SU1210140A1 - Устройство регулировани скорости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области приборостроени , к технике магнитной записи, и может использоватьс  в малогабаритной кассетной аппаратуре точной магнитной записи , в которой принимаютс  специальные меры дл  повыи1ени  равномерности движени  магнитной ленты путем стабилизации скорости вращени  ротора ведущего электродвигател . Цель изобретени  - повышение точности регулировани  скорости движени  магнитной ленты. Устройство содержит соединенные определенным образом генератор 1 сигналов опорной частоты, ши- ротно-импульсный модул тор 6, элементы И 7 26, 27, 31 элементы ИЛИ 32-34, элементы 35 и 36 запрета, счетчики 8 и 37, дешифратор 39, триггер 9, усилитель 10 мощности , электродвигатель 11, датчик 12 скорости , датчик 13 оборотов электродвигател , формирователь 22 эталонного интервала. В устройстве разнесены моменты измерени  отклонени  скорости и включени  тока через электродвигатель. В устройстве выполнены средства компенсации инерционности электромеханической части в момент изменени  знака отклонени  скорости. 2 ил. i (Л f/ gami/.HOt, N9 Vus.-f /OJTdan

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к технике магнитной записи, и может быть использовано в малогабаритной кассетной аппаратуре точной магнитной записи, в которой принимаютс  специальные меры дл  повышени  равномерности движени  магнитной ленты путем стабилизации скорости вращени  ротора ведущего электродвигател .

Целью изобретени   вл етс  повыщение точности регулировани  скорости движени  магнитной ленты.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие принцип его работы.

Устройство регулировани  скорости дл  аппаратуры точной магнитной записи содержит генератор 1 сигналов опорной частоть, выполненной с первым 2, вторым 3, третьим 4, четвертым 5 выходами, щиротно- импульсный модул тор 6, содержащий элемент И 7, вычитающий счетчик 8 и триггер 9, усилитель 10 мощности, электродвигатель 11, датчик 12 скорости, состо щий из собственного датчика 13 оборотов электродвигател  11 и формировател  14 импульсов , счетный триггер 15, первый 16, второй 17, третий 18 и четвертый 19 дополнительные счетчики, формирователи 20 и 21 импульсов, формирователь 22 эталонного интервала , содержащий элемент И 23 и счетчики 24 и 25, трехвходовые элементы И 26 и 27, триггер 28 знака, индикатор 29 смены знака, инвертор 30, двухвходовый элемент И 31, элементы ИЛИ 32-34, элементы 35 и 36 запрета, реверсивный счетчик 37, щины 38 цифрового сигнала и де- щифратор 39.

Устройство работает следующим образом .

При остановленном электродвигателе 11 (режим «Стоп лентопрот жного механизма ), устройство находитс  в состо нии готовности к его пуску. При этом, после подачи электропитани  на устройство устанавливаетс  потенциальный сигнал на пр мом выходе счетчика 24 формировател  22 эталонного интервала и, соответственно, убираетс  сигнал на инверснодм выходе этого счетчика. В результате элемент И 23 запираетс  и отключает поступление выходного сигнала счетчика 16 на счетный вход счетчика 24.

Потенциальный сигнал, установленный на пр мом выходе счетчика 24, дает разрешение счетчику 25 на счет выходных импульсов счетчика 16. Формируемый через некоторое врем  после этого сигнал на выходе счетчика 25 поступает на управл ющий вход реверсивного счетчика 37 и осуществл ет запись в него двоичного кода, заданного щинами 38 цифрового сигнала.

В частном случае, щины 38 формируют 12-ти разр дный параллельный двоичный код

5

ИЗ одних единиц, т. е. 111,...,111. Дл  этого все шины 38 соединены с потенциальной шиной питани  устройства.

Таким образом, при отсутствии вращени  J электродвигател  11 в реверсивно.м счетчике 37 посто нно хранитс  код 11 ,..., 11.

В момент каждого положительного перепада уровней напр жени  на выходе (фиг. 2, диаграмма 14) счетчика 16, на выходе (фиг. 2, диаграмма 15) формиро вател  21 импульсов формируетс  короткий по длительности (0,5-1 мкс) пр моугольный импульс. Этот импульс поступает на управл ющий вход вычитающего счетчика 8 широтно-импульсного модул тора 6 и осус ществл ет запись в него содержимого реверсивного счетчика 37, т. е. запись кода 11,..., 11, а также поступает на единичный установочный вход триггера 9 и переключает его. На единичном выходе (фиг. 2, диаграмма 16) триггера 9 по вл етс  потен0 циальный сигнал (высокий уровень напр жени ), который поступает на вход усилител  10 мощности, а также поступает на один из входов элемента И 7 и открывает его дл  поступлени  опорного сигнала с выхода 2 генератора 1 сигналов опорной частоты на счетный вход вычитающего счетчика 8.

