NL193515C

NL193515C - Digitale servobesturingsschakeling.

Info

Publication number: NL193515C
Application number: NL8302331A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1999-12-03
Also published as: GB2123584A; AT390342B; GB8317488D0; CA1202672A; FR2530358A1; NL193515B; AU570922B2; GB2123584B; NL8302331A; ATA241583A; FR2530358B1; DE3323600A1; US4506202A

Description

1 193515

Digitale servobesturingsschakeling

De onderhavige uitvinding betreft een digitale servobesturingsschakeling voor besturing van de rotatie van een motor, welke schakeling omvat klokmiddelen voor het opwekken van periodieke klokimpulsen; 5 terugkoppelmiddelen voor het opwekken van de rotatiebeweging van de motor vertegenwoordigende terugkoppelimpulsen; en een fasevergelijkingsschakeling, welke is voorzien van venstermiddelen voor het vormen van aan het faseverschil tussen de terugkoppelimpulsen en een referentiesignaal gerelateerde vensterimpulsen; van poortschakelmiddelen voor poortschakeldoorlating van de klokimpulsen gedurende een van de vensterimpulsen afhankelijke tijdsduur; en van telmiddelen voor het tellen van klokimpulsen.

10 Een dergelijke digitale servobesturingsschakeling is bekend uit het Amerikaans octrooi nr. US-A- 3.836.756, waarin voor het invangen van het signaal een afzonderlijke frequentie-vergelijkingsschakeling is aangebracht.

De bekende servobesturingsschakeling heeft als nadeel, dat deze met de frequentie-vergelijkingsschakeling omvangrijk en aldus complex en kostbaar is.

15 Met de uitvinding is beoogd de bovengenoemde nadelen op te heffen en hiertoe is een servobesturingsschakeling verschaft die zich van de bekende onderscheidt, doordat de telmiddelen omvatten een eerste telschakeiing voor het tellen van door de poortschakelmiddelen doorgelaten impulsen; een tweede telschakeling voor het tellen van door deling uit de door de poortschakelmiddelen doorgelaten impulsen gevormde impulsen; en mengmiddelen voor menging van aan de respectieve uitgangssignalen van de 20 eerste telschakeling en van de tweede telschakeling gerelateerde signalen.

Volgens de uitvinding is een servobesturingsschakeling verschaft, waarmee een groot invanggebied met de fasevergelijkingsschakeling, die met relatief kleine bitwoorden kan functioneren, is bewerkstelligd. Aldus is de servobesturingsschakeling volgens de onderhavige uitvinding aanzienlijk vereenvoudigd en veel minder omvangrijk dan de bekende.

25

De uitvinding zal nader worden verduidelijkt in de hierna volgende figuurbeschrijving aan de hand van de tekening van enige uitvoeringsvormen. In de tekening tonen: figuur 1 een principeblokschema van een servobesturingsschakeling van gebruikelijk type voor servo-besturing van de rotatie van een motor, 30 figuur 2 een blokschema van een digitale servobesturingsschakeling van bekend type, figuren 3, 4 schematische weergaven van met de fasefoutinformatie schuin oplopende uitgangssignalen van een digitale servobesturingsschakeling van bekend type, figuur 5 een blokschema van een eerste uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de uitvinding, 35 figuur 6 een schematische weergave ter verduidelijking van de werking van de servobesturingsschakeling volgens figuur 5, figuur 7 een blokschema van een tweede uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de uitvinding, figuur 8 een blokschema van een derde uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling 40 volgens de uitvinding, figuur 9 een schematische weergave ter verduidelijking van de werking van de servobesturingsschakeling volgens figuur 8, en figuur 10 een schematische weergave ter verduidelijking van de uitgangssignaalselectie bij de servo-besturing volgens figuur 8.

