Пристрій для стабілізації швидкості обертання ведучого вала стрічкопротяжного механізму магнітофона

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи. Цель изобретения - повьачение точности стабилизации частоты вращения ведущего вала за счет повышения коэффициента передачи разомкнутого устройства при сохранении запаса устойчивости. Устройство содержит последовательно соединенные' частотный дискриминатор, усилитель-преобразователь, усилитель мощности и электродвигатель, ротор которого кинематичегки связан с ведущим валом и измерителем частоты вращения, при этом усилитель-ограничитель, два нелинейных элемента, первый и второй аттенюаторы и компаратор обеспечивают увеличение коэффициента передачи при сохранении устойчивости. 3 ил. Изобретение относится к приборостроению, в частности к магнитной записи, и может быть использовано в системах автоматического регулирования частоты вращения ведущего вала, а следовательно, и скорости перемещения носителя записи в магнитофонах. щему и возмущающему воздействиям, измерителя частоты вращения; К:, Кг. Кз, К4 и Кб - коэффициенты передачи; Ті, Тг. Тз и Ї4 - постоянные времени; fo(P). U{P), 6(сР) W (р), М(р) и V(p) - изображения по Лапласу задаюг то воздействия, сигнала обратной связи, ошибки, регулируемой величины, возмущающих воздействий по моменту нагрузки и напряжению питания соответственно. Устройство состоит из источника 1 питания, частотного дискриминатора 2, усилителя-преобразователя 3, усилителя 4 мощности, электродвигателя 5, ротор которого кинематически связан с ведущим валом 6 и измерителем 7 частоты вращения, усилителя-ограничителя 8, дифференцирующей цепи 9, первого 10 и второго 11 нелинейных элементов, первого 12 и второго 13 аттенюаторов и компаратора 14. Устройство аппаратурно может быть реализовано, например, следующим образом: источник 1 питания постоянного тока (авто Цель изобретения - повышение точности регулирования частоты вращения вала лентопротяжного механизма магнитофона. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг 2 временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы устройства; на фиг. 3 алгоритмическая (структурная) схема устройства, где Wi(P)=Ki/(Tip+1); W4(P}=K4/(T3p+1): W5(P)=K5- передаточные функции соответственно частотного дискриминатора, усилителя-преобразователя и усилителя мощности, электродвигателя по управляю о 1614032 номный или сетевой), частотный дискриминатор 2, усилитель-преобразователь 3, усилитель-ограничитель 8 и компаратор 14 (на основе операционных усилителей с дифференциальными входами), усилитель 4 мощности (на транзисторах), электродвигатель 5 постоянного тока с возбуждением магнитов, измеритель 7 частоты вращения (индукционного или фотоэлектрического типа), дифференцирующая цепь 9 (резистивно-емкостная), первый 10 и второй 11 нелинейные элементы (на диодах), первый \2 и второй 13 аттенюаторы (на резисторах). Устройство работает следующие обра зом. В установившемся режиме ротор электродвигателя 5 вращается с номинальной (требуемой) частотой, поскольку ко входу электродвигателя 5 с выхода усилителя 4 мощности прикладывается номинальное управляющее напряжение. Кинематически связанные с ротором электродвигателя 5 ведущий вал 6 и измеритель 7 частоты вращения также вращаются с номинальными частотами. При изменении момента нагрузки на ведущем валу 6 и напряжения источника 1 питания от их номинальных значений изменяются соответственно и частоты вращения ведущего взкэ 8 м измерителя 7 частоты вращения, а следовательно, и частота напряжения на его выходе. Частотным дискриминзтором 2 формируется сигнал ошибки, величина которого пропорциональна отклонению частоты вращения ведущего вала 6 от номинаіьчого значений. Сформированный сигнал ошибки корректируется и усиливается по напряжению усилителемпреобразователем 3, а по мощности - усилителем 4 мощности и прикладывается к входу электродвигателя 5 таким образом, чтобы скомпенсировать действие возмущающих воздействий с точностью до величины установившейся ошибки. В соответствии с алгормтмичегкой схе~ мой (фиг. 3) изображения по Лаппасу ошибка 0(р) регулирования имеет вид: Щр) передзгоч • Р д и к ц и я разомкнутого устройства стабили ns'vwПри гюстоянччх по величине от> 'h ^ > ТА, ГДЄ Т і 20 25 30 35 (3) Ї 2 , Тз И Г4 ~ ПL^.TOЯHHЫe Времени со&гоетствэнг'о частотного дискриминатора, ус^пителя преобразователя с усилителем мощности и электродвигателя (электромеханическая и электромагнитная). Как следует из выражения (2), величина установившейся ошибки тем меньше, чем больше Кр. Исходя из условия устойчивости устройства с учетом неравенства (3), предельное значение Кр не может быть принято больше І/Ті. Значение постоянной времени Ті внбирают исходя ю соображений допустимых пугьсаций сиіизла ошибки, снимаемого с выхода частотного дискриминатора 2. Поэтому, чем аыше частота выходного напряжения измерителя 7 частоты вращения, гем меньше постоянная времени Ті и, как следствие, 5отьые Кр Частота выходного напряжения (П.;) измерителя 7 индукционного или фотоэлектрического типа определяется соотношением f 3 = ail, .-1, 40 где W H Z - частота вращения (с" ) и число зубьев (отверстий) ротора измерителя 7 соответственно. Повышение точности осуществляется за счет увеличения коэффициента передачи 45 разомкнутого устройства без уменьшения запасов устойчивости по модулю и фазе, поскольку на выходе компаратора 14 повышается частота следования импульсов при их постоянной длительности и амплитуде, в результате чего постоянная времени Ті может быть уменьшена в 2 раза и, следовательно, коэффициент Кр передачи разомкнутого устройства может быть увеличен в 2 раза. На вход усилителя-ограничителя 8 подается сигнал с выхода измерителя 7 частоты вращения (фиг. 2а). Этот сигнал усиливается и ограничивается по амплитуде усилителемОЇ раничитеием 8 (фиг. 26), дифференцируется по времени дифференцирующей цепью 9 1614032 (фиг. 2в) и подается на входы первого 10 и второго 11 нелинейных элементов Нелинейные элементы 10 и 11 селектируют разнополярные продифференцированные импульсы и подают, например, 5 положительные импульсы на неинвертирующий вход компаратора 14, а отрицательные импульсы - на инвертирующий его вход (фиг.,2г и фиг. 2д). На эти же входы компаратора 14 с выходов первого 12 и второго 13 10 аттенюаторов подаются напряжения Uoi и иогсмещения, величина которых удовлетворяет условию (U01-U02H