DE3043049A1

DE3043049A1 - Steuerschaltung fuer die drehzahl eines motors

Info

Publication number: DE3043049A1
Application number: DE19803043049
Authority: DE
Inventors: George Spiros Cherry Hill N.J. Zorbalas
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1981-05-21
Also published as: FR2470864B1; AT375500B; US4296446A; JPS5686084A; JPS6115678B2; FR2470864A1; DE3043049C2; ATA559880A

Description

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RCA 73592

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Steuerschaltung für die Drehzahl eines Motors

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für die Drehzahl eines Motors, wie sie sich insbesondere zur Verwendung bei einem Magnetaufζeichnungssystem eignet.

Um bestimmte Effekte unter Benutzung aufgezeichneter Videosignale hervorzurufen ist es erwünscht, die aufgezeichneten Signale mit anderen Geschwindigkeiten als der Standardgeschwindigkeit abzuspielen, so daß man die Gesamtzeit eines aufgenommenen Ereignisses vergrößern oder verkleinern kann. Bis jetzt ist es schwierig gewesen, für Videoabspielmaschinen eine genaue und reproduzierbare Geschwindigkeit zu erhalten.

Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer Steuerschaltung für die Drehzahl des Bandwellenmotors (capstan motor), die sehr genau und reproduzierbar arbeitet.

Kurz gesagt wird dies erreicht durch einen Drehzahlsynthesizer, der auf ein digitales Drehzahlsteuersignal reagiert und das richtige Eingangssignal für eine Schaltung erzeugt, welche die

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Motordrehzahl steuert. Dem Drehzahlsynthesizer wird ein Bezugssignal zugeführt, und die die Motordrehzahl steuernde Schaltung arbeitet mit einer Phasensynchronisierschleife, welche ihr Bezugssignal vom Synthesizerausgang erhält, wenn eine Betriebsart mit variabler Geschwindigkeit eingestellt ist.

In der beiliegenden Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Generell weist die Erfindung eine Motorregelschleifen- und Treiberschaltung 10 auf, die für die Regelung bzw. Steuerung der Drehzahl eines Motors 12 benutzt wird, mit dem eine Bandantriebsrolle 13 gekoppelt ist. Das Drehzahlsteuersignal wird der Motortreiberschaltung 10 entweder von einer Bezugsschleife 14, falls dies für eine normale Wiedergabedrehzahl gewünscht ist, oder von einem Drehzahlsynthesizer 16, falls ein Betrieb mit einer anderen als der normalen Wiedergabegeschwindigkeit gewünscht wird, zugeführt. Die Auswahl zwischen den beiden Betriebsarten erfolgt mit Hilfe eines Schalters 18. Der Drehzahlsynthesizer 16 erhält die Drehzahlsteuersignale von einer Sammelleitung 20, während der Bezugsschleife 14 die Vertikalsynchronimpulse von einer Leitung 22 zugeführt werden, so daß sie ein Bezugssignal liefern kann, das mit den Vertikalsynchronimpulsen synchron ist.

Die Erfindung sei nun im einzelnen erläutert. Die Motortreiberschaltung 10 enthält eine Frequenzvergleichsschaltung 24 mit einem Phasenkomparator, der ein Ausgangssignal liefert, wenn die Frequenz- oder Phasenlage seiner Eingangssignale verschieden voneinander ist. Dem Komparator 24 werden an einem Eingang vom Schalter 18 ein Drehzahlsteuersignal und am anderen Eingang ein Signal vom Tachometer 26, welches die Drehzahl des Motors wiedergibt, zugeführt. Der Komparator 24 liefert ein Ausgangssignal an eine Schleifenkompensationsschaltung 28, die ein Vorderflankenverzögerungsfilter ist, welches die die Steuerschleife enthaltende Motortreiberschaltung zu stabilisieren hilft. Das Ausgangssignal der Schaltung 28 wird einer Polaritätsumkehrschaltung 30 zugeführt, der von der Sammelleitung 20 ein Steuersignal

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zugeführt wird, welches den an ihrem Ausgang erscheinenden Strom umkehrt und auf diese Weise die Drehzahlrichtung des Motors 12 bestimmt. Die Umkehrschaltung 30 kann Relais oder einen Festkörperschalter aufweisen. Das Ausgangssignal der Schaltung 30 wird einem Schalter 32 zugeführt, an dessen Steuereingang ein Laufbefehl gelegt wird, der typischerweise von einer (nicht dargestellten) Bedienungstaste kommt. Das Ausgangssignal des Schalters 32 wird einem Motoransteuerverstärker 32 zugeführt, der an seinem Ausgang keinen Strom liefert, wenn der Schalter 32 offen ist, so daß in diesem Falle der Motor 12 nicht läuft. Zur Lieferung eines konstanten Speisestroms für den Motor 12 ist ein weiterer Verstärker 34 vorgesehen, dar als AB-Verstärker mit Stromrückführung ausgebildet ist.