45

Bij servobesturingsschakelingen van het gebruikelijke type vindt vergelijking plaats van een de rotatie-snelheid of -fase van een motor vertegenwoordigend terugkoppelsignaal met een referentiesignaal, waarbij uit de vergelijking foutinformatie resulteert, welke voor besturing van de motorrotatie wordt gebruikt.

Figuur 1 van de tekening toont een principeblokschema van een dergelijke servobesturingsschakeling 50 van gebruikelijk type. Daarbij zijn aan een motor 1 een frequentiegenerator 2 en een impulsgenerator 3 toegevoegd, welke respectievelijk een met de rotatiesnelheid van de motor 1 evenredig frequentiesignaal fFG en een de rotatiefase van de motor vertegenwoordigend, impulsvormig fasesignaal oPG afgeven. Deze signalen vervullen de rol van het hiervoor genoemde terugkoppelsignaal. Het frequentiesignaal fFG wordt toegevoerd aan een snelheidsservobesturingsschakeling 4; deze levert een snelheidsregelsignaal, dat 55 overeenkomt met het frequentieverschil tussen een referentiefrequentiesignaal VREF, dat de gewenste rotatiesnelheid vertegenwoordigt, en het genoemde frequentiesignaal fFG. Het impulsvormige fasesignaal 0PG wordt toegevoerd aan een faseservobesturingsschakeling 5; deze voert vergelijking uit van een 193515 2 impulsvormig referentiesignaal 0ReF, dat een referentierotatiefase vertegenwoordigt, en het impulsvormige fasesignaal 0PG en levert een met het bij de uitgevoerde vergelijking aangetroffen faseverschil overeenkomend faseregelsignaal. 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 5 een motorbekrachtigingsschakeling 7, zodanig, dat de motorrotatie bij de gewenste rotatiesnelheid en in met de referentiefase vergrendelde fase plaatsvindt.

Figuur 2 toont een blokschema van het uitvoeringsprincipe van een digitale servobesturingsschakeling, welke op de hiervoor beschreven wijze kan worden toegepast. In deze schakeling wordt een flip-flop 11 door een referentiesignaal SREF en een terugkoppelsignaal SFB aangestuurd voor vorming van venster-10 impulsen, 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 poortschakelwerking wordt bestuurd door de genoemde vensterimpulsen. De meetteller 14 levert een digitaal telresultaat of tel uitgangssignaal, dat de genoemde fasefout weergeeft en wordt toegevoerd aan een digitaal/analoog-omzetter 15, welke de van de 15 meetteller 14 afkomstige, digitale fasefoutinformatie 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 informatie, welke in analoge vorm een de fasefout weergevend, schuin oplopend signaal vormt, zoals figuur 3 laat zien. De amplitude van het schuin oplopende signaal volgens figuur 3 komt 20 overeen met het dynamische gebied van de servobesturingsschakeling, terwijl het tijdbasisgebied met het vergrendelgebied van de schakeling overeenkomt. Bij een digitale servobesturingsschakeling met een dergelijke meetteller 14 dient ter verkrijging van een fijnere kwantificering de klokimpulsherhalingsfrequentie te worden verhoogd. Bovendien dient ter verkrijging van hetzelfde tijdbasisgebied (dat wil zeggen vergrendelgebied) het aantal bits van de meetteller 14 te worden vergroot. Een dergelijke vergroting van het 25 aantal bits is voorts noodzakelijk wanneer het tijdbasisgebied bij onveranderde klokimpulsherhalingsfrequentie dient te worden vergroot.

