Устройство для регулирования скорости транспортирования магнитной ленты Советский патент 1986 года по МПК G11B15/46 

Изобретение относится к технике магнитис.Г; записи,, а именно к устройства ,ф1Я регулирования скорости двюкения магнитной ленты.

Цель {изобретения расширение дна iiasotja регулирования скорости и увеличение, равномерности двилсения магнитной ленты.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаамого устройства| на фиг,2 к 3 - диаграммы., поясняющие работу устройства.

Устройство для регулирования скоро стн транспортирования магнитной ленты соде.рю-гт электродвигатель 1, мехги-шч вски связанный с импульсньм датчиком 2 скорости и лентопротяяг- пым механизмом 3 буфернр й каскад - , эталоннь(й генератор 5, регистр 6 последовательно соединенные реверсив 1-2ый счетчик 7., дешифратор 8 параллельно включенные первый 9 и второй 10 элементы Иу выходы которых соответственно соединены с с ммир ющи;ч и вычита10щи1--{ входами реверсивного счетчика 7, а первый вход второго элемента И 10 и второй вход nepjjoro 9 элемента К 9 (соответственно связаны с первым и вторым выходами дешифра- -jpa 8,

Устройство снабжено первой последовательной цепью г(одклЮ1; енной между ю-гпульсным датчикам 2 скорости и входом 11 буферного каскада 4, сос тояще из ждущет о мультивибратора 12, схемы 13 выделения ошибки, второй вход которой связан с импульс- HbLM датчиком 2 скорости, второго ждущего мул -ти-в,5ратора 14, первый и второй Вло,|ды которого соединены соответственно с первым 15 и вторым 16 выходами схемы 13 выделения ки., второго реверсивного счетчика 17, регистра б, управляющим входом 8 под1шючен1юго к второму ждущему мульт1шибратору 14g дифроаналогово- го преобразователя 19 и аналогового сумматора 20, CBOI-M вторым входом ерез второй цифроаналоговый преобразователь 21 подключенного к ревер- сшзному счетг ику 7 Устройство также снабжено второй последовательной цепью, вгшюченной между вторь1м реверсивным счетчиком 17 и четвертыми входами первого 9 и второго 10 элементов И, состоящей из схемы 22 срав нения 5 BTOpbLM входом соединенной с регистром б, запоминающего элемента 23, первый и второй входы кото10

2168012

рого соответственно подключены к

выхода -- BojLbi ie и Меньше схемы 22 сравнения5 а управляюцгий вход 24 связан с вто1 )ык жду1л;№-1 мультивибра- . тором 14,, схемы 2 - 2И-ИЛИ 25 сво1Ф1и I iepiibB i и третьим входами, соответ- CTijeHHO подсоединенной к первому и Бтopo y выходам запомпншощего элемента 23,

Устройство также снабжено третьим

26и qCTBepTbLM 27 элементами И, вы- ходд;1 }соторь х соответственно подключены к сзл пчируюцтему и вычитаюнгему входам второго реверсивного счет чи- кп 17, определителем 28 знака, сво- И;-П 1 первым и вторым выхо/дами соотгзе.т- ственно соедгтенпьм с вторым и чет- верт1)1м вхо.Т,ами схемы 2 ; 2И-ИЛИ 25 и З торым дешифратором 29, выход которого соединен с первым и вторь;м

в хо д ами со о ТВ е т ств он н о ч е Т7я е р то .г о

27и третьегд 26 злемепта И, а его вход подключен к второму реверсивному счетчику 17, При этом вторые входы второго 10 и четвертого 27 элементов И к определителя 28 знака подю гючеиы к второму выходу 1 6 схемы 13 выделения ошибки, первые вхо- дь первого 9 и третьего 26 элементов И и определителя 28 знака подсоединены к первому выходу 15 схемы 13 выделения ошибки, а трет1 и входгл первого 9, второго 10, третьего 26 и четвертого 27 элементов И соединены с эталонньм 1 енератором 5,

По функгщональному назначению устройство содерйШ т три контура регулирования скорости пропорп гона., и{.тегральны-й к коррекции.

