DE2339299A1

DE2339299A1 - Vorrichtung zur steuerung bzw. regelung der drehbewegung eines drehbaren koerpers auf eine konstante drehzahl

Info

Publication number: DE2339299A1
Application number: DE2339299A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Fujita; Naoki Sakaki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1974-02-21
Also published as: DE2339299B2; US3934269A

Description

Patenicmwäli·

Dr.-Ing. Wilhelm Reichel ßiiJ-lng. V/oligang Reiche!

6 Frankiuri a. M. 1
Parkslraße 13

7580

VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD., Yokohama-City, Kanagawa-Ken, Japan

Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines drehbaren Körpers auf eine konstante Drehzahl

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines drehbaren Körpers in einem Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät, und sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines Gleichstrommotors, der zum Antrieb von Drehköpfen , einer Bandantriebsrolle oder einer Tonwelle in einem Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät verwendet wird, wobei der Motor so gesteuert oder geregelt wird, daß die Drehgeschwindigkeit und die Drehphase der Drehköpfe, der Bandantriebsrolle oder einer Tonwelle konstant bleiben.

Die Erfindung bezieht sich auf die in der deutschen Patentanmeldung P 23 36 198.0 beschriebene Erfindung einer "Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines drehbaren Körpers auf eine konstante Drehzahl" und gibt eine Verbesserung derselben an.

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Es sind bereits verschiedene Anordnungen beschrieben worden für ein sog. Kopf-Servosystem zur Regelung der Drehbewegung von Drehköpfen für die Aufzeichnung bzw. Wiedergabe von Videosignalen auf bzw. von einem Magnetband oder für ein Servosystem für Bandantriebsrollen oder Tonwellen zur Regelung der Drehbewegung einer Bandantriebsrolle zum Antrieb eines Magnetbandes und zu dessen Führung in einem Aufnahme-/Wiedergabegerät. Bei all diesen bekannten Steuer- und Regelanordnungen weisen ;}edoch die Steuer- und Regelschaltungen einen komplizierten Aufbau und verhältnismäßig große Abmessungen auf, sie verbrauchen ferner relativ viel elektrische Energie, und es ist schwierig, in der Praxis ein Gerät zu bauen, das einen miniaturisierten und einfachen Schaltungsaufbau besitzt und trotzdem in der Lage ist, die Drehbewegung mit hoher Genauigkeit zu regeln.

Es wurden bereits bisher große Anstrengungen unternommen, um Geräte für die magnetische Aufnahme und/oder Wiedergabe von Videosignalen zu miniaturisieren, und dabei läuft die Entwicklung auf die Schaffung von tragbaren, sehr kleinen Geräten hinaus, bei denen Magnetbänder in Kassetten als Aufzeichnungsträger verwendet werden und bei denen die Energiequelle in dem Gerät selbst enthalten ist.

Dementsprechend besteht ein starkes Bedürfnis für eine praktikable Lösung für das DrehbewegungsSteuer- und Regelsystem und für ein Gerät, das für die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Videosignalen geeignet ist und sich insbesondere zum Einbau in ein tragbares Gerät eignet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neuartige verbesserte Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung von Drehköpfen, Bandantriebsrollen oder Tonwellen zu schaffen, die die obengenannten Forderungen erfüllt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen angegeben.

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Insbesondere wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines Gleichstrommotors geschaffen, mit der die Drehgeschwindigkeit und die Drehphase von Drehköpfen, Bandantriebsrollen oder Tonwellen in einem Aufnahme-/Wiedergabegerät geregelt werden kann und die eine so vereinfachte Schaltungsanordnung aufweist, daß Antriebstransistoren des Antriebsverstärkers für den Motor Schaltvorgänge ausführen. Dies hat den Vorteil, daß die Wärmeverluste in den Transistoren sehr gering sind. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist daher besonders für tragbare miniaturisierte magnetische Aufnahme- und Wiedergabegerät geeignet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Drehzahl- bzw. Drehgeschwindigkeits-Steuer- und Regelvorrichtung mit einem Drehzahldetektor, der in der Lage ist, die Drehzahl des drehbaren Körpers mit einer η-mal höheren Frequenz festzustellen (wobei n^1), und eine Drehphasen-Steuer- und Regelvorrichtung mit einem Drehphasendetektor.

Weiterhin wird eine Steuer- und Regeleinrichtung für die Drehbewegung geschaffen, die erfindungsgemäß einen einfacheren Aufbau aufweist und keinen Addierverstärker für eine Addition des Drehzahlfehlerausgangssignals und des Drehphasenfehlerausgangssignals benötigt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen beschrieben.

In den Figuren zeigt:

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Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Drehkopf -Servo systems als eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines drehbaren Körpers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild, das Einzelheiten der Abschnitte einer Drehdetektoranordnung, eines Abstimmverstärkers und eines Frequenzdiskriminators zeigt;

Fig. 3 (A) bis 3 (I) entsprechende schematische Darstellungen von Signalkurvenformen zur Darstellung der Arbeitsweise des Frequenzdiskriminators;

Fig. 4 (A) bis 4 (E) entsprechende Darstellungen von Signalkurvenformen zur Darstellung der Arbeitsweise eines Steuer- und Regelsystems für konstante Phase;

Fig. 5 ein Schaltbild, das eine Ausführungsform einer Schaltung zeigt, in der die Schaltteile eines Addierverstärkers und eines Motorantriebsverstärkers enthalten sind;

Fig. 6 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Schaltung, in der die Schaltungsteile eines Addierverstärkers und eines Motorantriebsverstärkers enthalten sind;

Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild eines Drehkopf-Servosystems als eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Steuerung und Regelung der Drehbewegung gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung, die die Schaltungsteile eines Phasenkomparators, eines Phasenschiebers und eines Phasenkompensators, wie sie in Fig. gezeigt sind, enthält;

Fig. 9 eine Signalkurvenform einer trapezförmigen Welle;

Fig. 10 (A) bis 10 (H) Signalkurvenformen zur Darstellung der Betriebsweise des in den Figuren 7 und 8 gezeigten Phasenschiebers;

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Fig. 11 ein schematisches Blockschaltbild eines Drehkopf-Servosystems als eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Steuerung und Regelung der Drehbewegung gemäß der Erfindung;

Fig. 12 eine Darstellung der Phasencharakteristiken des Phasenschiebers in dem in Fig. 11 gezeigten Frequenzdiskriminator;

Fig. 13 eine Darstellung der Induktanz-Strom-Charakteristiken einer Spule eines Phasenschiebers;

Fig. 14 ein schematisches Blockschaltbild eines Servosystems für die Bandantriebsrolle oder Tonwelle als vierte Ausführungsform der Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung gemäß der Erfindung und

Fig. 15 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung, die einen Teil des Servosystems für die Bandantriebsrolle oder die Tonwelle enthält.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt ein Gleichstrommotor 10, der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geregelt werden soll, eine Rotorwelle, an der eine Rolle 11 befestigt ist, die mit einer anderen Rolle 12 über ein endloses Band 13 gekuppelt ist, welches um diese beiden Rollen geführt ist. Die Rolle 12 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß sie sich einheitlich und koaxial mit einer Drehkopf platte 14, die mit rotierenden Magnetköpfen 15 zur Aufnahme bzw. Wiedergabe von Videosignalen auf bzw. von einem (nicht dargestellten) Magnetband versehen ist, und mit einem inneren Zahnradkranz 16a eines Drehzahldetektors 16 dreht.

Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 2 enthält der Drehzahldetektor 16 die Rolle 12, den inneren Zahnradkranz 16a, die sich zusammen mit der Drehkopfplatte 14 drehen können, sowie einen feststehenden äußeren Zahnradkranz 16b, der den inneren Zahnradkranz 16a umgibt und von diesem gerade einen solchen Ab-

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stand hat, daß die Drehbewegung des inneren Zahnradkranzes I6a nicht behindert wird. Der Außenumfang des mit einer Außenverzahnung versehenen inneren Zahnradkranzes 16a und der Innenumfang des mit einer Innenverzahnung versehenen äußeren Zahnradkranzes 16b sind jeweils mit n. Zähnen ausgerüstet und bilden zwischen sich eine elektrostatische Kapazität C_Q.

Wenn der innere Zahnradkranz 16a zusammen mit der Drehkopfplatte 14 eine Umdrehung ausführt, ändert sich die elektrostatische Kapazität C_Q sinusförmig n. mal. Wenn sich daher die Drehkopfplatte 14 und der innere Zahnradkranz 16a mit einer Frequenz n₂ drehen, verändert sich die elektrostatische Kapazität C mit einer Frequenz von

^fο ^{= n}i ^{x n}2 (^Hz)·
Die Kapazität kann dann wie folgt dargestellt werden:

^Co ^{Ä C +} Δ ^{C sin 2} ^Tl£o^t'

Der drehbare innere Zahnradkranz 16a ist mit Masse verbunden (geerdet), während der feststehende äußere Zahnradkranz 16b mit einem Abstimmverstärker 17 verbunden ist. Änderungen in der Frequenz f der elektrostatischen Kapazität werden durch den Abstimmverstärker 17 festgestellt und als Folge davon wird die Drehgeschwindigkeit der Drehkopfplatte 14, d.h. der sich drehenden Magnetköpfe, festgestellt. Das Ausgangssignal vom Verstärker 17 wird über einen Begrenzer 18 einem Frequenzdiskriminator 19 zugeführt, der daraufhin als Ausgangssignale die Veränderungen der Drehgeschwindigkeit der Drehkopfplatte 14 in Form von Fehler-Spannungssignalen erzeugt. Das Ausgangssignal des Frequenzdiskriminators 19 wird einem der Eingänge des Addierverstärkers 20 zugeführt.

Andererseits sind an der oben beschriebenen Rolle 12 Permanentmagneten 22a und 22b in einem gegenseitigen Winkel von 180° befestigt, und in einer den Magneten 22a und 22b gegenüberliegenden Stellung ist ein Detektorkopf 23 angeordnet. Dementsprechend

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werden Impulse von dem Detektorkopf 23 im doppelten Verhältnis pro Umdrehung der Drehkopfplatte 14 nachgewiesen. Die nachgewiesenen Impulse werden von dem Detektorkopf 23 ausgegeben und einem Rechteckwellengenerator 24 zur Erzeugung einer rechteckförmigen Welle zugeführt. Die ausgegebene rechteckförmige Welle wird einem Trapezwellengenerator 25 zugeführt, in dem sie in eine trapezförmige Wellenform umgewandelt wird und von dem sie anschließend einem Phasenkomparator 26 zugeführt wird.

In dem Phasenkomparator 26, der mit einem Referenzsignal von einem Anschluß 27 versorgt wird, wird die genannte trapezförmige Welle durch das Referenzsignal abgetastet. Als Referenzsignal wird z.B.ein 30 Hz Signal abgetastet,das durch Teilung der Frequenz des vertikalen Synchronisationssignals des Aufzeichnungsvideosignals auf die Hälfte erhalten wird, während der Aufzeichnungszeit verwendet, wohingegen während der Wiedergabezeit ein Steuersignal verwendet wird, das von einem Band reproduziert wird. Das Fehlerausgangssignal des Phasenkomparators 26 wird dem anderen Eingangsanschluß des obengenannten Addierverstärkers 20 über eine Kompensationsschaltung 28 zugeführt.

In dem Addierverstärker 20 werden ein Signal von dem Frequenzdiskriminator 19 und ein Signal von der Kompensationsschaltung 28 addiert und kombiniert und das entstehende Ausgangssignal wird durch einen Antriebsverstärker 21 verstärkt und danach dem obengenannten Gleichstrommotor 10 zugeführt, um diesen anzutreiben und seine Drehung zu steuern.

In dem oben angegebenen Blockschaltbild bildet die durch den Drehzahldetektor 16, den Abstimmverstärker 17, den Begrenzer 18, den Frequenzdiskriminator 19 und den Addierverstärker 20 gebildete Schleife ein Steuer- und Regelsystem für eine konstante Drehgeschwindigkeit, das die Drehbewegung der rotierenden Köpfe 15 auf einer konstanten Geschwindigkeit hält. Andererseits bildet die durch den Detektorkopf 23, den Recht-

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"— H "

reckwellengenerator 24, den Trapezwellengenerator 25, den Phasenkomparator 26, die Kompensationsschaltung 28 und den Addierverstärker 20 gebildete Schleife ein Steuer- und Regelsystem für die konstante Phase, das die Drehphase des rotierenden Kopfes 15 konstanthält.

Als nächstes wird die Schaltungsanordnung, die die Schaltungsteile der obengenannten Steuersysteme enthält, und ihre Arbeitsweise beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des oben beschriebenen Drehzahldetektors 16, des Abstimmverstärkers 17 und des Frequenzdiskriminators 19· Das Gatt (gate) eines Feldeffekttransistors (FET) X ist mit dem obengenannten äußeren Zahnradkranz 16b verbunden, und die Quelle (source) des Feldeffekttransistors ist über einen Widerstand R4 und einen dem Widerstand parallelgeschalteten Kondensator C2 mit Masse verbunden. Eine Änderung in der oben erwähnten Kapazität C_Q macht sich somit zwischen dem Gatt und der Quelle des Feldeffekttransistors X bemerkbar. Die Spannung einer Energiequelle mit der Anschlußklemme +B wird durch Widerstände R2 und R3 geteilt und über einen Widerstand R1 mit einem hinreichend hohen Widerstandswert von mehr als 1 MO dem Gatt des Feldeffekttransistors X zugeführt. Ein Tank- oder Schwingkreis mit einer Spule L1 und einem Kondensator C1 ist an die Senke (drain) des Feldeffekttransistors X angeschlossen. Die Konstanten der Bauelemente dieses Schwingkreises sind derart gewählt, daß diese Schaltung eine Resonanzfrequenz hat, die gleich der oben erwähnten Frequenz f ist.

Der besseren Übersicht halber sei hier angenommen, daß ein veränderbares kapazitives Bauelement mit einer elektrostatischen Kapazität C_Q vorhanden ist und daß eine konstante Gleichspannung e_Q einer aus dem veränderbaren Kondensator mit der Kapazität C_Q und dem Widerstand R1 gebildeten Reihenschaltung zugeführt wird. Wenn die Kapazität C_Q konstant ist, wird das kapazitive Element bis zu der Kapazität von C aufgeladen,

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wobei die Klemmenspannung auf e_Q ansteigt und eine Ladung Q infolge der Kapazität C des kapazitiven Bauelements angesammelt wird. Wenn sich nun der Kapazitätswert der veränderbaren Kapazität C ändert, kann die in dem kapazitiven Bauelement angesammelte Ladung Q sich nicht plötzlich ändern. Da die Beziehung V = Q/C_Q allgemein gilt, ändert sich die Spannung V mit einer Änderung in der Kapazität C .

