Устройство для перемещения магнитной ленты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)5 б 11 В 15 46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(56) Патент США44кл. С 11 В 15/32, 1983.Патент США440961983.Авторское свидетельс746705, кл. б 11 В 15 Изобретение относится к области приборостроения и может быть применено в устройствах для записи и воспроизведения информации на магнитной ленте.Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства для перемещения магнитной ленты.На фиг. 1 приведена функционал ьная схема устройства для перемещения магнитной ленты; на фиг, 2 - схема блоков ключей; на фиг. 3 - схема блока управления; на фиг. 4 - схема блока измерения и регулирования скорости;на фиг, 5 - таблица алгоритма включения ключей соответствующего блока.Устройство для перемещения магнитной ленты состоит из приемной и подающей катушек 1 и 2 с магнитной лентой, двух двигателей 3 и 4 постоянного тока, двух блоков 5 и 6 ключей, блока 7 управления, входных клемм 8 - 15, блока 16 измерения и регуЯО 1597918(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ(57) Изобретение относится к приборостроению и предназначено для перемещения магнитной ленты. С целью повышения надежности в работе устройства при регулировании скорости ленты по воспроизведенному с нее синхросигналу в устройство, содержащее приемную и подающую катушки с магнитной лентой, двигатели постоянного тока, блоки ключей, блок управления, входные клеммы, блок измерения и регулирования скорости, кварцевый генератор, усилитель синхросигналов, блок магнитных головок, до. полнительно введены счетчик периода синхроимпульсов, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, два элемента И, элемент НЕ, триггер оста- нова и элемент индикации. 5 ил. лирования скорости, кварцевого генерат ра 17, усилителя 18 синхросигналов, блока 19 магнитных головок. Блок ключей 5 содерж; транзисторные ключи 20 - 23, полупроводни. ковые диоды 24 и 25, выходные клеммы 2 с и 27, блок 6 ключей содержит транзи торные ключи 28 - 31, полупроводниковые диоды 32 и 33, выходные клеммы 34 и 35. Блоки 7 управления содержат элементы ИИЛИ 36 - 39, НЕ 40 - 42, ИЛИ 43 и 44, И 45 - 54. Блок 16 измерения и регулирования скорости содержит двоичный счетчик 55, элементы НЕ 56, ИЛИ-НЕ 57, первый 58 и второй 59 триггеры дискриминатора периода синхросигналов, триггер 60 номинальной скорости, элемент И 61, одновибратор 62 и линию 63 задержки. Кроме того, устройство для перемещения магнитной ленты содержит счетчик 64 периода синхроимпульсов, элементы ИЛИ-НЕ 65, ИЛИ 66, первый 67 и второй 68 элементы И, эле 1597918мент НЕ 69, триггер 70 останова, элемент 71 индикации.Приемная и подающая катушки 1 и 2 соединены с двумя двигателями 3 и 4 постоянного тока, которые подключены к выходам блоков 5 и 6 ключей, входы которых соединены с выходами блока 7 управления, входы которого соединены с входными клеммами 8 - 14, входами блока 16 измерения и регулирования скорости, первый выход которого соединен с другим входом блока 7 управления, первый вход блока 16 измерения и регулирования скорости соединен с входной клеммой начальной установки 15, другой вход этого блока соединен с выходом кварцевого генератора 17, третий вход блока 16 измерения и регулирования скорости соединен с выходом усилителя 18 синхросигналов, входы которого подключены к блоку 19 магнитных головок. Блоки 5 и 6 ключей выполнены по мостовой схеме и идентичны между собой (фиг. 2).Входы ключей 20, 22, 28 и 30 соединены с выводом +Юи. силового источника постоянного тока, Выход ключа 20 соединен с входом ключа 21, катодом диода 24 и выходной клеммой 26. Выход ключа 22 соединен с входом ключа 23, катодом диода 25 и выходной клеммой 27. Выход ключа 28 соединен с входом ключа 29, катодом диода 32 и выходной клеммой 34. Выход ключа 30 соединен с входом ключа 31, катодом диода 33 и выходной клеммой 35, Выходные клеммы 26 и 27 соединены с выводами якорной цепи двигателя 3, выходные клеммы ЗЗ и 35 соединены с выводами якорной цепи двигателя 4.