-
-
rVorrichtung zur digitalen Drehzahlregelung eines
-
Gleichstrommotors in fotografischen oder kinematografischen Geräten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur digitalen Drehzahlregelung eines
Gleichstrommotors in fotografischen oder kinematografischen Geräten, mit einem mit
dem Motor zu-.
-
sammenwirkenden Istwertgeber, einem Sollwertgeber sowie einer Impulsformerstufe
und einer Schaltstufe mit einem im Motorstromkreis angeordneten steuerbaren Halbleiterbauelement
für die Regelung des Motors.
-
Bei elektronischen Drehzahlregelungen für Gleichstrommotoren ist es
bekannt, in den Ankerstromkreis des aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstrommotors
einen Schalttransistor als Stellglied zu schalten, wobei dieser Schalttransistor
als variabler Vorwiderstand betrieben wird. Bei diesen bekannten Schaltungen ist
ein als Impulsgeber dienender Tachoaenerator über ein Getriebe mit dem Motor verbunden
und erzeugt bei laufendem Motor ein Wechselspannungssignal, dessen Frequenz proportional
zur Motordrehzahl ist.
-
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 2 166
360 bekannt, welche eine Motorreaelschaltung beschreibt und bei welcher die Restwelligkeit
der am Ausgang des drehzahlabhängigen Frequenz-Spannungsumsetzers am Eingang der
Schaltung abgegebenen pulsierenden Spannung für Pegelfunktionen benutzt, wobei dem
Umsetzer ein Schwellwertschalter und eine Schaltstufe für den Motor nachgeschaltet
sind. Bei dieser bekannten Schaltung ist in dem einen motorbetätigten Schalter nachgeschalteten
Umsetzer ein Transitor vorgesehen, dessen eine Eingangselektrode mit einem Pol der
Spannungsquelle und ein Justierwiderstand mit dem anderen Pol der Spannungsquelle
und der Ausgangselektrode des Transistors verbunden ist, wobei ein Speicherkondensator
zwischen die Ausgangselektrode und einen der beiden Pole der Spannungsquelle geschaltet
ist und der Schwellwertschalter als Impulsbreiteformer mit großer Verstärkung vorgesehen
ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine definierte kontinuierliche
Veränderung der Bildgeschwindigkeit linear, logarithmisch oder proportional der
Ausgangsfrequenz eines Führungsoszillators für eine vorwählbare Bilderzahl oder
bis zu einer vorwählbaren maximalen oder minimalen Bildgeschwindigkeit ermöglicht
wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäs dadurch gelöst, d«» der Istwertgeber
aus einer Leuchtdiode, einem Fototransistor und
einer von dem Motor
angetriebenen Zahnscheibe gebildet wird, welche intermittierend Infrarotlicht son
der Leuchtdiode zum Fototransistor zur Erzeugung von Steuerimpulsen durchläßt, daß
ein Binär zähler vorgesehen ist, dessen Zählerinhalt durch Impulse bestimmter Frequenz
verg eßert oder verkleinert wird, und daß ein weiterer Binärzähler vorgesehen ist,
der durch entsprechende Rückstellimpulse zurückgesetzt wird, und daß bei Erreichen
eines bestimmten Zählerstandes ein Signal am bertragsausgang des Zählers an das
Halbleiterbauelement für die Steuerung des Motors abgegeben wird. Mit einer solchen
Vorrichtung läßt sich erreichen, daß durch die definierte kontinuierliche Veränderung
der Bildgeschwindigkeit für eine vorwählbare Bilderzahl oder bis zu einer vorwählbaren
maximalen oder minimalen Bildgeschwindigkeit eine definierte kontinuierliche Veränderung
der Bildgeschwindigkeit ermöglicht wird. Dadurch wird ein nahtloser Übergang vom
Zeitlupen- zum Zeitraffereffekt oder umgekehrt erzielt. Darüber hinaus werden Belichtungseinbrüche
beim Bildgeschwindigkeitswechsel durch Anpassung der Bildgeschwindigkeitsänderung
an die Blendennachregelgeschwindigkeit vermieden, wobei die Bildgeschwindigkeitsänderung
in Abhängigkeit von biologischen oder phoysikalischen Größen erfolgt, wie sie beispielsweise
durch die Beleuchtungsstärke gegeben sind.
