DE69003991T2

DE69003991T2 - Steuerschaltung für Schrittmotor.

Info

Publication number: DE69003991T2
Application number: DE90107630T
Authority: DE
Inventors: Shoji Takahashi
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2010-04-24
Also published as: US5032779A; EP0394902B1; DE69003991D1; JPH02285998A; HK94794A; EP0394902A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung für einen Schrittmotor und insbesondere eine Verbesserung einer Steuerschaltung für einen Schrittmotor, der ein weiches Aufsuchen ermöglicht, indem zwischen die Schrittimpulse ein innerer Schrittimpuls eingefügt wird, um so das Aufsuchintervall kürzer als das Intervall zwischen den Eingangsschrittimpulsen zu machen.

Beschreibung des hierzu Bekannten

Schrittmotore, die in der Lage sind, eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen und eine vorbestimmte Drehstellung abhangig von einer Anzahl von angelegten Schrittimpulsen sicherzustellen, werden in verschiedenen industriellen Bereichen eingesetzt, um die genaue Aufsuchposition einzunehmen. Schrittmotore sind dadurch vorteilhaft, daß die genaue Positionssteuerung durch einen einfachen Aufbau ermöglicht wird.
Schrittmotore sind sehr geeignet als Antriebsmotore zum Vorschub eines Lese/Schreib-Kopfes eines Floppy disk Antriebes, eines Festplattenantriebes oder Dergleichen beim Aufsuchen einer vorbestimmten Spur.
Verschiedene Antriebssysteme verwenden unterschiedliche Kombinationen der verwendeten Anzahl von Erregerspulen und der verwendeten Anzahl von Erregerphasen für einen solchen Schrittmotor. Unter diesen Antriebssystemen wird ein bestimmtes System ausgewählt, das zu dem Eigenschaften des Steuerziels paßt.
Fig. 6 - stellt einen herkömmlichen Schrittmotor dar, mit einem Rotor 10, der die Hauptantriebswelle des Motors trägt, sowie feststehende Erregerspulen 12, 14, die eine Phase A bzw. eine Phase B aufweisen, und die sich um dem Rotor 10 erstrecken. Die Hauptantriebswelle des Motors wird mit großer Genauigkeit durch Erregung der Spulen 12, 14 mittels einer vorbestimmten Kombination von Vorwärts- und Rückwärtsströmen angetrieben.
In Fig. 7 ist ein Beispiel von Schrittimpulsen zum Antrieb des in Fig. 6 dargestellten Schrittmotors dargestellt. Üblicherweise wird das schrittweise Aufsuchen durch Erregung der Erregerspulen 12, 14 mit einer unterschiedlichen Kombination von einem Vorwärts- und einem Rückwärtsstrom jedesmal verwirklicht, wenn ein Schrittimpuls angelegt wird.
Wenn hinsichtlich Fig. 7 ein Schrittimpuls SP&sub1; eingegeben wird, werden beide Erregerspulen 12, 14 in Vorwärtsrichtung erregt, mit anderen Worten, wird der Rotor 10 in die durch den Pfeil AB in Fig. 6 angedeutete Position gebracht. Wird dann der nächste Schrittimpuls SP&sub2; angelegt, dann wird die Erregerspule 12 in umgekehrter Richtung erregt, während die Erregerspule 14 in Vorwärtsrichtung erregt wird, und zwar in den Phasen AB, und der Rotor 10 wird in diesem Zustand soweit gedreht, bis er die durch AB gemäß Fig. 6 angezeigte Position eingenommen hat. Wenn die Schrittimpulse SP&sub3; und SP&sub4; aufeinanderfolgend angelegt werden, wird der Rotor 10 in ähnlicher Weise bei den Positionen AB bzw. AB durch zweiphasige Erregung positioniert. Auf diese Weise werden die vier Suchpositionen während einer Umdrehung des Rotors 10 in Fig. 6 eingenommen.
