Устройство для регулирования скорости транспортирования магнитной ленты

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН (19) (И) (Я) 4 G 11 В 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA г рС «i;. .р - ° rv

Щ (21) 3754868/24-10 (22) 04. 05.84 (46) 07.03.86. Бюл. ¹ 9 (72) A. В. Вешняков, 3.-Ю.К. Толочка .и A.È.Óëäóêèñ (53) 681. 84. 083 (088. 8) (56) Патент США № 4206485, кл. С 11 В 21/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 934551 кл. С 11 В 15/46, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ МАГНИТНОЙ

ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к технике магнитной записи, к устройствам для регулирования скорости движения маг-! нитной ленты. Устройство содержит электродвигатель 1, механически связанный с импульсным датчиком 2 скорости и лентопротяжным 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 t9 и 21, аналоговый сумматор 20, схему 22 сравнения, запоминающий элемент 23, соединенные между собой определенным образом, что, йоз- . воляет расширить диапазон регулироС2 вания скорости и увеличить равномер- Щ ность движения магнитной ленты. 3 ил, С:

Ф

С5

Q6

4Р

1 1

ИзобrieTHHèe Относится к техцц!c(>

ЬЕЯГНИТЦ(.т - -)аПЦСИ,, а ИМЕННО К УСтРай.СТВ а",1,!() ) Pe Г yлиpаг>ЯЕ!1)S1 C)COPO C ÃH

ДвижЕЕттиц 1Ä.1 -ЦИТЦОИ ЛРЦ ГЫ, Цель изобретения — расширение диапазона регулирования скорости и уве-. личениР ))BBHOMep)EocTH движения lя(—

НИТНОЙ JIBHI bl.

Иа фиг. 1 rrpHBe!Ter- блок-схема предла1 Яемога устройстIза; ца il1HI 2 и 3 дияГр яме)г>! пОя сц яющl)е рабату устройства, Устройстезо для 1)егулирсвчния cr(0роги Tp)IHc!Iopтиравания магнитной ленты садержттт электродвигатель 1, !

re((аЦЕ!т,Е Ст(И СВЯ ..! Я Цпт,;й С )Емг(,3!ЬСЦЬГ.: датчика ? скорости и лсцтопрот)!))оным механизмом 3, буфер)!1>ей ка(Тсе;1 эталонный "eíåðàòop 5, регистр 6, последовательно соединенные реверсцвHbIH счетчик 7, детю f(j)pe Top 8, пара!)лельно вткеттюченные первый 9 ц Второй

10 элементы И, выходы которых соот--. ветственно соединены с суммирующим и вычитающим входами peB>eðcHBíoão сч-."- тчика 7» а пе1)вый ВКОД ВтарОГО эле-мента И 10 и Второй вход пер)заго 9 элемента И 9 f, CQOTBeTcTBeHHO связ()нь) с )тервьм и B òîðüï! Выхсдям)! дР!)ц -ф1) а " . ;") -H. 3, Устройство снабжено первой послеДаваТЕЛЬНай ЦЕПЕЫО,. т(()ДК:ЛОт)ЕННОй Между импульсным датчик . 2 скорости и входом 1 1 буферного каскада 4. сос!

ОЯЩР Н3 7CPУ)Е)Р Г т YiУт1Т» THBH()РЯТОPЯ

12, схемы 13 выделения ошибки, второй вход которой связан с импульсным датчиком 2 скорости, второго ждущего му(В:.,".Вцбратора е, первый и езтораЙ ЕЗХО!(ы КОтОрсГО саединРны

co0 е !3eTcTBerI!f Q с пвртвь!е! 15 и BTO-ть!и 16 выходами сх,-(ы 13 выделения ошибки, второго реверсивного счетчика

1 7 pe) )т с ц)я 6 т- rfp )Вття)о))(и!(В г>1тоь!