Diese Spannung V wird dem Gatt des Feldeffekttransistors X zugeführt. Da an die Senke des Transistors X eine Resonanzschaltung angeschlossen ist, wird die Spannung V verstärkt, wenn ihre Wechselfrequenz nahe bei der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung liegt. Die Änderungsfrequenz der Kapazität C erhält man als eine Spannung zwischen der Senke des Transistors X und Masse.

Wenn sich in der oben beschriebenen Schaltung die elektrostatische Kapazität C_Q mit einer bestimmten Frequenz bei einer Drehung der Drehkopfplatte 14 ändert, erhält man an einer mit der Senke des Feldeffekttransistors X verbundenen Ausgangsklemme 20a nur dann ein Ausgangssignal e , wenn diese Frequenz in einen bestimmten Frequenzbereich fällt, dessen Mittenfrequenz die Resonanzfrequenz f des oben erwähnten Schwingkreises ist. Dies bedeutet, daß der Abstimmverstärker 17 eine Erfassungscharakteristik besitzt, die durch die Resonanzcharakteristik des Schwingkreises bestimmt ist. Selbst wenn daher ein Gemisch an äußeren Störungen auftritt, beispielsweise Rausch- und Brummkomponenten im Eingang, besteht keine Gefahr, daß dadurch das Ausgangssignal gestört wird. Der Abstimmverstärker 17 ist daher in der Lage, die Drehzahl n₂ (Hz) der Drehkopf platte 14 als ein elektrisches Signal mit einer Frequenz f_Q festzustellen, die allerdings n. mal höher ist, wobei die Zahl n₁ durch die Anzahl der Zähne der Zahnradkränze 16a und 16b bestimmt ist.

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Das Ausgangssignal e von der Ausgangsklemme 20a des oben beschriebenen Abstimmverstärkers 17 wird einer Eingangsklemme 30 des Frequenzdiskriminators 19 zugeführt und direkt an den einen Eingang eines NAND-Gliedes 31 und gleichzeitig über einen Phasenschieber 32 an den anderen Eingang des NAND-Gliedes 31 gelegt. Gleichzeitig wird das an der Eingangsklemme 30 auftretende Signal über ein Phasenumkehrglied 33 dem einen Eingang eines NAND-Gliedes 35 und gleichzeitig über den Phasenschieber 32 sowie ein Phasenumkehrglied 34 dem anderen Eingang des NAND-Gliedes 35 zugeführt. Die Ausgangs signale der NAND-Glieder 31 und 35 werden durch ein Filter 36 geschickt und von dort einer Ausgangskiemme zugeführt, an der dann eine Ausgangssignalspannung Vo auftritt,

Der oben erwähnte Phasenschieber 32 arbeitet mit der Frequenz f als Bezugsgröße, um die Phase eines Eingangssignals mit einer die Bezugsfrequenz übersteigenden Frequenz zu verzögern und die Phase eines Eingangssignals mit einer die Bezugsfrequenz f unterschreitenden Frequenz vorzuschieben.

Der Einfachheit halber sei angenommen, daß das Eingangssignal e_Q einen rechteckförmigen Verlauf mit einer Frequenz f_Q aufweist, wie es in Fig. 3(A) dargestellt ist, und daß durch den Phasenschieber 32 die in der Fig, 3 (C) dargestellte Phasenverschiebung bewirkt wird. In diesem Fall werden die in den Figuren 3 (A) und 3 (C) dargestellten Signale dem NAND-Glied 31 zugeführt, während die in den Figuren 3 (B) und 3 (D) dargestellten rechteckförmigen Signale, die sich durch Phasenumkehr aus den in den Figuren 3 (A) und 3 (C) gezeigten Signalen ergeben, an das NAND-Glied 35 gelegt werden. Damit erhält man das in Fig. 3 (E) gezeigte Signal, das die Kombination der Ausgangssignale der beiden NAND-Glieder darstellt. Dieses Signal wird durch das Filter 36 geglättet und tritt als Fehler signal Vo an der Ausgangsklemme 37 auf.

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Wenn die Drehzahl der Köpfe 15 über die normale Drehzahl ansteigen sollte und damit die Frequenz des Eingangssignals e des Frequenzdiskriminators 19 höher als die mittlere Bezugsfrequenz f wird, tritt im Ausgangssignal des Phasenschiebers 32 eine Phasenverzögerung um 0 auf in Übereinstimmung mit der Charakteristik, und es entsteht ein Signal, wie es in Fig. 3 (F) dargestellt ist. Dementsprechend nimmt das kombinierte Ausgangssignal der NAND-Glieder 31 und 35 den in Fig. 3 (G) dargestellten Verlauf an, der eine geringere Impulsbreite als der in der Fig. 3 (E) gezeigte Signalverlauf hat. Dadurch wird das durch Glätten . des in der Fig. 3 (G) dargestellten Signalverlaufs erhaltene Gleichstromfehlersignal in bezug auf den normalen Zustand kleiner. Wenn andererseits die Drehzahl der Köpfe 15 gegenüber der Normaldrehzahl abfällt, wird das Eingangssignal e in der Phase um 0 vorgeschoben, wie es in Fig. 3 (H) dargestellt ist, und das kombinierte Ausgangssignal der NAND-Glieder 31 und 35 nimmt den in Fig. 3 (I) dargestellten Signalverlauf an, der eine größere Impulsbreite aufweist. Infolgedessen wird das durch Glätten des in Fig. 3 (I) dargestellten Signalverlaufs erhaltene Gleichstromfehlersignal größer.

Somit erzeugt der oben beschriebene Frequenzdiskriminator 19 ein Ausgangsfehlersignal Vo, dessen Größe der Frequenz des Eingangssignals e umgekehrt proportional ist.

Es wird nun eine Beschreibung des Steuer- und Regelsystems für die konstante Phase an Hand der Figuren 4 (A) bis 4 (E) gegeben.

Fig. 4 (A) zeigt einen durch den Detektorkopf 23 aufgenommenen Impuls. Dieser Impuls wird durch den Rechteckwellengenerator 24 in ein rechteckwellenförmiges Signal umgewandelt, wie es in Fig. 4 (B) dargestellt ist. Im Betrieb kann für diesen Rechteckwellengenerator 24 ein normaler bistabiler

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Multivibrator verwendet werden. Das oben beschriebene rechteckwellenförmige Signal wird dem Trapezwellengenerator 25 zugeführt und durch diesen in einen trapezförmigen Wellenzug umgewandelt, wie er in Fig. 4 (C) dargestellt ist.

