DE2610756C3

DE2610756C3 - Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Plattentellers

Info

Publication number: DE2610756C3
Application number: DE2610756A
Authority: DE
Inventors: James Conrad Indianapolis Ind. Schopp
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-03-15
Publication date: 1981-07-16
Also published as: FR2304986A1; US3983316A; CA1063727A; PL116686B1; JPS556272B2; DE2610756A1; JPS51139304A; GB1529393A; DE2610756B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Plattentellers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für einen Bildplattenspie- !er.

Bei Bildplattensystemen muß eine vorbestimmte Geschwindigkeitsbeziehung zwischen der Aufzeichnungsplatte und dem Signalabnehmer eingehalten werden, damit eine genaue Wiedergabe der aufgezeichneten Signale erzielt wird. Eine solche vorbestimmte Geschwindigkeit sowie vorgeschriebene Toleranzgrenzen sind auch deshalb notwendig, damit sichergestellt wird, daß die abgespielte Horizontal- und Vertikalsynchronisierinformation stabil und innerhalb des Mitziehbereiches der Ablenkstufen des Fernsehempfängers bleibt Ferner muß, wenn es sich bei der aufgezeichneten Information um ein Farbfernsehsignal mit in Form eines modulierten Trägers aufgezeichneter Farbartinformation handelt, das abgespielte Signal stabil und innerhalb des Mitziehbereiches der Farbverarbeitungsschaltungen des Abspielsystems bleiben, damit die Farbphasenverzerrung minimalisiert wird. Die Fehler der Relativgeschwindigkeit zwischen Signalab-

' nehmer und Aufzeichnungsplatte könnten an sich durch

J5 hohe Präzision bei der Konstruktion und den verwendeten Bauteilen und -elementen herabgesetzt werden. Das würde jedoch zu aufwendig sein, und außerdem würde die Abnutzung der Bauteile im Betrieb ständige Nachstellungen erforderlich rnactv-n. Es ist daher ein billiges System erwünscht, das die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers automatisch auf dem vorbestimmten Sollwert hält.

Aus der DE-OS 23 12 965 ist ein Drehzahlregler für einen Bildplattenspieler bekannt, dessen Plattenteller mit einer Drehzahl angetrieben wird, die über der der Sollgeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl liegt. Der Plattenteller enthält einen leitenden Teil, der nach dem Wirbelstromprinzip bremst. Eine Signalverarbeitungsschaltung liefert ein zeilenfrequentes Signal. Durch

w Vergleich des um eine feste Zeitspanne verzögerten zeilenfrequenten Signals mit dem unverzögerten Signal wird ein Fehlersignal gebildet, das die Drehzahl des Plattentellers im Sinne einer Verringerung der Abweichung zwischen Ist- und Soll-Geschwindigkeit steuert.

Da bei dem bekannten System zur Bestimmung der Geschwindigkeitsabweichung Synchronisierimpulskomponenten des Videosignals verarbeitet werden, also zur Drehzahlregelung die von der Platte abgespielte Videoinformation notwendig ist, ist beim Einschalten und Anlaufen des Gerätes eine einwandfreie Regelung erst möglich, wenn der Signalabnehmer richtig in der die Videoinformalion enthaltenden Rille läuft. Außer während dieser Anlaufzeit kann sich eine willkürliche Regelung infolge der Abwesenheit von Signalen am

^h"> Ausgang des Signalabnehmers auch unter bestimmten anderen Voraussetzungen ergeben, beispielsweise bei Signalausset/.ern der Platte oder bei Intervallen zwischen Plattenwechseln usw.

Aus der DE-AS 22 39 072 ist eine Schaltungsanordnung zum Steuern des Synchronmotor z, B, eines Plattenspielers bekannt, bei der zur einwandfreien Gleichlaufregelung bei niedrigen Drehzahlen die Frequenz eines Festfrequenzgenerators mit einer zur *> Drehzahl proportionalen Frequenz verglichen wird, die von einem mit dem Synchronmotor phasenstarr gekoppelten Tachometer erzeugt wird. Durch dieses System können die oben erläuterten Probleme nicht behoben werden. Bei Systemen, bei denen das iü Fehlersignal aufgrund eines Frequenzvergleichs erzeugt wird, ist außerdem das Fehlersignal eine Funktion des Drehgeschwindigkeitsfehlers. Wegen dieser Notwendigkeit eines Drehgeschwindigkeitsfehlers für die Gewinnung des Fehlersignals arbeiten diese Systeme normalerweise mit einem Restfehler.

Aus der US-PS 36 00 508 ist bereits ein Drehzahlsteuersystem für das Kopfrad eines Magnetbandgerätes zum Aufzeichnen und Abspielen von Videosignalen bekannt, bei welchem zur Erzeugung eines Fehlersignals Tachoimpulse, die photoelektrisch entsprechend der Drehzahl des Kopfrades erzeugt Werdet;, phasenmäßig mit einer sägezahnförmigen Bezugsschwingung verglichen werden. Ein hierfür vorgesehener Phasendetektor steuert ein Wirbelstrom-Bremssystem, welches das Kopfrad auf der richtigen Geschwindigkeit hält Die Bezugsschwingung wird bei diesem bekannten System bei der Aufzeichnung aus den Vertikalsynchronisierimpulsen des Videosignals abgeleitet und hat dann die gleiche Frequenz wie die Tachoimpulse (60 Hz); bei der Wiedergabe wird die Bezugsschwingung dagegen in Abhängigkeit von der Netzspannung erzeugt

Eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl des mit einer Wirbelstrombremse versehenen Kopfrades eines Bandgerätes, die im übrigen eine Einrichtung der vorliegenden Art entspricht, ist aus der Zeitschrift »Funkschau«, 1972, Seiten 783/784 und 833/834, bekannt Der Bezugsoszillator der bekannten Einrichtung wird von der Netzfrequenz gesteuert und erzeugt mittels eines Teilers eine der Tachoimpulsfrequenz «o entsprechende Frequenz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, die mit geringem Aufwand und ohne Abhängigkeit von dem am Ausgang des -»5 Signalabnchmers erzeugten Signal «ine schnelle Einregelurtg ermöglicht

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Aufgrund der höheres. Frequenz der Bezugsschwin- so gung wird erfindungsgemäß die Einregeldauer (Mitnahmezeit) des Systems herabgesetzt. Dieser Vorteil wird ohne erheblichen Aufwand erreicht, weil der verwendete Oszillator bereits für einen anderen Zweck vorhanden war.

Gegenüber bekannten Systemen, die mit Frequenzdiskrimination arbeiten, hat die Erfindung den Vorteil, ohne einen Restfehler auszukommen, weil das Fehlerkorrektursignal aufgrund eines Phasenvergleichs gewonnen wird. Das Fehlersignal ist eine Funktion des «> Unterschiedes zwischen den Phasen (d.h. den Integralen der Frequenz) des Ausgangssignals und des Bezugssignals und kann als Funktion der Phasendifferenz ohne Drehgeschwindigkeitsfehler gewonnen werden. '■'·

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelner erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eins Blockschaltschema der Regeleinrichtung, Fig.2 ein teilweise in Blockform dargestelltes Schaltschema der Einrichtung nach Fig-1,

Fig-3 Signalverlaufsdiagramme für einen Teil der Schaltungsanordnung nach F i g, 1 und 2 und

Fig.4 Signalverlaufsdiagramme für den restlichen Teil der Schaltung nach F j g. 1 und 2 mit Darstellung der Ablauffolge am Beginn und am Ende eines Abspielzyklus.

Fig. 1 zeigt eine Plattenspieieranordnung mit einer Laufwerkplatte, auf der ein Plattenteller 10 drehbar gelagert ist Die Plattenspieleranordnung eignet sich für bekannte Bildplattensysteme, ζ. Β. gemäß der eingangs genanten US-PS 38 42 194. Auf die Oberfläche des Plattentellers 10 ist eine Aufzeichnungsplatte 11 auflegbar. Ein Signalabnehmer 12 mit einer leitenden Oberfläche ist in eine Informationsrille auf der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte, 11 einsetzbar. Ein Antriebsmechanismus mit einem Motor 13 und einem Riemen 14 treibt den Plattenteller 10 an, so daß eine Relativbewegung zwischen der Aufzeichnungsplatte 11 und dem Signalabnehmer 12 entstein.

Wie bereits erwähnt, ist bei Systemen der oben beschriebenen Art für die genaue Wiedergabe der aufgezeichneten Signale eine vorbestimmte Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Aufzeichnungsf/ratte 11 und dem Signalabnehmer 12 erforderlich. Der Plattentellermotor 13 treibt den Plattenteller 10 über den Riemen 14 mit einer Drehgeschwindigkeit oberhalb des vorbestimmten Sollwertes an. Eine Bremsvorrichtung 16, die auf ein Fehlersignal anspricht (wie noch erläutert wird), ist an den Plattenteller 10 angekoppelt um dessen Drehung auf dem vorbestimmten Sollwert zu halten. Als Antriebsmotor für den Plattenspieler ist z.B. der in der US-Patentschrift 38 48 146 beschriebene Synchronmotor geeignet. Ein geeigneter Antriebsriemen für den Plattenspieler ist in der US-Patentschrift 38 73 765 (vom 25.3.1975) gezeigt Ein geeignetes Bremssystem für den Plattenspieler ist in der US-Patentschrift 38 29 612 angegeben.

Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung für den Plattenteller ist, kurz gesagt wie folgt: Die Ausgangssignale einer Drehzahlgeberanordnung 17 und einer Bezugsschwingungserzeugeranordnung 18 werden einer Regelschaltung 19 zugeleitet Dar Ausgangssignal der Drehzahlgeberanordnung 17 besteht aus einer Folge von rechteckförmigen Tacho- oder Meßimpulsen, deren Folgefrequenz eine Funktion der Ist-Drehgeschwindigkeit des Plattentellers ist. Die Meßimpulse haben eine vorbestimmte Folgefrequenz (beispielsweise 9.4925 Hz), wenn der Plattenteller sich mit der vorbestimmten Sollgeschwindigkeit dreht (z. B. 7,4925 U. p. S.). Das Ausgangssignal der Bezugsschwingungser-/eugeranordnung 18 ist eine sägezahnförmige Bezugsschwingung mit einer Frequenz (beispielsweise 97,4026 Hz), die gleich einem Vielfachen (·*,·. B. 13) der vorbestimmten Frequenz (im vorliegenden Fall 7,4925 Hz) der Meßimpulse ist Die Regelanordnung enthält eine Abtust- und Halteschaltung 20 und einen Leistungsverstärker 21. Die Abtast' und Halteschaltung 20 ermittelt die Größe der Bezügsschwingung wahrend des Auftretens der einzelnen Tachoimnutoe und hält diese Größe fest, um ein Drehgeschwindigkeits-Fehlersignal zu gewinnen. Die Größe dieses Fehlersignals ist eine Funktion de Phasenabweichung zwischen der Tachoimpulsfolge und der Bezugsschwingung. Das Fehlerkorrektursignal wird vom Leistungsverstärker 21 verstärkt und der Bremsvorrichtung 16 zugeleitet. Die

Bremsvorrichtung beeinflußt den Antriebsmechanismus in einem solchen Sinne, daß die Plattentellerdrehung im wesentlichen auf dem vorbestimmten Sollgeschwindigkeitswert gehalten wird.

