Dual CS 731 Q - EDS 920 Functional Description; Power Supply (Netzteil); Quartz Circuit and Speed Control

Funktionsbeschreibung
EDS
920
Bei der Motorelektronik des EDS 920 handelt es sich um eine
Drehzahlregelschaltung,
die
phasenstarr
(PLL)
die
Motordrehzahl
ао
die
heruntergeteilte
Frequenz
eines
Quarzoszillators
angleicht
“Ал Regelgröße dient dabei der Phasenwinkel der beiden zu ver
gleichenden
Freauenzen
(Generatorfrequenz,
Quarzieilerfre-
quenz). Zusätzlich beinhaltet die Schaltung eine Einrichtung zur
fenlosen
Änderung
der
Quarzirequenz
mittels
Potentiometer
Feinregulierung
+
8
%)
sowie
eine
Stroboskopschallung
mit
Leuchtdioden
als
Lichtemitter.
dia
ebenfalls
vom
Qu
өп wird.
Der
elektronische
Schaltungsaufbau
läßt
sich
in
folgende
Funk
tionsgruppen unterteilen:
1. Das Netzteil zur Erzeugung von vier Spannungen:
2.
Die
Quarzschaltung
zur
Erzeugung
der
Zeitreferenz,
sowie
"ie
Feinregulierung,
Drenzahlumschaltung,
Stroboskopeinrichti*
3
Eingangwerstärker zur Auf
Phasenvergleicher (PLL)
itung des Generatorsignals,
A.
Digital/Anatog
Wandler.
Potentiälspeicher
telektranischa
Siebung,
wird
auch
“Sample
an
Hold"
genannt)
5 Verstärker zur Motoransteuerung, Kommutierung
1. Netzteil
Der Netztransformator liefert seine Ausgangsspannung an den
Brückengleichrichter, der an dem Ladgelko C 9004 eine Spannung
von +24 V aufbaut
Diese unstabitisierte Spannung wird zur Speisung des Motors ba.
nutzt. Der integrierte Spannungsregier WA 78 M 15 IC 9001 leitet
aus ihr die stabilisierte 15 V Spannung ab. Eine einfache Parallel
Stabilisierung mit R 9002, D 9007 arzeugt davon die IC-Betriebs:
spannung von +5 V. Mit С 9003, C 9005. D 9005 und D 9006
wird eine negative Spannung erzeugt, die dann mit R 9001 und
©
9008
auf
—5
V
stabilisiert
wird.
Sie
dient
als
negative
OP-
Ver.
orgungsspannung (OP = Opsrationsverstärker). Die Spannungen
+18 V,45 М,-5 V sind kurzschlußfost
2. Quarzschaltung
Mit
dieser
Schaltung
wird
die
Referanztrequenz
erzeugt.
Der
mit
T
9301
aufgebaute
Quarzoszullator
schwingt
auf
4.508
MHz.
Er
steuert
die
erste
Teilerkette,
bestehend
aus
den
Zählern
IC
9301.
und
IC
9302,
an.
Diese
sind
für
die
Drehzahl
45
U/min
als"Teiler
durch
60"
geschaltet
(Drehzahtumschaltieitung
auf
707).
Die
Diodenmatrix
D
9301
bis
D
9304
ist
dabei
auder
Betrieb.
Durch
das
Umschalten
auf
die
Drehzahl
33
U/min
wird
über
Н
9306
die
Diodenmatrix
in
Betrieb
genommen
Die
Reset-Eingänge
der
IC
1
9301
und
IC
9302
sind
über
R
9308
negativ,
also
auf
logisch
L
vorgespannt.
Die
Anodenseiten
der
Dioden
sind
bei
45
U/min
ebenfalls
über
R
9306
und
В
9101
auf
LSignal.
Es
erfolgt
keine
Rücksetzung
und
die
Quarzfrequenz
wird
—
wie
bereits
erwähnt
—
durch
60
geteilt.
Beim
Umschalten
auf
33
U/min
wird
+5
V
über
В
9308
auf
die
Anoden
der
Dioden.
matrix
gegeben.
Solange
noch
einer
der
Bit-Ausgänge
(Pin
12.
Pin
11,
Pin
8)
auf
L-Signal
steht,
fließt
Strom
über
die
Diode
in
den
Ausgang
des
IC.
