Регулятор скорости вращения программоносителя устройства фотозаписи

Изобретение относится к ьтоматике и может быть применено при фотоэаписи на программоносителе цифрового кода, графических изображений,масок печатных плат, синхроструктуртипа растровых градаций и:т;дпреимущественно в случаях, где необ,ходимая точностная угловая привязкаместа экспонирования соответствуетразмеру порядка 1 мкм,Цель изобретения - повышение точности регулятора,Регулятор обеспечивает изменениечастоты вращения программоиосителяи соответственно скорости перемещения экспонирующего светового пятна,радиальному положению светового пятна с обеспечением постоянства скорости записи (воспроиэведения).Регулятор обеспечивает работуэлектропривода так что вектор скоФрости записи постоянен: Ч= сопзС,,что,необходимо для обеспечения постоянства экспонирования. Составляющие этого вектора Ч 11 - реализуются, радиальным перемещением записывающего лазера,Ч - нормальная к радиусу составляющая - реализуется работой регулятораДискриминатор системы 10 В процессе работы осуществляется 45 отработка возникающих рассогласова ний между заданной скоростью вращения и реальной скоростью вращения программоносителя методом мультиплек сирования (последовательного выбора)50 частотных импульсных последовательностей, вырабатываемых в структуре регулятора, При, рассогласовании имеет место коммутация импульсных последоватепьностей с возрастанием (убыванием) частоты, причем такая коммутация осуществляется в Т-периоде, измеренного рассогласования, а направление выбора (возрастание или Ч (С) =(д(С) гР(С),9Р35где Ч(С) - реальная (текущая) линейная скорость;г (е) - радиус записи.Ч (С) сравнивается с заданной линейной скоростью Ч(1). Система стабилизацни этой скоростиЧ 5(й) связана сцифровой информацией о радиальном положении записывающего лазера,убывание частоты) определено знакомрассогласованияВ следующий период измерениерассогласования будет другим - коммутируются соответствующие импульс-эные последовательности, Если же рассогласование равно нулю на выход регулятора поступает номинальная,импульсно-частотная последовательность.Это определяет эффект трехпозиционного регулирования привода программоносителя и отличает предложенный регулятор от прототипа по точности позиционирования. Дополнительный эффект повышения точности позиционирования такого частотного регулирования состоит в том, что менеесказываются тяжения от эксцентричного положения ротора, связанного с погрешностями его конструктивного исполненияВ результате того, что опорнаячастота генератора может превышатьна порядок частоту импульсной последовательности, формируемой фотопреобразователем, Т-период измеренияможет соответствовать внутридискретному значению погрешности периодапрохождения смежных прозрачных оконлимба, Этот период определяется статистически за счет осреднения.Таким образом, измерительное устройство будет фиксировать рассогласование в пределах дискрета штриховой дорожки модулирующего лимба.Путь сигнала к исполнительномуоргану укорочен, так как на входахпоследнего мультиплексора уже присутствует нужная частотная последовательность и это определяет дополнительную составляющую повышенияточности углового позиционированияв момент импульса фотозаписи.На фиг. представлена функциональная схема регулятора скоростивращения программоносителя устройства фотозаписи; на фиг2 эпюры сигналов на выходах элементов устройства,Регулятор скорости вращения программоносителя устройства фотозаписисодержит первый делитель 1 частоты,первый счетчик 2, генератор 3 импульсов, вычитающий 4 и суммирующий5 счетчики, второй делитель 6 частоты, регистр 7 памяти,.первый мультиплексор 8, первый КЯ-триггер 9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, второй счет 1615673чик 11, второй мультиплексор 12, второй К 8-триггер 13, третий 14,четвертый 15 и пятый 16 мультиплексоры, первый 17, второй 18 и третий 19 элементы И.