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"Appareil à bande magnétique pour l'enregistrement'et la reproduction de signaux à larce bande".
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La présente invention se rapporte aux appareils pour l'en- registrement et la reproduction de signaux contenant des informations, et plus particulièrement pour l'enregistrement et la reproduction de signaux à large bande tels que des signaux vidéo, par des moyens ma- gnétiques et avec une vitesse de défilement modérée.
Une des formes les plus avantageuses do l'invention est un enregistreur-reproducteur de signaux vidéo sur bande magnétique par- tiolimrement adapté une utilisation domestique avec des récepteur* de télévision. Toutefois, les spécialistes comprendront que .la pré- sente invention est applicable à l'enregistrement et à la reproduc- tion de signaux à large bande de toutes natures, par exemple ceux uti- lisas dans les systèmes de télémesure, ainsi qu'au stockage età l' extraction des informations dans des mémoires de calculateurs et, plus généralement, chaque fois qu'il est utile d'accumuler un grand nombre d'informations dans un faible volume sans que l'extraction ou la reproduction ne causent une perte appréciable de qualité.
Sous une de ses formes, l'appareil do l'invention est pré- vu pour enregistrer des signaux image et son sur des pistes séparées d'un unique ruban magnétique du même type que celui des magnétopho- nes domestiquas courants. Par exemple, sur une bande de 6,35mm de largo, à des vitesses modérées comprises entre 75 et 150 cm/s, on peut enregistrer le son sur uno piste et l'imago (le signal vidée normalisé reçu par les téléviseurs domestiques) sur une seconde pis- te, A la vitesse de 75 cm/s, une bobine de 1700 m permet l'enregis- trement de 32 minutes do programme dans chaque sons d'enroulement, soit 64 minutes en tout, ce qui est satisfaisant pour une utilisa- tion domestique.
Selon le mode d'enregistrement magnétique le plus courant de l'art antérieur, on mélange le signal utile à un signal porteur de fréquence généralement assez élevée, quoique l'on ait aussi uti- lisé d'autres formas do polarisation en courant alternatif ou conti- , nu l'enregistrement se fait sur une bande démagnétisée ou magnéti- quoment neutre.
La polarisation en courant alternatif ou continu dans les procédés d'enregistrement magnétique est principalement motivée par la recherche d'un fonctionnement dans une portion linéaire de la ca- ractéristique de la bande. Cette technique est bien connue, et, on- tre autre, on peut en trouver une description dans un livre de Begun "Magnetic Recording" (Murray Hill Books, 1949) pp. 54 et suivantes.
Selon un mode moins courant de l'art antérieure la bande magnétique est saturée dans un sens avant l'application de signaux à fréquence acoustique modulant en amplitude une porteuse haute-fré- quence. Un tel système est décrit dans le brevet américain n 1886616.
En bref, ce brevet dit que, après le passage de la bande devant les têtes de saturation, l'induction rémanente descend à une valeur qui
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,# , louve encore sur la branche saturée de la courbe B-H. Par suite, quand le flux do la porteuse HP moduléo en amplitude est appliqué sur
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la bande par les t8tej3 d'enregistrement placées plus loin, il ae pro- duit un rejet des alternances de flux porteur qui, d'un côté do l'on- veloppe de modulation, tendent à aimanter la bande avec la polarité pour laquelle cette bande est déjà 'saturée. Quand los alternances du flux porteur sont do sens oppose et non modulées,
le point do fonc-
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tionnement s'btablit peu.près au milieu do la partie linéaire de la caractéristique de transfert de'la bande (désaimantation de la bande), 1 de telle sorte que, quand elles sont.modulées, les alternances ayant co sens désaimantent (plus exactement désaturent) la bande dans une mesure convenable pour qu'elle enregistre des signaux à peu près som..
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blables aux signaux son initiaux. La prêsaturation de la bande assu- re ainsi une démodulation de la porteuse et permet de n'enregistrer que les signaux son à l'exclusion de tous autres.
L'avantage do ce
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procédé dbnregistrement du son par haute fréquence réside dans uno diminution do la distorsion habituellement causée par dos variation* importantes des caractéristiques d'enregistrement do la bande avec dos signaux acoustiques dont la variation do fréquence est relative- ment grande, Il va sans dire que ce mode d'enregistrement est inutili- sable pour dos signaux vidéo, car la fréquence porteuse doit Atre environ dix foie pluie élevée que la fréquence à enregistrer, et par
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le fait que la bande de fréquence des signaux vidéo va de 0 à 4 bl4z.
Par ailleurs, dans le brevet américain n 2 734 941, il est dit qu'une polarisation alternative,à no pas confondre avec
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l'onde portouoo do modulation ci-doesua, donne do bons résultat* pour enregistrer des signaux acoustiques et nauperacoustiquenwe mais elle ne remplit pas la fonction usuelle mentionnée plus haut consistant )) rendre la caract6risüque de transfert plus linéaire, Cette polari- sation alternative, d'une fréquence normale plusieurs fois plus 610- vée que la fréquence acoustique la plus haute, n'est pas facile à superposer aux signaux son, par exemple pour dos raisons de prix de revient, de complexité et d'inefficacité, comme il est dit dans le brevet.
