NL8000717A

NL8000717A - Schakeling voor regeling van de rotatiesnelheid van een gelijkstroommotor.

Info

Publication number: NL8000717A
Application number: NL8000717A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1980-08-12
Also published as: AU5500480A; CA1147798A; AU536368B2; GB2042223A; FR2448823B1; DE3003102A1; DE3003102C2; ATA68980A; AT385870B; GB2042223B; US4286199A; FR2448823A1

Description

* i >*.

C/Ca/eh/1099

Schakeling voor regeling van de rotatiesnelheid van een gelijk-stroommotor.

De uitvinding heeft betrekking op een schakeling voor regeling van de rotatiesnelheid van een gelijkstroora-motor, meer in het bijzonder een kaapstanderaandrijfmotor van een videobandapparaat.

5 Sedert enige tijd is bij toepassing van video- bandapparatuur het zogenaamde "editing" in zwang gekomen, met welke uitdrukking wordt gedoeld op een bepaalde vorm van electrische of electronische bewerking van video-informatie, welke op een magneetband is opgenomen en/of op een magneet-10 band dient te worden opgenomen. Voor de nauwkeurige bepaling van de punten op de magneetband, waar een dergelijke signaalbewerking dient te beginnen en/of te eindigen, dient een voor toepassing bij een dergelijke signaalbewerking geschikt videobandapparaat enige speciale bedrijfswijzen of bedrijfstoestanden 15 te hebben, zoals signaalweergave bij langzaam bewegend beeld, 'signaaiweergave bij stilstaand beeld, enz. Dergelijke bedrijfstoestanden worden ook wel aangeduid als de toestand "zoeken"; in deze toestand wordt de bijbehorende videomagneetband in zijn langsrichting getransporteerd door middel van een met een 20 kaapstander en een drukrol werkende eenheid. Voor een bepaalde bedrijfstoestand .van het hier beschouwde type dient het band-' transport op continue wijze van bandstilstand tot bandtransport met een transportsnelheid, welke vijfmaal dié bij normale beeldweergave bedraagt, te variëren. De voor aandrijving van 25 de genoemde kaapstander dienende motor wordt gevormd door een gelijkstroommotor; een lineaire snelheidsregeling tussen een snelheidswaarde nul en een hoge snelheidswaarde laat zich echter moeilijk realiseren zonder toepassing van een schakeleenheid, waardoor het motoraandrijf- en -regelstelsel in afhankelijkheid 30 van de motorsnelheid wordt overgeschakeld, hetgeen echter ongewenste discontinuïteiten in de regeling en derhalve in het gedrag van de aandrijfmotor introduceert.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, een regelschakeling van verbeterd type voor snelheidsregeling 35 van een gelijkstroommotor te verschaffen.

- 2 -

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een dergelijke regelschakeling van nieuw type te verschaffen, waarbij de rotatiesnelheid van een gelijkstroonmotor wordt bepaald in afhankelijkheid van de frequentie van een commando-5 signaal.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een regelschakeling voor snelheidsregeling van een gelijkstroommotor, waarbij de laatstgenoemde bij een lagere dan een vooraf bepaalde rotatiesnelheidswaarde met impulsen 10 wordt aangeöreven en bij een hogere dan de vooraf bepaalde rotatiesnelheidswaarde met een spanning wordt aangedreven. Daarbij is aan de gelijkstroommotor een frequentiegenerator voor opwekking en afgifte van een rotatie-impuls toegevoegd, terwijl het aan de snelheidsregelschakeling toegevoerde snel-15 heidscommando de vorm van een signaal van een bepaalde frequentie heeft.

De beide zojuist genoemde signalen worden respectievelijk aan impuls-omzetters en integrerende schakelingen toegevoerd, waarbij het uitgangssignaal van de in-20tegrerende Schakelingen wordt toegevoerd aan een verschil-versterker, waarvan het uitgangssignaal het karakter heeft van een snelheidsfoutsignaal, dat aan de gelijkstroommotor wordt toegevoerd.

Het belangrijkste aspect van de uitvinding 25wordt gevormd door het feit, dat voor de tijdsconstante van de aan de signaalweg voor het commandosignaal toegevoegde, integrerende schakeling een kleinere waarde wordt gekozen dan voor dié van de aan de signaalweg van het rotatiesignaal toegevoegde, integrerende schakeling.