Dieses trapezförmige Signal wird dem Phasenkomparator 26 zugeführt und dann durch den in Fig. 4 (D) gezeigten von dem Anschluß 27 kommenden Bezugsimpuls abgetastet. Hier wird bezüglich des Bezugsimpulses ein vertikales Synchronisationssignal während der Aufzeichnungszeit verwendet, das von dem Aufzeichnungsvideosignal abgeleitet ist, wohingegen während der Wiedergabezeit ein Steuersignal verwendet wird, das von dem Magnetband reproduziert worden ist. Infolgedessen wird ein Impuls mit einer Amplitude erhalten, die dem Vorschuboder der Verzögerung des Bezugsimpulses bezüglich der Phase des Impulses, der von dem Detektorkopf abgetastet wird,proportional ist. Dieser Impuls kann zurückgehalten werden, bis ein folgender Impuls auftreten kann, wobei ein Fehlerausgangssignal vom Phasenkomparator erhalten wird, wie es in Fig. 4 (E) gezeigt ist. Dieses Fehlerausgangssignal vom Phasenkomparator ist ein Gleichstromsignal mit einer Größe, die der Phase des sich drehenden Kopfes 15 entspricht.

Das in Fig. 4 (S) dargestellte Fehlerausgangssignal vom Phasenkomparator wird hoch, wenn die Phase des sich drehenden Kopfes 15 sich weit mehr vorschiebt als die Phase des Bezugsimpulses, und es wird andererseits niedrig, wenn er mehr als die Phase des Bezugsimpulses verzögert ist. Dieses der Drehphase des sich drehenden Kopfes 15 entsprechende Fehlerausgangsspannungssignal wird dem oben erwähnten Addierverstärker 20 zugeführt.

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Eine erste Ausführungsform der Schaltung, die den oben erwähnten Addierverstärker 2Ö und den Antriebsverstärker 21 enthält, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Diese Ausführungsform der Motoransteuerschaltung 21 enthält im wesentlichen eine Wechselstromsignalerzeugungsschaltung 211 zum Erzeugen eines Wechselstromsignals konstanter Periode und konstanter Amplitude und eine als Schalter arbeitende Verstärkerschaltung 212, deren Ausgangsspannung der Eingangsgleichspannung propprtional ist, die die Antriebstransistoren Tri6 und Tr17 zum Ausführen von Schaltvorgängen veranlaßt.

In der Wechselstromsignalerzeugungsschaltung 211 wird die Basis eines Transistors Tr11 durch Widerstände R11 und R12 vorgespannt, und in den Emitterkreis dieses Transistors ist ein Widerstand R13 eingeschaltet. Im Kollektorkreis dieses Transistors befindet sich eine Parallelschaltung aus einer Spule L1 und aus zwei in Röihe liegenden Kondensatoren C11 und C12. Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren C11 und C12 ist m,it dem Emitter des Transistors und gleichzeitig über einen Widerstand R21 und einen Kondensator C13 mit der Basis eines Transistors Tr15 verbunden. Somit wird der Basis des Transistors Tr15 ein in der Wechselstromsignalerzeugungsschaltung 211 erzeugtes besonderes Wechselstromsignal (eine sinusförmige Welle, wie in dem vorliegenden Beispiel, eine Sägezahnwelle, eine dreieckförmige Welle oder dgl.) zugeführt, das eine konstante Periode, eine konstante Amplitude und einen geneigten Abschnitt aufweist.

Das vom Frequenzdiskriminator 19 gelieferte Eingangssteuersignal V1 wird über einen Anschluß 40 der Basis * eines Transistors Tr12 des Addierverstärkers 20 zugeführt. Der Emitter des Transistors Tr12 ist über einen Widerstand R15 mit dem Emitter eines Transistors Tr13

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verbunden. Der Kollektorausgang des Transistors Tr12 ist an die Basis eines Transistors Tri4 angeschlossen. Das Phasenfehler signal V2, das von dem Phasenkomparator 26 durch die Kompensationsschaltung 28 geleitet worden ist, wird über einen Anschluß 41 der Basis des Transistors Tr13 zugeführt. Ein Widerstand R26 ist mit dem Emitter des Transistors Tr 13 verbunden. Der Emitter des Transistors 14 ist über einen Widerstand R18 mit einem Anschluß 43 einer Betriebsspannungsquelle Vg₂ verbunden, und ein Widerstand R19 ist mit dem Kollektor des Transistors Tri4 verbunden. Das Steuereingangssignal, das vorher durch diesen Transistor Tri4 verstärkt worden ist, wird über einen Widerstand R20 der Basis des obengenannten Transistors Tr15 zugeführt.

Die Klemmenspannung des Gleichstrommotors 10 wird als negative Rückführung über einen Widerstand R17 dem Emitter des Transistors Tr12 des Addierverstärkers 20 und weiterhin über den Widerstand R15 dem Emitter des Transistors Tr13 zugeführt.

Die Betriebsweisender oben beschriebenen Schaltungsanordnungen werden nun beschrieben.

Die entsprechenden den Basen der Transistoren Tr12 und Tr13 zugeführten Fehler signale werden durch den Addier— verstärker 20 addiert und verstärkt, wobei die Ausgangsspannung V3 über dem Widerstand R19 auftritt. Diese Ausgangsspannung V3 wird hoch (oder niedrig), wenn die oben erwähnte erste Fehlerspannung V1 hoch (oder niedrig) ist und wenn die zweite Fehler spannung V2 hoch (oder niedrig) ist, wird die Spannung V3 niedrig (oder hoch).

Der Basis des Transistors Tr15 wird ein vereinigtes Signal zugeführt, das sich aus der Überlagerung eines sinusförmigen Signals mit einer konstanten Verstärkung bzw. Amplitude

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Ao und eines Steuereingangssignals V3 ergibt, die durch den Addierverstärker 20 addiert und verstärkt worden sind. Wenn dieses vereinigte Signal den Schnittpegel·Vs überschreitet, der durch das Emitterpotential des Transistors Tr6 bestimmt ist, das seinerseits durch die Widerstände R22 und R24 und den Kondensator C14 festgelegt wird, gerät der Transistor Tr15 in den eingeschalteten Zustand und ein Strom fließt durch einen Anschluß 42 einer Betriebsspeisespannung Vg.. über einen Widerstand R23 und durch den Transistor Tr15.

Daher wird die Klemmspannung des Widerstandes R23 an die Transistoren Tri6 und Tr17 gelegt, die in einer Darlington-Schaltung miteinander verbunden sind, und diese beiden Transistoren gelangen dadurch in den eingeschalteten Zustand und eine rechteckwellenförmige Spannung tritt an dem Kollektor des Transistors Tr17 auf, deren Wert im wesentlichen gleich der Spannung der Betriebsspannungsquelle V_ß^ ist. Diese . Spannung wird dem Gleichstrommotor 10 zugeführt, nachdem sie in ähnlicher Weise durch eine Glättungsschaltting, die eine Spule L2 und einen Kondensator C15 enthält, geglättet worden ist.

Wenn dann die Steuerspannung V3 groß wird, wird die Zeitspanne, während derer der Schnittpegel Vs überschritten wird, ebenfalls lang, und die Impulsbreiten der von den Transistoren Tri6 und Tr17 gelieferten Ausgangsspannungen wachsen ebenfalls an. Die Folge davon ist, daß die durch Glättung dieser Spannungen erhaltenen Gleichspannungsausgangs spannungen ebenfalls höher werden, als ihren Normalwerten entspricht. Wenn andererseits das Steuereingangssignal klein wird, wird auch die Zeitspanne, während der der SchnittpegelVs überschritten wird, kurz, und die von den Transistoren Tri6 und Tr17 gelieferten Ausgangsspannungen erhalten kleine Impulsbreiten. Infolgedessen werden die

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durch Glättung dieser Spannungen erhaltenen Gleichspannungsausgangsspannungen ebenfalls niedriger, als ihren Normalwerten entspricht. Daher wird als Ausgangsspannung der als Schalter arbeitenden Verstärkerschaltung 212 eine zu der Steuerspannung V3 proportionale Gleichspannung trotz der Tatsache erhalten, daß die Antriebstransistoren Tri6 und Tr17 Schaltungsfunktionen durchführen.

