Brevet FR2464530A1 — publié le 19810306

-1 - La présente invention a trait à l'enregistre- ment sur des supports magnétiques et elle se rapporte plus particulièrement à un appareil destiné à faire varier dynamiquement la polarisation d'enregistrement de telle sorte qu'à chaque instant la polarisation soit plus proche de la valeur optimale pour le spectre de l'information à enregistrer que lorsqu'une polari- sation fixe est employée. Dans l'enregistrement magné- tique de signaux analogiques, tels que, par exemple, des signaux audio, il est de pratique courante d'utili- ser une polarisation d'enregistrement à haute fréquence pour rendre linéaire le milieu support magnétique qui serait, autrement, fortement non linéaire. Le courant appliqué à la tête d'enregistrement est alors le ré- sultat de l'addition d'un courant représentant le si- gnal analogique à enregistrer et d'une forme d'onde de courant de polarisation, normalement sinusoïdale, d'une fréquence plusieurs fois supérieure à la compo- sante ayant la plus haute fréquence du signal analo- gique. La grandeur du courant de polarisation in- fluence plusieurs paramètres de l'appareil d'enregis- trement; le rapport signal-bruit, la distorsion non linéaire (ou harmonique), la réponse en fréquence, la sensibilité, le niveau de sortie, le bruit de modula- tion et l'incidence des manques (baisses momentanées du niveau de sortie dues aux irrégularités de la bande magnétique et de son contact avec la tête d'enregis- trement). Pour de nombreuses situations d'enregistre- ment typiques, en particulier celles dans lesquelles le support d'enregistrement est une cassette compacte, la préoccupation principale concerne les exigences -2- contradictoires entre une grandeur d'un courant de po- larisation qui produit une distorsion minimale aux moyennes et basses fréquences audio, avec une quantité minimale de manques, et une plus faible grandeur du courant de polarisation qui produit un niveau de sor- tie maximal plus élevé aux hautes fréquences audio. Jusqu'à présent, le niveau de polarisation a été choi- si en tant que compromis entre les divers paramètres de la bande qui varient avec le niveau de polarisation. Dans le cas de l'enregistrement sur cassettes compac- tes, la saturation de la bande se produit aux hautes fréquences audio, ce qui limite ainsi le niveau de sortie maximal de hautes fréquences et provoque une perte audible dans la plage des hautes fréquences des bandes reproduites. La saturation de la bande aux hautes fréquences dans les enregistrements sur cas- settes compactes peut être considérablement réduite, bien qu'apparemment elle ne puisse pas être complète- ment supprimée, en optimisant la polarisation d'enre- gistrement pour ce résultat. Bien que la saturation ne se produise pas en général aux hautes fréquences dans les enregistreurs à bande "de bobine à bobine" fonctionnant aux vitesses professionnelles, par exem- ple à 38 cm/s ou à 19 cm/s, le niveau de sortie aux hautes fréquences et d'autres paramètres d'enregistre- ment de tels enregistreurs sont améliorés par l'em- ploi de niveaux de courant de polarisation inférieurs aux valeurs de compromis généralement utilisées. Cepen- dant, les distorsions aux moyennes et basses fréquen- ces, le taux des manques et d'autres paramètres sont dégradés par une telle grandeur de polarisation plus faible. Etant donné que les exigences contradictoires entre un niveau de polarisation choisi pour obtenir les résultats optimaux pour les signaux audio aux -3- basses et moyennes fréquences et un niveau de polarisa- tion choisi pour obtenir le niveau de sortie optimal pour les signaux audio aux hautes fréquences sont un problème fondamental pour les situations d'enregistre- ment typiques et du fait que les résultats de ce choix sont si facilement audibles dans l'enregistrement re- produit, la présente demande de brevet et les modes de réalisation préférés de l'invention mettent l'ac- cent sur la résolution de cette contradiction. Les spécialistes de la technique comprendront que certaines circonstances, en particulier le type du support magné- tique, la vitesse utile d'enregistrement ou des résul- tats spécialement désirés, peuvent avoir pour effet de donner à d'autres paramètres d'enregistrement une plus grande