DE3213745A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung einer bandbewegungseinrichtung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur steuerung einer bandbewegungseinrichtung

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DE3213745A1
DE3213745A1 DE19823213745 DE3213745A DE3213745A1 DE 3213745 A1 DE3213745 A1 DE 3213745A1 DE 19823213745 DE19823213745 DE 19823213745 DE 3213745 A DE3213745 A DE 3213745A DE 3213745 A1 DE3213745 A1 DE 3213745A1
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    • G—PHYSICS
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    • G11B15/48—Starting; Accelerating; Decelerating; Arrangements preventing malfunction during drive change

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  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Description

Beachreibung
Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Bandbewegung seinrichtung
Eie Erfindung bezieht sich generell auf ein Informa-ο tionssignal-Aufnähme- und Wiedergabegerät und insbesondere auf eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung filr ein Informationssignal-Aufnahme- und Wiedergabegerät.
Im allgemeinen sind Bildbandgeräte bzw. Videobandrecorder mit einer Bandspannungs-Steueranordnung versehen, durch die die Bandspannung des Bandes zwischen den Abwickel- und Aufwickelspulen auf einem konstanten Wert gehalten wird, wenn die Bandbewegungsgeschwindigkeit erhöht oder vermindert wird. In einem derartigen Fall kann jedoch die Beschleunigung des zwischen der Abwickelspule und der Aufwickelspule verlaufenden Bandes nicht konstant sein, was verschiedene Probleme hervorrufen kann.
So sind beispielsweise viele Bildbandgeräte imstande, einen Editierungs- bzw. Schneidebetrieb auszuführen. In einem solchen Fall kann sich die Bandgeschwindigkeit während des Betriebs ändern, währenddessen eine Suchstelle auf dem Band für die Heranziehung bei dem £chneidebetrieb zu ermitteln ist. Wenn die Bandgeschwindigkeit das Zehnfache der normalen Bandgeschwindigkeit ist, was bedeutet, daß in einem schnellen Suchbetrieb gearbeitet wird, dann kann die Bandgeschwindigkeit somit auf eine extrem hohe Geschwindigkeit gesteigert werden, beispielsweise auf das 60-fache der normalen Bandgeschwindigkeit, um die Zeitspanne
zur Ermittelung der Suchstelle während des Schneidebetriebs zu^rkürzen. Wenn eine Annäherung an die Suchstelle erfolgt, wird die Bandgeschwindigkeit automaxisch herabgesetzt, um bei der betreffenden Stelle das 3and stillzusetzen.
Ss dürfte einzusehen sein, daß während des Schneidebetriebs in dem Fall, daß die Beschleunigung oder Verlangsamung des Bandes nicht konstant ist, die Zeitspanne variieren wird, während der das Band eine gewünschte Geschwindigkeit erreicht. Während der Verlangsamung wird beispielsweise eine Bremskraft auf die Antriebsmotoren für die Aufwickel- und/oder Abwickelspule ausgeübt, weshalb die Bremszeit, innerhalb der das Band auf seine gewünschte Geschwindigkeit während des Abbremsungsbetriebs gebracht wird, nicht genau gesteuert werden kann. Darüber hinaus hängt die Stärke der Bremskraft vom Durchmesser der verwendeten Spule und von der auf der betreffenden Spule vorhandenen Bandmenge ab, was die zuvor erwähnte Steuerung schwierig gestaltet.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung zu schaffen, welche die zuvor aufgezeigten, bisher vorhandenen Schwierigkelten überwindet.
Darüber hinaus soll eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung geschaffen werden, bei der die Beschleuni-
gung und die Abbremsung des Bandes während eines Bandgeschwindigkeits-Änderungsbetriebs konstant gehalten wird.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch
die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, welche eine Bandbewegungseinrichtang bzw. eine Bandfortbewegungseinrichtung, bei der ein Band zwischen ersten und zweiten Spulen verläuft, wihrend einer Änderung der betreffenden Bandbewegungsgeschwindigkeit steuert, wobei das Band um die betreffenden Spulen herumgewickelt ist und einen der jeweiligen Spule zugehörigen Radius aufweist. Die betreffende Schaltungsanordnung weist eine Detektorein-
Ό richtung auf, mit der der Radius des um zumindest eine der Spulen herumgewickelten Bandes ermittelt wird. Ferner ist eine Detektoreinrichtung vorgesehen, die eine Beschleunigung bzw. Abbremsung des Bandes ermittelt. Außerdem ist eine Detektoreinrichtung vorgesehen, die ein Drehmoment ermittelt, welches der zumindest einen Spule von der Bandbewegungseinrichtunt; erteilt wird. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die ein erstes Gesamtträgheitsmoment-Signal erzeugt,das dem Trägheitsmoment der zumindest einen Spule mit dem um diese herumgewickelten Band entspricht, und zwar in Abhängigkeit von dem ermittelten Radius, in Abhängigkeit von der ermittelten Beschleunigung bzw. Verlangsamung und in Abhängigkeit von dem ermittelten Drehmoment. Überdies ist eine Steuereinrichtung vorgc-
*'5 £>ehen, welche die Bandbowegungseinrichtung derart steuert, daß ein erwünschtes Drehmoment erzeugt wird, welches erforderlich ist, um die Beschleunigung bzw. die Verlangsamung auf einem nahezu konstanten Wert zu halten, und zwar in Abhängigkeit von dem ermittelten Radius, in Abhängigkeit von der ermittelten Beschleunigung bzw. Verlangsaraung und in Abhängigkeit von dem Gesamtträgheitsmoment-Signal.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend
an verschiedenen Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht in einem Diagramm das Bandgeschwindigkeitsverhältnis in Abhängigkeit von der Zeit, wobei Änderungen in der Bandgeschwindigkeit während eines Schneidebetriebs veranschaulicht sind. Fig. 2 zeigt eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung gemäß einer noch weiteren Ausf Uhrungsform der Erfindung.
