DE2713588A1

DE2713588A1 - Geschwindigkeitssteuerung des antriebes von magnetbaendern

Info

Publication number: DE2713588A1
Application number: DE19772713588
Authority: DE
Inventors: David Robert Anderson; Vaughn Junior Jenkins
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1976-04-21
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1977-11-17
Also published as: US4078193A; JPS52145205A; FR2349188A1; IT1075093B

Description

PATENTANWALT

H. F. E L L M E R

617IDSTElN O *7 1

FRIEDENSSTRASSE M/31 Cl l

TELEFON: IDSTfIN UU _

SL-]

SPEBRI RAKO CORPORAT108, Hew York, N. T./ü. S. A. Geschwindigkeitssteuerung des Antriebes von Magnetbändern

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem von Magnetbändern, bei de« die Drehsahl einer Antriebsrolle, von der das Magnetband an eine« magnetischen Scnreib-/Lesekopf vorbei befördert wird, unter Anwendung einer Digitaltechnik gesteuert wird. Dabei empfingt «in lomparator ein erstes digitales Signal, das die gewünschte Drehsahl anseigt, und ein weiteres Signal aus eines Zlhler, der so lange auf- oder abwtrtesfthlt, bis die in ihm erreichte Zahl dem ersten digitalen Signal entspricht. Die vom Zähler gelieferten Signale werden auferdem la eine analoge Spannung Überführt und an eines summisrenden AnschluApunkt angelegt, dem susätilich eine Spannung zugeleitet wird, die der augenblicklichen Drehsahl des die Antriebsrolle treibenden Motors proportional ist. Die am summierenden Anschluspunkt auftretende Spannungsdifferenz dient dabei den Antrieb des suvor genannten Motors.

Wie allgemein bekannt 1st, dient das Magnetband häufig als Hilfsmittel «ur Bin- bsw. Ausgabe von Informationen in bsw. aus einem Rechenautomaten, wosu ein Bandtransportsystem benötigt wird, von dem es »wischen einer Torratespule und einer Aufnahmespule befördert wird. Diese beiden Spulen weisen in den meisten füllen eine siemlich groAe Masse und Trägheit auf. Aus diesem Gründe befindet sich im Bandtransportsystem eine Antriebsrolle, von der das Magnetband tatsächlich an dem Schreib-/Leeekopf mit der sugehOrigen Geschwindigkeit vorbeibewegt wird. Von gleicher Bedeutung ist es, dafl die Antriebsrolle, die im Vergleich mit den beiden Spulen eine geringe Masse und Trägheit aufweist, das Magnetband aus dem Still-

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stand auf die Schrelb-ZLesegeschwindigkeit bzw. von der letzteren cum Stillstand bringt. Fernerhin wird die Antriebsrolle zur Umkehr der Bewegungsrichtung des Magnetbandes benutzt, was

mit einem Anhalten verknüpft ist, wonach das Magnetband in der Gegenrichtung bis auf die Schreite/Lesegeschwindigkeit gebracht wird. Schließlich kann das Magnetband von der Antriebsrolle mit einer hohen Geschwindigkeit z. B. sum Rückspulen angetrieben werden.

Bei den meisten bekannten Bandtransportsystemen wird die Antriebsrolle von ihrem eigenen Motor angetrieben, dessen genaue Steuerung für die wirkungsvolle Arbeitsweise des gesamten Systeme kritisch ist.

Eine derartige Prazisions-Steuerung wird für die Antriebsrolle deshalb benötigt, weil wahrend der Zeitspanne, in der das Magnetband vom Stilletand auf die volle Schreib/Lesegeschwindigkeit gebracht oder umgekehrt in der Gegenrichtung verzögert wird bzw. eine Richtungsumkehr, ohne zu schreiben/lesen, stattfindet, eine möglichst geringe Lange des Magnetbandes vergeudet werden soll. Da die genannte Zeitspanne und somit die vergeudete Bandlange möglichst kurz sein sollen, darf zugleich weder die Formateinteilung des Magnetbandes noch die Stabilität des gesamten Systems Einbuße erleiden.