importance. Bien que le choix d'un niveau de polarisation préféré à une fréquence donnée quelconque nécessite encore un compromis du fait que les paramètres ont tendance à être optimaux à des niveaux de polarisation différents, même pour une fréquence donnée, une amélio- ration importante des performances globales peut néan- moins en résulter par rapport à un niveau de polarisa- tion de compromis pour l'ensemble du spectre de fré-_ quences intéressé à enregistrer. Le choix du niveau de polarisation nécessite, par conséquent, des infor- mations sur le spectre de fréquences à enregistrer. On doit noter que, pour chaque valeur du cou- rant depolarisation, le gain et l'égalisation de l'am- plificateur peuvent être réglés pour donner le niveau désiré de flux magnétique enregistré et la réponse en fréquence globale (enregistrement/reproduction) dési- rée, à condition naturellement que le niveau d'entrée ne soit pas si élevé qu'il entraîne une non linéarité de la bande. -4- Conformément aux enseignements de la présente invention, ces problèmes ainsi que d'autres problèmes de la technique antérieure sont résolus par un appareil d'enregistrement sur' un support magnétique dans lequel la polarisation d'enregistrement est modifiée dynami- quement pour rendre la polarisation plus proche de la valeur optimale pour le spectre de l'information à en- registrer. Pour maintenir une réponse en fréquence enregistrement/reproduction globale désirée, les ca- ractéristiques de l'amplificateur d'enregistrement peuvent être modifiées dynamiquement lorsque la pola- risation est modifiée. Plus particulièrement, il est prévu un niveau de polarisation de repos qui est essentiellement opti- misé pour un spectre donné de fréquences de l'informa- tion à enregistrer. L'amplitude de l'information à enregistrer dans un autre spectre de fréquences est contr8lée et, lorsque l'amplitude dépasse une valeur prédéterminée, le niveau de polarisation est dévié de son niveau de repos de façon à se rapprocher davan- tage de la valeur optimale pour cet autre spectre de fréquences.. En outre, le gain et l'égalisation de l'amplificateur d'enregistrement peuvent être modifiés en même temps que la polarisation afin de conserver une réponse enregistrement/reproduction plus invariable. Selon un mode de réalisation préféré, l'inven- tion est utilisée dans un appareil d'enregistrement sur bande audio dans lequel le niveau de polarisation de repos est choisi pour assurer approximativement les meilleurs résultats aux basses et moyennes fré- quences audio. Du fait que le niveau de repos n'est plus un niveau de compromis fixe, il peut être établi à un plus haut niveau ce qui améliore ainsi la qualité de l'enregistrement des informations aux basses et moyennes fréquences audio. Le niveau des hautes fré- -5- quences du signal à enregistrer est contrôlé et, lors- qu'il dépasse une grandeur prédéterminée, la polarisa- tion est réduite par rapport à sa valeur de repos. Dans les systèmes dans lesquels la bande a tendance à se saturer aux hautes fréquences, la réduction dy- namique de la polarisation, outre qu'elle accroit le niveau de sortie maximal aux hautes fréquences, réduit également le bruit de modulation haute fréquence. Etant donné que le changement de polarisation agit sur la réponse en fréquence, le gain et l'égalisation de l'amplificateur sont modifiés d'une manière appropriée lorsque la polarisation est réduite. Une amélioration globale de l'information enregistrée sur la bande est, de ce fait, obtenue. Ces avantages de la présente invention ainsi que d'autres seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre considérée à la lumière des dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est un schéma-bloc représentant un appareil d'enregistrement analogique mettant en oeuvre l'invention; la Figure 2 est un schéma-bloc représentant le générateur de signal de commande de la Figure 1, en plus de détail; la Figure 3 est un schéma-bloc représentant un autre générateur de signal de commande; la Figure 4 représente une série de courbes données à titre d'exemple rapportant l'amplitude de la polarisation d'enregistrement au niveau de repro- duction pour les enregistrements audio à vitesse rapide; la Figure 5 représente une série de courbes données à titre d'exemple rapportant l'amplitude de la polarisation d'enregistrement au niveau de sortie de reproduction pour les enregistrements audio à vitesse lente; -6- La Figure 6 est un schéma-bloc représentant un moyen pour réaliser une commande indépendante de la polarisation d'enregistrement dans des enregistreurs à pistes multiples; la Figure 7 est un schéma, en partie sous forme de schéma-bloc, représentant un circuit utilisable pour fournir une polarisation variable dans un enre- gistreur audio; La Figure 8 est un schéma représentant un cir- cuit utilisable pour fournir une égalisation variable dans un enregistrement audio; La Figure 9A est un schéma électrique repré- sentant un atténuateur variable utilisant un transistor bipolaire; La Figure 9B est un schéma électrique repré- sentant un atténuateur variable utilisant un transis- tor à effet de champ; La Figure 10 est un schéma électrique repré- sentant un atténuateur variable utilisant une photo- résistance; La Figure 11 est un schéma électrique, en par- tie sous forme d'un schéma-bloc, représentant une va- riante du circuit de la Figure 7; La Figure 12 représente un réseau de courbes qui rapportent le niveau de sortie de reproduction à la réponse de fréquence, à un niveau de distorsion fixe, pour plusieurs choix d'amplitude de polarisation; la Figure 13 représente un graphique sur le- quel on a tracé une série de courbes de la sensibilité de la bande par rapport à la fréquence qui montrent, d'une manière générale la famille de courbes à pente de 6dB/octave qui résultent de diverses valeurs de po- larisation décroissantes; La Figure 14 est un graphique qui représente la constante de temps d'égalisation variable par rap- -r7- port au courant de polarisation normalisé; La Figure 15 est un schéma d'une partie d'un appareil d'enregistrement audio mettant en oeuvre l'invention; La Figure 16 est un graphique qui représente le courant de polarisation normalisé par rapport à la tension de commande du circuit compresseur Dolby; et La Figure 17 est un schéma simplifié du filtre passe-bas variable utilisé dans le circuit de la Fi- gure 15. On se référera maintenant aux dessinent en particulier à la Figure 1 qui représente un schéma- bloc de principe de l'invention dans le contexte d'un appareil d'enregistrement analogique servant à enre- gistrer des signaux dans la plage audio sur un support magnétique. Comme dans le cas d'un enregistreur clas- sique, le signal audio est transmis par un amplifica- teur d'enregistrement 1, ayant une amplification et une réponse en fréquence déterminées par des compo- sants de commande de gain et d'égalisation représen- tés par un bloc 2, à des moyens sommateurs 4 puis à la tête d'enregistrement 5 placée dans une disposition d'enregistrement par rapport à un support magnétique 7 qui, dans cet exemple, est une bande magnétique. Un oscillateur 3 à haute fréquence (approximativement supérieure d'un ordre de grandeur à la fréquence la plus élevée à enregistrer, typiquement d'environ kHz pour les enregistreurs audio) engendre la forme d'onde de polarisation d'enregistrement qui est égale- ment appliquée à la tête d'enregistrement 5 par le sommateur 4. Cependant, dans la présente invention, l'égalisation et le gain d'enregistrement, déterminés par le bloc 2, et l'amplitude de la polarisation d'enregistrement engendrée par le bloc 3 peuvent être -8- modifiés au moyen d'un signal de commande produit par le bloc 6. La valeur de ce signal de commande est dé- terminée par le spectre et l'amplitude du signal d'en- trée analogique d'uee manière telle que., lorsque le contenu en hautes fréquences du signal d'entrée s'é- lève au-dessus d'un seuil prédéterminé, le signal de commande agit pour réduire le niveau de la polarisa- tion d'enregistrement engendrée par le bloc 3 par rap- port à sa valeur de repos, ce qui permet ainsi l'enre- gistrement de hauts niveaux de hautes fréquences sur la bande, et également pour modifier le gain et l'éga- lisation fixés par le bloc 2 de façon à maintenir une réponse en fréquence enregistrement-reproduction glo- bale plate et une sensibilité d'enregistrement cons- tante. Le générateur 6 de signal de commande peut al- ternativement recevoir ses signaux d'entrée de la sortie de l'amplificateur d'enregistrement 1 plutôt