Brevet FR2281009A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne I'égalisation du signal de lecture ou à la compensation du signal de lecture d'un enregistreur magnétique. Plus precisément, la présente invention a trait a une amélioration de la compensation du signal de lecture qui simplifie le réglage des composants du circuit pour compenser la distorsion de phase ou l'asymétrie du signal de lecture. La mise en forme des impulsions symétriques qui constituent un signal de lecture, lorsque ces impulsions sont symétriques, est connu dans l'art anterieur. On sait qu'une impulsion de lecture symétrique peut être amincie en lui soustrayant le signal obtenu par double différentiation de l'impulsion de lecture. La fonction de transfert effective connue dans l'art antérieur est (I - Ks). Le traitement de la distorsion de phase ou de l'asymé- trie du signal de lecture nty est pas envisagé. Une amélioration supplémentaire a l'invention de M. Schlaepfer est donnée dans "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol 16, NV8, Janvier 1974, page 2487. Dans cette publication, M. Schlaepfer apporte une solution au probleme de la compensation de l'asymétrie. Cette solution consiste a faire la somme des signaux obtenus à partir du signal initial, par intégration, différentiation et atténuation sur trois branches paralleles. La transformée de Laplace de ce réseau est (Ws + X + Y + ), qui peut etre factori 2 sée sous la forme - (Ws + Xs + Y). Dans cette transformation, 8 s corrige la fonction de différentiation de la tête magnétique qui engendre le signal de lecture. Les composantes Ws + Y corrigent l'affaiblissement du signal de lecture a haute fréquence ; autrement dit, elles amplifient les composantes a fréquences élevées du signal de lecture de façon a compenser l'affaiblissement.La composante Is corrige l'asymétrie des impulsions du signal de lecture. Les corrections introduites par Schlaepfer sont satisfaisantes, mais il est difficile de réaliser les circuits correspondants car le choix des composants de ce circuit se révele critique si on veut atteindre des valeurs correctes des constantes W, K et Y. En particulier, il est difficile de choisir les composants avec assez de précision pour atteindre la valeur et la polarité correctes de K nécessaires au traitement de l'asymétrie des impulsions de signal de lecture. Un objet de la présente invention est de fournir un type de circuits, meilleurs que ceux de Schlaepfer, qui permettent a un opérateur de régler simplement l'atténuation des circuits de façon a corriger la distorsion de phase ou 11 asymétrie du signal de lecture sans avoir a changer la polarité des composants de sa logique arithmétique. Selon l'invention, on corrige, sur un signal de lecture, les effets introduits, par la fonction de différentiation inhérente a la tette de lecture, par l'affaiblissement de haute fréquence, et par la distorsion de phase, en connectant en série des circuits de correction qui affinent ou rendent plus abrupte, la partie arriere (ou trainée) des impulsions du signal de lecture, qui affinent ou rendent plus abrupte la partie avant (ou front) de ces impulsions et qui integrent les impulsions du signal de lecture de façon à compenser la différentiation introduite par la te te magnétique de lecture.De plus, ces circuits en série de correction corrigent, par construction, l'affaiblissement de haute fréquence parce que leur combinaison en série est équivalente au produit de leurs transformées de Laplace, ce qui fournit des puissances paires d'ordre élevé de la variable de fréquence s. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le circuit de compensation arriere de ces impulsions peut etre représenté, en transformée de Laplace, par K1 (1 + K2s). La correction du front des impulsions de lecture peut être représentée par la transformée de Laplace K3 (1 - K4 s). Un simple étage de correction avant/arriere (front/trainee) des impulsions peut donc être représente, sous la forme la plus générale, par la transformée de Laplace K1 K3 (1 + K2s) (1 - K4s). En outre, si un seul étage de correction s'avérait insuffisant, un autre ensemble de circuits de correction avant/arriere pourrait etre rajouté en série avec le premier ensemble de circuits de correction. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que la compensation par intégration de la différentiation introduite par la tête de lecture est accomplie simplement en ajoutant un intégrateur en série avec le circuit de correction avant/arrière Cependant, une autre forme de réalisation, qui procure une plus grande compensation de l'affaiblissement en haute fréquence, consiste à ajouter un circuit de compensation correspondant à une transformée de Laplace de la forme K5 (ll - Kas). Le grand avantage de la présente invention est que la distorsion de phase de signal de lecture peut être corrigé grace à une configuration de circuit facilement ajustable. En particu lier, le simple réglage de deux résistances variables permet un ajustement séparé des corrections de front et de trainée des impulsions du signal de lecture. Ceci simplifie