DE3609218C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/04—Arrangements for controlling or regulating the speed or torque of more than one motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B15/00—Driving, starting or stopping record carriers of filamentary or web form; Driving both such record carriers and heads; Guiding such record carriers or containers therefor; Control thereof; Control of operating function
- G11B15/18—Driving; Starting; Stopping; Arrangements for control or regulation thereof
- G11B15/46—Controlling, regulating, or indicating speed
- G11B15/467—Controlling, regulating, or indicating speed in arrangements for recording or reproducing wherein both record carriers and heads are driven
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- H—ELECTRICITY
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahl- und Phasenre
geleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine derartige Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung ist
aus der DE-OS 27 48 301 bekannt. Bei der dort beschriebenen
Einrichtung wird die Kopftrommel durch einen mehrphasigen
bürstenlosen Gleichsstrommotor mit Hallgeneratoren angetrie
ben, die den jeweiligen Ständerwicklungen zugeordnet sind
und die Relativlage des Läufers erfassen, um den den Ständer
wicklungen zugeführten Strom zu schalten. Damit die Video
köpfe den vorgesehenen Spuren exakt nachgeführt werden, ist
es erforderlich, die Drehzahl und den Drehwinkel des Zylin
ders innerhalb eines bestimmten engen Bereichs zu steuern.
Üblicherweise wird zum Ermitteln derDrehzahl des Zylinders
ein Tachogenerator verwendet, während der Drehwinkel des
Zylinders mit einem Näherungssensor, erfaßt wird, der die
Annäherung von umlaufenden Magneten erfaßt, welche an dia
metral einander gegenüberliegenden Stellen des Zylinders
angebracht sind. Eine solche Anordnung erfordert allerdings
eine relativ hohe Anzahl von Bauteilen und verhältnismäßig
komplizierten Schaltungsaufbau.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahl-
und Phasenregeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1 zu schaffen, die sich bei guter Funktionszuver
lässigkeit durch einfachen Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Pa
tentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er
läutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittseitenansicht eines Kopftrommelan
triebsmotors eines Videobandgeräts, bei dem die
erfindungsgemäße Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung verwendet wird,
Fig. 2 eine Ansicht eines Schnitts längs einer Linie
2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 eine abgewickelte Darstellung von Ständerwick
lungen in ihrer Zuordnung zu Läufermagnetpolen,
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
der Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung,
Fig. 5 eine der Fig. 4 zugeordnete Kurvenformdar
stellung,
Fig. 6 eine Schaltstufe,
Fig. 7 eine der Fig. 6 zugeordnete Kurvenformdar
stellung,
Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung und
Fig. 9 eine der Fig. 8 zugeordnete Kurvenformdar
stellung.
In Fig. 1 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor
1 gezeigt, der einen Zylinder 2 mit zwei Video
köpfen 2 a und 2 b antreibt. Der Zylinder 2 ist an einer
Drehwelle 3 des Motors 1 befestigt, die über ein Lager 4
drehbar an einem ortsfesten Zylinder 5 gelagert ist,
welcher an einer Ständerkernplatte 6 befestigt ist. An
der Unterseite der Ständerkernplatte 6 sind drei Ständer
wicklungen I, II und III befestigt. Ein zylindrischer Permanentmagnet ist an einem Innenträger
8 eines Läufers 10
befestigt, der einen Außenträger 9 umfaßt, der
eine magnetisierte Ringplatte 11 trägt.
Der Permanentmagnet 7 ist gleichmäßig in acht
Segmente teilzylindrischer Form unterteilt, die nach
außen zu den Ständerwicklungen I, II und III gerichtete,
einander abwechselnde Polschuhe tragen. Jede
Ständerwicklung umfaßt vier sich vertikal erstreckende
Spulenabschnitte, die in Reihe geschaltet und in
zwei Paare aufgeteilt sind, welche einander in bezug auf
die Drehachse des Läufers 10 diametral gegenüberstehen.