An den Leistungsverstärker 21 ist eine Folgesteueranordnung 22 mit einer Bremslöse-Schaltung 23 und einer Bremsanzieh-Schaltung 24 angekoppelt. Beim anfänglichen Einschalten des Plattenspielers macht die Bremslöse-Schaltung die Bremsvorrichtung 16 für ein kurzes Zeitintervall (beispielsweise 5 Sekunden) unwirksam, damit der Motor 13 den Plattenteller 10 auf die erforderliche Drehgeschwindigkeit bringen kann. Beim Abschalten des Plattenspielers am Ende eines Abspielzyklus beschickt die Bremsanzieh-Schaltung 24 den Leistungsverstärker 2t mit einem Signal, das eine maximale Bremskraft auslöst, so daß der Pliittenteller 10 von seiner hohen Drehgeschwindigkeit schnell zum Stillstand gebracht wird.

Wie im Schaitsc'nema nach F i g. 2 gezeigt, ist ein ferromagnetischer Einsatz 25 im Rand des Plattentellers 10 angebracht. In Aufrichtung mit dem Rand des Plattentellers 10 ist ein Magnetfühler 26 angeordnet. Der Magnetfühler besteht aus einem Permanentmagneten 28 mit einer aufgewickelten Spule 29. Wahrend der Umdrehung des Plattentellers bewirkt das Vorbeilaufen des ferromagnetischen Einsatzes 25 am Magneten 28. daß der magnetische Widerstand des magnetischen Flußweges kurzzeitig abfällt und folglich der Magnetfluß für ein kurzes Zeitintervall ansteigt. Diese Flußänderung induziert in der Spule 29 eine elektromotorische Kraft, die am Kondensator 30 erscheint und deren Größe der Änderungsgeschwindigkeit des Magnetflusses proportional ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird pro Umdrehung des Plattentellers 10 je ein Impuls erzeugt.

Die am Kondensator 30 des Impulsformers 27 (Fig. 2) erscheinende Spannung (Signalverlauf A in F ι g. 3) wird über einen Kondensator 31 auf die Basis eines Transistors 32 mit geerdetem Emitter gekoppelt (Signalverlauf B in F i g. 3). Zwischen einer Betriebsspannungsquelle (-ι-1 5 V) und der Basis des Transistors 19 ¹IAOt pin Vr»r^nannu.-irlArQlanH 11 7u/krhpn Hpr

Betriebsspannungsquelle und dem Kollektor des Transistors 32 liegt ein Lastwiderstar.d 34 Der Transistor 32 ist normalerweise leitend und wird während des negativ gerichteten Teils der induzierten EMK (elektromotorischen Kraft) gesperrt. Die Ausgangsspannung am Kollektor des Transistors 32 (Signalverlauf C in F i g. 3) wird über einen Kondensator 36 und einen Widerstand 37 auf den Emitter eines Transistors 35 mit geerdeter Basis gekoppel". Zwischen dem Emitter des Transistors 35 und Masse liegt ein Vorspannwiderstand 38. Ein Lastwiderstand 39 koppelt den Ausgang des Transistors 35 (Signalverlauf D in Fig. 3) auf den Anschluß 5 der Abtast- und Halteschaltung 20. Der Transistor 35 ist normalerweise gesperrt, leitet jedoch kurzzeitig, wenn der Transistor 32 gesperrt w ird.