Bevor die besonderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird zunächst die Grundlage für die Erfindung erläutert werden. Gemäß der Erfindung wird das durch den Antriebsmotor für die Abwickelspule und die Aufwickelspule eines BiIdbandgerätes erzeugte Drehmoment derart gesteuert, daß die Beschleunigung des zwischen den betreffenden Spulen verlaufenden Bandes konstant ist. Das Motor-Drehmoment wird insbesondere während der Beschleunigung oder Verlangsamung durch die Spannung des zwischen der Abwickelspule und der Aufwickelspule verlaufenden Bandes, durch die Beschleunigung des zwischen diesen Spulen verlaufenden Bandes, durch den Radius des Bandes auf der betreffenden Spule und durch das Trägheitsmoment der Spule mit dem darauf befindliehen Band bestimmt. Geht man davon aus, daß das Trägheitsmoment der Abwickelspule mit I3 gegeben ist und daß das Trägheitsmoment der Aufwickelspule mit Im gegeben ist, die das Band enthält, so können folgende Gleichungen erhalten werden:
1S = -^SO+ rSFS> . . -(D
rT Ιτ = -^— (TT0 rT FT> . . . (2)
wobei r« und rm jeweils der kombinierte Radius der Spulennabe und des darauf vorhandenen Bandes in bezug auf die Abwickelspule bzw. in bezug auf die Aufwickelspule sind, wobei ot die Beschleunigung des zwischen der Abwickelspule und der Aufwickelspule verlaufenden Bandes ist, woboi Tori und Trnr. die Anfangswerte des
üU XU
durch die Abwickelspulen- und Aufwickelspulen-Antriebsmotoren erzeugten Drehmoments zu Beginn der Beschleunigung oder Verlangsamung sind und wobei F„ und Fm Werte der Bandspannung auf der Seite der Abwickelspule bzw. auf der Seite der Aufwickelspule bedeuten. Demgemäß können die Werte der Motor-Drehmomente Tg und Tm für die Abwickelspule bzw. für die Aufwickelspule wie folgt erhalten werden:
τ._ϊ- . I8 -rs . Fs ...(3)
Es dürfte einzusehen sein, daß bei den obigen Gleichungen (3) und (4) die Beschleunigung der linearen Änderung in der Bandgeschwindigkeit entspricht. Um die Drehmomente Tg und Tm in Werten der Winkelgeschwindigkeit auszudrücken, können folgende Gleichungen herangezogen werden:
α = IST- = "dt— " drs ..-(5)
'"' ""dt" "■ '"· "dF ' drT ... (6) ,
wobei die linearen Abwickelspulen-und Aufwickelspulen-Bandgeschwindigkeiten gleich sind, was bedeutet, daß Vm = νσ ist. Demgemäß können die Gleichungen (3) und (4) wie folgt umgeschrieben werden:
"dtT ' 1S " rS * FS -..(7)
TT--j£ . IT+rT
wobei LOg und U)^ die Winkelgeschwindigkeiten der Abwickelspule bzw. der Aufwickelspule bedeuten. Auf diese Art und Weise können die Werte der Antriebsmotor-Drehmomente für die Abwickelspule und für die Aufwickelspule so gesteuert werden, daß die Beschleunigung und die Verlangsamung stets konstant ist, wenn eine Geschwindigkeitsänderung auftritt. Darüber hinaus werden die Antriebsmotor-Drehmomente Tg und Tm so gesteuert, daß die Bandspannung auf einem konstanten Wert gehalten wird. Wenn beispielsweise die Bandspannung sich plötzlich ändert, funktionieren somit die Antriebsmotoren derart, daß der Wert der Bandspannung auf einen bestimmten konstanten Wert zurückgebracht wird.
Nunmehr sei näher auf die Zeichnungen eingegangen, und zwar zunächst auf die Fig. 2, anhand der eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird.
In Fig. 2 ist mit 1OT die Steuerschaltung für den Aufwickelspulen-Antriebsmotor Hp bezeichnet, und mit 1OS ist die Steuerschaltung für den Abwickelspulen-An- Ir lobani')t->r Mt. bozo Lehnet. Dh dl" der Abwi akolspulen-
seite zugehörige Steuerschaltung 1OS weitgehend identisch ist mit der der Aufwickelspulenseite zugehörigen Steuerschaltung 10T, wird lediglich die Steuerschaltung 10T für den Aufwickelspulen-Antriebsmotor Mm beschrieben werden. Wie in Fig. 2 veranschaulicht, ermittelt ein Bandradiusdetektor 12T den Radius r. des Bandes auf der Aufwickelspule von der Mitte des Nabenteiles der betroffenden Spule zu der Außenwindung des darauf befindlichen Bandes hin. Dabei wird insbe-υ sondere ein Aus^angssignal FGm von einem Frequentgenerator her erhalten, der an dem Aufwickelspulen-Antriebsmotor Mm angebracht bzw. mit diesem verbunden ist. Dieses Ausgangssignal wird über einen Anschluß 14T dem einen Eingang des Bandradiusdetektors 12T zu-
!5 geführt. Außerdem wird ein Ausgangssignal TRm, welches der linearen Geschwindigkeit vm des Bandes entspricht, von einer Zeitsteuerrolle erhalten und über einen Anschluß 16T einem weiteren Eingang des Bandradiusdetektors 12T zugeführt. Auf diese Weise erzeugt der Bandradiusdetektor 12T ein Ausgangssignal, welches dem zuvor erwähnten Bandrad i us rm der Bandauf Wicke lspule in Übereinstimmung mit dem Verhältnis TRm/FGm entspricht.