Gemäß der in Fig. 3 gezeigten abgewickelten Darstellung wird Strom
über Spulenabschnitte I 1 und I 3 nach unten und dann über
Spulenabschnitte I 2 und I 4 in Gegenrichtung geleitet,
wobei gemäß der Darstellung bei A in Fig. 3 zu einem
gegebenen Zeitpunkt die Spulenabschnitte I 1 und I 3 Nord
polen des Permanentmagneten 7 und die Spulenabschnitte I 2
und I 4 Südpolen dieses Magneten gegenüberstehen. Infolge
dessen wird der zylindrische Permanentmagnet 7
in Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben. Wenn der Strom der
Wicklung I ständig zugeführt würde, würden deren sämtliche Spulen
abschnitte Südpolen gegenüberstehen, so daß keine
Drehkraft an dem Läufer wirken würde. Um dies zu ver
hindern, ist es erforderlich, den Strom zu dem richtigen
Zeitpunkt zu der Wicklung II umzuschalten, bevor alle
Abschnitte der Wicklung I Südpolen gegenüberstehen. Das
Umschalten des Stroms zu der Wicklung II erfolgt dann,
wenn der Permanentmagnet 7 in eine in Fig. 3 bei B dar
gestellte Stellung verdreht ist, da bei dieser Stellung Spulen
abschnitte II 1 und II 3 Nordpolen sowie Spulenabschnitte
II 2 und II 4 Südpolen gegenüberstehen. Gleichermaßen wird
der Strom zu der Wicklung III umgeschaltet, wenn der
Permanentmagnet 7 in die bei C dargestellte Stellung
gedreht ist, und darauffolgend zu der Wicklung I, wenn
der Magnet in eine bei D dargestellte Stellung verdreht
ist. Dieser Schaltablauf wird wiederholt, um denLäufer
ununterbrochen zu drehen.
Um ein genaues Weiterschalten zu erreichen, ist an der
Unterseite der Ständerkernplatte 6 unmittelbar über der
oberen Fläche der Magnet-Ringplatte 11 ein Hallgenerator
12 befestigt. Die Ringplatte 11 ist gleichmäßig in 24
Sektoren 13 aufgeteilt. Mit Ausnahme eines Sektors 13 1
sind Sektoren 13 2 bis 13 24 mit jeweils abwechselnder
Polung magnetisiert. Der Sektor 13 1 ist in zwei Nordpol
bereiche und in einen dazwischenliegenden Südpolbereich
unterteilt. Die Übergänge von Nordpolen zu Südpolen, die
in Gegenrichtung zu der mit einem Pfeil 14 bezeichneten
Drehrichtung des Läufers 10 unmittelbar benachbart sind,
sind, mit a 1 bis a 13 bezeichnet, wobei der Übergang a 1
zwischen einem Nordpolbereich 13 a und dem Südpolbereich
13 b des Sektors 13 1 liegt.
Wenn die Magnet-Ringplatte 11 zusammen mit dem zylindri
schen Permanentmagneten 7 umläuft, werden von dem Hall
generator 12 Magnetfeldänderungen erfaßt, so daß von dem
Hallgenerator eine durch die Feldänderungen erzeugte
Spannung an einen Differenzverstärker angelegt wird.
Gemäß Fig. 5 gibt der Differenzverstärker eine sinus
förmige Spannung a ab, die eine in bezug auf eine Bezugs
spannung positive Spitze hat, sobald der Fluß eines
jeweiligen Nordpols der magnetischen Ringplatte 11
den Hallgenerator 12 durchsetzt, und eine in bezug auf die
Bezugsspannung negative Spitze, sobald der Fluß eines
jeweiligen Südpols durch den Hallgenerator hindurchtritt.
Die Bezugsspannung wird erreicht, wenn der Hallgenera
tor einer Grenzlinie zwischen aufeinanderfolgenden
Polen gegenüberliegt. Die Amplituden der Spitzen sind pro
portional zu den Feldstärken der Pole. Wie aus Fig. 5
ersichtlich ist, besitzt die durch den Fluß des an dem Hall
generator 12 vorbeilaufenden Nordpolbereichs 13 a erzeugte
positive Spitze eine Amplitude, die niedriger als die
Amplitude der anderen positiven Spitzen ist. Ebenso ist das Potential
der durch den Fluß des an dem Hallgenerator 12 vorbeilau
fenden Südpolbereichs 13 b hervorgerufenen negativen Spitze
höher als das Potential der
anderen negativen Spitzen.