Ce brevet américain n 2 734 941 propose que l'enregistre- ment des signaux vidéo soit fait avec une polarisation en courant
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continu. En bref, on sature la bonde dans une direction, on enrogiom tre des signaux vidéo à largo bande avec la composante continuo de ces signaux. La prdr-satuxation do la bande sort seulement à éviter la caractéristique non linéaire de la bande afin d'améliorer le fonc- tionnement dynamique.
La polarisation continue est fournie conjoin- tement par un courant continu passant dans la tête d'enregistrement, et par la réinsertion de la composante continue de la vidéo qui avait été supprimée, de façon que le niveau continu de la vidéo
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$#établisse dans la partie linéaire de la caM@t6x'iatiqua cette po" larîsationcontinuo est utilisée pour produire un réglago fin du point dû fonctionnement statique ot/ou dynamique sur la courbe caractèrîs- tiques
Selon l'invontion,
la bande magnétique est saturée dans un
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sans par une pré-polarisation uniditectionnollot pU!1 cette bande en mouvement est eoumine à un champ fortemont focalisa créé par une tête d'enregistrement à laquelle sont appliquas d'une part une onde porteu-
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se modulée en amplitude par les signaux vidéo que l'on veut on4gis trer, et d'autre part un signal de polarisation unidirectionnel ten- dant à aimanter la bande dans le même sens que la saturation initia- le.
De cette façon, on enregistre bien les signaux vidéo provenant des stations de télévision, et, à la reproduction, on peut, sur po récepteur de télévision normal, produire une image do même' qualité
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que colle obtenue avec des signaux reçus dîrectemento Il n'est pas facile d'expliquer les B1on6 do ce bon fonc- tionnement car, sUa théorie do l'enregistrement bouge fréquence est bion connue, il n'en est pas de môme pour lGonrog1Gtr@mont haute fr6- quenco, la limite entre haute et basse fréquence se situant aux en- virons de 100 kHz pour les.besoins do la présente discussion.
Toute- fois, il est clair que le niveau acceptable de distorsion non liné- aire est bien plus élevé dans l'enregistrement de signaux vidéo que dans l'enregistrement do signaux sort, En effet, la linéarité des signaux vidéo n'a pas besoin d'Être respectée dans une grande étendue du régime dynamique, car les avantages que l'on pourrait en tirer no .
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oio"(c't4l&)correspondent pas aux difficultés/à la dépense que cela ontra1nerai'to 111(;1 ri Une reproduction suffisamment fidèle des signaux peut tràs bien être obtenue avec quelques niveaux ou échelons distincte de linéarité.
C'est pourquoi, on n'a pas essaya d'attoindre des résultats presque impossibles en ce qui concerne le niveau do linéarité et de dintor- sion dans l'enregistrement. On s'est plutôt efforcé d'obtenir une ré- solution d'enregistrement voisine do la limite théorique absolue, a- vec une bonne réponse en haute fréquence et aussi une grande sensi- bilité, c'est-à-dire l'enregistrement da signaux très faibles, ainsi quo l'élimination ou une réduction appréciable du bruit. Do façon inattendue, on a aussi obtenu une linéarité meilleure et une distor- sion plus faible que ce qu'on avait espère. En bref, ces résultats ont été obtenus comme suit.
Avant l'enregistrement, la bande magné- tique est soumise à une polarisation en courant continu, par exemple à l'aide de la tête normale d'effacement, le champ Hs étant suffisant pour saturer la bande dans un certain sons. L'induction magnétique do la bande décroît ensuite jusqu'à une valeur de rémanence qui peut
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ntro inférieure à 1!induction de saturation "R.
Les signaux vidéo à enregistrer sont par exemple prélevée sur le détecteur vidéo d'un téléviseur normal, dans une bande de
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fréquences do 0 à 6,dt Mlz ces signaux sont utilisas pour moduler en amplitudo uno portouso dont la fréquence ost onviron 6.galo b la frdquonco vid60 la plus 61ov60, 6,5 mit dans cet exemple. On no pout donc pas vraiment'parler de haute fréquence par rapport au signal de
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modulation, La bande latérale inférieure est dans la fnomo plage do fréquences que le signal de modulation, et il est nécessaire d'annu- ler lo signal de modulation avant d'appliquer la porteuse modulée à la ttte d'enregistrement.