Bei der Beschleunigung des Magnetbandes auf die Schreib-/Lesegeschwlndigkeit ist die Prasisions-Steuerung der Antriebsrolle von Bedeutung, damit die Bandgeschwindigkeit nicht die Schreib-/Lesegeschwindigkeit übersteigt, da sonst eine Perlode der Instabilität auftreten würde, in der der Motor der Antriebsrolle die normale Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes übertrifft, wodurch die Zeitspanne weiter ausgedehnt wird, in der das Schreiben/Lesen unterbleiben muß oder Störungen unter den Daten auftreten, falls das Schreiben oder Lesen stattfinden sollte.

Wie bereite kurz erwähnt, ist die Prfizislons-Steuerung der Antriebsrolle zur Erzielung einer genauen Formateinteilung des Magnetbandes von Wichtigkeit. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird durch eine

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genaue Festlegung der Zeitspannen für die Beschleunigung bsv. VersOgerung des Magnetbandes sichergestellt, daß diese Intervalle, in denen sich die Bandgeschwindigkeit Ändert, in den Raum swischen den Daten, also Bwischen die Datenblöcke hineinfallen. Von der Präsisions-Steuerung können diese Intervalle kurz und folglich die Raune !wischen den Daten entsprechend gering gehalten werden, wobei ein überschießen ausgeschaltet wird, sobald die Bandgeschwindigkeit die der Schreib/Lesegeschwindigkeit entspricht; auch auf diese Weise werden die Bandlangen für die Zwischenräume zwischen den Daten verringert.

Von den bekannten Bandtransportsvstemen werden Rampen- oder Slgesahnspannungen für den Antrieb des Motors der Antriebsrolle wahrend der Oeschwindigkeits&nderungen benutit und möglicherweise alt einer Spannung kombiniert, die der Drehsahl des Motors für die Antriebsrolle proportional ist, bevor sie an die den Motor antreibenden Ilemeate gelangen· Dl· Genauigkeit der Motorsteuerung wird jedoch durch die Genauigkeit der erseugten Raupenepannungen festgelegt.

Bei den bekannten Schaltungen entsteht die Ratpenspannung duroh eine Integration analoger OrOßen, bei der natürlich für die Sraeugung des Sagesahoes RC-Metswerke benötigt werden. Derartige Integratoren unterliegen jedoch, wie allgemein bekannt ist, einem Drifteffekt und anderen Instabil!titen, die auf zahlreiche Paktoren, ι. B. Temperaturschwankungen lurUcksuftthren sind. Da die Intervalle, in denen das Nagnetband vom Stilletand »ur Laufgeschwindigkeit beschleunigt bzw. umgekehrt versögert wird, in idealer Heise konstant gehalten werden, bildet die anwendung eines analogen Integrators mit dem ihm eigentümlichen Drifteffekt und seiner Instabilität ein Problem, weil sich das ZeltIntervall der Rampenspannung Indern kann. Eine derartige Änderung kann von einer Schaltung kompensiert werden, die die Steigung der Rampenspannung derart einstellen kann, daß das Zeitintervall der Bampenspannung «ehr oder weniger konstant gehalten wird. Diese kann natürlich selbst das Problem des Uberschießens über die Laufgeschwindigkeit, das der Analogtechnik eigentümlich 1st, noch verschlimmern.

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Der Gegenstand der Erfindung nutet eine Digitaltechnik zur Schaffung der Ranpenspannung aus, wodurch die mit den Analog-Integratoren verknüpften Probleme scheinbar ausgeschaltet werden. Bei dem hier angewendeten Verfahren gemäß der Erfindung kommt eine Rampenspannung zustande, deren Zeitintervall konstant gehalten wird, ohne daß die Steigung der Rampe geändert zu werden braucht. Auf diese Weise kann die Drehzahl der Antriebsrolle exakt auf die gewünschte Laufgeschwindigkeit gebracht werden, ohne überzuschießen.

Der Gegenstand der Erfindung stellt eine Steuerung für den Motor der Antriebsrolle eines Hagnetbandes dar, mit der die Probleme des Drifteffektes und der Instabilität ausgeschaltet werden. Außerdem zeichnet er sich durch wenige Komponenten und folglich geringere Kosten aus.