18 подключенного к Второму ждущему м5гльт1(вибр(1 opy 1т!» цифроаналогового преобразователя 19 и аналогового сумматора. 20, сво)тм Вторым входом ерез второй цифра-!налоговый преобразователь 21 под1»люченного к ревер.— сивному счетчику 7. Устройство также снабжено второй последовательной цепью, в)спюченной между вторым реверсивньы счетчиком 17 и четвертыми входами первого 9 и второго 10 элементов И, состоящей из схемы 22 cprIB,НЕНИя ВТорЫМ Be(opON СОЕДИНРННОИ С регистрам 6, запоминающего элемента 23, первый и второй входы кото2!680l 2

))ОГО COQTBC". TCTBPH!)0 1!ОДКЛЮЧСЦЬ! К

Выходам "801!ь)!)е" и "Меньше" схемы

22 сравнения, а управляющий вход 24 сгязяц с Bторым ждущим мультивибратором 1 т! ., СХРмы 2 - 2И-ИЛИ 2 т сВОими

Б

;:е )Lbu и третьим Входамц саответстцецно подсоедице!и!ой к первому и

Второму Выходам зяпоьц!е!Я)о))!его злее)с}! rа 23.

У(тройство также снабжено третьим

26 и четвертым 27 элементами И, выхс )ь! )(О та рыл(со с 1 в Р тсTBCH!l(i подклео ч:. ы к суммиру)ощему ц вычитя)ощему

Е)ХО,"та)e TÇТОРО) О РЕЕЗ(1)СЦЕЗЦОГО ЧЕТ ти к:- 17 Q))i)e,r(e)rцт лем 28 знака сва-! т; !т(iTBPB! Ьт В 10!)Е,)!.l 1)Ь)ха;ть!Ь ie Г ОО „"r3eтCTHe!rего СОЕД П)ЕНЦЫМ С ВТОРЫМ И тЕтR eртым 13хо r!G Å";т с);емbl ? - 2И- " )И 2 ) ц ! орым pe))rифраторам 29, Выход которого соединен с первым и В )орым (3".Одами соотве гстве r fo:re.ãeep ro! о

27 и третьегс 26 элемента И, а "!"0

ГЗ (а!1 ЦГ)ДКЛЕОт!ЕЕЕ I(BTOP0Ì т PCB !PCHB— ца. 1тт счРтч1!ку 17 При этОм BTopb!e

Входы второго 10 и четвертого 27 элемец mr; И и определителя 28 зна)(я подк)цочецы к второму выходу 16 схемь, 13 вые)еления ошибки, первь е вхо-ды первого 9 и третьего 26 элеь)енToB

И и определителя 28 знака подсаедине.

+» f! цы к первому выходу 15 схемы 13 выделения ошибки, а третьи входы первого 9, второго 10, третьего 26 и четвертого 27 элементов И соединены с эталонным генератором 5, Ио функциональному назначению устройство содержит три контура регулира В IHH!1 CE(opo С ги 1!>т»>спор!)ИОН ЯПЕ» ныи 1

ИНТЕ> раЛ),цуй т.,. тт Гтаре К!ЕИИ, ПРОПОРЦИОЦЯЛЬЕ>e>))", КОНТУР РЕ ГУЛИРОВация сКорос и работает след лощим образом.

Б установившая я режиме, когда = ОРОСтò- ЦВI»жРН)тц .!IeIITbl ТОЧНО (ОВ— па цае т -I :obf Hfrà.",::.!» Hoé на Выходах !

5 и 16 схем!! 13 выделения ошибки ,!h!è,. ),) Иьцалы отсутствуют. Если по какай.-либо причине (например из-за изменения "омента трения) скорость

ЛЕЦтЫ ат)сца -eeТСЯ От ЦОМИНаЛЬцай, ТО ИЗМЕН Ereтсц H ШИРИЦЯ ИМГ>УЛЬCOB IIPH

ñeO хо;-:,ящик с (тмпульсцого датчика 2 скорости, Ири этом длительность тьмпульса д;:!тчц!(а 2 скорости, которая при е!0)1ицальцо)! скорости равна опорной

Дл))тЕЛЬНОСти ИМЦУЛЬСЯ )ЕгДУЩЕГО МУЛЬтивибтратора 12, запускаемого oò пе— реднегс фронта импульса датчика 2 скорости. изменяется и отличается от

3 1 длительности опорного сигнала. Импульсы датчика 2 скорости и ждущего мультивибратора 12 поступают соответ. ственно на второй и первый входы схемы 13 выделения ошибки, на выходах 15 и 16 которой формируются им— пульсы, длительность которых равна разности между длительностью опорных импульсов ждущего 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—

«а выходе 15 схемы 13 выделения ошибки, например, микросхемы 164 ЛС1.