Der Bezugsschwingungserzeuger besteht aus einem Oszillator 98. einem Frequenzteiler 99. der auf die Ausgangsschwingung des Oszillators anspricht, und einem Integrator (Integrationsschaltung) 100. der auf das Ausgangssigna! des Frequenzteilers anspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Oszillator 98 ein Quarzoszillator mit einer Arbeitsfrequenz von 3 579 5^5 Hz. der im Plattenspielers» Mem zur Verwendung in Verbindung mit ein·:" Farbstabiüsationsschaltung enthalten ist. Der Frequenzteiler enthält (a) vier --Bit-Binärzär'er (41 bis 44). deren jeder aus vier Haupt-Neben-Flipflops in solcher Verschaltung, daß die Eingangsfrequenz durch 16 geteilt wird, besteht, (b) ein 8-eingängiges Positiv-NAND-Glied 45 und ein 2-eingängiges Vierfach-Positiv-NAND-Glied 46. Für die Zähler 41 bis 44, das NAND-Glied 45 und das NAND-Glied 46 können bekannte integrierte Schaltungen verwendet werden. Der Frequenzteiler 99 dividiert die Eingangssignalfrequenz von 3 579 545 Hz durch 36 750, so daß ein Ausgangssignal mit der Frequenz von 97.4026 Hz entsteht (d.h. 13mal der vorbestimmten Sollfrequenz 7.4925 Hz der Meßimpulsfolgc). F.in Vielfaches größer als 1 wurde gewählt, weil dadurch die Mitnahmezeit des Systems in wünschenswerter Weise verringert wird. Wählt man jedoch das Vielfache zu groß, so wird die Stabilität des Systems gefährdet. Fs wurde gefunden, daß die Wahl des Wertes 13 zufriedenstellende Betriebsresultate ergibt und zugleich die Vereinfachung des Drehgeschwindigkeitsregelsy-Mcrtis ei mögin-iii. Die gi ünu.Säi/iiCuc Arbeitsweise der Frequenzteilerschaltung ist wie folgt: Vier Zähler sind in Reihe geschaltet, und jeder Zähler erzeugt bei jedem 16. Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls. Die maximale Abzählkapazität der vier Zähler ist 65 536 (16 χ 16 χ 16 χ 16 = 65 536). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die maximale Abzählkapazität nicht vollständig ausgenützt. Das 8-eingängige Positiv-NAND-Glied 45 und das 2-eingängige Vierfach-Positiv-NAND Glied 46 nehmen zusammen die Abzählung von 36 750 wahr und stellen dann die vier Zähler 41 bis 44 zurück. Das heißt, der Frequenzteiler erzeugt für je 36 750 Eingangsimpulse einen Ausgangsimpuls. Das binäre oder duale Äquivalent der Dezimalzahl 36 750 ist 1000. 1111. 1000. 1110. Die umgekehrte Reihenfolge (niedrigststellige Ziffer zuerst, dann die zweitniedrigste und so fort) des binären Äquivalents der Dezimalzahl 36 750 ist Olli. 0001. 1111. OOOl. Jedesmal wenn daher das Ausgangssignal an den Anschlüssen 11, 9, 8 des ersten Zählers 41. am Anschluß Il des zweiten Zählers 42. an den Anschlüssen 1, 11, 9, 8 des dritten Zählers 43 und am Anschluß 11 des vierten Zählers 44 zu »I« wird, werden die Zähler auf Null zurückgestellt und wipHprholt sirh die Folee von Voreäneen. Wenn die 8-Ausgänge der Zähler 41, 42 und 43 den Wert »I« annehmen, so nimmt der Ausgang des NAND-Gliedes 45 den Wert »0« an. Das 2-eingängige Vierfach-NAND-Glied 46 enthält Inversionsglieder 47 und 49 sowie ein NAND-Glied 48. Wenn der Ausgang des 8-eingängigen NAND-Gliedes 45 den Wert »0« annimmt, so nimmt der Ausgang des Inversionsgliedes 47 den Wert »1« an. Der Ausgang des Inversionsgliedes 47 und der Anschluß 11 des Zählers 44. der beim Zählwert 36 750 den W_tr( »I« hat. sind an das NAND-Glied 48 angekoppelt. Wenn beide Eingänge des NAND-Gliedes 48 den Wert »1« haben, so wird sein Ausgangswert »0«. Die Ausgangsgröße des NAND-Gliedes 48 wird vom Inversionsglied 49 umgekehrt und dann den Rückstelleingängen der vier Zähler 41 bis 44 zugeleitet. Wenn daher die entsprechenden Anschlüsse der vier Zähler 41 bis 44 den Wert »1« annehmen, so werden vom NAND-Glied 45 und vom NAND-Glied 46 der Zustand als solcher wahrgenommen und die vier Zähler der Reihe nach zurückgestellt, so daß sich der ganze Ablauf wiederholt. Die Ausgangsgröße des Frequenzteilers 99 ist durch den Signalverlauf E in Fig. 3 dargestellt und hat eine Frequenz von 97.4026 Hz.

Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 99 gelangt über einen Widerstand 50 zu einem zwischen der Basis eines emittergeerdeten Transistors 52 und Masse

liegenden Widerstand 51. Der Kollektor des Transistors 52 ist über einen Lastwiderstand 53 an die Betriebsspannungsquelle (+ 15 V) angeschlossen. Der normalerweise gesperrte Transistor 52 leitet, wenn der positive Impuls an seiner Basis erscheint. Der Ausgang des Transistors 52 (Signalverlauf Fin Fi g. 3) ist über einen Widerstand 54 an die Basis eines Transistros 55 angekoppelt. Der Emitter · fes Transistors 55 ist an die Betriebsspannungsquelle (+ 15 V) angeschlossen. Der Transistor 55 leitet, wenn der Transistor 52 leitet, und lädt über einen Widerstand 57 einen Kondensator 56 auf (Signalverlauf G in Fig. 3). Über den Kondensator 56 ist eine Begrenzungsdiode 58 geschaltet, die verhindert, daß die Spannung am Kondensator negativer wird als der Spannungsabfall der Diode. Wenn der Transistor 55 gesperrt ist. zwischen Eingangsimpulsen vom Frequenzteiler, entlädt sich der Kondensator 56 (Signalverlauf G in Fig. 3) über einen verhältnismäßig großen WiderSpannung wird auf die Hiisis eines Transistors 73 in der Bremsvorrichtung 16 gekoppelt. Die am Emitter des Transistors 68 erscheinende Spannung wird über Widerstände 76, 77 und einen Kondensator 78 auf den Kollektor des Transistors 75 gekoppelt.

Die Bremsvorrichtung 16 enthält, kurz gesagt, eine Magnetfelderzeugervorrichtung 79, die bei dem leitenden Plattenteller, der mit einer Geschwindigkeit oberhalb des vorbestimmten Sollwertes angetrieben wird, angeordnet ist und von einem Transistor 75 betätigt wird, der auf das Drehgeschwindigkeits-Fehlersignal (Signals erlauf Win Fig. 3) anspricht. Die Größe des Fehlersignals ist eine Funktion der Phasenabweichiing zwischen der Tachoimpulsfolge und der Bezugsschwingung. Das resultierende Magnetfeld induziert Wirbelströme im leitenden Plattenteller 10. wodurch eine Bremskraft erzeugt wird, die der Drehung des Plattentellers in einem solchen Sinne entgegenwirkt.

