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"Procédé perfectionné pour l'enregistrement magnétique d'une éner- gie électrique fluctuante, et enregistreur magnétique pour la mise en oeuvre de ce procédé". :
La présente invention est relative à un procédé et à un disposi- tif d'enregistrement magnétique et vise plus particulièrement un procédé et un dispositif dans lesquels le milieu mobile d'enregis- trement est saturé magnétiquement, puis traverse un champ magnétique créé à la fois par le signal à enregistrer et par une composante hau, te fréquence.
Pour mieux.faire comprendre la présente invention, et la part qu'elle est appelée à prendre dans le développement de la techni- que, il sera bon de rappeler très brièvement les principaux jalons marquant le développement de la technique de l'enregistrement ma- gnétique sur un milieu d'enregistrement mobile.
A l'origine, on faisait passer un milieu enregistreur désaimanté à travers un champ magnétique fluctàant excité par le signal à enregistrer? En raison de la distorsion considérable entraînée par le fonctionne- ment dans la zone du cuude brusque inférieur de la courbe d'aiman-
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tation initiale, cette méthode d'enregistrement magnétique fut bientôt supplantée par celle consistant à saturer le milieu d'en- registrement mobile, puis à le faire passer à travers un champ excm té par le signal à enregistrer.
Une technique encore plus récente a permis d'améliorer encore les résultats obtenus, en saturant d'a- bord le milieu d'enregistrement mobile, puis en produisant pour le signal enregistré une polarisation supplémentaire, en assurant une désaimantation partielle, en sens inverse de celui de la polarisa- tion initiale.
Plus récemment encore, on a pu obtenir des résultats bien supé- rieurs en faisant passer un milieu d'enregistrement désaimanté à travers un champ magnétique fluctuant, conjointement excité par un courant haute fréquence et par le courant représentant le si- gnal à enregistrer. Ainsi qu'on.-va bientôt l'expliquer graphique- ment, et l'étudier en plus grand détail, cet emploi d'une composan- te haute fréquence, en conjonstion avec le milieu d'enregistrement désaimanté, a entraîné un immense perfectionnement de la techni- que de l'enregistrement. Cependant, pour tirer profit des avantages de cette méthode, il est extrêmement important que le milieu d'en- registrement ait été désaimanté profondément et complètement, avant l'opération d'enregistrement.
Ce résultat est devenu de plus en plus difficile à atteindre par suite de l'emploi des alliages per- fectionnés et d'autres types de milieux enregistreurs perfectionnés; en effet, du point de vue de l'enregistrement, les milieux d'enre- gistrement les plus désirables présentent un effort coercitif rela- tivement élevé et sont extrêmement difficiles à désaimanter entiè- rement .
Suivant la présente invention, le procédé perfectionné pour l'enregistrement magnétique d'une énergie électrique fluctuante, sur un corps ferro-magnétique, consiste à saturer ce corps magné- fluctuant tiquement, puis à lui faire traverser un champ magnétique engendré conjointement par un courant électrique haute fréquence et par l'é- nergie électrique fluctuante.
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D'autre part, l'enregistreur magnétique perfectionné pour l'en- registrement d'une énergie électrique sur un corps ferro-magnéti- que allongé, magnétiquement saturé, comprend une tête enregistreu- se composée d'un noyau en matière ferro-magnétique, ce noyau com- portant deux pièces polaires écartées l'une de l'autre pour consti- un tuer entre elles entre-fer non magnétique, un enroulement électri- que associé à ce noyau pour créer un champ magnétique dans cet en- tre-fer, lorsque l'enroulement est parcouru par un courant, le corps ferro-magnétique allongé étant agencé de manière à passer par dessus ces pièces polaires et à travers cet entrefer,
et cet enrou- lement étant agencé pour être excité conjointement par une source haute fréquence et une source de courant électrique fluctuant dont l'intensité de signal est fonction des fluctuations de l'énergie à enregistrer.
L'un des principaux objets et l'une des principales caracté- ristiques de l'invention consistent en un procédé et en disposi- tifs nouveaux pour l'enregistrement magnétique,- présentant les grands avantages qui ont été rendus possibles par les milieux en- registreurs susceptibles d'être profondément et complètement désai- mantés, puis de passer à traverd un champ conjointement excité par une composante haute fréquence et par une composante signal, tout en permettant de tirer profit des caractéristiques et des proprié- tés magnétiques de plus grande finesse, inhérentes au milieu d'en- registrement magnétique présentant une forne coercitive extrêmement élevée.
En outre, dans le procédé et l'appareil d'enregistrement magné- tique suivant l'invention, le milieu d'enregistrement mobile est saturé, puis traverse un champ conjointement excité par une compo- sante haute fréquence et par une composante signal.