Das Ausgangssignal TRm von dem Anschluß 16T her wird außerdem einem ßeschleunigungsdetektor 18T zugeführt. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß mit Rücksicht darauf, daß das Ausgangssignal TRm der linearen Bandgeschwindigkeit ν™ entspricht, der Beschleunigungsdetektor 18T eine DifferenzierschaJtung enthalten kann, um ein der Beschleunigung (oder Verlangsamung)X des Bandes entsprechendes Ausgangssignal zu erhalten. Alternativ dazu kann die Beschleunigung c\ vom Ausgangssignal FGm des Frequenzgenerators auf der Abwickelspulenseite oder auf der Aufwickelspulenseite erhalten werden. In jedem Falle dürfte einzusehen sein,
daß die Beschleunigung (oder Verlangsamung) ·Χ bezüg-Lich des Bandes auf der Aufwickelspulenseite und auf der Abwickelspulenseite gleich ist.
Die Bandspannung Fm auf der Seite der Aufwickelspule wird mittels eines Bandspannungsdetektors 2OT ermittelt, der ein Potentiometer umfassen kann, welches an einem Spannungsarm auf der Seite der Aufwickelspule befestigt ist und welches in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal erzeugt.
Dem Antriebsmotor ML für die Aufwickelspule wird ein Feldstrom I«„ von einer veränderbaren Stromquelle 22T her zugeführt. Dieser Strom fließt durch den Motor Mm und durch einen Widerstand Rm nach Erde bzw. Masse. Einem Drehmoment_jietektor 24T wird der durch den Widerstand Rm fließenden Feldstrom Ifm zugeführt. In Abhängigkeit von diesem Strom erzeugt der betreffende Detektor ein Ausgangssignal, welches dem Drehmoment Tm entspricht, das der Aufwickelspule von dem Antriebsmotor Mm erteilt wird. Einer Gesamtträgheitmoment-Schaltung 26T wird das dem Bandradius rm entsprechende Ausgangssignal von dem Bandradiusdetektor 12T her, das der Beschleunigung (oder Verlangsamung) <*. des Bandes entsprechende Ausgangssignal von dem Beschleunigungsdetektor 18T her, das der Bandspannung Fm auf der Seite der Aufwiekelspule entsprechende Ausgangssignal von dem Bandspannungsdetektor 2OT her und das dem Anfangswert des erzeugten Drehmomentes T„,q entsprechende Ausgangssignal des Drehmomentdetektors 24T zugeführt. Das zuletzt erwähnte Drehmoment ist dabei jenes Drehmoment, bei dem die Bandgeschwindigkeit zuerst geändert wird. In Abhängigkeit von diesen Signalen erzeugt die Schaltung 26T ein Ausgangssignal, welches dem Anfangswert des Drehmomentes Im0 für die Aufwickelspule und dem darauf
befindliche Band in dem Fall entspricht, daß die Bandgeschwindigkeit zuerst geändert wird, und zwar entsprechend der Gleichung (2). Es dürfte einzusehen sein, daß die Ermittelung des Anfangs-Drehraomentes Im0 sowohl für die Beschleunigung, beispielsweise von der normalen Geschwindigkeit bis zum Zehnfachen der normalen Geschwindigkeit, oder vom Zehnfachen der normalen Geschwindigkeit bis zum 60-fachen der normalen Geschwindigkeit, oder bezüglich der Verlangsamung vorge-0 nommen werden kann, d.h. vom 60-fachen der normalen Geschwindigkeit bis zum 10-fachen der normalen Geschwindigkeit oder vom 10-fachen der normalen Geschwindigkeit bis zur normalen Geschwindigkeit, v/ie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. Während konstanter Bandgeschwindig!zeiten, bei denen die Beschleunigung Null ist, i3t die Schaltung 26T jedoch unwirksam.