Daher wird gemäß Fig. 3 der Strom zu
dem Zeitpunkt, an dem der Hallgenerator 12 den Übergang
a 13 erfaßt, der Wicklung I zugeführt und dann zu der
Wicklung II umgeschaltet, sobald der Hallgenerator
den Übergang a 2 erfaßt. Gleichermaßen wird der Strom
darauffolgend von der Wicklung II zu der Wicklung III
umgeschaltet, wenn der Hallgenerator den Übergang a 3
erfaßt, und dann zu der Wicklung I umgeschaltet, wenn der
Übergang a 4 erfaßt wird.
Da die Stellen der Feldwechsel-Übergänge a 2 bis a 13
wiederholt in gleichen Abständen voneinander liegen, kann
aus diesen Übergangsstellen ein Motordrehzahl-Steuersi
gnal abgeleitet werden. Andererseits wird ein Phasen
steuersignal an der Stelle des Übergangs a 1 zwischen den
Polbereichen 13 a und 13 b abgeleitet.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Drehzahl- und Phasen
regeleinrichtung gezeigt. Das Ausgangssignal des Hallgenerators 12
wird an einen Differenzverstärker 20 angelegt, dessen
sinusförmiges Ausgangssignal an die nichtinvertierenden
Eingänge von Vergleichern 21, 22 und 23 angelegt wird.
Von einer Bezugsspannungsquelle 24 werden an die inver
tierenden Eingänge der Vergleicher 21, 22 und 23 jeweils
eine mittlere, eine hohe bzw. eine niedrige Schwellen
wertspannung VM, VH bzw. VL angelegt.
Wenn gemäß Fig. 5 das Ausgangssignal des Differenzver
stärkers 20 die Schwellenwertspannung VH übersteigt,
nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers 22 hohen
Pegel an, so daß eine Folge von Impulsen c abgegeben
wird. Die Schwellenwertspannung VH liegt zwischen der
maximalen Spannung einer durch den Nordpolbereich 13 a
hervorgerufenen positiven Spitze p und der minimalen
Spannung der anderen positiven Spitzen. Daher
werden die Impulse c bei jeder positiven Spitze mit
Ausnahme der kleinsten positiven Spitze p erzeugt.
Wenn das sinusförmige Signal a unter die Schwellenwert
spannung VL abfällt, nimmt das Ausgangssignal des Ver
gleichers 23 hohen Pegel an, so daß eine Folge von
Impulsen d entsteht. Die Schwellenwertspannung VL liegt
zwischen der kleinsten Spannung einer durch den Südpol
bereich 13 b hervorgerufenen negativen Spitze n und der
kleinsten Spannung der anderen negativen Spitzen.
Daher werden die Impulse d bei jeder negativen Spitze mit
Ausnahme der negativen Spitze n erzeugt. Wenn das
sinusförmige Signal a die mittlere Schwellenwertspannung
VM übersteigt, gibt der Vergleicher 21 einen Impuls b ab.
Die Schwellenwertspannung VM entspricht der vorangehend
genannten Bezugsspannung und liegt zwischen den Spannun
gen der positiven Spitze p und der negativen Spitze n, so
daß die Impulse b bei jeder positiven Spitze auftreten.
Die Ausgangssignale der Vergleicher 21, 22 und 23 werden
an eine logische Schaltung 25 angelegt, die ein UND-Glied
26, ein RS-Flip-Flop 27, ein D-Flip-Flop 28 und einen
Inverter 29 enthält. Die Impulse b werden an einen ersten
Eingang des UND-Glieds 26 sowie über den Inverter 29 an
den Takteingang des D-Flip-Flops 28 angelegt, während die
Impulse c und d jeweils an den Setzeingang bzw. den
Rücksetzeingang des Flip-Flops 27 angelegt werden, dessen
Setzausgangssignal an den zweiten Eingang des UND-Glieds
26 und an den Rücksetzeingang des Flip-Flops 28 angelegt
wird. Das komplementäre Ausgangssignal des Flip-Flops 27
wird an den Dateneingang D des Flip-Flops 28 angelegt.
