Appareil enregistreur magnétique. La présente invention a pour objet un appareil enregistreur magnétique.
Elle vise<B>à</B> établir un appareil relative- nient. peu coûteux qui soit capable d'enregis trer une large échelle de fréquences audibles (20<B>à</B> 20<B>000</B> cycles) sur un support, magné tique, tel qu'un fil métallique ou un ruban magnétique, l'enregistrement s'effectuant avec le maximum de fidélité et d'échelle dynami que et la gamme des fréquences pouvant être égale sinon supérieure<B>à</B> celle dont on a be soin habituellement et de beaucoup supérieure <B>b</B> celle des appareils enregistreurs profession nels de ce type couramment utilisés jusqu'à ce jour.
La déformation introduite dans l'enregis trement magnétique par le ruban magnétique, le fil métallique ou tout autre support magné tique est déterminée en grande partie par la courbe ou boucle d'hystérésig, ainsi qu'il est bien connu. Pour tracer la courbe d'hystérésis de la, matière d'un support quelconque, on effectue généralement une série de mesures statiques. Toutefois, par ce moyen, on n'ob tient pas une image complète des earaetéris- tiques magnétiques du support.
Lorsque la matière magnétique est amenée<B>à</B> un état<B>cy-</B> clique qui décroît graduellement, comme c'est le cas lorsqu'on lui applique un champ alter natif, il se forme une série de courbes d'hys- térésis successives de plus en plus petites. Si l'on trace le lieu des pointes d'es boucles d'hystérésis -décroissant graduellement, on ob tient la courbe d'induction normale afférente <B>à</B> la matière étudiée.
Il convient d'observer aussi que si la courbe d'induction normale est tracée sur un graphique qui indique les caractéristiques de transfert inductif de la matière sous l'influence d'un signal appliqué, la courbe peut être dite .de trafflcluetion , exactement comme on appelle courbe, decon- ductance de transfert le graphique corres pondant d'un tube<B>à</B> décharge d'électrons. On trouvera une grande partie de l'explication donnée ci-dessus dans l'ouvrage Elements of Magnetic Tape Corporation par<B>A.
C.</B> Sha- ney, publié par Amplifier Corporation of America, New York (pages<B>1-6, 17, 27-32).</B>
Bien entendu, si la courbe de transduc tion n'est pas rectiligne, le signal appliqué subit une déformation. Les courbes de trans duction non rectilignes ont généralement été admises, bien que, sous des fréquences par ticulières, certains comportements de matières magnétiques particulières auraient<B>dû</B> indi quer<B>à</B> un observateur minutieux que la courbe de transduction d'une matière magné tique est une ligne droite aux fréquences les plus élevées de la gamme des fréquences aucli- bles. En tout cas,
il a<B>déjà</B> été- suggéré pour Fenregistrement de fréquences relativement élevées un traitement consistant<B>à</B> modifier le type de polarisation qui est appliqué au support d'enregistrement en même temps que le signal audible. En particulier, ce traite ment proposé consistait<B>à</B> substituer<B>à</B> la pola risation supersonique, pour les fréquences élevées, une polarisation de courant continu, tout en faisant usage de deux rubans pour enregistrer respectivement les signaux<B>à</B> haute fréquence et les signaux<B>à</B> basse fréquence. La polarisation supersonique était retenue pour les basses fréquences.
Le signal était sé paré initialement en deux bandes, respecti vement haute et basse, qu'on mélangeait avec l'une ou l'autre des -deux polarisations sus- indiquées (supersonique et courant continu) selon que la bande était<B>à</B> haute ou basse fté- quence. Ce traitement n'a toutefois pas donné de résultats satisfaisants et, en tout cas, il ne s'est pas très répandu.
Ainsi qu'il ressortira de ce qui suit, on a déterminé que la courbe de transduction des rubans ou fils magnétiques des types ordi naires est susceptible de recevoir des degrés variables de rectitude sous différentes fré quences. Lorsque la courbe est parfaitement rectiligne, il n'est besoin d'aucune polarisa tion, et aucune déformation n'intervient. C'est ce qui a lieu sous certaines fréquences rela- tivement élevées.
