Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Sachanspruchs.

Es ist bekannt, mehrsträngige Motoren derart anzusteuern, daß jeder Strang in vorgegebenen Zeiträumen, die abhängig sind von der Position des Motors, angesteuert, beispielsweise best romt ' wi rd. Eine Motor-Ansteuerstufe, die die Motor-Ansteu- ersignale für den Motor erzeugt, wird von einer Regelstufe angesteuert, die von einem Sensor, der beispielsweise als optischer oder magnetischer Sensor ausgebildet ist, Signale erhält, die ein Maß sind für die Drehpos tion und/oder Drehge¬ schwindigke t des Motors.

Ist der Sensor als Hall-Sensor ausgebildet, so erfolgt die Erzeugung von Regelsignalen zur Ansteuerung der Motor-Ansteu¬ erstufe üblicherweise dadurch, daß Sensoi—Signale von drei Hall-Sensoren einer Logikstufe zugeführt werden.

Hall-Sensoren sind für die Motorrege lung allgemein bekannte Bauelemente. Durch ein erstes Paar von Anschlüssen wird ein Strom eingeprägt und an einem zweiten Paar von Anschlüssen können Meßsignale abgegriffen werden, die zueinander um 180 Grad phasenverschoben sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motoran¬ steuerung und -regelung der genannten Art derart weiterzuent- wickeln, daß die Anzahl der benötigten Hall-Sensoren verrin¬ gert ird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem ersten Sachanspruch.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Erfi ndungsgemäß werden die Sensorsignale eines einzigen Hall¬ sensors, auch MRH genannt, die üblicherweise um 180 Grad phasenverschoben sind, wie folgt aufbereitet und anschließend mittels einer Logik-Stufe ausgewertet.

Ersten Vergleichsm tteln, denen die beiden Sensorsignale zugeführt werden, bilden eine Differenz aus beiden Signalen und erzeugen ein Ausgangssignal eines ersten Wertes, bei- spielsweise logisch "high", wenn diese Differenz einen positi¬ ven Wert aufweist. In den Fällen, in denen die Differenz einen negativen Wert aufweist, wird ein Ausgangssignal mit einem zweiten Wert, beispielsweise logisch "low" erzeugt.

Zweite Verglei chsmi tte l erhalten eines der beiden Sensorsigna¬ le um einen ersten vorgegebenen Differenzwert potential- und/oder phaεenverschoben gegenüber dem anderen Sensorsignal. Diese beiden gegeneinander verschobenen Signale werden durch die zweiten Verglei chsm ttel in ähnlicher Weise verarbeitet, wie die nicht zueinander verschobenen Signale durch die er¬ sten Vergleichsmittel.

Dritte Vergleichsmittel erhalten ebenfalls eines der beiden Sensorsignale um einen zweiten Differenzwert potential- und/oder phasenverschoben gegenüber dem anderen Sensorsignal. Diese beiden gegeneinander verschobenen Signale werden durch die dritten Verglei chsmi ttel in ähnlicher Weise verarbeitet, wie die nicht zueinander verschobenen Signale durch die er¬ sten Verglei chsmi ttel.

Die von den Vergleichsmitteln erzeugten Ausgangssignale wei— den einer Logikstufe zugeführt, die Ansteuersi gna le für eine Motoi—Ansteuerstufe erzeugt, die einen Elektromotor bestromt.

Die vorliegende Erfindung hat durch Verwendung eines einzigen Hal.lsensors anstelle von mehreren Hallsensoren die Vortei le, daß deren aufwendige Positionierung während eines Fertigungs¬ prozesses oder Reparaturfalles stark reduziert werden kann. eiterhin kann die Anzahl von erforderlichen Anschlüssen bei einer Si gna laufberei tungs- und Auswertestufe reduziert wer¬ den. Das ist insbesondere dann von Vortei l, wenn diese Stufe als integrierte Schaltung (IC) realisiert ist.

Einer ersten Weiterbi ldung der Erfindung liegen folgende Ãœberlegungen zugrunde.

Es ist bekannt, mehrst rängige Motoren derart anzusteuern, daß jeder Strang in vorgegebenen Zeiträumen, die abhängig sind von der Position des Motors, angesteuert, beispielsweise bestro t wird. Eine Motor-Ansteuerstufe, die die Motoi—Ansteu¬ ersi gnale für den Motor erzeugt, wird von einer Regelstufe angesteuert, die von einem Sensor, der beispielsweise als optischer oder magnetischer Sensor ausgebi ldet ist, Signale erhält, die ein Maß sind für die Drehposition und/oder Drehge¬ schwind gkeit des Motors.

Es ist ein zu erzielender Vortei l der ganannten Version, eine Motoransteuerung und -regelung der genannten Art derart wei- terzuentwickeln, daß die erzeugte Verlustleistung verringert wird.

Der Vorteil wird erzielt, indem das Signal eines Sensors, der die Drehzahl eines Elektromotors erfaßt, von einer Regelstufe ausgewertet wird und indem aufgrund eines Vergleiches von Soll- und Istwerten, entsprechend der Drehzahl, ein Ansteuer- signal für eine Motoi—Ansteuerstufe erzeugt wird. Die Weitei— b ldung zeichnet sich dadurch aus, daß einzelnen Stufen zur Motoransteuerung, wie beispielsweise der genannten Motor-An¬ steuerstufe, eine Versorgungsspannung zugeführt wird, die im wesentlichen ungeregelt sein kann, das heißt sich innerhalb eines weiten Spannungsbereiches befinden kann.

Dadurch kann die Anzahl von Bauelementen reduziert werden und die Erzeugung von Verlustleistung wird reduziert.