Die Funktion der logischen Schaltung 25 wird anhand der weiteren in
Fig. 5 gezeigten Kurvenzüge erläutert. Das Flip-Flop 27 wird durch die Vorder
flanke des Impulses c gesetzt und unmittelbar nach der
Vorderflanke des Impulses d rückgesetzt, so daß an dem
Setzausgang ein Impuls e entsteht. Das UND-Glied 26 ist
ab der Vorderflanke des Impulses e
bis zu der Rückflanke des Impulses b durchgeschaltet, so
daß daher ein Impuls f entsteht, der über eine Leitung 30
an eine Schaltstufe 31 sowie an einen Frequenz/Spannungs-
Wandler 32 angelegt wird, dessen Ausgang mit einem
Eingang eines Mischverstärkers 33 verbunden ist. Das
Flip-Flop 28 wird an der Vorderflanke eines Impulses h
vom Inverter 29 taktgesteuert. Falls ein Impulssignal
8, das am Komplementärausgang des Flip-Flops 27 abgegeben wird, nie
drigen Pegel hat, bleibt auch ein Ausgangssignal i des Flip-
Flops 28 auf niedrigem Pegel. Wenn das Flip-Flop 28
während des hohen Pegels des Impulssignals g gesteuert
wird, nimmt das Ausgangssignal des Flip-Flops 28 den
hohen Pegel an. Die Vorderflanke des Impulses i tritt
genau entsprechend dem Übergang a 1 auf.
Das Ausgangssignal des Flip-Flops 28 wird als Phasen
steuersignal verwendet und an monostabile Kippstufen 34
und 35 angelegt. Bei Auftreten der Vorderflanke des
Impulses i erzeugt die Kippstufe 34 einen kurzen Impuls
mit einer Impulsdauer, die kürzer als die Impulsdauer des
Impulses i ist, während im Ansprechen auf die Rückflanke
des Impulses i die Kippstufe 35 einen längeren Impuls mit
einer Impulsdauer erzeugt, die länger als die Impulsdauer
des Impulses i ist. Die Ausgangssignale der Kippstufen 34
und 35 werden jeweils an den Setzeingang bzw. den Rück
setzeingang eines Flip-Flops 36 angelegt, so daß dieses
durch die Rückflanke des kurzen Impulses gesetzt und
durch die Rückflanke des langen Impulses rückgesetzt
wird. Durch geeignetes Bemessen der Zeitkonstante der
Kippstufe 34 gibt das Flip-Flop 36 Impulse mit einem
Tastverhältnis 50% und einer Frequenz von 30 Hz ab. Diese
Impulse werden als Kopfumschaltimpulse an eine nicht
gezeigte Schaltung angelegt, welche abwechselnd zwischen
den Videoköpfen 2 a und 2 b umschaltet. Der Ausgang des
Flip-Flops 36 ist ferner mit einem Sägezahngenerator 37
verbunden, damit dieser eine Sägezahnspannung an eine
Abfrage/Halteschaltung 38 anlegt.
In der Abfrage/Halteschaltung 38 erfolgt die Abfrage zu
einem Zeitpunkt, der durch eine monostabile
Kippstufe 39 bestimmt ist, welche über einen Betriebs
artwählschalter 41 bei der Aufzeichnung einen Abfrage
impuls aus einem 1 : 2-Frequenzteiler 40 und bei der
Wiedergabe aus einem 30 Hz-Oszillator 42 ableitet. Der
Frequenzteiler 40 erhält aus einem Videosignal abgeleitete
60 Hz-Vertikalsynchronisierimpulse, um damit die
Abfrageimpulse mit den Halbbildern des Videosignals zu
synchronisieren.
Die in der Abfrage/Halteschaltung 38 abgefragte und gespeicherte
Spannung stellt den Momentanwert der Sägezahnspannung
und daher die zeitliche Abweichung des Phasensteuersignals
des Flip-Flops 36 gegenüber der durch
den Abfrageimpuls von der Kippstufe 39 eingegebenen Bezugszeit
dar.
Das Ausgangssignal der Abfrage/Halteschaltung 38 wird
über ein Regelschleifenfilter (Tiefpaßfilter) 43 an den
zweiten Eingang des Mischverstärkers 33 angelegt, in dem
dieses Phasenfehlersignal mit dem Drehzahlsteuersignal
des Frequenz/Spannung-Umsetzers 32 addiert und
der Schaltstufe 31 zugeführt wird, die zu richtigen Zei
ten entsprechend den Impulsen f aufeinanderfolgend die
Wicklungen I, II und III des Motors mit einem Strom
speist, der dem Ausgangssignal des Mischverstärkers 33
proportional ist.
