JPS6238645B2 - - Google Patents

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JPS6238645B2
JPS6238645B2 JP13542077A JP13542077A JPS6238645B2 JP S6238645 B2 JPS6238645 B2 JP S6238645B2 JP 13542077 A JP13542077 A JP 13542077A JP 13542077 A JP13542077 A JP 13542077A JP S6238645 B2 JPS6238645 B2 JP S6238645B2
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JP
Japan
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input
circuit
servo
output
amplifier
Prior art date
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Expired
Application number
JP13542077A
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English (en)
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JPS5468267A (en
Inventor
Katsuhiko Yamanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YOKOKAWA DENKI KK
Original Assignee
YOKOKAWA DENKI KK
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Publication date
Application filed by YOKOKAWA DENKI KK filed Critical YOKOKAWA DENKI KK
Priority to JP13542077A priority Critical patent/JPS5468267A/ja
Publication of JPS5468267A publication Critical patent/JPS5468267A/ja
Publication of JPS6238645B2 publication Critical patent/JPS6238645B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Recording Measured Values (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、上、下限リミツタを有するサーボレ
コーダに関するもので、サーボ系の入力回路に純
電気的に構成される上、下限リミツタを設けたこ
とを特徴とするものである。
第1図は従来の上、下限リミツタを有するサー
ボレコーダの要部の構成説明図である。第1図に
おいて、Uはサーボ系を構成する偏差増幅器で、
Epはその入力電圧、Efは帰還電圧を示すもので
ある。偏差増幅器UはEpとEfの偏差を増幅す
る。偏差増幅器Uの出力端は電流制限抵抗Rを介
してサーボモータMに接続されている。サーボモ
ータMの回転はギヤG1,G2を介して繰り糸Wに
伝えられ、この繰り糸Wに連結されると共にペン
Pが取付けられたペンキヤリツジPKを矢印y又
はy′方向に移動させる。同時にモータMの動きは
帰還電圧Efの発生回路(図示せず)に伝わり、
入力EpとEfの偏差が無くなるようにモータMが
回転する。ST1,ST2は上下限ストツパ、MS1
MS2はマイクロスイツチ、S1,S2はその接点であ
る。入力Epが正常値であり、サーボ系が正常動
作範囲内(以下、これをスケール内と略称する)
にあるとき、マイクロスイツチMS1,MS2の接点
S1,S2は閉じ、これにより電流制限用抵抗Rは短
絡されるようになつている。
このようなストツパST1,ST2、マイクロスイ
ツチMS1,MS2等よりなる上、下限リミツタを有
するサーボレコーダにおいては、ペンPがオーヴ
ア・スケールするとペンキヤリツジPKによりマ