grandement la conception des circuits de correction. Il n'est pas nécessaire de modifier la configuration du circuit, il suffit seulement d'ajuster les valeurs des résistances de la configuration. En outre, la souplesse qu'introduit la possibilité de régler séparément les corrections de front et de trainée permet d'atteindre, dans tous les cas, la compensation optimum, et pour toute forme d'impulsion. Par exemple, il peut entre souhaitable, dans certains cas, de n'avoir qu'un front d'impulsions abrupt ou de diminuer seulement la trainée. Le circuit permet alors d'obtenir la forme convenable du front d'impulsion ou de sa partie arrière. Ce qui précède, et d'autres objets, caractéristiques, et avantages de la présente invention, apparattront plus clairement sur la description particulière qui va suivre d'un mode préféré de réalisation, description donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins joints, dans lesquels : la figure 1 donne un schéma synoptique d'un mode préféré de réalisation de l'invention ; les transformées de Laplace correspondant à chacun des circuits étant indiquées sur le schéma. La figure 2 montre les types de forme de signaux correspondant à la figure 1. La figure 3 montre la réalisation du mode préféré de realisation à l'aide d'amplificateurs différentiels. Dans la figure 1, le circuit 10 de correction de la trainée consiste en un élément 12 de sommation qui fait la somme du signal et de sa dérivée. L'élément 12 reçoit le signal A (figure 2) sous sa forme originale après son passage.dans le circuit à facteur constant K1. En meme temps, l'élément 12 reçoit la dérivée du signal d'entrée A produit par le circuit 14 de différentiation. Les constantes inhérentes à la réalisation du circuit 10 de correction de trainée sont représentées par K1 et KZ. La fonction de transfert de la correction de trainée est K1 (1 + K2s). Le circuit 16 de correction du front utilise un élément 18 de sommation ayant une entrée positive et une entrée négative. Le signal B est appliqué à l'entrée positive après avoir été multiplié par le facteur constant K3. L'entrée négative de l'élément 18 est alimentée par le circuit 20 de différentiation. Par suite, l'élément 18 de sommation soustrait la dérivée du signal B de ce signal pour donner le signal C. La fonction de transfert de la correction du front d'impulsion est K3 (1 - K4s). Pour suivre le fonctionnement du circuit 10 de correction de trainée et du circuit 16 de correction de front, il faut comparer les signaux A, B, C de la figure 2. A noter que les constantes des circuits 10 et 16 sont choisies de façon que la partie principale du signal formé par addition est le signal d'impulsion et non la dérivée de ce signal. Ainsi, par exemple, dans les circuits 10 et 16, les constantes K2 et K4 sont choisies de façon que la dérivée ait la même hauteur que l'impulsion d'entrée, multipliée par K1 et K3 respectivement. Ce pourcentage n'est pas critique. Cependant, il faut choisir les constantes de façon à amincir l'impulsion et non à la convertir en son signal dérivé. L'impulsion est pratiquement amincie ou rendue plus abrupte en augmentant la pente des parties avant et arrière, ce qui rapproche en fait ces parties du sommet de l'impulsion. Sur la figure 1, le circuit 22 d'intégration reçoit le signal C sous la forme d'une impulsion et la transforme en un signal D "en marche d'escalier, semblable au signal effectivement enregistré sur une bande magnétique. Ceci est accompli par l'élément 24 de sommation, qui soustrait le signal obtenu par dérivation du signal C, du signal obtenu par intégration de C. Le signal intégré de C est fourni par le circuit 26 d'intégration, et le signal dérivé par le circuit 28 de différentiation. La fonction du circuit 22 d'intégration de correction est double--intégration et amincissement de l'impulsion ou compensation de l'affaiblissement de haute fréquence. L'intégration est accomplie par le circuit 26 d'intégration et le circuit 28 de différentiation augmente les composantes de haute fréquence. Ces fonctions, soustraites l'une de l'autre par l'élément 24 de sommation réalisent la fonction de transfert K5 (1/ K K6 s). Comme on peut le voir en comparant les signaux C et D de la figure 2, les constantes K5 et K6 sont choisies de façon que l'impulsion C soit mise sous forme de "marche d'escalier" D par l'intégration. La réalisation du circuit correspondant au mode préféré de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 3. Les circuits 10, 16 et 22 de compensation de la figure I sont identifiés, sur la figure 3, par les encadrés lu, 16 et 22. Le circuit est réalisé sous forme différentielle de façon à éliminer le bruit en mode commun. Les résistances RL de la figure 3 sont les résistances de charge connectées entre les transistors et la source de tension de polarisation. Les émetteurs des transistors sont connectés à des sources de courant. L'entrée bipolaire est appliquée aux bornes 30 et 32. Le circuit différentiel de chacun des circuits de compensation peut être considérée comme forme de deux circuits différentiels séparés dont les