Innerhalb dieser Steuerung liefert der Motor, der die Antriebsrolle für das Magnetband antreibt, eine Rückkopplungsspannung, die der augenblicklichen Drehzahl des Motors proportional ist, an einen summierenden Anschlußpunkt mit Hilfe eines mit dem Motor verbundenen Tachometer-Generators. Dieser Anschlufipunkt nimmt außerdem die Rampenspannung «uf, die von der digitalen Schaltung hervorgerufen wird. Der mit dem summierenden Anschlußpunkt verbundene Motor wird von einer Differenzspannung zwischen der Rampenspannung und der Spannung des Tachometers angetrieben. Die Rampenepannung wird eigentlich von einem Zähler abgegeben, der so lange auf- oder abwärts zählt, bis er die gewünschte Drehzahl erreicht, die von digitalen, insbesondere binären Signalen an einem digitalen Komparator wiedergegeben wird, der außerdem die digitale Summe des Zählers ale Eingangssignale aufnimmt. Die vom Zähler abgegebenen Signale werden ■tändig in eine analoge Spannung überführt, ehe sie am summierenden Anschlußpunkt erscheinen. Die Zählung des Zählers erfolgt synchron mit einer Taktpulsquelle und liefert eine sägesahnartige Rampenspannung, deren Stufen synchron zu der Perlode der Taktpulse liegen. Sobald der Motor die gewünschte Laufgeschwindigkeit oder den Stillstand erreicht hat, geht die Rampenspannung in eine konstante Spannung über oder verschwindet.

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Ziel der Erfindung 1st somit eine Steuerschaltung für die Drehsahl der Antriebsrolle, von der die Digitaltechnik ausgenutzt wird, und die in einem Bandtransportsyatem anwendbar ist.

Bin weiteres Ziel der Erfindung ist es, in einem Bandtransportsystem eine Rampenspannung hervorsuruf en, deren Steigung und Zeltintervall unveränderlich sind, damit die normalerweise besUgllch der Drehsahl der Antrieberolle auftretenden Instabilitäten ausgeschaltet werden. Zugleich sollen auch die Instabilitäten der Steuerspannung beseitigt werden.

Ein weiteres Ziel der Brfindung 1st es, das Magnetband derart su steuern, dafi es vom Stillstand auf die gewünschte Geschwindigkeit gebracht wird, ohne dad eine überhöhte Geschwindigkeit sustandekoumt.

Bin weiteres Ziel der Brfindung ist eine Steuerschaltung der beseichneten Art, von der die nicht mit Informationen belegbaren Längen des Magnetbandes eingespart werden, die bei der änderung seiner Geschwindigkeit entstehen·

Bin bevorsugtes Aueführungebelepiel der Erfindung ist In der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Bs Beigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung gemäfi der Brfindung,

Figur 2 die Rampenspannung während einer Beschleunigung des Magnetbandes und

Figur 3 die Rampenspannung und die RUokkopplungsspannung während der Beschleunigung, während des normalen Laufes und während der Yersögerung des Magnetbandes*

JhLe Figur 1 ist ein Blockschaltbild der Steuerschaltung sur Regulierung der Drehsahl der das Magnetband antreibenden Rolle 11, die durch eine Welle 12 mit einem Motor 10 verbunden ist, der in beiden

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Richtungen umlaufen kann. Von der Rolle 11 wird das Magnetband am Schreib-/Lesekopf des Bandtransportsystems bei der Schreib-/Lesegeechwindigkeit Torbeigetrieben bzw. vom Stillstand auf diese Ge· schwindigkeit beschleunigt bzw. von dieser Geschwindigkeit bis zum Stillstand verzögert oder bei einer hohen Geschwindigkeit am .Schreib-/Lesekopf vorbei zurückgespult.