Da die gesamte Schaltung durch negatives Rückführen des Ausgangssignals der als Schalter arbeitenden Verstärkerschaltung 212 an den Addierverstärker 20 als ein negativer Rückführverstärker ausgeführt ist, ist der Verstärkungsfaktor der gesamten Schaltung allein durch das Rückführungsverhältnis bestimmt, und die Schwankung der Spannung V_B1 der Spannungsversorgungsquelle hat keinen Einfluß. Weiterhin ist die Verstärkungseinstellung ebenfalls einfach, da sie nur durch Wahl der Werte der Widerstände R17 und R15 bestimmt ist.

Wenn die Drehphase des sich drehenden Kopfes 15 mit dem Bezugssignal synchronisiert ist und die Drehphase des sich drehenden Kopes 15 durch Störungen,wie z.B. Veränderungen des belastenden Drehmomentes,verzögert wird, wird die Phasenfehlerausgangssignalspannung V2 niedrig, während die Ausgangsspannung V3 des Addierverstärkers 20 groß wird. Dementsprechend wird gleichzeitig das Ausgangssignal des Antriebsverstärkers 21 groß, um den Gleichstrommotor 10 so zu steuern, daß die Drehbewegung des sich drehenden Kopfes 15 beschleunigt werden kann. Dann dämpft das Steuersystem für konstante Geschwindigkeit das Arbeiten des Steuersystems für konstante Phase, das dazu neigt, den sich drehenden Kopf 15 zu beschleunigen und verbessert dadurch die Dämpfungseigenschaften des Steuersystems für konstante Phase.

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Im Gegensatz zu diesem Fall wird die Phasensteuerung in ähnlicher Weise ausgeführt, wenn die Phase des sich drehenden Kopfes 15 durch Störungen vorgeschoben wird, und auch in diesem Fall werden die Dämpfungseigenschaften verbessert. Infolgedessen ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, die Drehphase des sich drehenden Kopfes 15 genau stabil bezüglich des Bezugssignals zu syncrhronisieren.

Als zweite Ausführungsform einer Schaltung, die den Addierverstärker 20 und den Antriebsverstärker 21 enthält, wird eine einfachere Schaltung beschrieben, die in Fig. 6 dargestellt ist. In dieser Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in der in Fig. 5 gezeigten Schaltung, und die Beschreibung derselben ist daher weggelassen.

Das Kollektorausgangssignal des Transistors Tr15 (bei der rechteckförmigen Welle angenähert gleich der trapezförmigen Welle) wird durch den Transistor Tr21 verstärkt und in ein rechteckförmiges Signal umgewandelt, dessen Anstiegszeit im Anstiegsteil kleiner als 1 /usec ist. Das rechteckförmige Ausgangssignal wird den Basen der Transistoren Tr22 und Tr23 zugeführt. Wenn das Kollektorausgangssignal des Transistors Tr21 ein hohes Niveau erreicht, gelangt der Transistor Tr22 in den eingeschalteten Zustand und der Transistor Tr21 in den ausgeschalteten Zustand. Wenn andererseits die Kollektorausgangsspannung des Transistors Tr21 das untere Niveau erreicht, wird der Transistor Tr22 ausgeschaltet und die Transistoren Tr23 und Tr24 werden eingeschaltet. Die oben beschriebene Umkehrschaltung wird für jeden einzelnen Zyklus des beschriebenen rechteckförmigen Ausgangssignals durchgeführt.

Durch Ein- oder Ausschalten des Transistors Tr22 wird die Betriebsspannung in die rechteckförmige Signalform überge-

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führt. Diese Spannung wird durch die aus der Spule L2 und dem Kondensator 15 bestehende gleichrichtende und glättende Schaltung gleichgerichtet und geglättet und dem Gleichspannungsmotor 10 zugeführt. Die Transistoren Tr23 und Tr24 sind derart angeordnet, daß die drehzahlverringernden Eigenschaften durch Kurzschließen (über die Spule L2) der zwei Anschlüsse des Motors 10 zur Zeit der Verringerung der Drehzahl des Motors 10 verbessert werden können.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun an Hand der Figuren 7 bis 10 beschrieben.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In dieser Figur sind für gleiche Teile in dem Blockschaltbild wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und daher ist die detaillierte Beschreibung dieser Schaltelemente weggelassen. In Fig. 8 ist eine Ausführungsform der Schaltung von Fig. 7 dargestellt, die den Phasenschieber 50, den Phasenkomparator 26 und die Phasenkompensationsschaltung 28 enthält.

Das trapezförmige Signal mit einer Neigung in dem Anstiegsteil, das von dem Trapezwellengenerator 25 herrührt, wird über einen Anschluß 51 an den Kollektor eines Transistors Tr31 in dem Phasenkomparator 26 zugeführt.

Andererseits wird das. Bezugs signal über den Anschluß 27 der Basis des Transistors Tr34 des Phasenschiebers 50 zugeführt. In dem Phasenschieber 50 bilden die Transistoren Tr34 und Tr35 einen monostabilen Multivibrator und erzeugen einen Impuls mit dem konstanten Zeitintervall, wenn ein Referenzimpuls von dem Anschluß eingespeist wird. Dieser Ausgangsimpuls wird durch den Kondensator C21 differenziert und dann der Basis des Transistors Tr31 in dem Phasenkomparator 26 zugeführt. Infolgedessen-wird das dem Kollektor des Transi-

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stors Tr31 zugeführte trapezförmige Signal durch das an die Basis dieses Transistors angelegte Signal abgetastet. Das Ausgangssignal von dieser Abtastung wird in dem Kondensator C24 gehalten, bis ein nachfolgender Abtastzeitpunkt erreicht wird.· Daher wird das durch den Feldeffekttransistor (FET) Tr32 nachgewiesene Signal ein Gleichspannungssignal, wobei das Gleichspannungssignal über den Anschluß 52 herausgeführt wird und dem Additionsverstärker 20 zugeführt wird.

Normalerweise ist in dem Steuersystem für konstante Phase der Mitnahmebereich für Synchronisation kleiner als der Haltebereich. Im Prinzip ist dieser Mitnahme- oder Fangbereich für Synchronisation durch die cut-off-Frequenz COc der Frequenzcharakteristiken in dem linearen Bereich des Steuersystems bestimmt, d.h. in dem Anstiegsbereich der trapezförmigen Welle, wie es oben beschrieben ist. Praktisch gesehen ist die cut-off-Frequenz φ c des Steuersystems jedoch meistens durch den Gleichstrommotor 10 und die Charakteristiken seiner mechanischen Belastung bestimmt, und sie ist im allgemeinen ziemlich niedrig. Daraus folgt, daß, wenn der Mitnahme- oder Fangbereich klein ist und das Bezugssignal und die . Mittenfrequenz . φο stark voneinander abweichen, das Steuersystem für konstante Phase Instabilitäten zeigt und die Synchronisation nicht bewirkt wird.