Пусть, например, колебания скорости вращения электродвигателя 1 имеют характер, указанный на фиг.2а, где

Ьм) = ")-с1„, ) — действительная скорость вращения электродвигателя 1; номинальная скорость вращения электродвигателя 1. Тогда импульсы на выходах 15 и 16 схемы 13 выделения ошибки (фиг.I) соответствуют показанным на фиг,28,Ь, Ыирина этих импульсов пропорциональна колебаниям скорости 6<). 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 и которых зависит от длительности импульсов на ,выходах I 5 и 1 б схемы 13 выделения ь ошибки и рассчитывается по формуле

n=f Т где T — - 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 д )> О, пачки импульсов с выхода четвертого элемента И 27 поступают на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 17, а при скорос.

21 6801 М (2) К„=2 + и

35

in-1

К =2 -n. (3) 45

5

25 ти вращения электродвигателя 1 мень-. ше номинальной, т.е. когда ЬмЭ с О, пачки импульсов с выхода третьего элемента И 26 поступают на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 17» Передние фронты импульсов на выходах 15 или 16 схемы 13 выделения ошибки запускают второй ждущий 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 разряцах— нули. При этом предьарительное число, записанное во втором реверсивном счетчике 17, равно 2, где н— число разрядов второго реверсивного счетчика 17, Если пачки импульсов поступают на суммирующий вход второго реверсивного счетчика, т.е.ког— да й<,3с О, то предварительно записанное число 2" во втором реверсивном счетчике 17 суммируется с числом импульсов и в пачке и число К,, записанное во втором реверсивном счетчике 17, определяется по формуле

Если пачки импульсов поступают на вычитающий вход второго реверсивного счетчика, т. е. когда 6<) > О, число импульсов и в пачке вычитается из пред. варительно записанного числа ? во втором реверсивном счетчике 17 и число К, записанное в счетчике 17, в этом случае определяется по формуле

При поступлении заднего фронта импульса второго ждущего мультивибратора 14 на управляющий вход 18 регистра б в конце каждой пачки импульсов числа К, или К> из второго реверсивного счетчика 17 перезаписывается в регистр 6, а затем при помощи цифр оан ало гово го преоб разов ателя 19 преобразовываются в аналоговую форму напряжения и это напряжение поступает на первый вход аналогового сумматора 20. Величина переменной составляющей напряжения, вырабатываемого цифроаналоговым преобразователем 19, пропорциональнд ошибке по скорости AQ.

12168(?1

Для запрещения переполнения или измепене я зндка второго реверсивного

c«eтчика 17 в устройство введен второй дешифратор 29. 11ри появлении во всех разрядах реверсивного счетчика а

17 единиц или нулей Ffa выходе второго цешифратора 29 появляется логический "0", который запрещает прохождение импульсов в пачке через третий 26 или четвертый 27 элементы И и тем самым исключает переполнение реверсивного счетчика 17.

Работа еи тегрального контура ре-, гулирования скорости происходит следующеf.f образом.