Mit dem Motor 10 steht über die Welle 12 außerdem ein Tachometer-Generator 13 in Verbindung, der eine Spannung erzeugt, die der augenblicklichen Drehzahl des Motors 10 proportional 1st, und die über einen Widerstand R2 an einem summierenden Anschlußpunkt JO angelegt wird; vergleiche auch den Verlauf des einen Signals in der Figur 3 I

Von einem Steuergerät 14 für das Magnetband werden an ein Multiplexgerftt 15 Befehle geliefert, die die gewünschte Vorachubgeechwindigkeit des Magnetbandes und dessen Laufrichtung angeben. Bin Befehl FWD bezeichnet die Vorwärtsrichtung, ein Befehl RBV die Rückwtrtsrichtung und ein Befehl HI-SP die Rückspulgeschwindigkeit, die

für die beiden Laufrichtungen gilt. All diese Befehle kennen natürlich selbsttätig auf Grund eines Programms erteilt werden, das im Steuergerat 14 oder anderweitig untergebracht 1st. Beispieleweise kann auch eine Schalttafel vorgesehen sein, an der diese Befehle von der Hand des Bedienenden eingespeist werden· Obgleich die Art und Zeitfestsetzung der Befehlserseugung ohne Bedeutung für das Verständnis der Erfindung sind, sei doch hervorgehoben, daß das Multiplexgerät 15 auf zumindest vier gesonderte Signale anspricht, die die Befehle FWD, REV und HI-SP (in der Vor- oder Rückwärtsrichtung) angeben.

Bei einer bevorzugten Ausftihrungsform der Erfindung ist die normale Schreib-Aesegeschwindigkeit, mit der die Steuerschaltung die Rolle 11 und über diese das Magnetband antreibt, wie bei den allgemein gebräuchlichen Bandtransportsystemen 75 Zoll/sec (1,9 a/eec), während die RUckspulgeschwindigkeit bei 150 Zoll/see (3,8 m/eeo) liegt.

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Dae Multlplexgerät 15 kann ein suvor verdrahteter Binärcode-Generator sein, der auf das betreffende Befehlssignal aus dem Steuergerät 14 anspricht und acht Bits an einen digitalen Komparator 16 abgibt, in den somit die Richtungs- und Geschwindigkeits-Informationen gelangen. Natürlich erscheint die Überführung in einen Binärcode nicht unbedingt notwendig, so daß auch andere Codes anwendbar sind; wesentlich ist nur die passende Informations-Weitergabe. Das Multlplexgerät 15 kann ale Transistor-Transistor-Logik mit einigen äingangsklemmen an Erde und/oder einer Vorspannung +B liegen. Der digitale Komparator 16 1st durch drei Leitungen mit einem Auf-/ Abwärtssähler 17 verbunden, von dessen Ausgangsklemmen eine Schiene 18 sum Komparator 16 surückgefUhrt ist und eine Verbindung zu einem Digital/Analog-Umsetser 20 besteht. In Abhängigkeit von dam im Komparator 16 emielten Vergleichsergebnis sählt der Auf-/Abwärtszähler 17 nach oben oder unten oder unterbricht die Zählung. Die vom Auf-/Abwärtssähler 17 abgegebenen Signale, die eine Zahl aus acht Bits darstellen, können diesen selbst sur Aufwärtszahlung veranlassen, falls die Zahl geringer als die vom Multiplexgerät 15 abgegebene Zahl ist, bis der Komparator 16 die Obereinstimmung zwischen den beiden in ihn eintretenden Zahlen bemerkt· Im Falle dieser Obereinstimmung wird die Zählung abgebrochen. Dasselbe gilt auch im umgekehrten Falle, wenn der Auf-/Abwärtssähler 17 sur Abwärtszählung veranlaflt wird.

Mit dem Abbruch der Zählung hält der Auf-/Abwärtszahler 17 die erreichte Zahl so lange fest, bis ein neuer Befehl zur Auf- oder Abwärtszahlung eingeht. Mit Hilfe des Digltal/Analog-Ümsetzers 20 werden die vom Auf-/Abwärtszähler 17 abgegebenen Signale in eine analoge Spannung überführt, die über einen Verstärker 21 und einen Widerstand Rl an den summierenden AnschluApunkt JO angelegt wird. Sobald der Komparator 16 die Obereinstimmung bemerkt, wenn also die vom Auf-/Abwärts8ähler 17 gelieferte Zahl gleich den binärcodierten Ausgangssignalen de· Multiplexgerätes 15 1st, (die die gewünschte Geschwindigkeit angeben), stellt diese Zahl die Geschwindigkeit dar, mit der das Magnetband laufen soll. Zugleich ist die vom Digital/

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Analog-Uasetzer 20 am Anschluß punk t JO angelegte Spannung der gewünschten Drehzahl des Motors 10 und somit der Bolle 11 proportional.