Диаграммы 14-16 (фиг. 2) не предназначены дл  иллюстрации исходного режима работы устройства, но ссылка на них здесь полезна.

Содержимое вычитающего счетчика 8 начинает уменьшатьс . Однако до прихода следующего выходного импульса формировател  21 импульсов, импульс на выходе вычитающего счетчика 8 по витьс  не успевает . Это обеспечиваетс  соответствующим соотношением между частотой опорного сигнала 3 072 кГц (период 0,33 мкс), подаваемого на счетный вхо.з, вычитающего счетчика 8 через элемент И 7, и минимальной частотой (1,5 кГц, период 0,66 .мс

0 дл  наименьшей регулируемой скорости 2,38 см/с) следовани  импульсов синхронизации на выходе формировател  21 импульсов , т. е. мини.мальной частотой выходного сигнала счетчика 16. Это соотношение выбрано таким, чтобы при модуле счета вычитающего счетчика 8, равном, 4096, и после записи в него кода 111,...,111, импульс на выходе счетчика 8 не успел сформироватьс  до прихода следующего выходного импульса формировател  21 импуль0 сов, т. е. до момента следующего полного заполнени  вычитающего счетчика 8.

В результате триггер 9 остаетс  в переключенном , единичном положении (фиг. 2, лева  часть диаграммы) и на вход усили- 5 тел  10 мощности поступает дл  обеспечени  в последующем форсированного пуска электродвигател  11 потенциальный сигнал .

0

В момент включени  электродвигател  11 на вход усилител  10 мощности подаетс  с выхода широтно-импульсного модул тора потенциальный сигнал. От этого сигнала открываетс  выходной ключ усилител  10 мощности и на электродвигатель 11 подаетс  напр жение питани .

Электродвигатель 11 начинает вращатьс .

Во врем  разгона электродвигател  11 триггер 28 знака устанавливаетс  в единичное состо ние. Формируемый при этом на его единичном выходе потенциальный сигнал задает режим суммировани  реверсивному счетчику 37. В результате потенциальный сигнал на выходе широтно-импульсного модул тора б во врем  пуска электродвигател  11 сохран етс  вплоть до того момента, когда частота вращени  датчика оборотов 13 превысит номинальную. Благодар  этому предлагаемое устройство обеспечивает на- именьщую продолжительность времени пуска ведущего электродвигател  11.

На выходе датчика 12 скорости (фиг. 2, диаграмма 1) при вращении ротора электродвигател  11 формируетс  последовательность пр моугольных импульсов, частота следовани  которых пропорциональна скорости вращени  электродвигател  11 и, следовательно , скорости движени  магнитйной ленты . Номинальной скорости VDO. вращени  электродвигател  11 соответствует номинальный интервал Гдатч.ндм. следовани  импульсов на выходе датчика 12 скорости.

Выходные импульсы датчика 12 скорости поступают на счетный вход счетного триггера 15, сигналы на единичном (пр мом) и нулевом (инверсном) выходах которого показаны соответственно на диаграммах 2 и 3 (фиг. 2).

В момент каждого положительного периода уровней напр жение на единичном выходе счетного триггера 15, на выходе формировател  20 импульсов (фиг. 2, диаграмма 4) формируетс  короткий по длительности (0,3-0,5 мкс) пр моугольный импульс .

Выходные импульсы формировател  20 импульсов поступают на входь нулевой установки счетчиков 16, 24, 25 и устанавливают их в нулевое положение.

Выходной импульсный сигнал счетчика 16 показан на диаграмме 14 (фиг. 2).

В момент каждого положительного перепада уровней напр жени  на выходе счетчика 16 формирователь 21 импульсов формирует короткий по длительности (0,3- 0,5 мкс) пр моугольный импульс синхронизации работы щиротно-импульсного модул тора 6. Каждый из этих импульсов (фиг. 2, диаграмма 15) поступает на вход управлени  группой установочных входов вычитающего счетчика 8, осуществл   при этом каждый раз запись в него в двоичном коде выходной информации реверсивного

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счетчика 37, и на единичный установочный вход триггера 9, переключа  его при этом (если триггер 9 до этого был в исходном , нулевом состо нии) в единичное состо ние.

Наличию сигнала на выходе триггера 9 (фиг. 2, высокий уровень напр жени  на диаграмме 16) соответствует протекание тока через электродвигатель 11.

После поступлени  выходного импульса формировател  20 импульсов в формирователь 22 эталонного интервала устанавливаетс  низкий уровень напр жени  (логический «О) на пр мом выходе счетчика 24, в результате чего блокируетс  счетчик 25 и, соответственно, устанавливаетс  высокий уровень напр жени  на инверсном выходе счетчика 24, благодар  чему открываетс  элемент И 23 и выходной сигнал счетчика 16 начинает поступать на счетный вход счетчика 24.