Um dieses Problem zu lösen, sorgt die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform dafür, daß das Ausgangssignal des Transistors Tr32 in dem Phasenkomparator 26 an die Basis des Transistors Tr34 des Phasenschiebers 50 über den Kondensator C22 zurückgeführt wird.

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Es soll nun angenommen werden, daß die Abweichung des Bezugssignals von der Mittenfrequenz des Steuersystems größer als die cut-off-Frequenz des Steuersystems für konstante Phase ist, wobei das Steuersystem sich in einem nicht synchronisiertem Zustand befindet und sich daher Instabilitäten einstellen. Hier wird das von dem Trapezwellengenerator 25» wie in Fig. 9 gezeigt, erzeugte trapezwellenförmige Signal in dem Phasenkomparator 26 einer willkürlichen Abtastung (random sampling) in den Teilen 9b1 und 9b2 mit Ausnahme seines Anstiegsteils Qa unterworfen. Da die oben erwähnten Teile 9b1 und 9b2 keine Funktion des Phasenvergleichs besitzen, wird keine Phasensteuerfunktion ausgeführt. Dann addiert der Addierverstärker 20 das rechteckförmige Signal ähnlich dem trapezförmigen Signal, und als Folge davon wird die Drehbewegung des Gleichstrommotors 10 verändert.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Rückführung von dem Phasenkomparator 26 zu dem Phasenschieber 50 durchgeführt, wobei die Vorrichtung wie folgt arbeitet.

Wenn sich das Ausgangssignal des Phasenkomparator 26 stufenweise in der positiven (oder negativen) Richtung ändert, wird der Betrag dieser Änderung des Ausgangssignals über den Kondensator C22 zu dem Phasenschieber 50 zurückgeführt. Auf diese Weise wird der Betrag der Phasenschiebung T2 des Phasenschiebers 50 klein (oder groß), wie es durch T'2 (T"2) in Fig. 10 (B) dargestellt ist. Wenn die Drehzahl des sich drehenden Kopfes 15 im Vergleich zu dem in Fig. 10 (A) gezeigten Bezugssignal klein ist, wird die Zeit der Abtastung durch den nachlaufenden Teil des Ausgangsimpulses der Phasenverschiebungsamplitude T"2, d.h., die Zeitdauer des Abtastens in dem flachen Bereich Qb1 des in Fig. 10 (C) gezeigten trapezförmigen SignalSjlang.

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Daher wird das Signal von der rechteckförmigen Welle des Ausgangssignals von dem Phasenkomparator 26 in dem Teil der Abtast stelle in dem flachen Bereich Öb1 des trapezförmigen Signals groß, und das elektrische Potential des Kondensators C23 in der Phasenkompensationsschaltung 28 nimmt entsprechend ab, so daß Drehbewegung des Gleichstrommotors 10 in einem Maße beschleunigt wird, wie es durch die Länge der Pfeillinie in Fig. 10 (D) gezeigt ist, wobei seine Drehgeschwindigkeit immer höher wird. Wenn die Frequenzdifferenz zwischen dem Bezugssignal und der Drehzahl sich der cut-off-Frequenz Wc in dem linearen Bereich des Steuersystems annähert, setzt die Phasensteuerung wieder ein und die Synchronisation wird durchgeführt.

Im entgegengesetzten Fall liegt ein ähnlicher Ablauf vor. Wenn die Drehzahl des sich drehenden Kopfes 15 in bezug auf das in Fig. 10 (E) dargestellte Bezugssignal höher ist, wird die Zeitdauer der Abtastung durch Zeitbestimmung in dem in Fig. 10 (F) dargestellten Bereich T'2, d.h. die Zeitdauer der Abtastung für den in Fig. 10 (G) gezeigten Teil 9b2,lang. Daher wird die mittlere Spannung des Kondensators C23 in der Kompensationsschaltung 28 niedrig und die Drehzahl des sich drehenden Kopfes 15 wird niedrig. Das bedeutet, daß der Abtastpegel in dem Teil Öb1 so wirkt, daß die Drehbewegung des sich drehenden Kopfes 15 beschleunigt werden kann, wie es durch den (nach rechts gerichteten) Pfeil in Fig. 10 (G) gezeigt ist, während der Abtastpegel in dem Teil ©b2 so wirkt, daß die Drehbewegung des sich drehenden Kopfes 15 verzögert wird, wie es durch den (nach links gerichteten) Pfeil in Fig. 10 (G) gezeigt ist. Wie oben jedoch beschrieben wurde, wirkt, da die Zeit der Abtastung in dem Teil Qb2 lang wird, der Abtastpegel so, daß die Drehbewegung des sich drehenden Kopfes 15 verzögert wird, wie es insgesamt in Fig. 10 (H) dargestellt ist. Die

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Drehzahl des sich drehenden Kopfes 15 wird allmählich niedriger, und die Frequenzdifferenz der Drehzahl des sich drehenden Kopfes und des Bezugssignals nähert sich der cut-off Frequenz, wobei die Phasensteuerungswirkung beginnt und die Synchronisation durchgeführt wird.

Auf diese Weise wird durch Addition des Referenzsignals zu dem Phasenkomparator 26 durch den Phasenschieber 50 und durch wechselstrommäßige Rückführung seines Ausgangssignals über den Kondensator C22 an den Phasenschieber 50 eine schnelle Synchronisation ermöglicht, sogar wenn die Frequenz des Referenzsignals und die Drehzahl des sich drehenden Kopfes 15 weit voneinander abweichen. Da der Phasenschieber 50 und der Phasenkomparator 26 über den Kondensator C22 verbunden sind, wird der Gleichspannungsverstärkungsfaktor des Steuersystems für konstante Phase durch die Neigung des trapezförmigen Signals bestimmt.

Es soll nun unter Bezugnahme auf die Figuren 11 bis 13 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden. Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild, in dem teilweise die Schaltungen der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthalten sind. In den Figuren sind für gleiche Teile, die in den Blockschaltbildern der Figuren 1 und 7 dargestellt sind, gleiche Bezugszeichen verwendet, und eine detaillierte Beschreibung derselben ist daher weggelassen.

In dieser Ausführungsform wird das Ausgangssignal der Phasenkompensationsschaltung 28 dem Phasenschieber 61 des Frequenzdiskriminators 19 zugeführt.

Es wird nun angenommen, daß die Drehphase des sich drehenden Kopfes 15 durch Störung innerhalb des Zustands während Syn-

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chronisation der Drehphase des sich drehenden Kopfes 15 mit dem Bezugssignal verzögert wird. Dann wird das durch Phasenvergleich entstandene Fehlersignal des Phasenkomparators 26 klein, und die an den Emitter eines Transistors Tr4i eines Phasenschiebers 61 angelegte Spannung wird niedrig. Dementsprechend wird der Kollektorstrom des Transistors Tr4i, d.h. der Strom, der zu einer Spule L11 fließt, wird groß. Wenn der Strom zu dieser Zeit groß wird, wird die Induktanz der Spule L11 klein, wie es aus der Darstellung der Fig. 13 zu ersehen ist.

Dies führt dazu, daß sich die Phasencharakteristiken des Phasenschiebers 61 ändern und der Betrag der Phasenverschiebung klein wird, wie es aus der Darstellung der Fig. 12 ersichtlich ist, und daß das Aasgangssignal des Frequenzdiskriminators 19, d.h. das Gleichspannungsfehlersignal, groß wird. Daher wird der Gleichspannungsmotor 10 in seiner Drehbewegung beschleunigt, und die Drehzahl des sich drehenden. Kopfes 15 wird hoch, wobei der sich drehende Kopf 15 wieder in den synchronisierten Zustand zurückkehrt.

