NL8302331A

NL8302331A - Digitale servobesturingsschakeling.

Info

Publication number: NL8302331A
Application number: NL8302331A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1984-01-16
Also published as: AU570922B2; GB8317488D0; FR2530358B1; ATA241583A; DE3323600A1; AT390342B; US4506202A; CA1202672A; NL193515B; GB2123584B; FR2530358A1; NL193515C; GB2123584A

Description

J

I. 4 C/Ca/ar/1549

Digitale servobesturingsschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een digitale servobesturingsschakeling voor servobesturing van de rotatie van een motor of dergelijke.

Bij dergelijke servobesturingsschake-5 lingen van gebruikelijk type vindt vergelijking plaats van een de rotatiesnelheid of -fase van een motor vertegenwoordigend terugkoppelsignaal met een referentiesignaal, waarbij uit de vergelijking foutinformatie resulteert, welke voor besturing van de motorrotatie wordt gebruikt.

10 Fig. 1 van de bijbehorende tekening toont een principeblokschema van een dergelijke servobesturingsschakeling van gebruikelijk type. Daarbij zijn aan een motor 1 een frequentiegenerator 2 en een impulsgenerator 3 toegevoegd, welke respectievelijk een met de rotatiesnelheid 15 van de motor 1 evenredig frequentiesignaal fpG en een de rotatiefase van de motor vertegenwoordigend, impulsvormig fasesignaal φρ(, af geven. Deze signalen vervullen de rol van het hiervoor genoemde terugkoppelsignaal. Het frequentiesignaal fpG wordt toegevoerd aan een snelheidsservobesturings-20 schakeling 4? deze levert een snelheidsregelsignaal, dat overeenkomt met het frequentieverschil tussen een referentie-frequentiesignaal dat de gewenste rotatiesnelheid ver tegenwoordigt, en het genoemde frequentiesignaal fpG. Het impulsvormige fasesignaal $pG wordt toegevoerd aan een fase-25 servobesturingsschakeling 5; deze voert vergelijking uit van een impulsvormig referentiesignaal dat een referentie- rotatiefase vertegenwoordigt, en het impulsvormige fasesignaal $pG en levert een met het bij de uitgevoerde vergelijking aangetroffen faseverschil overeenkomend faseregelsig-30 naai. Het genoemde snelheidsregelsignaal en het genoemde faseregelsignaal worden in een opteller 6 opgeteld tot een rotatieregelsignaal, dat wordt gebruikt voor besturing van de werking van een motorbekrachtigingsschakeling 7, zodanig, dat de motorrotatie bij de gewenste rotatiesnelheid en in 35 met de referentiefase vergrendelde fase plaatsvindt.

Fig. 2 toont een blokschema van het 8302331 -2- 1 \ τ.

«f * uitvoeringsprincipe van een digitale servobesturingsschake-ling, welke op de hiervoor beschreven wijze kan worden toegepast. In deze schakeling wordt een flip-flop 11 door een referentiesignaal S^p en een terugkoppelsignaal SpB aange-5 stoten voor vorming van vensterimpulsen, waarvan de impulsduur evenredig met het faseverschil tussen de beide signalen is. Een meetteller 14 voert telling uit van klokimpulsen, welke door een klokimpulsgenerator 12 aan de teller 14 worden toegevoerd via een EN-poortschakeling 13, waarvan de poort-10 schakelwerking wordt bestuurd door de genoemde vensterimpulsen. De meetteller 14 levert een digitaal telresultaat of teluitgangssignaal, dat de genoemde fasefout weergeeft en wordt toegevoerd aan een digitaal/analoog-omzetter 15, welke de van de meetteller 14 afkomstige, digitale fasefoutinforma-15 tie in analoge vorm brengt, respectievelijk in een analoog regelsignaal omzet. Meer in het bijzonder voert de meetteller 14 een telling uit van klokimpulsen, welke in afhankelijkheid · van de impulsduur van de genoemde vensterimpulsen naar de teller worden doorgelaten; de meetteller 14 levert digitale 20 informatie, welke in analoge vorm een de fasefout weergevend, schuin oplopend signaal vormt, zoals Fig. 3 laat zien. De amplitude van het schuin oplopende signaal volgens Fig. 3 komt overeen met het dynamische gebied van de servobesturings-schakeling, terwijl het tijdbasisgebied met het vergrendel-25 gebied van de schakeling overeenkomt. Bij een digitale servo-besturingsschakeling met een dergelijke meetteller 14 dient ter verkrijging van een fijnere quantificering de klokimpuls-herhalingsfrequentie te worden verhoogd. Bovendien dient ter verkrijging van hetzelfde tijdbasisgebied (dat wil zeggen 30 vergrendelgebied) het aantal bits van de meetteller 14 te worden vergroot. Een dergelijke vergroting van het aantal bits is voorts noodzakelijk wanneer het tijdbasisgebied bij onveranderde klokimpulsherhalingsfrequentie dient te worden vergroot.