Пропорциона.П1--ньп 1 контур регулирования скорос си работает след лощим образоМо

В установившемся когда скорость движения лепты точно совпадает с -оминапьной, на вькодах 5 и 16 схемы 13 выделения ошибки (фиг„1) си.1 Нальг отсутствзпот. Если по какой-либо npn4,fiHe (например, из-за изменения момента трения) скорость ле1гты от.гшоияется от номинальной, то изменяется и импульсов, при - ходящизс с г-мпульсиого датчика 2 скорости,. При этом длительность мпуль- са датчика 2 скорости, которая при номинйШ1 л6й срсорости равна опорной длительности -нм11ульса хгдущего мультивибратора 12, запускаемого от переднего фронта импульса датчика 2 скорости,, изменяется и отличается от

30

40

50

55

31

длительности опорного сигнала. Импульсы датчика 2 скорости и ждущего мультивибратора 12 поступают соответственно на второй и первый входы схемы 13 выделения ошибки, на выходах 15 и 16 которой формируются импульсы, длительность которых равна разности между длительностью опорных импульсов жд,ущего мультивибратора 12 и длительностью сигналов датчика 2 скорости. Если скорость вращения электродвигателя 1 больше номинальной, то импульсы присутствуют, например, на выходе 16, а если меньше - на выходе 15 схемы 13 выделения ошибки, например, микросхемы 164 ЛС1, Пусть, например, колебания скорости вращения электродвигателя 1 имеют характе, указанньй на фиг.2а, где uu) iJ-iJ, oj - действительная скорость вращения электродвигателя 1; и) - номинальная скорость вращения

электродвигателя 1. Тогда импульсы на выходах 15 и 16 схемы 13 выделения ошибки (фиг.О соответствуют показанным на фиг.,6. Ширина этих импульсов пропорциональна колебаниям скорости ucj. Далее импульсы с выхода 15 схемы 13 выделения ошибки поступают на первый вход третьего элемента И 26, а с выхода 16 - на второй вход четвертого элемента И 27. В это время на третьи входы третьего 26 и четвертого 27 элементов И поступают импульсы более высокой частоты с эталонного генератора 5, а на второй и первый входы соответственно третьего 26 и четвертого 27 элементов И подается логическая 1 с выхода второго дешифратора 29. В этом случае на выходах третьего 26 или четвертого 27 элементов И образуются пачки импульсов, число п которых зависит от длительности импульсов на

BЫxoдax 15 и 16 схемы 13 выделения ошибки и рассчитывается по формуле

п f

(1)

где Т - длительность импульса на выходе 15 или 16 схемы 13 выделения ошибки; f - частота сигнала эталонного

генератора 5.

При скорости вращения электродвигателя 1 больше номинальной, т.е. когда , пачки импульсов с выхода четвертого элемента И 27 поступают на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 17, а при скорое16801

ти вращения электродвигателя 1 мень-.

ше номинальной, т.е. когдаЛОсО, пачки импульсов с выхода третьего элемента И 26 поступают на с.уммир то- щий вход второго реверсивного счетчика 17.. Передние фрон1Ъ1 имгошьсов на выходах 15 или 16 схемы 13 выделения ошибки запускают второй жду- Щ1т мультивибратор 14, который перед приходом пачки импульсов выдает импульс на вход установки второго реверсивного счетчика 17. Вследствие этого во втором реверсивном счетчике 17 устанавливается единица в старшем разряде, а в младших разрядах 10

15

20

25

нули. При этом предваритечьное число, записанное во втором реверсивном счетчике 17, равно , где га - число разрядов второго реверсивного счетчика 17. Если пачкн импульсов пост Т1ают на сум ир пощий вход второго реверсивного счетчика, т.с.ког- дадО О, то предварительно записанное число втором реверсивном счетчике 17 суммируется с числом импульсов п в пачке и число К , записанное во втором реверсивном счетчике 17, определяется по формуле

30

, п .

(2)

.Если пачки импульсов поступают на вычитающий вход второго реверсивного счетчика, т.е. когда Л( 0, число импульсов п в пачке вычитается из предварительно записанного числа во втором реверсивном счетчике 17 и число K,j, записанное в счетчике 17, в этом случае определяется по формуле

, - 1 - К, 2 - п.

(3)

При поступлении заднего фронта импульса второго ждущего мультивибратора 14 на управляющий вход 18 регистра 6 в конце каждой пачки импульсов числа К или К г из второго реверсивного счетчика 17 перезаписывается в регистр 6, а затем при помощи цифроаналогового преобразователя 19 преобразовываются в аналоговую форму напряжения и это напряжение поступает на первый вход аналогового сумматора 20. Величина переменной составляющей напряжения, вырабатываемого цифроаналоговым преобразователем 19, про/1орциональнэ1 ошибке по скорости лО.

Для запрещения пе.релопнеция гит измеие 1ия знака второго реверсивного счетчнка 17 в устройство введен второй депшфратор 29. При появления во всех разрядах реверсивного счетчика 17 единиц апи нулей на выходе второго дешифратора 29 появляется логигчес кий О, который запрещает прохождение импульсов в пачке через третий 26 или четвертый 27 элементы 1-1 и тем caMbLM исклочает переполнение реверсивного счетчика 17.

Работа ин тегрального контура ре- .гулирования скорости происходит сле- ду ощт-м образом.