Ferner ist eine Drehmoment-Rechenschaltung 28T vorgesehen, die ein einem gewünschten Drehmoment Tm, bei dem die Beschleunigung <a des Bandes während einer Geschwindigkeitsänderung des Bandes konstant ist, entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Die Drehmoment-Rechenschaltung 28T erzeugt insbesondere ein dem gewünschten Drehmoment Tm entsprechendes Ausgangs-signal in Übereinstimmung mit der Gleichung (8). Auf diese Weise wird der Drehmoment-Rechenschaltung 28T das der Bandspannung Fm entsprechende Ausgangssignal von dem Bandspannungsdetektor 2OT, das dem Bandradius rm entsprechende Ausgangssignal von dem Bandradiusdetektor 12T und das dem Anfangs-Trägheitsmoment Im0 entsprechende Ausgangssignal von der Schaltung 26T zugeführt. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal von dem Beschleunigungsdetektor 18T einer Winkelbeschleunigungsschaltung 3OT zugeführt, die ein der Winkelbeschleunigung d./dt der Aufwickelspule entsprechendes Winkelbeschleunigungssignal erzeugt, welches außerdem an die Drehmoment-Rechenschaltung 28T
abgegeben wird. Diese zuletzt erwähnte Schaltung erzeugt, wie oben erwähnt, ein Ausgangs-Drehmomentsignal ι™ auf die ihr zugeführten Eingangssignale hin. Das ausgangs-Drehmomentsignal T™ wird an eine Stromsteuerschaltung 32T abgegeben, welche die einstellbare Stromquelle 22T derart steuert, daß der Feldstrom I~m und dadurch das Drehmoment Tm gesteuert werden, welches von dem Antriebsmotor ML erzeugt wird, so daß die Beschleunigung (oder Verlangsamung) des Bandes auf einem konstanten Wert festgehalten wird. Es dürfte
einzusehen sein, daß der Drehmoment-Rechenschaltung 28S in der der Abwiekelspulenseite zugehörigen Schalxung 10S eine entsprechende bzw. ähnliche Funktion im Hinblick auf den Antriebsmotor M0 bezüglich der Abwickelte
spule ausübt, so daß die Beschleunigung auf einem konstanten Wert festgehalten wird. In jedem Falle sind die beiden Schaltungen 10T und 10S lediglich während der Beschleunigungs- und Verlangsamungs-Zeitspannen wirksam. Während konstanter Bandgeschwindigkeiten wird eine eine konstante Bandgeschwindigkeit hervorrufende Servoschaltung (nicht dargestellt) benutzt.
Obwohl die Bandspannung Fm hinsichtlich der Bestimmungen des Anfangs-Trägheitsmomentes Im0 und des Ausgangs-Drehmomentsignals Tm herangezogen worden ist, ist es möglich, dafür einen bestimmten konstanten Wert zu verwenden, um diesen Faktor zu eliminieren. Dies geht darauf zurück, daß die Bandspannung im allgemeinen innerhalb eines bestimmten Bereiches aufrechterhalten
werden kann und bezüglich der obigen Bestimmungen somit als konstant angenommen werden kann.
Es dürfte einzusehen sein, daß bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 lediglich die Anfangs-Trägheitsmomente Im„ und Ig0 dazu herangezogen werden, das Drehmoment der Antriebsmotoren ML und M3 zu steuern. Die Trägheitsmomente Im und Ig ändern sich jedoch
entsprechend mil den Änderungen der Bandradion r,,, bzw. rs. Demgemäß kann es wünschenswert sein, die Trägheitsmomente I~ und Ισ in Übereinstimmung mit den Änderungen
J. O
der Bandradien rm und r„ für eine genauere Steuerung zu ändern. Demgemäß wird unter Bezugnahme auf Fig. eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nunmehr beschrieben, bei der diejenigen Elemente, die den oben im Hinblick auf die Bandgeschwindigkeiti?- Steuerschaltungsanordnung gemäß Fig. 2 be schriebe? nen Elementen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine detaillierte Beschreibung der betreffenden Elemente wird hier der Kürze halber weggelassen. Bei der Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung gemäß Fig. 3 wird das der Trägheitsmoment-Rechenschaltung 28T zugeführte Trägheitsmoment Im in Übereinstimmung mit Änderungen in dem Bandradius rT variiert bzw. verändert. Dabei ist insbesondere das Gesamt-Trägheitsmoment Im der Abwickelspule und des darauf vorhandenen Bandes gekennzeichnet durch die Summe des Trägheitsmomentes ImR der Spule selbst - dieses Trägheitsmoment ist konstant - und durch das Trägheitsmoment Imm des auf die Aufwickelspule aufgewickelten Bandes - dieses Trägheitsmoment ändert sich. Das Trägheitsmoment Imm des auf die Aufwiekelspule aufgewickelten Bandes kann wie folgt angegeben werden:
τ - 7ΐγ^Ι (r 4- r S . . (9) ,
1TT " "2g CrT r0 > l ''
r4 - r 4
. = K (rT r0 )
wobei K = nγ h/2g ist, wobei g die Fallbeschleunigung ist, wobei Y die Banddichte auf der Aufwickelspule ist, wobei h die Bandbreite ist und wobei rQ der Radius der Aufwickelspulennabe bedeutet. Das Gesamt-
Trägheitsmoment Im bezüglich der Aufwickelspule und des darauf aufgewickelten Bandes kann somit wie folgt angegeben werden:
Xm = ^nm +
Stellt man die Gleichung (10) um, so kann das Trägheitsmoment Irpn für die Aufwickelspule selbst wie folgt angegeben werden:
10
Es dürfte einzusehen sein, daß das Trägheitsmoment ImR der Aufwiekelspule solange konstant ist, wie der Radius der Aufwickelspule sich nicht ändert.
