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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Geschwindigkeit eines ersten und zweiten Motors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei Bandaufzeichnungs- und Wiedergabegeräten vom Dual-Capstan-Typ sind zwei Bandantriebswellen vorgesehen, die jeweils mit einer Andrückwalze zusammenwirken, um das Aufzeichnungsband im erforderlichen gespannten Zustand zu halten, während das Band von der Nachführspule zur Abzugsspule transportiert wird. Bei derartigen bekannten Geräten ist jede Bandantriebswelle mit einer Riemenscheibe verbunden, um die ein Antriebsriemen gelegt ist, so daß beide Wellen zur gemeinsamen einheitlichen Drehung durch einen einzigen Motor angetrieben werden, der mit der abzugsseitigen Bandantriebswelle verbunden ist. Dabei wird die Elastizität des Antriebsriemens ausgenutzt, um die nachführbandseitige Bandantriebswelle mit leichtem Schlupf anzutreiben, so daß ihre Gewindigkeit ca. 0,1% bis 0,2% unter der Drehgeschwindigkeit der abzugsspulenseitigen Bandantriebswelle liegt. Hierdurch wird der Abschnitt des Aufzeichnungsbandes zwischen den Bandantriebswellen straff gespannt.
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Der Nachteil eines derartigen Dual-Capstan-Antriebs besteht darin, daß sich die elastischen Eigenschaften des Antriebsriemens und damit gleichzeitig die voreingestellte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Bandantriebswellen mit der Zeit ändert, was sich sehr schnell auf die äußerst feinfühlige Einstellung zur Aufrechterhaltung des gewünschten gespannten Zustandes für das Aufzeichnungsband auswirkt. Eine direkte Folge hiervon ist eine zunehmend schlechter werdende Aufnahme- und Wiedergabequalität des Bandaufzeichnungs- und Wiedergabegerätes.
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Aus der DE-AS 23 58 442 ist ein Bandaufzeichnungs- und Wiedergabegerät bekannt, das nach dem Dual-Capstan-Prinzip arbeitet und bei dem jede der beiden Bandantriebwellen fest mit einem zugeordneten Motor verbunden ist. Die Außenrotore der Motoren dienen dabei als Riemenscheiben, die durch einen Antriebsriemen miteinander verbunden sind. Je nach der Bandlaufrichtung wird jeweils nur der der jeweiligen Bandabzugsseite zugeordnete Motor angetrieben, während der der jeweiligen Banzuführseite zugeordnete Motor über den Antriebsriemen von dem mit Leistung versorgten Motor mitgedreht wird, so daß die nachführbandseitige Bandantriebswelle in bekannter Weise mit leichtem Schlupf gegenüber der abzugsseitigen Bandantriebswelle betätigt wird.
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Bezüglich des Dual-Capstan-Antriebs ist diese Anordnung identisch mit dem eingangs beschriebenen Bandaufzeichnungs- und Wiedergabegerät und weist somit auch deren Nachteile auf.
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Aus der DE-OS 26 54 443 ist nun ein Bandaufzeichnungs- und Wiedergabegerät vom Dual-Capstan-Typ bekannt, bei dem jede Bandantriebswelle von einem eigenen Motor angetrieben wird, wobei die beiden Motoren mechanisch unabhängig voneinander betrieben werden.
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Um zur Aufrechterhaltung der gewünschten Spannung des Bandabschnitts zwischen den Bandantriebswellen die Motoren mit geringfügig unterschiedlichen Geschwindigkeiten anzutreiben ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die zwei Tachogeneratoren umfaßt, von denen jeder einem der Motoren zugeordnet ist. Die von den Tachogeneratoren erzeugten Geschwindigkeitssignale werden jeweils an einen zugeordneten Phasendetektor angelegt, dem gleichzeitig ein entsprechendes Referenzsignal zugeführt wird, so daß das Geschwindigkeitssignal auf das Referenzsignal phasengerastet wird. Die Ausgangssignale der Phasendetektoren werden dann über eine Betriebsspannungsschaltung den entsprechenden Motoren zugeführt, um so den gewünschten Betrieb sicherzustellen.