Wird mehr als ein Motor angesteuert, so wird der Vorteil der verminderten Ve lustleistung noch deutlicher.

Erfolgt die Ansteuerung der Motoren durch einen getakteten Betrieb, wie durch ein PuIs-Weiten-Signa L, ein Puls-Längen-Si¬ gnal oder dergleichen, so kann die Verlustleistung, die in der Motor-Ansteuerstufe erzeugt wird, weiter verringert wer¬ den. In diesem Fall ist es möglich, die Motor-Ansteuerstufen von mehreren Motoren in einem einzigen Gehäuse, beispielswei¬ se als integrierte Schaltung, als Hybrid-Scha Itung oder der¬ gleichen, zu integrieren.

Eine zweite Weiterbildung der Erfindung umfaßt folgende Über¬ legungen.

Es ist allgemein bekannt, daß Elektromotoren mit mehreren Strängen derart bestromt werden, daß in Abhängigkeit von der Drehposition einer oder mehrere dieser Stränge mit einem Motoi—Ansteuersignal angesteuert werden, was allgemein als Kommutierung bezeichnet wird. Es ist ebenfalls bekannt, daß für die Kommutierung ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sind, die die Position des Motors erfassen. Aufgrund dieser Sensorsignale werden Ansteuersigna le für den Motor bestimmt.

Es ist weiterhin bekannt, für eine genaue Regelung der Drehge¬ schwindigkeit, auch Drehzahl genannt, eines Motors einen weiterenen Sensor vorzusehen, dessen Auflösung wesentlich höher ist, als die des Kommutierungs-Sensors.

Für die Optimierung eines Systems, bestehend aus einem Motor und entsprechenden Ansteuerstufen, bezüglich der Kommutierung ist ein entsprechender Abgleich erforderlich. Dabei werden unter anderem Verzögerungen, wie sie beispielsweise innerhalb der Ansteuerstufen oder durch eine ungenaue Sensormontage

entstehen, dadurch kompensiert, daß die Ansteue rsi gna le zur Bestromung des Motors vorzeitig erzeugt werden. Es hat sich inzwischen herausgestellt, daß ein derartiger, in der Regel einmaliger, Abgleich nicht ausreichend ist für eine gute Kommutierung eines Elektromotors.

Es ist somit ein zu erzielender Vortei l der betrachteten Weiterbi ldung, eine verbesserte Kommutierung zu ermöglichen.

Zur Erzielung dieses Vortei ls wird vorgeschlagen, den Zeit¬ punkt der Erzeugung der Steuersignale zu bestimmen aufgrund von Sensbrsi gna len, die ein Maß sind für die Drehposition des Motors und aufgrund von Korrekturwerten, die ein Maß darstel¬ len für zeitliche und/oder drehwi nke labhängi ge Verschiebungen der Sensorsignale. Diese Korrekturwerte können erfindungsge¬ mäß bestimmt werden beispielsweise während eines Fertigungs¬ prozesses, einer Wartung oder dergleichen, oder aber durch Optimierung von Betriebsgrößen, wie beispielsweise der Mini¬ mierung des Stroms, mit dem der Motor angesteuert wird.

Bei einigen heute bekannten Systemen stehen mehrere Arten von Sensorsignalen zum Betrieb des Motors zur Verfügung. So die¬ nen bei diesen bekannten Systemen beispielsweise Signale von einem Sensor oder mehreren Sensoren einer ersten Gruppe, die eine relativ grobe Auflösung aufweisen bezüglich der Drehposi¬ tion, zur Erzeugung der Motor-Kommutierung. Signale von einem oder mehreren Signalen von Sensoren einer zweiten Gruppe, die eine wesentlich feinere Auflösung aufweisen als die Sensoren der ersten Gruppe, dienen zur Bestimmung der Drehzahl bzw. des Dreh inkels.

Die Signale der zweiten Sensorgruppe können bei einer Ausge¬ staltung der Erfindung dafür verwendet werden, den Zeitpunkt zur Erzeugung der Steuersignale zu korrigieren.

Weitere Merkmale, Vortei le und Einzelheiten der Erfindung werden in den folgenden Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ßen Vorrichtung; Fig. 2 Diagramme von Steuersignalen des Ausführungsbei spiels nach Fig. 1; Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel zu der ersten Weiter bi Idung; Fig. 4 Diagramme von Steuersignalen des Ausführungsbei spiels nach Fig. 3; Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel zu der ersten Wei terbi Idung ; Fig. 6 prinzipielle Spannungsversorgung nach dem Stand der Technik und gemäß dem Ausführungsbeispiel nach

Fig. 3; Fig. 7 ein erstes Ausführungsbei spie l zur zweiten Weiter bildung mit einer zeitlichen Korrektur; Fig. 8 Diagramme von Signalverläufen gemäß dem Ausführungs beispiel der Figur 7; Fig. 9 das FLußdiagramm eines bevorzugten Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 7; Fig. 10 ein zweites Ausfü rungsbeispiel zur drehwi nke labhän gigen Korrektur.

Bevor auf die Beschreibung der Ausführungsbei spi e le näher eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß die in den Figuren einzeln dargestellten Blöcke lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung dienen, üblicherweise sind einzelne oder mehrere dieser Blöcke zu Einheiten zusammengefaßt. Diese können in integrierter oder Hybridtechnik bzw. als programmge¬ steuerter Mikrorechner oder als Tei l seines eines zu seiner Steuerung geeigneten Programmes realisiert sein.

Die in den einzelnen Stufen enthaltenen Elemente können je¬ doch auch getrennt ausgeführt werden.