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Sollgeschwindigkeitswert gehalten wird. Über die Magnetfelderzeugervorrichtung 79 ist eine Diode 80 geschaltet, die verhindert, daß eine hohe Rückschlagspannung die Felderzeugervorrichtung beschädigt.

Wie bereits erwähnt, ist die Größe des Drehgeschwindigkeits-Fehlersignals eine Funktion der Phasenabwcichung zwischen der Tachoimpulsfolge (Signalverlauf D) und der Bezugsschwingung (Signalverlauf G). Die Momentanfrequenz der Tachoimpulse ist proportional (hier im Verhältnis 1 : I) der Ist-Drehgeschwindigkeit des Plattentellers 10. Die Meßimpulse treten mit der vorbestimmten Frequenz auf. wenn der Plattenteller 10 sich mit der vorbestimmten Sollgeschwindigkeit dreht. Die sägezahnförmige Bezugsschwingung hat eine Frequenz, die ein Vielfaches (hier 13) der vorbestimmten Frequenz ist. Die dem Signalverlauf G in F i g. 3 entsprechende Bezugsschwingung hat vorzugsweise einen (ansteigenden) Rampenteil, der relativ steiler ist als der (abfallende) Schrägteil. Eine solche Form ist wünschenswert, um sicherzustellen, daß das System bestrebt ist. sich im stationären Betrieb auf dem Schrägteil statt auf dem Rampenteil einzuspielen. Die Abtast- und Halteschaltung 20 ermittelt den Wert der Bezugsschwingung jeweils während des Auftretens der einzelnen Tachoimpulse. Im stationären Zustand dreht sich der Plattenteller 10 mit der vorbestimmten Geschwindigkeit. In der Tachoimpulsfolge (Signalverlauf Din F i g. 3) tritt je ein Impuls bei jeder dreizehnten Bezugsschw ingungsperiode (Signalverlauf C in F i g. 3) auf; die Tachoimpulse würden jeweils ungefähr in der Mitte der entsprechenden Bezugsschwingungs-Schrägteile liegen, und die Größe des Fehlersignals würde dem voi bestimmten Pegel entsprechen, wie im Signalverlauf H nach F i g. 3 gezeigt. Der Motor 13 (F i g. 1) treibt den Plattenteller 10 stetig mit einer Drehgeschwindigkeit oberhalb des vorbestimmten Sollwertes an. Der vorbestimmte Pegel des Fehlersignals würde die Bremsvorrichtung 16 veranlassen, den Plattenteller 10 mit dem erforderlichen Betrag an Bremskraft zu beaufschlagen, so daß die Plattentellerdrehung gegen das Schneliaufbestreben des Motors auf dem vorbestimmten Geschwindigkeitswert gehalten wird. Es sei jetzt angenommen, daß durch eine äußere Störung die Plattentellergeschwindigkeit geringfügig erhöht wird. Wäre die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers richtig, so würde der nächste Meßimpuls in der Mitte der entsprechenden Bezugsschwindung (z. B. der 26. in F i g. 3) liegen. Wegen der Erhöhung der Plattentellergeschwindigkeit würde jedoch der nächste Tachoimpuls

.Senkenspannung (von -15 Volt), bis die Abfallspannung der Diode 58 erreicht ist. Die negative .Senkenspannung und der verhältnismäßig große Widerstand 59 sind vorgesehen, um eine im wesentlichen lineare Entladung zu erzielen.

Die am Kondensator 56 erscheinende Spannung (Signalverlauf G in F i g. 3) gelangt zum Anschluß 3 eines Transkonduktanz-Operationsverstärkers 60 in der Abtast- und Halteschaltung 20. Die Abtast- und Halteschaltung kann eine integrierte Schaltung mit folgender Arbeitsweise enthalten: Der Operationsverstärke. 60 verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 2 und 3 jeweils während des Auftretens der einzelnen Meßimpulse, die vom Meßimpulsgeber 17 dem Anschluß 5 zugeleitet werden. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 60 gelangt zum Anschluß G eines Feldeffekttransistors 61. Der Feldeffekttransistor kann ein Isolierschicht-Feldeffekttransistor des Typs RCA 3 N 138 (MOS/FET) sein. Der Ausgang am Anschluß 5 des Feldeffekttransistors 61 ist auf den Anschluß 2 des Operationsverstärkers 60 rückgekoppelt. Am Anschluß S des Feldeffekttransistors 61 erscheint als Auseangsspannung die Bezugsschwingungsspannung am Anschluß 3 des Operationsverstärkers während des Auftretens des Meßimpulses, abzüglich der Abfallspannung des Operationsverstärkers. Das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors 61 (Signalverlauf H in Fig. 3) erscheint an der Reihenschaltung der Widerstände 63 und 64. Mittels eines Potentiometers 65 kann die richtige Spannung gewählt werden, die dem Leistungsverstärker 21 zugeleitet werden muß. so daß die Ist-Drehgeschwindigkeit des Plattentellers anfänglich auf nahe dem vorbestimmten Drehgeschwindigkeitswert eingestellt wird.

