Устройство для управления скоростью перемещения магнитной ленты

 

УСТРОЙСТВО .ДЛЯ-УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ , содержащее блок управления подкатуше 1ным узлом, датчик натяжения и датчик скорости ленты, усилительограничитель , частотный детектор, усилитель, фильтр, блок вьделения сигнала приращения скорости, блок вьщеления сигнала приращения натяжения , блок перемножения и привод узла ведущего вала, при этом датчик линейной скорости через последовательно соединенные усилитель-ограничитель , частотный детектор, усилитель и фильтр подключен к входу блока вьщеления сигнала приращения скорости , выход которого подключен к одному из входов блока перемножения. к другому входу которого через блок вьщеленпя сигнала приращения натяжения подключен датчик натяжения ленты, причем выход блока перемножения соединен с входом блока управления i подкатущечным узлом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества записи и воспроизведения информации путем уменьшения степени колебаний скорости магнитной денты, в него введены цифровой блок измерения скорост вращения ведущего вала, компаратор, сумматор, гейератор опорного сигнала, генератор возбуждения и модулятор, при этом привод узла ведущего вала выполнен пьезоэлектрическим, цифровой блок из (Л мерения скорости вращения ведущего вала подключен к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключен генератор опорного сигнала, причем один из входов сумматора соединен с входом блока выделения сигнала приращения скорости , а другой вход - с Bbixoj oM 9 компаратора, генератор возбуждения vj :л соединен с одним из входов модулятора , другой вход которого соединен с hO выходом сумматора, € выход модулятора соединен с пьезоэлектрическим при-; водом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ/ ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) -: 1!!) 4(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3533298/24-10 (22) 06. 01. 83 (46) 30. 01. 85. Бюл. № 4 (72) А. И. Таранчук, С. А. Кудряков, Б. А. Васильев и А. А. Умнов (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 681.846.73(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 513385, кл. G 1! В 15/46, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 932561, кл. G 11 В 15/46, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ- УПРАВЛЕНИЯ

СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ, содержащее блок управления подкатушеЧным узлом, датчик натяжения и датчик скорости ленты, усилительограничитель, частотный детектор, усилитель, фильтр, блок вццеления сигнала приращения скорости, блок выделения сигнала приращения натяжения, блок перемножения и привод узла ведущего вала, при этом датчик линейной скорости через последовательно соединенные усилитель-ограничитель, частотный детектор, усилитель и фильтр подключен к входу блока выделения сигнала приращения скорости, выход которого подключен к одному иэ входов блока перемножения, к другому входу которого через блок выделения сигнала приращения натяжения подключен датчик натяжения ленты, причем выход блока перемножения соединен с входом блока управления, подкатушечным узлом, о т л и ч а ю . щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества записи и воспроизведения информации путем уменьшения степени колебаний скорости магнитной ленты, в него введены цифровой блок измерения скорости вращения ведущего вала, компаратор, сумматор, генератор опорного сигнала, генератор возбуждения и модулятор, при этом привод узла ведущего вала выполнен яр

O пьезоэлектрическим, цифровой блок измерения скорости вращения ведущего вала подключен к одному из входов компаратора, к- другому входу которого подключен генератор опорного сигнала, причем один из входов сумматора соединен с входом блока вццеления сигнала приращенИя скорости, а другой вход — с вЫходом компаратора, генератор возбуздения соединен с одним из входов модулято-, ра, другой вход которого соединен с выходом сумматора, выход модулятора соединен с пьезоэлектрическим приводом.

l 137521!

5 узлом (2) .

Изобретение относится к технике магнитной записи, а именно к устрой,,ствам управления скоростью перемещения магнитной ленты.

Известно устройство для управления скоростью перемещения магнитной ленты, содержащее датчик скорости вращения ротора электродвигателя, подключенный через усилитель и блок сравнения с усилителем мощности, подсоединенным к электродвигателю, ротор которого кинематически соединен с входом датчика скорости и через редуктор — с ведущим валом, осуществляющим перемещение магнитной ленты, при этом другой вход блока сравнения подключен к генератору . опорного сигнала (11 .

Недостатком данного устройства, является наличие относительно боль- 20 ших колебаний линейной скорости перемещения магнитной ленты, вызванных отсутствием контура управления приводного двигателя по информации от измерителя линейной скорости пе- 25 ремещения ленты,. в результате чего не учитываются дополнительные колебания скорости магнитной ленты, вызванные погрешностью кинематической цепи редуктор — ведущий вал — маг- 30 нитная лента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для управления скоростью перемещения магнитной ленты, содержащее блок управления подкатушечным узлом, датчик натяжения и датчик скорости ленты, усилитель-ограничитель, частотный детектор, усилитель, фильтр, 4О блок выделения сигнала приращения скорости, блок выделения сигнала приращения натяжения, блок перемно- . жения и привод узла ведущего вала, при этом датчик линейной скорости 45 через.последовательно соединенные усилитель-ограничитель, частотный детектор, усилитель и фильтр подключен к входу блока выделения сигнала приращения скорости, выход кото о рого подключен к.одному из входов блока..перемножения, к другому входу которого через блок выделения сигнала ,приращения натяжения подключен дат" чик натяжения ленты,. причем выход М блока перемножения соединен с входом блока управления подкатушечным

Данное ус т ройс тв о позволяет уменьшить колебания скорости перемещения магнитной ленты, вызванные от-. клонениями величины натяжения ленты и скорости ее перемещения от заданных значений, но не исключает колебания скорости движения ленты в зависимости от колебаний угловой скорости ведущего вала, в р зультате чего снижается качество записи и воспроизведения информации аппарата магнитной записи.

