Wegfehlern bei einer Einzugsvorrichtung mit einem elektrischen Schrittmotor, bei der die Frequenz der den Schrittmotor treibenden und von einem Multivibrator erzeugten Taktimpulse von einer Zeit-Spannungsfunktion steuerbar ist, wobei eine festgelegt« Anzahl von Taktimpulsen dem einer Zeile entsprechenden Einzugsweg zugeordnet ist und die Korrektur durch Anlage zusätzlicher Einzelimpulse an den Schrittmotor erzielbar ist.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 37 52 959 bekannt. In diesem bekannten Fall wird jedoch die Korrektur des Transportweges eines Lochbandes mittels Anlegen! eines zusätzlichen Einzelimpulses an die betreffende Schrittmotorsteuerung nur in Verbindung mit der Anhaltiing des Aufzeichnungsträgers bewirkt und setzt außerdem eine ständige Prüfung der Stellung des Aufzeichnungsträgers voraus. Eine gleichmäßig über den gesamten Einzugsweg eines Aufzeichnungsträgers verteilte Korrektur ist mit dieser Einrichtung nicht möglich.

Bei einer weiteren aus der DE-OS 15 88 330 bekannten derartigen Einrichtung wird die Frequenz der den Schrittmotor treibenden Taktimpulse von einem spannungsabhängigen Impulsgenerator gesteuert, wobei dem Transportweg eines Wagens oder

ίο Schlittens für eine Zeile eine bestimmte Anzahl von Schritten des Motors zugeordnet ist. Eine Möglichkeit zur Korrektur dieses Transportweges ist hierbei nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wegfehler der Einzugsvorrichtung durch eine Änderung des einem Zeik-nabstand zugeordneten Weges des Schrittmotors zu korrigieren, wobei die kleinstmögliche Änderungseinheit dem einem Schrittmotortakt entsprechenden Einzugsweg entspricht und diese Korrekturen über den gesamten Einzugsbereich verteilt sein können.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die dem Schrittmotor zugeführten Taktimpulse weiterhin über eine Torschaltung einem Zeilentakte bildenden Untersetzer zugeführt sind und die Torschaltung vom Ausgang eines Univibrators betätigbar ist.

Die Fortschrittlichkeit der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber diesen bekannten Einrichtungen liegt darin, daß keine Prüfung der zeilengerechten Stellung des Aufzeichnungsträgers nach jeder Anhaltung erforderlich ist und eine Zeilenmarkierung desselben entfällt. Durch die über den gesamten Einzugsweg gleichmäßig verteilten Korrekturen, von denen jede nur der kleinsten mittels der Einzugsvorrichtung ausführbaren Wegstrecke entspricht, wird die Anzahl der zu korrigierenden Zeilenabstände ein Minimum.

Fortschrittlich an der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist weiterhin deren Anpassung an die sich ändernden Frequenzen des treibenden Schrittmotors.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Univibrator aus ersten und zweiten Torschaltungen (Nand-Glied, Und-Glied) mit einem nichtkapazitiven Rückkopplungsweg, in dem ein symmetrisch getastetes Flip-Flop eingeschaltet ist, dessen Ausgang den Ausgang des Univibrators bildet, und daß an der dem Flip-Flop vorgeschalteten ersten Torschaltung die Taktimpulse, ein verzögertes Freigabesignal sowie der über einen Kondensator geführte Ausgang der zweiten Torschaltung anliegen.

Die die Taktfrequenz steuernde Zeit-Spannungsfunktion ist an die Basis eines ersten Transistors, dessen Koll^ktor-Emitter-Strecke im Aufladungsstrompfad von zwei Kopplungskondensatoren des Multivibrators liegt, und an die Basis eines zweiten Transistors geführt, dessen Kollektor-Emitter-Strecke im Aufladestrompfad eines dritten Kopplungskondensators des Univibrators liegt. Weiterhin ist das Freigabesignal an die Torschaltungen des Multivibrators und des Univibrators sowie als statisches Setzsignal an das Flip-Flop geführt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, dem eine Schaltungsanordnung entsprechend der Zeichnung zugrunde gelegt ist.

hi Die Ansteuerung von Schrittmotoren erfolgt über Taktimpulse, welche die Frequenz bzw. die Umdrehungszahl des Schrittmotors bestimmen. Die Erzeugung der Taktimpulse findet in Generatoren, wie astabilen