Entre les limites dune échelle particulière de fréquences intermé diaires, le degré de rectitude varie constain- ment sur toute l'étendue de ladite échelle, alors que, aux basses fréqiience-s, le degré<B>de</B> rectitude est médiocre, et une forte. polarisa tion supersonique devient nécessaire.
Dans la plupart, sinon la totalité, des mo dèles courants d'appareils enregistreurs, on mélange,<B>à</B> titre de compromis, une certaine valeur de polarisation supersonique avec tous les signaux -et on applique ainsi le mélange <B>à</B> la tête enregistre-Lise. Toutefois, comme il a été reconnu qu'une telle polarisation occa sionne, en soi, une déformation par intermo- dulation, oui un effacementdes fréquences les plus hautes, la valeur de polarisation choisie, <B>à</B> titre de compromis, est celle qui provoque le minimum d'effacement pour les hautes fré quences et une déformation admissible pour les basses fréquences.
Tenant compte des faits ei-dessus, on a établi un appareil dans lequel différentes échelles de fréquence peuvent être soumises<B>à</B> différentes polarisations afin d'éviter toute déformation ou effacement de valeur appré- ciable quel<B>le</B> que soit la f réquenee. Il n'est pas appliqué de polarisation unique<B>à</B> titre de compromis.
Au contraire., l'appareil peut donner pour les basses fréquenffl une pola risation supersonique optimum, non modifiée par d#autres considérations telles que les con ditions imposées par d'autres fréquences, tandis qu'on peut produire par ailleurs une gamme de fréquences intermédiaires avec une polarisation supersonique variable, et une gamme de hautes fréquences dépourvue de toute polarisation.
Un spectre audible très étendu et d'excellente fidélité peut être ainsi obtenu<B>à</B> l'aide d#un appareil qui peut être un peu plus compliqué que les modèles d'ap pareils enregistreurs peu coûteux, mais qui peut être beaucoup moins compliqué que les appareils enregistreurs coûteux, bien que, mal gré leur prix élevé, ces, derniers ne donnent pas d'aussi bons résulats.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple et, schématiquement, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La fi-.<B>1</B> reproduit des courbes de trans duction d'un type courant de ruban magné tique<B>à</B> différentes fréquences.
La fig. 2 est. un schéma de montage des diverses parties de l'appareil.
La fig. <B>3</B> illustre, par unecourbe, la pola risation variable appliquée<B>à</B> la tête enregis- treLhse sous différentes fréquences.
La fig. 4 est un schéma de montage élec- triquede l'appareil de la fig. 2.
On a représenté<B>à</B> la fig. <B>1</B> les courbes de transduction d'un type courant de ruban magnétique<B>à</B> certaines fréquences typiques. Le diagramme de la fig. <B>3</B> a. permis de déter miner ces courbes de transduction. L'axe ho rizontal des courbes de la fig. <B>1</B> représente la force magnétisante par unité de longueur appliquée, tant positive que négative, alors que l'axe vertical représente. la quantité de flux magnétique induit par unité de surface dans la matière.
La courbe<B>15,</B> marquée en traits pleins, indique -un défaut de rectitude considérable<B>à</B> l'intersection des axes H<I>et B.</I> Pour éliminer les effets de déformation d'un tel défaut de rectitude, le signal exige une polarisation super8onique d%niplitude parti- eulièrement élevée, de sorte que l'enveloppe des signaux mélangés se prolonge au-delà de la portion centrale non rectiligne et agit<B>à</B> l'intérieur des zones rectilignes qui suivent la portion centrale.
D'un autre côté, la courbe<B>16,</B> marquée en traits mixtes, ne com porte pas un défaut de rectitude aussi pro noncé, et l'amplitude de la polarisation super sonique peut être réduite en conséquence. La forme générale de cette courbe<B>16</B> semble de voir être obtenue entre 1200 et 5000 cycles, la forme particulière représentée étant celle qui correspond<B>à</B> 4000 cycles. La courbe<B>15</B> représente le défaut de rectitude au voisinage ou au-dessous de<B>1800</B> cycles. La courbe<B>17,</B> en traits discontinus, représente<B>5000</B> cycles et au-dessus.