Il va do soi que, du fait que la fréquence du signal do ruodulation est voisine do la fréquence do la porteuse, les f1'6qllncoG vidéo les plus élevées de la bande subiront une cor- taine perte do définition, mais cola n'est pas grava, car la limite théorique de résolution avoc les bandes actuelles est environ de ma-
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rae fréquence< Pax' la suite, on pourra augmenter légèrement la fré- quonce porteuià 6.1 los supporte d'enregistrement s'améliorante La fonction du gn 4ratoESr do portouso devient également Importante c9 pointa La porto de définition du c6tû 61cv6 est compensée par la fait que le générateur produit un signal carr4 au lieu du signal si- nusoldal habituel ear, do co fait, un signal d'information ayant une fréquence moindre que)
celle du générateur trouva une aire électrique
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. 20 do fonctionnement plus csandos %: (1J Sotte technique est fondamentale et essentielle'pour ob-
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tenir une repense linéaire du oyàtôho d'enregistrement lanl forcer la hauto fréquence* La tùto d'Etnrog1GtrQmQnt est agencée comme on le verra par la suite, de façon à focaliser fortement le champ sur la bande quand la bande défile devant cette t8tos La porteuse modulée appliquées la tàte d'enregistrement produit un signal magnétisant forme d' al tor- nances successives ayant à la fois le même sons et le sono opposé,
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relativement au sens de saturation de la bndoe, Comme dans la premier dos brevets mentionnée'ci-dessus, la bande effectue une détection du signal d e modulation,
car los' alternancos do la porteuse dont le sens est opposé à la polarisation désaimantent la bande préalablement sa- turée selon la forme de l'enveloppe de ces alternances. Toutcfois, dans la présente invention, on a trouvé qu'une augmentation apprécia-
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ble de la sensibilité peut 8tro obtenue si on fait suivre par un re- tour à l'induction DD de pleine saturation les désaimantations succes- sives do labinde selon l'onveloppo.do modulation. Dans co cas, le ni- veau zéro est le niveau de saturation continue et non plus le niveau do désaimantation de la bande comme par le passé.
Pour conserver le niveau zéro ou point de fonctionnement au niveau de la saturation continue, il faut appliquer à la tête d'enregistrement, en plus de la porteuse modulée, un faible courant continu de polarisation dana la direction de saturation et avec une intensité suffisanto pour ra- mener la bande à saturation entre los désaimantations. Ainsi, la ban- de magnétique qui se déplace reçoit des impulsions successives se
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répétant à la fréquence de la porteuse, chacuno désaturant la bande d'une quantité égaleà la valeur du signal de modulation) ce qui con- duit à un redressement effectif de la porteuse modulée par la bande saturée elle-môme.
La polarisation produite par le faible courant con- tinu fixe un môme, point de départ à chaque impulsion du signal enre- gistré, c'est-à-dire donne un point de fonctionnement qui se trouve sur la branche saturée de la caractéristique, par exemple en BR.
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L'aimantation de la bande dans le sons opposé à la satura- tion (démagnétisation ou désaturation) est donc produite par les com- 1 posantes constantes de la fréquence du signal de modulation (infor- mation vidéo), plut8t que par des forces magnétisantes dont la fré-
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quence couvre toute la bande vidéo, 0 à bzz bllz environ.
Cette der- nière solution, enregistrement direct des signaux vidéo comme dé- crit par exemple dans le second dos brevets antérieurs cités ci-des- sus, exige une compensation de fréquence et conduit à une perte de
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sensibilité# à une faible intensité de reproduction, et à un bruit élevée Par contre, la première solution, celle de la présente inven- tion, donne lieu à des flux dont la vitesse de variation est contenua dans une plage relativement étroite, car on peut considérer que la
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porteuse découpe le signal vidéo à un rythme régulier en impulsions rectangulaires do largeur à pou près uniforme et d'amplitude varia-
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blet Avec les bandes magnétiques normales, ot à la fréquence considé- r6e, il peut se produire une légère porto de définition mais,
on to- ' nant compte de facteurs exposés plus loin, on peut facilement y mmé- dier par application dos techniques relatives aux bandes et aux tê- tes d'enregistrement. L'invention montre que, contrairement à ce qui a été dit par le passe, l'enregistrement vidéo n'exigo pas des fré-
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quences porteuses élevées par rapport aux fréquences de modulation.
De plus, l'invention montre que l'on obtient une meilleure sensibi- lité et des composantes de bruit plus faibles en fixant le point do fonctionnement au niveau de saturation do la caractéristique. De plus, la modulation est efficace pour augmenter la linéarité et réduire la distorsion, apparemment patce que la modulation agit d'une façon analogue à une polarisation en courant alternatif.
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Los "résultats remarquables que l'invention permet d'obtenir dans l'enregistrement et la reproduction des signaux vidéo peuvent
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s'expliquer à l'aide de la th6oriq de l'enregistrement haute-fréquen- ce et par déduction des expériences, mais sans garantie quo les ex- plications sont absolument exactes. Dans l'invention, en enregistrant le signalà un niveau trop élevé consécutivement à une saturation de la bande, on a noté que la polarisation résiduelle du support d'enre- gistrement tend à prendre une valeur inférieure au niveau de satura- tion, d'où résulte une perte appréciable de l'effet désiré se tradui- sant par une augmentation des composantes de bruit ou par une perte de composante haute fréquence.