8. Jedoch erleidet der Rotor 10 bei einer derartigen zweiphasigen Erregung wiederholt bei jedem Umschalten der Ströme eine Beschleunigung bzw. Abbremsung. In der Folge schwankt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors außerordentlich stark, so daß beispielsweise eine große Geschwindigkeitsabweichung aufkommt, wenn der von einem Schlitten eines Floppyantriebs getragene Kopf auf eine vergleichsweise entfernt gelegene Spur gerückt wird, was zu dem Problem des Energieverlusts, der Störerzeugung und des vergrößerten Verschleißes führt.
Um derartige ungleichmäßige Rotationen zu eliminieren und um eine sanftere Rotordrehung zu erzielen, hat ein Verfahren Eingang in die Praxis gefunden, bei dem ein innerer Impuls bei einer Zwischenstellung zwischen den Eingangsschrittimpulsen in der Steuerschaltung des Schrittmotors eingefügt wird, nachdem der Schrittimpuls eingegangen ist.
Wie in Fig. 7 dargestellt, wird ein solcher innerer Schrittimpuls im wesentlichen zur Mittelstellung des Schrittimpulsintervalls ausgegeben. Der innere Schrittimpuls wird daher durch Hinzufügen einer vorgegebenen Zeitverzögerung τ&sub0; zum Impulsintervall T des Schrittimpulses SP gebildet, und ein Impulszugverbund wird durch Zusammensetzen der Schrittimpulse SP und der des inneren Schrittimpulses erzeugt. Auf der Basis dieses Impulszugverbundes werden die Erregerspulen 12, 14 erregt.
Folglich wird in den Figuren 6 und 7 nach Erregung in den Phasen A und B zu den Schrittimpulsen SP&sub1; die Erregerspule 14 nur in Vorwärtsrichtung erregt, mit anderen Worten, B-phasige Erregung erfolgt, wenn der innere Impuls empfangen ist, wobei der Rotor 10 bis zur Position B hin gedreht wird. In gleicher Weise werden die nachfolgenden Impulse ausgegeben, und der Rotor 10 wird zu dem Positionen A, B bzw. A gedreht.
Gemäß der zweiphasigen/einphasigen Erregung, die solche inneren Impulse enthält, ist es möglich, einen sehr ruhigen Lauf der Drehbewegung des Rotors 10 zu erzielen.
Da jedoch die Verzögerungszeit des inneren Schrittimpulses gemäß der bekannten Technik festgelegt ist, beispielsweise in Fig. 4 auf τ&sub0;, dann arbeitet der innere Impuls wirksam, wenn das Impulsintervall T des Eingangsschrittimpulses SP konstant bleibt; aber wenn das Impulsintervall T sich ändert, wird eine bedeutsame Ungleichmäßigkeit im Lauf des Rotors 10 hervorgerufen.
In Fig. 7 ist das Intervall des Schrittimpulses T&sub1; auf 3 ms festgelegt. In diesem Fall kann der Schrittmotor zum Aufsuchen des Schlittens eines Floppy disk Antriebes beispielsweise verwendet werden. Im Floppy disk Antrieb schwankt der Schrittimpuls gemäß dem Arbeitsrechner und der Art des Programms sehr stark. In Fig. 7 beispielsweise werden Schrittimpulse zu Intervallen von T&sub2; = 5ms und T&sub1; = 3 ms ausgegeben, und an denselben Floppy disk Antrieb werden die Schrittimpulse zu unterschiedlichen Intervallen T eingegeben.
15. Im zuvor beschriebenen Steuersystem, dessen Verzögerungszeit auf 1,5 ms festgelegt ist, kommt es zu sehr unregelmäßigen Steuerimpulsen, wenn die Schrittimpulse mit einem Intervall T&sub2; von 5 ms ausgegeben werden, wodurch es zu einer starken Ungleichförmigkeit im Lauf des Rotors 10 kommt.