Управляющие входы ключей 20 - 23, 28 - 31 соединены с выходами блока 7 управления (фиг. 3), состоящего из четырех элементов И-ИЛИ 36 - 39, трех элементов НЕ 40 - 42, двух элементов ИЛИ 43 и 44, десяти элементов И 45 - 54 и представляющего собой комбинационную логическую схему. При этом выходы элементов И 47, 48, 51 и 52 соединены соответственно с управляющими входами ключей 20, 23, 22 и 2 блока 5 силовых ключей, выходы элементов И 49, 50, 53 и 54 соединены соответственно с управляющими входами ключей 29, 30, 31 и 28 блока 6 ключей. Включение силового ключа производится при поступлении высокого уровня сигнала с выхода соответствующего ему элемента И, При низком уровне этого сигнала ключ закрыт. Входы элементов И 47 и 51 соединены с входной клеммой 13, входы элементов И 50 и 54 соединены с входной клеммой 14, вход элемента НЕ 40 и входы элементов И 45 и 46 соединены, с входной клеммой 12, входы элементов И-ИЛИ 36 - 39 соединены с входными клеммами 8 - 11, вход элемента НЕ 42 соединен с выходом элемента И 67, входы элементов И 45 и 46, входы элементов И-ИЛИ 38 и 39 соединены с выходом блоБ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ка 16 измерения и регулирования скорости. Блок 16 измерения и регулирования скорости (фиг. 4) содержит двоичный десяти- разрядный счетчик 55, элемент НЕ 56, элемент ИЛИ-НЕ 57, первый 58 и второй 59 триггеры дискриминатора периода синхроимпульсов, триггер 60 номинальной скорости, элемент И 61, одновибратор 62 и линию 63 задержки. Вход прямого счета С 1 счетчика,55 соединен с выходом кварцевого генератора 17, первый и второй входы элемента ИЛИ-НЕ 57 соединены соответственно с входными клеммами 8 и 15. вход запуска одновибратора 62 соединен с выходом усилителя 18 синхросигналов, выход линии 63 задержки соединен с входом элемента НЕ 56 и входом предварительной записи 1. счетчика 55, выход одновибратора 62 соединен с входом синхронизации второго триггера 59 дискриминатора периода синхроимпульсов и первым входом элемента И 61. Прямой выход первого триггера 58 дискриминатора периода синхроимпульсов соединен с входом второго триггера 59, инверсный выход первого триггера 58 соединен с вторым входом элемента И 61, третий вход которого соединен с входной клеммой 10, выход элемента И 61 соединен с входом синхронизации триггера 60 номинальной скорости, установочный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 57. Вход синхронизации первого триггера 58 соединен с выходом девятого разряда счетчика 55. На входы параллельного занесения первого, второго, третьего, а также от седьмого по десятый разряды счетчика 55 постоянно подается низкий уровень (нулевая шина).Двигатели 3 и 4 постоянного тока с независимым возбуждением обеспечивают требуемую скорость вращения приемной и подающей катушек и создают необходимое натяжение магнитной ленты. Вращающие моменты двигателей, от которых зависит скорость и натяжение магнитной ленты, определяются величиной тока в якорной цепи этих двигателей. При движении ленты в прямом направлении (ДВП) катушка 1 является приемной, катушка 2 - подающей. При движении в обратном направлении (ДНЗ) катушка 2 является приемной, катушка 1 - подающей.Блоки 5 и 6 ключей выполнены по мостовой схеме, идентичны между собой и предназначены для управления токами двигателей 3 и 4 в соответствии с заданным режимом работы. В зависимости от уровня сигнала на управляющем входе (базе) транзистор или закрыт и находится в области отсечки (при низком уровне), или открыт и находится в состоянии насыщения (при высоком уровне).Блок 7 управления представляет собой комбинационную логическую схему, входными сигналами которой являются сигналы управления, задающие режим работы уст 1597918ройства для перемещения магнитной ленты, а выходными - сигналы управления ключами. На фиг. 5 приведен алгоритм включения ключей.