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Um nun für jeden der beiden Phasendetektoren ein Referenzsignal zu erzeugen, ist ein erster und ein zweiter einstellbarer Frequenzuntersetzer vorgesehen, der jeweils von einem genauen und hochstabilen Quarzoszillator beaufschlagt wird. Zur Wahl einer bestimmten Bandlaufgeschwindigkeit werden die beiden Frequenzuntersetzer gemeinsam von einem Steuersignal einer Steuereinheit eingestellt.
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Um bei dieser bekannten Schaltungsanordnung die unterschiedlichen Antriebsgeschwindigkeiten für die beiden Bandantriebswellen sicherzustellen, werden Bezugsoszillatoren vorgesehen, die bei verschiedenen Frequenzen schwingen.
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Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung besteht darin, daß eine Vielzahl von teueren und schaltungstechnisch aufwendigen Schaltungselementen verwendet werden müssen, um die Referenzsignale für eine einwandfreie Steuerung der Motore zu gewährleisten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der Referenzsignale mit im wesentlichen konstanter Amplitude und präzise vorgebbaren Frequenzen in besonders einfacher Weise erzeugt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patenanspruchs 1 gelöst.
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Durch die Verwendung programmierbarer Frequenzteiler und eines einzigen Oszillators, der beide Frequenzteiler beaufschlagt, wird die Erzeugung der Referenzsignale in besonders einfacher Weise gewährleistet. Die Motore können demgemäß exakt bei verschiedenen Geschwindigkeiten gesteuert werden und halten somit das Band in dem jeweils gewünschten, gespannten Zustand.
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Weiter werden durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sehr kostenaufwendige und spannungsgesteuerte Oszillatoren vermieden.
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Ein weiterer, für die Praxis ganz wesentlicher Vorteil wird ersichtlich, wenn man sich die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltung kurz vergegenwärtigt:
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Beim Start der beiden Motoren treibt die auf einem bestimmten Pegel befindliche Ausgangsspannung des jeweiligen Verstärkers den zugehörigen Motor. Dadurch wird dem jeweils ersten Abtast- Halte-Glied eine ansteigende Spannung über monostabile Multivibratoren von den Tachogeneratoren zugeführt, so daß das jeweilige Abtast-Halte-Glied eine Spannung liefert, die ungefähr proportional zur Motorgeschwindigkeit ist.
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Dies ist der Grund dafür, daß der Motor gleich anfänglich mit einer erheblichen Spannung erregt wird und somit ein hohes Antriebsdrehmoment aufweist.
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Hat der Motor dann seine Endgeschwindigkeit und die Frequenz der Tachogenerator-Impulse die Frequenz des Referenzsignals erreicht, wird die ansteigende Spannung durch das jeweils zweite Abtast-Halte-Glied in Abhängigkeit vom Referenzsignal getastet. Das Ausgangssignal des jeweils zweiten Abtast-Halte- Gliedes ist deshalb repräsentativ für den Phasenabweichung vom Bezugssignal, so daß der Motor dann exakt mit der gewünschten Geschwindigkeit betrieben wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt
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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Steuerung der Geschwindigkeit zweier Motoren,
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Fig. 2 eine abgewandelte Ausführung des Frequenzuntersetzers aus Fig. 1, und
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Fig. 3 eine weitere Abwandlung des Frequenzuntersetzers aus Fig. 1.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung sind ein erster und ein zweiter Motor 2 bzw. 2&min; vorgesehen, die jeweils Bandantriebswellen 1 bzw. 1&min; antreiben, welche in Nachbarschaft zur Abzug- bzw. Nachführspule eines Kassettenbandaufzeichnungsgerätes mit zwei Bandantriebswellen angeordnet sind. Die Bandantriebswellen 1 und 1&min; sind so angeordnet, daß sie in Eingriff mit jeweiligen (nicht gezeigten) Andrückrollen sind, um ein Aufzeichnungsband zwischen der Nachführ- und der Abzugsspule zu transportieren. Die Drehgeschwindigkeit der Motore 2 bzw. 2&min; werden durch einen ersten bzw. einen zweiten Tachogenerator 3 bzw. 3&min; erfaßt, die jeweils eine Folge von Rechteckimpulsen mit einer zur Drehgeschwindigkeit jedes Motors 2, 2&min; proportionalen Frequenz erzeugen.