イクロスイツチMS1又はMS2の接点S1又はS2が開
となり、偏差増幅器UとモータMとの間に抵抗R
が直列に入つて、モータMに供給される電流を制
限するようになつている。
ところで、このような上、下限リミツタ付きの
サーボレコーダは従来から用いられているが、こ
の構成のレコーダではマイクロスイツチが少なく
とも1個必要であり、その配線もしなければなら
ず、又、オーヴア・スケールしている間は制限さ
れているとはいえ、モータMに電流が流されてい
るので、偏差増幅器U、抵抗R、モータM等が過
熱する。又、サーボ系の入力Epが第2図のイに
示す如くゆつくりオーヴア・スケールする場合に
は、ストツパST1,ST2は特に緩衝する必要がな
いが、一般には第2図のロに示す如く入力Epと
してステツプ状の過大電圧が印加されることが考
えられるので、ストツパST1,ST2にはバネやゴ
ムなどの緩衝材を取りつける必要がある。しか
も、高速のレコーダともなるとそのバネなどはか
なり大きなものを使わないと何回もストツパに激
突したときに疲労し、破損してしまうおそれがあ
る。本発明はこのような従来のサーボレコーダが
持つ種々の欠点を除去したものである。なお、第
2図イ,ロ及びハ図において、横軸には時間t
を、縦軸の実線にサーボ系の入力Epの値をとつ
てある。又、a,b間はスケール内を、太い点線
のlpはペンPの位置を示すものである。
第3図は本発明のサーボレコーダの要部の電気
回路図である。第3図において、SVはサーボ回
路、IPはサーボ回路SVの入力回路、LMは本発明
によつて付加された上、下限リミツタを示すもの
である。サーボ回路SVにおいて、Uは偏差増幅
器、Mはモータ、RV1は可変抵抗器、Esは安定
電圧源である。モータMの回転軸はギア等の変速
機構(図示せず)を経て可変抵抗器RV1の刷子に
連結され、この刷子より得られる電圧は帰還電圧
fとなつて偏差増幅器Uに与える。Epはサーボ
回路SVに供給される入力電圧で、偏差増幅器U
に加えられている。偏差増幅器UはEpとEfが平
衡するようにモータMにその出力を供給する。こ
のようなサーボ回路SVは第1図でも説明した如
く、一般的なものである。
入力回路IPにおいて、ITは入力電圧Exが印加
される端子、U1は集積回路で構成した演算増幅
器、R1は入力抵抗、R2は増幅器U1の出力端に直
列に接続された電流制限用抵抗、R3は演算増幅
器U1の(−)入力端と抵抗R2の出力端Jとの間
に接続された帰還抵抗、RV2は可変抵抗器、Es
はこの可変抵抗器に接続された基準電圧源であ
る。可変抵抗器RV2の刷子は演算増幅器U1
(+)入力端に接続されている。サーボ・レコー
ダでは一般に入力Exが零の位置を記録紙上の任
意の点に移動できるようになつているが、RV2
その為の可変抵抗器である。このゼロシフトの為
の電圧をEoとすると、増幅器U1は入力電圧Exと
ゼロシフト電圧Eoを差動増幅(又は加算増幅)
した電圧Epを出力する。この電圧Epは前記した
サーボ回路SVを構成する偏差増幅器Uに加えら
れると共に、後述の上、下限リミツタ回路LMに
加えられる。
上、下限リミツタ回路LMにおいて、U2,U3
それぞれ集積回路で構成した演算増幅器、D1
D2はダイオード、R4,R5,R6はそれぞれ抵抗素
子で、これらは直列に接続されている。Esは基
準電圧源で、この直列回路に接続されている。抵
抗R4とR5の接続点をuとし、抵抗R5とR6の接続
点をlとすると、u点は演算増幅器U2の(+)
入力端に、l点は演算増幅器U3の(+)入力端
に接続されている。演算増幅器U2,U3の(−)
入力端はそれぞれ前記入力回路IPの出力端Jに接
続され、又、U2,U3の出力端は互に逆極性に接
続されたダイオードD1,D2を介して演算増幅器
U2,U3の(−)入力端に接続されている。抵抗
R4,R5,R6よりなる直列回路の接続点uとlよ
り得られる電圧EuとELは、上、下限設定電圧と
して演算増幅器U2,U3に与えられる。
このような構成の上、下限リミツタ回路LMに
おいては入力回路IPの出力電圧Epは演算増幅器
U2,U3の(−)入力端に加えられるが、この電
圧Epの値が上、下限設定電圧EuとELの間にあ
れば、演算増幅器U2とU3の出力はそれぞれ正及
び負になつており、ダイオードD1,D2は共に通
電せず、このためこのリミツタ回路LMは動作し
ない。そしていま、電圧Epが何んらかの原因に