Fig. 1 zeigt einen mehrsträngigen Motor 10 dessen Stränge, von einer Motoi—Ansteuerstufe 11 durch Ansteuersi gna le A1, A2, A3 betromt werden. Die Drehposition p und die Drehzahl n des Motors 10 werden durch einen Hallsensor 12 erfaßt, und zwei Sensorsignale S1 und S2 werden an eine Regelstufe 13 weitergeleitet. Hier wurden nur die Sensoranschlüsse des Sensors 12 dargestellt. Die Anschlüsse, über die ein Strom eingeprägt wird, wurden der Übersichtlichkeit nicht darge¬ stellt. '

Das Signal S1 wird über einen Widerstand 14 dem positiven, d.h. ni cht-i nverti erenden, Eingang eines ersten Komparators 15 zugeführt. Das Signal S2 wird über einen Widerstand 16 dem invertierenden Eingang des Komparators 15 zugeführt, über dessen Ausgangssignal das Signal K1 zu dem ersten Eingang 17a einer Logigstufe 17 geführt wird.

Weiterhin wird das Signal S1 über entsprechende Widerstände 18 bzw. 19 dem inverti ernden Eingang eines zweiten Kompara¬ tors 20 und dem pos tiven Eingang eines dritten Komparators 21 zugeführt. Entsprechend wird das Signal S2 über Widerstän¬ de 22, 23 dem positiven Eingang des zweiten Komparators 20 und dem invertierenden Eingang des Komparators 21 zugeführt.

Über die Ausgänge der Komparatoren 20, 21 werden Komparatoi— ausgangssi gna le K2 bzw. K3 zu einem zweiten Eingang 17b bzw. zu einem dritten Eingang 17c der Logik-Stufe 17 geführt.

Zusätzlich ist der positive Eingang des zweiten Komparators 20 verbunden mit einem ersten Ausgang 24a eines Stromsp egels 24 und der positive Eingang des Komparators 21 ist verbunden mit einem zweiten Ausgang 24b des Stromspiegels 24. Der Strom¬ spiegel 24 wird über seinen Eingang 24c in diesem Ausführungs- beispiel dadurch gesteuert, daß ein Eingangsstrom mittels

eines variablen Widerstands 25, hier bestehend aus den Einzel¬ widerständen 25a und 25b, eingestellt wird.

Die Ausgänge der Logik-Stufe 17 führen zu der Motoransteuei— stufe 11, die den Motor 10 ansteuert.

Die in Fig. 1 angegebenen Werte zur Bauelement-Charakterisie¬ rung, wie Widerstands- und Stromwerte wurden bei einer bevoi— zugten Ausführungsform des Ausführungsbeispiels verwendet, bzw. gemessen.

Die Funk'tion der Vorrichtung nach Fig. 1 wird im folgenden mit Hi lfe der Fig. 2 beschrieben.

Fig. 2a zeigt die Verläufe der Sensorsignale S1 und S2 an den Eingängen des ersten Komparators 15. Man erkennt deutlich, daß die Amplituden dieser beiden Signale um 180 Grad phasen¬ verschoben sind und um einen gemeinsamen Mittelwert M osz l¬ lieren, der bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 1 bei ca. 2,5 Volt liegt. Das ertse Komparatorausgangssigna l K1 ist im unteren Tei l der Fig. 2a dargestellt.

Durch den Komparator 15 werden die beiden Signale S1, S2 zunächst subtrahiert, d.h. es wird die Differenz

S1 - S2

gebi ldet und außerdem wird bei einem positiven Wert dieser Differenz ein K1 Signal erzeugt, das "high" ist. Bei einem negativen Wert der Differenz wird K1 "low".

Fig. 2b zeigt die Signalverläufe von S1, S2 an den Eingängen des zweiten Komparators 20. Das Signal S1 schwingt wiederum symmetrisch um den Mittelwert M. Durch den Strom der durch den Stromspiegel 24 eingeprägt wird , oszi lliert das Signal S2 hingegen am positiven Eingang des Komparators 20 um einen

zweiten Mittelwert M', welcher um einen ersten Differenzwert D1 gegenüber M verschoben ist. Das heißt

D1 = M - M' .

Durch die Verschiebung der beiden Signale um den Wert D1 gegeneinander, wird das Ko paratorausgangssi gna l K2 erzeugt, wie ebenfalls in Fig. 2b dargestellt.

Durch die Verbindung des Stromspiegels 24 mit dem positiven Eingang des Komparators 21 wird hier eine Verschiebung des ersten S'ensorsi gna les S1 bewirkt, was zu dem Kompa ratoraus- gangssignal K3 führt, wie in Fig. 2c dargestellt. Die Signale S1, S2 sind bei dem Ko parator 21 um einen Wert D2, mit

D2 = M - M' «

zueinander verschoben. Die Werte für D1 und D2 können gleich sein, wie in der bevorzugten Ausführung des beschriebenen Ausführungsbeispieles, oder aber verschieden, wenn an den Eingängen der Komparatoren Ströme verschiedener Werte einge¬ prägt werden.

Durch die Logik-Stufe 17 werden Ansteuersi gna le für die Mo¬ tor-Ansteuerstufe 11 erzeugt. Diese erzeugt daraufhin Motor- Ansteuersigna Le A1, A2, A3 mit einem an sich bekannten Ver¬ lauf, wie er beispielsweise in der älteren Anmeldung P 41 07 373.8 ausführlich beschrieben wurde.

Zur Realisierung der eingangs genannten ersten Weiterbi ldung wurden die genannten Ausführungsbeispiele wie folgt ergänzt.

