DE2844139A1

DE2844139A1 - Motordrehzahl-regelschaltung

Info

Publication number: DE2844139A1
Application number: DE19782844139
Authority: DE
Inventors: Masami Shirakawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1979-04-19
Also published as: US4498034A; GB2007404A; JPS5456119A; FR2406339B1; NL7810187A; GB2007404B; CA1127234A; JPS552837B2; FR2406339A1

Description

Motordrehzahl-Regelschaltung

Die Erfindung betrifft allgemein eine Motordrehzahl-Regelschaltung und insbesondere eine Verbesserung bei Motordrehzahl-Rsgelschaltungen, die eine phasenstarre Schleife einschließlich eines Frequenzteilers mit änderbarem Teilerverhältnis besitzen, zum Wählen der Drehzahl des geregelten Motors.

Derzeit wird eine Motordrehzahl-Regelschaltung mit phasenstarrer Schleife (PLL) für den Plattenteller-Antriebsmotor eines phonographischen Plattenspielers verwendet, wobei der in der phasenstarren Schleife enthaltene Frequenzteiler ein änderbares Teilerverhältnis besitzt zum Ändern der Drehzahl des geregelten Motors, beispielsweise zum selektiven Erreichen einer Plattenteller-Drehzahl von 4-5 oder 33 1/3 min . Bei bestehenden Motordrehzahl-Regelschaltungen dieser Art ändert sich jedoch der Schleifengewinn oder -vsrstär-

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kungsfaktor der phasenstarren Schleife abhängig von Änderungen der gewählten Drehzahl des geregelten Motors» Eine derartige Änderung des Schleifengewinns hat Änderungen in der Eigenschwingungsfrequenz und im Dämpfungsfaktor des Motordrehzahl-Regelsystems derart zur Folge, daß die Ansprechgeschwinäigkeit und Sprungantwort-Charakteristik für verschiedene mögliche Drehzahlen des geregelten Motors nicht gleichförmig sind. Aus diesem Grund ist bei einem phonographischen Plattenspieler mit der erläuterten Motordrehzahl-Regelschaltung ein Unterschied in der Wiedergabetreue vorhanden, wenn der Plattenteller mit 45 bzw» mit 33 1/3 min"¹ gedreht wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Motordrehzahl-Regel schaltung anzugeben, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine phasenstarre Schleife enthält, die irgendeine von mehreren Motordrehzahlen aufrecht erhalten kann, und wobei.der Schleifengewinn der Regelschaltung unabhängig- von der Motordrehzahl konstant gehalten ist.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine Motordrehzahl-Regelschaltung mit einer phasenstarren Schleife aus mehreren Bauelementen einschließlich eines Frequenzteilers mit einem zur Änderung der Drehzahl des geregelten Motors änderbaren Teilerverhältnis weiter mit einer Einrichtung zum Ändern eines Gewinns oder Verstärkungsfaktors eines anderen der Bauelemente der phasenstarren Schleife abhängig von Änderungen des Teilerverhältnisses des Frequenzteilers so versehen, daß der Schleifengewinn der phasenstarren Schleife im wesentlichen konstant gehalten ist, unabhängig von der Drehzahl des Motors. Das Bauelement der phasenstarren Schleife, dessen Gewinn wie erwähnt mit dem Teilerverhältnis geändert wird, kann ein Servoverstärker zum Ansteuern des Motors, ein Phasenvergleicher, der ein Ausgangssignal des Frequenzteilers mit einer Bezugsfrequenz von einem Bezugsoszillator vergleicht, oder ein Schleifenfilter sein, das durch ein aktives RC-Filter gebildet ist.