Kippstufen, statt, deren Frequenz über geeignete Eingangsfunklianen, wie z. B. Zeit-Spannungsfunktionen, gesteuert wird, wobei der Verlauf dieser Steuerfunktionen der Zeit-Grenzfrequenzkurve des Schrittmotors im Anlauf-, Betriebs- und Verzögerungsfrequenzbereich zu entsprechen hau

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besteht aus einem Multivibrator 1, einem Univibrator 2 mit einem symmetrisch getasteten Flip-Flop 3, einem diesem nachgeschiheten Und-Glied K 1, dessen Ausgang T' einem als Zeileniakterzeuger wirkenden Untersetzer 4 (Ausgang TZ) zugeführt ist. Die von einem Ausgang T des Multivibrators I gelieferten Taktimpulse sind über eine Schrittmotorsteuerung 5 einem Schrittmotor 6 zugeleitet. Dem Einzugsweg zwischen zwei Buchungszeilen ist eine bestimmte Anzahl von Schrittmotortakten zugeordnet Zur weiteren Verarbeitung in nicht dargestellten Einrichtungen wird nach Ablauf der genannten Anzahl von Schrittmotortakten über den Untersetzer 4 ein Zeilentaktimpuls abgegeben (Ausgang TZ).

Beim Betrieb von Einzugsvorrichtungen treten u. a. Verschleißerscheinungen und Fertigungstoleran/.en an den Transportrollen auf, die deren Durchmesser verkleinern. Dies hat auf Grund der vorgegebenen Anzahl von Schrittmotortakten für eine Buchungszeile zur Folge, daß der Einzugsweg der Karte geringer ist, als dies entsprechend der einzuziehenden Zeilen erforderlich wäre. Beim Einsatz entsprechender Geräte wird sich dieser Fehler mit der Betriebsdauer vergrö-Bern. Weitere Einzugsfehler entstehen durch die Fertigungstoleranzen der Transportrollen. Das der erfindungsgemäßen Einrichtung zugrundeliegende Prinzip geht daher von einem mit einer Sicherheit behafteten Maximaldurchmesser der Transportrollen aus, der dem fehlerfreien Einzug entspricht.

Die an einem Eingang V anliegende Steuerfunktion sowie ein binäres Freigabesignal (Eingang F) sind an den Multivibrator 1 und an den Univibrator 2 geführt. Die Schaltungsanordnung ist an den negativen Pol — Uc einer ersten Uiid an den negativen Pol — Ui einer zweiten Betriebsspannungsquelle angeschlossen, deren positive Pole + U auf Massepotential gelegt sind. Für die Potentiale gilt: — Uc < — Ui, wobei der Potentialunterschied zwischen — t/cund - Ui klein ist gegenüber dem Potentialunterschied zwischen — Urwnd + U.

Der Multivibrator 1 besteht in bekannter Weise aus Torschaltungen (Nand-Glieder NANDi, NAND 2; Und-Glied K2), die über Kondensatoren Ct; C2 rückgekoppelt sind. Die Bückkopplung des Und-Gliedes K 2 mit dem Eingang cies Nand-Gliedes NAND I erfolgt über einen Transistor 7*1, dessen Emitter mit dem positiven Pol + U der Betriebsspannungsqueile (weiterhin mit BS bezeichnet) verbunden ist und dessen Kollektor über den Kondensator Ci am Eingang des <3^r> Nand-Gliedes NAND 1 liegt. Der Aufladestrompfad des Kondensators Ci wird von einem Widerstand Wl, den Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren Ti und 7"2 und einer Diode D1 gebildet. Hierbei Hegt an der Basis des Transistors T2 die bereits genannte w> Steuerfunktion und an der Basis des Transistors Tl der Ausgang des Und-Gliedes K 2 an. Die Aufladungszeitkonstante für den Kondensator Ci ist hierbei über den Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T2 steuerbar. Dementsprechend ist zwecks b-, Rückkopplung der Ausgang des Nand-Gliedes NAND I an die Basis eines Transistors T3 gelegt, dessen Kollektor am positiven Pci + Uder BS angeklemmt ist und dessen Emitter über den Kondensator C7 mit dem Eingang des Nand-Gliedes NAND 2 verbunden ist. Der Aufladestromofad des Kondensators C2 läuft in der bereits genannten Weise über den Transistor T2, weiterhin über eine Diode D 2 und den Transistor T3.

Die an den Kondensatoren Ci und C2 ansteigenden Spannungen werden von den Z-Dioden ZdI und Zd2 begrenzt, die in geeigneter Richtung den Kondensator Ci und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Ti bzw. den Kondensator C2 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 7*3 überbrücken. Die Entladestrompfade der Kondensatoren Ci und C2 werden durch Widerstände W2 und W3 realisiert, die die Kondensatoren einseitig mit dem negativen Po! — U2 der BS verbinden.