Mit dem Auf-Abwärtszähler 17 ist ferner eine Taktpulsquelle 19 verbunden, damit der Auf-/Abwärtszähler 17 synchron mit der Takt pulsrate zählt. Der digitale Komparator 16, der Auf-/Abwärtszähler 17, die Taktpulsquelle 19 und der Digital/Analog-Umsetzer 20 sind in üblicher Weise aufgebaut. Beispielsweise ist der Komparator 16 aus zwei integrierten logischen Transistor-Transistor-Schaltungen zusammengesetzt. Ähnliches gilt für den Auf-/Abwärtszähler 17. Die Taktpulsquelle 19 ist eine integrierte Oszillator- und Zeitfeetsetzungsschaltung, während der Digital/Analog-Umsetzer 20 von einer monolithischen, linearen, integrierten Schaltung gebildet wird, die präzisions-verschweißte Netzwerke und Festkörperschalter und -verstärker zur Umsetzung der acht Bits in einen analogen Ausgangsstrom enthält, der dem digitalen Ausgang proportional ist. Der Verstärker 21 stellt einen Puffer für den Dlgital/Analog-Umsetzer 20 dar und ist eine genormte, lineare, integrierte Schaltung. Er wandelt den Ausgangsstrom in eine Spannung um, die am summierenden Anschlufipunkt JO erscheint.

Die widerstände Rl und R2 bilden einen analogen Komparator, der die Präzisions-Raapenspannung, (die der gewünschten Geschwindigkeit proportional ist), mit der Tachonieterspannung vergleicht, (die der tatsächlichen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl proportional ist). Die bemessene Differenz zwischen diesen beiden Signalen bildet ein Fehlersignal, das von einem Fehlerveretärker 22 verstärkt wird, um seine Zuführung zum Stromverstärker und zur Treibscbaltung des Motors 10 vorzubereiten.

Wie beachtet sei, sind die Eingangsleitungen des Auf-/Abwärtszählers 17 mit Aufwärts, Abwärts und Stopp bezeichnet und kennen von Je einem Draht gebildet sein; diese drei Drähte reichen zur Übermittlung der acht Bits vom Multiplexgerät 15 sum Auf-/Abwärtszähler 17 aus.

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Bei der normalen Arbeitsweise der Steuerschaltung gemäß der Erfindung wird die Rolle 11 aus dem Stillstand auf die gewünschte Laufgeschwindigkeit oder von dieser iurUck sum Stillstand gebracht. Außer diesen beiden grundlegenden Funktionen kann das Magnetband mit der normalen Schreib./Lesegeschwindigkeit oder mit der hohen Rückspulgeschwindigkeit in einer der beiden entgegengesetsten Laufrichtungen angetrieben werden. Die Steuerschaltung arbeitet »yifKH^f^g von diesen beiden Geschwindigkeiten und Richtungen jedoch in derselben Weise. Selbst wenn das Magnetband gerade in der einen Richtung weiterbefOrdert wird und den Befehl RIV sur Richtungsumkehr empfängt, erfolgt die letstere in swei Schritten, nämlich einem Lauf in der einen Richtung bis sum Stillstand und einem Lauf in der entgegengesetsten Richtung vom Stillstand bis sur gewünschten Geschwindigkeit* Für diese beiden Bedingungen sei nun die Steuerechaltung ausführlich erläutert«