Bij een faseservobesturingsstelsel voor de trommelaandrijfmotor van een videobandapparaat van het NTSC-type met een roteerbare magneetkopeenheid wordt meestal zowel bij signaalopname als bij signaalweergave een fasereferentiesignaal 0REF van 30 Hz toegepast, terwijl de standaard afgiftefrequentie 30 van het schuin oplopende signaal eveneens 30 Hz bedraagt. Het vergrendelgebied wordt daarbij ingesteld op 3,3 msec, dat wil zeggen bij benadering een tiende van de cyclusduur van 1/30 sec. van het schuin oplopende signaal fA. De hellingshoek van het schuin oplopende signaal, het dynamische gebied en het tijdbasisgebied worden gekozen, respectievelijk ingesteld, in afhankelijkheid van de parameters van het gehele motorrotatieregelstelsel. Wanneer bijvoorbeeld het met een volle lijn in figuur 4 weergegeven, schuin 35 oplopende signaal tA de optimale keuze vertegenwoordigt, dan kan gesteld worden, dat de toepassing van een dergelijk signaal λβ met geringer dynamisch gebied gepaard zou gaan met een vergroting van de overdrachtsfactor van het servobesturingsstelsel, 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 €c met een vergroot vergrendelgebied zal 40 daarentegen een zodanige verkleining van de overdrachtsfactor van het servobesturingsstelsel optreden, dat de responsie te langzaam wordt. In de normale, fasevergrendelde toestand van het servobesturingsstelsel bestaat bovendien slechts de noodzaak van reactie op variaties, welke niet meer dan ongeveer 10% van het vergrendelgebied van zelfs het optimale schuin oplopende signaal bestrijken, hetgeen wil zeggen, dat het grootste deel van het vergrendelgebied onbenut blijft.

45 Het in figuur 5 weergegeven blokschema heeft betrekking op de toepassing van een eerste uitvoeringsvorm van een digitale servobesturingsschakeling volgens de uitvinding als faseservobesturingsschakeling bij motorbesturing. De schakeling omvat een 7-bits meetteller 24 voor telling van klokimpulsen, welke verschijnen met een met het faseverschil tussen een op de actuele rotatiefase van de motor betrekking hebbend, impulsvormig fasesignaal oPG en een referentiefasesignaal oREF overeenkomende herhalings-50 frequentie, benevens een 7-bits geheugenteller 25 voor telling van aan frequentiedeling door acht van de genoemde herhalingsfrequentie onderworpen klokimpulsen.

De klokimpulsen, waarvan de herhalingsfrequentie met het genoemde faseverschil overeenkomt, worden 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 venster-55 impulsen, welke afkomstig zijn van een door het op de actuele rotatiefase van de motor betrekking

hebbende, impulsvormige fasesignaal 0PG en het referentiefasesignaal 0REF aangestoten flip-flop 21; deze vensterimpulsen hebben een met het faseverschil tussen de beide genoemde signalen 0PG en oREF

3 193515 overeenkomende impulsduur. De EN-poortschakeling 23 laat de klokimpulsen met de genoemde impuls-herhalingsfrequentie, 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 5 levert een teluitgangssignaal, dat de gedaante van 7-bits digitale informatie heeft, welke het genoemde faseverschil vertegenwoordigt. Dit teluitgangssignaal wordt via een eerste signaalkiesschakeling 31 toegevoerd aan een digitaal/analoog-omzetter 26. De meetteller 24 levert voorts aan zijn aan het derde bit toegevoegde uitgangsaansluiting een aan deling door acht van zijn impulsherhalingsfrequentie onderworpen klokimpuls via een tweede signaalkiesschakeling 32 aan een geheugenteller 25.

10 De geheugenteller 25 voert een telling uit van de met 1/8 van de oorspronkelijke impulsherhalingsfrequentie optredende klokimpulsen en levert een teluitgangssignaal in de vorm van 7-bits digitale informatie, welke het faseverschil vertegenwoordigt. Dit teluitgangssignaal van de geheugenteller 25 wordt aan een servotoestanddetectieschakeling 41 en voorts via de eerste signaalkiesschakeling 31 aan de digitaal/ analoog-omzetter 26 toegevoerd.

15 Het analoge uitgangssignaal van de omzetter 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 toegevoerd aan een signaalop-teller 55, waarvan het uitgangssignaal als servobesturingssignaal ter beschikking komt.