16. Zusammenfassung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu beseitigen und eine verbesserte Steuerschaltung für einen Schrittmotor zu schaffen, der in der Lage ist, einen inneren Schrittimpuls mit der optimalen Verzögerungszeit auszugeben, die dem Impulsintervall der Eingangsschrittimpulse selbst dann entspricht, wenn das Impulsintervall verändert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor vor, der aus den Ansprüchen 1 und 5 zu entnehmen ist.
Üblicherweise wird die Verzögerungszeit auf den halben Wert des von den Schrittimpulsen gemessenen Intervalls festgelegt, wobei einem inneren Impuls ermöglicht wird, stets auf eine Mittelposition zwischen den Schrittimpulsen eingefügt zu werden, selbst wenn sich die Impulsintervalle ändern.
Die Verzögerungszeit kann bedarfsweise nach den Eigenschaften des Schrittmotors verändert werden.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die optimale Verzögerungszeit, die dem zuletzt gemessenen Impulsintervall entspricht, bei dem der zweite Schrittimpuls ausgegeben wird, wodurch ein sehr ruhiger Lauf des Rotors erreicht wird.
Obige Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, gehen deutlich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt einen Arbeitsablaufplan eines Ausführungsbeispiels einer Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem Floppy disk Antrieb;
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm des Zusammensetzvorganges von Schrittimpulsen im Ausführungsbeispiel nach der Erfindung;
Fig. 3 ist ein schematisches Blockschaltbild der Steuerschaltung im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus eines anderen Ausführungsbeispiels einer Steuerschaltung nach der Erfindung, die ein vier - schrittiges Aufsuchen ausführt;
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm des Zusammensetzvorganges von Schrittimpulsen im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4;
Fig. 6 ist eine erläuternde Ansicht des Aufbaus und der positionierenden Phasen bei einem herkömmlichen Schrittmotor; und
Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm der Steuerung bei dem herkömmlichen Schrittmotor gemäß Fig. 6.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Flußdiagramm eines Steuersystems nach der vorliegenden Erfindung. In Schritt 100 wird geprüft, ob der Empfang einer Serie von Schrittimpulsen abgeschlossen ist. In diesen Ausführungsbeispiel wird die Prüfung davon abhängig gemacht, ob die Ansprechzeit für die Schrittimpulse einen vorbestimmten Wert überschritten hat.
Genauer gesagt wird im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schrittmotor benutzt für das Aufsuchen des Schlittens einer Floppy disk, und auch dazu, festzustellen, ob der Eingangsschrittimpuls zu einer Serie von Schrittimpulsen aufgrund eines neuen Befehls gehört, was daran festgestellt wird, ob die vorbestimmte Ansprechzelt von 8 ms in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Schrittimpulsen existiert. Wenn die Zeit, die die vorbestimmte Ansprechzeit übersteigt, abgelaufen ist, besteht die Möglichkeit, daß die Intervalle zwischen den Schrittimpulsen gemäß eines neuen Befehls gewechselt wurden, wodurch es erforderlich ist, die Verzögerungszeit eines inneren Schrittimpulses zu verlängern.
Wenn die Ansprechzeit für den Schrittimpuls einen vorgegebenen Wert (8 ms) bei Schritt 100 überschritten hat, wird ein vorbestimmter Anfangswert τ&sub0; gesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Anfangswert τ&sub0; beispielsweise für 1,5 ms bei Schritt 101 festgesetzt, und wenn das Intervall zwischen den Eingangsschrittimpulsen 3 ms beträgt, wird er als optimaler Anfangswert gewählt.
Der Anfangswert wird nur einmal benutzt, bis zum Eingeben des nächsten Schrittimpulses. Der nächste Schrittimpuls wird in Schritt 102 überwacht. Wenn der zweite Schrittimpuls eingegeben wird, wird in Schritt 103 das Zeitintervall zwischen diesen Schrittimpulsen gezählt.