Wenn im Stillstand des Motors 10 das Multiplexgerät 1$ den Befehl FWD sum Antrieb mit der gewünschten Geschwindigkeit in der vOrwärtsrichtung empfängt, liefert es diese Information als Code aus acht Bits an den digitalen Komparator 16. Sa «ugleich der Tom Auf-/Abwärtssähler 17 in den Komparator 16 eingespeiste Code der Geschwindigkeit 0 entspricht, beginnt der Auf-/Abw&rt9s&hler 17 mit der Aufwärtssählung synchron mit der Taktpulsrate, wodurch tob Digital/Analog-ümsetser 20 eine Rampen- oder Sägesahnspannung ähnlich der in Figur 2 abgegeben wird. In Abhängigkeit von der Taktpulsrate vergrößert eich diese Spannung stufenweise, wobei die Stufen oder Zähne deutlich in der Figur 2 veranschaulicht sind, bis sie eine Groß· erreicht, bei der die vom Auf-/Abwärtssähler 17 gelieferte Zahl mit dem Code aus dem Multiplexgerät 15 übereinstimmt, der die gewünschte Geschwindigkeit angibt, was vom Komparator 16 wahrgenommen wird. In diesem Augenblick empfängt der Auf-/Abwärtssähler 17 über seine Kingang8leltung Stopp einen Befehl, die Zählung absubrechen, so daß nunmehr die Rampenspannung auf dem konstanten Niveau der Figur 2 verbleibt.

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Das Zeitintervall des Spannungsanstieges und feeine mittlere Neigung bleiben so lange konstant, wie er für ein spezielles Bandtransportsystem festgelegt ist, was durch die Stabilität und das Ausbleiben der Probleme des Drifteffektes bei der Steuerschaltung gemäß der Erfindung bestimmt ist. Die Zunahme der Rampenspannung kann durch eine Xnderung der Taktpulsfolge leicht eingestellt werden, wobei sich ihr Zeitintervall und ihre Neigung ändern. Diese Einstellung des Spannungsanstieges, also die Eichung für die unterschiedlichen Steuerschaltungen wird üblicherweise in der Fabrik, also am Herstellungsort vorgenommen, wo somit die Hilfsgrößen der Schaltung berücksichtigt werden können.

Die Rampenspannung wird als analoge Spannung ständig dem summierenden Anschlußpunkt JO zugeleitet, an dem sie mit der Spannung aus dem Tachometer-Generator 13 kombiniert wird, die der augenblicklichen Drehzahl des Motors 10 proportional 1st. Die Tachometerspannung, deren Polung stets zu der der Rampenspannung entgegengesetzt 1st, eilt dem Anstieg der Rampenspannung nach, und der Motor 10 wird von der Spannungsdifferenz angetrieben, die ihm über den Fehlerverstärker 22 mit einem hohen Verstärkungegrad zugeführt wird. Während der Beschleunigung ist die Tachometerspannung kleiner als die Rampenspannung, bis die Drehzahl des Motors 10 den gewünschten Wert erreicht, also die Zählung des Auf-/Abwärtszählers 17 aufhört. Da der Motor 10 gleichzeitig die gewünschte Laufgeschwindigkeit erreicht hat, löschen sich die Spannungen am summierenden Anschlußpunkt JO in idealer Weise einander aus. In der tatsächlichen Praxis tritt dieser Idealfall niemals ein, well die Tachometerspannung konstant um die Spannung der Laufgeschwindigkeit infolge geringfügiger Motorbeschleunigungen und -Verzögerungen pendelt. Infolgedessen wird die Drehzahl des laufenden Motors 10 geringfügig korrigiert, da ja diese inderungen der Tachometerspannung geringe Spannungsdifferenzen verursachen, von denen der Motor 10 angetrieben wird.

Während der Beschleunigung, also in der Zeitspanne, in der der Motor 10 gerade bis zu seiner normalen Laufgeschwindigkeit angetrieben

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wird, folgt die Tachometerspannung der Rampenspannung, und der Motor 10 wird durch die Differenz zwischen den beiden Spannungen beschleunigt· Da₁ wie an sich bekannt ist, jeder Motor,im Gründe gesehen, einen Integrator darstellt und sich bei einer anliegenden, konstanten Spannung ständig beschleunigen würde, ist für eine exakte Steuerung die Anwendung; der Tachometer-Rückkopplungsspannung wünschenswert. Folglich wird der Motor während seiner Beschleunigung oder Verzögerung von der Differens «wischen den Spannungsanstiegen angetrieben. Sobald der Motor die gewünschte Drehzahl erreicht, l&uft er außerdem auf Grund geringfügiger Differenzspannungen zwischen der ausgeglichenen Rampenspannung, die eine konstante Spannung darstellt, und den Änderungen der Tachometerspannung, die von geringen Schwankungen der Motordrehzahl um die gewünschte Drehzahl herum verursacht werden.