Der Ausgang der Abtast- und Halteschaltung 20 ist über Widerstände 66 und 67 an die Basis eines Transistors 68 angekoppelt. Zwischen der Basis des Transistros 68 und Masse liegt ein Kondensator 69. Zwischen dem Emitter des Transistors 68 und Masse liegt der Vorspannwiderstand 70. während zwischen dem Kollektor des Transistors 68 und einer Betriebsspannungsq'jelle ( + 26V) der Lastwiderstand 71 liegt. Die am Kollektor des Transistors 68 erscheinende Spannung wird auf die Basis eines Transistors 72 gekoppelt. Zwischen der Betriebsspannungsquelle (+ 26 V) und dem Emitter des Transistors 72 liegt ein Vorspannwiderstand 73. und zwischen Masse und dem Kollektor des Transistors 72 liegt ein Lastwiderstand 74. Die am Kollektor des Transistors 72 erscheinende

tatsächlich etwas früher auftreten (hoher oben am Schrägteil), und die Größe des lehlerkorrektursignals Fehlersignals (in F i g. 3 als »hoch« gezeigt) würde über den vorbestimmten Pegel ansteigen. Durch die erhöhte Größe des Fehlersignals würde die Bremskraft im Sinne einer Zurückbri.igung der Plattenteller-Drehgeschwindigkeit auf den vorbestimmten Sollwert erhöht. Würde die Plattenteiierdrehung durch die äußere Störung weiterhin über dem vorbestimmten Sollgeschwindigkeitswert gehalten, so würde der nächste Meßimpuls noch weiter oben auf dem Schrägteil der entsprechenden Bezugsschwingung liegen, und die Größe des Fehlersignals würde noch weiter ansteigen. Es ergibt sich also ein kumulativer (integrierender) Effekt. Bei einem konstanten Drehgeschwindigkeitsfehler (/.. B. + 0.1 U. p. S.) würde das Fehlersignal, innerhalb der Grenzen der Regeleinrichtung, in seiner Größe längs der Zeitachse fortschreitend ansteigen oder sich Motor IJ ausgeschaltet bleibt, wird eine Betriebsspannungsquelle (Signalverlauf /in F i g. 4) über eine Diode 82 und einen Widerstand 83 an einen Kondensator 84 angekoppelt. Der Kondensator 84 lädt sich über die Diode 82 und den Widersland 83 auf (Signalverlauf / in F i g. 4), und die resultierende Spannung am Kondensator 84 wird über einen Widerstand 85 auf die Basis eines emittergeerdeten Transistors 81 gekoppelt. Der Transistor 81 leitet normalerweise, während der Motor 13 ausgeschaltet bleibt. Der Signalverlauf K in F i g. 4 zeigt die am Kollektor des Transistors 81 erscheinende Spannung. Wenn der Transistor 81 leitet, entlädt der Kondensator 69 des Leistungsverstärker^ 21 sich nach Masse, wodurch der Transistor 68 gesperrt und die Bremsvorrichtung 16 abgeschaltet wird. Sobald der Motor 13 anfänglich eingeschaltet wird, verschwindet die Betriebsspannung (Signalverlauf /nach F i g. 4) am Kondensator 84, und der Kondensator entlädt sich über

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Drehgeschwindigkeitserhöhung entgegen. Andererseits wirkt die Regeleinrichtung in im wesentlichen der gleichen Weise auch jeglicher Drehgeschwindigkeitserniedrigung entgegen. Wenn sich die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers ernidrigt. so nimmt die Größe des l'ehlersignals ab. und das Fehlersignal würde, innerhalb der Grenzen des Plattenteller-Regelsystems, längs der Zeitachse weiter in seiner Größe abnehmen, wenn die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers weiter unter dem vorbestimmten Sollwert bleibt.

Wenn beim anfänglichen Einschalten der Plattenteller-Regeleinrichtung die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers oberhalb des vorbestimmten Sollwertes liegt, so würden die Tachoimpulse bestrebt sein, eine Lage höher auf den Schrägteilen der entsprechenden Bezugsschwingungen einzunehmen, wodurch die Größe des Fehlerkorrektursignals sowie die der höheren Drehgeschwind gkeit entgegenwirkende Bremskraft erhöht würde. Entsprechend würden, wenn beim anfänglichen Einschalten der Regeleinrichtung die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers unter dem vorbestimmten Sollwert liegt, die Tachoimpulse bestrebt sein, eine Lage wciler unten auf den Schräeteilen der entsprechenden Bezugsschwingungen einzunehmen, so daß die Größe der Bremskraft im Sinne einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Plattentellers auf den vorbestimmten Sollwert erniedrigt wird. Sobald also die Regeleinrichtung eingeschaltet wird, sorgt es dafür, daß der Plattenteller schnell seine vorbestimmte Sclldrehgeschwindigkeit annimmt und daß danach jeglicher Abweichung von diesem Sollwert im kompensierenden Sinne entgegengewirkt wird.

An Hand des Schaltschemas nach Fig. 2 in Verbindung mit dem Signalveriaufsdiagramm nach F i g. 4 soll jetzt die Schaltungsauslegung und Wirkungsweise der Folgesteueranordnung 22 erläutert werden. Die Bremsablöse-Schaltung 23 dient dazu, beim anfänglichen Einschalten des Plattenspielers die Bremsen für ein kurzes Zeitintervall (z. B. 5 Sekunden) abzuschalten (keine Bremskraft), um den Antriebsmotor 13 in die Lage zu setzen, die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers schnell auf die Freilaufgeschwindigkeit hochzubringen. Das anfängliche Abschalten der Bremsen ist erwünscht, damit die Anlaufzeit durch schnelles Erreichen des Betriebszustandes möglichst kurz wird und damit verhindert wird, daß der Antriebsmoior 13 übermäßige Anlaufströme von schädlichen? Ausmaß verlangt. Die Anordnung und Wirkungsweise der Bremslnse-Schaltung 23 ist wie folgt: Während der in Fig. 4). Die Diode 82 verhindert, daß der Kondensator über den Widerstand 83 entladen wird. Wenn die Spannung am Kondensator 84 den Verriegelungspunkt des Transistors 81 erreicht, nach einem Zeitintervall 71 {siehe F i g. 4). so wird der Transistor 81 gesperrt, und die Bremsvorrichtung 16 kann nunmehr ohne Beeinflussung durch die Bremslöse-Schaltung 23 auf das Fehlersignal ansprechen.