Начинает формироватьс  эталонный интервал времени формирователем 22 эталонного интервала, сигналы на пр мом и инверсном выходах которого (и, соответственно , на пр мом и инверсном выходах счетчика 24) показаны соответственно на диаграммах 5 и 6 (фиг. 2).

На пр мом и инверсном выходах формировател  эталонного интервала 22 формируютс  соответственно отрицательный и положительный пр моугольные импульсы (фиг. 2, отрицательные и положительные импульсы соответственно на диаграммах 5 и 6), длительность которых равна эталонному интервалу времени.

При совпадении (высоких уровней напр жени ) сигнала с пр мого выхода счетчика 24 (фиг. 2, диаграмма 5) и сигнала с единичного выхода счетного триггера 15 (фиг. 2, диаграмма 2), дл  прохождени  высокочастотной (3072 кГц) последовательности импульсов с выхода 2 генератора 1 сигналов опорной частоты открываетс  элемент И 26. Этот случай соответствует отклонению скорости вращени  электродвигател  11 в меньшую сторону (.) от ее номинального значени .

А когда совпадают сигнал с инверсного выхода счетчика 24 (фиг. 2, диаграмма 6) и сигнал с нулевого выхода счетного триггера 15 (фиг. 2, диаграмма 3), то дл  прохождени  выходной высокочастотной последовательности импульсов генератора 1 (с его выхода 2) открываетс  элемент И 27. Это соответствует случаю отклонени  скорости вращени  электродвигател  11 в большую сторону (.) от ее номинального значени .

Таким образом, на выходе элемента И 26 (фиг. 2, диаграмма 7) формируетс  пачка импульсов при К :У он, а пачка импульсов на выходе элемента И 27 (фиг. 2, диаграмма 8) формируетс  при .

Ког да ко.;1ичество HMiiy. ibcoB в пачке импульсов па выходе элемента И 26 превысит модуль счета (равный 16-ти) счетчика 17, то на ei O выходе формируетс  первый и 1Г1у;1ьс, который устанавливает триггер знака 28 в единичное состо ние (см. высокий уровень напр жени  на диаграмме 9 (фиг. 2) выходного сигнала триггера 28).

Наличие сигнала (высокий уровень напр жени ) на единпчно.м выходе триггера знака 28 задает режим суммировани  рсм ерсивному счетчику 37.

В режиме суммировани  реверсив1 ый счетчик 37 подсчитывает выходные импульсы счетчика 17, которые поступают на счетный вход реверсивного счетчика 37 через элемеггг ИЛИ 34, элемент 36 запрета и эле мент ИЛИ 32.

Когда но вл етс  пачка импульсов на ходе элемента И 27 и длительпость ее (т. е. количество импульсов в ней) превысит модуль счета (равный 16-ти) счетчика 18, го начинают формироватьс  импульсы на выходе этого счетчика.

Первым же вЬ)1Ходны.м имг1у;1ьсом счетчика 18 нереключаетс  трип ер знака 28 и устанавливаетс  нри это.м в нулевое состо ние (фиг. 2, низкий уровень напр жени  на диаграмме 9).

Отсутствие сигна:1а (низкий уровень напр жени ) на единичном выходе триггера .знака 28 задает режим вычитани  реверсивному счетчику 37.

В режиме вычитани  импульсы на счет- |Ц)1Й нход реверсивного счетчика 37 nocTyiia- ют с В1з1хода сче 1 чика 18 через э-лемент ИЛИ 33, элемеггг 35 запрета и элемент ИЛИ 32.

/1лительность ноложительных и.мпульсов ни единичном выходе три1тера 9 (фиг. 2, ди- а1 рамма 16) 11ронор1и-;ональна состо нию ревер Сивного счетчика 37 (гчпротно-имну.льс- нг.  .1о. 1,у. ; ии ).

Б установивн1емс  режчме регу;1ирова- ни  ко.леблюнхийс  отрицательный фронт, с)л,ин из которых отмечен го)изо1-1тал1) ми стрелками на диа -рамме 16 (фиг . 2) располагаетс  нрактически примерно в сере ;uiiie иитерва.ла между соседш-гми выхо.тпыми .. 1ьсами формировате.л  21 Г нул1зсов.

К устройстве нредусм(ггре1п | средст 5а ком- ист саци и инерционности э.чектро.механичсс- кой части устройства в момент изменени  знака отклонени  скорости. Дл  этого предназначены индикатор 29 емеиы знака, счетчик 19, инвертор 30 и элеме т И 3.