35 Bij een faseservorbesturingsstelsel voor de bandleitrommelaandrijfmotor van een videobandapparaat van het NTSC-type met een roteerbare magneetkopeenheid wordt 8302331 » f « · -3- meestal zowel bij signaalopname als bij signaalweergave een fasereferentiesignaal van 30Hz toegepast, terwijl de standaard afgiftefrequentie van het schuin oplopende signaal eveneens 30Hz bedraagt. Het vergrendelgebied wordt daarbij 5 ingesteld op 3,3rasec, dat wil zeggen bij benadering een tiende van de cyclusduur van l/30sec. van het schuin oplopende signaal X^. De hellingshoek van het schuin oplopende signaal, het dynamische gebied en het tijdbasisgebied worden gekozen, respectievelijk ingesteld, in afhankelijkheid van 10 de parameters van het gehele motorrotatieregelstelsel. Wanneer bijvoorbeeld het met een volle lijn in Fig. 4 weergegeven, schuin oplopende signaal de optimale keuze vertegenwoordigt, dan kan gesteld worden, dat de toepassing van een dergelijk signaal Z-q met geringer dynamisch gebied gepaard 15 zou gaan aan een vergroting van de overdrachtsfactor van het servobesturingstelsel, waaruit een instabiele, oscillerende toestand zou kunnen resulteren. Een afwijking van het optimale vergrendelgebied is meestal het gevolg van een uitwendige oorzaak. Bij toepassing van een schuin oplopend signaal 20 Zq met een vergroot vergrendelgebied zal daarentegen een zodanige verkleining van de overdrachtsfactor van het servo-besturingsstelsel optreden, dat de responsie te langzaam wordt. In de normale, fasevergrendelde toestand van het servo-besturingsstelsel bestaat bovendien slechts de noodzaak van 25 reactie op variaties, welke niet meer dan ongeveer 10% van het vergrendelgebied van zelfs het optimale schuin oplopende signaal X^ bestrijken, hetgeen wil zeggen, dat het grootste deel van het vergrendelgebied onbenut blijft.

De onderhavige uitvinding stelt zich 30 ten doel, hierin verbetering te brengen en daartoe een meet-teller met een digitaal schuin oplopend uitgangssignaal te verschaffen.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een digitale servobesturingsschakeling van nieuw type 35 te verschaffen, waarbij een meetteller met een betrekkelijk . gering aantal bits ter verkrijging van een gewenst vergrendel- 8302331 -4-

I I

4 V

gebied en ter verkrijging van een voldoende quantificerings-nauwkeurigheid onder normale omstandigheden wordt toegepast.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehoren-5 de tekening van enige uitvoeringsvormen/ waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen:

Fig. 1 een principeblokschema van een servobesturingsschakeling van gebruikelijk type voor servo-besturing van de rotatie van een motor, 10 Fig. 2 een blokschema van een digitale servobesturingsschakeling van bekend type,

Fig. 3 en 4 schematische weergaven van met de fasefoutinformatie schuin oplopende uitgangssignalen van een digitale servobesturingsschakeling van bekend type, 15 Fig. 5 een blokschema van een eerste uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de uitvinding,