Das Impulsintervall T wird gezählt, indem ein vorgegebener Taktimpuls mit dem Eingang des ersten Schrittimpulses zu zählen beginnt, wie allgemein bekannt. Die Zählung wird beendet beim Eingang des zweiten Schrittimpulses, wobei der Zählwert das Impulsintervall T bedeutet. Es erübrigt sich, anzumerken, daß das Impulsintervall T auch durch jede beliebige andere Zeitmeßmethode gezählt werden kann.
Wenn das Intervall T zwischen den Schrittimpulsen auf diese Weise zustande kommt, wird in Schritt 104 eine erwünschte Zeit τ errechnet. In diesem Ausführungbeispiel erhält man die Verzögerungszeit τ als T/2, um einen inneren Schrittimpuls in eine Mittenstellung zwischen die Schrittimpulse einzufügen.
Die auf diese Weise gewonnene Verzögerungszeit τ wird in Schritt 105 als die Verzögerungszeit eingesetzt, und ein innerer Schrittimpuls wird in an sich bekannter Weise in eine Zwischenlage zwischen die Schrittimpulse eingefügt.
Die auf diese Weise gewonnene Verzögerungszeit für den inneren Schrittimpuls wird während des Verlaufs bei Schritt 106 gehalten, bis festgestellt ist, daß die vorgegebene Ansprechzeit (8 ms) abgelaufen ist, mit anderen Worten, es wird entschieden, daß der Eingang der Schrittimpulse bei Schritt 100 beendet ist.
Wenn andererseits eine Serie von Schrittimpulsen eingegeben worden sind, überschreitet die Ansprechzeit den vorgegebenen Wert (8 ins), so daß eine neue Verzögerungszeit für einen inneren Schrittimpuls am Eingang des nächsten Schrittimpulses gesetzt wird.
Fig. 2 stellt den Zustand dar, bei dem Schrittimpulse zu einem Intervall T&sub1; = 3 ms und einem Intervall T&sub2; = 5 gemäß erster bzw. zweiter Aufsuchbefehle geliefert werden. Wie aus Fig. 2 klar hervorgeht, wird in jeder Serie von Schrittimpulsen der vorgegebene Anfangswert τ&sub0; = 1,5 ms für den ersten Schrittimpuls vorgesehen, aber eine Verzögerungszeit τ&sub1; = 1,5 ms und eine Verzögerungszeit τ&sub2; = 2,5 ms, die durch Rechnung gemäß dem Wechsel der Pulsintervalle gewonnen sind, werden entsprechend für den zweiten und die weiteren Schrittimpulse eingesetzt.
Aus dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 2 geht klar hervor, daß der Rotor des Schrittmotors durch Vorrücken der Antriebswelle in Winkelschritten zu sehr stabilen regelmäßigen Intervallen weich gedreht wird.
Fig. 3 stellt ein Ausführugnsbeispiel eines Steuerkreises nach der vorliegenden Erfindung dar, die die zuvor beschriebenen Steuerungsoperationen ausführt. Ein Schrittimpuls wird mit einem inneren Schrittimpuls versehen und an eine Ausgabeschaltung 20 als zusammengesetzter Impulszug ausgegeben.
Die Ausgabeschaltung 20 ist eine Schaltung, die A- phasige und B-phasige Erregersignale an die Erregerspulen des Schrittmotors in einer vorgegebenen Kombination von Vorwärts-Antriebsströmen und einem Rückwärts-Antriebsstrom in gleicher Weise wie in den herkömlichen, in den Figuren 6 und 7 dargestellten Geräten. Da die Ausgabeschaltung selbst die gleiche ist wie eine herkömmliche, wird auf Erläuterungen verzichtet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein ODER - Tor vorgesehen, um so einen Schrittimpuls mit einem inneren Schrittimpuls zusammenzusetzen, und außerdem führen ein Schrittimpuls und ein innerer Schrittimpuls, die zu verschiedenen Zeitvorgaben ausgegeben werden, in die Ausgangsschaltung 20.
Eine Impulsintervall - Vergleichsschaltung 24 wird vorgesehen, um die Warteperiode zu erkennen, in der der Empfang einer Serie von Schrittimpulsen beendet ist, und die Ansprechzeit zum Warten für den nächsten Befehl eingesetzt hat. Ein Schrittimpuls wird an die Impulsintervall- Vergleichsschaltung 24 gelegt, und es wird entschieden, ob der Eingang von Serien von Schrittimpulsen fortgesetzt wird, oder ob die Ansprechzeit durch Vergleich nach Eingang der Schrittimpulse mit einem vorbestimmten Wert der vergangenen Zeit eingesetzt hat. Zu diesem Zwecke wird der vorbestimmte Wert, der Bezugswert zum Vergleich ist, in einen Eingangsanschluß 24a der Impulsintervall - Vergleichsschaltung 24 eingegeben. Da in diesem Ausführungsbeispiel 8 ms zur Beurteilung der Ansprechzeit verwendet werden, wird ein Bezugswert entsprechend 8 ms angelegt.