( Ь-{Г1ульсы напряжения с первого 15 з-ши второго 16 выходов схемы 13 выделения ошибки поступают на первый и второй входы соответственно первого 9 и второго 10 элементов И, а на третьи их входь гюдалотся импульсы эталонного генератора 5, При этом элементы И 9 и 10 формирзпот пачки импульсов та- ки же образом, как и в пропорциональном регулирования скорости. Напригчер, если скорость вращения электродвигателя 1 меньше номинальной, т, а о QcJ-i О, то пачки импульсов с элемента И 9 поступают на суммиру-- ющий вход реверсивного счетчика 7 и происходит их с мярование с ранее записаин ым числом, а когда скорость больше номинальной, T,e,,, то пачки импульсов с элемента И 10 иояа ются на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 и происходит их вычитание из ранее записанного числа Та- Ks-E-i образом, число, записанное в реверсивном счетчике 7, пропорционально интегралу от ошибки по скорости, т.е. интегралуU6J, Это число при по- моищ второго цифроаналогового преобразователя 21 преобразовывается в аналогов то форму напряжения и подается на второй вход аналогового сумматора 20в Далее напряжения интеграль- юго и пропорционального контуров суммируются в аналоговом сумг-шторе 20 и через буферный каскад 4 управляют скоростью вращения электродвигателя 1 таким образоМ; что скорость движения ленты в лентопротяжном механизме остается постоянной. Дешифрато 8, аналоги-чно, как и второй дешифра- тор 29, запрещает переполнение и изменение знака реверсивного счетчика 7.

0

0

5

0

5

0

5

0

Работа контура коррекции регулирования с.корости происходит след;,то- niHM образом,

В схеме 22 сравнения происходит сравнение числа в регистре 6, записанного от предыдущей пачки импульсов с числом, записанным в текущий момент в реверсивном счетчике 17. Если, например, предыдущее число больше, то на выходе Больше схе-. мы 22 сравнения появляется логическая а на ее выходе Меньше - л(5гический О, и наоборот. Знак результата сравнения чисел, определенный в момен окончания ка;кдой пачки иг-гаульсов при помощи ампуль- са, поступающего от второго ведущего мзшьтивибратора 14, на управляю1ций вход 24 запоминающего элемента 23, например, микросхемы 564 СМЗ запис1 1- вается в запоминаюш.ий элемент 23, где он хранится до следуюи;ей пачки импульсов. Так, например, если из- за колебания скорости напряжение на первом выходе запоминающего элемента 23 изменяется (фиг.2г), то при этом на втором его выходе наиряже-- нив перевернуто на (фиг,2 ),

При колебаниях скорости напряжение сигнала на первом и втором выходах определителя 28 знака, например, микросхемы 564 ТМ2 меняе 1 свое- значение кaжд)Й раз, когда изменяется знак ошибки ПС скорости (фиг.2е,)к) .

Сигналы с первых и вторьгх выходов .нающего элемента 23 и определителя 28 знака соответственно посту- паот на пераый, второй, третий и чегверть;й входы схемы 2 2И-Ш1И 25, на выходе которой формируются сигналы Совпадения (фиг, 2-1 ), поступаю- ш,ие на четБертые входы элементов И 9 и 10, Таким образом, пачки импульсов через элементы И 9 и 10 на реверсивный счетчик 7 поступают только во время возрастания по абсо- „чютной вел(чине скоростной ошибки До-Х В момент времени t,, t (фиг.2сх) когда скоростная ошибка /xcj проходит через MaKCriMiT -. и начинает убывать по з.бсояю гной величине, с выхода схе- :-1ы 2д 2И-ИЛ г 25 (фиг, 2 т) на входы 4 эпементоБ И 9 и 10 поступает запрет в вида логического О, и пачки «мпульсов перестают поступать на реверс1-шный счетчик 7. Число, накопленное к тому времени в реверсивном

счетчике 7, остается неизменным, пока скоростная ошибкай(О не изыеннт свой знак.

На фиг.Зо, 5 соответственно показаны колебания ошибки по скорости ucJH изменение напряжения на выходе второго цифроаналогового.преобразователя 21 контура интегрального регулирования при увеличении нагрузки без контура коррекции соответственно, а на фиг, 36,г - колебания ошибки по скорости и выходное напряжение того же преобразователя 21 при наличии контура коррекции. Из , видно, что с увеличением нагрузки в момент времени t скоростная ошибка AoJ начинает увеличиваться ло абсолютной величине. Одновременно увеличивается и напряжение на выходе второго цифроаналогового преобразователя 21 (фиг.3|&), В момент времени . 12 скрестная ошибка ЛоЗ достигает максимального значения и начинает умень- ша ться, а напряжение на выходе второ го цифроаналогового преобразователя 21 продолжает увеличиваться, так как на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 поступают пачки импульсов. В момент времени t, когда скоростная ошибка Д|х) равна нулю, на выходе второго цифроаналогового преобразователя 21 присутствует избыточное напряжениеДи (фиг.Зй), из- за этого ошибка по скорости ДоЗ после прохождениячерез нольв момент времени продолжает расти, и в системе возникают медленно затухающие колебания.