Demgemäß ist, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, eine Band-Trägheitsmoment-Schaltung 3^-T vorgesehen, die ein Band-Trägheitsmoment-Signal Imm liefert. Das dem Bandradius rm entsprechende Ausgangssignal des Bandradiusdetektors 12T wird dabei insbesondere dem einen Eingang der Schaltung 34T zugeführt. Ein dem Aufwickelspulen-Nabenradius r entsprechendes Signal wird einem weiteren Eingang der Schaltung 34-T von einem Anschluß 36T her zugeführt. Demgemäß erzeugt die Schaltung 34T das zuvor erwähnte Band-Trägheitsmoment-Signal Ι™ um/dieses Signal an den negativen Eingang oder Subtrahiereingang einer Subtrahiereinrichtung 38T und an den positiven Eingang eines Addierers 40T ab. Die Subtrahiereinrichtung 38T erhält außerdem an einem positiven Eingang das Ausgangssignal von der Schaltung 26T her zugeführt. Dieses Signal entspricht dem anfänglichen Gesamt-Trägheitsmoment Im«. Die betreffende Subtrahiereinrichtung wirkt in der Weise, daß sie das Band-Trägheitsmoment-Signal Im™ zu dem Zeltpunkt, zu dem die Bandgeschwindigkeit beginnt, sich zu ändern, von dem
-Ιοί Ausgangssignal der Schaltung 26T zu subtrahieren, um in Übereinstimmung mit der Gleichung (11) ein Signal zu erzeugen, welches dem festen Bandaufwickelspulen-Trägheitsmoment Imrj entspricht. Dieses Signal wird dann in einem Speicher 42T gespeichert und fortwährend in den folgenden Rechnungen herangezogen, bis eine Aufwickelspule mit einem unterschiedlichen bzw. anderen Radius an die Stelle der gerade benutzten Aufwickelspule gesetzt bzw. verwendet wird. Zur Steuerung des Betriehs des Speichers 42T werden diesem Lese- und Schreibimpulse von einem Eingangsanschluß 44T her zugeführt.
Das Ausgang3signal von dem Speicher 42T her wird einem weiteren positiven Eingang des Addierers 4()T zugeführt, in welchem das betreffende Signal zu dem sich ändernden i3and-Trägheitsmoment-Signal I^ addiert wird, um ein Signal zu erzeugen, welches dem Gesamt-Trägheitsmoment I^ der betreffenden Spule mit dem darauf aufgewickelten Band entspricht. Dieses Signal ändert sich in Übereinstimmung mit dem Bandradius r„,. Dieses Signal wird der Trägheitsmoment-Rechenschaltung 28T zusammen mit den Ausgangssignalen von dem Bandradiusdetektor 12T, von der Winkelbe-
"5 schleunigungsschaltung 30T und von dem Bandspannungsdetektor 2OT her zugeführt, wie dies zuvor im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 erläutert worden ist. Der übrige Teil der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 stimmt mit der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung überein. Eine Beschreibung des betreffenden Schaltungsteiles wird hier nicht wiederholt. Demgemäß kann eine genauere Steuerung des durch den Motor M™ erzeugten Drehmoments mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsan-
li5 Ordnung erzielt werden. Obwohl der Schaltungsteil der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung erläutert worden ist, der sich lediglich auf die Seite der
AufWickelspule bezieht, dürfte einzusehen sein, daß <3ine entsprechende Schaltung für die Abwickelspulenseite ebenfalls vorgesehen ist.
Im Hinblick auf die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 sei noch folgendes bemerkt. Wenn das Spulenträgheitsmoment ImR jedesmal neu berechnet wird, wenn die Bandgeschwindigkeit zunimmt oder abnimmt, ist es für die Stabilität besser, ein gewichtetes Spulenträgheits-noment in bezug auf die zuvor erzeugten Daten zu verwenden. Demgemäß wird in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist, ein Gewichtungs- oder Mittelwertbildungsbetrieb im Hinblick auf das Gesamtträgheitsmoment Im vorgenommen, um für eine gute Stabilität bezüglich der Schaltungsanordnung zu sorgen. Anstatt die neu erhaltenen Daten zu verwenden, wird somit das Gesamtträgheitsmoment Im gewichtet, indem das Spulenträgheitsmoment Imn gewichtet wird, um ein gewichtetes Spulenträgheitsmoment Ιφο1 entsprechend folgender Beziehung zu liefern:
( V1 (n " x) + 1Tc (n)} * * '(12)'
wobei η sich auf die η-ten oder neu erhaltenen Daten bezieht und wobei (n-1) sich auf die Daten bezieht, die durch die unmittelbar vorangehende Berechnung erhalten worden sind.
Der Gewichtungsvorgang gemäß der Gleichung (12) wird mittels einer Gewichtungs- oder Mittelungs-Datenbildung sschaltung 46T bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 ausgeführt, bei der diejenigen Elemente, die den oben im Zusammenhang mit der Schaltungsanordnung gemäß B1Lg. JJ beschriebenen .Blpmoritenfentsprechnn, mit denselben Bezugs ze ic he η bezeichnet sind wie In KLg. j5. Eine detaillierte Beschreibung der betreffenden
lilemonto IhI. hi* r der Kürze halber weggelassen werden. Das von der Subtrahiereinrichtung 3ÖT erhaltene Lpulenträgheitsmoment-Signal I„,R wird insbesondere einem positiven Eingang eines Addierers 48T zugeführt. Es dürfte einzusehen sein, daß dieses Eingangssignal für den Addierer 48T den neu erzielten Daten entspricht, d.h. dem Spulenträgheitsmoment I,j,R(n) in der Gleichung (12). Das zuvor erhaltene Trägheitsmoment ImR(n-i), welches in dem Speicher 42T gespeichert ist, wird mit dem Faktor (n-1) in der Gewichtungsschaltung 50T gewichtet. Las gewichtete Ausgangssignal dieser Gewichtungsschaltung wird einem weiteren positiven Eingang des Addierers 48T zugeführt, der die beiden ihm zugeführten Signale kombiniert. Das Ausgangssignal des Addierers 4£T wird mit dem Faktor 1/n in der Gewichtungsschaltung 52T gewichtet. Das resultierende oder gewichtete Trägheitsmoment Im^1 wird dann in dem Speicher 42"' gespeichert. Das gewichtete Trägheitsmoment Imn' wird von dem Speicher 42T sodann an den zuvor erwähnten positiven Eingang des Addierers 4OT abgegeben und mit den dem anderen positiven Eingang des Addierers 40T zügeführten Bandträgheitsmoiaent L™ kombiniert, um ein dem Gesamtträgheit smoment Im entsprechendes Ausgangssignal zu erzeugen, welches an die Trägheitsmome:rt-Rechenschaltung 28T abgegeben wird, wie dies zuvor bezüglich der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 erläutert worden ist. Der übrige Teil der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 ist mit dem zuvor erläuterten Schaltungsteil identisch, wie er im Hinblick auf die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 erläutert worden ist. Obwohl derjenige Schaltungsteil der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 erläutert worden ist, der sich lediglich auf die Seite der Aufwickelspule bezieht,
dürfte einzusehen sein, daß auch eine entsprechende Schaltung für die Abwickeispulenseite vorgesehen ist.