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Die Erfindung gibt eine Motordrehzahl-Regelschaltung für beispielsweise den Plattenteller-Antriebsmotor eines phonographischen Plattenspielers an, die eine phasenstarre Schleife einschließlich eines Frequenzteilers mit einem Teilerverhältnis, das zur änderung der Drehzahl des Motors änderbar ist, aufweist, und zwar um beispielsweise selektiv Plattenteller-Drehzahlen von 45 min"" und ^ 1/5 min" zu erreichen, wobei der Gewinn eines der¹· Bauelemente der phasenstarren Schleife, wie des ServoVerstärkers, des Schleifenfilters oder des Phasenvergleichers abhängig von Änderungen des Teiierverhältnisses des Frequenzteilers so verändert wird, daß der Schleifengewinn, der phasenstarren Schleife im wesentlichen konstant gehalten wird, unabhängig von der Drehzahl des Motors.

Die Erfindung x-iird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Motordrehzahl-Regelschaltung,

Fig. 2 bis 5 Blockschaltbilder ähnlich Fig. 1, die verschiedene Mot or drehzahl-Regel schaltungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigen.

Yor einer ausführlichen Beschreibung der Erfindung und zum Fördern des Verständnisses der Erfindung wird das durch die Erfindung gelöste Problem mit Bezug auf eine herkömmliche, in Fig. 1 dargestellte Motordrehzahl-Regelsehaltung erörtert. Eine dei*artige herkömmliche Motordrehzahl-Regelschaltung besitzt eine phasenstarre Schleife, die im allgemeinen einen Bezugsfrequenzoszillator 1, einen Phasenvergleicher 2, ein Schleifenfilter 5, einen Servoverstärker 4, einen geregelten Motor 5, bdspielsweise zum Antreiben des Plattentellers eines phonographischen Plattenspielers, einen Drehzahldetektor 6, einen Frequenzteiler 7 mit umschaltbar em oder

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änderbarem Teilerverhältnis und einen Motordrehzahl-Umschalter 8 zum Umschalten oder Ändern des Teilerverhältnisses aufweist.

Bei der herkömmlichen Motordrehzahl-Regelschaltung erzeugt der Drehzahldetektor 6 in geeigneter Weise ein Impulssignal mit einer Frequenz entsprechend der Drehzahl des Motors Der Frequenzteiler T₃ der durch einei programmierbaren Zähler gebildet sein kann, erreicht ein Teilen der Frequenz des Impulssignals vom Drehzahldetektor 6 mit einem gewählten Teilerverhältnis l/N, wobei N ganzzahlig ist, und das sich ergebende geteilte Impulssignal wird einem Eingang des Phasenvergleichers 2 zugeführt, der am anderen Eingang eine Bezugsfrequenz von dem Oszillator1erhält. Der Phasenvergleicher 2 erzeugt eine Fehlerspannung proportional zur Phasendifferenz, falls eine solche vorhanden ist, zwischen der Bezugsfrequenz oder Bezugsschwingung vom Oszillator 1 und dem geteilten Impulssignal vom Frequenzteiler 7· Eine derartige Fehlerspannung bzw. ein derartiges Fehlersignal vom Phasenvergleicher 2 wird dem Servoverstärker 4 über das Filter 3 zugeführt, das höhere Harmonische und Rauschkomponenten beseitigt. Schließlich erzeugt der Servoverstärker 4 eine Steuerspannung abhängig von der Fehlerspannung, die daran über das Schleifenfilter zugeführt worden ist, und der Motor 5 wird durch die Steuerspannung vom Servoverstärker 4 so geregelt, daß er sich mit konstanter vorgegebener Drehzahl dreht. Wenn die Drehzahl des Motors 5 geändert werden soll, beispielsweise wenn der Motor 5 zum Antreiben des Plattentellers eines phonographischen Plattenspielers verwendet wird, der selektiv mit entweder 45 min" oder 33 1/3 min"" gedreht werden soll, kann der Umschalter 8 von Hand oder auf andere Weise betätigt werden zum Ändern oder Umschalten des Teilerverhältnisses l/N des Zählers oder Frequenzteilers 7·