On a trouvé que l'on peut retrouver
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l'effet désiré en ramenant le point do fonctionnement dynamique au niveau de saturation. Dans ce but, on a tout d'abord essayé d'appli- quer à la tête d'enregistrement des impulsions de polarisation en courant continu, mais sans résultat heureux en raison de la complexi- té et d'une porto relativement rapide du magnétisme résiduel par la tête d'enregistrement. On a obtenu'une augmentation appréciable.de la sensibilité par l'application continue d'un faible niveau de po- larisation en courant continu sur la tête d'enregistrement. On peut attribuer l'augmentation do sensibilité au fait que la partie la plus abrupto de la boucle d'hystérésis se trouve sur la partie des- condante de la courbe à partir du point de rémanence BR.
Loo bandes normales, en particulier colles pour l'enregistrement dos signaux haute fréquence, pouvant se désaimanter en-dessous do BR à cause des interactions do champ entra les particules magnétiques, par exemple dans les couchos magnétiques formées d'oxyde ferreux. En tout cas, une combinaison de phénomènes courants do Foucault, effet do poau, vitesse de défilement de la bande, etc.. exerce un effet, peut-être déterminant, sur la perte du magnétisme résiduel dans la sens désiré et diminue la sensibilité. La polarisation on courant continu appli- quée en permanence sur la t8te d'enregistrement s'oppose à tout effet déterminant exercé par ces phénomènes,
ou du moins atténue suffisam- ment pour rétablir l'induction à la valeur BR pour laquelle la sensi- bilité est la plus grande dans le sons descendant. Cette polarisation agit dans la champ focalisé de la tôto d'enregistrement ot exerce un contrôle dynamique continu sur l'enregistrement dos signaux on rame- nant le niveau de saturation au même point pour chaque composante .
haute fréquence (porteuse) du signala
La saturation initiale, par exemple produite par los têtes d'effacement, annule 1.'effet magnétisant des signaux alternatifs qui agissent dans le même sons que la polarisation continue, mais permet l'enregistrement des signaux alternatifs qui agissent en sons opposé, Dans ce dernier cas, l'aimantation de la bande diminuo en même temps que la fréquence porteuse on suivant la partie la plus sensible de la caractéristique, à partir du niveau de saturation et dans une me- sure proportionnelle du niveau du signal vidéo. Si on trace une cour- be do l'induction en fonction du temps, et si on marque l'amplitude moyenne pour chaque cycle de la porteuse, le lieu de ces points déter- mine le signal enregistré ou reproduit.
Avec uno tôte de locture de bonno qualité, la réponse au signal enregistra est forte'. Do plus, il est inutile de prévoir une détection de la porteuse dans l'appa- reil de reproduction, car la bande se comporte elle-même comme un dé- modulateur, ainsi qu'on l'a déjà dit.
Il semble que la limite théorique absolue de la résolution d'enregistrement soit accessible, et on fait a été presque observée dans des essais, si, pendant l'enregistrement, on maintient le signal
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à un niveau suffisamment bas pour que l'aimantation se confine dans-
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une couche mince du revêtement magnétique, do l'ordre de 1 miirod.
En principe, la fréquence maximale enregistrable est déterminée par la largeur do l'entrefer d'enregistrement, par la vitesse do la ban-
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de et par certaines caractéristiques do la bande, par exemple d1men- lion et orientation des particules'magnétiques.'
Conformément à ce que l'on vient d'exposer, le but général de l'invention est d'apporter des perfectionnements aux appareils ma- gnétiques d'enregistrement.
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De façon plus détaillée, l'invention se.propose principale ment de remplir los buts suivante 1 - réaliser un enregistreur do signaux vidéo sur bande magnétique, ca- pablo d'enregistrer las signaux avec une vitesse relativement faible de la bande, susceptible d'une utilisation domestique sur des télé-
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viseurs du commerça," d'une construction relativement simple et d'un prix pou élevé - réaliser un enregistreur dans lequel des champs magnétiques sont fe-
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caliséa et ont une largour plus faible sur la bande que dans 1"entre- fer do la tête d'enregistrement ;
- réaliser un enregistreur utilisant une polarisation on courant con- tinu, dans lequel la polarisation est renforcée directement à la tô-
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te àlenrogistrernont afin d'augmenter la sensibilité ainsi que le rap" port signal/bruit - r4nliflor un appareil pour onro(J1utror don signaux vid6o Impuloton.
no15, la fréquence dos impulsions étant au moins égale à la plus elo- vée dos fr6quocG vid6o à enrogistrrrr - réaliser un appareil pour produire un signal d'enregistrement à partir d'un signal vidéo ayant une fréquence maximale f on utilisant un modulateur équilibré pour moduler en amplitude le signal vidéo sur une porteuse dont la fréquence est approximativement égalà f, de telle sorte que le modulateur supprime la signal vidéo, et on appli- quant la porteuse modulée à un circuit d'enregistrement ayant une forte atténuation pour les fréquences supérieures à la fréquence por-
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touao onrouiotrer un signal vidéo sur un support magnétique on lui don nant la forma do variations en haute fréquence d'un champ magnétique unidirectionnel, do façon à pouvoir, pour la reproduction,
prélever la signal vidéo directement sur le support, sans qu'il y.ait lieu
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d'effectuer un h6t6rodynage ou une détection réelle.
