NL8004607A

NL8004607A - Aandrijfschakeling van het type met schakelwerking.

Info

Publication number: NL8004607A
Application number: NL8004607A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-08-16
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1981-02-18
Also published as: DE3030861C2; FR2463536B1; AU6096880A; GB2057208B; DE3030861A1; AT374988B; CA1163312A; AU532457B2; FR2463536A1; JPS5629469A; US4377777A; ATA406580A; GB2057208A

Description

^ e C/Ca/eh/1156

Aandrijfschakeling van het type met schakelwerking.

De uitvinding heeft betrekking op een aandrijfscha-keling van het type met schakelwerking, en meer in het bijzonder op een dergelijke aandrijfschakeling welke is voorzien van een aantal schakeleenheden.

5 Een dergelijke aandrijfschakeling wordt bijvoorbeeld bij een videobandapparaat toegepast voor aandrijving en regeling van een voor aandrijving van de bandleitrommel dienende gelijkstroommotor en een voor aandrijving van de kaapstander dienende gelijkstroommotor. Aan de beide motoren 10 zijn daartoe respectievelijk bijbehorende impulsbreedtemodu-latieschakelingen toegevoegd, waaraan impulsvormige draag-golfsignalen van dezelfde frequentie en dezelfde fase worden toegevoerd, welke aan een zodanige impulsbreedtemodulatie worden onderworpen, dat hun arbeidsfactor (duty cycle) varieert 15 met de rotatiesnelheid en/of de fase van de respectievelijk bijbehorende gelijkstroommotor; de desbetreffende uitgangssignalen van de modulatieschakelingen worden gebruikt voor aan/uit-regeling van.de genoemde schakeleenheden. De uitgangssignalen van deze schakeleenheden worden via respectie-20 velijk bijbehorende laagdoorlaatfilters als aandrijfstromen aan de respectievelijke aandrijfmotoren toegevoerd. Daarbij worden de schakeleenheden gevoed met uit een gemeenschappelijke gelijkstroomvoedingsbron afkomstige gelijkstromen.

Aangenomen wordt, dat de door de beide schakeleen-25 heden vloeiende, impulsvormige stromen Ia en Ib respectievelijk. een arbeidsfactor Da, Db en onderling gelijke piekwaarden hebben'. Aangezien de aan de beide impulsbreedtemodu-latieschakelingen toegevoerde, impulsvormige draaggolfsignalen eenzelfde fase vertonen, geldt dat indien de arbeidsfactoren 30t Da en Db van respectievelijk de impulsvormige stromen Ia en Ib ieder gelijk 50% bedragen, dat de impulsvormige stromen Ia en Ib nauwkeurig dezelfde golfvorm vertonen, zoals de figuren IA en iB van de bijbehorende tekening laten zien. Door de gemeenschappelijke gelijkstroomvoedingsbron wordt der-35 halve een totale impulsvormige stroom Ia + Ib afgegeven, waarvan de piekwaarde tweemaal dië van ieder van de impulsvormige stromen Ia en Ib bedraagt, zoals figuur 1C laat zien.

- 2 -

Wanneer de arbeidsfactor Da van de stroom Ia de waarde 50% behoudt, terwijl de arbeidsfactor Db van de stroom Ib de waarde 70% krijgt, zoals in de figuren 2A en 2B is weergegeven, zal de totale impulsvormige stroom Ia + ib, welke door 5 de gemeenschappelijke gelijkstroombron wordt afgegeven, eveneens een piekwaarde vertonen, welke tweemaal dié van ieder van de stromen Ia en Ib bedraagt, zoals figuur 2C laat zien.

Wanneer de arbeidsfactor Da van de impulsvormige stroom Ia de waarde 30% krijgt en de arbeidsfactor Db van de 10 impulsvormige stroom Ib de waarde 70% krijgt, zoals in de figuren 3A en 3B is weergegeven, zal de totale door de gemeenschappelijke gelijkstroomvoedingsbron afgegeven stroom Ia + Ib een piekwaarde vertonen, welke eveneens gelijk aan tweemaal dié van ieder van de stromen Ia en Ib bedraagt, zoals in fi-15 guur 3C is weergegeven.