Импульсы Ifaffpswения с первого 15 или второго 1 6 зыходов схемы 1 3 выделения olHHGIIH поступают на первый и второй входы соответственно первого 9» второго 10 элементов И„а на третьи их входы подаются импульсы эталонного генератора 5. При этом элементы И 9 и 10 формируют пачки импульсов таким же образом, как и B пропорциональном контуре регулирования скорости. Н апример, если скорость вращения электродвеп ате IFI 1 меньше номинальF. зй„т.е. е3)(О, то пачки импульсов с элемента И 9 поступают на суьеируклций вход реверсивного счетчика 7 и происходит их суммирование с ранее записанным енсло, а когда скорость больше номинально .", т. е. h43 >0, то пачки импульсов с элемента И 10 подаются на гычитающий вход реверсивного счетчика 7 и происходит их вычитание из ранее записанного числа. Таким образом, числа, записанное в реверсивном счетчике 7, пропорционально интегралу от ошибки по скорости, т.е. интегралу6с 3. Это число при помощи Ifòopoão цифроаналогового преобразователя 21 преобразовывается н аналоговую форму напряжения и подается на второй вход аналогового сумматора 20. Далее напряжения интеграль .FoI О и про порциоее альfforo кОнтурОв суммируются в аналоговом сумматоре

20 и через буферный каскад 4 управляют скоростью вращения электродвигателя 1 таким образом, что скорость движения ленты в лентопротяжном механизме остается постоянной, Дешифратор

8, аналогично,. как и второй дешифраIop ?9, запрещает переполнение и изменение знака реверсивного счетчика 7.

Работа контура коррекции регули— рова ния с. гopо с ти Ifpoисходит следую щим Образом.

l3 схеме 22 сравнения происходит сравнение числа в регистре 6 ° записанногo от предыдущеи па:.ки импульсов I числом, записанным в текущий момент в реверсивном счетчике 17.

", (1 — — 3

Г сли, например, предыдущее число больше, то на выходе Больше схемы 22. сравнения появляется логиче ская I, а на ее выходе Меньепе" логическии 0", и наоборот. Знак результата сравнения чисел, определепнь:и в момент окончания кевждой пачки импульсов при помощи импульса, пос"óïà,þùåãî от второго ждущего мультивибратора 14, на управляющий вход 24 запоминающего элемента 23, 20 например микросхемье эбан ТМЗ записьевастся B запоминающий элемент 23, где он хранится до следующей пачки импульсов. Так, например, если из— за котебания скорости напряжение на первом выходе запоминающе "o элемента 23 изменяется (фиг.2 z ), то при э том Ifa втором его выходе напряже-" ние перевернуто на 180 (фиг.2g ), При колебаниях скорости напряжеFIFIc сигнала на первом и втором выходах определителя 28 знака, HàffðHмер, микросхемы 5 64 ТМ2 меняет свое значенHp. каждый раз, когда измеFIÿется знак ошибки по скорости (фиг.2е,ж) .

Сигналы с первых и вторых выходов запоминающегс элемента 23 H определителя 28 з.еа ". соответственно постуееают If a перль;й„в горой, третий и .Щ четвер тьеи входы схемы ? х 2и-ие11и 25 ня выходе которой формируются сигналы совпадения (фиг,2 ), поступающие на четвертые входы элементов

И 9 и 10, Таким образом, пачки им1г пульсов еерез элементnl И 9 и 10 па реверсеевпый счетчик 7 поступают только во врем;r возрастания по абсолютнойй величине скоростной ошибки . .;с)., Б еомен г в ремени t „ t (фиг, 2а) со

1Уа 2. ° когда скоростная ошибка ñ3 проходит через ",акс.емуе. и начинает убывать по абсолютной вели гине с выхода схемь: 2 х 2И-ИЛИ 25 (фиг. 2 g) на входы элементо в И 9 и 10 поступает запрет и вице логического О, и пачки импуль сов перестают поступать на реве рсивный счетчик 7. Число, накопленное к тому времени в реверсивном

121 á301 счетчике 7, остается неизменнь»1, пака скоростная О!Г!ибка 6Г) не изме!!Нт свой знак.