30 Deze maatregel heeft tot gevolg, dat het uit gangssignaal van de verschilversterker beneden een vooraf bepaalde frequentiewaarde een rimpel- of impulskarakter heeft, welk karakter geleidelijk verdwijnt naarmate de rotatiesnel-heid van de gelijkstroommotor een hogere waarde krijgt.

35oit heeft tot gevolg, dat de motoraandrijving op lineaire wijze van een impulsaandrijving in een spanningsaandrijving overgaat.

8000717 f. i - 3 -

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van een uitvoeringsvoorbeeld, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen: 5 figuur 1 een blokschema van een uitvoerings- voorbeeld van een regelschakeling volgens de uitvinding, en figuur 2-5 enige golfvormen ter verduidelijking van de werking van de regelschakeling volgens figuur 1.

Het blokschema volgens figuur 1 toont de toe-10 passing van een regelschakeling volgens de uitvinding bij de snelheidsregeling van de kaapstanderaandrijfmotor van een videobandapparaat van het type met schroeflijnvormige band-aftasting, waarmede signaalweergave van een op een magneetband opgenomen videosignaal bij langzaam bewegend beeld, snel be-15 wegend beeld, langzaam terug bewegend beeld, enzovoorts mogelijk is. De bedrijfstoestand, waarbij de videoband met normale transportsnelheid wordt aangedreven voor normale signaalweergave, wordt hier aangeduid.als "NORMAAL", terwijl bedrijfs-toestanden, waarin het videobandtransport plaats vindt bij 20 andere snelheden dan de normale bandtransportsnelheid of waarin de magneetband stilstaat, worden aangeduid als "ZOEKEN".

Dit "ZOEKEN" dient in het algemeen voor het opsporen van nauwkeurig dcit raster met videosignalen, dat als beginpunt of eindpunt van de als "editing" aangeduide bewerkingswijze in 25 aanmerking komt. Tijdens het "ZOEKEN" vindt het videobandtransport door middel van de kaapstander plaats.

Bij het blokschema volgens figuur 1 vindt het langstransport van een videomagneetband 1 plaats door middel van een aandrijfeenheid 2 met een kaapstander 3 en een drukro-30 4. De kaapstander 3 wordt aangedreven door een gelijkstroom-motor 5, waaraan een frequentiegenerator 6 is toegevoegd. Een door de frequentiegenerator 6 afgegeven rotatie-impuls wordt eerst aan impulsgolfvormcorrectie onderworpen in een golfvorm-correctieschakeling 7 en vervolgens toegevoerd aan een impuls-35 omzetter 8.

Een via een ingangsaansluiting 9 toegevoerde commandosignaal wordt via een schakelaar 10 aan een impuls-omzetter 11 toegevoerd.

- 4 -

In de bedrijfstoestand "NORMAAL" van het video-bandapparaat wordt een bijvoorbeeld hoge potentiaal via een ingangsaansluiting 12 aan de schakelaar 10 toegevoerd; het beweegbare contact van de schakelaar 10 is dan via het ene 5 vaste contact van de schakelaar verbonden met de uitgang van een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling 13/ waaraan via een ingangsaansluiting 14 een verticale aandrijf-impuls VD wordt toegevoerd? de fasevergrendelde lus 13 levert aan de schakelaar 10 een impulstrein met een impulsherhalings-10 frequentie van 720 Hz. Dit door een impulstrein van 720 Hz gevormde commandosignaal heeft tot gevolg, dat de motor 5 een zodanige rotatiesnelheid heeft, dat de magneetband 1 bij normale snelheid wordt getransporteerd.

Tijdens de bedrijfstoestand "NORMAAL" levert 15 ook de frequentiegenerator 6 een impulstrein van rotatie- impulsen met een impulsherhalingsfrequentie van 720 Hz aan de impulsomzetter 8.

De beide impulsomzetters 8 en 11 zetten het respectievelijk ontvangen ingangssignaal om in een zaagtand-20 golfvormig signaal. Het desbetreffende uitgangssignaal van de impulsomzetter 11 wordt vervolgens via een integrerende schakeling 15 toegevoerd aan de niet-omkeeringang van een verschilversterker 16, terwijl het zaagtandgolfvormige uitgangssignaal van de impulsomzetter 8 via een integrerende 25 schakeling 17 aan de omkeeringang van de verschilversterker 16 wordt toegevoerd. De integrerende schakeling 15 bevat een weerstand 18 en een capaciteit 19, terwijl de integrerende schakeling 17 een weerstand 20 en een capaciteit 21 bevat.