De werking van de signaalkiesschakelingen 31 - 33 wordt door een besturingsschakeling 42 bestuurd op 20 basis van het detectie-uitgangssignaal van de servotoestanddetectieschakeling 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 motorbekrachtiging deze fasevergrendelde toestand bereikt, worden de signaalkiesschakelingen 31 - 33 door de besturingsschakeling 42 zodanig bestuurd, dat de geheugenteller 25 de van de meetteller 24 25 afkomstige, door frequentiedeling tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulsen 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 figuur 6.

Voorafgaande aan het tijdstip, waarop het servobesturingsstelsel in zijn vergrendelgebied wordt 30 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 afkomstige, door frequentiedeling tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulsen; daaruit resulteert binnen een ruim vergrendelgebied L., gelegen fasefoutinformatie, zoals in figuur 6 met een volle lijn is weergegeven.

Het telresultaat van de geheugenteller 25 wordt gebruikt als besturingsinformatie, welke het 35 servobesturingsstelsel in zijn gewenste vergrendelgebied brengt. Wanneer de normale, fasevergrendelde toestand van het servobesturingsstelsel is bereikt, neemt de geheugenteller 25 het op dat ogenblik bereikte telresultaat in geheugenopslag. In deze normale toestand van het servobesturingsstelsel worden 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 40 toegevoerd. Daarbij verschaft de geheugenteller 25 informatie omtrent de instelgelijkspanning van het servobesturingsstelsel tijdens de normale, vergrendelde toestand daarvan, terwijl de meetteller 24 daarentegen fasefoutinformatie voor een betrekkelijk nauw vergrendelgebied L2 levert, dat in figuur 6 met een gebroken lijn is weergegeven.

Aangenomen wordt nu, dat het servobesturingsstelsel door het schuin oplopende uitgangssignaal van het 45 (door het door de geheugenteller 25 bereikte telresultaat bepaalde) ruime vergrendelgebied L, in het punt A in figuur 6 in zijn fasevergrendelde toestand wordt gebracht. Het bij de op dat ogenblik geleverde bekrachtigingsspanning VA behorende telresultaat van de geheugenteller 25 wordt, zoals reeds is opgemerkt, dan in geheugenopslag genomen, terwijl de motorbekrachtiging plaatsvindt door een bekrachtigingsspanning VB, welke behoort bij het schuin oplopende uitgangssignaal van het door het telresultaat van de 50 meetteller 24 en door de genoemde bekrachtigingsspanning VA bepaalde, nauwe vergrendelgebied L2, zodanig, dat het servobesturingsstelsel in punt B in figuur 6 in zijn fasevergrendelde toestand komt. Het faseservobesturingsstelsel dient in een bepaald punt van een vooraf bepaald vergrendelgebied in de fasevergrendelde toestand te komen. Bij de zojuist beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding kan voor de invang (fasevergrendeling) van het servobesturingsstelsel een ruim vergrendelgebied worden verkregen 55 met behulp van de beide tellers 24 en 25 en van de digitaal/analoog-omzetter 26, welke componenten steeds met een betrekkelijk gering aantal bits werken. Bovendien is het in de normale of fasevergrendelde toestand van het stelsel mogelijk om faseservobesturing met hoge nauwkeurigheid en betrekkelijk geringe 193515 4 kwantificeringsfouten te verkrijgen.

Bij de in het voorgaande beschreven, 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. Figuur 7 toont het blokschema van een tweede uitvoeringsvorm van een servobesturings-5 schakeling volgens de uitvinding, waarbij het toegepaste fasefoutsignaal de gedaante van een impulsduur-of impulsbreedte gemoduleerd signaal krijgt.

Meer in het bijzonder wordt bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 7 het telresultaat van een meetteller 64, die een telling van klokimpulsen uitvoert, voor impulsbreedtemodulatie aan een ringteller 66 toegevoerd.