-
In vorteilhafter Weise wird der Zählerinhalt des ersten Binärzählers
durch vom Istwertgeber synchronisierte Einzelimpulse oder durch asynchrone Impulse
einstellbarer Frequenz vergrößert oder verkleinert.
-
Gemäß einer weiteren Ausbildung wird der weitere Binärzähler durch
Impulse des Istwertgebers zurückgesetzt.
-
In vorteilhafter Weise ist der Festwertspeicher mit einem weiteren
Binär zähler verbunden, dessen Übertragsausgang mit einem Eingang eines mit sienem
Ausgang mit dem Zähler verbundenen UND-Gatters verbunden ist, an dessen weiter Eingänge
ein mit einem Funktionsgeber über einen Schalter verbundener Impulsoszillator, der
Ausgang eines mit dem Zähler verbundenen UND-Gatters, ein Schalter und der Ausgang
einer mit dem Zähler verbundenen Inverterstufe geschaltet sind.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den übrigen Unteransprüchen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
-
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild
der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Schaltungsanordnung zur digitalen Drehzahlregelung.
-
Wie aus der Figur ersichtlich, falls das durch eine gezahnte Scheibe
2 unterbrochene Licht einer Infrarotlicht aus sendenden Lumineszenzdiode 1 auf einen
Fototransistor 3, an dessen Kollektorwiderstand ein Stuerimpuls SS1 abfällt. Die
Leuchtdiode 1 und der Fototransistor 3, welche zusammen mit der Zahnscheibe 2 einen
Istwertgeber bilden, sind mit den Pluspol einer als
Gleichspannungsquelle
vorgesehenen Batterie UBatt verbunden.
-
Die positive Flanke des Steuerimpulses SS1 erzeugt im Zusammenwirken
mit einem UND-Gatter 13 und einer an den einen Eingang dieses UND-Gatters 13 aus
drei Gattern 4, 5 und 6 bestehenden logischen Verzögerungsstufe einen kurzzeitigen
Triogerimpuls SS2 am Ausgang des UND-Gatters 13, wobei der andere Eingang dieses
UND-Gatters mit dem Eingang der logischen Verzögerungsstufe verbunden ist, welcher
seinerseits an den Kollektor des Fototransistors 3 angeschlossen ist. Der Triggerimuls
SS2 wird an die Steuer-bzw. Enable-Eingänge E von vorsetzbaren Binärzählern 24 und
25 angelegt. Damit wird sichergestellt, daß die an den JAM-Eingängen der Zähler
24 und 25 anliegende Zahl zu Beginn des Steuerimpulses 551 schlagartig in die Zähler
eingelesen wird. Der Steuerimpuls SS1 vom Fototransistor 3 gelangt ferner über eine
aus Gattern 7 bis 12 bestehende Verzögerungsstufe an den einen Eingang des UND Gatters
14, wobei der Steuerimpuls SS1 um die Laufzeiten der in genügend großer Anzahl vorgesehenen
Gatter 7 bis 12 verzögert wird. Für die Dauer des Steuerimsulses SS1 können die
dem zweiten Eingang des UND-Gatters 14 zugeführten Impulse eines Impulsoszillators
21 in den Zähler 25 eingelesen werden, welcher als RUckwärtszahler geschaltet ist.
Wenn die eingelesene Impulszahl größer als eine vorgegebene binäre Vergleichszahl
An Q Ao ist, erfolgt eine Umschaltung vom höher liegenden Potential H" auf das niedriger
liegende Potential "O" am Ubertragsausgang U des Zählers 25, wodurch über eine Inverterstufe
15 und einen Transistor 16, dessen Basis an die Inverterstufe 15 angeschlossen ist,
während der Emitter mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle
und
der Kollektor mit dem Motor 20 verbunden ist, der Motor 20 so lange Strom erhält,
bis die eingelesene Impulszahl kleiner als A ... Ao ist. Der Motor 20 ist mit seinem
anderen n Anschluß mit dem Pluspol der Batterie UBatt verbunden.