Цель изобретения — улучшение качества записи и воспроизведения информации путем уменьшения степени ко: лебаний скорости магнитной ленты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления скоростью перемещения магнитной ленты, содержащее блок управления подка. тушечным узлом, датчик натяжения и датчик скорости ленты, усилительФ ограничитель, частотный детектор, усилитель, фильтр, блок выделения сигнала приращения скорости, блок выделения сигнала приращения натяжения. блок перемнажения и привод узла ведущего вала, при этом датчик линейной скорости через последов.ательно соединенные усилитель-ограничитель, частотный детектор, усилитель и фильтр подключен к входу блока вьг деления сигнала приращения скорости, выход которого подключен к одному из входов блока перемножения, к другому входу которого через блок выделения сигнала приращения натяжения подключен датчик натяжения ленты, причем выход блока перемножения соединен с входом блока управления подкатушечным узлом, введены цифровой блок измерения скорости вращения ведущего вала, компаратор, сумматор, генератор опорного сигнала, генератор возбуждения и модулятор, при этом привод узла ведущего вала выполнен пьезоэлектрическим,. цифровой блок измерения скорости вращения ведущего вала подключен к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключен генератор:.опорного сигнала, причем один иэ входов сумматора соединен с. входом блока выделения сигнала приращения скорости,-а другой вход — с выходом компаратора, генератор возбуждения соединен с одним из входов модулято, ра, другой вход которого соединен с выходом сумматора, а выход. модулятора к другому входу которого подключен генератор 23 опорного сигнала. Выход компаратора 22 подключен к второму входу сумматора 14.

Кроме того, блок 7 выделения сигнала приращения натяжения состоит Hs последовательно соединенных узла 24 задержки и сумматора 25. Вход узла

24 задержки объединен с входом сумматора 25 и является входом блока 7, а выход сумматора 25 является выходом блока 7. Блок 13 выделения сигнала приращения скорости состоит из задатчика 26 скорости, делителя 27, узла 28 задержки и сумматора 29. Первый,вход делителя 27 является входом блока 13, а его второй вход соединен с выходом задатчика 26 скорости.. Вьг ход делителя 27 соединен с одним из входов сумматора 29 непосредственно, а с вторым входом — через узел 28 задержки. Выход сумматора 29 служит выходом блока 13. Блок 16 управления промежуточным узлом включает в себя последовательно соединенные интегратор 30, вход которого служит входом блока 16, усилитель 31 мощности и электромагнитный преобразователь 32, выход которого является выходом блока 16, кинематически соединенного с подкатушечным узлом 17. Блок 21 из-. мерения скорости ведущего вала 3 состоит из дисковой фотопластины 33 с радиальными щелями, закрепленной на ,ведущем валу 3, блока 35 источника излучения и блока 36 фотодиодов, расположенных по разные стороны фотопластины 33. Кроме того, блок 21 включает в себя последовательно соединенные сумматор 37, входы которого подключены к выходам блока фотодиодов 36, триггер 38, первый электронный ключ.

39, первый счетчйк 40, второй электронный ключ 41, генератор 42 импульсного сигнала и второй счетчик

43. Выход генератора, 42 соединен с вторым входом первого электронного ключа 39, выход которого через второй счетчик 43 подключен к второму входу второго электронного ключа

41, третий вход которого подключен. к выходу триггера 38.

Устройство работает следующим образом.

Магнитная лента 2 перемещается

sa счет вращения ведущего вала 3, с которым лента сопряжена посредством прижимного ролика 1. При этом откло3 .. 1137521 4 соединен с пьезоэлектрическим приводом.

Уменьшений колебаний скорости магнитной ленты достигается эа счет возникновения перекрестных связей от введения дополнительного контура управления приводом ведущего вала, т.е. увеличением (согласно теории управления и автоматического регулирования) размерности объекта управ- 10 ления, изменившим характеристики устройства, а также за счет выполнения привода ведущего вала пьезоэлектрического типа, который позволяет увеличить диапазон компенсируемых 15 значений колебаний линейной скорости магнитной ленты.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Устройство содержит прижимной ро- 20 лик 1, установленный с возможностью .сопряжения через магнитную ленту 2 с ведущим валом 3, направляющие элементы 4 и обводной ролик 5, сопряженный с лентой 2, с которой сопряжен 25 также датчик б натяжения ленты. Дат чик 6 подключен к входу блока 7 выделения сигнала приращения натяжения ленты. Обводной ролик 5 кинематически связан с датчиком 8 линейной 30 скорости ленты 2, который через цепь последовательно соединенных друг с другом усилителем-ограничителем 9, частотным детектором 1 О, усилителем