Die obige Beschreibung bezieht sich insbesondere auf den Fall, bei dem die Phase des sich drehenden Kopfes 15 gegen die Phase des Bezugssignals verzögert ist. Es kann leicht eingesehen werden, daß der sich drehende Kopf in einem weiter vorgeschoben Zustand der Phase in ähnlicher Weise wie oben beschrieben worden ist leicht in den Zustand der Synchronisation zurückbewegen kann.

Gemäß der Vorrichtung dieser Ausführungsform ist der

Addierverstärker der vorher beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendig.

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Fig. 14 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Servosystems für eine Bandantriebsrolle oder Tonwelle als eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In dieser Figur sind für gleiche Teile oder für die Teile, die gleiche Funktionen ausüben, gleiche Bezugszeichen verwendet worden und die detaillierte Beschreibung derselben ist weggelassen worden.

Bei dieser Ausführungsform wird der Gleichstrommotor 10 zum Antrieb der Bandantriebsrolle verwendet. Die Drehbewegung des Gleichstrommotors 10 wird über die Rolle, das Band 13 und die Rolle 12 auf eine Bandantriebswelle 72 übertragen, die sich einstückig mit der RoIe 12 und einem Treibrad dreht. Die Bandantriebswelle 72 arbeitet mit einer Klemmwalze 73 zusammen und bewirkt die Beförderung eines Magnetbandes 74. Die Kopfplatte 14 mit dem sich drehenden Kopf 15 wird durch den Gleichstrommotor angetrieben, der eine Steuervorrichtung für konstante Drehzahl aufweist. Die Permanentmagnete 22a und 22b sind an einer Rotationsscheibe 76 befestigt, die durch einen Motor 75 zur Drehung gebracht wird.

Aus der Steuerspur des Magnetbandes 74 wird getrennt von eines Videosignal während der Aufnahmezeit ein vertikales Synchronisationssignal aufgezeichnet. Dieses Steuersignal wird während der Wiedergabezeit durch einen Steuerkopf 77 abgelesen und wiedergegeben. Ein von dem Kopf 77 abgelesener Steuerimpuls wird durch einen Impulsverstärker 78 verstärkt in der Kurvenform gleichgerichtet und dem Phasenkomparator 26 zugeführt, während andererseits von dem Detektorkopf 23 ein Signal abgenommen wird, das mit der Drehbewegung des Gleichstrommotors 75 in Beziehung steht, und dieses Signal wird dem Rechteckwellengenerator 24 zur geführt. Es wird ebenfalls von der Drehzahldetektoreinrich-

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tung 16 ein Signal abgenommen, das der Drehbewegung der Bandantriebswelle 72 zugeordnet ist, und dieses Signal wird dem Abstimmverstärker 17 zugeführt. Das Ausgangssignal von dem Motorantriebsverstärker 21 wird dem Gleichstrommotor 10 zugeführt, so daß die Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit und die Drehphase der Bandantriebswelle gesteuert werden.

In dem Fall, wenn kein Steuersignal auf der Steuerspur des Magnetbandes während seines Transportes existiert, weil es schon gelöscht worden ist, wird die Drehung der Bandantriebswelle völlig gestört. Eine Ausführungsform einer Schaltung zur Lösung dieses Problems ist in Fig. 15 dargestellt. Nach der Schaltung dieses Ausführungsform wird, wenn das Steuersignal nicht von dem Magnetkopf 77 wiedergegeben wird, eine konstante Spannung an einen Eingangsanschluß des Phasenvergleichsfehlersignals des Addierverstärkers 20 angelegt, um so die Drehzahl der Bandantriebswelle konsant zu halten.

Wenn das wiederzugebende Steuersignal nicht existiert, tritt kein Ausgangssignal in dem Phasenkomparator 26 auf und dementsprechend wird kein Eingangssignal an einen Anschluß 81 gegeben. Die Schwingung eines monostabilen Multivibrators 82, der aus den Transistoren Tr51 und Tr52 besteht, sollte aufhören. Der Transistor Tr51 befindet sich in dem ausgeschalteten Zustand, und seine Kollektorspannung wird gleich einer Betriebsquellenspannung. Andererseits ist die Eingangsseite des Addierverstärkers 20 des Phasenvergleichsfehlersignals mit einem Transistor Tr53 verbunden.· Der Emitter des Transistors Tr53 ist so geschaltet, daß er über die Widerstände R51 und R52 eine konstante Spannung besitzt. Die Basis des Transistors Tr53 ist über die Diode D11 mit dem Kollektor des Transistors Tr51 verbunden.

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Hier wird die Kollektorspannung des Transistors Tr51 eine Spannungsquelle und dann wird die Diode D11 umgekehrt; vorgespannt. Der Transistor Tr53 ist über einen Widerstand R53 vorgespannt und wird dadurch eingeschaltet. Wenn der Transistor Tr53 eingeschaltet wird, liegt die Basis des Transistors Tr13 fest auf einer konstanten Emitterspannung, die sie von dem aus den Widerständen R51 und R52 gebildeten elektrischen Potentialteiler erhält. Der Addierverstärker 20 erhält nur ein Signal von dem Steuersystem für konstante Drehzahl. Daraus folgt, daß die Bandantriebswelle 72 mit einer konstanten Drehzahl angetrieben wird.

Wenn ein Steuersignal von dem Kopf 77 wiedergegeben wird, wird der Kollektor des Transistors Tr51 alternierend ein- und ausgeschaltet, so daß das elektrische Laden oder Entladen des Kondensators C41 mit der Zeitkonstante wiederholt wird, die durch die Konstanten von Widerstand R53, Kondensator C41 und Diode D11 bestimmt ist. Die Basisspannung des Transistors Tr53 wird niedrig und der Transistor Tr53 kommt in den ausgeschalteten Zustand, Da der Transistor Tr53 ausgeschaltet ist, wird die Klemmeingangsspannung des Addierverstärkers 20 nur durch die Phasenvergleichsfehlersignalspannung V2 bestimmt, die an dem Anschluß 41 auftritt und durch die die Bandantriebswelle 72 auf eine konstante Drehphase gesteuert wird.