Le milieu d'enregistrement mobile est dabord saturé, puis tra- verse un champ fluctuant conjointement excité par une composante haute fréquence et par.le signal à enregistrere et on applique, en même temps, une composante de polarisation, qui équivaut à une
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désaimantation partielle du milieu enregistreur, à partir de son état de saturation totale (autrement dit, on amène le point de fonctionnement du procédé d'enregistrement vers la partie arrière de la courbe cyclique d'hysterésis).
Dans le procédé et l'appareil d'enregistrement magnétique réali- sés suivant l'une des variantes de l'invention, un milieu d'enre- gistrement mobile, sous la forme d'un ruban, est saturé perpendi- culairement à son plan principal, puis traverse un champ conjointe- ment excité par une composante haute fréquence et par le signal à enregistrer.
Suivant une autre variante, ce ruban ou milieu d'enregistre- ment mobile équivalent est d'abord saturé transversalement,(c'est- à-dire suivant la dimension largeur du ruban, et non suivant sa dimension d'épaisseur), puis traverse un champ magnétique fluc- tuant excité comme il a été dit ci-dessus.
Suivant un autre mode de réalisation ce ruban est saturé magnétiquement suivant une direction parallèle à son axe longitu- dinal.
Pour wieux faire comprendre l'invention, son organisation, sa réalisation et son fonctionnement,, ainsi que des objets et ca.racté- ristiques autres que ceux énumérés ci-dessus, on va maintenant la décrite en référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le milieu d'enregistrement mobile est aimenté jusqu'à la saturation longitudinalement, puis traverse une tête enregistreuse dans laquelle est établi un champ magnétique fluctuant, excité conjointement par une composante haute fréquence ec par le signal à enregistrer.
La. figure 2 est une vue fragmentaire d'une variante où le mi- lieu d'enregistrement mobile, sous la forme d'un ruban, est satu- ré dans le sens transversal.
La figure 3 est une vue partielle d'une autre variante dans la- quelle l'aimantation se fait suivant la dimension épaisseur, c'est- à-dire sensiblement perpendiculairement au plan du ruban.
La figure 4 reproduit un enregistrement oscilloscopique de l'en
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registrement d'une onde sinusoïdale, dans lequel le ruban est sa- turé longitudinalement et l'on utilise une composante polarisante haute fréquence.
La figure 5 est une vue semblable à la figure 4, obtenue pour des conditions similaires à l'entrée, mais dans laquelle le ruban a été simplement saturé et où aucune composante haute firéquence n'a été prévue.
La figure 6 est une vue semblable à la figure 4,obtenue sous des conditions similaires à l'entrée, dans laquelle le ruban a été magnétiquement saturé, puis partiellement désaimanté, en même temps que le signal y est enregistré.
La figure 7 est une vus semblable à la figure 4, obtenue dans des conditions similaires à l'entrée, mais dans laquelle le ruban a été saturé longitudinalement, puis partiellement désaimanté en sens inverse, au même moment ou une composante haute fréquence est également fournie, en conjonction avec le signal en train d'être enregistré.
La figure 8 est une vue semblable à la figure 4, obtenue'sous des conditions similaires à l'entrée mais dans laquelle le ruban a été saturé dans son proproe plan, perpendiculairement à da direc- tion de déplacement, puis traverse un champ fluctuant conjointement excité par une composante haute fréquence et par le signal en cous d'enregistrement.
La. figure 9 est une vue similaire à la figure 4, obtenue sous les mêmes conditions à l'entrée, mais dans laquelle on fait pas- ser un ruban désaimanté à travers un champ fluctuant conjointe- ment excité par une composante haute fréquence et par le signal enregistré.
Le système d'enregistrement représenté sur la figure 1 du dessin comprend un milieu d'enregistrement mobile 10, en toute matière appropriée, présentant une force coercitive relativement éevée et une retentivité relativement bonne. Ce milieu d'enregis- trement 10 est agencé de manière à se déplacer dans le sens de la pièce 11, c'est-à-dire de droite à gauche du dessin. Le milieu
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d'enregistrement 10 passe au-dessus d'un aimant permanent 12 ou tout autre dispositif approprié, permettant de saturer magnétique- ment le ruban suivant sa direction longitudinale. Le ruban 10 pas- se ensuite au-dessus d'une tête enregistreuse comportant deux pô- les écartés 13 et 14 faisant partie d'un circuit magnétique exci- té par un enroulement 15 qui y est associé.
Les parties polaires 13 et 14 sont établies sur une embase 16 qui, avec les jambages 13 et 14 forme le noyau auquel est associé l'enroulement 15.