Die Bremsanzieh-Schaltung 24 dient dazu, den Plattenteller nach Ausschalten des Motors 13 schnell zum Stillstand abzubremsen. Da bei Bildplattengeräten typischerweise verhältnismäßig hohe Drehgeschwindigkeiten verwendet werden, hat der Plattenteller die Neigung, nach dem Ausschalten des Plattentellermotors sich geraume Zeit weiterzudrehen. Die Bremsanzieh-Schaltung 24 schafft hier Abhilfe, indem sie eine volle Bremsung für ein Zeitintervall Tj (Fig. 4) nach Ausschalten des Motors 13 bewirkt. Die Anordnung und Wirkungsweise der Bremsanzieh-Schaltung 24 ist wie folgt: Wenn der Motor 13 eingeschaltet bleibt, so lädt sich ein Kondensator 89(Signalverlauf Min F i g. 4)über einen Widerstand 88 und eine Diode 87 ■ uf den Wert der BetriebssDannune auf iSienalverlauf L in Fie.4). Die Spannung am Kondensator 89 wird über einen Widerstand 90 auf die Basis eines emittergeerdeten Transistors 92 gekoppelt. Wenn die Spannung am Kondensator 89 das Zündpotential des Transistors 92 erreicht, so wird der Transistor 92 eingeschaltet (Signalverlauf N in Fig.4). Der Kollektor des Transistors 92 ist über einen Vorwiderstand 94 an die Basis eines Transistors 93 angekoppelt. Zwischen der Basis des Transistors 93 und der Betriebsspannung liegt ein Widerstand 95. der sicherstellt, daß der Transistor 93 beim Sperren des Transistors 92 gesperrt wird. Zwischen dem Verbindungspunkt zwischen Emitter und Betriebsspannung einerseits und Masse andererseits liegt ein Kondensator 96. Der Kollektor des Transistors 93 ist über einen Widerstand 101 an die Basis des Transistors 68 im Leistungsverstärker 21 angeschlossen. Am Kollektor des Transistors 93 erscheint der Signalverlauf P nach F i g. 4. Wegen des Fehlens ausreichender Betriebsspannungen bleibt der Transistor 93 normalerweise gesperrt und ist der Leistungsverstärker 21 frei von Beeinflussung durch die Bremsanzieh-Schaltung 24. während der Motor 13 eingeschaltet bleibt. Wird der Motor 13 ausgeschaltet, so wird die Betriebsspannung ( + 26 V) über eine Diode 97 an den Emitter des Transistors 93 angekoppelt, so daß der Transistor 93 eingeschaltet wird, wie im SigTialverlauf P

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nach Fig. 4 gezeigt. Die Basis, des Transistors 68 in; Leistungsverstärker 21 ist über den Transistor 93 und die Diode 97 an die Betriebsspannungsquelle ( + 26 V) angekoppelt. Wegen der Beaufschlagung der Basis des Transistors 68 mit maximaler Spannung werden die Bremsen voll angezogen. Nach Ausschalten des Motors entlädt sich der Kondensator 89 über die Widerstände 90 und 91 nach Masse, wie im Signalverlauf M nach Fig.4 gezeigt. Die Diode 87 verhindert, daß der Kondensator 89 über den Widerstand 88 entladen wird. Wenn die Spannung am Kondensator 89 die Verriegelungsspannung des Transistors 92 nach einem Zeitintervall T₂ (Fig. 4) erreicht, so wird der Transistor 92 gesperrt, wie im Signalverlauf N nach F i g. 4 angedeutet. Bei Sperren des Transistors 92 wird auch der Transistor 93 gesperrt, wie im Signalverlauf /' nach F i g. 4 angedeutet, und die Bremsen werden abgeschälte·.

Drehgeschwindigkeits-Fehlersignal, dessen Größe eine Funktion dur Differenz oder Abweichung zwischen der Ist-Drehgeschwindigkeit und der vorbestimmten Soll-Drehgeschwindigkeit des Plattentellen ist. Die auf das Regelsignal ansprechende Stellvorrichtung beeinflußt die Drehung des Plattentellers in einem solchen Sinne, daß sie auf dem Sollgeschwindigkeitswert gehalten wird.

Das Regelsystem hängt hinsichtlich der Erzeugung des Regelsignals nicht von 'lern am Ausgang des Signalabnehmers entwickelten Signal ab. Ferner ergibt sich durch die Anwendung des Phasenvergleichsprinzips ein verhältnismäßig genaues Drehgeschwindigkeits-Regelsystem, das praktisch frei von eingebautem Restfehler ist.