Bei der beschriebenen herkömmlichen Motordrehzahl-Regel-

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schaltung hat jedoch eine Umschaltung oder ein Ändern des Teilerverhältnisses des Zählers oder Frequenzteilers 7 eine Änderung des Schleifengewinns der Motordrehzahl-Regel schaltung zur Folge. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß es eine Eigenschaft phasenstarrer Schleifensysterae ist, daß die natürliche oder Eigenschwingungsfrequenz und der Dämpfungsfaktor durch den Schleifengewinn und die Zeitkonstante des Schleifenfilters j5 bestimmt sind. Daher wird, wenn das Teilerverhältnis des Frequenzteilers geändert wird, der Schleifengewinn entsprechend geändert, wodurch sich Änderungen der Eigenschwingungsfrequenz und des Dämpfungsfaktors ergeben. Derartige Änderungen der Eigenschwingungsfrequenz und des Dämpfungsfaktors haben Änderungen der Ansprechgeschwindigkeit und der Sprungantwort-Eigenschaft des Systems zur Folge. Folglich v/erden bei einem phonographischen Plattenspieler, dessen Plattenteller-Antriebsmotor durch die herkömmliche Motordrehzahl-Regelschaltung bzw. das Servosystem gemäß Fig. 1 geregelt wird, die Ansprechgeschwindigkeit und die Sprungantwort-Eigenschaft des Servosystems verändert, und demzufolge sind auch die Wiedergabegüten bei der Wiedergabe von Schallplatten mit 45 min" und solchen mit 33 1/3 ^¹ in." unterschiedlich.

Allgemein wird gemäß der Erfindung dieses Problem dadurch vermieden, daß ein Gewinn eines Bauelements der phasenstarren Schleife verändert wird, das sich vom Frequenzteiler oder Zähler unterscheidet', abhängig von Änderungen des Teilerverhältnisses des Frequenzteilers, derart, daß der Schleifengewinn der phasenstarren Schleife insgesamt im wesentlichen konstant gehalten wird, unabhängig von der Drehzahl des Motors.

Beispielsweise kann, wie in Fig. 2 dargestellt, bei der diejenigen Bauelemente einer Motordrehzahl-Regelschaltung gemäß der Erfindung, die denjenigen anhand Fig. 1 erläuterten entsprechen, mit derr gleichen Bezugszeichen und

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dem Zusatz a bezeichnet sind, der Servoverstärker 4a als Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet sein und das Bauelement der phasenstarren Schleife sein, dessen Gewinn oder Verstärkungsfaktor mit Änderungen des Teilerverhältnisses geändert wird. Insbesondere dekodiert beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2 ein Dekodierer 9 ein Signal vom Zähler oder Frequenzteiler Ja. entsprechend dessen Teilerverhältnis und erzeugt eine entsprechende Verstärkungsfaktor-Steuerspannung für den Servoverstärker 4a. Auf diese Weise wird bei der erfindungsgemäßen Motordrehzahl-Regelschaltung gemäß Fig. 2, wenn die Drehzahl des Motors 5a durch den Umschalter 8a so geändert wird, daß entsprechend das Teilerverhältnis des Zählers oder Frequenzteilers 7a geändert wird, durch den Dekodierer 9 eine entsprechend geänderte Verstärkungsfaktor-Steuerspannung erzeugt, die den Verstärkungsfaktor des Servoverstärkers 4a veisteilt . Auf diese Weise wird der Verstärkungsfaktor des Servoverstärkers 4a abhängig vom Teilerverhältnis l/N des Frequenzteilers Ja. geändert oder umgeschaltet und wird als Ergebnis der gesamte Schleifengewinn der phasenstarren Schleife bzw. des phasenstarren Schleifensysterns konstant gehalten, unabhängig von der Mo tor drehzahl.