в соответствии с заданным режимом работы, который определяется сигналами управления Пуск, Останов, Стоп, поступающими соответственно на входные клеммы 10, 8 и 9, На входные клеммы 11, 12, 13 и 14 поступают соответственно сигнал направления движения вперед (назад) ДВП (ДВП), повышенной (или номинальной) скорости ПСК (ПСК), сигналы широтно-импульсной модуляции, ШИМ 1 и, ШИМ 2.Блок 16 измерения и регулирования скорости предназначен для сравнения эталонного периода, отмеряемого с помощью счетчика 55, с периодом синхросигналов, приходящих с выхода усилителя 18 синхросигналов, выдачи сигналов номинальной скорости ТНСК и скорости меньше номинальной ТСКМН.При поступлении на вход одновибратора 62 синхросигнала с усилителя 18 синхросигналов на его выходе формируется положительный импульс длительностью 0,5 мкс, поступающий на вход линии 63 задержки. Выходной сигнал линии 63 задержки с задержкой во времени, равной 0,5 мкс относительно синхросигнала, приходящего на вход одновибратора 62, поступает на вход предварительного занесения 1. счетчика 55. При этом в счетчик заносится константа А, значение которой равно А=2+2+2 н=56. Девятый разряд счетчика 55, соединенный с входом синхронизации первого триггера 58 дискриминатора периода синхросигналов, устанавливается в единичное состояние при поступлении на вход прямого счета счетчика 55 2" - 56=200 импульсов с выхода кварцевого генератора 17. Период сигнала на выходе кварцевого генератора 17 Тв данном случае выбран равным 2 мкс. При этом с помощью счетчика 55 с большой точностью отмеряется эталонный интервал времени Т =2 мкс 200 = 400 мкс, который равен номинальному периоду синхросигналов в режиме стабилизации скорости ленты.Если период между синхросигналами в режиме Пуск окажется меньше, чем Тэ, то девятый разряд счетчика 55 не установится в единичное состояние, триггер 58 будет в нулевом состоянии и сигнал с выхода одновибратора 62 установит триггер 60 номинальной скорости (ТНСК) в единичное состояние, а триггер 59 - в нулевое состояние, это означает, что скорость достигла номинальной величины и превысила ее.Если же период между синхросигналами больше, чем Т, то девятый разряд счетчика 55 установится в единичное состояние, на входе синхронизации С триггера 58 появится положительный перепад, который установит его в единичное состояние, и поступивший с выхода одновибратора 62 сигнал10 15 20 30 35 40 5055 25 Д 1=уТш ни,где у - заполнение сигнала ШИМ;Тшни - период ШИМ. Величина тока в якорной цепи (индуктивно-активной нагрузке) возрастает при высоком уровне сигнала, ШИМ по экспоненциальному закону. При низком уровне сигнала, ШИМ ток в якорной цепи продолжает течь в том же направлении под действием ЭДС самоиндукции якоря и уменьшается в течение времени также по экспоненциальному закону. Управление средними величинами якорных токов, а значит скоростями вращения и моментами вращения двигателей, приложенными к катушкам, производится посредством изменения заполнения сигналов, ШИМ 1 и, ШИМ 2 в соответствии с заданным режимом работы.Коммутация ключей первого 5 и второго 6 блоков ключей производится в соответствии с данными таблицы, приведенной на фиг. 5.Рассмотрим, например, работу первого блока 5 силовых ключей в режиме пуска ленты в прямом направлении Пуск ДВП. Ключ 21 (К 12) в этом режиме постоянно открыт, ключ 22 (К 14) управляется сигналом ШИМ 1, ключи 23 (К 11) и 20 (К 13) закрыты. Положительный импульс заполнения сигнала ШИМ 1 периодически открывает ключ 22 (К 14). При открытых ключах 22 и 21 ток от положительной клеммы источника питания +1.)пнт протекает через ключ 22, якорную цепь двигателя 3,45 бустановит триггер 59 в единичное состояние. Это означает, что скорость меньше номинальной (высокий уровень сигнала ТСКМН).Работа устройства для перемещения магнитной ленты происходит следующим образом.Сигналы Останов. Стоп, Пуск, ДВП (ДВП), ПСК (ПСК), ШИМ 1. ШИМ 2 с входных клемм 8 - 15 поступают на.