Устройство для управления скоростью перемещения магнитной ленты

,83 авиаци ка осора СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) А. И. Таранчук, С. А. Кудряков, Б. А. Васильев и А. А. Умнов (71) Ленинградский институт онного приборостроения(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 513385, кл. С 1 В 15/46, 1975.2. Авторское свидетельство СССР В 932561, кл. С 11 В 15/46, 1980 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ, содержащее блок управления подка. тушеЧным узлом, датчик натяжения и датчик скорости ленты, усилитель- ограничитель, 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-ограни. читель, 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 блоквыделения сигнала приращения натяжения подключен датчик натяжения ленты,причем выход блока перемножения соединен с входом блока управления,подкатушечным узлом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения качества записи и воспроизведения информации путем уменьшениястепени колебаний скорости магнитнойленты, в него введены цифровой блокизмерения скорости вращения ведущего вала, компаратор, сумматор, генератор опорного сигнала, генераторвозбуждения и модулятор, при этомпривод узла ведущего вала выполненФпьезоэлектрическим, цифровой блок из.мерения скорости вращения ведущеговала подключен к одному из входовкомпаратора, к другому входу которого подключен генератор опорногосигнала, причем один из входовсумматора соединен с входом бловццеления сигнала приращения скрости, а другой вход - с вь 1 ходрмкомпаратора, генератор возбуздениясоединен с одним из входов модулято-,ра, другой вход которого соединенвыходом сумматора,выход модулятсоединен с пьезоэлектрическим приводом, 1137521Данное устройство позволяет уменьшить колебания скорости перемещения магнитной ленты, вызванные отклонениями величины натяжения ленты5 и скорости ее перемещения от заданных значений, но не исключает колебания скорости движения ленты в зависимости от колебаний угловой скорости ведущего вала, в результате 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, усилитель- ограничитель, частотный детектор, усилитель, фильтр, блок выделения сигнала приращения скорости, блок вы. деления 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, модуляторак 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 из 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 й 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 эа счет врацения ведущего вала 3, с которым лента сопряжена посредством прижимного ролика 1. При этом откло 3. . 1137521 4соединен с пьезоэлектрическим приводом.Уменьшений колебаний скоростимагнитной ленты достигается эа счетвозникновения перекрестных связейот введения дополнительного контурауправления приводом ведущего вала,т.е. увеличением согласно теорииуправления и автоматического регулирования) размерности объекта управ- Оления, изменившим характеристики устройства, а также за счет выполненияпривода ведущего вала пьезоэлектрического типа, который позволяетувеличить диапазон компенсируемых 35значений колебаний линейной скоростимагнитной ленты,На чертеже показана функциональнаясхема устройства.Устройство содержит прижимной ролик 1, установленный с возможностьюсопряжения через магнитную ленту 2с ведущим валом 3, направляющие элементы 4 и обводной ролик 5, сопряженный с лентой 2, с которой сопряжен 25также датчик б натяжения ленты. Датчик 6 подключен к входу блока 7 выделения сигнала приращения натяжения ленты. Обводной ролик 5 кинематически связан с датчиком 8 линейной 30скорости ленты 2, который через цепьпоследовательно соединенных друг сдругом усилителем-ограничителем 9,частотным детектором 1 О, усилителем11 и фильтром 12 подключен к входу д 5блока 13 выделения сигнала приращения скорости и к одному из входовсумматора 14. Выход блока 13 выделения сигнала приращения скорости подключен к одному из входов блока 15 40перемножения, к другому входу которого подключен выход блока 7 выделения сигнала приращения натяжения, Вьг .ход блока 15 перемножения подключенк входу блока 16 управления подкатушечным узлом 17, Выход сумматора 14подключен к первому входу модулятора18, выход которого подкпочен к пьезоэлектрическому приводу 19 ведущего.вала 3. К второму входу модулятора 5018 подключен генератор 20 возбуждения ньезопривода 19, Генератор 20возбуждения является генераторомстабильной частоты,Устройство содержит также цифровой блок 21 измерения скорости вращения ведущего вала 3, подключенногок одному из .входов компаратора 22, 1137521нение скорости перемещения магнитнойленты от ее заданного значения приводит к изменению скорости вращенияобводного ролика 5, в результатечего соответствующим образом изменяется и сигнал на выходе датчика 8линейной скорости, кинематически связанного с обводным роликом 5. Затемчастотно-модулированный сигнал свыхода датчика 8 поступает на усилитель 1 и преобразуется н синусоидальный сигнал, пропорциональныйотклонению скорости от ее среднегозначения. Сигнал с выхода усилителя11, пройдя соответствующую обработку в фильтре 12, настроенном на резонансную частоту колебательной системы датчика 8, подается через сумматор 14 на вход модулятора 18, надругой вход которого поступает сигнал стабильной частоты от генератора20 возбуждения пьезопривода 19. Врезультате этого изменяется амплитуда колебаний пьезоэлемента последнего, что приводит к соответствующемуизменению скорости вращения ведущеговала 3. Это в свою очередь приводитк изменению скорости движения магнитной ленты 2. Так как последняя выполнена из эластичного материала, то приОизменении скорости вращения вала 3 вленте 2 возникают различные видыупругих деформаций продольная, по- .перечная и другие, что вызываетизменение ее длины и появление погрешности в управлении заданной скоростью перемещения, При этом изменяется и сила натяжения магйитной ленты 2, что приводит к изменениюсигнала датчика 6 натяжения, Сигнал 40с выхода этого датчика поступает навход блока 7 выделения сигнала приращения натяжения, а затем на один извходов блока 15 перемножения, надругой вход которого поступает сигналс выхода блока 13 выделения сигналаприращения скорости ленты. В блоке15 перемножения формируется сигнал,пропорциональный прэизведению сигналов, характеризующих изменения, силы 50натяжения и коэффициента колебанияскорости ленты. Этот сигнал черезблок 16 управления подкатушечным узлом 17 осуществляет требуемое измене.ние величины натяжения магнитной 55 ленты 2. Для уменьшения колебаний угловой скорости вращения ведущего вала 3 используется контур стабилйза. 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, генератором 20 возбуждения и пьезоприво 1 дом 19Блок 21 осуществляет измерение 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 отоминального 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 ошибки с вьг. хода 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 повы. шением 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 0,098р Да 1 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 акаэ 10533/39.Ти ВНИИПИ Государсгв по делам изоб 113035, Москва, Ж"