Het uitgangssignaal van de verschilversterker 16 vormt een 30 snelheidsfoutsignaal, dat aan de motoraandrijfschakeling 22 wordt toegevoerd. Voorts worden aan de schakeling 22 via een ingangsaansluiting 23 een richtingscommandosignaal en via een schakelaar 25 die in de toestand "ZOEKEN" van het videobandapparaat in zijn open toestand verkeert, een van een 35 kaapstanderservo 24 afkomstig fasefoutsignaal, benevens een van een als "Schmitt trigger" uitgevoerde schakeling 26 afkomstig remcommandosignaal. Wanneer de rotatiesnelheid van de motor 5 een aanzienlijk hogere waarde dan de commando- 8000717 < J? - 5 - snelheid heeft, worden de uitgangssignalen van de integrerende schakelingen 15 en 17 namelijk bovendien aan een verschil-versterker 27 toegevoerd, waarbij het uitgangssignaal van de verschilversterker 27 de schakeling 26 aanstoot, welke een 5 remcommandosignaal aan de motoraandrijfschakeling 22 toevoert.

Een tussen de omkeer-ingang van de versterker 27 en aarde opge-nomen weerstand 28 heeft als effect, dat de desbetreffende ingang van de verschilversterker via een als spanningsdeler uitgevoerde verzwakker zijn ingangssignaal ontvangt.

10 De werking van de snelheidsregelschakeling volgens figuur 1 zal nu worden verduidelijkt aan de hand van de golfvormen volgens de figuren 2A-2D tot en met 5A-5D.

Figuur 2 toont enige golfvormen, welke zich in de bedrijfstoestand "ZOEKEN" voordoen bij de normale band-15 transportsnelheid. Figuur 2A laat de golfvorm van het in dat geval via de aansluiting 9 toegevoerde snelheidscommando-signaal zien; dit signaal activeert de impulsomzetter 11, welke een zaagtandgolfvormige impulstrein afgeeft, welke wordt toegevoerd aan de integrerende schakeling 15, waarvan de tijds-20 constante een vooraf bepaalde waarde heeft, welke op zijn beurt wordt bepaald door de waarden van de weerstand 18 en de capaciteit 19, welke respectievelijk 100 K Si en 0, llAiF bedraagt. Het zaagtandgolfvormige uitgangssignaal van de integrerende schakeling 15 is weergegeven in figuur 2B; zoals reeds 25 is opgemerkt, wordt dit signaal aan de niet-omkeeringang van de verschilversterker 16 toegevoerd. De door de frequentie-generator 6 afgegeven impulstrein met rotatie-impulsen wordt via de impulsomzetter 8 aan de integrerende schakeling 17 toegevoerd, waarvan de tijdsconstante een waarde heeft, welke 30 betrekkelijk groot ten opzichte van diê van de integrerende schakeling 15 is gekozen. Ter verduidelijking moge dienen, dat de weerstand 20 een waarde van 100 K Slen de capaciteit 21 een waarde van lytlF heeft.

Het zaagtandgolfvormige uitgangssignaal van 35 de integrerende schakeling 17 is weergegeven in figuur 2C; dit signaal wordt aan de omkeeringang van de verschilversterker 16 toegevoerd. Aari de verschilversterker 16 is een integrerende terugkoppellus 29 met een capaciteit en een weerstand,toegevoegd, - 6 - zodat het via de aandrijfschakeling 22 aan de motor 15 toegevoerde aandrijfsignaal de gedaante volgens figuur 2D heeft. Opgemerkt wordt, dat het aandrijfsignaal volgens figuur 2D een gelijkspanningscomponent van 5V laat zien, welke door 5 superpositie van een instelspanning van 5V binnen de aandrijf schakeling 22 wordt gevormd.

Op soortgelijke wijze tonen de figuren 3A-3D de in, het. voorgaande besproken golfvormen voor het geval, waarin de bandtransportsnelheid vijf maal de normale bandtransport-10 snelheidswaarde heeft, zulks onafhankelijk van de bandtransportsnelheid. Het aandrijfsignaal volgens figuur 3D vertoont niet meer het rimpelkarakter volgens figuur 2D. Figuur 4D laat daarentegen zien, dat bij een bandtransportsnelheid, welke slechts 1/10 van de normale bandtransportsnelheidswaarde heeft, 15 een zeer sterke rimpeling of wisselcomponent in het aan de motor toegevoerde aandrijfsignaal aanwezig is.