Die Bezugsschleife 14 weist eine Frequenz- und Phasenvergleichsschaltung 36 auf, an deren ersten Eingang ein Vertikalsynchronsignal gelegt wird. Das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 36 durchläuft ein Filter 38, welches der richtigen Kompensation der Bezugsschieife 14 dient, und gelangt zu einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 40, dessen Ausgangssignal wiederum einem Frequenzteiler 42 zugeführt wird. Der Frequenzteiler 42 liefert ein frequenzgeteiltes Ausgangssignal an einen zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 36. Befindet sich der Schalter 18 in der linken Schaltstellung, dann wird das Ausgangssignal des Oszillators 40 auch der Frequenzvergleichsschaltung 24 zugeführt. Bei einer speziellen Ausführungsform liefert der Tachometer 26 ein Ausgangssignal von etwa 6 kHz, wenn der Motor mit normaler Drehzahl läuft. Da das vom Oszillator 40 kommende Eingangssignal der Frequenzvergleichsschaltung 24 dieselbe Frequenz haben muß wie das Signal vom Tachometer 26, wird für den Teiler 22 für ein NTSC-System ein Teilerverhältnis von 102 gewählt. Demzufolge beträgt die Oszillatorfrequenz etwa 6 kHz, also das 102-fache der Vertikalsynchronfrequenz von 5 9,94 Hz, welche an der Eingangsleitung 22 zur Bezugsschleife 14 liegt. Für ein PAL-D-System, das eine Vertxkalsynchronfrequenz von 50 Hz benutzt, muß der Teilerfaktor für den Frequenzteiler 42 120 betragen. Das Ausgangssignal des Oszillators 40 wird außer-

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dem einem Drehzahlsynthesizer 16 zugeführt, der an seinem Eingang einen programmierbaren Teiler 4 3 enthält, welcher über die Leitung 21 programmiert wird, auf der die beiden höchstwertigen Bits der Leitung 20 erscheinen. Beim NTSC-System teilt der Teiler 43 die Frequenz des Signals vom Oszillator 40 für die richtige Bemessung um den Faktor 60. Oberhalb einer bestimmten (über die Sammelleitung 20) gewählten Geschwindigkeit wird über die Leitung 21 das Teilerverhältnis von 60 auf 30 geändert. Bei einem PAL-B-System wären die entsprechenden Zahlen 50 bzw. 25. Das Ausgangssignal des Teilers 30 wird einer Frequenzvergleichsschaltung 44 zugeführt, deren Ausgangssignal wiederum einem der Glättung und Schleifenkompensation dienenden Filter 46 und von dort einem spannungsgesteuerten Oszillator 48 zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses Oszillators wird auf einen programmierbaren Teiler 50 sowie auf den rechten Kontakt des Schalters 18 gegeben. Dem programmierbaren Teiler 50 wird ein Drehzahl-Steuer-Befehlssignal von 7 Bit zugeführt, welches auf der Leitung 20 anliegt, und die frequenzgeteilten Ausgangssignale des Teilers 50 gelangen zur Frequenzvergleichsschaltung 44. Die tatsächliche Schwingfrequenz des Oszillators 48 hängt von dem Teilungsfaktor des Teilers 50 ab und dieses wiederum hängt von dem von der Leitung 20 her zugeführten Drehzahl-Steuer-Befehlssignal ab.

Soll im Betrieb mit Normalgeschwindigkeit aufgenommen oder wiedergegeben werden, dann wird der Schalter 18 in seine linke Position gelegt, wie dies in der Figur gezeichnet ist. Damit wird das Signal vom Oszillator 40 der Motorsteuerschleife 10 zugeführt und durch die Frequenzvergleichsschaltung 24 mit dem Ausgangssignal vom Tachometer 26 verglichen. Dreht sich der Motor 12 mit der normalen Geschwindigkeit, dann liefert die Vergleichsschaltung 24 eine bestimmte Gleichspannung, so daß dem Motor 12 vom Verstärker 34 ein Strom richtiger Größe für die Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeit zugeführt wird. Weicht die Motordrehzahl von der Normaldrehzahl ab, dann tritt eine Frequenzabweichung des Tachometersignals von 6 kHz auf, und daraufhin liefert die Vergleichsschaltung 24 ein vom anfangs