входы блока 7 управления и задают требуемый режим работы силовых ключей устройства для перемещения магнитной ленты,Блок 7 управления представляет собой логическую комбинационную схему, на восьми выходах которой формируются четыре сигнала управления ключами К 11 - К 14 первого блока 5 силовых ключей и четыре сигнала управления силовыми ключами К 21 - К 24 второго блока 6 силовых ключей. Высокий уровень сигнала на входе ключа соответствует открытому его состоянию, низкий уровень - . закрытому состоянию. При поступлении на вход ключа сигнала ШИМ этот ключ переключается в течение каждого периода Тшни из открытого состояния в закрытое. Время нахождения ключа в открытом состоянии определяется длительностью Д 1 положительного импульса заполнения сигнала, ШИМ и в соответствии с выражением50 подключенную к клеммам 27 и 26, открытый ключ 21 к отрицательной клемме - 1.1-., Величина тока 1 л в якорной цепи двигателя 3 возрастает при высоком уровне сигнала, ШИМ 1 по экспоненциальному закону. При низком уровне сигнала, ШИМ 1 ток в якорной цепи двигателя 3 продолжает течь в том же направлении под действием ЭДС самоиндукции обмотки якоря, замыкаясь через открытый ключ 21 и диод 25. Величина тока 1при закрытом ключе 22 уменьшается в течение времени Т - Л также по экспоненциальному закону.Если постоянно включен ключ 23 (К 11), то ключ 29 (К 13) управляется сигналом, ШИМ 1, а ключи 21 (К 12), 22 (К 14) постоянно закрыты. Такая коммутация ключей соответствует режиму останова ленты при движении ее в прямом направлении, аОстановэи ДВП. Направление тока в якорной цепи двигателя 3 в этом режиме изменяется на противоположное по отношению к рассмотренному в режиме Пуск ДВП. При этом изменяется на противоположное направление момент вращения двигателя 3, приложенного в катушке 1.Управление током 1 якорной цепи двигателя 4 производится посредством ключей К 21 - К 24 блока 6 ключей аналогично описанному управлению током 1. В зависимости от заданного режима работы двигатели 3 и 4 при таком управлении передают соответственно на катушки 1 и 2 однонаправленные (режимы пуска. останова) или противонаправленные (режимы разгона (РЗГ), торможения (ТРМ) при стабилизации скорости ленты, режима стопа) моменты вращения.Поддержание заданной скорости ленты в режиме стабилизации производится в устройстве для перемещения магнитной ленты при релейном регулировании ее величины в соответствии с уровнем сигнала. Скорость меньше номинальной (ТСКМН). Высокий или низкий уровень сигнала ТСКМН устанавливается при поступлении с усилителя 8 синхросигналов очередного воспроизведенного блоком магнитных головок 19 синхроимпульса скорости с магнитной ленты, который поступает через усилитель 18 синхросигналов на вход одновибратора 62 блока 16 измерения и регулирования скорости, Положительный импульс с выхода одновибратора 62 поступает на вход синхронизации С второго триггера 59 дискриминатора периода и через элемент И 61 на вход синхронизации С триггера 60 номинальной скорости блока 16 измерения и регулирования скорости.Если в режиме пуска ленты период между поступившим и предшествующим синхросигналами оказался первый раз меньше эталонного периода, отсчитанного счетчиком 55, то с инверсного выхода первого триггера 58 дискриминатора периода на вход элемен 10 15 20 25 30 35 40 45 55 та И 61 поступит высокий уровень сигнала. Поэтому триггер 60 номинальной скорости установится в единичное состояние и на его прямом выходе установится высокий уровень сигнала номинальной скорости ТНСК, который сохраняется в течение всего времени стабилизации скорости, вплоть до сброса его по входу низким уровнем сигнала с выхода элемента ИЛИ-НЕ 57, при поступлении на его входы сигнала начальной установки ИНУ с входной клеммы 15 или сигнала Останов с входной клеммы 8.