Fig. 6 een schematische weergave ter verduidelijking van de werking van de servobesturingsschake-20 ling volgens Fig. 5,

Fig. 7 een blokschema van een tweede uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de uitvinding,

Fig. 8 een blokschema van een derde 25 uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de uitvinding,

Fig. 9 een schematische weergave ter verduidelijking van de werking van de servobesturingsschakeling volgens Fig. 8 en » 30 Fig· 10 een schematische weergave ter verduidelijking van de uitgangssignaalselectie bij de servobesturingsschakeling volgens Fig. 8.

Het in Fig. 5 weergegeven blokschema heeft betrekking op de toepassing van een eerste uitvoerings-35 vorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de . uitvinding als faseservobesturingsschakeling bij motorbestu-ring. De schakeling omvat een 7-bits meetteller 24 voor 8302331

* V

-5- telling van klokimpulsen, welke verschijnen met een met het faseverschil tussen een op de actuele rotatiefase van de motor betrekking hebbend, impulsvormig fasesignaal ^?pG en een referentiefasesignaal Φ-ggg overeenkomende herhalings-5 frequentie, benevens een 7-bits geheugenteller 25 voor telling van aan frequentiedeling door acht van de genoemde her-halingsfrequentie onderworpen klokimpulsen.

De klokimpulsen, waarvan de herhalings-frequentie met het genoemde faseverschil overeenkomt, worden 10 door een klokimpulsgenerator 22 via een EN-poortschakeling 23 aan de meetteller 24 toegevoerd. Meer in het bijzonder wordt de EN-poortschakeling 23 aan poortschakelbesturing onderworpen door vensterimpulsen, welke afkomstig zijn van een door het op de actuele rotatiefase van de motor betrekking 15 hebbende, impulsvormige fasesignaal $pG en het referentiefasesignaal φ-β-ρ-ρ aangestoten flip-flop 21; deze venster-impulsen hebben een met het faseverschil tussen de beide genoemde signalen $pG en φ-ggg overeenkomende impulsduur. De EN-poortschakeling 23 laat de klokimpulsen met de genoemde im-20 pulsherhalingsfrequentie, welke derhalve met het zojuist genoemde faseverschil overeenkomt, naar de meetteller 24 door.

De meetteller 24 voert een telling van de door de EN-poortschakeling 23 doorgelaten klokimpulsen uit en levert een teluitgangssignaal, dat de gedaante van 25 7-bits digitale informatie heeft, welke het genoemde faseverschil vertegenwoordigt. Dit teluitgangssignaal wordt via een eerste signaalkiesschakeling 31 toegevoerd aan een digi-taal/analoog-omzetter 26. De meetteller 24 levert voorts aan zijn aan het derde bit toegevoegde uitgangsaansluiting 30 een aan deling door acht van zijn impulsherhalingsfrequentie onderworpen klokimpuls via een tweede signaalkiesschakeling 32 aan een geheugenteller 25.

De geheugenteller 25 voert een telling van de met 1/8 van de oorspronkelijke impulsherhalingsfre-35 quentie verschijnende klokimpulsen uit en levert een teluitgangssignaal in de vorm van 7-bits digitale informatie, 8302331 -6- 4 , % welke het faseverschil vertegenwoordigt. Dit teluitgangs-signaal van de geheugentelier 25 wordt aan een servotoestand-detectieschakeling 41 en voorts via de eerste signaalkies-schakeling 31 aan de digitaal/analoog-omzetter 26 toegevoerd.

5 Het analoge uitgangssignaal van de om- zetter 26 wordt via een derde signaalkiesschakeling 33 toegevoerd aan een eerste en een tweede houdschakeling 51, respectievelijk 52. De houduitgangssignalen van de schakelingen 51 en 52 worden via respectieve bufferversterkers 53 en 54 10 toegevoerd aan een signaalopteller 55, waarvan het uitgangssignaal als servobesturingssignaal ter beschikking komt.