Es
kann
auf
der
Anodenseite
kein
H-Signal
entstehen.
H-Signal
liegt
an
allen
drei
Ausgängen
das
erste
Mal
gemeinsam
an,
wenn
der
Teiler
von
BO-fach
auf
Bl-fach
springt.
Dieses
bildet
ein
Н
Signal
an
den
Anoden
der
Dioden
und
es
erfolgt
“Reset”
über
den
Transistor
T
9302
des
Teilers
auf
0.
Es
ist
ein
Teilungs-
Vor.
haltnis
von
81
:
1
entstanden,
Mit
dam
Transistor
T
9302
kann
diese
Teilerkette
asynchron
auf
"0"
gesetzt
werden
(wird
zur
Feinregulierung
benötigt).
Die
Ausgangs
Frequenz
dieser
Stufe,
die jetzt
76 800
kHz
(bei
45 U/min]
bzw.
56.8
kH2
(bei
33 U/min)
beträgt,
wird
nun
in neun
Stufen
(1 durch
29)
mit
IC 9303
auf
111,1
Hz
heruntergestellt.
C 9310
und
В 9310
leiten
daraus
einen
Impuls
von
0,7
ms
Länge
ab,
der über
T 9303
die
Konstant-
stromquelle
T 9304
zur
Speisung
der
Leuchtdioden
ansteuert.
Parallel
dazu
ist der
Teiler
IC 9304
angeschlassen,
der
mit
ebenfalls
9 Bit
den
Drehzahlsoltwert
für den Phasenvergleich
erzeugt.
Ist die
Feinregulierung
ausgeschaltet
(Q Pitch
aus)
oder
der
Feinregler
in
Mittensteilung,
зо beträgt
die Ausgangsfrequenz
genau
111,1
Hz
Die
Stroboskopeinrichtung
erzeugt
dadurch
ein
stehendes
Bild.
Mit D 9205 bis D 9307 und Я 9309 wird aus dem Teiler IC 9304
ein Vorimpuls gewonnen, der 8 25 % vor dem zeitlichen Eintref
fen des Ausgangssignals einsetzt IsicheSkizze Vorimpulsdecoder)
Im
Ruhezustand
wird
die
Basis
des
T
9305
über
А
9314
positiv,
der Transistor leitet, Die Kollektor Spannung ist hierdurch klein.
was
einem
L.Signal
an
Pin
6
von
G
52
entspricht.
Der
Vorimpuls
bringt
ein
logisch
H
Signal
an
Pin
5,
was
ein
L
Signal
am
Ausgang
zur Folge hat. Differenziert über C 9311 sperrt dieser Impuls
T 9305, wodurch die Kollektor Spannung sprunghaft ansteigt
und als H.Signal an Pin 8 anliegt Beide Gatter-Eingänge sind so.
mit
H
(Highl
und
der
Ausgang
bleibt
als
Folge
L
(Low)
Der
Ausgangs-Impuls des Monoflops dauert je nach Stellung des Fein
reglers БО ps bis 1,1 ms. Die KollektorSpannung von T 9305
wird wieder klein und dieser L-Impuls, welcher die Rücktlanke
дез Monoimpulses darstellt. gelangt an Pin 6 von G 52 und außer
dem differenziert an Pin 8 des Nand Gatters б 62, Ein L-Signal
am Gatter-Eingang hat ein H-Signal am Ausgang zur Folge. Der
Teiler
IC
9304
und
über
T
9302
wird
IC
9301
und
IC
9302
rückgesetzt. Der Záhlvorgang startet erneut
Der Zeitpunkt des Rücksetzimpulses, also сіе Stellung dos Fein
reglers ist ausschlaggebend. ob die Taller Ausgangstrequenz größer
oder
kleiner
als
die
"Normatfrequenz”
ist,
(Siehe
Impui
Diagram!
Feinreguliorung aus
Bei
ausgeschalteter
Pitch-Control
wird
der
Pin
6
des
G
62
aut
logisch
H
gehalten.
Im
Spielbetrieb
ist
auch
der
Pin
5
auf
H-Signal,
das
am
Ausgang
des
Nand-Gatters
ein
L:Signal
bewirkt.
Eine
Rücksetzung
der
Teiler
ist nicht
möglich.