Zoals uit het voorgaande blijkt, zal, bij toevoer van impulsvormige draaggolfsignalen van dezelfde fase aan de beide impulsbreedtemodulatieschakelingen, de absolute waarde vancfe differentiaalcoëfficient ter plaatse van de stijgende 20 of de dalende flank van de door de gemeenschappelijk gelijkstroombron afgegeven, impulsvormige stroom een grote waarde hebben, waardoor de ongewenste uitstraling van stoorsignalen aanzienlijk toeneemt. Voorts kan nog worden opgemerkt, dat het feit, dat de piekwaarde van de door de gemeenschappelijke ge-25 lijkstroombron afgegeven, impulsvormige stroom tweemaal dié van ieder van de impulsvormige stromen Ia en Ib bedraagt, tot een betrekkelijk. laag gebruiksrendement van de gemeenschappelijke gelijkstroombron leidt.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, dit 30 bezwaar weg te nemen en een aandrijfschakeling van het type met schakelwerking te verschaffen, welke vrij is vancfe hiervoor genoemde nadelen.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een aandrijf schakeling van het type met schakelwerking te verschaffen, 35 welke is voorzien van een aantal gemeenschappelijk door een gelijkstroombron te voeden schakeleenheden en van een aantal im-pulsbreedtemodulatieschakelingen voor afgifte van schakelstuur-signalen aan de schakeleenheden, zodanig, dat de uitstraling 8004607 -3-- Α· 1 van ongewenste stoorsignalen wordt verminderd en het verbruiks-rendement van de gemeenschappelijke gelijkstroombron wordt vergroot .

Daartoe verschaft de uitvinding een aandrijfscha-5 keling van het type met schakelwerking, welke is voorzien van een aantal gemeenschappelijk door een gelijkstroombron te voeden schakelinrichtingen en van een aandrijfimpulsgenerator voor opwekking van aandrijfimpulsen voor de verschillende schakeleenheden, welke aandrijfschakeling wordt gekenmerkt door 10 een tussen de aandrijfimpulsgenerator en de verschillende schakeleénhederi opgenomen faseregelschakeling voor zodanige faseregeling van de aan de schakeleenheden toegevoerde aan— drijfimpulsen, dat de geleidingsperioden van de verschillende schakeleenheden in principe ten opzichte van elkaar in de tijd 15 verschoven zijn.

Meer in het bijzonder schrijft de uitvinding voor, dat bij een aandrijf schakeling met N (N>2) gemeenschappelijk door een gelijkstroombron te voeden schakeleenheden, N impuls-breedtemodulatieschakelingen voor levering van respectievelijke 20 schakelstuursignalen aan de schakeleenheden en met een draag-golfsignaalopwekschakeling voor levering van N impulsvormige draaggolfsignalen aan de respectievelijke N impulsbreedte-modulatieschakelingen, de genoemde draaggolfopwekschakeling zodanig is uitgevoerd, dat opeenvolgende of aangrenzende van 25 de door de optelschakeling afgegeven draaggolfsignalen een faseverschil van 360°/n hebben.

Een dergelijke aandrijfschakeling volgens de uitvinding kan niet alleen voor levering van het vermogen aan een gelijkstroommotor.worden gebruikt, doch ook voor andere doel-30 einden, waarbij impulsvormige aandrijfsignalen worden toegepast.

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: 35 figuren 1, 2 en 3 enige golfvormen ter verduidelijking van de werking van een aandrijfschakeling van bekend type, figuur 4 het schema, gedeeltelijk uitgevoerd als blok-schema, van een uitvoeringsvoorbeeld van een aandrijfschakeling - 4 - volgens de uitvinding, en figuur 5-9 enige golfvomten ter verduidelijking van de werking van het in figuur 4 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding.

5 In figuur 4 is een toepassing van de uitvinding bij de bekrachtigingsregeling van de bandleitrommelaandrijfmotor en de kaapstanderaandrijfmotor van een videobandapparaat beschreven.