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gelieferten Signal unterschiedliches Gleichspannungsausgangssignal. Der infolgedessen unterschiedliche Strom vom Motoransteuerverstärker 34 bewirkt entweder eine Erhöhung oder eine Erniedrigung der Drehzahl des Motors 12, bis er zur Normalgeschwindigkeit zurückkehrt. Die Drehrichtung läßt sich durch ein der Polaritätsumkehrschaltung 30 zugeführtes Befehlssignal bestimmen. Soll mit einer anderen als der Normalgeschwindigkeit wiedergegeben werden, dann wird der Schalter 18 in seine rechte Stellung gebracht, und danach wird die Drehzahl durch die Frequenz des vom Oszillator 48 gelieferten Signals bestimmt. Diese Frequenz hängt vom Teilerfaktor des Teilers 50 ab, die durch die digitalen Drehzahlsteuersignale auf der Leitung 20 bestimmt wird, welche dem Teiler 50 zugeführt werden. Die Drehzahlsteuersignale auf der Leitung 20 können von irgendeiner aus einer Vielzahl möglicher (aber hier nicht dargestellter) Quellen abgeleitet werden: Beispielsweise kann man eine Schreibmaschinentastatur zur Lieferung dieser Signale benutzen, oder ein einstellbares Potentiometer, welches eine Spannung an einen Analog/Digital-Konverter liefert, oder auch einen Mikroprozessor.

Wegen der Verwendung digitaler Signale, welche dem programmierbaren Teiler 50 zugeführt werden, ergibt sich eine außerordentlich genaue und reproduzierbare Drehzahlsteuerung für den Motor 12.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. DIETER V. BEZOLD

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 3ΩΛ30Λ9

DIPL. ING. -WOLFGANG HEUSLER

MARiA-THERESlA-STRASSE S3

Postfach 86 02 60 D-8OOO MUENCHEN β6

TELEFON 089/47 69 06 4768 19

AB SEPT. 1980. 4 706006 TELEX 532 63« TELEGRAMM SOMBEZ

RCA 7 35 92 Sch/Vu
U.S. Ser. No. 094690
vom 15. November 1979

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Patentansprüche

ί 1)!schaltung zur Steuerung der Drehzahl eines Motors, g ex ennzeichnet durch einen Drehzahlsynthesizer mit einer ersten Eingangsschaltung (50) zur Zuführung eines digitalen Drehzahlbefehlssignals, ferner mit einer zweiten Eingangsschaltung (4 3) und mit einer Ausgangsschaltung zur Lieferung eines Drehzahlsteuersignals, durch eine ein Bezugssignal an die zweite Eingangsschaltung liefernden Schaltung (14) und durch eine Motoransteuerschaltung (24-34) mit einer Eingangsschaltung, der das Drehzahlsteuersignal zugeführt wird und die zur Drehzahlsteuerung an den Motor koppelbar ist.

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2) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (18) mit der Ausgangsschaltung des Drehzahlsynthesizers, der das Bezugssignal liefernden Schaltung (14) und der Motoranstsuerschaltung (24,34) gekoppelt ist zur Wahl zwischen der Bezugsschaltung (14) und dem Synthesizer (16) zur Steuerung der Motoransteuerschaltung und damit des Motors.
3) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Synthesizer aufweist eine Frequenzvergleichsschaltung (44), die mit einem Eingang an die Bezugsschaltung (14) angeschlossen ist und einen zweiten Eingang sowie einen Ausgang aufweist, ferner ein mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung gekoppeltes Filter (46), sowie einen spannungssteuerbaren Oszillator (48), dessen Steuereingang an das Filter angeschlossen ist, und schließlich einen programmierbaren Teiler (50), der mit einem Eingang an den Oszillatorausgang angeschlossen ist und der einen die erste Eingangsschaltung des Synthesizers aufweisenden Steuereingang hat und mit einem Ausgang an den zweiten Eingang der Frequenzvergleichsschaltung angeschlossen ist.
4) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsschaltung (14) eine Frequenzvergleichsschaltung (36), der an einem ersten Eingang ein Synchronisiersignal zugeführt wird, aufweist, sowie ein mit dem Ausgang der Bezugsschaltung gekoppeltes Filter (38) und einen an den Eingang des Filters angeschlossenen spannungssteuerbaren Oszillator (40) sowie einen Frequenzteiler (42), der mit einem Eingang an den Oszillatorausgang und mit einem Ausgang an den zweiten Eingang der Vergleichsschaltung angeschlossen ist.
5) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Synchronisationssignal ein Vertikalsynchronsignal umfaßt.

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6) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoransteuerschaltung eine Frequenzvergleichsschaltung

(24) mit einem ersten Eingang, welchem das Drehzahlsteuersignal zugeführt wird, sowie mit einem zweiten Eingang und einem Ausgang aufweist, ferner ein mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung gekoppeltes Schleifenkompensationsfilter (28), sowie einen mit dem Filter gekoppelten Motoransteuerverstärker (34) , welcher mit dem Motor koppelbar ist, und schließlich einen Tachometer (26), der mit einem Eingang mit dem Motor koppelbar ist und dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung gekoppelt ist.
7) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Motor eine Antriebsrolle (13) montiert ist.

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