Das an den Eingang Fgeführte binäre Freigabesignal (negative Logik) ist direkt an die Eingänge des Nand-Gliedes NANDi und des Und-Gliedes K 2 und über ein RC-CMA (Widerstand W 4, Kondensator C3) an einen Eingang des Nand-Gliedes NAND 2 geführt.

Der Univibrator 2 besteht in bekan'ier Weise aus Torschaltungcn mit einem nichtkapazitiven Rückkopplungsweg (Nand-Glied NAND3 und Und-Glied K3). Eine der beiden Rückkopplungen erfolgt über einen Kondensator C4, indem der Ausgang des Nand-Gliedes NAND3 κι die Basis eines Transistors Γ4 geführt ist, dessen Kollektor mit dem Potential des positiven Poles + U der BS beaufschlagt ist und dessen Emitter über den Kondensator C4 an einen Eingang der Konjunktion K 3 anliegt.

In analoger Weise zu dem Kondensator Ct und C2 erfolgt die Aufladung des Kondensators C4 über den Stellwiderstand WS, der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors TS und des Transistors Γ4. Der Entladestrompfad des Kondensators C4 wird durch den Widerstand W/6 realisiert, der den Kondensator C4 einseitig mit dem negativen Pol — Ui der BS verbindet.

Eine Z-Diode Zd3, die den Kondensator C4 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors ^T"4 überbrückt, dient der Begrenzung der ansteigenden Spannung am Kondensator C4. An das UND-Glied K 3 sind das &ZT ein RC-C\\ed W4/C3 (Eingang F) geleitete Freigabesignal und der den Schrittmotortakt führende Ausgang T des Multivibrators I als weitere Eingänge angelegt. Die Kopplung des Ausgangs des Und-Gliedes K3 mit dem Nand-Glied NAND3 erfolgt über das symmetrisch getastete Flip-Flop 3. indem dessen Eingang mit dem Ausgangssignal des Und-Gliedes K 3 beaufschlagt ist, während einer der beiden Ausgänge des Flip-Flop 3 an das Nand-Glied NAND3 geführt ist. Der zweite Eingang des Nand-Gliedes NAND3 wird von dem Freigabesignal (Eingang F) gebildet, das über einen Negator Λ/1 auch dem Setzeingang des Flip-Flops 3 anliegt. Führt dieser den Binärwert »L«, so wird der gezeichnete Ausgang des Füp-Flops 3 ebenfalls auf »L« gehalten.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt:

Im Ruhezustand hat das am Eingang F anliegende Freigabesignal den Binärwert »0«, damit sind die Torschaltungen Nand-Glied NANDi; Und-Glied K2; Nand-Glied NAND2: Nand-Glied NAND3 und Und-Glied K 3 gesperrt.

Der Multivibrator 1 und der Univibrator 2 sind ausgeschaltet. Der Ausgang Tliegt auf L-Potential. Der Ausgang des Flip-Flops 3 wird von dem negierten Freigabesignal auf L gehalten. Über das Und-Glied K 1 führt somit auch der Ausgang T L-Potential. Mit der

Anhebung des Freigabesignals am Eingang F auf »L« werden der Multivibrator 1 und der Univibrator 2 eingeschaltet. Das Und-Glied K 2 nimmt ausgangsseitig L-Potential an, da am Nand-Glied NAND2 das Freigabesignal über das WC-Glied WAIC3 verzögert auf L-Potential ansteigt. Die O/L-Flanke des Und-Gliedes K 2 wird über den Transistor Ti und den Kondensator CI zum Nand-Glied NAND I übertragen, worauf dieses den Ausgang T auf »0« sehaltet. Diese 170-Flanke am Ausgang T entspricht dem ersten Taktimpuls. Das am Ausgang des Nand-Oliedes NAND I vorhandene O-Potcntial wird über den Transistor T3 und den Kondensator C2 zum Nand-Gl'cd NAND 2 übertragen und sperrt dieses, so daß das verzögerte am Nand-Glicd NAND2 erscheinende Freigabesignal wirkungslos bleibt. Der über das genannte Ausgangspotential des Nand-Gliedes NAND 1 in den leitenden Zustand geschaltete Transistor T3 gewiirw ieisiei muiiiiil'Iii die Aufladung ucS Kondensators C2 über den bereits angeführten Strompfad. Der Kondensator C2 wird einseitig über den Transistor Γ3 auf Massepotential und andcrsseitig in Richtung auf das Potential des negativen Poles - U₁ der BS aufgeladen.