Bei den Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnungen gemäß sämtlichen oben beschriebenen Ausführung sfurmeη werden demgemäß die Beschleunigung und die Verlangsamung des Bandes konstant gehalten. Da die Antriebsmotor-Drehmomente für die Aufwickelspule und für die Abwickelspule außerdem so gesteuert werden, daß die Bandbeschleunigung und die Bandverlangsamung während Änderungen in der Bandfortbewegungsgeschwindigkeit konstant sind, können außerdem die auf iie Antriebsmotoren ausgeübte Bremskraft und damit die Bremsperioden während der Verlangsamung des Bandes genau gesteuert werden. Darüber hinaus werden die Bremskräfte und die entsprechenden Bremsz'eiten ebenfalls genau gesteuert, und zwar sogar dann, wenn sich die Radien der Spulen ändern, da die Motor-Drehmomente in Abhängigkeit von den Radien der Aufwickelspule und der Abwickelspule gesteuert werden. Da sich die Gesamtträgheitsmomente Im und Ia bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 in Übereinstimmung mit Änderungen im Radius des auf den betreffenden Spulen befindlichen Bandes ändern, ist die Steuerung der Antriebsmotoren stark verbessert.
Es dürfte einzusehen sein, daß verschiedene Modifikationen im Rahmen der Erfindung bezüglich der in Fig.2 bis 4 dargestellten Schaltungsanordnungen vorgenommen werden können. Anstatt der Ausnutzung der linearen Bandbeschleunigung zur Bestimmung der Gesamtträgheitsmomente Ιφ und Ισ können beispielsweise derartige
J- O
Trägheitsmomente aus den entsprechenden Winkelbeschleunigungen auf der Seite der Aufwickelspule und auf der Seite der Abwickelspule berechnet werden. Wie zuvor erläutert, kann darüber hinaus die Bandspannung Fm (und Fo) als konstant angenommen werden. Demgemäß können die Bandspannungsdetektoren 2OT und 2OS eliminiert werden.
Durch die Jirfindung sind also generell Hildbaiidgt-rä' θ mit einer Bandspannungs-Steuerschaltungsanordnung v< rsehen, um die Bandspannung des Bandes zwischen der ;.bwickelspule und der AulVickelspule auf einem konstanten \vert zu halten, wenn die Bandfortbewegungsgeschwuad.gkeit erhöht oder herabgesetzt wird. In einem solchem Ball kann jedoch die Beschleunigung (oder die Verlangsamung) des zwischen der Abwickelspule und der Aufwickelspule verlaufenden Bandes nicht konstant st in,
Ό i*as zu verschiedenen Problemen führen kann, und ^war insbesondere während eines Editierungs- bzw. Schnei< etetriebs. Das Ziel der Erfindung ist daher darauf g< — lichtet, eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltungsanordnung bereitzustellen, bei der die Beschleunigung und die Verlangsamung des Bandes während eines Bandgeschwindigkeits-Änderungsbetriebs konstant gehalten wird.
Gemäß der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung νο:·~ gesehen, welche die Bandfortbewegungsgeschwindigkei": des zwischen Abwickel- und Aufwiekelspulen in einem Bildbandgerät verlaufenden Bandes während Änderungen in der Bandfortbewegungsgeschwindigkeit steuert. Di^se Schaltungsanordnung enthält für jede Spule einen Ba:idradiusdetektor 12, der den Radius des Bandes auf de:* betreffenden Spule von der Mitte der Spulennabe zu der Außenbandsciileife hin ermittelt. Außerdem isi; ein Beschleunigungsdetektor 18 vorgesehen, der die Beschleunigung oder die Verlangsamung des Bandes während derartiger Geschwindigkeitsänderungen feststellt. Ferner ist ein Bandspannungsdetektor 20 vorgesehen, der die Spannung des Bandes neben der betreffenden Spule ermittelt. Außerdem ist ein Drehmomentdetektor 24 vorgesehen, der das auf die be · treffende Spule durch einen entsprechenden Antriebs motor M zu Beginn der Geschwindigkeitsänderung ausgeübte Drehmoment ermittelt. Überdies ist eine
,Schaltung 26;26,34,38,40;26,34,36,40,46 vorgesehen, die ein Gesamtträgheitsmoment--Signal erzeugt, welches den Gesamtträgheitsmoment IT der entsprechenden Spule mit dem darum gewickelten Band entspricht, und zwar auf den ermittelten Radius hin, auf die ermittelte Beschleunigung hin, auf die ermittelte Bandspannung ain und auf das ermittelte Drehmoment hin. Außerdem ist eine Drehmoment-Rechenschaltung 20 vorgesehen, die ein zur Aufrechterhaltung der Beschleunigung und Verlangsamung des Bandes auf einem nahezu konstanten Wert erforderlichen gewünschten Drehmoment entsprechendes Drehmomentsignal auf den ermittelten Radius, auf die Beschleunigung und auf die Bandspannung hin sowie auf das Gesamtträgheitsmoment-Signal hin erzeugt.
