DE3030861C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs­ anordnung mit zwei Steuerschaltern, insbesondere zum Steuern der zwei Antriebsmotoren eines Video-Magnetband-Aufzeich­ nungs- und Wiedergabegerätes, bei der die Steuerschalter aus einer Gleichstromquelle versorgt werden und bei der ein Impulsoszillator zum Erzeugen von Steuerimpulssignalen, die den Steuerschaltern zu deren Beeinflussung zugeführt werden, vorgesehen ist, mit einer Phasensteuereinrichtung zwischen dem Impulsoszillator und den Steuerschaltern zum Steuern der Phasen von Steuerschaltereingangssignalen derart, daß die Phasensteuereinrichtung Signale abgibt, durch die die Ein­ schaltphasen der Steuerschalter grundsätzlich zeitlich ge­ geneinander versetzt sind.

Bei einer bereits in Erwägung gezogenen Steuerschaltein­ richtung für Video-Magnetband-Aufzeichnungs- und Wiederga­ begeräte (video tape recorder) VTR werden sowohl Steuer­ schalter für einen Gleichstrom-Kopfradantriebsmotor als auch für einen Gleichstrom-Bandantriebsmotor benutzt, um diese Motoren zu steuern. Dabei werden Pulsbreitenmodulatorschal­ tungen sowohl für den Kopfradantriebsmotor als auch für den Bandantriebsmotor verwendet. Dazu werden den Pulsbreitenmo­ dulatorschaltungen Trägerimpulssignale, die die gleiche Frequenz, jedoch zueinander entgegengesetzte Phasen haben, zugeführt. Die Trägerimpulssignale werden derart beeinflußt, daß sie Modulationen durchführen, wozu ihre Tastverhältnisse in Abhängigkeit von den Drehzahlen und/oder Phasen der je­ weiligen Gleichstrommotoren variiert werden. Die Ausgangs­ signale der Pulsbreitenmodulatorschaltungen werden als Ein- und Ausschaltsignale für die betreffenden Steuerschalter verwendet. Die Ausgangssignale der Steuerschalter werden über Tiefpaßfilter dem Kopfradantriebsmotor bzw. dem Band­ antriebsmotor als Antriebsströme zugeführt. In diesem Fall werden die Steuerschalter jeweils mit Gleichstrom aus einer gemeinsamen Gleichstromquelle versorgt.

Es sei angenommen, daß die Impulsströme, die durch die bei­ den Steuerschalter fließen, mit Ia und Ib und deren Tastver­ hältnisse mit Da bzw. Db bezeichnet werden und daß die Scheitelwerte der Impulsströme Ia und Ib gleich sind. Nach dem oben Ausgeführten werden die beiden Impulsströme Ia und Ib, während die Trägerimpulssignale, die den beiden Pulsbreitenmodulatorschaltungen zugeführt werden, die glei­ che Phasenlage haben und falls die Tastverhältnisse Da und Db der Impulsströme Ia und Ib jeweils 50% betragen, eine vollkommen gleiche Impulsform, wie in Fig. 1A und Fig. 1B gezeigt, haben. Dementsprechend hat ein Summenstrom Ia + Ib, der aus einer gemeinsamen Gleichstromquelle fließt, einen Scheitelwert, der den zweifachen Wert jedes der Impulsströ­ me Ia und Ib ausmacht, vergl. Fig. 1C.

Für den Fall, daß das Tastverhältnis Da des Impulsstromes Ia 50% beträgt, während das Tastverhältnis Db des Impuls­ stromes Ib 70% beträgt, vergl. Fig. 2A und Fig. 2B, nimmt der Summenstrom Ia + Ib, der aus der gemeinsamen Gleich­ stromquelle fließt, ebenfalls einen Scheitelwert an, der das Doppelte des Scheitelwertes jedes der Impulsströme Ia und Ib, wie in Fig. 2C gezeigt, beträgt.

Für den Fall, daß das Tastverhältnis Da des Impulsstromes Ia 30% und das Tastverhältnis Db des Impulsstromes Ib 70% beträgt, vergl. Fig. 3A und Fig. 3B, wird der Summenstrom Ia + Ib, der aus der gemeinsamen Gleichstromquelle fließt, zu einem Impulsstrom, der wiederum einen Scheitelwert hat, der den zweifachen Wert jedes der Impulsströme Ia und Ib ausmacht, vergl. Fig. 3C.