que de son entrée. D'autres détails du générateur 6 de signal de commande ont été représentés sur la Figure 2. Le si- gnal à enregistrer est appliqué, par l'intermédiaire d'un filtre passehaut 10 dont les caractéristiques sont établies en fonction des caractéristiques de sur- charge à haute fréquence de la bande, à un redresseur 11. Le signal unidirectionnel résultant est lissé dans le bloc 12 et transmis à un circuit de seuil 13 qui ne produit un signal de sortie que lorsque le si- gnal d'entrée dépasse une certaine valeur correspon- dant à un signal d'entrée à haute fréquence d'origine qui produirait une surcharge de la bande avec la pola- risation d'enregistrement à sa valeur de repos. Comme décrit ci-dessus, le signal de sortie du bloc 13, à savoir le signal de commande, provoque la production d'une polarisation d'enregistrement réduite et empêche ou réduit, par conséquent, la surcharge tout en modi- fiant simultanément les paramètres d'enregistrement pour empOcher des changements de la réponse de fré- quence globale et de la sensibilité. Les enregistreurs sur bande audio à faible - vitesse qui utilisent des cassettes compactes, par exemple, utilisent fréquemment un type de dispositif de réduction du bruit connu sous la désignation com- merciale "dispositif de réduction du bruit Dolby type B", dont le compresseur, utilisé au cours de l'enregistrement, contient un filtre passe-haut, un redresseur et des moyens de lissage similaires à ceux de la Figure 2. Il est, par conséquent, possible de prélever le signal de commande de polarisation, de gain et d'égalisation variables sur le compresseur du dis- positif Dolby type B de la manière indiquée sur la Figure 3. Les blocs 15 à 23 compris constituent un compresseur Dolby type B normal. En comparant entre elles les Figures 2 et 3, on peut voir que les blocs à 17 et 19 à 21 effectuent des opérations similaires à celles effectuées par les blocs 10 à 12 et que, par conséquent, un signal de commande destiné à agir sur la polarisation d'enregistrement et l'égalisation peut être engendré par l'addition d'un circuit 25 de déter- mination de seuil correspondant au bloc 13 de la Figure 2 et, facultativement, d'autres moyens de lissage 24. Le circuit 25 de détermination de seuil peut alterna- tivement recevoir ses signaux d'entrée de la sortie des seconds moyens de lissage 23 lorsque les autres moyens de lissage 24 sont omis. Diverses configurations de circuit générateur de signal de commande viendront à l'esprit des spécia- listes de la technique en fonction, en partie, du ni- veau de raffinement désirée et du coût acceptable. Dans tous les cas, la génération du signal de commande n'est qu'une simple étape intermédiaire pour provoquer la va- riation de la polarisation d'enregistrement et, habi- tuellement, celle du gain et de l'égalisation de l'en- registrement d'une manière qui a pour effet l'obtention d'un signal enregistré qui représente plus fidèlement le signal appliqué que si une polarisation fixe était utilisée. Certains circuits peuvent être moins effi- caces que d'autres pour des raisons de coûit, par exem- ple, mais ils entraînent néanmoins l'obtention d'enre- gistrements améliorés. Pour obtenir les résultats optimaux, l'opéra- tion qui consiste à faire varier la polarisation d'en- registrement et d'autres caractéristiques doit être effectuée indépendamment dans chaque canal d'un enre- gistreur à pistes multiples de façon à éviter la modu- lation des paramètres d'enregistrement d'un canal par l'information qui est enregistrée sur d'autres pistes. Dans l'application à l'enregistrement en stéréophonie, dans laquelle il existe un degré important de corréla- tion entre l'information qui doit être enregistrée sur les deux pistes, il peut être quelquefois acceptable de modifier simultanément les paramètres d'enregistre- ment des deux canaux conformément à un signal de com- mande obtenu au moyen d'une certaine combinaison des informations des deux canaux, par exemple, la somme y 25 des informations des canaux ou la plus grande des in- formations des canaux. La fonction idéale rapportant l'amplitude du courant de polarisation au niveau et au spectre du si- gnal à enregistrer est complexe et sera différente pour chaque type et marque de bande d'enregistrement. Pour