sorties sont additionnées sur les résistances de charge ou bien soustraites lrune de l'autre sur ces résistances. il y a addition ou soustraction entre les deux circuits différentiels d'un circuit de compensation donné suivant que les bases des transistors du circuit sont à couplage croisé ou à couplage direct. Ceci sera décrit avec plus de détails plus loin. Un circuit différentiel du circuit 10 de compensation de trainée est fait de transistors 34 et 36. Lorsqu'il y a déséquilibre entre les signaux appliqués aux bases des transistors 34 et 36, un courant passe dans la résistance Rl. Le gain de l'amplificateur différentiel défini par les transistors 34 et 36 est égil alors à RLI divisé par R1. De même, les transistors 38 et 40 constituent un circuit différentiel dont le gain est RLI C1s. La résistance RC1 n'apparat pas dans l'expression du gain à la fréquence considérée. La résistance Rci définit le point d'affaiblissement du circuit de compensation. A la fréquence considérée, l'impédance de C1 est beaucoup plus grande que la résistance de Rcl. De même, les résistances et capacités des transistors ont été négligées parce que petites comparées à l'impédance des autres composants du circuit. Les sorties des circuits différentiels 34-36 et 38-40 sont additionnées aux points 42 et 44. Le gain du circuit 10 de compensation peut etre défini alors par RL1 + RLlC1s. Cette expres T sion peut etre mise sous forme de facteurs comme indiqué par la figure 1 pour le circuit de compensation 10. Dans ce cas, la constante K1 est égale a RLl et K2 est'égale à RICl. R1 est RI ajustable, ce qui permet de faire varier aisément K1 et d'ajuster ainsi la forme de la trainée. Le circuit 16 de compensation du front d'impulsion montré sur la figure 3 fonctionne d'une manière identique au circuit 10 de compensation de trainée, si ce n'est que les sorties des circuits différentiels sont soustraites l'une de l'autre au lieu d'être additionnées. Un circuit différentiel du circuit 16 de compensation de front est composé des transistors 46 et 43. L'au tre circuit différentiel comprend les transistors 50 et 52. La fonction de soustraction de l'élément 18 de sommation, figure 1, est réalisée en figure 3, par le croisement du couplage des bases des transistors 48 et 50 d'une part, et des transistors 46 et 52 d'autre part. Par suite, aux points 54 et 56 le gain RL2C2 est soustrait du gain R2 .Lorsque cette expression est mise sous forme de facteurs, comme indiqué sur la figure 1 pour le circuit 16 de compensation, K3 est égale à R2 et K4 est égale R2C2. K2 est ajustable, ce qui permet de faire varier aisément K4 et d'optimiser ainsi la forme du front. Le réseau 22 de compensation par intégration utilise la configuration de transistor différentiel et réalise l'addition sur les résistances de charge comme le font les circuits de compensation de front et de trainée. Un amplificateur différentiel formé des transistors 58 et 60 réalise la fonction de différentiation qui doit être soustraite de la fonction d'intégration. La fonction de différentiation, faite par les transistors 58 et 60 combinés au condensateur C3 et à la résistance de charge RL3, est réalisée de la même manière que la fonction de différentiation discutée a propos des circuits 10 et 16 de compensation. La fonction d'intégration du circuit 22 de compensation par intégration est obtenue grâce au gain de l'amplificateur différentiel que constituent les transistors 62 et 64. Les différences de tension appliquées aux bases des transistors 62 et 64 provoquent le passage d'un courant dans la résistance R3 connectée entre les émetteurs de ces transistors. Le condensateur C4 connecté entre les bases des transistors 62 et 64 est effectivement partagé entre chaque moitié de l'amplificateur différentiel de façon à réaliser la fonction d'intégration. En d'autres termes, le condensateur C4 peut être considéré comme ayant une capacité double et connecté entre les bases des transistors 62 et 64 et la masse. Par suite, la résistance R4 et une capacité égale à deux fois C4 realisent effectivement la fonction d'intégration sur la base de chacun des transistors 62 et 64. Le gain de l'amplificateur différentiel formé des transistors 62 et 64 est R3 I . L . Pour réaliser la fonction d'integration, x4C4s 2R C s + 1 R3 3 est choisi de façon à être beaucoup plus grand que 1, et par conséquent le gain des transistors 62 et 64 se simplifie en R43 2R C R s Pour réaliser la fonction de soustraction du circuit 22 de compensation par intégration, les couplages des entrées des amplificateurs différentiels sont croisés. Ainsi ltentree du transistor 62 est appliquée également au transistor 60, et l'entrée du transistor 64 est appliquee au transistor 58.Le gain des transistors 58 et 60 est donné par l'expression RL3C3s. RC3 ntap, parait pas dans 11 expression du gain parce qu'à la fréquence utile, l'impédance de C3 est beaucoup plus élevée que la résistance de R C3 Par suite, le gain du circuit de compensation 22 est donné RL3 par l'expression 2R4C4R38s -RL3C3s.Lorsque cette3 q P L3 3 factorisée sous forme de la fonction de