Gleichzeitig mit der Aufladung des Kondensators C2 wird die Entladung des Kondensators CI eingeleitet, ausgelöst durch die Sperrung des Transistors Ti über das an dem Und-Glied K 2 ausgangsseitig gebildete L-Potential. Die Entladung erfolgt über den Widerstand W3 und ist beendet, wenn am Kondensator CI einerseits das Potential des negativen Poles — Uc bzw. der Anode der Z-Diode Zd2 und andererseits das Potential des negativen Poles — LI2 anliegt. Wird bei der Aufladung des Kondensators C2 die Eingangsschwellspannung des Nand-Gliedes NAND2 erreicht, sehaltet dessen Ausgang und somit auch der Ausgang des Und-Gliedes K 2 auf »0«. Dieser L/0-Sprung wird über den Transistor TI. den Kondensator CI am Nand-Glied NANDi wirksam, wodurch der Ausgang T auf L-Potential gehoben wird. Damit ist die erste halbe Taktperiode vorüber. Der besagte L/0-Sprung öffnet den Transistor Ti und löst somit die Aufladung des Kondensators Cl aus. Gleichzeitig wird durch die Sperrung des Transistors 7~3 die Entladung des Kondensators C2 über den Widerstand W2 eingeleitet. Wird in Verbindung mit der Aufladung des Kondensators Cl die Eingangsschwellspannung des Nand-Gliedes NAND 1 erreicht, sehaltet dessen Ausgang 7~auf 0. Dieser L/0-Sprung entspricht dem zweiten Taktimpuls. Damit ist eine volle Taktperiode beendet, es wiederholen sich die eingangs beschriebenen Vorgänge. Die Aufladezeit der Kondensatoren Cl und C2 und damit die Frequenz der Taktimpulse am Ausgang T wird hierbei über den vom Verlauf der Zeit-Spannungsfunktion am Eingang V steuerbaren Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T2 bestimmt.

Mit der Einschaltung des Multivibrators 1 über das an den Eingang F gegebene Freigabesignal (Binärwert »L«) gelangt auch der Univibrator 2 in Arbeitsbereitschaft. Resultierend aus dem vorherigen, der Ruhestellung entsprechenden Binärwert des Freigabesignals führt der Ausgang des Flip-Flops 3 »L«. Die Taktimpulse des Ausganges T erscheinen in gleicher Form am Ausgang T. Das Freigabesignal sehaltet mit seinem Binärwert L den Ausgang des Nand-Gliedes NAND 3 auf O-Potential. Damit wird der Transistor Γ4 geöffnet, die Aufladung des Kondensators C4 und die Haltezeit des Univibrators 2 beginnen. Die Polential verläufe am Kondensator C4 während der Auf- und Entladung gestalten sich in ähnlicher Weise, wie die bereits für die Kondensatoren Cl und C2 erläuter wurde. Wird mit der Aufladung des Kondensators C4 die Eingangsschwellspannung des Und-Glicdes K 3 erreicht, so nimmt deren Ausgang L-Potential an, sofern das Taktsignal des Ausganges T L-Potential hat bzw. sobald die O/L-Flanke desselben erscheint. Die folgend L/0-Flanke des Taktsignals trigger! das Flip-Flop 3 dessen Ausgang demzufolge auf O-Potential umschallet Die Hallezeit ist beendet, das Und-Glicd Ki wird gesperrt. Diese L/0-Flanke ist somit der letzt Taktimpuls des Ausgangs T. der auch am Ausgang T erscheint. Die Taktimpulse am Ausgang T werden nunmehr unterdrückt, d. h. der Schrittmotor 6 läuft entsprechend der Frequenz der am Ausgang erscheinenden Taktimpulse weiter, die Taktimpulse ei ι triclici'i

bedeutet, die Erzeugung des Zeilentaktes am Ausgang TZ wird um die von dem Und-Glicd K 1 gesperrten Taktimpulse verzögert. Da die Zeilentakte nich beschriebener Einrichtungen den Einzug jeweils eine weiteren Zeile anzeigen, bewirkt die dargestellte Taktunterdrückung eine Vergrößerung des Zeilenab Standes, indem der betreffenden Zeile ein bzw. mehrere Schrittmotnrtaktc zusätzlich zur vereinbarten Anzahl zugefügt v, irden. Die Zeitintervalle der Taktunterdrük kung. d. h. der Vergrößerung des Zeilenabstandes, sind hierbei durch die Haltezeit des Univibrators 2 bestimmt Ist es zur Korrektur des Einzugsfihlers erforderlich jeden n-ten Takt am Ausgang T'zu unterdrücken, so is der Zeitpunkt bis zur Erreichung der Eingangsschwell spannung des Und-Glicdes K 3 am Kondensator C' zwischen der (n—2)- und der (n— l)-ten L/0-Taktflankc des Taktimpulses zu legen. Die (n— l)-te L/0-Taktflankc ist dann, wie bereits angeführt, die letzte am Ausgang T erscheinende Taktflanke. Die durch diese bewirkte Umschaltung des Flip-Flops 3 bewirkt außerdem die Sperrung des Nand-Gliedes NAND3 und damit dk Schaltung des Transistors Γ4 in den hochohmiger Bereich. Die Umschaltung des Transistors Γ 4 leitet dk Entladung des Kondensators C4 und damit den Beginr der Erholzeit des Univibrators 2 ein. Die Entladezeit de Kondensators C4 hat sich hierbei innerhalb de Zeitintervalls zwischen (n-i)-ter und n-ter L/0-Takt flanke zu bewegen, sofern nur ein Taktimpuls, nämlicl der n-te. unterdrückt werden soll. Die /Me L/0-Flank( wird über das Und-Glied K 1 unterdrückt. Gleichzeitij mit dem Auftreten dieser Taktflanke erscheint an Ausgang des Und-Gliedes K 3 ein L/0-Sprung, der ja Flip-Flop 3 erneut triggert und damit das Und-Glied K öffnet, so daß nachfolgende Taktimpulse das Und-Gliec K1 wieder passieren können, bis nach Ablauf de Haltezeit des erneut angekippten Univibrators 2 di( wiederholte Unterdrückung der η-ten L/0-Taktflank bewirkt wird.

Ober den Stellwiderstand WS erfolgt die Einstellunj der Haltezeit des Univibrators 2. Die Anzahl der diese Haltezeit entsprechenden Taktimpulse bleibt hierbe konstant, da bei einer Änderung der Frequenz de Multivibrators 1 (Veränderung der Aufladezeit de Kondensatoren Cl und C2) auch die Haltezeit de Univibrators in entsprechendem Maße verändert wire Dies geschieht über die Transistoren T2 und Γ5, ai deren Basis die frequenzsteuernde Zeit-Spannungsfunk tion des Einganges Vgleichermaßen anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   t. Schaltungsanordnung zur Korrektur von Wegfehlern bei einer Ein?:ugsvorrichtung mit einem elektrischen Schrittmotor, bei der die Frequenz der den Schrittmotor treibenden und von einem Multivibrator erzeugten Taktimpulse von einer Zeit-Spannungsfunktion steuerbar ist, wobei eine festgelegte Anzahl von Taktimpulsen dem einer Zeile entsprechenden Einzugsweg zugeordnet ist und die Korrektur durch Anlage zusätzlicher Einzelimpulse an den Schrittmotor erzielbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schrittmotor (6) zugeführten Taktimpulse weiterhin über eine Torschaltung (Und-Glied KX) einem Zeilentakte bildenden Untersetzer (4) zugeführt sind und die Torschaltung (Und-Glied K X) vom Ausgang eines Univibrators betätigbar ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Univibrator (2) aus ersten und zweiten Torschallungen (Nand-Glied NAND3, Und-Glied K 3) mit einem nichtkapazitiven Rückkopplungsweg besteht, in dem ein symmetrisch getastetes Flip-Flop (3) eingeschaltet ist, dessen Ausgang den Ausgang des Univibrators (2) bildet, und daß an der dem Flip-Flop (3) vorgeschalteten ersten Torschaltung (Und-Glied K 3) die Taktimpulse, ein verzögertes Freigabesignal sowie der über einen Kondensator (C'\) geführte Ausgang der zweiten Torschaltung (NAND 3) anliegen.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Taktfrequenz steuernde Zeit-Spannungsfunktion an die Basis eines ersten Transistors (T2), dessen Kollektor- Emitter-Strecke im Aufladungsstrompfad von zwei Kopplungskondensatoren (CX; C2)des Multivibrators(I) liegt und an die Basis eines zweiten Transistors (TS) geführt ist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke im Aufladestrompfad eines dritten Kopplungskondensators (C 4) des Univibrators (2) liegt.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabesignal an die Torschaltungen (Nand-Glieder NANDX, NAND3 und Und-Glied K2) des Multivibrators (1) und des Univibrators (2) sowie als statisches Setzsignal an das Flip-Flop (3) geführt ist.