Die Erfindung soll nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sein, sondern Abwandlungen umfassen, die aus dem Erfindungsgedanken folgen.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Steuerung "bzw. Regelung der Drehbewegung eines drehbaren Körpers in einem Aufnahme- und/oder Wiedergabegerät, enthaltend einen Gleichstrommotor zum Antrieb des drehbaren Körpers, eine erste Drehdetektoreinrichtung zum Feststellen der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des durch den Gleichstrommotor angetriebenen drehbaren Körpers, die auf die Drehbewegung des drehbaren Körpers anspricht, eine erste Fehlersignalbildungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Fehlersignals mit einer dem Vorschub und der Verzögerung der Phase des Ausgangssignals der ersten Drehdetektoreinrichtung entsprechenden Größe, eine zweite Drehdetektoreinrichtung zum Feststellen eines.der Drehphase des drehbaren Körpers zugeordneten Signals, eine zweite Fehlersignalbildungseinrichtung zur Erzeugung eines zweiten durch Vergleich der Phase des Ausgangssignals dieser zweiten Drehdetektoreinrichtung mit der Phase einss Bezugssignals entstehenden Fehlersignals, eine Steuersignalbildungseinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals durch Kombination des ersten mit dem zweiten Fehlersignal und eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung des Gleichstrommotors entsprechend dem Steuersignal von der Steuersignalbildungseinrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahldetektoreinrichtung (16, 17) die Drehzahl des drehbaren Körpers als ein elektrisches Signal mit einer Frequenz feststellt, die das n.-fache (n^^1) der Drehzahl beträgt, und.daß sich die Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung des Gleichstrommotors auszeichnet durch eine Schaltung (211) zum Erzeugen eines Wechselsignals konstanter Periode und konstanter Amplitude, durch eine Schaltung (Transistor Tr15) zum Überlagern dieses Wechselsignals und

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eines Steuersignals von der Steuersignalbildungseinrichtung und zum Abschneiden des überlagerten Signals bei einem besonderen Pegel, durch einen Antriebsverstärker (Tri6, Tr17) zum Ausführen von Ein-Aus-Schaltvorgängen entsprechend dem abgeschnittenen Signal und zum Erzeugen eines entsprechenden rechteckförmigen Signals und durch eine Schaltung (L2, C15) zum Glätten des Ausgangssignals des Antriebsverstärkers zwecks Erzeugung einer den Gleichstrommotor ansteuernden geglätteten Gleichspannung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalbildungseinrichtung aus einem Addierverstärker (20) besteht, der einen ersten Transistor (Tr12), dessen Basis das erste Fehlersignal zugeführt wird, einen zweiten Transistor (Tr13), dessen Emitter mit dem Emitter des ersten Transistors über einen Widerstand (R15) verbunden ist und dessen Basis das zweite Fehlersignal zugeführt wird, und eine Vorrichtung (Transistor Tri4) enthält, die ein Ausgangssignal sowohl von dem Kollektor des ersten als auch des zweiten Transistors abgibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Fehlersignalbildungseinheit auszeichnet durch einen Phasenschieber (50), der eine Phase des Referenzsignals schiebt, einen Phasenkomparator (26), der die Phase des Ausgangssignals von der zweiten Drehdetektoreinrichtung und die Phase eines Ausgangsbezugssignals von diesem Phasenschieber vergleicht und ein Phasenvergleichsfehlerausgangssignal erzeugt, und eine Vorrichtung zur Rückführung eines Teils des Ausgangssignals von diesem Phasenkomparator und zur Steuerung des Betrags, um den diese Phase geschoben wird.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Drehdetektoreinrichtung auszeichnet durch einen drehbaren Zahnradkranz (16a), der längs seines Umfangs n₁ Zähne aufweist und sich zusammen mit dem drehbaren Körper dreht, durch einen feststehenden Zahnradkranz (16b), der mit n- Zähnen ausgerüstet ist, die der Zahnoberfläche des drehbaren Zahnradkranzes gegenüberliegen, und durch eine Schaltung (17)» die bei der Drehung des drehbaren Zahnradkranzes Änderungen in der elektrostatischen Kapazität zwischen dem drehbaren Zahnradkranz und dem feststehenden Zahnradkranz als ein elektrisches Signal feststellt, und daß die zweite Drehdetektoreinrichtung einen Permanentmagneten (22a, 22b), der sich mit dem drehbaren Körper dreht, und einen magnetischen Detektorkopf (23) enthält, der das Vorbeilaufen des Permanentmagneten feststellt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Fehlersignalbildungseinrichtung auszeichnet durch einen Phasenschieber (61) zum Verzögern der Phase bezüglich eines Eingangssignals mit einer eine vorher bestimmte Frequenz überschreitenden Frequenz und zum Vorschieben der Phase bezüglich eines Eingangssignals mit einer die vorherbestimmte Frequenz unterschreitenden Frequenz, durch ein erstes NAND-Glied (31) zum Erzeugen des NAND-Produktes aus einem Ausgangssignal von dieser ersten Drehdetektoreinrichtung und einem Signal, das durch Anlegen dieses Ausgangssignals an den Phasenschieber erhalten wird, durch ein zweites NAND-Glied (35) zum Erzeugen des NAND-Produktes aus zwei Signalen, die durch Polaritätsumkehr aus den dem ersten NAND-Glied zugeführten Signalen gewonnen werden, und durch eine Schaltung. (36) zum Glätten der vereinten Ausgangssignale des ersten und des zweiten NAND-Gliedes, und daß die Steuersignalbildungseinrichtung eine Vorrichtung . enthält, die dieses zweite Fehlersignal dem Phasenschieber (61) zuführt. 409808/1074
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper aus rotierenden Magnetköpfen (15) zur Aufnahme und/oder Wiedergabe von Videosignalen auf/von einem Magnetband besteht und daß die erste und die zweite Drehdetektoreinrichtung die Drehbewegung feststellen, indem sie mit einem Bauteil zusammenarbeiten, der einstückig mit diesen rotierenden Magnetköpfen verbunden ist.
7. Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Drehbewegung eines drehbaren Körpers in einem Aufnahme- und/oder Wiedergabegerät, enthaltend «inen ersten Gleichstrommotor (10) zum Antrieb einer Bandantriebsroile oder Tonwelle, eine erste Drehdetektoreinrichtung zum Feststellen der Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl dieser durch den ersten Gleichstrommotor angetriebenen Bandantriebsrolle oder Tonwelle, eine erste FeblersignalMldiuigseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Fehlersignals mit einer dem Vorschub und der Verzögerung der Phase des Ausgangssignals der ersten Drehdetektoreinrichtung entsprechenden Große, einen zweiten Motor (75) zum Antrieb eines Drehkopfes, eine zweite Drehdetektoreinrichtung zum Feststellen eines der Drehphase des durch den zweiten . Motor angetriebenen Drehkopfes zugeordneten Signals, eine zweite Fehlersignalbildungseinrichtung zur Erzeugung eines zweiten durch Vergleich des Ausgangssignals dieser zweiten Drehdetektoreinrichtung mit einem Bezugssignal gebildeten Fehlersignals, eine Steuersignalbildungseinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals durch Kombination des ersten mit dem zweiten Fehlersignal und eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung des ersten Gleichstrommotors entsprechend dem Steuersignal von der Steuersignalbildungseinrichtung,

dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Drehdetektoreinrichtung (16, 17) ein elektri-

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sches Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz das n^-fache (n..^-1-)-der Drehzahl beträgt, und daß sich die Antriebsvorrichtung zur Steuerung der Drehbewegung des ersten Gleichstrommotors auszeichnet durch eine Schaltung (211) zur Erzeugung eines Wechselsignals konstanter Periode und konstanter Amplitude, durch eine Schaltung (Transistor Tr15) zum Überlagern dieses Wechselsignals und eines Steuersignals von der Steuersignalbildungseinrichtung und zum Abschneiden des überlagerten Signals bei einem besonderen Pegel, durch einen Antriebsverstärker (Tri6, Tr17) zum Ausführen von Ein-Aus-Schaltvorgängen entsprechend dem abgeschnittenen Signal und zum Erzeugen eines entsprechenden rechteckförmigen Signals und durch eine Schaltung (L2, C15) zum Glätten des Ausgangssignals des Antriebsverstärkers zwecks Erzeugung einer den ersten Gleichstrommotor ansteuernden geglätteten Gleichspannung.

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