Положительный импульс с выхода элемента 63 задержки блока 16 измерения и регулирования скорости установит с задержкой относительно момента прихода импульсов на входы С триггеров 59 и 60, по входу 1. счет- чик 55 в исходное состояние и сбросит первый триггер 58 дискриминатора периода в нулевое состояние. После этого блок 16 измерения и регулирования скорости подготовлен для измерения последующего периода синхросигналов.После установки в единичное состояние триггера 60 номинальной скорости стабилизация скорости ленты на уровне ее номинальногозначения производитея по сигналу ТСКМН с прямого выхода второго триггера 59 дискриминатора периода в соответствии с результатом сравнения каждого значения периода между синхросигналами с эталонным периодом, отсчитанным счетчиком 55. Низкий уровень сигнала ТСКМН соответствует скорости ленты больше номинального значения, При этом блок 7 управления задает режим торможения (ТРМ) ленты. Высокий уровень сигнала ТСКМН соответствует скорости ленты, меньшей номинальной, вследствие чего блок 7 управления задает режим РЗГ ленты. Измерение скорости ленты осуществляется при наличии воспроизведения синхроимпульсов через промежутки времени, близкие к эталонному периоду Тэ =400 мкс; т. е. примерно 2500 раз в секунду, что обеспечивает высокую точность поддержания заданных значений средней и мгновенной скоростей движения ленты, Регулирующие воздействия формируются при этом через промежутки времени, кратные периоду синхроимпульсов.При отсутствии синхроимпульсов на входе одновибратора 62 блока 16 измерения и регулирования скорости счетчик 55, не устанавливаясь в исходное состояние, будет продолжать непрерывно счет приходящих на его вход импульсов с выхода кварцевого генератора 17. При этом на выходе девятого разряда счетчика после отсчета эталонного периода Т= 400 мкс будет формироваться периодический сигнал с периодом Ть близким к номинальному периоду синхроимпульсов Т = 2 2 мкс = 512 мкс, который поступает на счетный вход счетчика 64 периода синхроимпульсов, Счетчик 64 при этом будет осуществлять непрерывное деление(отсчитывать кратность) поступающего на его счетный вход сигнала. Положительный перепад с выхода второго разряда счетчика 64 периода синхроимпульсов поступит при этом на вход элемента ИЛИ-НЕ 65 и установит второй триггер 59 дискриминатора периода синхроимпульсов в нулевое состояние, что ссютветствует низкому уровню сигнала ТСКМН.После этого блок 7 управления будет осуществлять режим торможения ленты, который продолжится до момента появления положительного импульса на К-м выходе счетчика 64 периода синхроимпульсов, который поступает на первый вход схемы ИЛИ 66, на второй вход которой подается низкий уровень сигнала ТСКМН. Высокий уровень сигнала с выхода схемы ИЛИ 66 поступит при этом на первый вход схемы 10 И 67, на второй вход которой поступает Значение К-го разряда счетчика 64 периода синхроимпульсов выбирается таким, чтобы длительности режимов разгона и торможения были близкими по длительности к их значениям при регулировании скорости по синхроимпульсам, что составляет в средвысокий уровень с выхода схемы НЕ 69, поэтому на выходе схемы И 67 также уста новится высокий уровень и блок 7 управления переключит привод ленты в режим разгона, который будет осуществляться в тече,ние времени, пока на К-м выходе счетчика 64 периода синхроимпульсов установлен высокий уровень. В момент установления на К-м выходе счетчика 64 низкого уровня на выходе схемы ИЛИ 66 также установится низкий уровень, поступающий на первый вход схемы И 67, на выходе которой установится при этом низкий уровень, После этого блок 7 управления переключит привод ленты в режим торможения, который будет осуществляться до появления на К-м выходе счетчика 64 периода синхроимпульсов снова высокого уровня. Таким образом, соответственно высокому или низкому уровню сигнала на выходе К-го разряда счетчика 64 периода синхроимпульсов привод будет осуществлять равные по длительности циклы разгона и торможения. При этом, чем меньше отличаются между собой по абсолютной