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Die geschwindigkeitsbezogenen Impulse des ersten Tachogenerators 3 werden jeweils an einen ersten und an einen zweiten monostabilen Multivibrator 4 bzw. 5 angelegt. Der erste monostabile Multivibrator 4 erfaßt die Vorderflanke des Geschwindigkeitsimpulses und triggert einen Sägezahngenerator 6 so, daß eine ansteigende Spannung entsteht, die an ein erstes und an ein zweites Abtast-Halte-Glied (sample-and- hold circuit) 7 bzw. 8 angelegt wird. Der zweite monostabile Multivibrator 5 ist so ausgelegt, daß er die Hinterflanke des Rechteckimpulses erfaßt und einen Abtastimpuls für das Abtast-Halte-Glied 7 erzeugt, so daß der Augenblickswert der Sägezahnspannung abgetastet und an den Eingang eines Addierkreises 9 angelegt wird. Da die Länge des durch den Tachogenerator 3 erzeugten Rechteckimpulses umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit des Motors 2 geändert wird, ändert sich auch das Ausgangssignal des Addierkreises 9 reziprok proportional zur Drehgeschwindigkeit der abzugsseitigen Bandantriebswelle 1.
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Im System ist ein Quarzoszillator 10 vorgesehen, der Vergleichsfrequenz-Impulse für programmierbare Frequenzuntersetzer 11 und 11&min; erzeugt. Die Ausgangsfrequenz des variablen Frequenzuntersetzers 11 ist ein erster integraler Teiler der Referenzfrequenz, und dieser integrale Teiler stellt ein Frequenzuntersetzungsverhältnis dar, das durch ein erstes digitales Frequenz-Steuersignal bestimmt wird, welches an einer Klemme 13 anliegt und von einer ersten Fequenz-Steuereinheit 14 stammt. Das Ausgangssignal des Frequenzuntersetzers 11 bildet damit ein festsetzbares Referenzsignal, das als Abtastimpuls für das zweite Abtast-Halte-Glied 8 benutz wird, so daß dieses eine Ausgangsspannung erzeugt, die die Phasenabweichung des geschwindigkeitsbezogenen Impulses gegenüber dem Referenzsignal darstellt. Das Phasenabweichungssignal des zweiten Abtast-Halte-Gliedes 8 wird an den weiteren Eingang des Addierkreises 9 angelegt und dort mit dem Ausgangssignal des ersten Abtast-Halte-Gliedes 7 addiert. Damit wird das Ausgangssignal des Addierkreises 9 gleichzeitig von der Phasendifferenz abhängig, dieses Ausgangssignal wird durch einen Verstärker 12 verstärkt und dem ersten Motor 2 zugeführt, so daß die abzugsspulenseitige Bandantriebswelle 1 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die in Abhängigkeit von Frequenz und Phase des ersten Frequenzuntersetzers 11 geändert wird, und damit in Abhängigkeit von dem von der Steuereinheit 14 stammenden Steuersignal.
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Wenn die abzugsspulenseitige Bandantriebswelle 1 nach Stillstand zum erstenmal beaufschlagt wird, entwickelt sich eine relativ große Spannung am Ausgang des Abtast-Halte-Gliedes 7 zur Beschleunigung des Motors 2, bis dieser eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht. Sobald diese Geschwindigkeit erreicht ist, kommt das Abtast-Halte-Glied 8 ins Spiel und erzeugt ein Phasenabweichungssignal mit Bezug auf die durch den Frequenzuntersetzer 11 abgegebene Standardphase, so daß die abzugsspulenseitige Bandantriebswelle 1 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die die Steuereinheit 14 bestimmt. In diesem Zustand ergibt eine Änderung des ersten Steuersignals von der Steuereinheit 14 eine Änderung des Ausgangssignals des Abtast-Halte-Gliedes 8, wodurch wiederum eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Bandantriebswelle 1 hervorgerufen wird. Falls die Änderung des Steuersignals in Richtung zur Erhöhung der Bandantriebswellengeschwindigkeit verläuft, wird die durch das Abtast-Halte-Glied 8 des Phasendetektors erfaßte Spannung anwachsen, so daß die Bandantriebswelle 1 mit höherer Geschwindigkeit gedreht wird. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Bandantriebswelle 1 einen neuen Gleichgewichtszustand erreicht, der daraufhin konstant durch die Gegenkopplungs-Wirkung gehalten wird, die sich durch das Ausgangssignal des Abtast-Halte-Gliedes 7 ergibt.
