DE2744201A1

DE2744201A1 - Schaltungsanordnung zum bestimmen der drehrichtung eines digitalen tachometers

Info

Publication number: DE2744201A1
Application number: DE19772744201
Authority: DE
Inventors: Anton Dressen; Franz-Josef Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1979-04-05
Also published as: FR2404855A1; BE870895A; NL7806757A; IT7828040A0; IT1099166B

Description

SIEMENS AKTIENGESEHSCHAPT ο Unser Zeichen Berlin und München TSk JJ ρ 2 0 7 2 BRD

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Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Drehrichtung eines digitalen Tachometers.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Drehrichtung eines digitalen Tachometers und insbesondere eines Tachometers, der bei Drehung zwei Taktimpulsfolgen mit um jeweils 90° gegeneinander phasenverschobenen Taktimpulsen erzeugt.

Bei Magnetbandgeräten, insbesondere solchen, die mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen zusammenarbeiten, ist es erforderlich, das Magnetband schnell zu starten und zu stoppen und mit hoher, möglichst konstanter Geschwindigkeit an dem Magnetkopf vorbeizuführen. Um die dabei auftretenden Beschleunigungskräfte auf ein gewünschtes Maß bringen zu können, wird das Magnetband bei derartigen Geräten sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung mit nur einer einzigen Antriebsrolle bewegt, und durch Umschlingung der Antriebsrolle auf einem großen Teil ihres Umfanges wird dafür gesorgt, daß immer genügend Reibung zwischen dem Band und der Antriebsrolle besteht und ein Schlupf des Magnetbandes weitgehend verhindert wird. Zum schnellen Erreichen der Sollgeschwindigkeit ist die Antriebsrolle ein trägheitsarmes Gebilde. Damit der Motor und die mit ihm verbundene Antriebsrolle stets seine richtige Geschwindigkeit hat, ist es bekannt, mit dem Motor bzw. der Antriebswelle der Antriebsrolle einen Tachometer zu koppeln, der eine der Drehgeschwindigkeit des Motors und

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damit der Bandgeschwindigkeit proportionale Spannung erzeugt und über einen Servo-Verstärker den Motor selbst steuert. Aufgabe eines solchen Tachometers ist aber nicht nur, anzuzeigen, mit welcher Geschwindigkeit er und andere mit ihm gekoppelte Teile sich drehen, sondern er soll auch noch anzeigen, in welcher Richtung er sich dreht.

Ea sind an sich bereits Schaltungsanordnungen bekannt, mit denen die Drehrichtung eines Tachometers, insbesondere eines digitalen Tachometers bestimmt werden kann. Diese bekannten Schaltungsanordnungen haben aber den Nachteil, daß eine Aussage darüber, in welche Richtung sich der Tachometer dreht, erst nach dem Eintreffen mehrerer Taktimpulse möglich ist. Wenn ein solcher digitale Tachometer in einem System wie dem Bandantriebssystem eines Bandgerätes verwendet wird, d.h. einem System welches in sich rückgekoppelt ist, besteht jedoch stets die Gefahr, daß das System bei bestimmten Folgefrequenzen zum Schwingen kommt. Die Gefahr des Schwingens eines solchen Systems ist umso größer, je näher die Schwingfrequenz des Systems in der Nähe der Betriebsfrequenz liegt. Schaltungsanordnungen, die nun jeweils mehrere Takte benötigen, um eine Aussage über die Drehrichtung des Tachometers machen zu können, besitzen somit eine sehr große Verzögerung und damit eine erhebliche Gefahr der Schwingneigung.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Drehrichtung eines Tachometers, der bei Drehung zwei Taktimpulsfolgen mit um jeweils 90 gegeneinander phasenverschobenen Taktimpulsen erzeugt, zu schaffen, die eine sehr geringe Verzögerung aufweist und insbesondere in der Lage ist, die Drehrichtung des Tachometers jeweils unmittelbar beim Eintreffen einer Planke eines Impulses einer der beiden Taktimpulsfolgen zu bestimmen. Erfindungsgeinäß wird dies dadurch erreicht, daß aus jeder der beiden Taktimpulsfolgen