Schließlich steuert eine Stromsteuerschaltung 32 den an den entsprechenden Antriebsmotor M abgegebenen Strom in Abhängigkeit von dem Drehmomentsignal derart, daß der Antriebsmotor M auf die betreffende Spule ein Drehmoment ausübt, um die Beschleunigung oder Ver-Langsamung nahezu konstant zu halten.
Bei einer Ausführungsform (Fig. 2) gemäß der Erfindung ist das Gesamtträgheitsmoment-Signal auf einem Wert Ij zu einem Zeitpunkt fixiert, zu dem die Bandgeschwindig iceit beginnt, sich zu ändern, weshalb sich das betreffende Signal nicht mit Änderungen im Bandradius auf der betreffenden Spule ändert. Bei anderen Ausführungsformen (Fig. 3 und 4) gemäß der Erfindung ändert sich das Gesamtträgheitsmoment-Signal mit dem
Bandradius. In diesem Zusammenhang umfaßt das Gesamtträgheitsmoment-Signal eine Kombination eines sich ändernden Bandträgheitsmoment-Signals L™ und eines Spulenträgheitsmoment-Signals Imp- Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird das Gesamt-Tragheitsmoment-Signal Im mit den zuvor erhaltenen Gesamt-Trä^hei Isinomerit-Signalen Ιφ gewieiltet, um Änderungen
in dem Spulenträgheitsmoraent-Signal zu berücksichtigen. Dies erfolgt durch Gewichtung des Spulenträgheitsmoment-Signals
Patentanwalt

Claims (1)

  1. Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH *" * ** φ" ϋ-*8000 MÜNCHEN
    Dipl.-I ng. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße
    Dr. re r. η at. W. KÖRBER 'S" W89) '29 66
    Dipl. Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE
    15.4.1982
    SONY CORPORATION
    7-35 Kitashinagawa 6-chome
    Shinagawa-ku
    Tokio, Japan
    Patentansprüche
    Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Bandbewegungseinrichtung, die ein zwischen ersten und zweiten Spulen verlautendes Band während einer Änderung in der Bandfortbewegungsgeschwindigkeit bewegt, wobei das betreffende Band um die Spulen herumgewickelt ist und einen der jeweiligen Spule zugehörigen Radius aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektoreinrichtung (12T) vorgesehen ist, die den Radius (r„,,rg) des um zumindest eine der Spulen herumgewickelten Bandes ermittelt, daß eine Detektoreinrichtung (18T,30T; 18S,3OS) vorgesehen ist, die eine Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Bandes ermittelt, daß eine Detektoreinrichtung (24T,24S) vorgesehen ist, die ein Drehmoment ermittelt, welches zumindest einer der Spulen durch die Bewegungseinrichtung (Mm, Mg) erteilt ist,
    daß eine Schaltung (2oT,26S;26T,34T,38T,40T,42T; 26S,34S,38S,40S,42S;26T,34T,38T,4OT,46T;26S,34S, 38S,40S,46S) vorgesehen ist, die ein Gesamtträg-
    -z-
    heitsmoment-Signal entsprechend dem Gesamtträgheitsmoment (irpQ, Im) zumindest einer der Spulen mit dem darum gewickelten Band auf den ermittelten Radius (rT, rg) hin, auf die ermittelte Beschleunigung bzw. Verlangsamung hin und auf das ermittelte Drehmoment hin erzeugt,
    und daß eine Steuerschaltung (22T,28T,32T;22S,28S, 32S) vorgesehen ist, welche die betreffende Bewegungseinrichtung (M*, Mg) derart steuert, dtiß ein
    ι 0 zur Aufrechterhaltung der betreffenden Beschleunigung bzw. Verlangsamung auf einem nahezu konstanten Wert erforderliches gewünschtes Drehmoment (Tm,Ts) in Abhängigkeit von dem ermittelten Radius (r^>rß) sowie in Abhängigkeit von der ermittelten Beschleunigung bzw. Verlangsamung und in Abhängigkeit von dem Gesamtträgheitsmoment-Signal erzeugt wird.
    2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (22T,28T,32Tj
    -50 22S,28S,32S) eine Schaltung (28T,28S) aufweisx, die ein dem gewünschten .Drehmoment entsprechendes Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem ermittelten Radius (rT,rs), in Abhängigkeit von der betreffenden Beschleunigung bzw. Verlangsamung und in Abhängigkeit von dem Gesamtträgheitsmoment-Signal erzeugt,
    daß eine einstellbare bzw. veränderbare Stromquelle (22T,22S) vorgesehen ist, die an die Bewegungseinrichtung (Mj,Mg) einen Strom abgibt,
    und daß eine Strömsteuerschaltung (32T,32S) vorgesehen ist, welche die betreffende Stromquelle (22T, 22S) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal steuert, welches dem gewünschten Drehmoment entspricht, derart daß durch die Bewegungseinrichtung (M„,,MS) das
    für die Aufrechterhaltung der betreffenden Beschleunigung bzw. Verlangsamung auf einem nahezu konstanten Wert erforderliche gewünschte Drehmoment hervorgerufen wird.