В случае введения контура коррекции при увеличении нагрузки в момент времени t (фиг.36 ) напряжение на выходе второго цифроаналогового преобразователя 21 в момент t j (фиг.Зг. ) перестает расти и остается на достигнутом уровне, так как со схемы 2 X 2И-ИЛИ 25 -поступает логический О, запрещающий прохождение пачки импульсов на сут--1мирующий вход реверсивного счетчика 7. Поэтому в данном случае избыточное напряжение Л U-, значительно меньше, и колебания скоростной ошибки Дц) и напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 21 быстро затухают (фиг.ЗВ,г ),

Формула изобретения

Устройство для регулирования скорости транспортирования магнитной

fO

fS

20

5

0

5

0

5

0

5

ленты, содержащее электродвигатель, механически связанный с импульсным датчиком скорости и лентопротяжным механизмом, буферный каскад, эталонный генератор, регистр, последовательно соединенные реверсивный счетчик, дешифратор, параллельно вклзо- чеиные первый и второй элементы И, выходы которых соответственно соединены с суммирующим и )Г -; входами реверсивного счетчика, первый вход второго элемента И и второй вход первого элемента 11 соответственно связаны с и чторьм выходами дешлфрагора, о т л и ч а ю щ е- е с я теп, что. с целью расширения диапазона регул -{рова 1 1я скорости и увеличен 1я равномерности движения магнитной ленты, orto снабжено первой последовательно. цепью, П(..1чен- ной между й-1пульсным датчиком скорости и входом буферного каска;л,а и состоящей из .ждущего мульт шибрато- ра, выделения ошибки, второй вход которой связан с 11мпульсньихг датчиком скорости, второго ждущего мультивибратора, первьш и второй входы которого соедине1Ы соответственно с первым и вторым выходами, схемы выделения ошибки, второго реверсивного счетчика, регистра, управляющим входо -- подключенного к второму ждущему мультивибратору, цифроаналогового преобразователя и аналогового сумматора, своим вторым входом через второй цифроаналоговый преобразователь подключенного к реверсивному счетчику, второй последовательной цепью, включенной между вторым реверсивным счетчиком и четвертыми входами первого, и второго элементов И и состоящей из схемы сравнения, вторым входом соединенной с регистром, запомина.ющего элемента, первый и второй входы которого соответственно подключены к выходам Больше и Меньше схемы сравнения, а управляющий вход йвя- зан с вторьгм ждущим мультивибратором и схемой 2 X 2И-ШШ, .своими первым и третьим входами соответственно подсоединенной к первому и второму выходам запоминающего элемента, а также третьим и четвертым элементами И, выходы которых соответственно подключены к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика, определителем

знака,- своими первым и вторым выходами соответственно соединенным с вторым и четвертым входами схемы 2 К-2И-Ю1И и BTopbiM дешифратором, выход которого соединен с первом и вторым входами четвертого и третьего элементов И, а его вход подключен к второму реверсивному счетчику, причем вторые входы второго и

четвертого элементов И и определителя знака подключены к второму выходу схемы выделения ошибки, первые

5 входа первого и третьего элементов И и определителя знака подсоединены к первому выходу схемы выделения ошибки, а третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элемен10 тов йсоединены с эталонным генератором.

Изобретение относится к технике магнитной записи, к устройствам для регулирования скорости движения магнитной ленты. Устройство содержит электродвигатель 1, механически связанный с импульсным датчиком 2 скорости и лентопротяжные механизмом 3, буферный каскад 4, эталонный генератор 5, регистр 6, реверсивные счетчики 7 и 17, дешифраторы 8 и 29, элементы И 9,10,26 и 27, ждущие мультивибраторы 12 и 14, схему 13 выделения ошибок, цифроаналоговые преобразователи 19 и 21, аналоговый сумматор 20, схему 22 сравнения, запоминающий элемент 23, соединенные между собой определенньм образом, что ;поз-. воляет расширить диапазон регулиро- - вания скорости и увеличить равномерность движения магнитной ленты. 3 ил. (П О) 00

Ж

If

йы

5

.З

Редактор О,Головач

Составитель. Б.Сычёв,

Техред О.НецеКорректор Е,Сиррхман

Заказ 1002/59Тираж 544Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и от грытий

113035, Москва, Ж-ЗЗг Раушская наб,, д, 4/3

Филиал ППЛ Патент, г.Ужгород, улЛроектная,