De werking van de signaalkiesschakelingen 31-33 wordt door een besturingsschakeling 42 bestuurd op basis van het detectie-uitgangssignaal van de servotoe-15 standdetectieschakeling 41.

Meer in het bijzonder onderzoekt de schakeling 41 of het servostelsel in zijn normale, dat wil zeggen fasevergrendelde, toestand verkeert. Voorafgaande aan het tijdstip, waarop het stelsel na het begin van motorbe-20 krachtiging deze fasevergrendelde toestand bereikt, worden de signaalkiesschakelingen 31-33 door de besturingsschakeling 42 zodanig bestuurd, dat de geheugenteller 25 de van de meetteller 24 afkomstige, door frequentiedeling tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klok-25 impulsen telt, waarna de digitaal/analoog-omzetter 26 het door de geheugenteller 25 bereikte telresultaat in een bijbehorend analoog signaal omzet, dat als servobesturingssignaal dient. Deze bedrijfswijze zal nu worden beschreven aan de hand van Pig. 6.

30 Voorafgaande aan het tijdstip, waarop het servobesturingsstelsel in zijn vergrendelgebied wordt getrokken, dient het voor de geheugenteller 25 bereikte telresultaat als fasefoutinformatie. Zoals reeds is opgemerkt, telt de geheugenteller 25 daartoe de van de meetteller 24 35 afkomstige, door frequentiedeling tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulsen; daaruit resulteert binnen een ruim vergrendelgebied 1^ gelegen 8302331 , 1 -7- fasefoutinfonaatie, zoals in Pig. 6 met een volle lijn is weergegeven.

Dit telresultaat van de geheugentelier 25 wordt gebruikt als besturingsinformatie, welke het servo-5 besturingsstelsel in zijn gewenste vergrendelgebied brengt. Wanneer de normale, fasevergrendelde toestand van het servo-besturingsstelsel is bereikt, neemt de geheugenteller 25 het op dat ogenblik bereikte telresultaat in geheugenopslag. In deze normale toestand van het servobesturingsstelsel worden 10 het in geheugenopslag genomen telresultaat van de geheugenteller 25 en het door de meetteller 24 bereikte telresultaat afwisselend door de eerste signaalkiesschakeling 31 aan de digitaal/analoog-omzetter 26 toegevoerd. Daarbij verschaft de geheugenteller 25 informatie omtrent de instelgelijkspan-15 ning van het servobesturingsstelsel tijdens de normale, vergrendelde toestand daarvan, terwijl de meetteller 24 daarentegen fasefoutinformatie voor een betrekkelijk nauw vergrendelgebied L2 levert, dat in Fig. 6 met een gebroken lijn is weergegeven.

20 Aangenomen wordt nu, dat het servobe sturingsstelsel door het schuin oplopende uitgangssignaal van het (door het door de geheugenteller 25 bereikte telresultaat bepaalde) ruime vergrendelgebied L1 in het punt A in Fig. 6 in zijn fasevergrendelde toestand wordt gebracht.

25 Het bij de op dat ogenblik geleverde bekrachtigingsspanning behorende telresultaat van de geheugenteller 25 wordt, zoals reeds is opgemerkt, dan in geheugenopslag genomen, terwijl de motorbekrachtiging plaatsvindt door een bekrachtigingsspanning νβ, welke behoort bij het schuin oplopende 30 uitgangssignaal van het door het telresultaat van de meetteller 24 en door de genoemde bekrachtigingsspanning VA bepaalde, nauwe vergrendelgebied zodanig, dat het servobesturingsstelsel in punt B in Fig. 6 in zijn fasevergrendelde toestand komt. Het faseservobesturingsstelsel dient in een 35 bepaald punt van een voorafbepaald vergrendelgebied in de fasevergrendelde toestand te komen. Bij de zojuist beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding kan voor de invang (fase- 8302331 Λ I ** -8- vergrendeling) van het servobesturingsstelsel een ruim ver-grendelgebied worden verkregen met behulp van de beide tellers 24 en 25 en van de digitaal/analoog-omzetter 26, welke componenten steeds met een betrekkelijk gering aantal 5 bits werken. Bovendien is het in de normale of fasevergrendel-de toestand van het stelsel mogelijk om faseservobesturing met hoge nauwkeurigheid en betrekkelijk geringe quantifice-ringsfouten te verkrijgen.