L'enroulement 15 est muni d'une prise centrale 17 divisaat l'enroulement en une partie 18, comportant un nombre relativement grand de spires, etune partie 19, comportant un nombre relative- ment petit de spires. A titre d'exemple non limitatif, la partie 18 peut comporter environ 300 spires de fils et la partie 19 en peut comporter 20 environ.
L'extrémité de l'enroulement 15 qui comprend la partie 19 est reliée, par l'intermédiaire d'un interrupteur 20 et d'un rhéostat variable 21 à un conducteur 22- aboutissant à un amplificateur d'écoute. La prise intermédiaire 17 de l'enroulement 15 est reliée à l'autre borne de l'amplificateur par le conducteur 23. La prise 17 est également reliée, par l'intermédiaire de l'inverseur 24, à la masse 25 lorsque l'appareil est à l'état d'enregistrement. L'in- verseur 24 peut être placé à sa position indiquée en pointillés pour mett à la masse l'extrémité de gauche de l'enroulement 15, lorsque l'appareil est à l'état de reproduction.
L'extrémité de gauche de l'enroulement 15 est également connec- tée, par un conducteur 26 et un inverseur 27, à un oscillateur hau- te fréquence 28, prévu pour fournir à la tête enregistreuse la com- posante haute-fréquence. Si l'on désire une composante en courant continu négatif, autrement dit une composante s'exerçant magnétiè quement en sens opposé à celui de la polarisation fournie par l'ai- mant permanent 12, on peut placer l'inverseur 27 à sa position pair tillée pour brancher l'oscillateur haute fréquence en série avec un rhéostat 29, un milliampèremètre 30 et une batterie 31.
La fré-
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quence de l'oscillateur peut varier entre des limites étendues, tout en restant dans le cadre de l'invention; on a constaté cepen- dant qu'on obtient un fonctionnement très satisfaisant en fournis- sant un courant haute-fréquence de 20 Kilocycles avec une impédan- ce de 250 ohms.
On va supposer que les commutateurs 20,24 et 27 occupent la position en traits pleins et que le milieu d'enregistrement se dé place de droite à gauche, comme indiqué sur la figure 1. L'aimant permanent 12 sature le ruban ou le milieu d'enregistrement 10, sui- vant la longueur de celui-ci. On va supposer, de plus, qu'un signal est envoyé à l'amplificateur (non représenté) et qu'il passe ensui- te à travers le circuit qui comprend la partie 19 de l'enroulement 15. La composante haute fréquence de la tête enregistreuse est dé- bitée par l'oscillateur haute fréquence 28, mais en raison de la prise 17 branchée à la masse, il est clair que le courant haute- fréquence n'est pas renvoyé dans le circuit d'écoute vers l'ampli- ficateur, caractéristique très avantageuse.
Pour la reproduction du signal enregistré sur le milieu mobile 10, on met hors de présence l'aimant permanent 12 du ruban 18 et on repasse le ruban 10 dans le même sens, devant les pièces polai- res 13 et 14. L'interrupteur 27 est ouvert, de sorte qu'aucune com- posante haute fréquence n'est envoyée dans la tête, et les inver- seurs 20 et 24 sont placés à leur position pointillée correspondant à @ reproduction. On n'a représenté de ce circuit qu'une partie suffisant à indiquer que l'enroulement tout entier, comprenant les deux parties 18 et 19, est utilisé comme enroulement de pick-up pour la r eproduction.
L'élément résistant 21 qui a été représenté dans le circuit d'enregistrement de l'amplificateur,présente une résistance de l'or. dre de 5,5 ohms enirorj, pour une résistance de la partie 19 de l'enroulement de la tête enregistreuse sensiblement égale à 0,5ohms à 400 cycles. Cette résistance permet à l'amplificateur de fonction ner à un niveau considérablement supérieur à celui du bourdonne-
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ment ou bruit de fond, l'énergie superflue ou en excès étant dis- sipée par la résistance 21.
Afin d'illustrer les avantages de la présente invention, on a indiqué , sur les figures de 1,. à 9 inclus, un groupe d'enregistre- ments oscillographiques. Chacune de ces courbes a été prise d'après un enregistrement oscillographique réel, dans des conditions simi- laires à l'entrée, l'onde d'entrée étant, dans chaque cas, une onde sinusoïdale d'amplitude constante. La figure 4 représente la for- ma de l'onde enregistrée sur le milieu enregistreur mobile 10 par la méthode etles dispositifs que l'on vient de décrire. Si cette même onde sinusoïdale avait été enregistrée sur un enregistreur ou un ruban mobile, sans le concours de la composante haute fré- quence, l'onde enregistrée résultante aurait la forme représen- tée figure 5.