Der dem Anschluß 24a zugeführte Bezugswert wird vorzugsweise für den Anwender einstellbar gemacht, so daß der Bezugswert außerhalb der Steuerschaltung geändert werden kann.
Die Impulsintervall - Vergleichsschaltung 24 hat einen Zähler und eien Vergleicher, und die Zählfunktion wird beim Eingang des ersten Schrittimpulses in einer Serie begonnen und beim Eingang des nachfolgenden Schrittimpulses beendet, um so das Impulsintervall als Zählwert zu messen. Der Zählwert wird repräsentiert durch die Bezugstaktimpulse φ, die vom Anschluß 24b eingegeben werden. Damit ist es möglich, das Intervall von Schrittimpulsen durch wiederholtes Starten und Stoppen des Zählers bei jedem eingehenden Schrittimpuls fortlaufend zu messen.
Der Zählwert wird mit dem Bezugswert verglichen, und wenn das Impulsintervall in diesem Ausführungsbeispiel 8 ms übersteigt, wird ein Rücksetzsignal an jede Schaltung angelegt, wie später bei der Feststellung beschrieben werden wird, wie der Eingang von Serien von Schrittimpulsen beendet wird und die Ansprechzeit zum Warten für den nächsten Befehl eingesetzt wird.
Um einen inneren Schrittimpuls zu bilden, wird ein Schrittimpuls um eine vorbestimmte Zeit verzögert, wie zuvor beschrieben, und um den ersten inneren Schrittimpuls mit einer festgelegten Verzögerungszeit aus zugeben und die nachfolgenden Verzögerungszeiten gemäß den betreffenden Schrittimpulsintervallen zu steuern, sind in diesem Ausführugnsbeispiel zwei Verzögerungsschaltungen, eine erste Verzögerungsschaltung 26 und eine variable Verzögerungsschaltung 28, vorgesehen.
Die Verzögerungsschaltung 26 gibt einen inneren Schrittimpuls zu vorbestimmter Zeit hinter den ersten Schrittimpuls in einer Serie von Eingangsimpulsen aus. Zu diesem Zwecke wird ein Verzögerungszeit- bestimmendes Signal von außen an einen Anschluß 26a des ersten Verzögerungskreises 26 angelegt, um so die Verzögerungszeit einzustellen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verzögerungszeit auf 1,5 ms eingestellt, und die feste Anfangsverzögerungszeit kann in Übereinstimmung mit dem Signaleingang von außen frei eingestellt werden. Der Taktimpuls φ wird an Anschluß 26b der ersten Verzögerungsschaltung 26 angelegt, um die Verzögerungsoperation auszuführen. Da in diesem Ausführungsbeispiel alle Verarbeitungen digital ausgeführt werden, mit Ausnahme der Ausgabeschaltung 20, wird die erwünschte Verzögerungsoperation für die vorgegebene Verzögerungszeit durch Zählen der Taktimpulse φ am Anschluß 26b bewerkstelligt.
Auf diese Weise wird ein innerer Schrittimpuls von der ersten Verzögerungsschaltung 26 um die festgelegte feste Verzögerungszeit τ&sub0; (1,5 ms) hinter dem Schrittimpuls, wie in Fig. 3 dargestellt, ausgegeben, und der innere Schrittimpuls wird an das ODER - Tor 22 durch ein UND - Glied 30 angelegt.
Die variable Verzögerungsschaltung 28 kann gemäß den Intervallen von Schrittimpulsen verschiedene Verzögerungszeiten vorgeben, wie aus den vorstehenden Darlegungen ersichtlich. Die Verzögerungszeit wird vom Ausgang einer Pulsintervall - Meßschaltung 32 bestimmt.
Der Taktimpuls φ wird auch von einem Anschluß 28a an die variable Verzögerungsschaltung 28 angelegt, und die gewünschte Verzögerungszeit wird durch den Zählwert des Takts φ in gleicher Weise wie bei der ersten Verzögerungschaltung 26 gewonnen.
Deshalb wird von der variablen Verzögerungsschaltung 28 ein innerer Schrittimpuls τx hinter dem Schrittimpuls ausgegeben, wie in Fig. 3 dargestellt, und der innere Schrittimpuls wird an das ODER - Glied 22 durch ein UND - Glied 34 angelegt.