L'uniformit6 de la vitesse de défilement de la bande posé un problème sérieux dans l'enregistrement sur bande des signaux vi- déo. Dans l'invention, ce problème est résolu en faisant passer la bande sur un tondeur à volant d'inertie.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, donnéetitre d'exemple non limitatif, et illustrée par
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les figures jointes un annexe qui représentent ! s
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Fig. 1 ! un schéma, partiellement sous forme de blocs, de l'enregistreur conforme à l'invention ;
Pige 2 une vue schématique détaillée des tétas d'enregis-
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1 tremont j .Fig. 3 :un schéma détaillé d'une partie du circuit d'enre- gistrement do la figure 1 ; Fig. 4 1 un schéma détaillé d'une autre partie du circuit de la figure 1 Fig. 5 : une vue schématique du système enrouleur de bande conforme à l'invention ;
Fig. 6 un boucle d'hystérisis typique.
On va maintenant se référer à la figure .1. qui donne le sché- ma simplifia d'un enregistreur conforme à l'invention. Comme on l'a déjà dit, l'enregistreur peut aussi comprendre un système d'enregis- trement du son agence do telle façon que l'on puisse enregistrer si- multanémgnt des signaux de son et des signaux d'imago sur des pistes
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différentes d'une m0fie bande magnétique. On peut également prévoir un système do tr±l1toront stéréophonique du son'. Aucun détail ne sera donné sur cos systèmos acoustiques, car ils sont bien connus dans la technique. Il suffit do dire que leur adjonction à l'enregistreur de l'invention est à la portée des spécialistes et entre dans la cadre do l'invention.
Le signal vidéo arrive dans l'enregistreur par une borne
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d'entrée 10 shuntée par un poteniiombtre 12*, Ensuite, le signal ajus- té à un niveau convenable est appliqué à un amplificateur-inverseur do phase représenté par un seul bloc 15, et la sortie do ce dernier ' est reliée à un modulateur 17 dans lequel le signal vidéo modula on
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amplitude une portous-a dont la fréquence est égale ou presque à la plus haute dos fréquences contenues dans le signal vidéo'.
La portou- se est fournie par uri oscillateur 21 ayant uno borno do sortie rolioo une boeno d'entrée du modulateur 17-o
L'ondo port,ouso modulée on amplitude par le signal vidéo, telle qu'elle apparaît à la sortie du modulateur, eot appliquée à un amplificateur'd'enregistrement 24, capable do produire les tensions nécessaires au fonctionnement de la tata d'enregistrement 27. La té- te d'enregistrement 27 est en contact intime avec la surface magné- tique d'un support d'enregistrement tel qu'une bande 28.
La bande, mobile par rapport à la tête d'enregistrement, est animée par un mécanisme do transport classique, par exemple un moteur (non représenté) accouplé à la bobine do la bande. La bande peut également avoir une formo classique ot comprendre par exemple
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un support en matibre plastique qui ost recouvert d'une couche ma- gnétique faite d'oxyde do fer finomont divisé et mole à un liant. La . couche magnétique peut être relativement mince car, pour l'enrogis-
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trament vidéo, la profondeur de pénétration aux plus hautes fréquences est de un micron environ.
Dans une réalisation concrète, on a utilise une bande classique de 6,35 mm à quatre pistes magnétiques,'doux pour chaque sens do défilement de la bande, pour enregistrer simultanément l'image et la con d'une émission rogue sur un téléviseur domestique du commerce. Le signal vidéo composite, de type NSTC, était enregistré sur une pisto et le son sur une autre piste pour chaque sana do défi- lamant. Avec une bobine de 18 cm contonant 1500 m de bande, et avec une vitesse de défilemont do 75 cm/s, on a ainsi enregistré 32 minutes do 1 programme dans chaque direction, soit 64 minutes en tout. Une bobine de 27 cm contenant 3 COO m de bande donne le même temps de programme avec une vitesse de 150 cm/s.
L'enregistreur de l'invention peut aus- si Otro adapte à l'enregistrement des signaux de télévision en cou- leur si on utilico les quatre pistes, co qui réduit do moitié le tempe de programme pour uno longueur do bande donnée.
Il faut notor quo les dimensions do banda, types ot compo-. sition, ne sont donnés ci-dessus qu'à titre d'exemple, car on a uti- lise cotte bande avec sucées dans une série d'essais'. D'autres types do bandes sont également utilisables, et on pourra aussi utiliser des . bandes plus perfectionnées qui apparaîtront probablement dans le fu- ture
On revient maintenant sur la description de la figure 1.