Deze laatstgenoemde levert fasefoutinformatie in de vorm van een impulsbreedte gemoduleerd signaal, dat 10 via een filter 84 aan een signaalopteller 83 wordt toegevoerd. Een geheugenteller 65 voert een telling uit van de door de meetteller 64 (derde bitplaats) tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie 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, impuls-breedtegemoduleerd signaal wordt verkregen, dat via een filter 82 aan de signaalopteller 83 wordt 15 toegevoerd. Een kloksignaal 0PWM voor de impulsbreedtemodulatie en het door frequentiedeiing tot 1/8 van zijn oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulssignaal van de meetteller 64 worden door een signaalkiesschakeling 70 selectief aan de geheugenteller 65 toegevoerd. De door middel van deze uitvoeringsvorm volgens figuur 7 bereikbare servobesturing komt in principe overeen met die, welke met behulp van de eerste uitvoeringsvorm volgens figuur 5 wordt verkregen.

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

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

Bij deze derde uitvoeringsvorm wordt een flip-flop 121 aangestuurd door een impulsvormig fasesignaal 0PG en een referentiefasesignaal 0REF; de resulterende vensterimpulsen hebben een impulsbreedte, welke 30 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 schakelbesturingssignalen wordt bestuurd, aan een meetteller 124 toegevoerd.

Deze laatstgenoemde telt de via de EN-poortschakeling 123 verschijnende klokimpulsen en levert een 35 teluitgangssignaal in de gedaante van 7-bits digitale informatie, welke de fasefout vertegenwoordigt. Dit teluitgangssignaal wordt aan de vergrendeigebieddetectieschakeling 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 124 een tot 1/8 van zijn oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebracht klokimpulssignaal, dat via een tweede signaalkiesschakeling 132 aan een geheugenteller 125 40 wordt toegevoerd. De vergrendelgebieddetectieschakeling 127 dient voor detectie van een ongevoelig gebied binnen een door het telresultaat van de meetteller 124 bepaald vergrendelgebied L2; het detectie-ungangssignaal van de detectieschakeling 127 dient voor zodanige beïnvloeding van de klokimpulsgenerator 128, dat deze gecorrigeerde klokimpulsen afgeeft, welke een met de ongevoelige zone L3 overeenkomende afwijking vertonen; deze gecorrigeerde klokimpulsen worden via een derde signaalkiesschakeling 132 aan 45 de geheugenteller 125 toegevoerd. De geheugenteller 125 voert een telling van de tot 1/8 van hun oorspronkelijke herhalingsfrequentie teruggebrachte klokimpulsen uit en levert een teluitgangssignaal in de vorm van 7-bits digitale informatie, welke de fasefout weergeeft. Dit teluitgangssignaal wordt toegevoerd aan een eerste servotoestanddetectieschakeling 141 en wordt voorts via de eerste signaalkiesschakeling 131 aan de digitaal/analoog-omzetter 126 toegevoerd.

50 Het analoge uitgangssignaal van de omzetter 126 wordt via een derde signaalkiesschakeling 133 aan 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.

De werking van de signaalkiesschakelingen 131 - 133 wordt bestuurd door een besturingsschakeling, 55 waarvan de werking afhankelijk is van het detectie-uitgangssignaal van de servotoestanddetectieschakeling 141.

Deze laatstgenoemde onderzoekt of het servobesturingsstelsel in zijn normale, fasevergrendelde 5 193515 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 signaalkiesschakelingen 131 -133 door de besturingsschakeling 142 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 5 digitaal/analoog-omzetter 126 het door de geheugenteller 125 bereikte telresultaat omzet in een analoog signaal, dat als servobesturingssignaal wordt gebruikt. Figuur 9 laat dit zien.