Регулятор скорости вращения про. граммоносителя устройства фотозаписи работает следующим образом,После переходного процесса рас" кручивания аэростатического шпинделя электроприводом достигается заданная скорость записиЗаписывающий лазер перемещается с радиальной скоростью Ч системой радиального позиционирования, формирующей числовое значение координаты, записываемой в регистре 7 (фиг1). Эта координата записывается в счетчиках 4 и 5 в моменты тактирования входа разрешения параллельного переноса импульсами делителя:6, Этими же импульсами осуществляется установка КБ-триггеров 9 и 13 и обнуление счетчиков 2 и 11. В периодах между упомянутыми импульсами осуществляется операция сравнения истиной скорости вращения шпинделя, которая сформирована по каналу обратной связи фотопреобразованием модулированного светового потока источника в виде частотной импульсной последовательности с частотной импульсной последовательностью генератора:3, Им пульсами генератора заполняется счетчик 2, причем счетчики 2 и 11 в случае одинаковой скорости,тактирования обеспечивают одинаковую ско-, рость коммутации сигнальных шин мультиплексоров 8 и 12Одноименные сигнальные шины выходов этих мультиплексоров в этом случае возбуждаются, одновременно вызывая одновремен ное срабатывание КЯ-триггеров 9, 13. Обеспечивается коммутация номинальной частотной последовательности на выходе мультиплексора 16Если же условие одинаковой коммутации нарушается, срабатывает соответствующий КЯ-триггер (диаграммы И 17, И 21, фиг,2), что вызывает срабатывание элемента ИСКЛЮЧАИ 1 ЦЕЕ ИЛИ 10 (диаграм ма И 18) в ь -периоде, ДлительностьллЬ -периода характеризуют величину рассогласования, а первоначально сработавший КБ-триггер обеспечивает со" ответствующую отработку по знаку рас" согласования. Таким образом осуществляется сравнение сигнала записи и сигнала, отофбражающего реальную угловую скорость программоносителя Я= чав.Угловая скорость программоносите ля формируется по закону10где 1 - коэффициент пропорциональности;текущий радиус записи.Генератор 3 обеспечивает изменение частоты импульсов в соответствии с кодом регистра 7 в диапазонеВифф ак 1где Й а частота начального радиусаЙй20 записи;Й- частота конечного радиусазаписи,Делитель 1 формирует частотные именяющие скважность импульсные по 25 следовательности ЕГ,+ к, коммутирующие входы мультиплексоров 14и 15Мультиплексоры 8, 12, 14, 15 и 16управляются кодом числа, записанного30 в соответствующем счетчикеЭто обес"печивает передачу частотной последоватсльности через мультиплексор поподключавшейся к его выходу сигнальной шинев35Пусть на (пи;) сигнальныхшинах мультиплексоров 14 и 15 присутствуют изменяющиеся частотные последовательности, формируемые генератором:3Этот генератор синхронизирован начальным штрихом лимба иформирует частотные импульсные по. следовательности, изменяющиеся приизменении текущего радиуса записи,Они коммутируют входы делителей 1 и6, а на выходных шинах делителя 1,подсоединенных к сигнальным входнымшинам мультиплексоров 14 и 15 - преобразованные частотно и по скважности импульсные последовательности, Сучетом диапазона изменений частотпоследовательностей генератора 3 перекрывается весь диапазон текущихрадиусов записи, Обеспечивается указанное условие в основе которогопостоянство экспонирования при Ярвариациях угловой скорости вращенияпрограммоносителя,На сигнальных входах мультиплексоров 14 и 15 присутствуют частотные7 161 1 оследовательности Й 1Г изме" яющиеся за счет работы генератора 3.периоде работы, Сигнальные шины казанных мультиплексоров коммути уются по двум составляющим: одна составляющая " это результат текуще". го кода радиальной позиции записы ваемого в счетчики 4 и 5 с той особенностью, что входы управления льтиплексорами подключены к стар м разрядам счетчиков, а вторая со с авляющая - динамическая, связана с о работкой рассогласования Флюктуа ц й частоты вращения при тактировании с етчиков 5 и 4 в свойственных им р жимах работы суммирования на одном и вычитания,на другом. Это обеспечи в ет при рассогласовании коммутацию с ежной сигнальной шины мультиплек с ров 15 и 14 на выход с одновремевм разрешением прохода соответст в ющей частотной последовательности ч рез мультиплексор 16,Рассмотрим загрузку счетчиков 5 и.4.Из регистра 7, в который записы в ется информация с датчика радиальн й координаты, представляющего со б й, например интерференпионный п еобразователь с формированием циф р вого кода текущего радиуса, на Й-входы параллельного переноса по супает код числа, соответствующий текущему радиусу рабочей точки син модиска, При импульсе разрешения на иформационном входе счетчика, посту пцощем по каналу синхронизации через делитель 6, в счетчиках записываетсф число Ы, где- индекс текущего радиуса,Если возмущения отсутствуют, счет" ч 9 ки не изменяют состояния при так тировании тактовых входов, Информацйя, поступающая по информационным входам параллельного ввода, обеспе чйвает по старшим разрядам коммута . щю соответствующей информационной пп 1 ны мультиплексоров 14 и 15 на вы Х(Д аИмеет место алгоритм: делитель 6 Фдрмирует синхросигнал, которым оп р 1 делены периоды сброса элементов 8"13 и определен дискретный ввод числовой информации от датчика радиальн(1 й координаты, Коды счетчиков 5 и 4 кс 1 ммутируют входы управления мультиплексоров, что определяет подключение соответствующей информационной5673 8 55 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 шины, что определяет номинальную ЯизЯа на текущем радиусе при обеспелчении постоянства экспонирования.