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nichtinvertierte Impulse und invertierte Impulse und aua den invertierten Impulsen verzögerte Impulse und invertierte verzögerte Impulse abgeleitet werden und daß zwei Gruppen von je vier UND-Gattern vorgesehen sind, deren Eingängen je drei der vier möglichen Impulsarten in jeweils unterschiedlicher Kombination zugeleitet werden, so daß bei jeder eintreffenden Impulsflanke eines der Impulse der beiden Taktimpulsfolgen von einem der UND-Gatter ein Ausgangsimpuls abgegeben wird, wobei ein Ausgangsimpuls an einem Gatter der einen Gruppe anaigt, daß sich der Tachometer in der einen Richtung dreht, und ein Ausgangsimpuls an einem Gatter der anderen Gruppe anzeigt, daß sich der Tachometer in der anderen Richtung dreht. Die Ausgänge der UND-Gatter jeder Gruppe sind zweckmäßigerweise über ein ODER-Gatter zu einem Ausgang pro Drehrichtung zusammengefaßt.

Anhand der Figuren 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sowie die Wirkungsweise derselben erläutert.

Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus vier Nichtgliedern 11 bis 14, zwei Verzögerungsgliedern V1 und V2, acht UND-Gliedern U1 bis U8 und zwei ODER-Gliedern 01 und 02. Sie besitzt zwei Eingänge E1 und E2 sowie zwei Ausgänge A1 und A2. Voraussetzungsgemäß soll mit der Schaltungsanordnung die Drehrichtung eines Tachometers bestimmt werden, der bei. Drehung zwei TaktImpulsfolgen mit um jeweils 90° gegeneinander phasenverschobenen Taktimpulsen erzeugt. Diese beiden Taktimpulsfolgen des Tachometers werden den beiden Eingängen E1 bzw. E2 zugeführt. Die Taktimpulsfolgen selbst sind in den Zeilen E1 und E2 der Figur 2 dargestellt. Dort ist auch ihre Phasenverschiebung von 90° zu erkennen. Aus den beiden an den Eingängen E1 und E2 anliegenden Taktimpulsfolgen werden zum einen nichtinvertierte Impulse und zum anderen invertierte Impulse (beide nicht dargestellt) abgeleitet. Dies geschieht

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mit Hilfe der beiden Nicht-Glieder 11 und 12, bei denen einmal Impulse am Eingang und zum anderen Impulse am Ausgang abgenommen werden. Aus den invertierten Impulsen an den Ausgängen der beiden Nicht-Glieder 11 und 12 werden dann mit Hilfe der beiden Verzögerungsglieder V1 bzw. V2 verzögerte Impulse erzeugt. Die Zeilen V1 und V2 von Figur 2 zeigen die am Ausgang der Verzögerungsglieder V1 bzw. V2 auftretenden Impulse. Diese Impulse werden zum einen direkt weiterverwendet und zum anderen mit Hilfe der Nicht-Glieder 13 und 14 erneut invertiert. Auf diese Weise entstehen vier unterschiedliche Impulsfolgen. Wesentliches Merkmal dieser Impulsfolgen ist, daß die am Ausgang der beiden Verzögerungsglieder V1 bzw. V2 auftretenden Impulse um einen Betrag Δ* gegenüber den entsprechenden Impulsflanken der Ursprungsimpulafolgen (E1, E2) phasenverschoben sind.