Aus den oben gemachten Ausführungen geht hervor, daß dann, wenn die Trägerimpulssignale, die den Pulsbreitenmodulator­ schaltungen zugeführt werden, die gleiche Phasenlage haben, der absolute Wert des Differentialkoeffizienten bei der Anstiegsflanke und der Abstiegsflanke des Impulsstromes, der aus der gemeinsamen Gleichstromquelle fließt, groß wird, womit eine unerwünscht große Störabstrahlung entsteht. Des­ weiteren besteht der Nachteil, daß nachdem der Scheitelwert des Impulsstroms, der aus der gemeinsamen Gleichstromquelle fließt, den zweifachen Wert jedes der Impulsströme Ia und Ib ausmacht, der Betriebswirkungsgrad der gemeinsamen Gleich­ stromquelle entsprechend niedrig ist.

Aus der US-PS 37 07 659 ist bereits eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.

Aus der DE-AS 20 20 272 ist eine Einrichtung zur Drehzahl­ regelung der Spulenantriebsmotore eines Magnetbandaufzeich­ nungsgerätes bekannt, die eine Impulsbreitenmodulatorschal­ tung für den Antrieb der Spulenantriebsmotore enthält. In dieser bekannten Schaltungsanordnung sind ein Sägezahngene­ rator und ein Pegelkomparator vorgesehen, wobei der Säge­ zahngenerator mit einer ersten Eingangsklemme des Pegelkom­ parators verbunden ist und einer zweiten Eingangsklemme des Pegelkomparators ein Pegelsignal, das ein Drehzahlistwert­ signal ist, zugeführt wird. Der Pegelkomparator erzeugt hierbei die Eingangssignale für einen den beiden Motoren gemeinsamen Steuerschalter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Schaltungsanordnung zu schaffen, die einen einfachen und damit wenig störanfälligen sowie kostengünstigen Aufbau hat, eine unerwünschte Störabstrahlung wirksam vermeidet und die Belastung einer gemeinsamen Stromquelle zur Verbesserung des Betriebswirkungsgrades niedrig hält.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, die durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale charakterisiert ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsart der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist durch das in Patentanspruch 2 ange­ gebene Merkmal gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung löst die eingangs genannten auf­ tretenden Probleme mittels einer einfachen und damit wenig störanfälligen und ebenso kostengünstigen neuen Schaltungs­ anordnung.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung Fig. 4-Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild - teilweise als Blockschaltbild ausgeführt - für ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 bis 9 zeigen Impulsdiagramme zur Erläuterung der Ar­ beitsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 für die vorliegende Erfindung.

Fig. 4 zeigt, wie bereits erläutert, das Schaltbild - teil­ weise als Blockschaltbild ausgeführt - eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung. In die­ sem Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Schal­ tungsanordnung zur Steuerung eines Kopfradantriebsmotors und Auf­ zeichnungs- und Wiedergabegerätes (video tape recorder) VTR benutzt.

In Fig. 4 bezeichnen M 1 und M 2 einen Kopfradantriebsmotor bzw. einen Bandantriebsmotor und SW 1 und SW 2 Steuerschalter für den Kopfradantriebsmotor M 1 bzw. den Bandantriebsmotor M 2. Diese Steuerschalter SW 1 und SW 2 werden aus einer gemein­ samen Gleichstromquelle +B mit Gleichstrom versorgt. Es sind ein erster und ein zweiter Pulsbreitenmodulator K 1 bzw. K 2, die jeweils aus einem ersten bzw. zweiten Integrator IT 1 bzw. IT 2 und einem ersten bzw. zweiten Pegelkomparator CM 1 bzw. CM 2 bestehen, vorgesehen. Desweiteren ist ein Si­ gnalgenerator SG vorgesehen, der zwei Trägerimpulssignale erzeugt, die eine Phasendifferenz von ungefähr 180° und die gleiche Frequenz, beispielsweise die gleiche Frequenz wie die Horizontal-Ablenkfrequenz eines Fernsehsignals in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, haben und die jeweils den Pulsbreitenmodulatoren K 1 bzw. K 2 zugeführt werden. Dieser Signalgenerator SG besteht aus einem Impulsoszillator OS, der ein rechteckförmiges erstes Impulssignal S 1 erzeugt, das eine Frequenz gleich der Horizontal-Ablenkfrequenz und ein Tastverhältnis oder eine Impulsdauer von 50% (wie in Fig. 5A gezeigt) hat, und aus einem Inverter IV zur Phasen­ invertierung des rechteckförmigen ersten Impulssignals S 1.