In der Figur 3 sind die Signale anschaulich gemacht, die die Spannung wfthrend der Beschleunigung, die konstante Spannung und die Spannung während der Verzögerung wiedergeben und vom Digital/Analog-Qmsetzer 20 am summierenden Anschlußpunkt JO hervorgerufen werden. Die mit Wellen versehene Kurve gibt die Tachometerspannung an, die der augenblicklichen Drehzahl des Motors 10 proportional ist. Obgleich die Tachometerspannung in der Figur 3 aus Gründen der Vereinfachung im Positiven verlauft, ist ihre Polung doch entgegengesetzt zu der vom Digital/Analog-ümseteer 20 abgegebenen Spannung. W&hrend der Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten, in denen der Motor 10 zwischen dem Stillstand und der vollen Laufgeschwindigkeit rotiert, folgt die Tachometerspannung der Rampenspannung; der Motor 10 selbst l&uft auf Grund der Spannungsdifferenz +4? bzw. -AV, wobei die letztere eine wirksame Bremsspannung darstellt.

Sobald der Motor 10 die volle Laufgeschwindigkeit erreicht hat, (also der Auf-/Abwärtssfthler 17 seine Zahlung beendet hat), schwenkt die Spannung aus dem Digital/Analog-Umsetser 20 unmittelbar auf den konstanten Wert ein. In diesem Zeitpunkt ist die Tachometerspannung gleich und entgegengerichtet, so daß die am Anschlußpunkt JO sich

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ergebende Spannung in idealer Weise null beträgt. Da bei einer derartigen Situation jedoch in der Praxis der Motor 10 keine Treibspannung aufnimmt, beginnt er mit der Verzögerung, wodurch die Tachometerspannung unter die konstante Spannung absinkt, die die geringfügige Differenzspannung erzeugt, durch die der Motor 10 beschleunigt wird. Dies geschieht andauernd, und daher läuft der Motor 10 scheinbar mit einer konstanten Drehzahl um. Wie beachtet sei, sind die Schwankungen, wie die mit Wellen versehene Kurve in der Figur 3 veranschaulicht, äußerst geringfügig und somit stark übertrieben wiedergegeben. Natürlich kann die Tachometerspannung auch während der vollen Laufgeschwindigkeit zufällig die konstante Spannung um einen geringen Betrag übersteigen, wodurch jedoch der Motor 10 abgebremst wird.

Wenn der Motor 10 gerade mit seiner vollen Drehzahl angetrieben wird und das Multiplexgerät 15 den Befehl Stopp empfängt, wird dieser als Code aus acht Bits an den digitalen Komparator 16 weitergeleitet; da die vom Auf -/Abwärtszähler 17 festgehaltene und in Form seiner Ausgangssignale vorliegende Zahl größer als der genannte Code ist, beginnt die Abwärtszählung im Auf-/Abwärtszähler 17, wodurch die Rampenspannung abfällt, bis die codierten Eingangssignale am Komparator 16 gleich sind. In diesem Augenblick hält der Auf-/Abwärtszähler 17 an, und die Spannung 0 erscheint am summierenden Anschlußpunkt JO. Während des Abfalls der Rampenspannung wird der Motor 10 abgebremst, bis sie den Wert 0 erreicht und der Motor 10 zum Stillstand kommt. Während der Verzögerung folgt die Tachometerspannung der abfallenden Rampenspannung, wie die Figur 3 zeigt. Hierbei wird der Motor 10 wirksam von der Differenzspannung -AV gebremst, bis im Stillstand -AV - 0 ist.

Die Steuerschaltung gemäß der Erfindung arbeitet bei der erhöhten Laufgeschwindigkeit, also beim Rückspulen in derselben Weise, wobei das Multiplexgerät 15 den Befehl HI-SP empfängt, damit es durch seine Ausgangssignale eine höhere Geschwindigkeit als normal anzeigen kann. Der Umlauf in der Gegenrichtung erfolgt exakt in derselben

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Weise wie der Umlauf in Vorwärtsrichtung, wobei das Multiplexgerät 15 den Befehl RSV erhält.