La figure 6 représente la forme d'onde qui peut être obtenue sur le milieu enregistreur 10 lorsque le ruban est dtabord saturé, puis reçoit une composante démagnétisante en courant con- tinu, pour ramener le point de fonctionnement sur la moitié pos- térieure de la boucle d'hystérésis. La figure 9 représente le ré- sultat qui serait obtenu au cas où le ruban 10 serait complète- ment désaimanté, avant de passer sur une tête enregistreuse con- jointement excitée par la composante haute firéquence et par l'on- de sinusoïdale.
On voit que par la nouvelle méthode d'aimantation décrite à peopos de la figure 1, on obtient une onde très exemple de distor- sion, par exemple de la distorsion rencontrée dans la technique d'aimantation syant servi à obtenir la courbe de la figure 5, et qu'elle est relativement exempte des "bavures" présentes dans l'on- de enregistrée lorsque la technique d'aimantation utilisée est celle ayant servi à produire l'onde de la figure 6.
On observera, en outre que, bien que les résultats pouvant être obtenus avec un milieu enregistreur complètement désaimanté et par l'utilisation d'une composante haute fréquence, soient sen-
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siblement aussi bons que ceux réalisés par le procédé et l'appareil lage suivant l'invention, ce procédé et cet appareillage permet- tent cependant d'effectuer l'opération d'enregistrement sur une matière inutilisable par la technique ayant servi à obtenir l'onde figurée sur la figure 9.
A titre d'illustration, on peut indiquer que le ruban ayant servi à obtenir les courbes ou enregistrements oscillograpiques des figures 5 à 9 était constitué en une matière ayant une force coercitive d'environ 500 oersteds et une réduction résiduelle d'environ 4.500. Avec une matière de ce type pour pro- duire la courbe de la figure 9, il a été nécessaire de prendre une partie du ruban, d'en faire un rouleau compact que l'on place dans une unité démagnétisante à gros encombrement, puis que l'on désai- mante graduellement sur une période de temps prolongée. On a consta té qu'il était extrêmement difficile d'en assurer la désaimanta- tion pendant le déplacement du ruban dans la machine d'enregistre- ment.
La méthode et l'appareillage d'aimantation suivant l'inven- tion permettent ainsi d'obtenir un ppoduit final supérieur, pré- sentant une force coercitive plus élevée parce qu'il devient pos- sible d'utiliser des vitesses plus faibles, et aussi parce que l'augmentation de la force coercitive donne un produit à plus gran- de énergie et un débit supérieur à la reproduction.
La figure 7 représente l'onde obtenus par saturation longitu- dinale du ruban puis l'alimentation de la tête en courant démagné- tisant continu, par déplacement de l'inverseur 27 à sa position pointillée, comme le présente la figure 1 du dessin.
On a trouvé aussi pouvoir obtenir des résultats intéressants en saturant le ruban transversalement à la direction de son dé- placement comme le montre la figure 2, puis en renvoyant une compo- sante haute fréquence à la tête en même temps que le signal à en- registrer. L'onde sinusoïdale enregistrée obtenue par ce moyen est reproduite sur la figure 8 du dessin.
Le ruban 10 peut aussi être saturé, suivant une direction sen- siblement perpendiculaire au plan du ruban ; résultante est
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sensiblement similaire à celle de la figure 8; qui est celle obte- nue par l'aimantation transversale du ruban.
L'expression "paramagnétique" sert ici à désigner d'une manière générique une classe de matière présentant une perméabilité supé- rieure à l'unité. Ainsi, ce terme comprend toutes les matières appelées ferro-magnétiques, ainsi que toutes celles présentant une perméabilité supérieure à l'unité, par exemple le nickel, le cobalt et de nombreux alliages.
L'expression "ferromagnétique" sert ici à désigner une matière présentant une perméabilité supérieure à l'unité et une suscepti- bilité supérieure à zéro. Cette matière présente, en outre, une li- mite de saturation mesurable et est susceptible d'hystérésis. On a représenté et décrit certains modes de réalisation particuliers de l'invention et certains modes de fonetionnement, cependant il doit être entendu que l'invention ne s 'y limite pas et que diverses variantes peuvent y être apportées sans s'écarter de l'esprit ni sortir de son cadre.
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R V : N U T C A T I 0 Tv S
1. Un procédé pour l'enregistrement magnétique d'une énergie électrique fluctuante sur un corps ferro-magnétique qui comprend la saturation magnétique dudit corps et, ensuite, le passage dudit corps à travers un champ magnétique fluctuant produit conjointement par un courant électrique à haute fréquence et par ladite énergie électrique fluctuante.