-
Die binäre Vergleichszahl An ... Ao wird über einen Festwertspeicher
26 und den Zähler 25 mittels mit dem Festwertspeicher 26 einerseits und dem Pluspol
der Batterie UBatt andererseits verbundenen Kodierschaltern 5n ... SO vorgegeben.
Der Festwertspeicher 26 bewirkt dabei eine drastische Verringerung der benötigten
Kodierschalter. Der vorsetzbare Zähler 24 hat die Aufgabe, eine normalerweise konstante
binäre Vergleichszahl Bn ... Bo mit einer definierten Geschwindigkeit synchron zur
Bildzahl zu vergrößern oder zu verkleinern. Dadurch erreicht man einen nahtlosen
Übergang vom Zeitlupen- zum Zeitraffereffekt. Dies wird durch die im folgenden näher
erläuterte Weise erreicht: Befindet sich ein Schalter S4 für zwei Schaltzustände
in der mit 2 bezeichneten Stellung, so werden die Impulse eines Impulsoszillators
22 in den Zähler 24 eingelesen und verändern die normalerweise konstante binäre
Vergleichszahl Bn Bo.
-
Dieses Verändern kann ein Vergrößern oder Verkleinern je nach Ausgang
(vorwärts/rückwärts) des Festwertspeichers 26 bedeuten.
-
Die gewünschte Zählrichtung wird mittels der Kodierschaltung Sn...
SO eingegeben. Hierbei sind folgende Betriebsarten möglich:
1Ein
Schalter S2 mit zwei Schaltstufen befindet sich in der mit 1 bezeichneten Stellung
und ist dabei mit einem ebenfalls in der ersten von zwei möglichen Stellungen befindlichen
Schalter S3 verbunden. Hierbei wird die binäre Vergleichszahl B .. B pro Bild um
ein Bit verändert.
-
n o 2 Der Schalter S3 befindet sich in einer zweiten Stellung 2 wodurch
eine Verbindung mit dem Ausgang des Impulsoszillators 22 hergestellt wird, während
der Schalter S2, der sich ebenfalls in seiner zweiten Position 2 befindet, eine
Verbindung mit dem Triggereingang eines monostabilen Ptultivibrators 23 herstellt.
Hierbei wird die binäre Vergleichszahl Bn ... Bo pro Bild um eine mittels einer
an den Multivibrator 23 angeschalteten Widerstands-/Kondensator-Kombination R1,
C1 und/oder einer an den Impulsoszillator 22 angeschalteten Widerstands-/Kondensator-Kombination
R2, C2 einstellbarer Bitzahl verändert. Diese Betriebsweise ist besonders nützlich
zur Anpassung der Bitgeschwindigkeitsänderung an die Blendennachregelgeschwindigkeit.
Damit werden Belichtungseinbrüche bei Bildgeschwindigkeitswechsel von beispielsweise
9 auf 54 Bilder pro Sekunde vermieden.
-
3. Der Schalter S3 befindet sich in der Stellung 2 , während der Schalter
S2 sich in Stellung 1 befindet. Hierbei wird die binäre Vergleichszahl Bn ... Bo
kontinuierlich verändert.
-
Allen drei beschriebenen Betriebsarten ist gemeinsam, daß die Veränderung
der Bildgeschwindigkeit entweder bis zu einer voreingestellten Bilderzahl oder bis
zu einer voreingestellten Bildgeschwindigkeit wirksam ist. Dies wird durch die im
folgenden näher angegebenen Maßnahmen erreicht: 1. ber die Kodierungsschalter 5n
So . so und den pestwertspeicher 26 wird ein weiterer Binärzähler 27 vorgesetzt,
der über einen in seiner ersten Schaltstellung befindlichen Schalter S4 über den
Steuereingana E aktiviert wird, d. h.