Während der Motor 10 gerade die Rolle 11 in der einen Richtung antreibt, ist es möglich, daß das Multiplexgerät 15 den Befehl REV empfängt, von dem die Laufrichtung des Motors 10 umgekehrt wird, damit er mit der gewünschten Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung weiterläuft. In diesem Fall erfolgt eine Abbremsung bis sum Stillstand und eine anschließende Beschleunigung bis zur vollen Laufgeschwindigkeit in der Qegenrichtung, wobei natürlich kein Schreiben oder Lesen vorgenommen werden kann. Diese Vorgänge sind nur in der Zeit durchführbar, während der Motor 10 das Magnetband mit der normalen Laufgeschwindigkeit am 8chreib-/Lesekopf vorbeitreibt. Auf Grund der exakten Steuerung der Drehzahl der Rolle 11 unter Ausschaltung eines Drifteffektes oder eines Oberschiefiens der Geschwindigkeit, die einen Beitrag au Schwankungen bezüglich der Zeitintervalle für den Spannungsantieg bzw. -abfall leisten könnten, lassen sich diese Zeitintervalle ohne Änderungen des Anstieges oder Abfalles der Rampenspannung konstant halten.Dies ermöglicht eine genaueEinteilung der Formate auf dem Magnetband, da die Abstände zwischen den Datenblöcken nicht nur kürzer gehalten «erden können, sondern auch genau bekannt sind; dabei finden alle Geschwindigkeitsänderungen innerhalb dieser Abstände statt, ohne daß sie zur Anpassung an die Schwankungen der Zeitintervalle, in denen sich die Geschwindigkeit des Magnetbandes ändert, verbreitert zu werden brauchen.

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Claims

FATENTANWALT

H. F. ELLMER

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PRIEDENSSTRASSC 19/J1 9'7 1'3CQQ

TELEFON: IDSTEIM JtiT *" ' lOOÖÖ

SPERRT RAND CORPORATION 25. März 1977

SL-1O9 ρ 216024

PATENTANSPRÜC HE

(T) Schaltung zur Steuerung eines Motors, der über eine Antriebsrolle den Vorschub eines Magnetbandes zum Aufzeichnen/Lesen von Informationen bsw. das Rückspulen mit einer erhöhten Geschwindigkeit bewirkt, mit einem auf der Motorwelle sitzenden Tachometer, dessen Generator eine der augenblicklichen Drehzahl proportionale elektrische Spannung der einen Polung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß von einem durch einen digitalen Komparator (16) und eine Taktpulsquelle (19) gesteuerten Zahler (17) digitale Signale (8 Bits) einem Digital/Analog-Umsetzer (20, 21) zuführbar sind, der sie in eine analoge elektrische Spannung der anderen Polung umformt, und daß von einem summierenden Anschlußpunkt (JO) die aus den beiden Spannungen gebildete Differenzspannung dem Motor (10) als Antriebs- bzw. Bremsspannung zuführbar ist.
2. Schaltung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Signale (8 Bits) vom Ausgang des Zählers (17) sum Komparator (16) zurückführbar sind, der sie mit digitalen Befehlssignalen vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Auf- oder Abwärtsweiterschaltsignal bzw. ein Stoppsignal an den Zähler (17) heranbringt.
3. Schaltung nach dem Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß vom Digital/Analog-Umsetzer (20, 21) die ihm zugeführten digitalen Signale in eine stufenweise zu- oder abnehmende Rampenspannung umformbar sind.
4. Schaltung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Steuergerät (14) einzelne Befehlseignale (FWD₁ REV, HI-SP) fur den Vor- oder Rücklauf bzw. das Vor- oder Rückspulen mit der erhöhten Geschwindigkeit abgebbar sind, die in einem Multiplexgerät '{l5) in die digitalen Befehlssignale überfuhrbar sind.

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PATENTANWALT

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TELEFON: 'DSTEIN β«:7 4 /13588

SPERRY RAND CORPORATION · 25. März 1977

SL-109 ρ 216024
5. Schaltung nach dem Anspruch 3, dadurch gekenn

zeichnet, daß die mittlere Neigung der stufenförmigen Rampenspannung über die Rate (Frequenz) der von der Taktpulsquelle (19) gelieferten Taktpulse einstellbar ist.

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