Fig. 3 zeigt einen mehrsträngigen Motor 110 dessen Stränge, von einer Motor-Ansteuerstufe 111 durch Ansteuersi gna le A1, A2, A3 betromt werden. Die Drehposition p und die Drehzahl n des Motors 110 werden durch einen Sensor 112 erfaßt, und das Sensorsignal S an eine Regelstufe 113 weitergeleitet. Bei

Ausgestaltungen ist auch die Verwendung mehrerer Sensoren denkbar. Der Sensor 112 kann als optischer, elektrischer, induktiver, kapazitiver, Wärme- und/oder magnetischer Cmagnet- oresistiver/Ha l L) Sensor, beispielsweise als sogenannter MRH gestaltet sein. In diesem Ausführungsbeispiel wird von einem optischen Sensor ausgegangen, der in Abhängigkeit von der Position p des Motors 110 nach jewei ls 15 Grad ein kurzes Signal abgibt, wie in Fig. 4a dargestellt. Sensoren mit einer anderen Winkel-Auflösung sind ebenfalls denkbar.

Die Motor-Ansteuerstufe 111 und die Regelstufe 113 werden durch ei'ne Spannungsversorgungs-Stufe 114 jeweils mit einer Versorgungsspannung V1 bzw. V2 versorgt.

Die Regelstufe 113 erzeugt aufgrund des Sensorsignales S (sie¬ he Fig. 4a) ein Drehza ls gnal, dessen Wert ein Maß ist für die Drehzahl des Motors 110 und vergleicht dieses Drehzahlsi- gnal mit einem Sollwert. In Abhängigkeit von dem Soll/Ist-Vei— gleich wird ein Regelsignal R an die Motor-Ansteuerstufe 111 geleitet, die daraufhin die Amplitude der Ansteuersigna le A bestimmt und den Motor 110 entsprechend bestromt. Das Regelsi¬ gnal R kann in bekannter Weise ausgebi ldet sein, wie bei¬ spielsweise als PWM-Signal, als Gleichspannungssignal oder derg lei chen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Versorgungsspannung im wesentlichen ungeregelt, d.h. die Spannung kann im Belastungs¬ fall um mehrere Volt schwanken.

Fig. 4b zeigt beispielhaft das Ansteuersi gna l A1 in Abhängig¬ keit von der Position p des Motors 110.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich im wesentlichen von demjenigen der Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß mehrere Motoren untersch edlicher Art, wie be spielswe se für einen Videorecorder, angesteuert werden.

Ein erster Motor 110. a, der beispielsweise für das Laden einer Kassette mit Datenband vorgesehen ist und im folgenden als Lademotor bezeichnet wird, wird in diesem Ausführungsbei¬ spiel durch einen Ladesensor 112. a überwacht. Ein Trommel¬ oder Drum otor 110. b, der einen Videokopf in Rotation vers- tzt, wird durch einen Trommelsensor 112. b und ein Antriebs- (Capstan-) Motor 110. c, der den Transport des Bandes der Kassette bewirkt, wird durch einen Antriebssensor 112. c übei— wacht.

Als zu ladende Kassetten können beispielsweise solche angese¬ hen werden, auf denen Audio- und/oder Videoinformationen gespeichert sind oder gepeichert werden sollen.

Die Sensorsignale S.a, S.b, S.c werden hier durch die Motor- Ansteuerstufe 111 ' aufbereitet, beispielsweise verstärkt, digitalisiert oder dergleichen, und als aufbereitetes Sensor¬ signal S ¹ an die Regelstufe 113 ¹ geleitet, die derart ausge¬ bi ldet ist, daß sie mehrere Sensorsignale verarbeiten kann und daraufhin Regelsignale R für die Motoren 110. a, 110. b, 110. c erzeugen kann. Es ist auch denkbar, daß die Sensorsigna¬ le S direkt der Regelstufe 113 ^* zugeführt werden. Die Motoren 110 werden durch Ansteuersi gnale A.a, A.b, bzw. A.c angesteu¬ ert, die in Abhängigkeit von der Anzahl der Stränge der Moto¬ ren 110 mehere Ei nze l-Ansteuersi gna le aufweisen.

Es kann die Verlustleistung und damit auch die Verlustwärme in der Motor-Ansteuerstufe 111 ' vermindert werden, wenn die Ansteuersi gna le als Choppersi gna le, wie Pulsweiten- (PWM-) Signale, Pu Is längensi gna le oder dergleichen ausgebi ldet sind. Je nach Gestaltung von Endtransistoren der Stufe 111 ' ist beispielsweise ein Durchgangsw derstand n der Größenordnung von 0,1...2 Ohm möglich.

Der Durchgangswiderstand wird gewählt in Abhängigkeit von dem Strom zum Betrieb des Motors und der maximal zulässigen Ver¬ lustspannung bzw. Verlustleistung. Bei einer bevorzugten

Ausführungsform entstand eine Verlustspannung von ca. 0,5 Volt, so daß der Wert der Versorgungsspannung V1 nur um die¬ sen Betrag oberhalb der Ansteuerspannung der Motoren 110 zu liegen braucht.

Für ein gleichmäßiges Drehmoment sind die Chopperfrequenzen derart zu wählen, daß die Indukt täten der Motor-Spulen integrierend wirken. Zusätzlich sollte beachtet werden, daß die Chopperfrequenzen oberhalb des hörbaren Bereiches liegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform für Videorekorder liegt diese Frequenz im Bereich von 20 kHz bis 30 kHz.