Meer in het bijzonder kan worden gesteld, 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 herhalingsfrequentie teruggebrachte klok-10 impulsen telt, ligt de aldus verkregen fasefoutinformatie binnen een ruim vergrendelgebied L1P zoals in figuur 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 servotoestanddetectieschakeling 141 vaststelt, dat het servobesturingsstelsel in het vergrendelgebied L, is getrokken, veroorzaakt het daaruit resulterende 15 detectie-uitgangssignaal een zodanige besturing van de besturingsschakeling 142, dat deze afwisselend de eerste signaalkiesschakeling 131 en de derde signaalkiesschakeling 133 bekrachtigt en voorts de tweede signaalkiesschakeling 132 naar de voor levering van gecorrigeerde klokimpulsen dienende klokimpuls-generator 128 overschakelt. In die toestand wordt het door de geheugenteller 125 bereikte telresultaat als instelgelijkspanningsinformatie van het servobesturingsstelsel afgegeven, waarbij aan de teluitgangs-20 aansluiting van de teller 124 een servobesturingssignaal verschijnt, dat fase-informatie voor een nauw vergrendelgebied L2 vormt, zoals figuur 9 laat zien. Het zojuist genoemde telresultaat van de geheugenteller 125, dat wil zeggen de instelgelijkspanningsinformatie, wordt door de van de klokimpulsgenerator 128 afkomstige, gecorrigeerde klokimpulsen geleidelijk gecorrigeerd. Wanneer het servobesturingsstelsel in het ongevoelige gebied Lg binnen het door het telresultaat van de meetteller 124 bepaalde vergrendelgebied L2 25 wordt getrokken, treedt de gewenste fasevergrendeling op.

Op basis van de door de geheugenteller 125 verschafte 7-bits instelspanningsgelijkinformatie en de door de meetteller 124 verschafte 7-bits fasefoutinformatie kunnen 27 = 128 verschillende schuin oplopende uitgangssignalen Rn als even zovele servobesturingssignalen worden gevormd, waarbij de keuze van het optimale schuin oplopende uitgangssignaal kan geschieden in afhankelijkheid van de uitwendige storingen 30 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 vergrendelfase nog toelaatbare fout, en voorts, dat binnen één stap van de door de geheugen-telier 125 geleverde instelgelijkspanningsinformatie ten minste één schuin oplopend signaal voorkomt. De op basis van het detectie-uitgangssignaal van de vergrendelgebieddetectieschakeling 127 bedreven generator 35 128 voor levering van gecorrigeerde klokimpulsen is in staat tot afgifte van een enkele gecorrigeerde klokimpuls wanneer het vergrendelpunt binnen het vergrendelgebied L2 doch buiten het ongevoelige gebied l_3 in figuur 9 ligt (dat wil zeggen binnen een gebied Φ), doch de generator levert een aantal gecorrigeerde klokimpulsen wanneer het vergrendelpunt als gevolg van aanzienlijke uitwendige storingen of dergelijke ver buiten het vergrendelgebied L> ligt. Een dergelijke uitvoering staat het toe, de responsiesnelheid van het 40 servobesturingsstelsel voor uitwendige verstoringen aanzienlijk te verbeteren.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 9 worden, wanneer het vergrendelpunt zich respectievelijk in de gebieden ©, ® en © bevindt, respectievelijk twee, vier en acht gecorrigeerde klokimpulsen door de generator 128 afgegeven.