Mit den Gattern G 61, G 63, G 64 wird während des Hochlaufens
des Motors die Quarzteilerfrequenz zur Generator-Frequenz syn
chronisiert, um beim Erreichen der Nenndrehzahl ein sauberes
Einrasten des PLL sicherzustellen. Dieser Vorgang wird abschlie
Bend beschrieben.
3. Eingangsverstärker, PLL
Der
Frequenzgenerator
der
starr
mit
dem
Motor
gekoppelt
ist
liefert
pro
Umdrehung
200
Perioden
einer
Sinus
Wechselspannung
von
etwa
7
mV
effektiv.
Der
Elko
C
9201
schließt
höheı
frequen:
te
Anteile
(Störungen)
kurz,
IC
9201
a
verstärkt
das
Signal
auf
einige
Volt
und
steuert
den
als
Schmitt-Trigger
geschalteren
IC
9201
b
an.
Der
Hochpa®,
bestehend
aus
C
9202
und
R
9203
hält
dabei
Schwebungen
des
Genoratorsignals
von
IC
9201
b
fern.
Die
von
IC
9201
b
erzeugten
Rechteck
signale
werden
mit
9201
und
D
9202
auf
--0,7
V
und
+5,7
V
begrenzt
(Ausgangsspannung
des
OP
ist
wesentlich
größer).
Dieses
Logiksignal
liegt
an
einem
der
beiden
Eingänge
des
PLL
und
präsentiert
dort
den
Drehzahl
Istwert
zur
Phasenvergleichung.
Die
diskret
aufgebaute
PLL:
Schaltung
hat
zwei
Eingänge,
an
denen
die
zu
vergleichenden
Frequenzen
anstehen,
Es
werden
nun
digital
die
Impulse
derart
verarbeitet,
daß
bei
Frequenzgleichheit
je
nach
Phasenbeziehung
zueinander
an
einem
oder
anderem
Ausgang
ein
Signal
ansteht,
das
jeweils
den
Betrag
der
Phosenverschiebung
beinhaltet.
Der
Ausgang
an
Punkt
9
wird
weiter
zur
Motorsteuerung
herange-
zogen,
der
Ausgang
an
Punkt
8
dient
zur
Erkennung
eines
Übor.
schwingers.
um
die
Hochlaufsynchronisierung
auszuschalten
und
somit
den
PLL
exakt
bai
Nenndrehzahl
einrasten
zu
lassen.
Die
Arbeitsweise
der
PLL-Schaltung
ist
aus
dem
Impulsdiagran
sichtbar.
4. Digital-Analog Wandler
Die
aus
der
PLL
Schaltung
gewonnenen
Impulse
beinhalten
in
ihrem
Impuls
Pausenverhältnis
die
Phasenlage
der
Quarzfrequenz
zur
Generator-
also
zur
Istfrequenz.
Diese
Information
wird
auf
den
Digital-Analog
Wandler
gegeben.
Während
der
L
Phase
des
Signals
wird
der
Transistor'T
9101
leitend
und
lädt
C
9101
auf.
Zur
gleichen
Zeit
wird
der
Analog.
Schalter
G
23
über
R
9104
geöffnet,
Ein
H
Signal
sperrt
9101,
während
G
23
geschlossen
wird.
Hierdurch
gelangt
die
Ladung
von
С
9101
auf
den
Speicher-Kondensator
C
9102
(Sample
an
Hold)
Der
nachgeschaltete
sehr
hochohmiga
Impedanzwandler
belastet
diese
Signalquelle
nicht
Um
ständig
am
Kondensator
C9101
die
augenblickliche
Drehzahl.
abweichung
erkennen
zu
können,
wird
dieser
zu
Beginn
jedes
Ladevorganges
über
T
9102
entladen.
T
9102
wird
leitend
durch
einen
positiven
Impuls,
der
durch
C
9306
3
pis
verzögert
über
das
Nand.Gatter
G
53
erzeugt
wird,
Dieser
entsteht
wiederum
durch
die
negative
Flanke
der
heruntergsteilten
Quarzfrenuenz
an
Pin
12
von
I
9304,
welche
differenziert
über
C
9305
auf
Pin
8
von
G
53
anliegt
Beim Überschwingen des Motors ist der QAusgang Pin 1 der