При Флюктуации частоты вращения,которую фиксируют элементы 813, им"пульсы разрешения поступают на сигнальные входы счетчиков, например,счетчика:5, Импульсная последовательность с выхода мультиплексора 14с подключенной шиной номинальногокода увеличит содержимое счетчика иизменит код на входах управлениямультиплексора 5, обеспечивая подключение и+1 -шины, где х - индексноминального кода. Импульсная последовательность Г, 1 с выхода делителя 1 пройдет через мультиплексор 16и обеспечит отработку рассогласования (+ДИ)Если измерительное устройство заФиксировало флюктуацию противоположного знака, импульс разрешения тактирования поступит на КС вход счетчика 4, который уменьшит свое содержимое и сформирует соответствующийкод на 8, -входах мультиплексора 14,обеспечивая коммутацию смежной и,шины аналогично ранее рассмотренному,Частотная последовательность Е.-3через мультиплексор 16 сформируетсяна выходе регулятора, обеспечивая отработку рассогласования противоположного знака,В системе обеспечивается динамическое мультиплексирование с обеспечением точности 6) не хуже 0,027"Интенсивность отработки рассогласований изменяется в зависимости отдлительности периода рассогласования,а признак возрастания (убывания) частоты импульсной последовательностисвязансо знаком рассогласования,Достигаемое постоянство экспони"рования на переменном радиусе делаетненужным нелинейное регулированиемощности лазера, что дополнительноповышает качество фотозаписи при эффекте повышения позиционной уг.овойточности площадки экспонирования. формула изоб ре т ения Регулятор скорости вращения программоносителя устройства фотозапи си, содержащий генератор импульсов, первый счетчик, два элемента И, пер вый делитель частоты, суммирующий и вычитающий счетчики, регистр памяти, 1615673второй счетчик, подключенный входом сброса к входам установки в нулевое) состояние первого и второго КЯ-триггеров, подключенных входами установ ки в единичное состояние к выходам соответственно первого и второго мультиплексоров, управляющий вход второго мультиплексора соединен с выходом второго счетчика, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, введеф ны второй делитель частоты, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и три мультиплексора, первый информационный вход регулято ра подключен к тактовому входу второго счетчика, подсоединенного вхо дом сброса к входу сброса сумматора, к входам управления, параллельным вводом суммирующего и вычитающего счетчиков и к выходу второго делите ля частоты, вход которого подключен к входу первого делителя частоты, вы ходу генератора импульсов и тактово му входу первого счетчика, соединенного выходом с управляющим входом первого мультиплексора, информационные входы первого и второго мультиплексоров подключены к шине высокого логического уровня, прямой выход пер ЗО вого КЯ триггера соединен с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого элемента И, подключенного вто рым входом к выходу элемента ИСКПЮ- .ЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первому входу второгоэлемента И, второй вход которогосоединен с вторым входом элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и прямым выходом второго КЯ-триггера, инверсные выходыпервого и второго КЯ-триггеров подключены соответственно к первомуивторому входам третьего элемента И,выходервого делителя частоты соединен с информационными входами третьего и четвертого мультиплексоров,подключенных управляющими входами квыходам соответственно вычитающего исуммирующего счетчиков, а выходамик тактовым входам соответственносуммирующего и вычитающего счетчиков,подсоединенных информационными входами к выходу регистра памяти, входкоторого является вторым информационным входом регулятора, входы управления тактированием суммирующего ивычитающего счетчиков подключены кпрямым входам соответственно первого и второго КЗ-триггеров, выходытретьего и четвертого мультиплексоров соединены с информационными входами пятого мультиплексора, управляющие входы которого подключены квыходам элементов И, а выход явля"ется выходом регулятора,1615673 7 Редак тор . А Ланд ираж ббб одписно Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Ц 7 Псро Вдод Заказ 3986ВНИИПИ Государс енног 13035 Составитель В.БашкировТехред М,Дидик Корректо омитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5