Wie in Fig. 3 dargestellt, bei der die verschiedenen Bauelemente der Motordrehzahl-Regelschaltung, die den anhand Fig. 1 erläuterten entsprechen, wieder gleiche Bezugszeiclien, jedoch mit dem Zusatz b besitzen, ergibt sich, daß eine Motordrehzahl-Regelschaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung keinen Dekodierer 9.wie gemäß Fig. 2 besitzt, wobei der Verstärkungsfaktor des Servoverstärkers 4b mit veränderbarem Verstärkungsfaktor direkt durch eine Verstärkungsfaktor-Steuerspannung vom Umschalter 8b gesteuert wird, die geeignet abhängig von einer Betätigung des Umschalters 8b zum Umschalten des Teilerverhältnisses des Zählers oder Frequenzteilers Jb verändert wird.

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Obwohl bei den in Pig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung der Schleifengewinn der phasenstarren Schleife im wesentlichen konstant gehalten wird, unabhängig von der Drehzahl des Motors, durch ändern des Gewinns oder Verstärkungsfaktors des Servo Verstärkers ^a bzw. k-b abhängig von Änderungen des Teilerverhältnisses l/N des Frequenzteilers 7a, 7t>, kann der Gewinn oder Verstärkungsfaktor anderer Bauelemente der phasenstarren Schleife in ähnlicher Weise verändert werden, um die gleiche Gesamtwirkung zu erreichen.

Daher kann, wie in Fig. 4 dargestellt, in der die verschiedenen Bauelemente der Regelschaltung gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2 besitzen, jedoch den Zusatz c aufweisen, die Verstärkungsfaktor-Steuerspannung -vom Dekodierer 9c dem Phasenvergleicher 2c zugeführt werden, um dessen Verstärkungsfaktor oder Gewinn in einem Sinn oder einer Richtung so zu ändern oder umzuschalten, daß der Schleifengewinn des Servosystems unabhängig von der Motordrehzahl konstant· gehalten wird. In ähnlicher Weise kann, wie in Fig. 5 dargestellt, in der die verschiedenen Bauelemente der Regelschaltung gemäß der Erfindung durch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2, jedoch mit dem Zusatz d dargestellt sind, die Verstärkungsfaktor-Steuerspannung vom Dekodierer 9d dem Schleifenfilter 3d zugeführt werden, zum Verändern oder zum Steuern dessen Verstärkungsfaktors oder Gewinns in einem Sinn oder einer Richtung, um den Schleifengewinn des Servosystems unabhängig von Änderungen der Motordrehzahl konstant zu halten.

Wenn auch die Deicodierer 9, 9c, 9d so dargestellt sind, daS sie entsprechende Signale von den jeweiligen Frequenzteilern 7a, 7c, 7d dekodieren, um so ein Verstärkungsfaktor-Steuersignal zu erzeugen, dsw* sich mit Änderungen des Teilerverhältnisses ändert, ergibt sich, daß die Dekodierer 9*

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9c, 9d in ähnlicher Weise das Signal dekodieren können, das von dem jeweiligen Schalter 8a, 8c bzw. 8d des Frequenzteilers 7a, 7c, 7d zugeführt wird. Weiter kann gegebenenfalls das Ausgangssignal des Drehzahldetektors 6a bis 6d statt das Ausgangssignal der Dekodierer 9₃ 9c, 9d oder das Ausgangssignal des Schalters 8b verwendet werden, um den Gewinn oder Verstärkungsfaktor des Servoverstärkers 4a bis 4d des Phasenvergleichers 2a bis 2d oder des Schleifenfilters ^a bis 3d in dem Sinn oder der Richtung zu steuern, um den Schleifengewinn des Servosystems unabhängig von Änderungen der Motordrehzahl konstant zu halten.

Selbstverständlich sind noch weitere Ausbildungen der Erfindung möglich.

entanwalt

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■η-

Leerseite

Claims

7-35 Kifcashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo/Japan

P a t e η t a η s

ü g h e

/ 1. j Motordrehzahl-Regelschaltung bei einem Elektromotor.