On voit que cette courbe est une ligne parfaitement droite et qu'on peut en utiliser toutes les portions avec des résultats également satisfaisants.<B>Il</B> s'ensuit qu'il n'est besoin d'aucune polarisation supersonique<B>à</B> <B>5000</B> cycles ou au-dessus, et quaucun efface- nient. ou aucune déformation par intermodu- lation n'intervient.
Les trois courbe,## de transduction décrites ont été choisies<B>à</B> des fréquences particulières. Toutefois, dans la gamme de fréquences allant de 1200<B>à 5000</B> cycles, le défaut de rec titude varie, et ce point sera traité plus en détail au cours -de ce qui suit.
Le présent appareil régit, par conséquent, l'amplitude de la polarisation supersonique sous la dépendance de la fréquence particu lière ou signal en cours d'enregistrement. Entre 20 et 1200 cycles, l'amplitude de pola risation supemonique maximum, ou la plus favorable, est mélangée avec le signal. Cette échelle peut être considérée comme une bande de fréquences audibles basses. Entre 1200 et <B>5000</B> cycles, l'amplitude, de la polarisation supersonique varie, ce facteur étant élevé au bas de cette éclielle des fréquences audibles intermédiaires et atteignant sensiblement zéro en haut de ladite échelle.
De<B>5000 à</B> 20<B>000</B> cycles ou au-dessus, échelle qu'on peut eonsi- dérer comme celle des fréquences audibles élevées, l'appareil nutilise pas de polarisa tion.
On se reportera maintenant aux fig. 2 et 4, qui représentent une forme d'exécution préférée de l'appareil. La sortie du micro phone 20 est appliquée<B>à</B> un préamplificateur 21, puis<B>à</B> un amplificateur enregistreur 22 et, finalement,<B>à</B> la tête enregistreuse<B>23,</B> d'une manière classique. Toutefois,<B>à</B> la sor tie du préamplificateur 21, une portion du signal est dérivée par mi branchement,<B>à</B> l'effet d'étudier la teneur en fréquences du signal<B>à</B> enregistrer, afin de régler en gran deur la polarisation supersonique qui est aussi appliquée<B>à</B> la tête enregistreuse<B>23.</B> Le signal ainsi dérivé passe d'abord<B>à</B> travers un filtre passe-haut. 24.
Comme le montre la fig. 4, une forme typique d'un tel filtre com prend un enroulement<B>25</B> et clés condensa- teurg <B>26</B> et<B>27.</B> Dans la disposition représen tée, l'enroulement<B>25</B> possédait une indue- tance de<B>1,255</B> henrys et les condensateurs avaient chacun une capacité de<B>0,005</B> mfd. On se rend compte qu'on pourrait. utiliser toute a-Litre disposition appropriée de filtre passe-haut. La réponse du filtre est essentiel lement la réciproque de la courbe représentée <B>à</B> la fig. <B>3,</B> ainsi qu'il ressortira de, ce qui suit.
La sortie du filtre 24, qui ne laisse passer que les hautes fréquences, est appliquée<B>à</B> l'amplificateur de contrôle<B>28</B> dont, la sortie est, appliquée<B>à</B> un redresseur30. Ce redresseur donne -une tension continue variable qui gou verne le gain obtenu dans l'amplificateur<B>à</B> gain variable<B>31.</B> Le gain. ne varie que dans la gamme intermédiaire, sa valeur étant nulle aux fréquences élevées du signal et maximum aux basses fréquences.
L'amplificateur<B>-à</B> gain variable<B>31</B> possède un circuit d'entrée sup plémentaire alimenté par -un oscillateur su personique<B>32,</B> de sorte que l'amplitude de la polareation supersonique, telle qu'elle émerge de l'amplificateur<B>31,</B> est une fonction inverse du débit du redresseur<B>30, ce</B> dernier étant lui-même une fonction de la fréquence en cours d'enregistrement.
Le courant de sortie de l'amplificateur<B>à</B> gain variable<B>31</B> est alors appliqué, par l'in- termédiaire d#un amplificateur -de polarisa tion<B>33</B> d'un type courant et d,un amplifica teur de polarisation de puissance 34,<B>à</B> la tête enregistreuse magnétique<B>23.</B> De plus, l'oscillateur supersonique<B>32</B> peut alimenter un amplificateur d'effacement supplémen taire<B>35</B> qui alimente<B>à</B> son tour la tête d'ef facement<B>36,</B> ainsi qu'il est bien connu des spécialistes.