Wanneer bandtransportsnelheid bij 1/60 van de normale bandtransportsnelheidswaarde plaats vindt, krijgt het aan de motor 5 toegevoerde aandrijfsignaal een duidelijk 20 pulserend karakter, zoals figuur 5D laat zien. Bij een verandering van de bandtransportsnelheid van een hoge naar een lage waarde verandert de golfvorm van het aan de motor 5 toe-gevoerde aandrijfsignaal namelijk geleidelijk van een impuls-vorm in een continue vorm (=gelijkspanning of -stroom).

25 Wanneer de rotatiesnelheid van de motor 5 een aanzienlijk hogere waarde dan dié van de commandosnelheid of gewenste rotatiesnelheid heeft, zal de als spanningsvergelijkings-schakeling werkende verschilversterker 27 een uitgangssignaal van hoog niveau aan de als "Schmitt-trigger" werkende schakeling 30 26 toevoeren voor opwekking van het remcommandosignaal. In de werking van de schakeling 26 treedt bij de levering van een remcommandosignaal aan de motoraandrijfschakeling 22 een hyste-reseseffect op. Bij deze levering van het remcommandosignaal levert de motoraandrijfschakeling 22 een remstroom aan de motor 35 5, waardoor de rotatiesnelheid van de motor 5 in overeenstemming met deze remstroom wordt verminderd.

D$ uitvinding beperkt zich niet tot het in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoerings- 8000717 - 7 - voorbeeld; verschillende wijzigingen kunnen worden aangebracht in de beschreven details en in de onderlinge samenhang daarvan, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

» 8000717

Claims

1. Schakeling voor regeling van de rotatie-snelheid van een gelijkstroommotor, meer in het bijzonder een kaapstanderaandrijfmotor van een videobandapparaat, met behulp van een uitwendig commandosignaal van variabele fre- 5 quentie, welke met een gewenste of stelrotatiesnelheid overeenkomt,. gekenmerkt door: A. aan de gelijkstroommotor toegevoegde ro-tatiesignaalopwekniddelen voor afgifte van een rotatie-impuls, die de rotatietoestand van de gelijkstroommotor weergeeft,

10 B. eerste signaalomzetmiddelen voor omzetting van het commandosignaal in een eerste te vergelijken signaal, C. tweede signaalomzetmiddelen voor omzetting van de rotatie-impuls in een tweede te vergelijken signaal, D. vergelijkingsmiddelen voor vergelijking 15 van het eerste en het tweede te vergelijken signaal en voor afgifte van een snelheidsfoutsignaal, en door E. middelen voor regeling van de gelijkstroommotor in afhankelijkheid van het snelheidsfoutsignaal.

2. Regelschakeling volgens conclusie 1, 20 met het kenmerk, dat de eerste en tweede signaalomzetmiddelen respectievelijk een eerste en een tweede zaagtandgolfvorm-generator omvatten.

3- Regelschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de eerste en tweede signaalomzetmiddelen 25 respectievelijk een eerste en een tweede integrerende schakeling voor Integratie van de uitgangssignalen van respectievelijk de eerste en tweede zaagtandgolfvormgenerator omvatten .

4. Regelschakeling volgens conclusie 1, 30 gekenmerkt door tweede vergelijkingsmiddelen voor vergelijking van het eerste en het tweede te vergelijken signaal en voor afgifte van een remcommandosignaal voor de motor.

5. Regelschakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de tijdsconstante van de eerste inte- 35 grerende schakeling een lagere waarde heeft dan de tijdsconstante van de tweede integrerende schakeling. 8 0 0 0 7 1 7 - 9 -

6. Regelschakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk/ dat de vergelijkingsmiddelen een verschil-versterker met een omkeeringang en een nLet-omkeeringang omvatten .

7. Regelschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de vergelijkingsmiddelen een verschil-versterker omvatten en dat het snelheidsfoutsignaal het amplitudeverschil tussen het eerste en het tweede te vergelijken signaal weergeeft. 10 8000717