Die Choppersigna le können dergestalt sein, daß das Ansteuersi- gnal A, wie es in Fig. 4b angedeutet ist, in den entsprechen¬ den Zeiträumen Ct1, t2, t7,...) nicht konstant auf "high"-level Cin Fig. 2b als "+1" dargestellt) verläuft, sondern während dieser Zeiträume mit einer gewünschten Chop- per-Frequenz hochohmig ("0") oder gegen Masse C"-1) geschal¬ tet wird.

Fig. 6 dient zur Erläuterung der Vorteile der erfindungsgemä¬ ßen Lösung. Fig. 6a zeigt schematisch die Spannungsversorgung beispielhaft in einem Videorekorder gemäß dem Stand der Tech¬ nik.

Ein Schaltnetzteil 114a, das Teil der Spannungsversorgungsstu- fe 114 ist, enthält einen Transformator 124 und eine erste Spannungsregelungsstufe 125 und erzeugt eine nahezu stabili¬ sierte Spannung Va, die als Va1 einer zweiten Spannungsstabi- lisierungs-Stufe 114b zugeführt wird und als Va2 zur Versor¬ gung von Verbrauchern mit nahezu konstanter Last, wie der Regelstufe 113, einem Videotei L, dem Tuner und weiterer Stu¬ fen eines Viderekorders dient. Die von der Stufe 114b geregel¬ te Spannung ist die Versorgungsspannung V1 , die der Motoran¬ steuerstufe 111 zugeführt wird.

Es sei angenommen, daß der mit dem Signal A angesteuerte Motor 110, dessen Last nicht konstant ist, sondern beispiels¬ weise abhängt davon, ob Anlaufphase oder Normalbetrieb vor¬ liegt, eine Spannung von 12 Volt benötigt und daß an jeder der Stufen 125, 114b, 111 beispielsweise 2 Volt abfallen. Dann muß

A = 12 Volt, V1 = 14 Volt, Va = 16 Volt und Vo = 18 Volt

betragen. Somit beträgt die Spannungsdifferenz zwischen der Transformatorspannung Vo und dem Ansteuersigna l A 6 Volt. Soll ein'' Motor angesteuert werden, der einen Strom I von 1 Ampere benötigt, so fallen insgesamt an Halbleiterbauelemen¬ ten 6 Watt Verlustleistung ab. Diese führt nicht nur zu einer übermäßigen Erwärmung, sondern auch zu einer verkürzten Le¬ bensdauer der Regelstufen 125, 114b und 111.

Demgegenüber zeigt Fig. 6b schematisch die Spannungsversor¬ gung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Transformatorspan¬ nung Vo wird direkt als Versorgungsspannung V1 der Motor-An¬ steuerstufe 111 zugeführt. Lediglich die Spannung Va2 zur Versorgung der Verbraucher mit konstanter Last wird im Schalt¬ netztei l 114a durch die Stufe 125 stabi lisiert.

Wenn der Motor 110 wie bei dem obem genannten Beispiel 12 Volt benötigt und an der Stufe 111 eine Spannung von 2 Volt abfällt, so sind

A = 12 Volt und V1 = 14 Volt.

Es fallen insgesamt nur 2 Volt bzw. 2 Watt (1 = 1 Ampere) an Halbleiterstufen ab. Damit wird die Verlustwärme reduziert und die Lebensdauer der Bauelemente verlängert.

Als zusätzlicher Vortei l tritt noch auf, daß bei einer gerin¬ geren TransformatorSpannung Vo

der benötigte Transformator bei gleicher Trafowickel-Grö¬ ße einen geringeren Ausgangswiderstand aufweist, wodurch der an dem Trafo abfallende Leistungsabfall reduziert werden kann, und/oder daß - der Trafo in seiner Größe reduziert werden kann.

Ist die Stufe derart ausgelegt, daß sie Choppei—Ansteuersi gna- le an den Motor 110 abgibt, so kann die Verlustleistung an der Stufe 111 weiter reduziert werden. Wie bereits oben er¬ wähnt, können die Endstufen derart gestaltet werden, daß der Wert des Durchgangswid=e-r_stands im Bereich von unter 1 Ohm liegt. Damit liegt auch die abfallende Spannung (1 = 1 Am¬ pere) unter 1 Volt und die Verlustleistung unter 1 Watt.

Bei der Ansteuerung mehrerer Motoren ist der Strom I höher und die Differenz bei der Verlustleistung ist höher zwischen Choppei—Ansteuerung und amplitudengeregelter Ansteuerung.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trommelsensor 112.b als optischer oder magnetischer Sensor und der Antriebs¬ sensor als magnetischer Sensor, beispielsweise als Hallsensor oder MRH, ausgebildet.

Die eingangs genannte zweite Weiterbildung kann durch folgen¬ de Variationen der genannten Ausführungsbeispiele erzielt werden.

Figur 7 zeigt einen Motor 210, der mechanisch verbunden ist mit einem Drehrad 211. Dieses weist eine erste Gruppe von Marken 212 und eine zweite Gruppe von Marken 213 auf. Auf¬ grund der ersten Gruppe von Marken 212 wird durch einen ei— sten Sensor 214 ein erstes Sensorsignal S1 erzeugt und auf¬ grund der zweiten Gruppe von Marken 213 wird durch einen zweiten Sensor 215 ein Sensorsignal S2 erzeugt.

Die Sensorsignale S1, S2 werden an ein Steuergerät 216 gelei¬ tet, dem als weitere Eingabegröße ein Wert für die gewünschte

Drehrichtung DR eingegeben werden kann. Das Ausgangssignal SP des Steuergerätes 216 führt zu einem Verstärker 217, der den Motor 210 mittels des Ansteuersignais A bestromt.