Daarbij is sprake van een bandleitrommelaandrijf-10 motor Ml, een kaapstanderaandrijfmotor M2 en respectievelijk daaraan toegevoegde schakeleenheden SW1 en SW2, welke laatstgenoemden gemeenschappelijk hun ingangsgelijkstromen krijgen toegevoerd van een gelijkstroomvoedingsbron met de potentiaal +B ten opzichte van aarde. Voorts vertoont de schakeling twee 15 impulsbreedtemodulatieschakelingen KI en K2, respectievelijk bestaande uit een integrerend netwerk IT1 en een niveauver-gelijkingsschakeling CM1, en een integrerend netwerk IT2 en een niveauvergelijkingsschakeling CM2. Een signaalgenerator SG dient voor afgifte van twee impulsvormige draaggolfsignalen 20 met een faseverschil van ongeveer 180° en dezelfde frequentie, welke laatstgenoemde bijvoorbeeld gelijk kan zijn aan de horizontale of beeldregelaftastfrequentie van een televisiesignaal; de beide draaggolfsignalen worden respectievelijk aan de impulsbreedtemodulatieschakelingen KI en K2 toegevoerd.

25 De signaalgenerator SG bestaat uit een impulsoscillator OS voor afgifte van een rechthoekgolfvormig signaal SI, waarvan de impulsherhalingsfrequentie gelijk is aan de genoemde horizontale of beeldregelaftastfrequentie en waarvan de arbeidsfactor (duty cycle) een waarde vein 50% heeft (zie figuur 5A);

30 voorts omvat de signaalgenerator SGivoor fase-omkering van het rechthoekgolfvormige signaal SI.*-een omkeerschakeling IV

Het rechthoekgolfvormige signaal SI wordt door de impulsoscillator OS rechtstreeks toegevoerd aan het integrerende netwerk IT1, bestaande uit een weerstand R1 en een capa-35 citeit Cl, voor golfvormomzetting tot een driehoekgolfvormig signaal S2 volgens figuur 5B, dat aan de ene ingangsaansluiting, bijvoorbeeld de niet-omkeeringangsaansluiting, van de niveauvergelijkingsschakeling CM1 wordt toegevoerd; aan zijn andere 800 4 6 07 m · - 5 - ingangsaansluiting, dat wil zeggen de omkeeringangsaansluiting, ontvangt de niveauvergelijkingsschakeling CM1 een via een ingangsaansluiting tl van de bandleitrommelaandrijfmotor Ml ontvangen rotatiedetectiesignaal S3 volgens figuur 5B. De 5 niveauvergelijkingsschakeling CMl voert een niveauvergelijking van de beide ingangssignalen uit en geeft een rechthoekgolf-vormig signaal S4 af, waarvan de arbeidsfactor (duty cycle) met de rotatie van de bandleitrommelaandrijfmotor Ml varieert, zoals figuur 5C laat zien. Dit signaal S4 wordt als schakel-10 stuursignaal aan de schakeleenheid SW1 toegevoerd, welke een rechthoekgolfvormig signaal S5 volgens figuur 5D afgeeft, dat in tegenfase met het rechthoekgolfvormige signaal S4 verkeert en aan een laagdoorlaatfilter LF1 wordt toegevoerd voor omzetting in de motorregelstroom S6 volgens figuur 5E.

15 Deze motorregelstroom S6 dient voor bekrachtiging van de band-leitrommelaandrijfmotor Ml.

Op soortgelijke wijze wordt het rechthoekgolfvormige signaal SI door de impulsoscillator OS voor fase-omkering aan de omkeerschakeling IV toegevoerd, vervolgens via het inte-20 grerende IT2 met de weerstand R2 en de capaciteit C2 omgezet in een driehoekgolfvormig signaal, dat aan de ene ingangsaansluiting, in dit geval de niet-orakeeringangsaansluiting, van de niveauvergelijkingsschakeling CM2 wordt toegevoerd; aan zijn andere ingangsaansluiting, dht wil zeggen de omkeerin-25 gangsaansluiting, ontvangt de niveauvergelijkingsschakeling CM2 het via een ingangsaansluiting t2 van de kaapstander-aandrijfmotor M2 ontvangen rotatiedetectiesignaal. Het uitgangssignaal van de niveauvergelijkingsschakeling CM2 heeft een rechthoekige golfvorm en wordt als schakelstuursignaal 30 aan de schakeleenheid SW2 toegevoerd. Het door de schakeleenheid SW2 afgegeven signaal wordt via een laagdoorlaatfilter LF2 omgezet in een motorregelsignaal- voor bekrachtiging van de kaapstanderaandrijfmotor M2.