より上限限設定値Euより大きくなろうとする
と、演算増幅器U2の出力は負になろうとしてダ
イオードD1に電流が流れ、EpがEuより大きくな
ろうとするのを防止する。この場合、演算増幅器
U2に流入する電流は入力回路IPにおける演算増
幅器U1から供給されるのであるが、演算増幅器
U1の出力端にはU1の出力電流を制限するために
抵抗R2が接続されているので、演算増幅器U2
流入する電流はこの抵抗R2により制限された値
となる。この制限された電流の値をIl1とする。
一方、演算増幅器U2,U3はU1と共に集積回路で
構成されているが、このように集積回路で構成し
た増幅器にはその出力回路にそれぞれ電流制限回
路が設けられている。このように増幅器U2,U3
に内蔵された電流制限回路によつて制限された電
流値(出力電流が飽和しているときの電流値に相
当する)を、演算増幅器U2の場合Il2とする。演
算増幅器U2に流入する電流Il1は抵抗R2により制
限されているので、Il1とIl2の関係は |Il2|>|Il1| (1) となる。Il1とIl2が(1)式の関係にあるとき演算増
幅器U2は通常の理想的動作をする。つまり、そ
のとき演算増幅器U2は飽和せずにそのゲインが
十分大きく、かつ負帰還が施されているので、こ
の増幅器U2の(−)入力端にに印加される電圧
Epが、(+)入力端に印加されている上限設定電
圧Euに等しくなるように動作する。すなわち、
EpがEuよりも大きくなろうとしたとき、 Ep=Eu (2) となる。
一方、入力回路IPの出力電圧Epが下限の設定
電圧ELよりも小さくなろうとするときには、ダ
イオードD2が導通し、演算増幅器U3から流出し
た電流は入力回路IPにおける演算増幅器U1に流
入する。演算増幅器U3には演算増幅器U2と同様
に集積回路で構成され、その制限電流の値をIl3
とすると |Il3|>|Il1| (3) の関係にあるとき、演算増幅器U3は正常に動作
し、この演算増幅器U3はEpが下限の設定電圧EL
と等しくなるように動作する。すなわち、Epが
Lより小さくなろうとするときは Ep=EL (4) となる。したがつて、入力回路IPの出力電圧Ep
がいかに大幅に変化しようとしても EL≦Ep≦Eu (5) になるように演算増幅器U2,U3によりEpが制限
される。このため、この制限された電圧Epがス
ケール内に相当するようにサーボ回路SVが作ら
れていれば、ペンは常に記録紙上のスケール内に
あることになる。
このように本発明のサーボレコーダにおいて
は、サーボ回路SVの前段に接続された入力回路
IPの出力端に一対の演算増幅器U2,U3で構成さ
れる上、下限リミツタ回路LMを設けてこの回路
で入力回路IPの出力電圧Epを一定値内に制限
し、その制限された電圧Epをサーボ系SVに入力
として与え、サーボ回路SVはその入力に追従す
るようになつているので、リミツタ回路LMが動
作しているときでもサーボ系はバランスしてお
り、このため、モータに電流が流れ続けることは
ない。したがつて、第1図に示す従来のサーボレ
コーダの如く、オーヴア・スケールするような過
大入力が加わつた場合でもモータM、或いは偏差
増幅器U等が加熱することはない。また、第2図
のハに示す如く、急激に電圧Epがオーヴア・ス
ケールしても、ペン位置lpはサーボ回路SVの内
部の制動回路の働きにより通常のステツプ入力応
答と同様に制動される。なお、本発明のレコーダ
においても第1図に示したストツパST1,ST2
設けられているが、本発明においては第2図のハ
に示す如くストツパ位置STはスケール内から少
し外側にあるように設けられているので、上記の
ようにEpがオーヴア・スケールしてもそのスト
ツパに当るということはない。なお、時間が第2
図のハに示すt1のときにレコーダの電源が切られ
てしまうようなときには、ペンは摩擦等で多少制
動を受けながらも、そのまま走り続けてストツパ
に突き当たる場合がある。このような場合の為
に、ストツパに緩衝作用をもたせる必要がある
が、当たる回数が少ないのでその緩衝は例えばス
トツパをゴムで作る等簡単なものでよい。
なお、第2図の実施例においては入力増幅器
U1の電流制限用として抵抗R2を用いたが、抵抗
に代えて例えば定電流ダイオードのような電流制
限素子であつてもよい。また、一般に市販されて
いる集積回路で構成した演算増幅器の中には、例
えばマイクロ・パワー・OPアンプと称してその
出力電流があまり大きくとれない増幅器がある。