Die Schaltstufe 31 ist in Fig. 6 ausführlich gezeigt. Die
Funktion dieser Schaltstufe besteht darin, für die Wick
lungen I, II und III eine Folge von Schaltimpulsen je
weils so zu erzeugen, daß jeder Schaltimpuls geringfügig
mit dem darauffolgenden Schaltimpuls überlappt. Die
Schaltstufe 31 enthält eine nachtriggerbare monostabile
Kippstufe 50, die auf den Impuls f durch Erzeugen
eines Ausgangsimpulses anspricht, wenn der Impuls f einen
Impulsabstand hat, der kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist, welcher einer vorgeschriebenen Motordrehzahl ent
spricht. Daher besitzt das Ausgangssignal der nachtrigger
baren Kippstufe 50 niedrigen Pegel, wenn die Motor
drehzahl geringer als die vorgeschriebene Drehzahl ist.
Auf das Ausgangssignal der nachtriggerbaren Kippstufe 50
spricht ein elektronischer Schalter 51 derart an, daß
einem Ringzähler 53 der Impuls f zugeführt wird, wenn die
Motordrehzahl unterhalb der vorgeschriebenen Drehzahl
liegt, während dem Ringzähler 53 das Ausgangssignal eines Impuls
generators 52 zugeführt wird, wenn die Motordrehzahl die
vorgeschriebene Drehzahl übersteigt.
Der Ringzähler 53 erzeugt gemäß Fig. 7 auf Impulse a′ , die
über den Schalter 51 zugeführt werden, aufeinanderfolgend Impulse b′, c′ und
d′ mit gleicher Impulsdauer. Die Impulse a′ werden auch
an eine monostabile Kippstufe 54 angelegt, die dabei
jeweils einen Impuls e′ mit einer festen Impulsdauer
erzeugt, die größer als die Impulsdauer des Impulses a′
ist, und diese Impulse e′ UND-Gliedern 55, 56 und 57
zuführt, an denen auch die jeweiligen Impulse des
Ringzählers 53 anliegen. Auf diese Weise werden von den
UND-Gliedern 55, 56 und 57 aufeinanderfolgend Impulse f′,
g′ und h′ abgegeben. Die Impulse g′ werden jweils in
einem ODER-Glied 58 mit den Impulsen b′ zusammengesetzt,
um Impulse i′ mit einer Dauer zu erzeugen, die
gleich der Summe der jeweiligen Impulsdauer der Impulse b′ und g′
ist. Auf gleichartige Weise werden in einem ODER-Glied 59
die Impulse c′ und h′ und in einem ODER-Glied 60 die
Impulse d′ und f′ kombiniert, um jeweils Impulse j′ bzw.
k′ zu erzeugen. Jeder der Impulse i′, j′ und k′ tritt für
eine Zeitdauer, die der Dauer der Impulse e′ entspricht,
gleichzeitig mit einem nachfolgenden Impuls auf.
Die Impulse i′, j′ und k′ werden jeweils an Schalttran
sistoren 62, 63 bzw. 64 eines Schaltverstärkers 61 ange
legt. Das Ausgangssignal des Mischverstärkers 33 wird an
die Basis eines Stromzuführungstransistors 65 angelegt.
Der Transistor 65 führt einen zum Ausgangssignal des
Mischverstärkers 33 proportionalen Strom den Emittern von
Ausgangstransistoren 66, 67 und 68 zu, deren Basen je
weils mit den Kollektoren der Schalttransistoren 62, 63
bzw. 64 verbunden sind. Die Kollektoren der Ausgangs
transistoren 66, 67 und 68 sind jeweils mit den Wicklun
gen I, II bzw. III verbunden. Daher bewirkt das
Anlegen des Impulses i′ an die Basis des Schalttran
sistors 62, daß aus einer Spannungsquelle Vcc über den
Transistor 65 und einem Vorspannungswiderstand 69 ein
Strom zugeführt wird, durch den proportional zu der Aus
gangsspannung des Mischvertärkers 33 an dem Ausgangs
transistor 66 ein Basispotential entsteht und dement
sprechend die Wicklung I gespeist wird. Auf gleichartige
Weise bewirkt das Anlegen der Impulse j′ und k′ an die
Basen derSchalttransistoren 63 bzw. 64 das Fortschalten
des Stroms zu der Wicklung II und darauffolgend zu der
Wicklung III mit einer jeweils dazwischenliegenden Über
lappungsperiode, so daß damit das sonst auftretende Weg
fallen des Drehungsschubs verhindert wird.