11 и фильтром 12 подключен к входу д5 блока 13 выделения сигнала приращения скорости и к одному из входов сумматора 14. Выход блока 13 выделения сигнала приращения скорости подключен к одному из входов блока 15 40 перемножения, к другому входу которого подключен выход блока 7 выделения сигнала приращения натяжения. Btaход блока 15 перемножения подключен к входу блока 16 управления подкату- 45 шечным узлом 17. Выход сумматора 14 подключен к первому входу модулятора

18, выход которого подк почен к пьезоэлектрическому приводу 19 ведущего .вала 3. К второму входу модулятора

18 подключен генератор 20 возбуждения ньезопривода 19. Генератор 20 возбуждения является генератором стабильной частоты.

Устройство содержит также цифро- у вой блок 21 измерения скорости вращения ведущего вала 3, подключенного к одному из .входов компаратора 22, 1137521 нение скорости перемещения магнитной ленты от ее заданного значения приводит к изменению скорости вращения обводного ролика 5, в результате чего соответствующим I образом изменя- 5

I ется и сигнал на выходе датчика 8 линейной скорости, кинематически связанного с обводным роликом 5. Затем частотно-модулированный сигнал с выхода датчика 8 поступает на усилитель !1 и преобразуется н синусоидальный сигнал, пропорциональный отклонению скорости от ее среднего значения. Сигнал с выхода усилителя

11, пройдя соответствующую обработку в фильтре 12, настроенном на резонансную частоту колебательной системы датчика 8, подается через сумматор 14 на вход модулятора 18, на другой вход которого поступает сигнал стабильной частоты от генератора

20 возбуждения пьезопривода 19. В результате этого изменяется амплитуда колебаний пьезоэлемента последнего, что приводит к соответствующему изменению скорости вращения ведущего вала 3. Это в свою очередь приводит к изменению скорости движения магнитной ленты 2. Так как последняя выполнена из эластичного материала, то при!О изменении скорости вращения вала 3 в ленте 2 возникают различные виды упругих деформаций продольная, по- . перечная и другие, что вызывает изменение ее длины и появление по- 3S грешности в управлении заданной скоростью перемещения. При этом изменяется и сила натяжения магйитной ленты 2, что приводит к изменению . сигнала датчика 6 натяжения. Сигнал 40 с выхода этого датчика поступает на вход блока 7 выделения сигнала приращения натяжения, а затем на один из входов блока 15 перемножения, на другой вход которого поступает сигнал 4 с выхода блока 13 выделения сигнала приращения скорости ленты. В блоке

15 перемножения формируется сигнал, пропорциональный прэизведению сигналов, характеризующих изменения, силы 50 натяжения и коэффициента колебания скорости ленты. Этот сигнал через блок 16 управления подкатушечным узлом 17 осуществляет требуемое изменение величины натяжения магнитной 55 ленты 2. Для уменьшения колебаний угловой скорости вращения ведущего вала 3 используется контур стабилиза. цин скорости вращения ведущего вала, образованный презиционным цифровым блоком 21 измерения скорости враще ния ведущего вала 3, компаратором 22, генератором 23 опорного сигнала, сумматором 14, модулятором 18, генеI ратором 20 возбуждения и пьезоприво1дом 19 ° Блок 21 осуществляет измере ние скорости вращения. ведущего вала

3. Сигнал с выхода блока 21 поступает на один из входов компаратора 22, на второй вход которого поступает сигнал от генератора 23 опорного сигнала. В компараторе 22 определяетя отклонение напряжения блока 21 от оминального значения. задаваемого генератором 23. Это отклонение (сигнал ошибки) пропорционально отклонению скорости вращения ведущего вала 3 от требуемого значения. Сигнал ошибки с выхода компаратора 22 поступает через один из входов сумматора 14 на вход модулятора 18 для осуществления модуляции сигнала стабильной частоты генератора 20 возбуждения, что вызывает соответ-. ствующее изменение угловой скорости вращения ведущего вала 3. Поскольку в сумматоре 14 происходит сложение двух сигналОв. сигнала опщ4бки с вьгхода блока 21 и управляющего сигнала, пропорционального колебаниям линейной скорости движения ленты 2 с выхода фильтра 12, то закон изменения угловой скорости вращения ведущего вала 3 учитывает оба эти сигнала.

Использование изобретения позволит управлять скоростью перемещения магнитной ленты с меньшей велнчиной коэффициента колебаний скорости, чем у прототипа. Это обеспечивается повышением эффективности действия контура управления линейной скоростью за счет использования в качестве исполнительного привода узла ведущего вала двигателя пьезоэлектрического типа, а такде за счет введения контура стабилизации скорости вращения ведущего вала . При этом достигается значение коэффициента колебаний скорости 0,008 Е (в прототипе 0,098) 1137521

Составитель Ю. Кузовлев

Редактор М. Петрова ТехредС.Легеза Корректор: .М. Леонтюк

Заказ 10533/39. Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государс гвенного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4