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In entsprechender Weise wird das Ausgangssignal des zweiten Tachogenerators 3&min; an zwei monostabile Multivibratoren 4&min; bzw. 5&min;, die hier als 3. und 4. monostabile Multivibratoren bezeichnet werden, angelegt, die die gleichen Funktionen wie der erste bzw. zweite monostabile Multivibrator 4 bzw. 5 haben, so daß ein zweiter Sägezahngenerator 6&min; in Abhängigkeit von der Vorderflanke des Geschwindigkeitssignals vom zweiten Tachogenerator 3&min; getriggert wird. Das Ausgangssignal des zweiten Sägezahngenerators 6&min; wird entsprechend an ein drittes und ein viertes Abtast-Halte-Glied 7&min; bzw. 8&min; angelegt. Das dritte Abtast-Halte-Glied 7&min; wird in Abhängigkeit von der Hinterflanke des Geschwindigskeitsimpulses vom zweiten Tachogenerator 3&min; abgetastet und an einen zweiten Addierkreis 9&min; angelegt, der gleichzeitig ein abgetastetes Ausgangssignal des vierten Abtast-Halte-Gliedes 8&min; erhält. Das vierte Abtast- Halte-Glied 8&min; wird durch das Ausgangssignal des variablen Frequenzuntersetzers 11&min; mit einer Frequenz abgetastet, die einen zweiten integralen Teiler der Oszillatorfrequenz des Quarzoszillators 10 darstellt. Dieser integrale Teiler ist ein Frequenzuntersetzungsverhältnis, das durch ein an einer Klemme 13&min; anliegendes zweites Steuersignal von einer zweiten Steuereinheit 14&min; bestimmt wird. Das Ausgangssignal des Addierkreises 9&min; wird in einem Verstärker 12&min; verstärkt und dem zweiten Motor 2&min; so zugeführt, daß die nachführseitige Bandantriebswelle mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die eine Funktion des von der zweiten Steuereinheit 14&min; abgegebenen Steuersignals ist.
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Durch angemessene Abstimmung der beiden Steuersignale kann die nachführspulenseitige Bandantriebswelle 1&min; mit der erforderlichen Geschwindigkeit angetrieben werden, die konstant um einen kleinen Betrag unter der Drehgeschwindigkeit der abzugsspulenseitigen Bandantriebswelle 1 liegt, so daß das dazwischen transportierte Magnetband während Wiedergabe oder Aufzeichnung in straffem Zustand gehalten wird.
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Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung, bei der zusätzlich ein Digital-Addierkreis 200 vorgesehen ist, um zu dem am Frequenzuntersetzer 11 anliegenden digitalen Steuersignal N O ein digitales Steuersignal Δ N hinzuzufügen, welches den Geschwindigkeitsunterschied der beiden Bandantriebswellen 1 und 1&min; repräsentiert. Der Addierkreis 200 gibt das addierte Ausgangssignal N O + Δ N an den Steuereingang des Frequenzuntersetzers 11&min; ab, um dessen Ausgangsfrequenz zu vermindern. Damit wird die nachführspulenseitige Bandantriebswelle 1&min; mit einer geringeren Geschwindigkeit angetrieben als die abzugspulenseitige Bandantriebswelle 1, wobei der Geschwindigkeitsunterschied dem Wert Δ N entspricht.
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Bei einer in Fig. 3 gezeigten weiteren Abwandlung wird ein Frequenzuntersetzer 311 mit konstanter Frequenzuntersetzung statt des variablen Frequenzuntersetzers 11 eingesetzt, so daß sich die abzugsspulenseitige Bandantriebswelle 1 mit fester voreingestellter Geschwindigkeit dreht. Das Steuersignal wird dann nur dem programmierbaren Untersetzer 11&min; zugeführt.
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Durch die in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen kann die Anzahl der Verbindungsstifte verringert werden, falls die Schaltung als integriertes Schaltmuster aufgebaut wird.