Устройство для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты Советский патент 1992 года по МПК G11B15/46 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к магнитной записи, и может быть использовано в устройствах стабилизации скорости перемещения магнитной ленты в магнитофонах, а также в системах автоподстройки частоты.

Известно устройство для стабилизации частоты вращения электродвигателя магнитофона, а следовательно, и скорости магнитной ленты, содержащее источник питания и последовательно соединенные усилитель мощности, электродвигатель, измеритель частоты вращения, усилитель-ограничитель и частотный дискриминатор.

Однако такое устройство имеет недостаточную точность стабилизации частоты вращения двигателя, а следовательно, и скорости магнитной ленты, обусловленную изменением в широких пределах момента

нагрузки на валу двигателя, что имеет место в современных кассетных магнитофонах, поскольку в них, как правило, не применяются системы стабилизации натяжения магнитной ленты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для стабилизации скорости движения, магнитного носителя, содержащее источник питания и последовательно соединенные усилитель мощности, электродвигатель, измеритель частоты вращения, усилитель-ограничитель, удвоитель частоты, частотный дискриминатор, компаратор, интегратор и дифференциатор, а также ведущий вал, кинематически связанный с взлом двигателя и магнитным носителем.

Прототипу присуща недостаточная точность стабилизации средней и мгновенной

|

сл со

N

чэ о

(коэффициент детонации) скорости магнитной ленты при изменении в широких пределах момента нагрузки на ведущем валу, при малом моменте инерции (малой массе) маховика ведущего вала, поскольку к современным кассетным магнитофонам предъявляются жесткие требования по массе и габаритам в соответствии с ГОСТом.

Вопросы снижения массы и габаритов при одновременном обеспечении требуемых отклонений скорости от номинальной и коэффициента детонации особенно актуальны для дубль-кассетных магнитофонов и магнитол.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты, содержащее источник питания и последовательно соединенные усилитель мощности , электродвига- тель, измеритель частоты вращения, усилитель-ограничитель, удвоитель частоты и частотный дискриминатор, состоящий из генератора пилообразного напряжения и компаратора, а также ведущий вал, кинематически связанный с валом электродвигате- ля и магнитной лентой, введены аттенюатор, интегродифференцирующее звено, два многозвенных фильтра нижних частот и операционный усилитель с дифференциальными входами, неинвертирующий вход которого подключен через первый многозвенный фильтр нижних частот к выходу частотного дискриминатора, инвертирующий ход - к выходам аттенюатораи интег- родифференцирующего звена, а выход подсоединен через второй многозвенный фильтр нижних частот к входу усилителя мощности, причем вход аттенюатора связан с выходом источника питания, а выход первого звена второго многозвенного фильтра нижних частот - с входом интегродиффе- ренцирующего звена.

На фиг.1 дана функциональная схема устройства для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты; на фиг.2 - схема ограничительной части устройства; на фиг.З - временные диаграммы напряжений.

Устройство состоит из источника 1 питания и последовательно соединенных усилителя 2 мощности, электродвигателя 3, измерителя 4 частоты вращения, усилителя- ограничителя 5, удвоителя 6 частоты, частотного дискриминатора 7, состоящего из генератора 8 пилообразного напряжения и компаратора 9, ведущего вала 10, кинематически связанного с магнитной лентой 11, а также аттенюатора 12, интегродифференцирующего звена 13, первого 14 и второго 15 многозвенных фильтров нижних частот (ФГЧ) и операционного усилителя 16 с дифференциальными входами.

Известная часть устройства для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты аппаратурно может быть реализована следующим образом: источник 1 питания постоянного или переменного тока - авто0 номный или сетевой, усилитель-ограничитель 5, умножитель б частоты, компаратор 9 частотного дискриминатора 7 на интегральных операционных усилителях с дифференциальными входами, усилитель 2 мощности

5 и генератор 8 пилообразного напряжения частотного дискриминатора 7 на транзисторах, электродвигатель 3 - коллекторный по- стоянного тока для кассетных магнитофонов или асинхронный перемен0 ного тока для катушечных, измеритель 4 частоты вращения индукционного типа устанавливается на валу двигателя 3 либо на ведущем валу 10

Аттенюатор 12 (фиг 2) реализован на ре5 зисторах 17 и 18, интегродифференцирующее звено 13 - на резисторах 17-19 и конденсаторе 20, первый 14 многозвенный фильтр нижних частот на резисторах 21 и 23 и конденсаторах 22 и 24, второй 15 много0 звенный фильтр нижних частот - на резисторах 25 и 27 и конденсаторах 26 и 28, операционный усилитель 16с дифференциальными входами типа К157УД2 или любого типа с-аналогичными параметрами.

5 Принцип работы устройства для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты следующий.