-
zunächst werden die an den JM-Eingängen anstehenden binären Zahlen
und danach die vom Istwertgeber (1, 2, 3) erzeugten Impulse eingelesen. Sobald die
Zahl der Impulse des Istwertgebers die voreingestellte Binärzahl unterschreitet,
geht der Übertragsausgang U des Zählers 27 vom "H"-Potential auf das "O"-Potential.
-Dadurch wird ein mit einem Eingang an diesen Ausgang U des Zählers 27 angeschlossenes
UND-Gatter 17 gesperrt und die Xnderung der Bildgeschwindigkeit gestoppt. Der Ausgang
des UND-Gatters 17 ist mit einem Eingang des Zählers 24 verbunden, während ein weiterer
Eingang des UND-Gatters 17 mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt des Schalters S3 verbunden
ist. Der mit dem Festwertspeicher 26 für die binären Vergleichszahlen Bo ... Bn
verbundene Zähler 24, welcher auch mit dem Zähler 25 für die binären Vergleichszahlen
Ao .*. An verbunden ist, ist ferner über eine Inverterstufe 18 mit einem weiteren
Eingang des UND-Gatters 17 und über ein UND-Gatter 19 mit dem
mit
dem Übertragsausgang U des Zählers 27 verbundenen Eingang des UND-Gatters 17 verbunden.
Ein vierter Eingang des UND-Gatters 17 ist an den zweiten Schaltkontakt des Schalters
S4 angeschlossen.
-
2. Soll eine Anderung der Bildgeschwindigkeit bis zu einer maximalen
oder minimalen Größe unabhängig von der Bilderzahl vorgegeben werden, so wird dies
durch die folgenden Maßnahmen erreicht: In der Betriebsart "Bildgeschwindigkeltsvergrißerung"
(Zeitlupe), wird das entsprechende Ausgangsbit des Zählers 2a über die Inverterstufe
18 an das UND-Gatter 17 gelegt.
-
Damit wird sichergestellt, aß beim Erreichen einer voreingestellten
maximalen Bildgeschwindigkeit das UND-Gatter 17 sperrt. In der Betriebsart "Bildgeschwindigkeitsverkleinerung
(Zeitraffer) wird eine genügend große Anzahl von LSB-Bits über das UND-Gatter 19
dem UND-Gatter 17 zugeführt.
-
Damit wird sichergestellt, daß beim Erreichen einer voreingestellten
minimalen Bildgeschwindigkeit das UND-Gatter 17 spert.
-
Um mit einem Minimum an externen Bauelementen auszukommen und einen
gedrägten Schaltungsaufbau zu ermöglicheen, können durch Ausnutzung der inneren
schaltungskapazität die Kondensatoren C1 und Cz des monostabilen Multivibrators
23 bzw. des über den
Steuereingang E mit dem Multivibrator 23 verbundenen
Impulse oszillators 22 sowie ein mit einem einstellbaren Widerstand R3 in Reihe
geschalteten und mit diesem an den Impulsoszillator 21 angeschaltete Kondensator
C3 wegfallen. Wegen der relativ kleinen inneren Schaltungskapazität müssen hierbei
die Oszillatoren 21, 22 und 23 mit integrierten Teilerstufen ausgerüstet werden,
um brauchbare Frequenzen zu erhalten. Ein weiterer Ausgang A des Festwertspeichers
26 kann an einen Funktionsgeber 28 für die Bildung der Funktionen Ra = f(t, etc.)
und R2 = f(t, etc.) angeschlossen sein, wobei der Widerstand R1 des monostabilen
Multivibrators 23 eine Funktion von t, E, etc. und der Widerstand R2 des Impulsoszillators
22 eine Funktion von t, E, V, etc. ist, wonach über den Funktionsgeber 28 eine Änderung
der Widerstände R, R2 linear, logarithmisch oder nach einer beliebigen Zeitfunktion
vorgenommen werden kann, wobei diese Widerstände R1 und R2 mit dem Funktionsgeber
28 verbunden sind.
-
L e e r s e i t e