Устройство для управления скоростью магнитного носителя Советский патент 1984 года по МПК G11B15/46 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к аппаратуре цифровой записи на магнитную ленту. Известно устройство для управления скоростью магнитного носителя, в котором сигнал синхродатчика (тахогенератора) модулируется сигналом опорного генератора, из модулированного сигнала выделяется разностный сигнал, который выпрямляется и интегрируется для получения сигнала, управляющего серводвигателем через усилитель мощности 1. Известно также устройство, в котором для получения управляющего сигнала применен синхродатчик-тахометр постоянного напряжения, установленный непосредственно на валу серводвигателя. Напряжение, снимаемое с тахометра, интегрируется и сравнивается с опорным напряжением. Разность между этими напряжениями и является управляющей для сервосистемы 2. Недостатками данных устройств являются значительный отклик системы при импульсных нагрузках из-за наличия интегрирующих цепей и отсутствие простой перестройки скорости из-за наличия фильтрующих цепей. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления скоростью движения магнитного носителя, содержащее операционный усилитель, первый вход которого соединен с источником опорного сигнала, выход соединен с электродвигателем, на валу которого установлен синхродатчик, выход синхродатчика соединен с входом частотного дискриминатора, выход дискриминатора подключен к входу дифференциального усилителя, причем вход операционного усилителя соединен с его выходом через резистор и включенные параллельно конденсатор и нелинейный элемент 3. Недостатком известного устройства является больщой отклик системы при PJMпульсных воздействиях. Слежение за скоростью осуществляется за время, равное нескольким периодам следования сигналов синхродатчика, так как принцип действия устройства основан на интегрировании указанных сигналов. Интегратор предназначен для сглаживания сигналов с выхода частотного дискриминатора для-получения требуемых параметров управляющего сигнала. Чем ближе процесс интегрирования к идеальному, т. е. больще постоянная интергирования, тем ниже стабильность при действии импульсных нагрузок. Для уменьшения отклика системы постоянную интегрирования необходимо у.меньщать, но при этом сглаживание сигналов на выходе частотного дискриминатора уменьщается, что приводит к ухудщению стабильности системы. При действии импульсных нагрузок, длительность которых по времени меньще периода интегрирования, система не успевает отслеживать изменения скорости. Цель изобретения - улучщение стабилизации скорости при импульсных нагрузках, которые могут быть вызваны, например, нераномерностью движения магнитного носителя в тракте. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления скоростью магнитного носителя, содержащее операционный усилитель, первый вход которого соединен с источником опорного сигнала, а выход - с электродвигателем, причем вал электродвигателя сопряжен с синхродатчиgOM, частотный дискриминатор, выход которого подключен к второму входу операционного усилителя, введен преобразователь частоты, вход которого соединен с выходом синхродатчика, а выходы подключены к соответствующим входам частотного дискриминатора, выход которого подключен к второму входу операционного усилителя. Кроме того, частотный дискриминатор содержит источник стабильного тока, выход которого подключен к первому и второму ключам, два конденсатора одинаковой емкости, первые выводы которых соединены с соответствующими выводами второго и третьего ключей, управляющие входы которых объединены и являются первым входом частотного дискриминатора, второй вход которого служит управляющий вход первого ключа, а вторые выводы конденсаторов и соответствующий вывод первого ключа подключены к общей щине устройства, В предлагаемом устройстве исключен процесс интегрирования, что позволяет отслеживать изменение скорости каждый период. Введение преобразователя частоты и построение частотного дискриминатора на одном источнике тока и в двух одинаковых конденсаторах позволяет для выработки управляющего сигнала использовать только один параметр - частоту следования сигналов, что также увеличивает стабильность, На чертеже приведена функциональная схема .