\ / mit einer phasenstarren Schleife, die aus mehreren

Bauelementen besteht, einschließlich eines Frequenzteilers mit einem Teilerverhältnis, das zum Ändern der Drehzahl des"Motors änderbar oder umschaltbar ist, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (9* 8b, 9e> 9d) zum ändern des Verstärkungsfaktors oder Gewinns eines anderen Bauelements (4a, 4b, 2c, yd) der Bauelemente der phasenstarren Schleife, abhängig von Änderungen des Teilerverhältnisses (l/N)des Frequenzteilers (ja, 7b, Jc, 7d) derart, daß der Schleifengewinn der phasenstarren Schleife unabhängig von der Drehzahl des Motors (5a., 5b, 5c* 5d) im wesentlichen konstant gehalten ist»
2. Mo tordrehzahi-Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vielter ein Umschalter (8a, 8b, 8c, 8d) vorgesehen ist, der zum Indern des Teiierverhältnisses (l/N) des Frequenzteilers (7a, Jh, Jd, Ja) betätigbar ist_, und daß der Yerstärkungsfaktor oder Gewinn des anderen

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Bauelements (4a, 4b, 2c, 3d) der phasenstarren Schleife abhängig von der Betätigung des Umschalters (8a, 8b, 8c, 8d) änderbar ist.
3· Motordrehzahl-Regelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Bauelement der phasenstarren Schleife ein Servoverstärker (4a, 4b) zum Ansteuern des Motors (5a, 5b) ist.
4. Motordrehzahl-Regelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Bauelement der phasenstarren Schleife ein Phasenvergleicher (2a, 2c, 2d) ist, der ein Ausgangssignal des Frequenzteilers (7&, 7b, 7c, 7d) empfängt, wobei als Bauelemente der phasenstarren Schleife vreiter vorhanden sind ein Bezugsfrequenzoszillator (la, Ib, lc, Id) zum Erzeugen einer Bezugsfrequenz, die in dem Phasenvergleicher (2a, 2b, 2c, 2d) mit dem Ausgangs signal des Frequenzteilers (7a, 7b, 7c, 7d) verglichen wird sowie einen Generator (Drehzahldetektor 6a, 6b, 6c, 6d), um als Eingangssignal des Frequenzteilers (7a, 7b, Je₃ Jd) ein Drehzahl-Signal zu erzeugenjmit einer Frequenz, die der Drehzahl des Motors (5a-, 5b, 5c, 5d) entspricht.
5. Motordrehzahl-Rsgelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Bauelement der phasenstarren Schleife ein Schleifenfilter (3a, 3b, 3c., 3d) ist, das durch ein aktives RC-Filter gebildet ist.
6. Motordrehzahl-Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vielter vorgesehen ist, eine zum Ändern des Teilerverhältnisses (l/N) des Frequenzteilers (7a, 7b, 7c, 7d) betätigbare Schalteinrichtung (Umschalter Sa, 8b, 8c, 3d) und ein Dekodierer (9, 9c, 9d) zur Erzeugung einer Steuerspannung, die sich mit Änderungen des Teilerverhältnisses (l/N) ändert, wobei die Steuer-

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spannung dem anderen Bauelement (4a, 2c, Jd) der phasenstarren Schleife zur Bestimmung dessen Verstärkungsfaktors oder Gewinns zugeführt ist.

Motordrehzahl-Regelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (5a, 5b, 5c, 5d) der Antriebsmotor eines Plattentellers eines phonographischen Plattenspielers ist und daß das Teilerverhältnis (l/N) des Frequenzteilers (7a, 7b, 7c, 7d) zwischen einem ersten und einem zweiten Wert umschaltbar ist, die einer Plattentellerdrehzahl von 45 min bzw. 33 1/3 min" des Plattenspielers entsprechen.

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