DE3518379C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Regelschaltungen sind beispielsweise aus der GB-PS 15 64 375 bekannt. Bei der in dieser Druckschrift dargestellten Regelschaltung ist der Ausgang einer Phasenvergleichsschaltung über einen Tiefpaß mit dem Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators verbunden. Der eine Vergleichseingang der Phasenvergleichsschaltung ist über einen Frequenzteiler mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators verbunden.

Zwischen dem Ausgang eines Referenzoszillators und dem anderen Vergleichseingang der Phasenvergleichsschaltung ist eine Subtraktionsschaltung angeordnet, mittels der die Referenzfrequenz um bestimmte, kleine Beträge erniedrigt werden kann. Diese Korrekturschaltung ermöglicht zwar, bestimmte Abstimmfrequenzen wertmäßig genauer einzustellen. Sie ist jedoch nicht geeignet, mit einfachen Mitteln einen Stellwert feinfühlig variabel zu verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelschal­ tung anzugeben, in der die Schwingungen an den Ver­ gleichseingängen der Phasenvergleichsschaltung ohne eine großzahlige Frequenzteilung feinstufig eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einer Regelschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnah­ men gelöst.

Die Erfindung weist nicht nur den Vorteil auf, daß für die feinstufige Einstellung keine weiteren Frequenzteiler not­ wendig sind. Vielmehr kann die Frequenz der Vergleichs­ schwingungen ohne Zuhilfenahme eines Frequenzteilers be­ liebig feinstufig eingestellt werden. Besonders vorteil­ haft ist, daß die Korrekturschaltung mit den Schaltungsan­ ordnungen eines Mikroprozessors gebildet werden kann und somit vielfach keine weiteren Schaltungsbauteile für die Bildung der Korrekturschaltung erforderlich sind.

Da die Korrekturschaltung einer erfindungsgemäßen Regel­ schaltung eine derart feinstufige Einstellung der Ver­ gleichsfrequenzen für den Phasenvergleich zuläßt, ist die erfindungsgemäße Regelschaltung besonders vorteilhaft für die Regelung des Motorantriebes für den Bandtransport oder für die Kopftrommel in einem Videorekorder geeignet. Werden in einem solchen Fall Gleichstrommotoren für den Antrieb ver­ wendet, kann in besonders vorteilhafter Weise der Ro­ tor dieses Gleichstrommotors als Integrationsanordnung für die Mittelwertbildung des Ausgangssignales der Phasenver­ gleichschaltung verwendet werden (Anspruch 2).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Regelschaltung für einen Motorantrieb einer Kopftrommel in einem Videorecorder,

Fig. 2 die Ein- und Ausgangssignale einer flan­ kengesteuerten Phasenvergleichsschaltung,

Fig. 3 in den Diagrammen a) bis c) die der Fig. 2 entsprechenden Ein- und Ausgangs­ signale einer Phasenvergleichsschaltung der in Fig. 1 dargestellten Regelschaltung.

In Fig. 1 ist in einem Blockschaltbild eine Regelschaltung für einen Gleichstrommotor 1 dargestellt, der in einem Video­ recorder eine Kopftrommel 2 antreibt. Diese Kopftrommel, um die das Videoband des Videorecorders geschlungen ist, ent­ hält die Aufnahme- und Wiedergabeköpfe 3 und erfordert des­ halb eine hohe Genauigkeit ihrer Drehgeschwindigkeit und ihrer Phasenlage bezüglich der Impulse einer aus Synchronimpulsen bestehenden Synchronschwingung S _sync . Deshalb enthält die Kopftrommel 2 einen Drehzahlgeber 4, an dessen Signalausgang 5 eine aus Impulsen bestehende Schwingung S 1 die Drehzahl der rotierenden Kopftrommel anzeigt, und einen Drehwinkelgeber 6, an dessen Signalausgang 7 Impulse P die augenblickliche Phasenlage der rotierenden Kopftrommel anzeigen. Die Schwingung S 1 des Drehzahl­ gebers 4 ist im Diagramm a) der Fig. 3 dargestellt. Sie gelangt an den ersten Vergleichseingang 8 einer ersten Pha­ senvergleichsschaltung 9. Die Impulse P des Signalausganges 7 des Drehwinkelgebers 6 gelangen an den ersten Vergleichs­ eingang 30 einer zweiten Phasenvergleichsschaltung 31. Die zweite Phasenvergleichsschaltung 31 vergleicht die aus den Phasenlageimpulsen P gebildete Schwingung mit der an ihrem zweiten Vergleichseingang 10 liegenden Synchron­ schwingung S _sync und bildet bei einer Phasenablage der Impulse der verglichenen Schwingungen an ihrem Si­ gnalausgang 11 ein Phasenablagesignal, das in einer Soll­ wertgeberschaltung 12 ausgewertet wird. Die Sollwertgeber­ schaltung bildet daraus ein Steuersignal für den Steuereingang 13 einer Korrekturschaltung 14 einer Referenzimpuls­ quelle 15, die eine aus Impulsen bestehende Referenzschwingung S 2 an den zweiten Vergleichseingang 16 der ersten Phasenvergleichs­ schaltung 9 liefert.