Die Impulsintervall - Meßschaltung 32 mißt die Pulsintervalle in einer Serie von Schrittimpulsen und liefert die Verzögerungszeit entsprechend dem Impulsintervall an die variable Verzögerungsschaltung 28. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Intervall zwischen dem ersten und zweiten Schrittimpuls einer Serie gemessen. Die Impulsintervall-Meßschaltung 32 selbst ist zusammengesetzt aus einem digitalen Zähler und mißt die gewünschten Impulsintervalle durch Messung des Intervalls zwischen den ersten beiden Schrittimpulsen, und das Ergebnis der Messung wird an die variable Verzögerungschaltung 28 gelegt als Zählwert der Taktimpulse φ. Die Verzögerungszeit in der variablen Verzögerungsschaltung 28 kann natürlich jedesmal, wenn das Intervall zwischen den betreffenden Schrittimpulsen gemessen wird, oder mehrere Male durch Messung mehrerer Intervalle zwischen den Schrittimpulsen, die aus der Gesamtheit der Schrittimpulse ausgewählt sind, eingestellt werden. Wenn auf diese Weise eine Mehrzahl von Verzögerungszeitbefehlen ausgegeben werden, wird das Auftreten eines großen Fehlers in vorteihafter Weise verhindert, sogar wenn ein Schrittimpuls fehlt.
Auf diese Weise werden die erste Verzögerungszeit am Eingang des ersten Schrittimpulses und die Verzögerungszeit am Eingang des zweiten und späteren Schrittimpulses bestimmt, und die inneren Schrittimpulse, die die betreffefnden Verzögerungszeiten aufweisen, werden mit den zugehörigen Schrittimpulsen zusammengesetzt.
Üm in diesem Ausführungsbeispiel unter dem inneren Schrittimpuls von der ersten Verzögerungschaltung 26 und dem inneren Schrittimpuls aus der variablen Verzögerungsschaltung 28 auswählen zu können, ist ein Umschaltkreis 36 für eine erste/zweite Betriebsart vorgesehen, die sich aus einer Schaltung zur Vorbereitung eines Kennzeichens durch Zählung der Schrittimpulse zusammensetzt.
Der Umschaltkreis 36 liefert ein H-Signal für die Dauer von 2,0 ms, die etwas länger ist als die Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltung 26 zum UND-Glied 30, um danach ein L-Signal zum UND-Glied 34 zu senden und das UND-Glied 30 für den zweiten und spätere Impulse zu sperren.
Der Betriebsarten-Umschaltkreis 36 liefert an das UND- Glied 34 ein Umkehrsignal zu dem Signal, das das UND-Glied 30 ausgibt, wodurch ein innerer Schrittimpuls zur variablen Verzögerungszeit vom dem UND-Glied 34 zum ODER-Glied 22 ausgegeben wird, wenn der zweite oder spätere Schrittimpuls eingegeben wird.
Auf diese Weise wird mit dem Schrittimpuls vom ODER- Glied 22 eines der beiden inneren Schrittimpulse zusammengesetzt. Wenn die Serie von Schrittimpulsen eingegeben ist und die Ansprechzeit eingestellt ist, wird das Ausgangssignal der Impulsintervall-Vergleichsschaltung 24 an die variable Verzögerungsschaltung 28 geliefert, an die Impulsintervall-Meßschaltung 32 und an den Umschaltkreis 36 für eine erste/zweite Betriebsart geliefert, um so die betreffenden Schaltungen zurückzusetzen.
Die variable Verzögerungsschaltung 28 gibt einen inneren Schrittimpuls zu einer vorbestimmten Verzögerungszeit aus, die von der Impulsintervall-Meßschaltung 32 während des Einganges der Serien von Schrittimpulsen aus, und wenn die Ansprechzeit begonnen hat, wird die Verzögerungszeit zurückgesetzt und nimmt den Wartezustand auf eine neue Verzögerungszeit ein, um für die nächsten Serien von Schrittimpulsen eingestellt zu werden.
Die Impulsintervall-Meßschaltung 32 setzt den gemessenen Wert zurück, wenn der Eingang der Serien von Schrittimpulsen beendet ist und bereitet sich auf die Messung von Impulsintervallen der nächsten Serien von Schrittimpulsen vor, die unter dem nächsten Befehl auszuführen sind.
Der Betriebsart-Umschaltkreis 36 setzt das Kennzeichen ab, wenn der Eingang der Serien von Schrittimpulsen beendet ist, und wartet auf den Eingang des ersten Schrittimpulses aus der nächsten Serie.
Auf diese Weise ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, einen inneren Schrittimpuls, der die optimale Verzögerungszeit aufweist, die dem Impulsintervall eines Schrittimpulses entspricht, mit dem Eingangs - Schrittimpuls zusammenzusetzen.