この増幅器の最大出力電流をIl1とすると電流制
限用抵抗R2が無くても(1)式又は(3)式の条件を満
すので、入力回路IPにおける増幅器U1にそうい
う演算増幅器を用いれば抵抗R2は不要である。
又、第3図においては、上、下限リミツタ回路
LMにおいてはダイオードD1,D2を用いている
が、このダイオードに代えトランジスタを用いる
ようにしてもよい。この場合の、上、下限リミツ
タ回路LMの回路図を第4図に示す。第4図にお
いて、Q1,Q2がそのトランジスタで、Q1には
PNP形が、Q2にはNPN形のトランジスタが用い
られている。±EBは電源であり、その他は第3図
回路のリミツタ回路LMと同じである。このよう
な構成の第3図に示す上、下限リミツタ回路LM
においては、トランジスタQ1,Q2が電流増幅を
行なうので、演算増幅器U2,U3にそれぞれトラ
ンジスタQ1,Q2を含めたものをそれぞれ1つの
増幅器と考えると、その電流容量Il2,Il3は非常
に大きな値となる。このため、リミツタ回路LM
を第4図の如く構成した場合、演算増幅器U2
U3と第3図に示した演算増幅器U1を同じ容量の
ものを用いても、電流制限抵抗R2は不要とな
る。
以上説明した如く、本発明においてはサーボ系
の入力側に一対の演算増幅器よりなる上、下限リ
ミツタを設けるようにしてサーボ系に入力される
電圧を制限するようにしているので、被測定入力
として過大入力が加わつても従来のサーボレコー
ダの如くモータM、或いは偏差増幅器等が過熱す
ることはない。又、従来のサーボレコーダの如く
リミツトスイツチが不要となるので、本発明によ
れば構成が簡単となり、かつ高信頼性のある上、
下限リミツタ付のサーボレコーダが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の上、下限リミツタ付のサーボレ
コーダの要部の構成説明図、第2図はサーボレコ
ーダの動作を説明するための図、第3図は本発明
に係るサーボレコーダの要部の回路図、第4図は
本発明のサーボレコーダに用いられる上、下限リ
ミツタ回路の他の実施例の回路図である。 IP……入力回路、SV……サーボ回路、LM……
上、下限リミツタ回路、U1,U2,U3……演算増
幅器、D1,D2……ダイオード、Q1,Q2……トラ
ンジスタ、M……モータ、U……偏差増幅器、
Eu,EL……上、下限設定電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被測定入力が与えられる演算増幅器を有する
    入力回路と、この入力回路の出力電圧が与えられ
    る偏差増幅器を有し、この偏差増幅器の出力で回
    転するモータの動きによつて可変する電圧を前記
    偏差増幅器に帰還して両入力電圧の偏差が零にな
    るように動作するサーボ回路と、前記入力回路の
    出力端がそれぞれの(−)入力端に接続されると
    共に(+)入力端にそれぞれ上、下限設定電圧が
    与えられ、出力端はこの出力端に接続された互に
    逆方向の整流素子を介して前記(−)入力端に接
    続してなり、それぞれその最大制限出力電流が前
    記入力回路における演算増幅器によつて得られる
    最大制限出力電流値より大きい一対の演算増幅器
    よりなる上、下限リミツタ回路とを具備したサー
    ボレコーダ。 2 前記入力回路における演算増幅器の出力端に
    電流制限素子を設けたことを特徴とする特許請求
    範囲第1項記載のサーボレコーダ。 3 前記電流制御素子として抵抗又は定電流ダイ
    オードを用いたことを特徴とする特許請求範囲第
    2項記載のサーボレコーダ。 4 前記逆方向の整流素子としてダイオード又は
    トランジスタを用いた特許請求範囲第1項記載の
    サーボレコーダ。
JP13542077A 1977-11-10 1977-11-10 Servo recorder Granted JPS5468267A (en)

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JPH02219045A (ja) * 1989-02-20 1990-08-31 Brother Ind Ltd ロール紙を巻装したカートリッジが装着される装置

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