Die Phasenvergleichsschaltungen 9 und 31 sind flankenge­ steuert. Die Wirkungsweise einer derartigen flankengesteu­ erten Phasenvergleichsschaltung wird anhand der Fig. 2 kurz erläutert. In Fig. 2 ist als Block beispielsweise die Phasenvergleichsschaltung 9 mit ihrem ersten Vergleichsein­ gang 8 und ihrem zweiten Vergleichseingang 16 dargestellt. Neben den Vergleichseingängen sind die Impulse 17 und 18 der Schwingungen S 1 und S 2 dargestellt. Im ungeschal­ teten Zustand liefert der Signalausgang 19 der Phasenver­ gleichsschaltung 9 einen Mittelwert Svo seines Ausgangssi­ gnales Sv an seinem Signalausgang 19. Bei einer positiven Impulsflanke 20 am ersten Vergleichseingang 8 wird das Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung um einen be­ stimmten Betrag erniedrigt, beispielsweise den Betrages des Mittelwertes Svo, bei einer positiven Impulsflanke 21 am zweiten Vergleichseingang 16 der Phasenvergleichsschaltung 9 wird deren Ausgangssignal um den gleichen Betrag erhöht, wie im Impulszug 22 für das Ausgangssignal Sv der Phasen­ vergleichsschaltung 9 in Fig. 2 dargestellt ist.

Mit der Korrekturschaltung 14 wird die von der Referenzim­ pulsquelle 15 für den zweiten Vergleichseingang 16 der Phasenvergleichsschaltung 9 erzeugte Referenzschwin­ gung S 2 feinstufig korrigiert. Dazu enthält die Korrektur­ schaltung eine Umsetzungsanordnung 24 und eine Impulskor­ rekturanordnung 25. Die Umsetzungsanordnung 24 enthält eine Umsetzungsfunktion 26, mittels der in der Umsetzungsordnung für einen bestimmten Wert s des von der Sollwertgeberschal­ tung 12 erzeugten Steuersignals eine der Umsetzungsfunktion 26 entsprechende Anzahl n Impulskorrekturbits 27 pro Zeit­ einheit berechnet oder bestimmt werden und mit denen die Impulse der Referenzschwingung der Referenzimpulsquelle 15 korri­ giert wird. In Diagramm b) der Fig. 3 ist eine derartige Korrektur mit dem Korrekturbit 27 dargestellt. In dem dar­ gestellten Beispiel ist jedem fünften Impuls 28 der Refe­ renzschwingung S 2 ein positives Impulskorrekturbit zugeordnet, so daß die korrigierten Impulse 28 nunmehr um den Betrag der zeitlichen Bitlänge d der Impulskorrektur­ bits 27 zeitlich verlängert sind. Bei einem negativen Im­ pulskorrekturbit, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, werden die korrigierten Impulse 28 entsprechend in ihrer Impulslänge um den Betrag der zeitlichen Bitlänge d der Korrekturbits verkürzt. Eine derart korrigierte Refe­ renzschwingung gelangt als Referenzschwingung S 2 an den zweiten Vergleichseingang 16 der Phasenver­ gleichsschaltung 9. Für die Betrachtung der Diagramme a) bis c) der Fig. 3 soll davon ausgegangen werden, daß die Drehzahl und Phasenlage der Kopftrommel 2 gerade in die von der Referenzschwingung S 2 am Ausgang der Refe­ renzimpulsquelle 15 vorgegebenen Drehzahl und Phasenlage eingeregelt wird. Im Diagramm c) der Fig. 3 ist schema­ tisch das Ausgangssignal Sv der ersten Phasenvergleichs­ schaltung 9 dargestellt, das für die am Motor 1 einge­ stellte Drehzahl D einen konstanten Mittelwert Svo auf­ weist. Infolge der Impulskorrekturbits 27 an einzelnen Impulsen 28 der Referenzschwingung S 2 erzeugt die Phasenvergleichsschaltung 9 auf diesem Mittelwert Svo po­ sitive Stellimpulse 32 und negative Stellimpulse 33. Im eingeregelten Zustand ist die mittlere Impulszeitfläche der positiven Stellimpulse 32 gleich der mittleren Im­ pulszeitfläche der negativen Stellimpulse, die von dem Ro­ tor des Gleichstrommotors 1 in den Mittelwert der Drehge­ schwindigkeit dieses Rotors integriert werden und die Drehzahl dieses Rotors geringfügig erhöhen. Der geringfü­ gig asynchrone Lauf mit der Referenzschwingung wird durch die integrierende Masse des Rotors ausgeglichen.