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band eine ihm zugehörige Spannung (FT,FS) aufweist und daß eine Einrichtung (2OT,20S) vorgesehen ist, welche die Bandspannung (Fn,,Fr„) ermittelt.
    4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gesamtträ/;heitsmoment-Signal erzeugende Schaltung dieses Gesamtträgheitsmoment-Signal (IT0, IT) in Abhängigkeit von dem ermittelten Radius Cr1-^r,-,), in Abhang Lgkeit von der betreffenden Beschleunigung bzw. Verlangsamung, in Abhängigkeit von dem ermittelten Drehmoment und in Abhängigkeit von der ermittelten Bandspannung erzeugt.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Beschleunigung bzw. die Verlangsamung ermittelnde Detektoreinrichtung (18T, 30T;18S,30S) eine Einrichtung (1öT,18S) aufweist, mit deren Hilfe eine lineare Beschleunigung bzw. eine lineare Verlangsamung des Bandes ermittelt wird,
    daß eine Schaltung (3OT,30S) vorgesehen ist, die ein Signal erzeugt, welches einer positiven bzw. negativen Winkelbeschleunigung des um die betreffenden Spulen herumgewickelten Bandes in Abhängigkeit von der ermittelten linearen Beschleunigung bzw. linearen Verlangsamung entspricht, und daß eine Steuerschaltung (22T,28T,32T;22S,28S, 32S) vorgesehen ist, welche die Bewegungseinrichtung (Μ™,Mo,) in Abhängigkeit von dem ermittelten Radius (rT,rs), in Abhängigkeit von dem einer positiven bzw. negativen Winkelbeschleunigung ent-
    sprechenden Signal und in Abhängigkeit von dem Gesamtträgheitsmoment-Signal steuert.
    O. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dndurch gekennzeichnet, daß die das Gesamtträgheitsmoment-Signal erzeugende Schaltung eine Schaltung (34T,34S) aufweist, die ein Gesamtträgheitsmoment-Signal entsprechend lediglich dem Trägheitsmoment (ITT) des um zumindest eine der Spulen herumgewickelten Bandes erzeugt,
    daß eine Schaltung (26T,38Tj26S,38S;26T,38T,46T; 26S,38S,46S) vorgesehen ist, die ein Spulenträgheitsmoment-Signal entsprechend dem Trägheitsmoment (IqUi*Ιφι}1) der zumindest einen Spule ohne das darum gewickelte Band erzeugt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Bandträgheit«moment-Signal und das Spulenträgheitsmoment-Signal unter Lieferung des Gesamtträgheitsmoment-Signals kombiniert.
    7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Spulenträgheitsmoment-Signal erzeugende Schaltung (26T,38T;26S,38S;26T, 33T,46T;26S,3ÖS,46S) eine Schaltung (26T,26S) aufweist, die ein Anfangs-Gesamtträgheitsmoment-Eignal entsprechend lediglich dem Trägheitsmoment (ITO) der zumindest einen Spule mit dem darum gewickelten Band zu Beginn einer Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Bandes erzeugt,
    und daß eine Subtrahiereinrichtung (38T,38S) vorgesehen ist, welche das Bandträgheitsmoment-Signal zu Beginn einer Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Bandes von dem Anfangs-Gesamtträgheitsmoment-Signal unter Lieferung des Spulenträgheitsmoment-Signals .subtrahiert.
    8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gesamtträgheitsmoment-Signal erzeugende Schaltung eine Schaltung (46T,46S)
    -δι aufweist, mit der das Spulenträgheitsmoment-Signal mit einem zuvor erzeugten Spulenträgheitsmoment-Signal derart gewichtet wird, daß ein ausgangsseitiges gewichtetes Spulenträgheitsmoment-Signal erzeugt wird.
    9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die das Gesamtspulenträgheitsmoment-Signal erzeugende Schaltung eine Schaltung (26T,26S; aufweist, die ein Anfangs-Gesamtträgheitsmoment-Signal entsprechend dem Trägheitsmoment (IT0) zumindest einer Spule mit dem darum gewickelten Band zu Beginn der Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Bandes erzeugt,
    und daß eine Subtrahiereinrichtung (38T,38S) vorgesehen ist, welche das Bandträgheitsmoment-Signal zu Beginn der Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Bandes von dem Anfangs-Gesamtträgheitsmoment-Signal unter Lieferung des Spulenträgheitsmoment-Signals subtrahiert.
    10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungsschaltung (46T,46s) eine Schaltung (5OT,50S) aufweist, welche das zuvor erzeugte Spulenträgheitsmoment-Signal mittels eines Faktors (n-1) wichtet, um ein gewichtetes, zuvor erzeugtes Spulenträgheitsmoment-Signal zu erzeugen, wobei η der Anzahl zuvor erzeugter Spulenträgheitsmoment-Signale entspricht,
    daß eine Schaltung (48T,48S) vorgesehen ist, die das gewichtete, zuvor erzeugte Spulenträgheitsmoment-Signal und das betreffende Spulenträgheitsmoment-Signal unter Lieferung eines ersten Ausgangssignals minimiert,
    und daß eine Schaltung (52T,52S) vorgesehen ist, die das erste Ausgangssignal mit einem Faktor (1/n) derart wichtet, daß das ausgangsseitige gewichtete Spulenträgheitsmoment-Signal erzeugt wird.
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