les bandes magnétiques pour lesquelles il existe une valeur de polarisation qui permet un enregistre- ment linéaire des plus hauts niveaux et des plus hau- tes fréquences présents dans l'information utile à enregistrer, cette valeur étant cependant inférieure -11- à la valeur de repos normalement employée pour amélio- rer d'autres facteurs du processus d'enregistrement, la fonction de changement de polarisation devrait être telle que le point de travail de la bande soit réglé de façon à être toujours situé au-dessous de la satura- tion, c'est-à-dire que la bande reste linéaire. Il est alors habituellement nécessaire d'introduire un gain et une égalisation variables pour conserver la réponse en fréquence et.la sensibilité lorsque l'amplitude de la polarisation varie. Cet état de chose s'applique, par exemple, à l'enregistrement à 38 et 19 cm/s effec- tué en utilisant les normes d'égalisation d'enregistre- ment NAB ou CCIR. Pour les bandes magnétiques pour lesquelles il n'existe pas de valeur de la polarisation d'enregis- trement permettant un fonctionnement linéaire avec des signaux de haut niveau et à haute fréquence, la satura- tion est inévitable et la polarisation variable ne peut pas supprimer la non linéarité mais simplement en ré- duire l'importance. La fonction de changement de pola- risation devrait alors être telle qu'elle réduise au minimum le degré de saturation de la bande jusqu'à un niveau d'entrée ainsi élevé que possible. Dans ce cas, la bande magnétique reste "imparfaite", les imperfec- tions étant quelque peu réduites ce qui permet d'avoir un niveau de sortie maximal plus élevé aux hautes fré- quences et réduit le bruit de modulation qui se produit lorsque la bande est saturée ou presque saturée. Cet état de chose s'applique aux enregistrements à faible vitesse, tels que ceux effectués avec les cassettes compactes. Dans de tels systèmes, il peut être dési- rable d'utiliser une égalisation variable pour compen- ser la réponse en haute fréquence accrue lorsque la polarisation est réduite. La polarisation d'enregistrement de repos et, -12- par conséquent, l'égalisation et l'amplification d'en- registrement de repos peuvent ne pas être celles qui auraient été adoptées dans un enregistreur utilisant une polarisation fixe, étant donné qu'il n'est plus besoin d'appliquer le compromis classique entre la saturation aux hautes fréquences et d'autres aspects des performances d'enregistrement. Ceci peut permettre un accroissement des niveaux d'enregistrement maximaux et entraîne une amélioration du rapport signal-bruit. La Figure 4 montre comment la sensibilité et le niveau de sortie maximal sans distorsion d'un enre- gistreur fonctionnant avec une vitesse de défilement de 38 cm/s varient en fonction de l'amplitude de la polarisation d'enregistrement pour une bande magné- tique type utilisé à une telle vitesse dans un appa- reil employant les caractéristiques d'enregistrement NAB ou CCIR normales. L'amplitude de polarisation de repos "a" peut être utilisée pour permettre l'enregis- trement des hauts niveaux aux basses et moyennes fré- quences. Cependant, avec cette valeur de polarisation, le niveau de sortie maximal à 15 kHz (N) est inférieur à celui aux plus basses fréquences (X) et dans le cas d'une information contenant de très grandes amplitudes à hautes fréquences (sons éclatants), une distorsion peut se produire. Si la polarisation est réduite, par exemple, à l'amplitude "b" pendant de tels passages, le niveau de sortie maximal aux hautes fréquences est accru et la distorsion est réduite ou empêchée. Lors- qu'on réduit la polarisation de "a" à "b", les sensibi- lités à 1 kHz et à 15 kHz sont accrues respectivement d'environ 1 dB et d'environ 3 dB et il en résulte qu'il est désirable de réduire le gain et l'accentua- * tion des hautes fréquences de l'amplificateur d'enre- gistrement pour conserver la sensibilité et la réponse de fréquence globales inchangées. L'importance de la -13- réduction de la polarisation qui doit être effectuée dépend de l'importance dont les composantes à haute fréquence de l'information dépassent les courbes du niveau de sortie maximal aux hautes fréquences. Dans un tel enregistreur à grande vitesse de défilement, ce n'est que dans des conditions de programme très rigoureuses que la réduction de polarisation sera né- cessaire. Cependant, dans l'enregistrement à vitesse lente, la réduction de polarisation est nécessaire bien plus souvent. La Figure 5 représente des informa- tions similaires à celles de la Figure 4 mais pour une vitesse de défilement de 4,76 cm/s (par exemple celle des cassettes compactes). Habituellement, le choix de l'amplitude de polarisation nécessite un compromis entre le niveau de sortie maximal aux basses et mo- yennes fréquences et le niveau de sortie maximal aux hautes fréquences. Un compromis typique est l'ampli- tude "c" à laquelle le niveau de sortie maximal à 10 kHz est inférieur de 10 dB au niveau de sortie à 333 kHz. Un résultat inévitable de cette situation est la saturation aux hautes fréquences dans le cas des sons éclatants. En diminuant la polarisation en fonction du contenu en hautes fréquences de l'informa- tion à enregistrer, un plus haut niveau des hautes fréquences peut être enregistré. Par exemple, une ré- duction de la polarisation au niveau "d" permet l'en- registrement de signaux de 10 kHz de 4 dB plus élevés. Ce changement de polarisation est accompagné d'une perte de sensibilité aux basses et moyennes fréquences d'environ 0,5 dB et d'un accroissement de la sensibili- té à 10 kHz d'environ 3 dB; de préférence, le gain et l'égalisation de l'amplificateur d'enregistrement de- vraient être modifiées en conséquence. Pour la plu- part des formulations de bandes magnétiques, le chan- -14- gement de sensibilité de la bande aux basses et mo- yennes fréquences est petit tandis que le changement de la réponse en haute fréquence est bien plus impor- tant. Ainsi, il peut être suffisant d'assurer une éga- lisation variable pour compenser la réponse en haute fréquence accrue. Etant donné qu'à aucune valeur de polarisation, le niveau de sortie maximal à 10 kHz ne peut atteindre le niveau de sortie maximal à 333 Hz obtenu avec la polarisation de repos "c", les sons éclatants provoquent encore la saturation. La polari- sation variable ne peut que réduire la durée et l'im- portance de la saturation. La mesure de dostorsion d'intermodulation de deux audio-fréquences révèle, de même, l'avantage qui résulte de leariation de la polarisation d'enregis- trement. La Figure 12 représente le niveau qui peut être enregistré sur une bande de cassette compacte pour une proportion fixe (3 %) de distorsion d'inter- modulation du troisième ordre en fonction de la fré- quence et avec trois valeurs différente de polarisa- tion d'enregistrement. La courbe a représente la per- formance typique obtenue lorsqu'une valeur de polari- sation fixe représentant un compromis est utilisée (comme ceci est le cas dans les enregistreurs clas- siques). Lorsque le signal d'entrée comporte des fortes amplitudes à des fréquences élevées, la pola- risation d'enregistrement peut être réduite pour per- mettre l'enregistrement avec une distorsion bien plus faible (cf courbes b et c). Comme expliqué ci-dessus, en général, un enre- gistreur capable d'enregistrer plusieurs pistes à la fois nécessite l'emploi d'une commande indépendante de polarisation d'enregistrement pour chaque piste. Le générateur de polarisation (le bloc 3 sur la Figure 1) peut alors être réalisé sous la forme représentée sur -15- la Figure 6. Un oscillateur pilote 30, par exemple, qui engendre le courant à haute fréquence appliqué à la tête d'effacement pour effacer sur la bande toute trace d'un enregistrement précédent, alimente un cer- tain nombre d'amplificateurs commandés par la tension 31a, 31b, 31c, un pour chaque piste. Plusieurs géné- rateurs d'information de commande, tels que ceux repré- sentés sur les Figures 2 et 3, un pour chaque piste, agissent sur l'amplificateur 31 commandé par la ten- sion approprié pour produire un signal d'amplitude variable qui est transmis à un amplificateur de sor- tie 32, un pour chaque piste. Le signal de sortie de l'amplificateur 32 est le courant de polarisation va- riable qui est appliqué à la tête d'enregistrement, comme indiqué sur la Figure 1. Les amplificateurs 31 commandés par la tension peuvent être alternativement remplacés par des atténua- teurs variables utilisant des résistances commandées par la tension. Si la configuration de circuit est réa- lisée de telle sorte que la tension de polarisation d'enregistrement est petite (par exemple, de quelques dizaines de millivolts) au point o sonamplitude est commandée, des transistors bipolaires ou à effet de champ (tels que les transistors Q4 et, respectivement, Q5) peuvent être utilisés comme éléments variables. Les Figures 9A et 9B représentent des exemples de tels circuits. Dans d'autres cas, en particulier lorsque la tension de polarisation à commander est grande (par exemple, de plusieurs volts), on peut utiliser une photorésistance telle qu'un dispositif fabriqué en sulfure de cadmium ou en séléniure de cadmium pour faire varier l'amplitude de polarisation; la tension de commande est alors utilisée pour modifier la lumi- nance d'une source lumineuse 34, soit à incandescence soit, plus probablement, à semi-conducteur, qui éclaire la photorésistance. -16- Dans certains modes de réalisation, l'ampli- ficateur 32 de sortie du courant de polarisation peut être supprimé et la polarisation d'enregistrement peut être appliquée directement à la tête d'enregistrement 5, par l'intermédiaire d'une photorésistance 36, comme représenté sur la Figure 10. Dans tous ces cas, le mécanisme servant à faire varier la polarisation peut être également uti- lisé pour mettre et arrêter sans à-coup la polarisa- tion au début et à la fin d'un enregistrement et pour sélectionner des valeurs différentes de courant de po- larisation de repos pour adapter la polarisation à des vitesses ou à des types de bande différents. Dans les modes de réalisation dans lesquels il est acceptable de commander conjointement l'ampli- tude de plusieurs pistes d'enregistrement, une tech- nique bien plus simple consiste à faire varier l'ali- mentation en courant fournie à l'oscillateur de pola- risation. La Figure 7 représente un circuit pratique fonctionnant de cette manière qui est destiné à être utilisé dans un enregistreur stéréo contenant un dis- positif de réduction du bruit Dolby type B. Des diodes Dl et D2 appliquent le plus grand des signaux de sor- tie des premiers moyens de lissage des compresseurs Dolby du canal gauche et du canal droit à la porte d'- un transistor à effet de champ QI qui fonctionne en transistor à charge de source et en décaleur de ni- veau. Le signal de la source du transistor QI est ap- pliqué à l'entrée d'un amplificateur opérationnel AI ayant un gain inverseur d'environ 30 fois à fréquence nulle et comportant d'autres moyens de lissage cons- titués par la combinaison parallèle des résistances R4 et du condensateur C1 montée dans son circuit de réaction; la constante de temps de ces composants est d'environ 1 ms, et est ainsi nettement plus courte -17- que le temps d'attaque le plus rapide d'un compres- seur Dolby de Type B. L'entrée non inverseuse de l'am- plificateur AI est connectée à une source de tension établie par un diviseur de tension RV1. La sortie de l'amplificateur est raccordée, par l'intermédiaire d'une diode D3 et d'une résistance R5 en série, à la borne d'entrée d'alimentation en courant de l'oscilla- teur de polarisation qui est alimenté en courant par l'intermédiaire d'une résistance R6. Dans des condi- tions de repos, le potentiel de sortie de l'amplifica- teur est suffisamment positif pour que la diode D3 soit inversement polarisée et l'alimentation de l'os- cillateur de polarisation est déterminée par la valeur de la résistance R6. Lorsque les niveaux et les fré- quences des signaux appliqués à l'entrée de l'enregis- treur s'accroissent, la porte et, par conséquent, la source du transistor QI deviennent plus positives et, par conséquent, la sortie de l'amplificateur AI de- vient plus négative. La résistance de commande de seuil RV1 est réglée de telle sorte qu'à l'approche de la saturation de la bande aux hautes fréquences, la diode D3 devient directement polarisée permettant à l'amplificateur de soustraire du courant à l'oscil- lateur de polarisation par l'intermédiaire de la ré- sistance R5, réduisant ainsi la tension d'alimentation de l'oscillateur et réduisant, par conséquent, la po- larisation d'enregistrement. Lorsque les niveaux des signaux s'accroissent progressivement, la sortie de l'amplificateur devient de plus en plus négative et soustrait de plus en plus de courant à l'oscillateur, réduisant