Falls die Impulse des Phasensteuersignals i von der Be
zugszeit abweichen, steigt das Ausgangssignal des
Mischverstärkers 33 dementsprechend an, so daß der den
Motorwicklungen zugeführte Strom angehoben wird, bis die
Phasendifferenz auf "0" verringert ist; auf diese Weise
wird der Motor 1 unter genauer Zeitsteuerung in Umlauf
versetzt. Die nachtriggerbare Kippstufe 50 ermöglicht die
Rückführungs-Drehzahlregelung mit den Drehzahlsteuerim
pulsen f, wenn die Motordrehzahl unter der vorgeschrie
benen Drehzahl liegt, und das Umschalten auf Impulse mit
konstanten Intervallen aus dem Impulsgenerator 52, wenn
der Motor eine stabile bzw. gleichmäßige Drehzahl er
reicht hat.
Die Motorsteuerschaltung kann gemäß der Darstellung in
Fig. 8 vereinfacht werden. Bei dieser Abwandlung werden
statt der drei Vergleicher bei dem vorangehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel zwei Vergleicher 70 und 71
verwendet. Ein sinusförmiges Ausgangssignal A vom
Differenzverstärker 20 wird an die nichtinvertierenden
Eingänge der Vergleicher 70 und 71 angelegt. Von einer
Bezugsspannungsquelle 72 werden dem invertierenden Ein
gang des Vergleichers 71 eine hohe Schwellenwert-Bezugs
spannung Vh und dem invertierenden Eingang des Verglei
chers 70 eine niedrige Schwellenwert-Bezugsspannung Vl
zugeführt. Die höhere Schwellenwertspannung Vh liegt
zwischen der Maximalspannung der positiven Spitze p und
der Minimalspannung der anderen positiven Spitzen,
während die niedrigere Schwellenwertspannung Vl zwischen
den Spannungen der positiven Spitze p und der negativen
Spitze n liegt. Der Vergleicher 70 gibt einen Impuls B
(Fig. 9) ab, wenn die sinusförmige Spannung A die niedri
gere Schwellenwertspannung Vl übersteigt, während der
Vergleicher 71 einen Impuls C abgibt, wenn die sinusför
mige Spannung die höhere Schwellenwertspannung Vh über
steigt. Der Impuls B wird mit einem Inverter 75 inver
tiert und an den Rücksetzeingang eines Flip-Flops 73
angelegt, an dessen Setzeingang der Impuls C angelegt
wird. Auf diese Weise wird das Flip-Flop 73 durch die
Vorderflanke des Impulses C gesetzt und durch die Rück
flanke des Impulses B rückgesetzt, so daß an dem Q-
Ausgang des Flip-Flops eine Folge von Impulsen D ent
steht, die an den Frequenz/Spannung-Umsetzer 32 und an
die Schaltstufe 31 angelegt wird. Das komplementäre Aus
gangssignal des Flip-Flops 73 wird an den D-Eingang eines
Flip-Flops 74 angelegt, welches durch das Ausgangssignal
des Inverters 75 taktgesteuert und durch den Impuls
C rückgesetzt wird. Das Q-Ausgangssignal des Flip-Flops
74 nimmt bei Empfang des Takteingangssignals,
das bei dem Übergang a 1 während des niedrigen Pegels des
D-Signals auftritt, hohen Pegel an, so daß ein Impuls E erzeugt wird,
der den Kippstufen 34 und 35 zugeführt wird.