Une tôte additionnelle 30 ost en contact avec la bande on avant du point où se trouve la tête 27, dans le sono do défilement do la ban- do. La tôte 30 sort à produire un flux'magnétique unidirectionnel suffisamment fort pour polariser à saturation la couche magnétique do la bande. La tête 30 pout par exemple être constituée par une tê- te d'effacement classique à laquelle est appliquée une tension con- tinuo 32, D'une autre façon, on peut utiliser un aimant permanent suffisamment fort pour causer la saturation. La formo do la tête 30 n'est pas critique, pour autant que la largeur do banda saturée soit à pou près égale à la largeur do la piòce polaire do la tata d'on- registrement.
En passant devant la tata do polarisation 30, les par- ticules magnétiques do la bande s'orientent on fonction do la pola- rité et de l'intensité du champ magnétique. A l'état neutre, les par- ticules ont une orientation aléatoire et, si la bande a été préala- blement enregistrée, l'orientation des particules correspond à la nature des forces magnétiques produites par les signaux enregistrés.
Toutefois, sous l'effet de la polarisation saturante et unidirection- nolle de la tôte d'effacement,'les particules c'orientent à peu prèa verticalement, avec, dos p81es dirigés selon la polarité appliquée. par contre,,une polarisation continue bipolaire ot une polarisation alternative impriment respectivement une orientation longitudinale et latérale.
Dans l'invention, on a noté quo l'orientation verticale des
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, ,:.t.iCl.:U)9, conjointement à d'autres phénomènes décrits ici, permet <' $y ßistrar des signaux vidéo d'une façon qui donno une roproduc- tion très fidèle. Il semble qu'une orientation longitudinale ou la-
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t6xa1 des particules n'est pas recommandable car, dans le premier cas, 'il se produit une inertie exagérée' qui augmente la fréquence
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du signal et diminue son amplitudo et,'dane la second cas, on obtient une mauvaise réponse aux impulsions de haute fréquence.
Par contre, l'orientation verticale semble produire la minimum d'inertie dos par- ticules et leur maximum d'isolement,,
L'orientation verticale des particules peut facilement
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s'interpréter à l'aide dei la courbe S/H de la figure 6. Les particu- les étant à l'état neutre, c'est-à-dire avec une orientation aléa-
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toiro, un champ unidirectionnel lis produit par la t0to d'effacement l1mono les particules saturation suivant la courbe de A ce moment, toutes les particules sont orientées verticalement mais, à mesura
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que la bande progresse yors la t8te d'enregistrement, les particules qui sortent du champ dp polarisation tendent à s'orienter légèrement on biais soue l'effet due champs élémentaires intornas.
L'induction de la couche magnétique décroît alors suivant la courbe b jusqu'à la valeur BR. et elle conserve co niveau de saturation, à moins quo des champs do polarité opposée ne soient appliqués. Toute application do champ magnétique dans le sens de la saturation est sans effet appr6- ciable sur l'état do la couche magn6tiquo. Toutofoic, dos signaux de polarité opposée amènent le point concerné do la bande magnétique à un nouvel état, 1'induction so déplaçant le long do la courbe c pro-
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portionnellemont au niveau des signaux.
Sur la figure 11, la bande 2a passe devant des pbles magné- tiques Nord-Sud qui figurent la polarisation unidirectionnelle et sa-
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turants ; cette polarisation peut ôtro obtenue par tout moyen magné- tique ou.électromagnétique, pour autant que la condition relative à la largeur saturée (voir ci-dessus) soit respectée. On produit donc - une orientation transversale uniforme des particules magnétiques.on soumettant la bande à un champ magnétique énergique, de préférence extrêmement étroit, donnant lieu à une diffusion latérale très fai- blet .
D'une façon empirique, on a trouvé que, dans sa forme la plus avantageuse, la tête d'enregistrement 27 a une configuration po-
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laire N-N et S-S obtenue avec des électroaimants 40, 42 et 45, 47, en plaçant leurs polos do même non en opposition de chaque côté de la bonde et en contact intime avec elle. Un élément magnétique 50 as-
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sure la retour de la majeure partie du flux. Une tête d'enregistre- ment ayant cette configuration produit un champ très focalisé, tol que les lignes de force qui traversent la bande soient concentrées dans une surface qui est plus étroite que les entrefers des électroaimante. Il faut souligner que c'est le champ très focalisé que l'on
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recherche, plutôt que la configuration particulière de la tête d'on-
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rogistrement.
Pour la fréquence élevée que l'on veut enregistrer, do , 3 à 4 Miz, les tatas doivent astro faites avec des tôles extrêmement minces, 50 microns par exemple, d'alliée magnétique spécial, afin do
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réduire les courants do Foucault. On est arrivé à réaliser dos entre- fors do 0,23 à 0,73 micron. La limite 'théorique absolue do rendu- tion pour un entrefer de 0,23 micron environ, ot pour une aimanta- tion ne pénétrant probablement pas à une profondeur supérieure à 1,25 micron, peut assurer, à une vitesse de défilement de 150 cm/s, uno ré- ponse à environ 40 000 longueurs d'onde (cycles) par centimètre, ce qui fixe la limite d'enregistrement à environ 6 MHz.