устройства и временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство включает операционный усилитель 1, частотный дискриминатор 2, электродвигатель 3, синхродатчик 4, преобразователь 5 частоты, источник 6 тока, первый однопозиционный ключ 7, второй двухпозиционный ключ 8, третий двухпозиционный ключ 9, конденсаторы 10 и 11. Первый вход операционного усилителя 1 соединен с источником опорного сигнала, второй - с выходом частотного дискриминатора 2. Выход операционного усилителя соединен с электродвигателем 3. Вал электродвигателя 3 соединен с синхродатчиком 4. Выход синхродатчика 4 соединен с входом преобразователя 5 частоты. Два выхода преобразователя 5 частоты соединены с соответствующими входами частотного дискриминатора 2. Частотный дискриминатор 2 содержит источник б тока, выход источника 6 подключен к первому однопозиционному и второму двухпозиционному ключам 7и 8. Первый вывод конденсатора 10 соединен с нормально, замкнутым контактом ключа Вис нормально разомкнутым контактом третьего двухпозиционного ключа 9. Первый вывод конденсатора 11 соединен с нормально разомкнутым контактом второго ключа 8 и с нормально -замкнутым контактом ключа 9. Вторые выводы конденсаторов 10 и 11 соединены с общей.шиной. Второй койтакт ключа 7 также подключен к общей шине. Управляющие входы ключей 8и 9 подключены к первому входу частотного дискриминатора 2, а управляюший вход ключа 7 - к второму входу частотного дискриминатора 2. Устройство работает следуюшим образом. Оптический синхродатчик 4 преобразует аналоговый сигнал tl, снимаемый с синхродиска, в логический t2. Сигнал t2 поступает на вход преобразователя 4, который вырабатывает два управляющих сигнала 13 и t4. Сигнал 13 (логический) получается из сигнала t2 при делении его частоты в два раза, он управляет ключами 8 и 9. Сигнал t4 (логический) представляет собой импульс постоянной деятельности. вырабатывается по переднему фронту сигнала 12. Сигнал 14 управляет ключом 7. Конденсаторы 10 и 41 в начале каждого периода сигнала 12, т. е. по сигналу 14, с помощью ключа 7 через ключ 8 разряжаются и тем самым подготавливаются к работе. По окончании разряда конденсатор 10 заряжается от источника 6 стабильного тока через ключ 8 до наступления следующеГО периода следования сигнала t2. В следуюший период ключ 8 под действием сигнала 13 отключает конденсатор 10 от источника 6 и подключает к источнику 6 тока конденсатор 11. Конденсатор 10 переходит в режим хранения заряда. В это время ключ 9подключает конденсатор 10 к входу дифференциального операционного усилителя 1 и отключает от этого входа конденсатор 11. В -следующий период аналогичный процесс подготовки к работе и заряда протекает с конденсатором 11 (диаграмма для 15) Напряжение на конденсаторах 10 и 11 при их заряде через источник стабильного тока к концу периода выражается формулойU CJ(T-Г), где и - напряжение на конденсаторе; С - емкость конденсатора; J - ток заряда конденсатора; (Т-Т)- время заряда конденсатора; Т - период следования сигналов оптического синхродатчика; Т - длительность второго управляющего сигнала, разряжающего конденсатор. Напряжение, поступившее на вход операционного усилителя 1 с конденсаторов 10и 11 сравнивается с опорным напряжением (U опорное). На выходе операционного усилителя 1 вырабатывается управляющее напряжение, пропорциональное разности двух входных напряжений. Управляющее напряжение с выхода операционного усилителя поступает на электродвигатель 3 для управления его угловой скоростью. При этом напряжение, снимаемое с конденсаторов 10 и И, поступающее через ключ 9 на вход операционного усилителя 1, приближается по величине к опорному напряжению, т. е. сигнал ошибки минимизируется. Изменяя величину опорного напряжения, легко производить перестройку скорости в довольно широких пределах.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ, содержащее операционный усилитель, первый вход которого соединен с источником оаорного сигнала, а выход - с электродвигателем, причем вал электродвигателя сопряжен с синхродатчиком, и частотный дискриминатор, выход которого подключен к второму входу операционного усилителя, отличающееся тем, что, с целью улучшения стабилизации скорости при импульсных нагрузках, в него введен преобразователь частоты, вход которого соединен с выходом синхродатчика, а выходы подключены к соответствующим входам частотного дискриминатора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся -тем, что частотный дискриминатор содержит источник стабильного тока, выход которого соединен с первым и вторым ключами, два конденсатора одинаковой емкости, первые вь1ходы которых соединены с соответствующими выводами- второго и третьего ключей, причем управляющие входы . ключей объединены и являются первым входом частотного дискриминатора, вторым входом которого служит управляющий вход перСО вого ключа, а вторые выводы конденсаторов и соответствук5щий вывод первого ключа соединены с общей щиной устройства. со о о: ел