Die UND-Glieder TJ1 bis U8 sind in zwei Gruppen unterteilt, wobei die UND-Glieder U1, U3, U5 und U7 die eine Gruppe und die UND-Glieder U2, U4, U6 und U8 die andere Gruppe bilden. Gemeinsam ist allen UND-Gliedern, daß sie drei Eingänge besitzen. Diesen Eingängen der UND-Glieder U1 bis U8 werden je drei der vier möglichen Impulsarten in jeweils unterschiedlicher Kombination zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß bei jeder eintreffenden Impulsflanke eines der Impulse der beiden Taktimpulsfolgen an den Eingängen E1 bzw. E2 von einem der UND-Glieder U1 bis U8 ein Ausgangs impuls abgeben wird. Wird ein Ausgangs impuls von einem der UND-Glieder U1, U3, U5 oder U7 abgegeben, dann ist dies eine Aussage dafür, daß sich der Tachometer rechts herum dreht, wird dagegen von einem der UND-Glieder U2, U4, U6 oder U8 ein Ausgange impuls abgegeben, dann weist dies darauf hin, daß der Tachometer sich links herum dreht. Um jeweils nur an einem der beiden Ausgängen A1 bzw. A2 ein entsprechendes Signal zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Ausgänge der UND-Glieder U1, U3, U5 und U7 mit Hilfe eines ODER-Gliedes 01 zusammenzufassen und die Ausgänge der UND-Glieder U2, U4, U6 und U8 mit Hilfe eines zweiten ODER-Gliedee 02 zusammenzufassen.

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Figur 2 zeigt in den Zeilen U1, U3, U5 und U7 beziehungsweise der Zeile A1 die im Falle einer Rechtsdrehung des Tachometers auftretenden Impulse an den Ausgängen der UND- bzw. ODER-Glieder . Am Ausgang des UND-Gliedes U1 tritt z.B. dann ein negativer Impuls auf, wenn die Hinterflanke eines Impulses der Impulsfolge am Eingang E1 erscheint, weil in diesem Fall alle drei Ein· gänge dieses UND-Gliedes den gleichen Signalpegel erhalten. Entsprechendes gilt für die UND-Glieder U3, U5 und U7. Aus den Zeilen A1(O1) und A2(02) von Figur 2 ersieht man, daß auf diese Weise am Ausgang A1 der Schaltungsanordnung und damit am Ausgang des ODER-Gliedes 01 eine fortlaufende Impulsfolge auftritt, während am Ausgang A2 kein Impuls erscheint. Entsprechendes gilt für den Ausgang A2 und A1, wenn sich der Tachometer links herum dreht.

2 Patentansprüche

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Leerseite

Claims

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1J Schaltungsanordnung zum Bestimmen der Drehrichtung eines Tacho-— meters, der bei Drehung zwei Taktimpulsfolgen mit um jeweils gegeneinander phasenverschobenen Taktimpulsen erzeugt, dadurch gekennzeichnet_t daß aus jeder der beiden Taktimpulsfolgen (ET, E2) nichtinvertierte Impulse und invertierte Impulse und aus den invertierten Impulsen verzögerte Impulse und invertierte verzögerte Impulse abgeleitet werden, und daß zwei Gruppen von je vier UND-Gattern (U1, U3, U5, U7 bzw. U2, U4, U6, U8) vorgesehen sind, deren Eingängen je drei der vier möglichen Impulsarten in jeweils unterschiedlicher Kombination zugeleitet werden, so daß bei jeder eintreffenden Impulsflanke eines der Impulse der beiden Taktimpulsfolgen von einem der UND-Gatter ein Ausgangsimpuls abgegeben wird, wobei ein Ausgangs impuls an einem Gatter der einen Gruppe (U1, U3, U5, U7) anzeigt, daß sich der Tachometer in der einen Richtung dreht, und ein Ausgangsimpuls an einem Gatter der anderen Gruppe (U2, U4, U6, U8) anzeigt, daß sich der Tachometer in der anderen Richtung dreht.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der UND-Gatter jeder Gruppe über ein ODER-Gatter (01, 02) zu einem Ausgang (A1, A2) pro Drehrichtung zusammengefaßt sind.

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