В установившемся режиме ротор электродвигателя 3 вращается с номинальной

0 (требуемой) частотой (случай f fHl фиг.З), поскольку к обмоткам управления двигателя с выхода усилителя 2 мощности прикладывается номинальное управляющее напряжение 7 (фиг.Зж). Кинематически связанные

5 с ротором электродвигателя 3 измеритель 4 частоты вращения и ведущий вал 10 также вращаются с номинальными частотами, а магнитная лента 11 перемещается с номинальной скоростью. На выходе измерителя

0 4 частоты вращения формируется синусоидальный сигнал (фиг.За), частота которого равна номинальной. Этот сигнал усиливается и ограничивается по амплитуде (фиг.Зб) усилителем-ограничителем 5, удваивается

5 по частоте (фиг.Зв) удвоителем 6 частоты и прикладывается к входу частотного дискриминатора 7, Здесь генератором 8 пилообразного напряжения из коротких прямоугольных импульсов (фиг. Зв) формируется пилообразное напряжение (фиг.З г),

преобразуемое компаратором 9 в прямоугольное напряжение (фиг.Зд), постоянная составляющая которого выделяется первым многозвенным ФНЧ 14 (фиг.Зе) пропорционально частоте входного сигнала. К инвертирующему входу операционного усилителя 16 прикладывается выходное напряжение аттенюатора 12 (Ue, фиг.Зе), а к его неинвертирующему входу - выходное напряжение первого многозвенного ФНЧ 14, Это напряжение преобразуется операционным усилителем 16 в широтно-импульсное напряжение прямоугольной формы (фиг.Зж), т.е. усиливается по напряжению, и сглаженное вторым многозвенным ФНЧ 15 (U, фиг.Зж) подводится к входу усилителя 2 мощности.

Интегродифференцирующее звено 13 совместно с операционным усилителем 16, первым 14 и вторым 15 многозвенным ФНЧ предназначены для обеспечения устойчивости и получения заданных динамических свойств устройства при требуемом (расчетном) значении коэффициента передачи разомкнутого устройства.

При увеличении момента нагрузки на ведущем валу 10 и(или) уменьшении напряжения источника 1 питания от номинальных значений соответственно уменьшаются частоты вращения ведущего вала 10 и измерителя 4 частоты вращения (фиг.З, случай f fn), а следовательно, уменьшается частота напряжения на его выходе (фиг.За). При этом мгноЁенное значение выходного напряжения первого многозвенного ФНЧ 14 превысит выходное напряжение аттенюатора 12 (Ue, фиг. Зе) и на выходе операционного усилителя 16 установится максимальное значение напряжения, близкое к напряжению источника 1 питания. После завершения переходных процессов частота вращения ведущего вала 10, а следовательно, и скорость магнитной ленты становятся

близкими к номинальным значениям с точностью до величины установившейся ошибки, а ширина положительных импульсов (фиг.Зж) будет больше номинальной.

5Аналогично произойдет отработка устройством возмущений при уменьшении момента нагрузки на ведущем валу 10 и (или) увеличении напряжения источника 1 питания от номинальных значений (случай f x f.

10 фиг.З), Однако ширина положительных импульсов на выходе операционного усилителя 16 (фиг. Зж) в установившемся режиме будет меньше номинальной.

5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты, содержащее источник питания и последовательно соединенные усилитель мощности, электро0 двигатель, измеритель частоты вращения, усилитель-ограничитель, удвоитель частоты и частотный дискриминатор, состоящий из генератора пилообразного напряжения и компаратора, а также ведущий вал, кинема5 тически связанный с валом электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, в него введены аттенюатор, интегродифференци- рующее звено, два многозвенных фильтра

0 нижних частот и операционный усилитель с дифференциальными входами, неинвертирующий вход которого подключен через первый многозвенный фильтр нижних частот к выходу частотного дискриминатора,

5 инвертирующий вход - к выходам аттенюатора и интегродифференцирующего звена, а выход подсоединен через второй многозвенный фильтр нижних частот к входу усилителя мощности, причем вход атте0 нюатора связан с выходом источника питания, а выход первого звена второго многозвенного фильтра нижних частот - с входом интегродифференцирующего звена

тг

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к магнитной записи, и может быть использовано в устройствах стабилизации скорости магнитной ленты в магнитофонах, а также в системах автоподстройки частоты. Цель изобретения - повышение точности стабилизации скорости перемещения магнитной ленты. Устройство для стабилизации скорости перемещения магнитной ленты содержит источник питания и последовательно соединенные усилитель мощности, электродвигатель, измеритель частоты вращения, усилитель, ограничитель, удвоитель частоты и частотный дискриминатор, состоящий из генератора пилообразного напряжения и компаратора, а также ведущий вал, кинематически связанный с валом электродвигателя и магнитной лентой. Новым является введения аттенюатора, интегродифферен- цирующего звена, двух многозвенных фильтров нижних частот и операционного усилителя с дифференциальными входами. 3 ил. сл с

W

11

Ii

Фм.1

К$6/ХО$у VC#70V /UXQ

fti/mQWff /

компара/гюрз 9

Фиг г

ко Јходу

- усилите/w мощное/пи

«.

Цг

7

0г/г 3