Bij de in het voorgaande beschreven, 10 eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt de van de tellers 24 en 25 afkomstige fasefoutinformatie door de digitaal/analoog-omzetter 26 in een analoog signaal omgezet. Fig. 7 toont het blokschema van een tweede uitvoeringsvorm van een servobesturingsschakeling volgens de uitvinding, 15 waarbij het toegepaste fasefoutsignaal de gedaante van een impulsduur- of impulsbrëedte gemoduleerd signaal krijgt.

Meer in het bijzonder wordt bij de uitvoeringsvorm volgens Fig. 7 het telresultaat van een meet-teller 64, die een telling van klokimpulsen uitvoert, voor 20 impulsbreedtemodulatie aan een ringteller 66 toegevoerd. Deze laatstgenoemde levert fasefoutinformatie in de vorm van een impulsbreedte gemoduleerd signaal, dat via een filter 84 aan een signaalopteller 83 wordt toegevoerd. Een geheugenteller 65 voert een telling uit van de door de meetteller 64 (derde 25 bitplaats) tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfre- quentie teruggebrachte klokimpulsen. De genoemde ringteller 66 wordt bestuurd door zodanige voorinstelling van het door de teller 65 te bereiken telresultaat, dat een met de fasefoutinformatie overeenkomend, impulsbreedtegemoduleerd sig- 30 naai wordt verkregen, dat via een filter 82 aan de signaalopteller 83 wordt toegevoerd. Een kloksignaal voor de impulsbreedtemodulatie en het door frequentiedeling tot 1/8 van zijn oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulssignaal van de meetteller 64 worden door een sig-35 naalkiesschakeling 70 selectief aan de geheugenteller 65 toegevoerd. De door middel van deze uitvoeringsvorm volgens Fig. 7 bereikbare servobesturing komt in principe overeen 8302331 • ( -9- ^ λ met die, welke met behulp van de eerste uitvoeringsvorm volgens Fig. 5 wordt verkregen.

Meer in het bijzonder kan worden gesteld, dat de in de vorm van een impulsbreedte gemoduleerd 5 signaal aan de teller 65 ter beschikking komende fasefout-informatie als regelinformatie voor de vergrendeling van het servobesturingsstelsel gebruikt; in zijn normale of fase-vergrendelde toestand wordt het servobesturingsstelsel nauwkeurig beheerst door de besturingsinformatie, welke wordt 10 verkregen door optelling van de impulsbreedte gemoduleerde uitgangssignalen van de beide tellers 64 en 65.

Fig. 8 toont het blokschema van een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding. Deze is ontstaan door toevoeging van een vergrendelgebieddetectieschakeling 127 15 en een klokimpulsgenerator 128 voor levering van gecorrigeerde klokimpulsen aan de eerste uitvoeringsvorm volgens Fig. 5.

Bij deze derde uitvoeringsvorm wordt een flip-flop 121 aangestoten door een impulsvormig fase-signaal en een referentiefasesignaal fi%££<> de resulteren-20 de vensterimpulsen hebben een impulsbreedte, welke overeenkomt met de fasefout. Door een klokimpulsgenerator 122 geleverde klokimpulsen, waarvan de herhalingsfrequentie met de fasefout overeenkomt, worden via een EN-poortschakeling 123, welke door de genoemde vensterimpulsen als schakel-25 besturingssignalen wordt bestuurd, aan een meetteller 124 toegevoerd.