Obwohl ein innerer Schrittimpuls in eine Mittellage zwischen die Eingangsschrittimpulse in diesem Ausführungbeispiel eingefügt wird, ist es auch möglich, eine Vielzahl von inneren Schrittimpulsen zwischen die betreffenden Schrittimpulse zu regelmäßigen Intervallen durch die aktuelle Messung des Schrittimpulsintervalls und die nachfolgende Rechnung gemäß der vorliegenden Erfindung einzufügen. Es ist auch möglich, einen inneren Schrittimpuls bei einer Position einzufügen, die von der Mittenposition um einen vorgegebenen Abstand verschoben ist, in dem die Verzögerungszeit aus einem Funktionsausdruck hervorgeht. Auf diese Weise ist die Steuerung befähigt, sich den von einem Schrittmotor geforderten Eigenarten anzupassen.
Fig. 4 stellt ein anderes Ausführungbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, in dem drei innere Schrittimpulse zwischen jedes Schrittimpulspaar zu regelmäßigen Intervallen eingefügt werden. Gleiche Bauteile wie im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel tragen gleiche Bezugszeichen, denen die Ziffer 2 vorangestellt ist.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale einer ersten Verzögerungsschaltung 226 und einer variablen Verzögerungsschaltung 228 an einen ersten Impulsgenerator 240 bzw. an einen zweiten Impulsgenerator 242 ausgegeben werden.
Die Impulsgeneratoren 240 und 242 sind zusammengesetzt aus jeweiligen Schaltungen zur Ausgabe einer Mehrzahl von Impulsen zu Verzögerungszeiten, die in diesem Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. In diesem Ausführungbeispiel werden drei Impulse an entsprechende UND - Glieder 230 bzw. 234 ausgegeben.
Der erste Impulsgenerator 240 liefert drei Impulse an das UND-Glied 230 mit der Verzögerungzeit, die von der ersten Verzögerungsschaltung 226 bei jedem angelegten Schrittimpuls eingestellt wird. In gleicher Weise liefert der zweite Impulsgenerator 242 drei Impulse an das UND - Glied 234 mit der Verzögerungszeit, die von der variablen Verzögerungsschaltung 228 bei jedem angelegten Schrittimpuls eingestellt wird.
In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungbeispiel werden gemäß dem vier-schrittigen Aufsuchen kürzere Verzögerungen als im ersten Ausführungsbeispiei in den Verzögerungsschaltungen 226 und 228 eingestellt.
Wenn in diesem Ausführungsbeispiel das kürzeste Intervall von Eingangsschrittimpulsen auf 3 ms eingestellt wird, beträgt die feste Verzögerungszeit in der ersten Verzögerungsschaltung 226 0,75 ms.
Fig. 5 stellt den Impulszusammensetzungsvorgang für das vier-schrittige Aufsuchen gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Zusammensetzungsvorgang dar. Eine Serie von Schrittimpulsen werden zuerst mit einem Intervall von 3 ms angelegt, und nach der Ansprechzeit werden die nächsten Serien von Schrittimpulsen mit einem Intervall von 6 ms angelegt.
Die variable Verzögerungsschaltüng 228 liefert eine Verzögerungszeit von 0,75 ms für die erste Serie von Schrittimpulsen an den zweiten Impulsgenerator 242, wie in Fig. 5 dargestellt.
Da die Pulsintervalle der nächsten Serien von Schrittimpulsen 6 ms betragen, liefert die variable Verzögeungsschaltung 228 eine Verzögerungszeit von 1,5 ms an den zweiten Imnpulsgenerator 242.
In beiden Schrittimpulsserien ist es auf diese Weise möglich, für wenigstens den zweiten und spätere Schrittimpulse zusammengesetzte Impulszüge an die Ausgabeschaltung 220 beim vier - schrittigen Aufsuchen zu regelmäßigen Intervallen zu liefern.
Eine Steuerschaltung für einen Schrittmotor, der zum Aufsuchen des Lese/Schreib - Kopfes einer Floppy disk oder Ähnliches benutzt wird, ist beschrieben worden. Der Schrittmotor wird ruhiglaufend angetrieben, indem ein innerer Schrittimpuls zwischen die Eingangsschrittimpulse eingefügt wird, wenn Erregungssignale an den Schrittmotor aufgrund von Schrittimpulsen aus dem Arbeitsrechner angelegt werden. Da die Intervalle zwischen den Schrittimpulsen, die von dem Arbeitsrechner ausgegeben werden, jedesmal unterschiedlich sind, wird das Intervall zwischen den Schrittimpulsen gemessen und der Zeitablauf zur Erzeugung eines inneren Schrittimpulses wird auf der Grundlage des gemessenen Wertes bestimmt.