Mot r.ar duidelijk zijn, dat een schuin oplopende spanning met een ruim vergrendelgebied L,, als bepaald 45 door de geheugenteller 125, voor fasevergrendeling van het stelsel wordt gebruikt, waarbij het door de geheugenteller 125 bij de op dat ogenblik heersende bekrachtigingsspanning VA van de motor bereikte telresultaat in het geheugen wordt opgeslagen, waarna de motor wordt bekrachtigd door een bekrachtigingsspanning VB, welke overeenkomt met een schuin oplopende spanning Rn met een nauw vergrendelgebied L1, welke door het telresultaat van de meetteller 124 en door het voor de bekrachtigingsspanning VA in 50 opslag genomen telresultaat van de geheugenteller 125 wordt bepaald, een en ander zodanig, dat fasevergrendeling van het servobesturingsstelsel in het punt A in figuur 9 wordt verkregen. Het fase-servobesturingsstelsel dient op een bepaald punt binnen een vooraf bepaald vergrendelgebied zijn fasevergrendelde toestand te bereiken. Bij een dergelijke uitvoeringsvorm kan een snelle invang (fasevergrendeling) van het servobesturingsstelsel binnen een ruim vergrendelgebied worden verkregen door 55 middel van de tellers 124 en 125 en de digitaal/analoog-omzetter 126 met betrekkelijk geringe aantallen bits, terwijl desondanks een zeer nauwkeurige faseservobesturing met minder kwantificeringsfouten worden verkregen.

Claims

193515 6 Zoals in het voorgaande is beschreven, worden volgens de uitvinding voor de invang of fasevergrendeling van het servobesturingsstelsel een eerste N-bits teller voor telling van klokimpulsen, waarvan de impuls-herhalingsfrequentie 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, 5 waarbij het door de tweede N-bits 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, 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 vergrende-10 ling van het servobesturingsstelsel binnen een ruim vergrendelgebied mogelijk, terwijl zeer precieze digitale servobesturing met geringe kwantificeringsfouten kunnen worden verkregen. De digitale servobesturing geschiedt bovendien met behulp van tellers, welke een betrekkelijk gering aantal bitplaatsen hebben. 15 Conclusies

1. Digitale servobesturingsschakeling voor besturing van de rotatie van een motor, welke schakeling omvat klokmiddelen voor het opwekken van periodieke klokimpulsen; terugkoppelmiddelen voor het opwekken van de rotatiebeweging van de motor vertegenwoordigende terugkoppelimpulsen; en een fasevergelijkings- 20 schakeling, welke is voorzien van venstermiddelen voor het vormen van aan het faseverschil tussen de terugkoppelimpulsen en een referentiesignaal gerelateerde vensterimpulsen; van poortschakelmiddelen voor poortschakeldoorlating van de klokimpulsen gedurende een van de vensterimpulsen afhankelijke tijdsduur; en van telmiddelen voor het tellen val klokimpulsen, met het kenmerk, dat de telmiddelen omvatten een eerste telschakeling voor het tellen van door de poortschakelmiddelen doorgelaten impulsen; een tweede 25 telschakeling voor het tellen van door deling uit de door de poortschakelmiddelen doorgelaten impulsen gevormde impulsen; en mengmiddelen voor menging van aan de respectieve uitgangssignalen van de eerste telschakeling en van de tweede telschakeling gerelateerde signalen.

2. Schakeling volgens conclusie 1, gekenmerkt door middelen voor het detecteren van de toestand waarbij de motor fase-vergrendeld is en het in responsie daarop opwekken van een indicatiesignaal, en door het 30 indicatiesignaal bestuurde schakelmiddelen voor het selectief toevoeren van het uitgangssignaal van de eerste en de tweede telschakeling aan de mengmiddelen.

3. Schakeling volgens conclusie 2, gekenmerkt door vergrendelgebied-detectiemiddelen waaraan het uitgangssignaal van de eerste telschakeling wordt toegevoerd en welke een vergrendelgebied-detectiesignaal leveren, door het vergrendelgebied-detectiesignaal bestuurde middelen voor het opwekken 35 van gecorrigeerde klokimpulsen, en door het indicatiesignaal bestuurde tweede schakelmiddelen voor het leveren van de gecorrigeerde klokimpulsen in plaats van de gedeelde impulsen aan de tweede telschakeling.

4. Schakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van de toestand waarbij de motor fase-vergrendeld is door het uitgangssignaal van de tweede telschakeling worden 40 bestuurd. Hierbij 7 bladen tekening