Deze laatstgenoemde telt de via de EN-poortschakeling 123 verschijnende klokimpulsen en levert een teluitgangssignaal in de gedaante van 7-bits digitale infor-30 matie, welke de fasefout vertegenwoordigt. Dit teluitgangssignaal wordt aan de vergrendelgebieddetectieschakeling 127 en voorts via een eerste signaalkiesschakeling 131 aan een digitaal/analoog-omzetter 126 toegevoerd. Aan zijn bij het derde bit behorende uitgangsaansluiting levert de meetteller 35 124 een tot 1/8 van zijn oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebracht klokimpulssignaal, dat via een tweede signaalkiesschakeling 132 aan een geheugenteller 125 wordt toegevoerd.

8302331 -10- β 4 1 »

De vergrendelgebieddetectieschakeling 127 dient voor detectie van een ongevoelig gebied binnen een door het telresultaat van de meetteller 124 bepaald vergrendelgebied L2; het detec-tie-uitgangssignaal van de detectieschakeling 127 dient voor 5 zodanige beïnvloeding van de klokimpulsgenerator 128, dat deze gecorrigeerde klokimpulsen afgeeft, welke een met de ongevoelige zone overeenkomende afwijking vertonen? deze gecorrigeerde klokimpulsen worden via een derde signaalkies-schakeling 132 aan de geheugenteller 125 toegevoerd. De ge-10 heugenteller 125 voert een telling van de tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfreguentie teruggebrachte klokim-pulsen uit en levert een teluitgangssignaal in de vorm van 7-bits digitale informatie, welke de fasefout weergeeft. Dit teluitgangssignaal wordt toegevoerd aan een eerste servo-15 toestanddetectieschakeling 141 en wordt voorts via de eerste • signaalkiesschakeling 131 aan de digitaal/analoog-omzetter 126 toegevoerd.

Het analoge uitgangssignaal van de omzetter 126 wordt via een derde signaalkiesschakelincr 133 aan 20 een eerste en tweede houdschakeling 151, respectievelijk 152, toegevoerd. De houduitgangssignalen van de schakelingen 151 en 152 worden via respectieve bufferversterkers 153 en 154 toegevoerd aan een signaalopteller 155, waarvan het uitgangssignaal als servobesturingssignaal dient.

25 De werking van de signaalkiesschakelingen 131-133 wordt bestuurd door een besturingsschakeling, waarvan de werking afhankelijk is van het detectie-uitgangssig-naal van de servotoestanddetectieschakeling 141.

Deze laatstgenoemde onderzoekt of het 30 servobesturingsstelsel in zijn normale, fasevergrendelde toestand verkeert. Voorafgaande aan het tijdstip, waarop het stelsel na het starten van de motor in deze fasevergrendelde toestand wordt getrokken, vindt de besturing van de signaal-kiesschakelingen 131-133 door de besturingsschakeling 142 35 zodanig plaats, dat de geheugenteller 125 de door de meetteller 124 (derde bitplaats) tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulsen telt en de 8302331 <» Vi -11- digitaal/analoog-omzetter 126 het door de geheugenteller 125 bereikte telresultaat omzet in een analoog signaal, dat als servobesturingssignaal wordt gebruikt. Fig. 9 laat dit zien.

Meer in het bijzonder kan worden ge-5 steld, dat voorafgaande aan het bereiken van zijn vergrendelde toestand door het servobesturingsstelsel het telresultaat van de teller 125 als fasefoutinformatie dient. Aangezien de teller 125 de tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalings-frequentie teruggebrachte klokimpulsen telt, ligt de aldus 10 verkregen fasefoutinformatie binnen een ruim vergrendelge-bied , zoals in Fig. 9 met een volle lijn is weergegeven.