На фиг.3а, 8 соответственно наказаны колебания ошибки по скорости

ЬГ,) и изменение напряжения на выходе второго цифра аналогово го.пр еоб раз ователя 21 контура интегрального регулирования при увеличении нагрузf0 ки без контура коррекции соответственна, а на фиг, 3g, z — колебания ошибки по скорости и выходное напряжение того же преобразователя 21 при наличии кон 7 юг!а кОррекции Из фlГГ 3

f5 видно, чта с увеличением нагрузки в момент времени t „скоростная ошибка hU начинает увеличиваться по абсолютной величине. Одновременно увели— чивается и напряж= íèå на выходе вта20 рого цифроаналогового преабразавагеля 21 (фиг,3 & ), В момент времени скро стная ошибка О о3 до стигае т максимального значения и начинает уменьшатъся B напряжение на Выходе RTopo го цифроаналогового преобразователя

21 продолжает увеличиваться, так как на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 поступают пачки импульсов. В момент времени t, когда ско.,30 ростная Ошибка !ус) равна нулю, на вы-- ходе второго цифроаналогового преобразователя 21 присутствует избыточное напряжение ЬU (фиг.3S ), изза этого ошибка по скорости ЛГ) после прохождениячерез нольв момент вре- З5 мени продолжает расти,и в системе возникают медленнозатухающие колебания.

В случае введения контура коррекции при увеличении нагрузки в момент времени t „ (фиг.3 К ) напряжение на выходе второго цифроаналогового преобразователя 21 в момент t (фиг.3 z ) перестает расти и остается на достигнутом уровне, так как со схемы

2 Х 2И-ИЛИ 25 .поступает логический

"0", запрещающий прохождение пачки импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 7. Поэтому в данном случае избыточное напряжение и П значительно меньше, и колебания скоростной ошибки .Гс,) и напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 21 быстро затухают (фиг.ЗВ, г ) .

Формула из обре тения

Устройство для регулирования скорости транспортирования магнитной ленты, содержащее электродвигатель, механически связа!!ный с 1гмпульсным датчикам скарастп и лентопротяжным ме анизмом, буферный каскад, эталонный генератор, регистр, последовательно соециненные реверсивный счетчик, дешифратор, параллельно включенные первый и второй элементы И, выходы которых саатветствеГ!Но соединаны с суммирующ1!м li вь!чl1та!О!ц!ГГ! в-ка д:.1!!!! реверсивного с !ет ика. первый

11ход нтарага элемент» 11 и нтарай вхац первого элемент". 11 соатветственЕ!О C!ÇßЭ ЗНЬ! С !IЕРВ! l l ll òà Î .!и !!Ха— дами цешифра гора, о т л и ч а ю ц ее я е Г! To . с Iic lью ра г ш! Iр ен1lя дllаг!язона peI"„ л!!ранdHJIJI OJiopocTII u увеличения равномерности движения магнитной ленты, ано снабгкена первой последовательной пеГ!»к:, подключенной между .импульс!!ь.!1 датчика.l cêoрости и входом буферного каскада и состоящей из ждущего мульт!Гвибратора, схемы выделения ошибки, второй вход которой св!Гзан с импульсным датчиком скорости, второго ждущего мультивибратара, первый и второй входы которого соединены соответственно с первьОГ и вторым выходами. схемы выделения ошибки, второго реверсивного счетчика, регистра, управляющим входом 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, запоминающего элемента, первый и второй входы которо" го соответственно подключены к выходам "Больше и Меньше" схемы сравнения, а управляющий вход связан с вторым ждущим мультивибратором и схемой 2 к 2И-ИЛИ,.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

121 б801

Cg

Щиг. Г

Составитель. Б.Сычев

Редактор О.Головач Техред 0,Неце Корректор Е.Сирохман

Заказ 1002/59 Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035» Москва, Ж 35 Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", r.Óæãopoä, ул.Проектная, 4 знака, своими первым и вторым выходами соответственно соединенным с вторым и четвертым входами схемы

2 Х2И-ИлИ и вторым дешифратором, выход которого соединен с первЫм и вторым входами четвертого и третьего элементов И, à егo вход подключен к второму реверсивному счетчику, причем вторые входы второго и четвертого элементов И и определите ля знака подключены к второму выходу схемы выделения ошибки, первые входы первого и третьего элементов

И и определителя знака подсоединены к первому выходу схемы выделения ошибки, а третьи входы первого, второго, третьего и четвертого элемен1п тов Исоединены сэталонным генератором,