В устройстве повьниена частота питани  электродвигател . За период выходного си|-- Hijia датчика скорости в электродвигатель подаетс  два (и бо.лее, ири необхо.ткмос- ти, измен   модуль счета счетчика 16) импульса тока. Это повышает равномерность 1 итани  электродвигател  и, следова- Т1;льно, равно.мерность врагцени  его ротора, чго в свою очередь уменьшает коэффициент

колебани  скорости движени  магнитной ленты. Достижение этой цели путем повышени  частоты выходного сигнала датчика скорости невозможно из-за ограниченных габаритов аппаратуры.

Важно при этом то, что в устройстве разнесены моменты измерени  отклонени  скорости и момент включени  тока через э..;1ектродвигатель. Это по сн ет тот факт, что момент формировани  выходного импульса формировател  импульсов 20 (что соответствует .моменту поступлени  данного импульса датчика 12 скорости) момент окончани  формировани  эталонного интервала времени фор.мирователем 22 (что соответ5

ствует ожидаемому моменту поступлени 

следующего импульса датчика 12 скорости) и реальный момент поступлени  второго им- n ;ibca датчика скорости в установившемс  режиме регуиЧировани  скорости наход тс  примерно в середине интервала, между

0 соседни.ми выходными импульсами формировател  21 импульсов, которые включают ток через электродвигатель 1. Т. е. вначале импульсы датчика 2 скорости поступают в измерительную часть устройства дл  осуществлени  нулевых установок и измерени  отклонени  скорости и только через иолнериода выходного сиг11ала ечетчика 16 после этого на выходе формировател  21 импульсов формируетс  импульс, который включает ток через электродвигатель 11.

Q 13..:1аг()дар  этому устран етс  дрожание .местоположени  импульсов датчика скорости , обусловленное рывками электродвигател  в моменты его включени . В результате повышаетс  точность измерени  отк тонени  скоросги и, следовательно, у.меньп аетс  но5 г реп ность регулировани  скорости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство регулировани  скорости, содержащее последовательно соединенные генератор сигналов опорной частоты, широтно- импульсный модул тор, усилитель мошности, электродвигатель, датчик скорости, сопр - жепный с электродвигателем, а также формирователь импульсов, выход которог о соеддипен с установочным входо.м формировател  эталонного интервала, реверсивный счетчик , счетный вход которого подсоединен через элемент ИЛИ к выходам двух эле- у ентов запрета, у1 равл ю1цие входы названных элементов соединены с выходами

   дешифратора, входы которого соединены с выходами реверсивного ечетчика, отличающеес  тем, что, с целььо повьпнени  точности , в него введены два трехвходовых элемента И, счетный триггер, первый, второй, третий и четвертый дополнительные счетчики , два дополнительных элемента ИЛИ, триггер знака, инвертор, двухвходовой элемент И, индикатор смены знака, дополнительный фор.мирователь и.мпульсов, приче.м

   первые входы трехвходовых элементов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами формировател  эталонного интервала, выходы датчика скорости через счетный триггер соединены с вторыми входами трехвходовых элементов И, выход первого дополнительного счетчика соединен с информационным входом формировател  эталонного интервала, установочный вход этого счетчика соединен с выходом формировател  импульсов, вход которого подсоединен к пр мому выходу счетного триггера , выходы двух дополнительных элементов ИЛИ соединены с информационными входами элементов запрета, счетные входы второго и третьего дополнительных счетчиков соединены с выходами первого и второго трехвходовых элементов И, установочные входы второго и третьего дополнительных счетчиков соединены с выходами второго и первого трехвходовых элементов И, пр мой вход триггера знака соединен с выходом второго дополнительного счетчика и с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ, нулевой вход триггера знака соединен с выходом третьего дополнительного счетчика и с первым входом

   первого дополнительного элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго дополнительных элементов ИЛИ соединены с выходом двухвходового элемента И, вход кото5 рого соединен с выходом четвертого дополнительного счетчика через инвертор и с входом разрешени  счета названного счетчика , входы индикатора смены знака соедине- ны с выходом триггера знака, а его выход соединен с установочным входом четвертого

   0 дополнительного счетчика, вход дополнительного формировател  импульсов соединен с выходом первого дополнительного счетчика и входом синхронизации широтно-импульсного модул тора, причем дополнительный выход формировател  эталонного интервала соединен с группой установочных входов реверсивного счетчика, соединенных с шинами цифрового сигнала, вход управлени  суммированием-вычитанием реверсивного счетчика подсоединен к единичному выходу триггера знака, счетные входы первого и четвертого дополнительных счетчиков, а также третьи входы трехвходовых элементов И и второй вход двухвходового элемента И подсоединены к п тому, четвертому и второму входам генератора сигналов опорной частоты.

   5

   crrv. . fo. . Samv- .

   I 1 I Г I I I /