Avec l'invention, on a observé une fréquence do réponse supérieure à 4 MHz.
On a aussi observé que l'on obtient la meilleure fidélité à la reproduction si, pondant l'enregistrement, la tôte d'enregis- trement est légèrement aimantée, c'est-à-diro légèrement polarisés . on courant'.continu. On a donné plus haut une explication possible du comportement du système d'enregistrement dans ces conditions.
De tou- tes façons, on a noté une augmentation sensible de la sensibilité d'enregistrement on présence d'uno légóre aimantation résiduelle ob- tenuo en "pulsant" une tension continue sur la tête. dans une direc- tion qui correspond à l'orientation do la polarisation magnétique de
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la bande après son passage dans le champ unidirectionnel cx'xxbbaax do la tôto d'effacement'. Pendant l'enregistrement, un faible courant
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continu subsiste dans la mûmo direction quo le courant "puisse". Des r6Gultt& semblables peuvent ttro obtonus par application permanente ou presque d'un courant continu sur la tête d'enregistrement.
D'une autre faon, on peut placer un petit aimant permanent dans l'entrefer
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arrière do la t8te d'enregistrement pour produire la polarisation uni.' directionnelle rechercha. On ornürqu6 qu'il peut 8tro utile de pré- voir une polarisation semblable eur la t#r'ta de reproduction.
La figure 3 représente, a titre d'exemple, le schéma d'un circuit quo l'on a utilisé avec succès pour produire la modulation dans le circuit de la figure 1. Le signal d'entrée en 10 peut être obtenu à l'aide d'un circuit en émetteur commun connecté au détecteur vidéo d'un téléviseur normal, ou à partir du signal de sortie de la caméra d'un système en circuit fermé,
Le signal vidéo est réglé par le potentiomètre 55, puis ap-
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plique ut amplifïcatour-invorsour do {'.hase comprenant deux transis- tors PNP 60,
61 couplés on push-pull dont la sortie équilibrée est a- monéo au modulateur on pont 70 par les fils 64, 65. On peut aussi uti- lisor un circuit déséquilibré, mais la signal équilibré donne une meilleure linéarité et une plus grande amplitude sans surcharge. Dans la plupart dos systèmes do modulation, il est habituel d'utiliser un signal basse fréquence pour moduler une porteuse de fréquence nette- ment plus grande;. Quand une porteuse HF est modulée on amplitude par
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un signal BF, on peut facilement aupprimor le signal de modulation et obtenir une sortie contenant l'énergie do la porteuse et de la bande latérale.
Toutefois, dans le système de l'invention, le signal vidéo a une largeur de bande do 30 Hz à 3,5 MHz; si le signal modu- le une portouso do 4 MHz, on obtiendra une bande latérale à pou pros semblable au signal de modulation. Pour supprimer co dernier, on uti- lise un modulateur équilibré, par exemple un modulateur en pont 70, qui demande que le signal de modulation (aux fils 64, 65) est équi- libre.
Cette condition est remplie par l'amplificatour-inverseur de phase comprenant lestransistors 60 et 61. Ce circuit a non seu- lement l'avantage de faire apparaîtra des impédances égales pour cha- que phase du signal à partir du modulateur, mais aussi de produire un gain*
La porteuso appliquée au modulateur 70 est engendrée par ,un multivibrateur haute fréquence 75 comprenant deux transistors 78, 79, )La multivibrateur constitue un oscillateur push-pull simple et fidèle, donnant un signal carré de 4 MHz par exemple, Comme on l'a déjà dit, une onde carrée augmente la linéarité et compense des per- tes do définition aux fréquences les plus élevées.
De chaque coté, le multivibratour est rolié aux transistors 81,83, dont le branche- mont on émetteur commun produit, sous basso impédance, un signal équilibré pour le modulateur'70, et produit aussi un isolement du miltivigbrateur. Les sorties équilibrées du modulateur sont reliées aux fila 68 et 87.
Pour quo la modulation soit linéaire avec des taux élovés de modulation, et pour éviter le découpage et la compression des' pointes de modulation, il est recommandable de polariser légèrement le modulateur. La sortie du modulateur apparaissant aux fils 90, 91 est un.signal modulé en amplitudo à doux bandes latérales quo l'on applique à l'amplificateur d'enregistrement comme représenté sur la figure 4.
L'amplificateur d'enregistrement de la figure 4 (24 sur la figure 1)'.est un amplificateur à deux étages de pentodes on push.. pull capable de fournir la.puissance nécessaire à l'alimentation de la tète d'enregistrement. Le premier groupe de pentodos comprend les tubes 101 et 103 ; il donne le gain on tension et a une grande lar- gour de bande. Les fils 90 et 91 do la figure 3 sont respectivement reliés aux fils 94 et 9! de la figure 4 et ils smènent le signal modulé on amplitude à doux bandes latérales.