Die Marken 212, 213 können beispielsweise als optische, elek¬ trische und/oder magnetische Marken ausgebi ldet sein.

Die Form des Ansteuersignais A ist abhängig von der Gestal¬ tung des Motors 210. Für einen drei st rängi gen Motor sind geeignete Sensorsignale S1 und geeignete Ansteuersignale A in Figur 8 dargestellt.

Wie in Figur 8 angegeben, erzeugt der erste Sensor 214 ein Sensorsignal S1, das periodisch nach jewei ls 15° einen Span- nungsimpuls liefert. Durch diese Spannungsimpulse sind Zeit¬ takte t1, t2, ... definiert. In ^" Fig. 8a sind drei Spannungsim¬ pulse herausgehoben und mit B, D, E bezeichnet. Diese Impulse werden durch diejenigen Marken 212 erzeugt, die in Fig. 7 entsprechend bezeichnet wurden. Darauf wird in der weiteren Beschreibung noch eingegangen.

Das Motoi—Ansteuersi gna l A besteht aus drei Ansteuersi gna len A1, A2, A3 für die einzelnen Motorst ränge . Die Signale A1, A2, A3 haben in diesem Ausführungsbeispiel den in den Figuren 8b, c, d dargestellten Verlauf. So wird ein erster Motoi— Strang mittels des Ansteuersignales A1

i) während der ersten beiden Zeittakte t1, t2 positiv best¬ romt, ii) während des Zeittaktes t3 hochohmig geschaltet, iii) während der Zeittakte t4 und t5 negativ bestromt und iv) während des Zeittaktes tό hochohmig geschaltet.

Die Bestro ung der beiden anderen Motorstränge erfolgt wie in Figur 8c und d dargestellt. Auf diese an sich bekannte An¬ steuerung soll hier nur insoweit eingegangen werden, wie es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist.

Damit beispi lsweise das Ansteuersigna l A1 für den ersten Motorstrang den gewünschten Verlauf aufweist, ist es zum Ausgleich von internen Verzögerungen erforderlich, daß das Steuergerät 216 vor dem Auftreten eines Spannungsi pulses des Sensorsi gna Les S1 einen Steuerimpuls erzeugt, der zur Umschal- tung des Motoi—Ansteuersignais von einem ersten in einen anderen der Zustände i - iv (siehe Tabelle) führt.

Beispielhaft für einen derartigen von dem Steuergerät 216 erzeugten Steuerimpuls sei beispielsweise das Signal SP ange¬ sehen, das an den Verstärker 217 weiterge Lei tet wird. Damit sind in ' diesem Ausführungsbeispiel diejenigen Verzögerungen zu kompensieren, die durch den Verstärker 217 und durch Si¬ gna l Laufzeiten hinter dem Verstärker 217 auftreten.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß in Abhängigkeit von der Gestaltung des Steuergerätes 216 auch dort entsprechende Verzögerungen auftreten können, die wie im folgenden beschrie- ben, kompensiert werden können.

In diesem Ausführungsbeispiel dient nicht derjenige Spannungs- impuLs von Signal S1 zur Umschaltung des Motoi—Ansteuersignal¬ es A, der in Fig. 8 jewei ls am Anfang eines entsprechenden Zeittaktes auftritt (Impuls B für Flanke C), sondern derjeni¬ ge Spannungsimpuls, der zuvor auftritt, also beispielsweise bei einer Drehung im Uhrzeigersinn der Impuls D für Flanke C. Dadurch wird unter Umständen erforderlich, daß eine Verzöge¬ rung zwischen dem Impuls D und dem Umschalten des Signals SP bewirkt wird.

Der Wert dieser Verzögerung ist bei einer ersten Ausführung als Sollwert fest vorgebbar, und wird ermittelt beispielswei¬ se während eines Fertigungsprozesses oder bei einem Reparatui— fall. Dieser Sollwert wird verglichen mit dem Sensorsignal S2 und daraufhin wird das Steuersignal SP derart umgeschaltet, daß beispielsweise die Flanke C des Ansteuersignais A1 genau zu Beginn des Zeittaktes t3 auftritt.

Dreht der Motor 210 das Drehrad 211 entgegen dem Uhrzeiger¬ sinn, was dem Steuergerät 216 durch das Signal DR von außen vorgebbar ist, so tritt der Impuls E vor dem Impuls B auf (siehe auch Fig. 7). Hierbei kann für eine optimale Kommutiei— ung eine andere Verzögerung erforderlich werden als bei der Drehrichtung im Uhrzeigersinn. Daher ist auch ein zweiter Sollwert auszuwerten.

Das entsprechende Verfahren ist in Figur 9 dargestellt. Nach dem Start in Schritt 1100 wird eine der gewünschten Drehrich¬ tungen DR1, beispielsweise im Uhrzeigersinn, oder DR2, bei¬ spielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, im Schritt 1101 einge¬ geben. In Schritt 1102 erfolgt eine Abfrage, welche der bei¬ den Drehrichtungen vorliegen. Handelt es sich um die Drehrich¬ tung DR1, so läuft das Verfahren bei Schritt 1103 fort, wo bewirkt wird, daß das Steuersignal SP zeitlich um einen Zeit¬ raum dt1 vorverlegt wird.

Wird in Schritt 1102 jedoch festgestellt, daß es sich um die Drehrichtung DR2 handelt, so wird das Steuersignal SP im Schritt 1104 um einen zeitlichen Wert dt2 vorverlegt.