In einem Videorecorder vollführt die Kopftrommel 2 norma­ lerweise in 40 msec eine volle Umdrehung. Der zugehörige Drehwinkelgeber 6 erzeugt bei einer bestimmten Drehwinkelstellung der Kopftrommel für jede der beiden Videoköpfe 3 auf der Kopftrommel einen Zeitimpuls am Ausgang 7 des Drehwinkelgebers, der in der zweiten Phasenvergleichs­ schaltung 31 mit den Synchronimpulsen einer Synchronschwingung S _sync verglichen wird. Der Drehzahlgeber 4 erzeugt bei einer Umdrehung der Kopftrommel an seinem Ausgang 5 vierundzwanzig Halbperio­ den, so daß an diesem Ausgang eine aus Impulsen bestehende Schwingung S 1 mit einer Impulsfrequenz von 300 Hz entsteht. Die Frequenz der Schwingung S 2 der Referenzimpulsquelle 15 be­ trägt ebenfalls 300 Hz. Weicht die Frequenz der Synchron­ schwingung S _sync um 0,1‰ _c von der Frequenz der Referenz­ schwingung S 2 ab, stellt das am Ausgang 11 der zweiten Phasenvergleichsschaltung 31 erzeugte Ablagesignal über die Sollwertgeberschaltung 12 ein Steuersignal für den Steuereingang 13 der Korrekturschaltung 14 ein, das jedem dreizehnten Impuls 28 der Referenzschwingung S 2 ein Impuls­ korrekturbit 27 von t=2 µsec Bitbreite zuordnet. Selbst noch kleinere Ablagen der Frequenz der Synchronschwingung S _sync können mittels des angegebenen Verfahrens ausgegli­ chen werden.

Claims (3)

1. Regelschaltung zum Erzeugen einer Stellgröße für eine zu regelnde elektrische Anordnung (1)
mit einer Phasenvergleichsschaltung (9)

• - deren erstem Vergleichseingang (8) eine die geregelte Betriebsgröße der zu regelnden Anordnung darstellende Schwingung (S 1) zugeführt wird,
• - deren zweiter Vergleichseingang (16) mit dem Ausgang einer Referenzschwingungsquelle (15) verbunden ist,
• - und deren Ausgang (19) über eine die Ausgangssignale der Phasenvergleichsschaltung zeitlich integrierende Integrationsanordnung mit der zu regelnden Anordnung verbunden ist und die Stellgröße für die zu regelnde Anordnung liefert,

und mit einer Korrekturschaltung (14), die eine Umsetzungsanordnung mit einem Steuereingang enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungsanordnung eine (24) mittels einer Um­ setzfunktion (n = f(s)) für ein an einem Steuereingang (13) der Korrekturschaltung befindliches Steuersignal eine vom Wert (s) des Steuersignals abhängige Anzahl (n) positiver oder negativer Impulskorrekturbits (27) pro Zeiteinheit erzeugt und in einer weitgehend gleich­ mäßigen Verteilung Impulsen (28) der Schwingung (S ref) der Referenzimpulsquelle (15) in der Weise zuordnet, daß jedes positive oder negative Impulskorrekturbit den Impuls, dem es zugeordnet ist, um die Bitbreite (d) eines Impulskorrekturbits zeitlich verlängert bzw. verkürzt.

2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu regelnde Anordnung ein Gleichstrommotor (1) ist und daß der Rotor dieses Gleichstrommotors die Integrationsanordnung ist.