величине ускорение и замедление движения ленты, обеспечиваемые соответственно в режимах разгона и торможения, тем большее время будет поддерживаться близкой к номинальной средняя скорость движения магнитной ленты при отсутствии 45 воспроизводимых с нее синхроимпульсов. Это условие (примерное равенство ускорения и замедления) выполняется, как правило, в ус ройствах для перемещения магнитной ленты, так как оно является необходимым условием получения минимальной погреш ности и регулирования мгновенной скорости ленты при наличии синхроимпульсов, формула изобретения Устройство для перемещения магнитной ленты, содержащее пр нем ную и подающую катушки с магнитной лентой, соединенные с двумя двигателями постоянного тока, которые подключены к выходам блоков ключей, входы которых соединены с выходами блока управления, входыкоторого соединены с входными клеммами, входами блока измерения и регулирования скорости, первый выход которого соединен с другим входом блока управления, первый вход блока измерения и регулирования скорости соединен с входной клеммой начальной установки, другой вход этого блока соединен выходом кварцевого генератора, третий вход соединен с выходом усилителя синхроспгналов, входы которого подключены к блоку магнитных головок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены счетчик периода синхроимпульсов, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, два элемента И, элемент НЕ, триггер останова, элемент индикации, причем вход суммирования счетчика периода синхроимпульсов соединен с выходом блока измерения и регулирования скорости, первый выход счетчика периода синхроимпульсов соединен с входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с входной клеммой начальной ус. тановки, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с четвертым входом блока измерения и регулирования скорости, второй выход счетчика периода синхроимпульсов соединен 55 нем 4 - 5 номинальных периодов синхроимпульсов (1,6 - 2 мс). В описываемом устройстве для перемещения магнитной ленты К=4.При возобновлении следования синхроимпульсов, которые поступают с выхода усилителя 18 синхросигналов на вход одновибратора 62 блока 16 измерения и регулирования скорости, а с его выхода через линию 63 задержки на входы установки в исходное состояние 1. счетчика 55 и счетчика 64 периода синхроимпульсов, в устройстве для перемещения магнитной ленты восстанавливается основной режим регулирования скорости (в ссютветствии с уровнем сигнала ТСКМН). При поступлении синхроимпульса на вход 1 счетчик 64 установится в исходное состояние и на его К-м выходе будет низкий уровень, который подается на первый вход схемы ИЛИ 66. При этом выходной уровень сигнала схемы ИЛИ 66 определяется уровнем сигнала, поступающего с выхода второго триггера 59 дискриминатора периода синхроимпульсов блока 16 измерения и регулирования скорости, что требуется для управления режимами разгона и торможения при стабилизации скорости ленты по воспроизведенным с ленты синхросигналам..1 с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока измерения и регулирования скорости, а выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом счетчика периода синхроимпульсов, а выход второго элемента И соединен с вхо"дом синхронизации триггера останова, вход сброса которого соединен с входной клеммой начальной установки, прямой выход триггера останова соединен с элементом индикации, инверсный выход триггера останова соединен с входом блока управления, с другим входом которого соединен выход первого элемента И,//ПрамьаннаГотсннце- яюц м кел.Р. Саюхюе Р" - лм,оам му,з, ШИМ 1, ШФ/юя - Ьйнюе сигьагы шираанпМмпЧМСнСй я 03 удяцци,Составитель С. Ботуз Редактор Л. Гратилло Техред А. Кравчук Коррекор О, Кравцова Заказ 3058 Тираж 488 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Гроизводсгвенно-издательский комбинат 11 атент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101