Claims

1. Steuerschaltung für einen Schrittmotor mit:

a) einem Mittel (32, 232) zur Messung des Intervalls (T) zwischen den eingegebenen Schrittimpulsen;

b) ein variables Verzögerungsmittel (28, 228) zur Bestimmung eines vorbestimmten Betrages der Verzögerung (τ) auf der Grundlage der gemessenen Impulsintervalle (T);

c) einem Mittel (30, 34, 230, 234, 240, 242) zur Erzeugung eines inneren Schrittimpulses mit dem vorbestimmten Betrag der Verzögerung (τ) hinter einem Eingangsschrittimpuls;

d) einem Mittel (22, 222), das den Eingangsschrittimpuls und den inneren Schrittimpuls zusammensetzt;

e) einem Ausgabemittel (20, 220), das Erregerströme an die Erregerspulen (12, 14) des Schrittmotors auf der Grundlage der zusammengesetzen Impulszüge liefert;

f) einem erstes Verzögerungsmittel (26, 226), das den ersten Schrittimpuls um einen vorbestimmten festen Verzögerungsbetrag (τ&sub0;) verzögert und das die verzögerten Schrittimpulse als innere Schrittimpulse ausgibt; und

g) einem Umschaltmittel (36, 236) für eine erste/zweite Betriebsart, die den ersten Schrittimpuls und die späteren Schrittimpulse in einem Schrittimpulszug erkennt und die selektiv zwischen dem ersten Verzögerungsmittel (26, 226) und dem variablen Verzögerungsmittel (28, 228) umschaltet.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schrittimpulse im wesentlichen in die Mitte des Schrittimpulses eingefügt werden.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von inneren Schrittimpulsen zwischen die Impulse zu im wesentlichen regelmäßigen Intervallen eingefügt werden.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Betrag der Verzögerung (τ&sub0;) von außen einstellbar ist.

5. Steuerschaltung für einen Schrittmotor mit:

a) Mitteln (32, 232), die das Zeitintervall zwischen den Eingangsschrittimpulsen messen;

b) einem variablen Verzögerungsmittel (28, 228), das einen vorbestimmten Betrag der Verzögerung (τ) auf Grundlage der gemessenen Impulsintervalle (T) bestimmt;

c) einem Mittel (30, 34, 230, 234, 240, 242), das einen inneren Schrittimpuls mit dem vorbestimmten Betrag der Verzögerung (τ) hinter einem Eingangsschrittimpuls erzeugt;

e) einem Ausgabemittel (20, 220), das Erregerströme an Erregerspulen (12, 14) des Schrittmotors auf der Basis des zusammengesetzten Impulszuges liefert;

f) einem ersten Verzögerungsmittel (26, 226), das den ersten Schrittimpuls um einen vorbestimmten festen Betrag der Verzögerung (τ&sub0;) verzögert und das den verzögerten Schrittimpuls als einen inneren Schrittimpuls ausgibt;

g) einem Umschaltmittel (36, 236) für eine erste/zweite Betriebsart, das den ersten Schrittimpuls und die folgenden Schrittimpulse in einem Impulszug erkennt und das selektiv zwischen dem ersten Verzögerungsmittel (26, 226) und dem variablen Verzögerungsmittel (28, 228) umschaltet; und

h) einem Mittel (24, 224), das das Intervall (T) zwischen den Schrittimpulsen mit einem vorbestimmten Wert vergleicht, um so das Ende des Schrittimpulszuges zu erkennen und um die Mittel (32, 232), die das Intervall (T) zwischen den eingegebenen Schrittimpulsen messen, den variablen Verzögerungsmitteln (28, 228) und den Umschaltmitteln (36, 236) für eine erste/zweite Betriebsart zurücksetzen.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schrittimpulse im wesentlichen in die Mitte des Schrittimpulses eingefügt werden.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der inneren Schrittimpulse zwischen Schrittimpulsen mit im wesentlichen gleichen Intervallen eingefügt werden.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Betrag der Verzögerung (τ&sub0;) von außen einstellbar ist.

9. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert verglichen als Bezugswert mit dem Impulsintervall (T) von außen einstellbar ist.