Hierzu sei angemerkt, daß die zeitliche Versetzung des Steuer¬ signals SP erfolgen kann, wie es im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figuren 7, 8 erwähnt wurde. Denkbar ist jedoch beispielsweise auch, daß das Signal S1 abgespeichert wird und die Steuersignale SP grundsätzlich um einen bestimm¬ ten Wert T zeitlich verzögert ausgegeben werden. Die Korrek¬ tur von systembedingten Verzögerungen, und bei Bedarf auch in Abhängigkeit von der Drehrichtung, würde in diesem Fall durch eine zeitliche Versetzung bezüglich der Verzögerung T erfol¬ gen. Diese Variante ist auch denkbar, wenn nur eine Drehrich¬ tung für den otor 210 vorgesehen ist.

Sowohl nach Schritt 1103 als auch nach Schritt 1104 fährt das Verfahren mit Schritt 1105 fort, wo der Motor 210 durch das zeitlich korrigierte Ansteue rsi gna l A bestromt wird. Nach

Ende des Betriebs des Motors 210 endet das Verfahren mit Schritt 1106.

Bei einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7 ist vorgesehen, den Strom mit dem der Motor 210 bestromt wird, durch einen Stromsensor 218 zu erfassen, der in Fig. 7 gestrichelt eingezeichnet ist, und dem Steuergerät 216 ein entsprechendes Signal S3 zuzuführen.

Das Sensorsignal S3 wird von dem Steuergerät 216 derart ausge¬ wertet, daß der Wert des Stromes, dem der Motor 210 zugeführt wird, durch Variation der Zeiten dt1, dt2 auf ein Minimum eingeregelt wird bei gleicher Belastung des Motors 210. Da¬ durch wird also der Wirkungsgrad auf ein Maximum geregelt, was einer optimalen Kommutierung entspricht.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der wesentli¬ che Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 liegt darin, daß die Korrektur des Kommutierungssignals hier in Abhängigkeit von dem Drehwinkel erfolgt, und nicht in Abhängigkeit von der Zeit, wie bei dem vorigen Ausführungsbei¬ spiel. Das stellt insbesondere bei einer nicht-konstanten Drehgeschwindigkeit des Motors 210 einen wesentlichen Untei— schied dar. Durch dieses Ausführungsbeispiel werden insbeson¬ dere Fehler, die durch einen Versatz des Sensors 214 entste¬ hen, korrigiert.

Mittel und Signale, die die gleiche Bedeutung haben, sind in Fig. 10 mit den gleichen Referenzzeichen bezeichnet wie in Fig. 7 und auf sie wird nur insoweit eingegangen, wie es für das Verständnis notwendig ist.

In Fig. 10 weist das Steuergerät 216 einen Zähler 220 auf, dem die Sensorsignale S1 , S2 und ein Korrektursignal K aus einem Speicher 221 zugeführt werden. Das Ausgangssignal ZS des Zählers 220 und auch das Korrekturs gnal K werden zu einem Dekoder 222 geleitet, der das Steuersignal SP erzeugt.

Der Zähler 220 ist derart ausgebi ldet, daß er von 0 bis m zählt. Dabei ist m die Anzahl von Impulsen durch die Marken

213 während eines vollständigen Arbeitszyklus (t1 - t6; siehe Fig. 8). Bei Erreichen des Wertes m fängt der Zähler 220 er¬ neut von Null an zu zählen und es wird ein Zählersignal ZS erzeugt, wodurch der Dekoder 222 ein Steuersignal SP gene¬ riert und ein entsprechendes Motor-Ansteuersignal A an den Motor 210 abgegeben wird.

Der in dem Speicher 221 abgespeicherte Korrekturwert wird ermittelt beispielsweise während eines Fertigungsprozesses oder einer Wartung oder aber automatisch bestimmt durch Opti¬ mierung von Betriebsgrößen, wie beispielsweise Minimierung des Ansteuerst romes.

Wird eine der Marken 212, beispielsweise B, durch den Sensor

214 detektiert, so fängt der Zähler 220 ausgehend von einem Korrekturwert K an zu zählen. Für die folgende Erläuterung wird davon ausgegangen, daß sich das Rad 211 im Uhrzeigersinn dreht .

Ist K gleich Null, so werden alle m Impulse detektiert und gezählt und gleichzeitig mit der Detektion einer weiteren Marke 212 (E) wird der Zählerwert Null erreicht und das Zäh¬ lersignal ZS erzeugt.

Ist K größer als Null, so zählt der Zähler 220 nur m-K Impul¬ se bis der. Wert Null erreicht wird und das Signal ZS erzeugt wird. Damit liegt der entsprechende Zeitpunkt zur Erzeugung eines Steuersignales für die Marke E vor deren Detektion.

Ist K kleiner als Null, so entspricht der Zeitpunkt, zu dem der Wert Null gezählt wird, dem Zeitpunkt, zu dem die Ansteue¬ rung für die Marke B erfolgt.

Das heißt, der Detektor 222 muß berücksichtigen, ob K größer oder kleiner als Null ist und entsprechend das Ansteuersignal

für eine folgende (E) der Marken 212 oder für eine vorangegan¬ gene (B) der Marken 212 erzeugen.

Bei der entgegengesetzten Drehrichtung, in diesem Ausführungs¬ beispiel entgegen dem Uhrzeigersinn, fängt der Zähler 220 nicht mit dem Wert K an zu zählen, sondern mit dessen negati¬ vem Wert -K. Sowohl der Zähler 220 als auch der Detektor 222 muß also die Drehrichtung DR bei der entsprechenden Signaler- zeugung berücksichtigen.