Das rechteckförmige erste Impulssignal S 1 aus dem Impuls­ oszillator OS wird dem ersten Integrator IT 1, der aus einem ersten Widerstand R 1 und einem ersten Kondensator C 1 be­ steht, zugeführt, um es in ein dreieckförmiges zweites Im­ pulssignal S 2 umzuformen, vergl. Fig. 5B. Dieses dreieckför­ mige zweite Impulssignal S 2 wird einem der beiden Eingänge, beispielsweise der nichtinvertierenden Eingangsklemme, des ersten Pegelkomparators CM 1 zugeführt, dem außerdem über eine andere Eingangsklemme t 1 oder seinen invertierenden Eingang ein Rotationserkennungssignal S 3 (vergl. Fig. 5B), geliefert vom Kopfantriebsmotor M 1, zugeführt wird. Daraus ergibt sich, daß der erste Pegelkomparator CM 1 die Pegel der beiden Signale miteinander vergleicht und anschließend ein Steuerschaltereingangssignal S 4 erzeugt, dessen Tast­ verhältnis in Abhängigkeit von der Drehzahl des Kopfrad­ antriebsmotors M 1 variiert wird, vergl. Fig. 5C. Dieses Steuerschaltereingangssignal S 4 wird dem ersten Steuer­ schalter SW 1 als Steuerschalter-Steuersignal zugeführt, wo­ durch ein rechteckförmiges Steuerschalterausgangssignal S 5 gewonnen wird, das mit dem phasenkonvertierten Signal des rechteckförmigen Steuerschaltereingangssignals S 4 korre­ spondiert, vergl. Fig. 5D. Dieses Steuerschalterausgangssig­ nal S 5 wird anschließend einem ersten Tiefpaßfilter LF 1 zugeführt, in dem es zu einem Motorsteuerstrom S 6, wie in Fig. 5E gezeigt, geformt wird. Dieser Motorsteuerstrom S 6 wird dem Kopfradantriebsmotor M 1 zugeführt, um diesen anzu­ treiben.

Auf ähnliche Weise wird das rechteckförmige erste Impuls­ signal S 1 aus dem Impulsoszillator OS - durch den Inverter IV in der Phase gedreht - dem zweiten Integrator IT 2, be­ stehend aus einem zweiten Widerstand R 2 und einen zweiten Kondensator C 2 zugeführt, in dem es zu einem dreieckförmi­ gen Impulssignal umgeformt wird. Dieses dreieckförmige Im­ pulssignal wird einem Eingang, beispielsweise der nichtin­ vertierenden Eingangsklemme, des zweiten Pegelkomparators CM 2 zugeführt, dem an seinem invertierenden Eingang, näm­ lich seiner Eingangsklemme t 2, das Rotationserkennungssi­ gnal des Bandantriebsmotors M 2 zugeführt wird. Das aus dem Vergleich dieser Signale mittels des zweiten Pegelkompara­ tors CM 2 gewonnene Ausgangssignal, das ein rechteckförmiges Impulssignal ist, wird zu dem zweiten Steuerschalter SW 2 als Steuersignal für diesen übertragen. Das in der Phase gedrehte, rechteckförmige Impulssignal, das von dem zwei­ ten Steuerschalter SW 2 geliefert wird, wird in einem zwei­ ten Tiefpaßfilter LF 2 als Gleichstrommotor-Steuersignal geglättet und im Anschluß daran dem Bandantriebsmotor M 2 zugeführt, um diesen anzutreiben.

Die beiden Tiefpaßfilter LF 1, LF 2 und die beiden Motoren M 1, M 2, die jeweils an die Endstufen der Steuerschalter SW 1 und SW 2 angeschlossen sind, stellen jeweils Lasten für die beiden Steuerschalter SW 1 und SW 2 dar.

Im folgenden wird mittels der Fig. 6-9 der Fall erläu­ tert, bei dem die Tastverhältnisse Da und Db der Impuls­ ströme Ia bzw. Ib, die durch die Steuerschalter SW 1 bzw. SW 2 fließen, jeweils variiert werden und dementsprechend der Summenstrom Ia + Ib, der aus der gemeinsamen Gleich­ stromquelle +B gezogen wird, variiert wird. In diesem Fall wird angenommen, daß die Scheitelwerte der Impulsströme Ia und Ib gleich groß sind. Wenn die Tastverhältnisse Da, Db der Impulsströme Ia, Ib jeweils 50% betragen, vergl. Fig. 6A und Fig. 6B, werden die Impulsströme Ia, Ib zu solchen, deren Phasenlagen miteinander invertiert sind. Deshalb wird der sich ergebende Summenstrom Ia + Ib, der aus der gemein­ samen Gleichstromquelle +B gezogen wird, zu einem Gleich­ strom, dessen Pegel gleich dem Spitzenwert jedes der Im­ pulsströme Ia, Ib, wie in Fig. 6C gezeigt, ist.