De invang van het servobesturingsstelsel wordt bestuurd door het als besturingsinformatie dienende teluitgangssignaal van de geheugenteller 125. Zodra de servo-15 statusdetectieschakeling 141 vaststelt, dat het servobesturingsstelsel in het vergrendelgebied is getrokken, veroorzaakt het daaruit resulterende detectie-uitgangssignaal een zodanige besturing van de besturingsschakeling 142, dat deze afwisselend de eerste signaalkiesschakeling 131 en de 20 derde signaalkiesschakeling 133 bekrachtigt en voorts de tweede signaalkiesschakeling 132 naar de voor levering vein gecorrigeerde klokimpulsen dienende klokimpulsgenerator 128 overschakelt. In die toestand wordt het door de geheugenteller 125 bereikte telresultaat als instelgelijkspanningsinformatie 25 van het servobesturingsstelsel afgegeven, waarbij aan de tel-uitgangsaansluiting van de teller 124 een servobesturingssignaal verschijnt, dat fase-informatie voor een nauw vergrendelgebied L2 vormt, zoals Fig. 9 laat zien. Het zojuist genoemde telresultaat van de geheugenteller 125, dat wil 30 zeggen de instelgelijkspanningsinformatie, wordt door de van de klokimpulsgenerator 128 afkomstige, gecorrigeerde klokimpulsen geleidelijk gecorrigeerd. Wanneer het servobesturingsstelsel in het ongevoelige gebied L·^ binnen het door het telresultaat van de meettelier 124 bepaalde vergrendelgebied 35 wordt getrokken, treedt de gewenste fasevergrendeling op.

Op basis van de door de geheugenteller 125 verschafte 7-bits instelspanningsgelijkinformatie en de 8302331 • « -12- door de meetteller 124 verschafte 7-bits fasefoutinformatie 7 kunnen 2 = 128 verschillende schuin oplopende uitgangssig nalen Rn als even zovele servobesturingssignalen worden gevormd/ waarbij de keuze van het optimale schuin oplopende 5 uitgangssignaal kan geschieden in afhankelijkheid van de uitwendige storingen van het servobesturingsstelsel. Het door de vergrendelgebieddetectieschakeling 27 gedetecteerde/ ongevoelige gebied L3 wordt zodanig ingesteld, dat het een breedte heeft, welke kleiner is dan de bij de gewenste ver-10 grendelfase nog toelaatbare fout, en voorts, dat binnen één stap van de door de geheugenteller 125 geleverde instelge-lijkspanningsinformatie tenminste êén schuin oplopend signaal voorkomt. De op basis van het detectie-uitgangssignaal van de vergrendelgebieddetectieschakeling 127 bedreven gene-15 rator 128 voor levering van gecorrigeerde klokimpulsen is instaat tot afgifte van een enkele gecorrigeerde klokimpuls wanneer het vergrendelpunt binnen het vergrendelgebied doch buiten het ongevoelige gebied in Fig. 9 ligt (dat wil zeggen binnen een gebied © ), doch de generator levert 20 een aantal gecorrigeerde klokimpulsen wanneer het vergrendelpunt als gevolg van aanzienlijke uitwendige storingen of dergelijke ver buiten het vergrendelgebied L2 ligt. Een dergelijke uitvoering staat het toe, de responsiesnelheid van het servobesturingsstelsel voor uitwendige verstoringen aan-25 zienlijk te verbeteren.

Bij de uitvoeringsvorm volgens Fig. 9 worden, wanneer het vergrendelpunt zich respectievelijk in de gebieden © - © en (spbevindt, respectievelijk twee, vier en acht gecorrigeerde klokimpulsen door de generator 30 128 afgegeven.

Het zal duidelijk zijn, dat een schuin oplopende spanning met een ruim vergrendelgebied , als bepaald door de geheugenteller 125, voor fasevergrendeling van het stelsel wordt gebruikt, waarbij het door de geheugen-35 teller 125 bij de op dat ogenblik heersende bekrachtigings-, spanning van de motor bereikte telresultaat in het geheugen wordt opgeslagen, waarna de motor wordt bekrachtigd door 8302331 * ' -13- een bekrachtigingsspanning νβ, welke overeenkomt met een schuin oplopende spanning Rn met een nauw vergrendelgebied / welke door het telresultaat van de meetteller 124 en door het voor de bekrachtigingsspanning in opslag genomen 5 telresultaat van de geheugenteller 125 wordt bepaald, een en ander zodanig, dat fasevergrendeling van het servobestu-ringsstelsel in het punt A in Fig. 9 wordt verkregen. Het faseservobesturingsstelsel dient op een bepaald punt binnen een voorafbepaald vergrendelgebied zijn fasevergrendelde 10 toestand te bereiken. Bij een dergelijke uitvoeringsvorm kan een snelle invang (fasevergrendeling) van het servobesturings-stelsel binnen een ruim vergrendelgebied worden verkregen door middel van tellers 124 en 125 en digitaal/analoog-om-zetters 126 met betrekkelijk geringe aantallen bits, terwijl 15 desondanks een zeer nauwkeurige faseservobesturing met minder quantificeringsfouten worden verkegen.