Le second-groupe de pon- todes comprend les tube)? 110, 112 il est relié par capacité à la tête d'enregistrement 1;la (représentée d e façon simplifiée), à tra- vers les fils 115, 116. Chacune des deux dernières pentodes est ali- mentée par induction par l'intermédiaire do potites inductances va- riables 123, 124, plutôt que par dos résistances classiques, afin de
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compenser des portes do la tête on haute fréquence et d'accorder la circuit à l'impédance de la tête. La polarisation est fournie par une , source qui, sur la figure, est donnée pour 300 volts, ce qui crée un - faible courant continu dans la toto en raison de la résistance des circuits.
Du point de vue électrique, ia tête d'enregistrement que l'on pout voir on 27 sur la figure 2 a, comparativement aux têtes claa- siques. /une très faiblo impédance (3 à 4 ohms) aux basses fréquences.
Toutefois, à la fréquence porteuse, son impédance est notable - on- viron 30 000 ohms à 4 MHz dans un modèle - ,et cala nécessite dos tensions d'alimentation assez élevées. L'amplificateur d'enregistre- mont, qui a une caractéristique linéaire, fournit facilement cec tensions. Un câble à à faible capacité relativement court peut être u- tilo pour maintenir la fréquence naturelle do résonance du circuit au-dessus do la fréquence porteuse. Sur la figure 4, la tête d'of- facement 128 est représentée par un éloctroaimant alimenté en cou- rant-continu par une borne 132.
Toutefois, comme on l'a déjà dito un aimant permanent puissant peut être mis à la placo.
Dans le présent exemple, le modulateur fournit un signal module en amplitudedeux bandes latérales, mais le filtrage dos 'parties finales du système d'enregistrement, résultant do facteurs tels que les pertes haute fréquence dans la tête, les portes dans la bande et les variations d'impédance avec la fréquence, arrive à ré- duire notablement l'énergie de la bande latérale supérieure. Par sui- te, 10 système fonctionne approximativement comme un système à ban- de latérale unique.
La figure 5 représente un arrangement permettant à la ban- do dedéfiler avec douceur sous tension constante à des vitesses moyen- nes. par exemple 75 et 150 cm/s.
. La bande 28 part de la bobine dérouleuse 150 elle peut ê- tre ou non sous tension mais, de préférence. n'est pas freinée ; el- le passe entre guide 153 et un rouleau presseur 155. Le rouleau sort à donner une tension arrière relativement uniforme indépendamment du remplissage de la bobino 150.
La bande' 28 passe ensuite autour d'un rouleau tondeur et amortisseur'159 ayant uno forte inertio et tournant sur dos paliers à faiblo friction. Le rouleau 159 constitue un volant qui tourne une vitesse imposée par la tension de la bande et par d'autros fac- teurs tels que l'épaisseur de la bande, les qualités do glissement do la bande ou de la couche d'oxyde, etc. Do cotte façon, toute va- riation de la vitesse ou de la tension de la bande du côté du dérou- lement n'est pas ressentie par les têtes'.
Ensuite, la bande passe sur un premier guide principal 161, devant la tôte d'offacomont 165, sur un second guido principal 167 et devant la tète d'enregistrement 170, Comme on l'a déjà dit, le son
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.1 nLï-gis,tr6 sur une autre piste de la bande, Sur la figure 5, la tête de reproduction vidéo 175 est dis- pesée do façon b pouvoir occillor entre doux guidon 179t 180 sous l' action d'un mécanisme alternatif non représenta. Cotte disposition est facultative et a pour but de permettre la reproduction d'une uni-
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que image quand la bando est à l'arr6t'ou en mouvement lent,.
Si cette disposition est utilises, les deux guides 179 et 180 sont placés de part et d'autre do la tête oscillante 175 do telle façon quo la face parabolique do cette tâte soit toujours en contact avec la bande. De plus, la tête est soumise à la tension d'un ressort 183 qui sertà amortir des effets transitoires qui se manifestent par dos papillot-
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temonts S 10 ressort sort aussi maintenir uno fréquence fixe d'08- cillation, avec le maximum d'amplitude. de Ensuite, la bande passe entre un doigt moteur 185 et un
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-tée presseur 15 rouleau/187, sur le dernier guide principal 190 et enfin sur la bobino enrouleuse 193.
Au démarrage, quand le presseur 187 est engage, la doigt moteur 185 ainsi quo la bobine enrouleuse 193 se mettent si-
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multan6rnont à tourner sous l'action d'un moteur 196, et par l'inter- médiaire do transmissions bzz3, 199. Le démarrage est très doux ot la bande s'enroule sans contrainte. Des essais effectues avec le sys- témo do la figure 5 ont montr6 quo le tompo qui '6coulQ ontro le début do la mise en rouiho ot la pleine vitesse do la bande est com- pria entre 250 ot OO m:ll1sor.ondQI3.
L'invention ne se limite pas la description donnée ci- dessus à titre d'exemple et couvre de nombreuses variantes et modi- ficationw.