Die Art der Korrektur dieses Ausführungsbeispiels kann auch mit derjenigen des AusführungsbeispieLs der Fig. 7 bzw. Fig 9 kombiniert werden.

Bezug genommen sei an dieser Stelle ausdrücklich auf folgende deutsche Patentanmeldungen, von denen jeweils eine Kopie dieser Anmeldung beiliegt. In Klammern ist jeweils das "Zei¬ chen des Anmelders" angegeben, wie es auch bei der Prioritäts¬ anmeldung der vorliegenden Anmeldung jeweils genannt war:

- P 42 19 775.9 (D92/087), die die Priorität der Anmeldung P 42 15 962.8 in Anspruch nimmt,

- P 42 15 827.3 (D92/094) und

Zumindest einzelne der in den oben genannten Anmeldungen genannten Merkmale können auch mit der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.

Weitere Versionen der genannten Ausführungsbeispiele können zumindest einzelne der folgenden Variationen aufweisen:

- bei Verwendung von puIsmoduLierten Verfahren kann die entsprechende Choppei—Frequenz synchronisiert werden in Abhängigkeit von einer verwendeten Motortaktfrequenz. Die Choppei—Frequenz kann in der Größenordnung der Motoi— taktfrequenz Liegen (siehe P 4215827); es kann eine Umschaltung vorgesehen sein abhängig davon, ob ein in der Logik-Stufe 17 verwendeter Mikroprozessor

pulsmodul erte Signale abgibt oder nicht (siehe P 4219775);

Somit wird durch die vorliegende Erfindung eine Motoransteue¬ rung vorgestellt, die bevorzugterweise nur einen Hallsensor benötigt. Die Erfindung kann beispielsweise in einem Videore- korder verwendet werden.

Durch eine erste Weiterbi ldung wird die Erfindung derart verändert, daß eine benötigte Versorgungsspannung unstabi- lisiert sein kann. Diese erste Weiterbi ldung umfaßt folgende Überlegungen.

Ein Elektromotor kann durch Signale angesteuert werden, die als getaktete Signale ausgeb ldet sind, wie beispielsweise pu Iswei tenmodu Li erte oder pu ls längen odu Li erte Signale.

Die Ansteuerung mit einer im wesentlichen ungeregelten Span¬ nung hat insbesondere bei der Verwendung mehrerer Motoren besondere Vortei le. Diese Motoren können beispielsweise sein e n erster Motor zum Laden e ner Kassette mit Datenband, ein zweiter Motor zur Rotation eines Aufzei chnungs- und/oder Wiedergabekopfes, sowie ein dritter Motor zum Transport des Datenbandes der

Kassette.

Eine zweite Weiterbi ldung erlaubt eine verbesserte Ansteue¬ rung des ein- oder mehrsträngigen Elektromotors, wenn dieser mit verschiedenen Drehrichtungen betrieben werden soll. Das wird dadurch erreicht, daß der jeweilige Zeitpunkt der Erzeu¬ gung der Steuersignale (SP) korrigiert wird aufgrund von einer oder mehreren Korrekturgrößen, die ein Maß darstellen für zeitliche und/oder drehwinkelabhängige Verschiebungen der Sensorsignale.

Dabei kann ein erstes Sensorsignal (S1) mit einer groben Auflösung bezüglich der Drehpos tion und ein zweites Sensorsi-

gnal (S2 ⁾ mit einer feinen Auflösung bezüglich der Drehpositi¬ on vorhanden sein, wobei das erste Sensorsignal (S1) verwen¬ det wird zur Bestimmung, welcher Motorstrang auf welche Weise bestromt wird, und das zweite Sensorsignal (S2) zur zeitli¬ chen und/oder drehwinkelabhängigen Korrektur dient.

Weiterhin kann der Wert der Korrekturgröße abhängig sein von der Drehrichtung des Motors, und es kann der Wert der Korrek¬ turgröße fest vorgebbar sein und/oder bestimmt werden auf¬ grund der Regelung einer Betriebsgröße. Diese kann beispiels¬ weise der Wert des Stromes sein, mit dem der Motor bestromt wird und ^' derart eingestellt werden, daß es dem Maximalwert des Wirkungsgrades entspricht.

Eine zur Durchführung der zweiten Weiterbildung geeignete Vorrichtung weist Steuermittel auf, die den jeweiligen Zeit¬ punkt der Erzeugung der Steuersignale (SP) korrigieren in Abhängigkeit von einer oder mehreren Korrekturgrößen (K), die ein Maß darstellen für zeitliche und/oder drehwinkelabhängige Verschiebungen der Sensorsignale. Zusätzlich kann ein erster Sensor vorgesehen sein, der ein erstes Sensorsignal (SD mit einer groben Auflösung bezüglich der Drehposition erzeugt, und ein zweiter Sensor, der ein zweites Sensorsignal (S2) erzeugt mit einer feinen Auflösung bezüglich der Drehpositi¬ on. Das Steuermittel bestimmt aufgrund des ersten Sensorsi¬ gnals (SD, welcher Motorstrang auf welche Weise bestromt wird, und aufgrund des zweiten Sensorsignals (S2 ⁾ werden zeitliche und/oder drehwinkelabhängige Korrekturen durchführt.

Die genannte Korrkturgröße kann abhängig sein von der Dreh¬ richtung des Motors.

Die Ausgestaltungen der ersten und/oder der zweiten Weiterbil¬ dung können auch unabhängig voneinander und unabhängig von der Aufbereitung des Signales des Sensors 12 verwirklicht werden.