Zoals in het voorgaande is beschreven, worden volgens de uitvinding voor de invang of fasevergrendeling van het servobesturingsstelsel een eerste N-bits teller 20 voor telling van klokimpulsen, waarvan de impulsherhalings-frequentie overeenkomt met de foutinformatie, en een tweede N-bits teller voor telling van door frequentiedeling tot 1/M van de oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulsen gebruikt, waarbij het door de tweede N-bits 25 teller bereikte telresultaat als besturingsinformatie bij de invang van het servobesturingsstelsel wordt gebruikt, terwijl in de normale, fasevergrendelde toestand van het servobesturingsstelsel de door de beide N-bits tellers bereikte telresultaten als besturingsinformatie worden gebruikt, 30 waarbij het door de tweede N-bits teller bereikte telresultaat in een door de uitwendige verstoring van het servobesturingsstelsel bepaalde mate wordt gewijzigd. Als gevolg daarvan is een snelle vergrendeling van het servobesturingsstelsel binnen een ruim vergrendelgebied mogelijk, terwijl 35 zeer preciese digitale servobesturing met geringe quantifi-_ ceringsfouten kunnen worden verkregen. De digitale servobesturing geschiedt bovendien met behulp van tellers, welke een 8302331 -14- faetrekkelijk gering aantal bitplaatsen hebben.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de be-5 schreven componenten en in hun onderlinge details worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8302331

Claims

1. Digitale servobesturingsschakeling voor servobesturing van de rotatie van een motor, gekenmerkt door: a) middelen voor opwekking van periodieke klokimpulsen, 5 b) middelen voor vorming van vensterimpulsen, welke zijn gerelateerd aan het faseverschil tussen de rotatiebewe-ging van de motor vertegenwoordigende impulsen en een refe-rentiesignaal, c) poortschakelmiddelen voor poortschakeldoorlating 10 van de periodieke klokimpulsen gedurende een van de vensterimpulsen afhankelijke tijdsduur, d) eerste telmiddelen voor telling van de door de poortschakelmiddelen doorgelaten impulsen, e) tweede telmiddelen voor telling van door deling 15 uit de door de poortschakelmiddelen doorgelaten impulsen gevormde impulsen, en door f) mengmiddelen voor menging van aan de respectieve uitgangssignalen van de eerste en de tweede telmiddelen gerelateerde signalen.

2. Schakeling volgens conclusie ^ge kenmerkt door: a) detectiemiddelen voor detectie van de servotoestand van de motor, en door b) schakelmiddelen voor selectieve doorlating van de 25 uitgangssignalen van de eerste en de tweede telmiddelen naar de mengmiddelen, welke schakelmiddelen door de detectiemiddelen worden bestuurd.

3. Schakeling volgens conclusie 2, g e - kenmerkt door: 30 a) detectiemiddelen voor detectie van een aan het uit gangssignaal van de eerste telmiddelen gerelateerd vergrendel-gebied van de motor, b) door het uitgangssignaal van de vergrendelgebied-detectiemiddelen bestuurde middelen voor vorming en afgifte 35 van een gecorrigeerde impuls, en door 8302331 -16- «I *« c)door het uitgangssignaal van de servotoestanddetec-tiemiddelen bestuurde middelen voor selectieve doorlating van de gecorrigeerde impuls naar de tweede telmiddelen.

4. Schakeling volgens conclusie 1, m e t 5het kenmerk, dat de servotoestanddetectiemiddelen door het uitgangssignaal van de tweede telmiddelen worden bestuurd. 8302331