Wenn das Tastverhältnis Db des Impulsstromes Ia 50% be­ trägt, wie in Fig. 7A gezeigt, das Tastverhältnis Db des Impulsstromes Ib jedoch mehr als 50% beträgt, wie in Fig. 7B gezeigt, wird der Summenstrom Ia + Ib, der aus der ge­ meinsamen Gleichstromquelle +B gezogen wird, ein Impuls­ strom, dessen Scheitelwert doppelt so groß ist wie der Scheitelwert jedes der Impulsströme Ia, Ib, vergl. Fig. 7C. Dieser Summenstrom Ia + Ib ist ein Gleichstrom, der durch einen Impulsstrom mit einem Scheitelwert, der gleich jedem der Scheitelwerte der Impulsströme Ia, Ib ist, überlagert ist, so daß der Differentialkoeffizient der Anstiegsflanke oder Abstiegsflanke des Summenstromes Ia + Ib die Hälfte dessen beträgt, der in einer Schaltung gemäß dem Stand der Technik entsteht. Wenn die Summe der Tastverhältnisse Da, Db der Impulsströme Ia, Ib 100% beträgt, vergl. Fig. 8A und Fig. 8B, wird der Summenstrom Ia + Ib daraus, der aus der gemeinsamen Gleichstromquelle +B gezogen wird, ein Gleichstrom mit einem Pegel, der gleich dem Scheitelwert jedes der Impulsströme Ia, Ib ist, vergl. Fig. 8C.

Wenn die Tastverhältnisse Da, Db der Impulsströme Ia, Ib jeweils kleiner als 50% sind, wie in Fig. 9A und Fig. 9B gezeigt, wird der Summenstrom Ia + Ib, der aus der gemein­ samen Gleichstromquelle +B gezogen wird, zu einem Impuls­ strom, dessen Scheitelwert gleich dem jedes der Impulsströ­ me Ia, Ib ist, vergl. Fig. 9C.

Wie oben beschrieben, wird der Wert des Differentialkoef­ fizienten des Summenstromes, der aus der gemeinsamen Gleich­ stromquelle +B gezogen wird, in dem Fall, in dem zwei Steu­ erschalter gemäß der Erfindung benutzt werden, und in dem die Phasen der Trägerimpulssignale, die den Pulsbreiten­ modulatoren zugeführt werden, um 180° gegeneinander ver­ setzt sind, die Hälfte des Wertes des Differentialkoeffizi­ enten einer Schaltung gemäß dem Stand der Technik betragen. Dementsprechend wird die unerwünschte Störabstrahlung durch die Erfindung stark reduziert.

Desweiteren ist der Scheitelwert des Summenstromes, der aus der gemeinsamen Gleichstromquelle +B gezogen wird, entspre­ chend der Erfindung in praktisch allen Fällen gleich dem jedes der Impulsströme Ia, Ib, oder wenn schon der erstere zufällig größer als die letzteren wird, doppelt so groß wie die letzteren. Dieser zuletzt genannte Umstand tritt jedoch äußerst selten ein.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung mit zwei Steuerschaltern, insbeson­ dere zum Steuern der zwei Antriebsmotoren eines Video-Ma­ gnetband-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes, bei der die Steuerschalter aus einer Gleichstromquelle versorgt werden und bei der ein Impulsoszillator zum Erzeugen von Steuerim­ pulssignalen, die den Steuerschaltern zu deren Beeinflussung zugeführt werden, vorgesehen ist, mit einer Phasensteuer­ einrichtung zwischen dem Impulsoszillator und den Steuer­ schaltern zum Steuern der Phasen von Steuerschalterein­ gangssignalen derart, daß die Phasensteuereinrichtung Sig­ nale abgibt, durch die die Einschaltphasen der Steuer­ schalter grundsätzlich zeitlich gegeneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensteu­ ereinrichtung einen Inverter (IV), der zwischen dem Impuls­ oszillator (OS) und einem der Steuerschalter (z. B. SW 2) angeordnet ist, und einen ersten und einen zweiten Integra­ tor (IT 1, IT 2) enthält, wovon jeweils einer mit einer ersten Eingangsklemme eines aus einem Paar von Pegelkomparatoren (CM 1, CM 2) verbunden ist und wovon jeweils einer zweiten Eingangsklemme (t 1, t 2) ein Pegelsignal zugeführt ist, und daß die Steuerschaltereingangssignale (S 4) aus dem Pegelkom­ paratoren (CM 1, CM 2) gewonnen und jeweils dem jeweils be­ treffenden Steuerschalter (SW 1 bzw. SW 2) zugeführt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Steuern der zwei An­ triebsmotoren das jeweilige Pegelsignal (t 1 bzw. t 2) ein Geschwindigkeitssignal (S 3) der Antriebsmotoren ist.