DirectDrive Museum - KnowHow

Auf dieser Seite wird ein wenig Tech-Talk betrieben, für alle die mal genau wissen wollen, wie so ein Direktläufer eigentlich funktioniert. Für meine Erklärungsversuche hab ich mich am Technics SP-10Mk2 orientiert, den ich ganz gut kenne. Letztendlich ist die Art der Steuerung aber beinahe repräsentativ für die meisten Direktläufer ab Mitte/Ende der 70er. Auf der Kaneta-Seite wird ein anderer Ansatz gezeigt.

Die Motorregelung des SP-10Mk2 verdient es einmal im Detail beschrieben zu werden:

Ein im Antriebsmotor selbst integrierter Wechselspannungsgenerator liefert als Istsignalgeber ein Signal mit stren drehzahlproportionaler Frequenz. Aus diesem Signal wird in der Drehzahlregelstufe mit Hilfe eines Frequenz/Spannungsumsetzers eine drehzahlproportionale Steuerspannung gewonnen. Diese Steuerspannung wird der Motorstufe zugeführt und bestimmt so den Motorstrom. Schon diese Regelschleife stellt eine weitgehend konstante Drehzahl sicher.
Gleichzeitig wird aber das Signal des im Motor integrierten Istsignalgebers einer Phasenvergleichsstufe zugeführt. Dort wird es mit einem Signal verglichen, welches über einen programmierbaren Frequenzteiler aus dem hochkonstanten Ausgangssignal eines Quartzoszillators abgeleitet wird. Die Referenzspannung weist deshalb ebenfalls Quartzkonstanz auf. Schon die geringste Phasenverschiebung zwischen Istsignalfrequenz und Referenzfrequenz erzeugt in der Phasenvergleichsstufe eine Kompensationsgröße. Diese Phasenkompensation gelangt zusammen mit dem Ausgangssignal der Drehzahlregelstufe zur Motorsteuerstufe. Auf ndiese Weise bleibt als einzige Regeldifferenz dieser phasenstarr verriegelten Regelschleife (PLL: Phase Locked Loop) ein geringer aber praktisch konstanter Phasenwinkel zwischen Plattentellerposition und quartzkonstantem Referenzsignal übrig. ERin konstanter Phasenwinkel bedeutet in diesem Zusammenhang aber nichts anderes, als daß die Drehzahl des Plattentellers mit der Referenzfrequenz exakt übereinstimmt.

Die Drehzahl des Plattentellers selbst hängt damit entsprechend der beschriebenen Arbeitsweise der Regelschaltung nur von dem Referenzsignal selbst ab. Damit diese Referenzfrequenz von allen schädlichen Einflüssen unabhängig konstant bleibt, wird für ihre Erzeugung ein QWuartzoszillator verwendet, dessen Frequenz weder von Netzfrequenz und Netzspannung noch von Temperaturschwankungen nennenswert beeinflusst wird. Das Ausgangssignal des Referenzoszillators durchläuft einen Frequenzteiler, der die Frequenz auf einen der gewünschten Plattentellerdrehzahl entsprechenden Wert herunterteilt. So bleibt die hohe Frequenzkonstanz des Quartzsignals auch für das Referenzsignal erhalten.

Der Frequenzteiler des SP-10 ist "programmierbar" - also eine Teilerschaltung, deren Teilerfaktor durch an seinen Programmieranschlüssen anliegende digitale Informationen verändert werden kann. 3 solcher Informationen sind in einem Festwertspeicher vorhanden und können mit dem am Bedienfeld angebrachten Tasten angewählt und dem Frequenzteiler zugeführt werden. Die Informationen sind so gewählt (Surprise, surprise...), daß der Frequenzteiler, die den Tellergeschwindigkeiten 33,33, 45 oder 78 U/min entsprechende Referenzfrequenz liefert. Dank der Motorregelschaltung hält der Plattenspieler dann die gewählte Geschwindigkeit mit höchster Genauigkeit ein.

Auch beim SP-10 kann die Plattenteller-Drehzahl mit Hilfe eines Stroboskops optisch überwacht werden. Das Stroboskop wird nicht, wie sonst üblich, mit der Frequenz des Lichtnetzes, sondern ebenfalls mit dem quartzgenauem Referenzsignal angesteuert. Eine weitere geeignete Teilerschaltung arbeitet dieses Signal so auf, daß sich in Verbindung mit dem auf den Plattenteller angebrachten 190 Stroboskopstreifen immer ein stehendes Bild ergibt. So benötigt man zur Kontrolle der korrekten Geschwindigkeit nur einen Stroboskopring, so daß Verwechslungen ausgeschlossen sind und Fehlanzeigen aufgrund schwankender Netzfrequenz werden vermieden.
Bei dermaßen hochwertigen Antriebssystemen ist die Konstanz der Plattentellerdrehzahl weit besser als die der Netzfrequenz. Wandert bei einer solchen Anordnung das Stroboskopbild ist der Geschwindigkeitsregelkreis nicht mehr eingerastet.
Der Schaltungsaufwand ist erheblich: Der SP-10 enthält in seiner Urform 108 Transistoren, 14 IC's und 32 Dioden und Gleichrichter. Sie verteilen sich auf 6 Leiterplatten, von denen 4 unterhalb des eigentlichen Laufwerks und zwei in der in einem getrennten Gehäuse untergebrachten Stromversorgungseinheit angeordnet sind.

Und so sieht ein Motor und das Lager eines SP-10Mk2 aus:

Sooo viele Kabel: