Brevet FR2315126A1 — publié le 19770114

La présente invention concerne un appareil de lecture de cartes magnétiques et, en particulier, de titres de circulation magnétiques qui sont codés magnétiquement de telle manière que le signal lu engendré par une tête magnétique contienne à la fois un signal de données et un signal d'horloge périodique, appareil qui comporte un dispositif de transport assurant le défilement de la carte magnétique devant la tette magnétique et un montage décodeur électronique de séparation du signal de données et du signal horloge, montage qui comporte un élément chronométrique déclenché par un changement d'état du signal lu tandis que, pendant le temps d'analyse déterminé par l'élément chronométrique, la valeur binaire du signal lu est vérifiée et tandis que, lors dtun changement d'état de signal se produisant après l'écoule- ment du temps d'analyse, l'émission d'une impulsion d'horloge est déclenchée. Des cartes codées magnétiquement sont utilisées comme titres de circulation, billets d'entrée, cartes de crédit, cartes d'identité ou analogues. Elles servent de document justificatif ouvrant droit à des prestations de service public, elles permettent de retirer des marchandises dans certains distributeurs automatiques, elles constituent une pièce d'identité, etc. Le stockage d'informations sur les cartes magnétiques connues s'effectue suivant la technique d'enregistrement usuelle dans les appareils à bande magnétique. On fait défiler la carte magnétique ou une bande magnétique destinée à la fabrication de cartes magnétiques devant une tête magnétique et on 11 aimante au rythme de la tension de commande appliquée au moyen du champ de dispersion apparaissant dans l'entrefer de la tête magnétique. La variation temporelle de la tension de commande est ainsi trans -formée, en fonction de la vitesse de déplacement, en une aimantation dépendant du chemin parcouru. Lors de la lecture du modèle magnétique ainsi engendré, le chemin inverse est parcouru au moyen d'une tette magnétique, les éléments linéaires magnétiques de la carte magnétique sont transformés en éléments temporels électriques dépendant de la vitesse de déplacement. rJne reconstitution fidèle des informations originales exige en conséquence, dans les appareils de lecture connus, le maintien d'une vitesse de déplacement constante, ce qui n'est souvent possible avec une précision satisfaisante que par la mise en oeuvre de moyens techniques importants. Dans un procédé de codage connu, qui peut également être utilisé pour les cartes magnétiques, on enregistre sur la piste magnétique, non seulement les données à stocker, mais encore un signal d'horloge périodique. Un exemple d'un tel code est représenté sur les lignes W et M de la figure 2. Le sens d'aimentation change périodiquement, la durée de période étant égale à la longueur TB des bits. Entre deux changements successifs de ce type du sens d'aimentation correspondant aux signaux d'horloge, il se produit en outre un changement supplémentaire du sens d'aimantation chaque fois que la valeur W du bit correspondant est 1 (L). Dans un autre code de stockage commun d'un signal de données et d'un signal d'horloge, l'information des donnees est déterminée par le sens de l'aimantation. Lors de la lecture de la piste magnétique, le signal de données est séparé du signal d'horloge, puis le signal de données est décodé à l'aide du signal d'horloge. A cet effet, il est connu d'après le périodique Electronics, octobre 1959, pages 72-75, de mesurer au moyen d'un élément chronométrique monostable, déclenché lors d'un changement (de niveau ou d'état logique) du signal lu, l'intervalle de temps compris entre les changements successifs tandis que, pendant le temps d'analyse déterminé par l'élément chronométrique, la valeur binaire du signal lu est vérifiée et tandis que, lors d'un changement du signal lu se produisant après l'écoulement du-temps d'analyse, une impulsion d'horloge est émise.Le temps d'analyse constant exige une vitesse relative également constante entre la piste magnétique et la tête magnétique. ême lors d'écarts relativement minimes de la vitesse de lecture instantanée par rapport à sa valeur de consigne, les données stockées sont lues de façon erronee. L'invention a pour objet de créer un appareil de lecture de cartes magnétiques simple et dans lequel les données stockées sont lues sans erreur, même en cas de fortes fluctuations de la vitesse de lecture. A cet effet, on utilise les dispositions indiquées dans la partie caractéristique de la revendication 1. L'invention permet de réaliser le dispositif de transport assu rant le défilement de la carte magnétique devant la tête magnétique par des moyens simples et n'exigeant pas de précision mécanique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple nonkmitatif, un mode de réalisation. Sur ces dessins la figure 1 représente un schéma symbolique d'un appareil de lecture de cartes magnétiques suivant l'invention la figure 2 représente un diagramme, et la figure 3 représente un autre diagramme. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une carte magnétique qui défile devant une tête magnétique de lecture 3 sous l'action d'un dispositif de transport 2 qui n'est représenté que schématiquement. Au dispositif de transport 2 est accouplé un rythmeur 4, de préférence constitué par un disque gradué 5 lié de façon rigide au dispositif de transport 2, par un photoémetteur 6 et par un photorécepteur 7 destinés à permettre une analyse optique du disque gradué 5, ainsi que par un photoamplificateur 8.Le disque gradué 5 peut entre, d'une manière connue en soi, en matériau transparent et peut présenter sur sa périphérie des graduations 9 en forme de secteur d'anneau circulaire, graduations qui sont de même largeur que les zones transparentes qui les séparent de sorte que le phtorécepteur 7 est frappé par une impulsion de lumière proportionnelle à la vitesse et de sorte qu'une tension pulsée symétrique apparat à la sortie du photoamplificateur 8. Directement au-dessus ou au-dessous du disque gradué 5 peut entre disposé un segment gradué 10 qui présente des graduations il correspondant aux graduations 9, ce qui permet de renoncer à une focalisation des rayons lumineux émergeant du photoémetteur 6 et d'obtenir un rendement lumineux élevé coté récepteur. Il est également possible d prévoir un second segment gradué décalé d'une demi-graduation par rapport au segment gradue 10 et derrière lequel est disposé un second phtorécepteur. Si les deux photorécepteurs sont branchés sur un amplificateur différentiel, alors on obtient une tension alternative trangulaire symétrique par rapport à l'axe de zéro, dont l'amplitude est indépendante dans une large mesure des influence s de lumière parasite et des fluctuations de température. La tête magnétique 3 est connectée, par l'intermédiaire d'un amplificateur 12, à l'entrée de signal lu 13 d'un montage détecteur 15, à l'entrée de rythme 14 duquel est connecté le rythmeur 4. Ce montage décodeur a pour fonction de tirer du signal lu M appliqué à son entrée un signal de données D et un signal d'horloge C. Le signal de données D apparatt à une sortie de données 16 et le signal d'horloge C à une sortie d'horloge 17. De préférence, la- sortie de données 16 est connectée à une entrée de données d'un registre à décalage 18 et la sortie d'horloge 17 à une entrée d'horloge de ce registre. Le montage décodeur 15 comprend un élément chronométrique numérique 19 commandé par le rythmeur 4, élément qui est de préférence constitué par un compteur d'impulsions et qui sera considéré comme tel dans ce qui va suivre. Entre l'entrée de rythme 14 et une entrée de comptage 20 du compteur d'impulsions 19, est monté un conformateur d'impulsions 21 qui, à chaque changement de niveau du signal de rythme T engendré par le rythmeur 4, émet une impulsion de comptage en forme d'iguille. L'entrée de signal lu 13 est connectée, par l'intermédiaire d'un conformateur d'impulsions 22, à l'entrée d'actionnement ou de déclenchement S d'une bascule 23 et à une première entrée d'une porte ET 24. Une sortie Q de la bascule 23 est reliée à une seconde entrée de la porte ET 24, tandis qu'une sortie Q de cette bascule est connectée à une entrée de rétablissement 25 du coqF teur d'impulsions 19 ainsi qu > à la sortie d'horloge 17 du montage décodeur 15. La porte ET 24 est connectée à l'entrée d'actionnement S d'une bascule 26, dont la sortie Q constitue la sortie de données 16. Une sortie 27 du compteur d'impulsions 19 est reliée à une entrée de rétablissement R de la bascule 23 ainsi que, par l'intermédiaire d'un élément à retard 28, à une entrée de rétablissement R de la bascule 26. Dans ce qui va suivre, le mode de fonctionnement de l'~- pareil décrit sera exposé en se référant au diagramme de la figure 2, qui représente les variations dans le temps des signaux désignés par les mêmes lettres sur la figure 1, dans le cas d'une vitesse de lecture fortement variable. Sur la ligne W de la figure 2 est indiquée, à titre d'exemple, la valeur de quelques bits de données de l'information stockée sur la carte magnétique 1. En dessous de cette ligne est représenté le signal lu M associé, qui correspond à chaque instant au sens d'aimantation de la carte magnétique et qui change d'état logique au début de chaque période de bit. La longueur des bits ést désignée par TB.Si la valeur d'un bit est 1, alors il se produit un autre changement d'état du signal lu X, sensiblement au milieu de la période de ce bit. Le signal de rythme T engendré par le rythmeur 4 est représenté sous la forme d'un signal rectangulaire, ce qui correspond aux conditions réelles si l'amplificateur 8 est fortement surexcité. Le conformateur d'impulsions 21 engendre une tension T' présentant des impulsions en forme d'aiguille. D'une manière analogue, le conformateur d'impulsions 22 engendre une tension M' p-ésentant des impulsions en forme d'aiguille, associées chacune à un changement d'état du signal lu M. Par un dimensionnement approprié du dispositif de transport 2 et du rythmeur 4, on s'arrange pour que la durée de période T5 du signal de rythme T corresponde à une partie aliquote (dans l'exemple décrit au tiers) de la longueur de bit TB du signal lu M. Les changements du signal lu M ne coïncident généralement pas avec un changement du signal de rythme T. Dans ltétat initial de l'appareil, les bascules 23 et 26 sont à l'état de repos et le compteur d'impulsions 19 est à zéro. Lors d'un changement de niveau du signal lu M, la bascule 23 change d'état et par conséquent, le compteur d'impulsions 19 est déverrouillé et compte alors les impulsions en forme d'aiguille de la tension pulsée T'. A la cinquième impulsion en forme d'aiguille, le compteur d'impulsions 19 engendre à sa sortie 27 une tension de rétablissement qui rétablit ltétat de repos de la bascule 23. Le temps d'analyse compris entre le changement de niveau du signal lu M et la cinquième impulsions en forme d'aiguille de la tension pulsée T' est désigné sur la figure 2 par Ta. Pendant le temps d'analyse Ta, la bascule 23 déverrouille la porte ET 24. Si un bit présente la valeur 1, alors il se produit, comme déjà mentionné, pendant le temps d'analyse Ta un autre chan gement du signal lu M, l'impulsion en forme d'aiguille de la tension pulsée M' associée à ce changement traverse la porte ET 24 et commute la bascule 26. Celle-ci est ramenée à son état de repos lorsque la tension de rétablissement engendrée par le compteur d'impulsions 19 à la cinquième impulsion en forme d'aiguille de la tension pulsée T' a traversé l'élément à retard 28. L'élément à retard 28, qui introduit un temps de retard 1T assure pour chaque bit un chevauchement d'une durée ctd'une impulsion de données du signal de données D et d'une impulsion d'horloge du signal d'horloge C. Par contre si un bit présente la valeur 0, alors il ne se produit, pendant le temps d'analyse Tas aucun changement du signal lu M et la bascule 26 reste dans son état de repos. Le signal de données D apparaissant à la sortie de données 16 est introduit par décalage dans le registre à décalage 18 au rythme du signal d'horloge C et est stocké dans ce registre. Un changement du signal lu M après l'écoulement du temps d'analyse Ta est interprété comme représentant le début d'une nouvelle période de bit. Les avantages de l'appareil décrit sont maintenant faciles à comprendre. Comme le temps d'analyse Ta, pendant lequel la valeur binaire du signal lu M est vérifiée n est pas constant, mais s'adapte continuellement à la vitesse d'entraînement instantanée de la carte magnétique 1, cette vitesse d'entraînement peut pratiquement varier à volonté. Il est par conséquent possible d'utiliser un moteur d'entraînement bon marché à vitesse de rotation non stabilisée. Bien entendu, il y a lieu de s'assurer qu'un patinage se produisant éventuellement entre le dispositif de transport 2 et la carte magnétique 1 est aussi faible que possible et, également, que le rythmeur 4 ou le disque gradué 5 sont accouplés de façon aussi rigide que possible avec le dispositif de transport 2. Sur la figure 3a sont à nouveau représentés le signal lu M ainsi que la tension pulsée ' tirée de ce signal et sur la figure 3b est à nouveau représenté le signal de rythme T, la durée de période T5 du signal de rythme correspondant comme précédemment au tiers de la longueur de bit TB. Le signal d'horloge C est caractérisé pour le cas déjà discuté à propos de l'appareil de la figure 1 par le fait que le compteur d'impulsions 19 compte les changements positifs et négatifs du signal de rythme T, c'est-à-dire que chaque flanc du signal de rythme représente un élément de comptage. Etant donné que, comme précédemment décrit, le début d'une période de bit ne coïncide généralement pas avec un changement du signal de rythme T, la durée d'analyse Ta peut varier entre des limites déterminées. A cet égard, il existe deux cas limites. Dans l'un de ces cas, un changement du signal de rythme T est juste encore compté et dans l'autre un tel changement n1 est juste plus compté. Pour le premier cas limite mentionné, l'allure représentée en trait plein du signal d'horloge C valable avec une durée d'analyse T a maximale et pour le second cas limite mentionné c'est l'allure représentée en trait interrompu qui est valable avec une durée d'analyse maximale. Le rectangle hachuré matérialise la largeur de dispersion du temps d'analyse Ta. La sécurité propre de l'appareil décrit contre une lecture erronée est maintenant facile à déterminer. Dans un sens, la sécurité est S1 = 1/6 T3 et dans l'autre sens elle est S2 = 1/6 TB. .La sécurité contre une lecture erronée est donc S = 1/6 TB, c'est-à-dire que la carte magnétique est lue sans erreur si la somme de toutes les influences perturbatrices qui provoquent un décalage temporel des changements du signal lu M par rapport à ceux du signal de rythme T est inférieure à 1/6 de la longueur de bit TB. Parmi ces influences perturbatrices, on peut mentionner les déformations de la carte magnétique, les instabilités du rythmeur 4, et le support mécanique dé la tête magnétique, etc. La sécurité contre une lecture erronée peut entre augmentée si la fréquence du rythmeur 4 est choisie considérablement plus élevée, de façon que, dans le cas idéal, on ait Ta = 3/4 T3 et S1 = S2 = 1/4 Tub. Une fréquence élevée du rythmeur implique toutefois, non seulement un tracé très fin des graduations 9, qui pose des problèmes mécaniques et optiques, mais encore une grande capacité de mémoire correspondante du compteur d'impulsions 19.Lorsque le compteur d'impulsions 19 compte aussi bien les changements positifs que les changements négatifs du signal de rythme T, on obtient un compromis idéal si TA = 1/3 TB ou Tus = 1/5 TB. La dernière variante mentionnée est représentée sur la figure 3c et assure une sécurité S = 1/5 Tg. La variante T5 1/4 T3 non représentée sur le dessin n'assure qu'une sécurité moindre tandis que, si l'on réduit encore la durée de période Ts, la complexité technique augmente considérablement sans que la sécurité soit notablement améliorée. Sur les figures 3b et 3c est encore représenté le signal d'horloge C' correspondant au cas dans lequel on considère comme élément de comptage chaque flanc positif du signal de rythme T, c'est-à-dire dans lequel le conformateur d'impulsions 21 est supprimé. En outre, sur ces figures est également représenté le signal d'horloge C pour la variante, qui en soi peut être envisagée, dans laquelle chaque cycle complet 0-1-1-0 du signal de rythme est valable comme élément de comptage. Il est clair que ces variantes sont inutilisable pour T5 = 1/3 T3 (figure 3b) et que pour T5 = 1/5 T3 elles n'assurent qu'une sécurité moindre que le comptage des changements positifs et négatifs du signal de rythme. REVENDICATIONS 1. Appareil de lecture de cartes magnétiques et, en particulier, de titres de circulation magnétiques qui sont codés magnétiquement de telle manière que le signal lu engendré par une tête magnétique contienne à la fois un signal de données et un signal d'horloge périodique, appareil qui comporte un dispositif de transport assurant le défilement de la carte magnétique devant la tête magnétique et un montage décodeur électronique de séparation du signal de données et du signal d'horloge, montage qui comporte un élément chronométrique déclenché par un changement d'état du signal lu tandis que, pendant le temps d'analyse déterminé par l'élément chronométrique, la valeur binaire du signal lu est vérifiée et tandis que, lors d'un changement d'état de signal se produisant après l'écoulement du temps d'analyse, l'émission d'une impulsion d'horloge est déclenchée, ledit appareil étant caractérisé en ce que l'élément chronométrique est un élément chronométrique numérique commandé par un rythmeur accouplé avec le dispositif de transport. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ltélément chronométrique numérique est un compteur dtimpul- sions déverrouillé par chaque changement d'état du signal lu et qui compte les changements d'état du signal de rythme engendré par le rythmeur. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rythmeur comprend un disque gradué, un photoémetteur et un photorécepteur destinés à assurer l'analyse optique du disque gradué, et un photoamplificateur. 4. Appareil suivant l'une des mvendications 2 et 3, caractérisé en ce que le compteur d'impulsions est agencé de manière à pouvoir compter aussi bien les changements d'état positifs que les changements d'état négatifs du signal de rythme, et en ce que la durée de période du signal de rythme correspond au tiers ou au cinquième de la longueur de bit du signal lu. 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'entre le rythmeur et une entrée de comptage du compteur d'impulsions est monté un conformateur d'impulsions qui, à chaque changement d'état du signal de rythme, émet une impulsion de comptage en forme d'aiguille. 6. Appareil suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la tête magnétique est connectée, par l'intermédiaire d'un amplificateur et d'un conformateur d'impulsions, à une entrée d'actionnement d'une première bascule et à une première entrée d'une pore ET, en ce qu'une sortie (Q) de la première bascule est reliée à une seconde entrée de la porte ET tandis qu'une autre sortie (5) de cette bascule est connectée à une entrée de rétablissement du compteur d'impulsions ainsi qu'à une sortie d'horloge du montage décodeur, en ce que la porte ET est reliée à une entrée d'actionnement d'une seconde bascule, dont la sortie (Q) constitue la sortie de données du montage décodeur, et en ce qu'une sortie du compteur d'impulsions est connectée à une entrée de rétablissement de la première bascule ainsi que, par l'intermédiaire d'un élément à retard, à une entrée de rétablissement de la seconde bascule. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie des données du montage décodeur est connectée à une entrée de données d'un registre à décalage, tandis que la sortie d'horloge du montage décodeur est reliée à une entrée d'horloge de ce registre à décalage.