Beispielsweise Bemessungswerte bzw. Kenndaten für die Schaltungselemente nach F i g. 2 sind wie folgt:

I. Kondensatoren

Kondensator 30
Kondensator 31
Kondensator 36
Kondensator 56
Kondensator 69
Kondensator 78
Kondensator 84
Kondensator 89
Kondensator 96

II. Widerstände

Widerstand 33
Widerstand 34

Mikrofarad
Mikrofarad
Mikrofarad
Mikrofarad
Mikrofarad

47.0 Mikrofarad
6,8 Mikrofarad

10.0 Mikrofarad
0.01 Mikrofarad

27 Kiloohm
1.5 Kiloohm Widerstand 37 Widerstand 38 Widerstand 39 Widerstand 50 Widerstand 51 Widerstand 53 Widerstand 54 Widerstand 57 Widerstand 59 Widerstand (veränderlich) Widerstand 64 Widerstand 66 Widerstand 67 10 Kiloohm Widerstand 70 Widerstand 71 Widerstand 73 Widerstand 74 Widerstand 76 Widerstand 77 Widerstand 83 Widerstandes Widerstand 86 Widerstand88 Widerstand 90 Widerstand 91 Widerstand 94 Widerstand 95 Widerstand 101

III. Transistoren

Transistoren 32, 52 und Transistoren 35, 55 und Feldeffekttransistor Transistor 68 Transistor 72 Transistor 75 Transistor 92

IV. Dioden

Diode 58

Dioden 80, 82, 87 und

4.7 Kiloohm 1,5 Kiloohm 27 Kiloohm 150 Kiloohm 120 Kiloohm 3 30 Kiloohm 150 Kiloohm 15 Kiloohm 150 Kiloohm

2,5 Kiloohm 470 Kiloohm 10 Kiloohm

1 Kiloohm 10 Kiloohm 0.047 Kiloor.m

4.7 Kiloohm

6.8 Kiloohm 6,8 Küoohni 1 Kiloohm

330 Kiloohm

47 Kiloohm

150 Kiloohm

1000 Kiloohm

220 Kiloohm

1000 Kiloohm

470 Kiloohm

33 Kiloohm

2 N 3565 2 N 4248 2 N 5458 2 N 3568 MPSA 2 N 5296 MPSA

IN IN 4002

V. Integrierte Schaltungen

4-Bit-Binärzähler41 bis44 SN 7493

8-eingängiges Positiv-NAND-Glied 45 NS 7430 2-eingängiges Vierfach-Positiv-NAND-Glied46 SN 7400

Transkonduktanz-Operationsverstärker CA 3080,

RCA

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Drehzahl des Plattentellers eines Plattenspielers mit einem Signalausnehmer zum Abspielen von Informationen von der relativ zu ihm drehbaren Platte, mit einer Vorrichtung zum Antrieb des Plattentellers mit einer ungeregelten Drehzahl, welche über einer für die Signalwiedergabe gewünschten Solldrehzahl liegt, mit einer Drehzahlgeberanordnung zum Erzeugen einer Folge von Tachoimpulsen, deren Frequenz gleich dem Ein- oder Vielfachen der Istdrehzahl des Plattentellers ist und bei der Solldrehzahl des Plattentellers einen vorgegebenen Frequenzwert hat, mit einer von den Tachoimpulsen und einem Bezugssignal gesteuerten Regelschaltung, die mit einem Fehlersignal eine Stellvorrichtung, insbesondere eine Bremsvorrichtung, zum Einregeln der Drehzahl äis Plattentellers auf die Solldrehzahl steuert, mit einer Anordnung zum Erzeugen einer im wesentlichen sägezahnförmigen Bezugsschwingung, welche einen an den Ausgang eines Bezugsoszillators geschalteten Frequenzteiler und einen mit dem Ausgang des Frequenzteilers gekoppelten Integrator enthält, wobei die mit der Drehzahlgeberanordnung und dem Ausgang des Integrators gekoppelte Regelschaltung in Abhängigkeit von der beim Auftreten der einzelnen Tachoimpulse herrschenden Größe der Bezugsschwingung das Fehlersignal erzeugt, weiches eine von der Phasenverschiebung zwischen der Tachoimpulsfolge und der Bezugsschwingung abhängige Grö&e hat, und mit einer durch das Ausgangssign&l des Signalabnehmers gesteuerten Signalverarbeitungischaltung, die eine von einem mit hoher' Frequenz schwingenden Oszillator gesteuerte Anordnung zur Stabilisierung der Frequenz von Anteilen des abgespielten Signals, insbesondere eines Farbsignals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der sägezahnförmigen Bezügsschwingung größer als das Doppelte der vorgegebenen Frequenz der Tachoimpulse ist, und daß der Bezugsoszillator (98) die Anordnung zur Signalstabilisierung der Signalverarbeitungsschaltung steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlgeberanordnung einen am Rand des Plattentellers angebrachten ferromagnetischen Einsatz (25), einen nahe dem Rand des Plattentellers angeordneten Permanentmagneten (28) und eine auf den Permanentmagneten aufgewik* kelte Spule (29) zum Wahrnehmen von Magnetflußänderungen und Erzeugen der Tachoimpulse enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regetschaltung eine Abtast- und Halteschaltung (20) enthält, welche die während des Auftretens der einzelnen Tachoimpulse abgetastete Größe der Bezugsschwingung festhält und ein eintsprechendes Fehlersignal erzeugt.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bremslöscschaltung (23), welche für ein kurzes Zeitintervall nach dem Einschalten der Antriebsvorrichtung (Motor 13) die Bremsvorrichtung außer Betrieb setzt, so daß die Antriebsvorrichtung schnell die Freilaufgeschwindigkeit annimmt.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Breimanziehschalung (24), welche für ein kurzes Zeitintervall nach dem Abschalten der Abtriebsvorrichtung (Motor 13) eine starke Bremskraft bewirkt,

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Bezugsschwingung das Dreizehnfache der vorgegebenen Frequenz der Tachoimpulse ist.