Claims (4)
1. Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung für einen Kopf
trommelantriebsmotor eines Videobandgeräts mit Schrägspurab
tastung, wobei der Kopftrommelantriebsmotor durch einen
bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem Ständer, der eine
Vielzahl von Wicklungen aufweist, und einem Läufer, der
eine Folge von jeweils den Wicklungen gegenübergesetzten
abwechselnden Magnetpolen aufweist, gebildet ist, gekenn
zeichnet durch eine an dem Läufer (10) angebrachte abfragbare
Gebervorrichtung (11) mit einer Reihe aus in gleichen Ab
ständen angeordneten ersten Geberelementen (13) und einem
in einer Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten
Geberelementen angeordneten zweiten Geberelement (13 a, 13 b),
eine mit der Gebervorrichtung zusammenwirkende Drehzahl-
und Phasen-Abnehmervorrichtung (12, 20) zum Erfassen der
Geberelemente und zum Erzeugen eines sinusförmigen Signals
mit einer Folge von Spitzen höherer Amplitude, die aufeinan
derfolgend entsprechend den ersten Geberelementen auftreten,
und einer Spitze niedrigerer Amplitude, die in einer dem
zweiten Geberelement entsprechenden Lücke zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Spitzen höherer Amplitude auftritt,
eine Signalgeneratorvorrichtung (21 bis 23, 25, 32 bis 43;
70, 71) zum Vergleichen des sinusförmigen Signals mit einem
ersten und einem zweiten Bezugspegel und zum Erzeugen eines
Drehzahl-Impulssignals, das die Frequenz wiedergibt, mit
der die Spitzen höherer Amplitude den ersten Bezugspegel
übersteigen, und eines Phasen-Impulssignals, das den Zeit
punkt wiedergibt, an dem die Spitze niedrigerer Amplitude
den zweiten Bezugspegel übersteigt, eine Umsetzvorrichtung
(32) zum Umsetzen des Drehzahl-Impulssignals in ein Span
nungssignal, das die Drehzahl des Läufers wiedergibt, eine
Fehlerermittlungsvorrichtung (37 bis 43) für das Erfassen
einer Phasendifferenz zwischen dem Phasen-Impulssignal und
einem Phasenbezugssignal und für das Erzeugen eines Phasen
fehlersignals, eine Mischvorrichtung (33) zum Zusammensetzen
des Phasenfehlersignals mit dem Spannungssignal und eine
Schaltvorrichtung (31) zum Erzeugen eines den zusammenge
setzten Signalen proportionalen Stroms und zum aufeinander
folgenden Zuführen des Stroms zu den Wicklungen entsprechend
dem Drehzahl-Impulssignal.
2. Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebervorrichtung ein
Ringglied (11) aus magnetischem Material mit einer Reihe
von in gleichen Abständen angeordneten abwechselnden Magnet
polen und einem in einer Lücke zwischen zwei aufeinanderfol
genden Magnetpolen der Reihe angeordneten zusätzlichen Ma
gnetpol aufweist, dessen Feldstärke geringer als die Feld
stärke der Magnetpole der Reihe ist, und daß die Drehzahl-
und Phasen-Abnehmervorrichtung (12, 20) einen mit dem Ring
glied zusammenwirkenden, an dem Ständer (6) angebrachten
Hallgenerator und eine an den Hallgenerator angeschlossene
Differenzverstärkervorrichtung (20) für das Erzeugen des
sinusförmigen Signals aufweist.
3. Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerermittlungs
vorrichtung einen auf das Phasen-Impulssignal ansprechenden
Sägezahngenerator (37) zum Erzeugen einer Sägezahnspannung
und eine Abfrage/Haltevorrichtung (38 bis 42) zum Abfragen
der Sägezahnspannung entsprechend einem Bezugszeitsignal,
zum Speichern der abgefragten Sägezahnspannung und zum
Anlegen des Ausgangssignals der Abfrage/Haltevorrichtung
an die Mischvorrichtung (33) als Phasenfehlersignal aufweist.
4. Drehzahl- und Phasenregeleinrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Impulsgene
rator (52) zum Erzeugen von Impulsen konstanter Frequenz
und eine Umschaltvorrichtung (50, 51) zum Anlegen des Dreh
zahl-Impulssignals an die Schaltvorrichtung (31), wenn das
Drehzahl-Impulssignal eine Frequenz unter einem vorbestimmten
Wert hat, oder zum Anlegen der Impulse konstanter Frequenz
an die Schaltvorrichtung, wenn die Frequenz des Drehzahl-
Impulssignals den vorbestimmten Wert übersteigt.
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