De laagdoorlaatfilters LF1, LF2 en de motoren Ml, M2, 35 welke respectievelijk aan de uitgangen van de schakeleenheden SW1 en SW2 zijn aangesloten, vormen de belastingen voor deze schakeleenheden.

Aan de hand van de golfvormen volgens de figuren 6-9 800 4 6 07 - 6 - zal vervolgens nader worden ingegaan op het gedrag van de totale door de gemeenschappelijke gelijkstroombron via het voedingspunt van de potentiaal +B geleverde stroom Ia + Ib wanneer de arbeidsfactoren Da en Db van respectievelijk de 5 impulsvormige stromen Ia en Ib variëren. Daarbij wordt aangenomen, dat de piekwaarden van de beide impulsvormige stromen Ia en Ib steeds aan elkaar gelijk zijn. Wanneer de arbeidsfactoren Da, Db van de beide stromen beide een waarde van 50% hebben, zoals de figuren 6A en 6B laten zien, zullen 10 de impulsvormige stromen Ia en Ib met elkaar in tegenfase verkeren, zodat de totale stroom Ia + Ib, welke door de gemeenschappelijke gelijkstroombron via het aansluitpunt van de potentiaal +B wordt geleverd, in niveau gelijk is aan de piekwaarde van ieder van de beide stromen Ia, Ib; figuur 6C 15 laat dit zien.

Wanneer de arbeidsfactor Da \an de impulsvormige stroom Ia een waarde van 50% heeft (zie figuur 7A), doch de arbeidsfactor Db van de impulsvormige stroom Ib een hogere waarde dan 50% heeft (zie figuur 7B), zal de totale door de 20 gemeenschappelijkegelijkstroombron geleverde stroom Ia + Ib een impulskarakter hebben, waarvan de piekwaarde tweemaal dié van ieder van de impulsvormige stromen Ia, Ib bedraagt, zoals figuur 7C laat zien. In wezen bestaat de totale stroom Ia + Ib uit een gelijkstroom met daarop gesuperponeerd een impuls-25 vormige stroom, waarvan de piekwaarde gelijk is aan dié van ieder van de impulsvormige stromen Ia, Ib? als gevolg daarvan heeft de differentiaalcoëfficient aan de stijgende-en de dalende flank van de totale impulsvormige stroom Ia + Ib de halve waarde van dië bij een aandrijfschakeling van bekend 30 type in vergelijkbare omstandigheden. Wanneer de som van de waarden van de arbeidsfactoren Da, Db gelijk 100% is, zoals in de figuren 8A en 8B is weergegeven, zal de totale stroom Ia + Ib weer het karakter van een gelijkstroom hebben, waarvan het niveau gelijk is aan de piekwaarde van ieder van de im-35 pulsvormige stromen Ia, Ib, zoals figuur 8C laat zien.

Wanneer de arbeidsfactoren Da, Db van respectievelijk de impulsvormige stromen Ia, Ib beide een kleinere waarde dan 800 4 6 07 - 7 - 50% hebben, zoals respectievelijk de figuren 9A en 9B laten zien, zal de totale door de gemeenschappelijke geli jkstroombron geleverde stroom Ia + Ib weer een impulsvormig karakter vertonen, waarbij de piekwaarde van deze totale stroom gelijk 5 is aan dié van ieder van de impulsvormige stromen Ia, Ib, zoals figuur 9C laat zien.

Zoals uit de voorgaande beschouwing blijkt, zal bij toepassing van de onderhavige uitvinding voor het geval, waarin twee schakeleenheden worden toegepast, bij voeding van de 10 beide impulsbreedtemodulatieschakelingen met impulsvormige ' draaggolfsignalen, welke 180° in fase met elkaar verschillen, de absolute waarde van de differentiaalcoëfficient van de totale door de gemeenschappelijke gelijkstroombron geleverde stroom de helft van dié bij een aandrijfschakeling van bekend 15 type bedragen. Dit wil zeggen, dat door toepassing van de uitvinding een vermindering van de ongewenste stoorstraling wordt verkregen.