L'oscillateur<B>32</B> peut fournir toute fré quence de polarisation normale, celle-ci pou vant par exemple être approximativement de l'ordre de<B>30 000 à 100 000</B> cycles.
On se reportera maintenant<B>à</B> la fig. <B>3</B> dans laquelle la courbe<B>37</B> représente l'am plitude de la tension de polarisation super sonique (portée en ordonnées) qui est appli quée en fonction de la fréquence du signal <B>à</B> enregistrer (portée en abcisses). Cette courbe fait ressortir quune polarisation su personique maximum de<B>80</B> volts est appli quée<B>à</B> la tête enregistreuse<B>23 à</B> toutes fré quences inférieures<B>à</B> environ 1200 cycles par seconde. Entre<B>1200</B> et environ<B>5000</B> cycles, l'amplitude de la polarisation supersonique diminue généralement et, finalement., dispa raît.
La fréquence de polarisation partieu- lière appliquée -dans cette courbe était de <B>60</B> ke, et l'on a fait -uisaoe d'un ruban ma(yné- tique ordinaire. Il convient de noter que dif férents rubans exigeraient toutefois une modi- ïieation des gammes de fréquence susindi- quées, mais que le principe général clé la sub division de l'échelle complète en fréquences hautes et basses comprenant des fréquences intermédiaires pour un traitement particu lier, est applicable<B>à</B> tous les rubans.
<B>Il</B> ressort de ce qui précède que la valeur de la polarisation supersonique est régie par la fréquence du signal<B>à</B> enregistrer et, quune telle régulation peut suivre la courbe<B>37</B> de la fig. <B>3</B> qui représente inversement<U>le,</U> cou rant de sortie du filtre passe-haut.
Comme il a été spécifié plus haut, l'appareil permet<B>à</B> une gamme extrêmement étendue de fréquen ces audibles d'être enregistrée avec une fai ble déformation<B>à</B> toutes les fréquences; il n'occasionne que le minimum d'effacement, tel que celui qui intervenait jusqu'à ce jour aux fréquences élevées; et il assure une échelle dynamique élevée de la large gamme de fréquences audibles sur une piste magné- Zn tique unique.
En remplaçant le filtre 24 par un filtre passe-bas et en inversant le redresseur de si-, gnaux <B>30,</B> on inverse le mode de travail de l'appareil. Dans ce cas-, l'amplificateur<B>à</B> gain variable est polarisé jusqu'à coupure complète, de sorte quWacun signal superso nique n'est présent,<B>à</B> moins que le signal<B>à</B> fréquence audible<B>à</B> enregistrer ne contienne des fréquences très basses. La seule différence entre cet appareil et celui décrit plus haut est qu'il n'existe pas de polarisation supersonique régulière dont on puisse disposer pour la tête enregistreuse.
La polarisation supersonique ne traverse Famplificateur <B>à</B> gain variable que s'il existe de très basses fréquences dans les signaux<B>à</B> fréquences audibles. Dans l'un et l'autre des deux appareils ci-dessus, il peut, en outre, être fait -usage d'une double piste d'enregistrement, les fréquences élevées étant enregistrées directement par une tête enre gistreuse<B>à</B> haute fréquence, sans avoir re cours<B>à.</B> aucune polarisation, et les fréquences restantes étant enregistrées sur l'autre piste avec la polarisation variable, de la manière décrite plus haut.
Il convient aussi de noter qu'un amplifi cateur écrêteur peut être interposé entre l'am plificateur de réglage 28 et le redresseur de signaux<B>30,</B> l'action de seuil de cet amplifi cateur de crêtes étant modifiée<B>à</B> l'intérieur de l'échelle des fréquences intermédiaires. Ces modifications n'entraînent qu'un relèvement du niveau d'écrêtaoe <B>à</B> mesure que la fré quence s'élève dans cette échelle. L'objet d'un tel amplificateur ëlcrêteur est de faire en sorte que la quantité -de signal fournie au redresseur de signaux soit fonction de la fré quence et soit en principe non déformé par les changements d'amplitude.