transfert indiquée sur la figure 1, les constantes de la figure 1 sont les suivantes K5 = RL3 et K6 = 2R3C3R4C4 2R3R4C4 Bien que l'invention ait été présentée et décrite plus particulièrement en faisant référence à un mode préféré de réalisation, il est bien clair pour l'Homme de l'Art que les modifications indiquées précédemment et toutes modifications de forme ou de détails peuvent etre apportées sans modifier l'esprit et sans sortir du domaine de la présente invention. Par exemple, on pourrait ajouter une inductance en série avec C1RCI ou C2RC2 ou C3RC3 En choisissant une valeur de l'inductance qui rende le circuit RLC surcritique, on pourrait utiliser le circuit RLC pour obtenir un renforcement supplémentaire des hautes fréquences, dans la bande de fréquence utile. REVENDICATIONS 1. Appareil d'égalisation d'impulsions destiné à compenser l'asymétrie d'une impulsion, caractérisé en ce qu'il est constitué par - des moyens relatifs à la traînée des impulsions destinés à mettre en forme la partie arrière des impulsions sans qu'il y ait d'effet sur la partie avant des impulsions - des moyens relatifs au front des impulsions destinés à mettre en forme la partie avant des impulsions sans qu'il y ait d'effet sur la partie arrière des impulsions - lesdits moyens relatifs à la traînée et lesdits moyens relatifs au front étant connectés en série dans un ordre quelconque de façon à former un étage d'égalisation. 2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens relatifs à la traînée et lesdits moyens relatifs au front sont ajustables indépendamment l'un de l'autre. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - des moyens connectés en série avec l'étage d'égalisation d'impulsions destinés à faire une intégration sur l'impulsion en forme de manière à la transformer par intégration en un signal en marche d'escalier". 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - plusieurs desdits étages d'égalisation connectés en série, chacun desdits étages contenant des moyens relatifs à la trainée et des moyens relatifs au front. 5. Appareil de compensation de signal de lecture magnétique destiné à compenser sur le signal de lecture la différentiation inhérente à la tête magnétique, l'affaiblissement de haute fréquence du signal de lecture et la distorsion du signal de lecture, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il est constitué par - de premiers moyens destinés à amincir la partie arrière des impulsions du signal de lecture - de seconds moyens destinés à amincir la partie avant des impulsions du signal de lecture - lesdits premiers et seconds moyens étant connectés en série dans un ordre quelconque et étant ajustables indépendamment et étant indépendants dans leurs effets de façon à ce qu'un ensemble desdits premiers et seconds moyens puisse être ajusté de manière à compenser la distorsion de phase du signal de lecture ;; - des moyens dtintegration, connectés en série et à la suite de ensemble desdits premiers et seconds moyens, destinés à intégrer le signal de lecture de façon à compenser la fonction de différentiation inhérente à la tete de lecture ; - la connexion en série desdits premiers moyens, desdits seconds moyens et desdits moyens d'intégration réalisant une fonction de transfert faisant intervenir les puissances paires de la variable s de fréquence de manière à compenser l'affaiblissement des hautes fréquences du signal de lecture ; 6.Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens sont constitués par - des moyens destinés à différentier le signal de lecture ; - des moyens connectés auxdits moyens de différentiation destinés à additionner le signal de lecture avec le signal de lecture différentié de manière à amincir les impulsions du signal de lecture en rendant plus abrupte la pente de la partie arrière de chacune des impulsions du signal de lecture de façon à rapprocher la partie arrière du sommet de chaque impulsion. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre ; - des moyens destinés à ajuster lesdits moyens de différentiation de manière à modifier la pente de la partie arrière de chacune des impulsions du signal de lecture. 8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens sont constitués par - des moyens destinés à différentier le signal de lecture - des moyens connectés auxdits moyens de différentiation destinés à soustraire le signal de lecture différentié du signal de lecture de manière à amincir les impulsions du signal de lecture en rendant plus abrupte la pente de la partie avant de chacune des impulsions du signal de lecture de façon à rapprocher la partie avant du sommet de chaque impulsion. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - des moyens destinés à ajuster lesdits moyens de différentiation de manière à modifier la pente de la partie avant de chacune des impulsions du signal de lecture. 10. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - plusieurs ensembles desdits premiers et seconds moyens, les ensembles étant connectés en série pour parfaire la mise en forme des impulsions avant la connexion auxdits moyens d'intégration.