Daaraan kan worden toegevoegd, dat bij toepassing van de uitvinding de piekwaarde van de totale door de gemeen-20 schappelijke gelijkstroombron geleverde stroom in beide alle gevallen gelijk is aan dié van ieder van de impulsvormige stromen Ia en Ib? zelfs in het zeer geringe aantal gevallen, waarin zulks niet het geval is, bedraagt het verschil niet meer dan een factor 2.

25 Bij het in het voorgaande beschreven uitvoerings- . voorbeeld van de uitvinding vond toepassing van twee schakeleenheden plaats. Wanneer drie schakeleenheden worden toegepast, kan een soortgelijk effect worden verkregen door toepassing van drie impulsbreedtemodulatieschakelingen, waarbij 30 de fasen van de respectievelijk daaraan toegevoerde draag-golfsignalen steeds 120° ten opzichte van elkaar verschoven zijn.

Ingeval van toepassing van vier schakeleenheden bestaat de mogelijkheid, dat de fasen van -de respectievelijk 35 aan de impulsbreedtemodulatieschakelingen toegevoerde draaggolf signalen over 90° ten opzichte van elkaar verschoven zijn? het is echter ook mogelijk, dat twee van de vier schakeleen- 800 4 6 07 - 8 - heden tot een paar worden gecombineerd/ waarbij twee paren van dergelijke schakeleenheden respectievelijk worden gevoed met van twee gelijkstroombronnen afkomstige gelijkstromen; daarbij kan per paar een faseverschil van 180° tussen de 5 impulsvormige draaggolfsignalen worden toegepast, zoals reeds aan de hand van figuur 4 is beschreven.

Zoals reeds is opgemerkt, vertoont de aandrijfschakeling volgens de onderhavige uitvinding een geringere stoor-signaalstraling en een goed gebruiksrendement van de gemeen-10 schappelijke gelijkstroombron.

Algemeen kan worden gesteld, dat bij toepassing van N schakeleenheden (N>2), eveneens N impulsbreedtemodulatie-schakelingen kunnen worden toegepast, waarbij de aan deze laatstgenoemde schakelingen toegevoerde draaggolfsignalen op 15 soortgelijke wijze als in het voorafgaande beschreven dienen te worden bewerkt ter verkrijging van een soortgelijk effect.

De uitvinding beperkt zich derhalve niet tot het in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uit-voeringsvoorbeeld; verschillende wijzigingen kunnen in de be-20 schreven componenten en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8004607

Claims

1. Aandrijfschakeling van het type met schakelwerking, voorzien van een aantal gemeenschappelijk door een gelijk-stroombron te voeden schakeleenheden en van een aandrijf-impulsgenerator voor levering van aandrijfimpulsen voor de 5 verschillende schakeleenheden, gekenmerkt door een tussen de aandrijfimpulsgenerator en de schakeleenheden opgenomen faseregelschakeling voor zodanige faseregeling van de aandrijf impulsen, dat de geleidingsperioden van de verschillende schakeleenheden in principe ten opzichte van elkaar in de 10 tijd zijn verschoven.

2. Aandrijfschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aantal schakeleenheden 2 bedraagt en. dat de faseregelschakeling een tussen de aandrijfimpulsgenerator en één van beide schakeleenheden opgenomen fase-omkeerscha- 15 keling bevat.

3. Aandrijfschakeling volgens conclusie 2, met heb kenmerk, dat de faseregelschakeling een paar met steeds de ene ingangsaansluiting van een paar niveauvergelijkings-schakelingen gekoppelde, integrerende schakeling bevat, waar- 20 bij de uitgangsimpulsen van de beide niveauvergelijkings-schakelingen aan respectievelijk de beide schakeleenheden worden toegevoerd.

4. Aandrijfschakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de andere ingangsaansluiting van de niveauver- 25 gelijkingsschakelingen een regelsignaal krijgen toegevoerd voor regeling van het via de respectievelijk bijbehorende schakeleenheden geleverde vermogen. 800 4 6 07