progressivement la polarisation d'enregistre- ment. Finalement, la sortie de l'amplificateur AI ne peut plus devenir davantage négative et une valeur mi- nimale de polarisation est atteinte. Un autre circuit a été représenté sur la Fi- -18- gure 11. Comme sur la Figure 7, les diodes D1 et D2 sélectionnent le plus grand des signaux de sortie des premiers moyens de lissage des compresseurs Dolby des canaux droit et gauche. L'amplificateur A2 ampli- fie ce signal et décale son niveau d'une tension dé- terminée par le réglage de la commande de seuil 1W2. Lorsque le signal de sortie de l'amplificateur A2 de- vient positifs il est transmis par la diode D4 à l'am- plificateur A3 qui constitue des moyens de lissage additionnels et fournit une amplification supplémen- taire. La tension de l'alimentation en courant de l'os- cillateur de polarisation est la différence entre la tension du courant d'alimentation principal (qui est, dans cet exemple, dé 15 V) et re potentiel à la sortie de l'amplificateur A. Par conséquent, lorsque les si- gnaux des compresseurs Dolby deviennent plus positifs, la tension d'alimentation appliquée à l'oscillateur de polarisation est réduite et, ainsi, l'amplitude de la polarisation d'enregistrement diminue. Lorsque la ten- sion de sortie de l'amplificateur A3 s'approche de sa tension d'alimentation positive (qui est, dans cet exemple, de 8 V), l'amplificateur est saturé ce qui établit ainsi une limite au degré de réduction de l'amplitude de polarisation. Le procédé qui consiste à faire varier la polarisation d'enregistrement en changeant la tension appliquée à l'oscillateur de polarisation peut égale- ment être utilisé lorsque la variation de polarisa- tion pour chaque canal doit être indépendante de celle des autres canaux. Dans ce cas, des circuits séparés, par exemple du type représenté sur la Figure 7 ou sur la Figure 11, sont utilisés un pour chaque canal. Les oscillateurs de polarisation sont normalement faible- ment couplés l'un à l'autre de sorte qu'ils fonction- nent à la même fréquence. -19 - La Figure 8 représente un procédé utilisable pour faire varier l'égalisation de l'enregistrement. Un transistor Q2 constitue l'amplificateur d'enregis- trement muni d'un circuit de réaction asservi à la fréquence dans son circuit d'émetteur. L'amortissement du circuit résonnant série accordé formé par la résis- tance R8, le condensateur C2'et l'inductance LI est modifié par la résistance du transistor à effet de champ Q3 d'une manière telle que, lorsque la tension de commande de polarisation et d'égalisation d'enre- gistrement appliquée à la porte du transistor Q3 de- vient plus positive, l'amortissement est progressive- ment accru et que, la quantité d'accentuation des aigus appliqués au signal transmis à la tête d'enregistre- ment est, de ce fait, diminuée. Comme mentionné ci-dessus au cours de le4es- cription de la Figure 5, dans les appareils d'enregis- trement sur cassettes compactes qui utilisent une ré- duction dynamique de la polarisation aux hautes fré- quences, il peut être désirable d'utiliser une égali- sation variable afin que la réponse en fréquence enre- gistrée sur la bande reste plate. La Figure 13 représente une famille de courbes de réponse en fréquence pour une formulation de bande type utilisée dans un appareil à cassettes compactes, pour diverses valeurs de polarisation. La sensibilité de la bande aux hautes fréquences s'accroît lorsque la polarisation d'enregistrement est réduite par rap- port à sa valeur de repos. De nombreux essais de di- vers types de bandes dans leur région de fonctionne- ment linéaire montrent, d'une manière surprenante, que le changement de la réponse en haute fréquence est famille de courbes ayant une pente d'approximati- vement 6 dB/octave qui ont des points d'inflexion différents selon la valeur de polarisation. Compte- -20- tenu de ce fait, il devient possible de compenser le changement de sensibilité de la bande d'une manière relativement simple et directe. Par conséquent, jus- qu'au point de saturation de la bande, une égalisation variable est, de préférence, effectuée pour produire une atténuation des hautes fréquences avec une courbe de réponse qui correspond à l'accroissement de la sen- sibilité. Une telle courbe de réponse adaptée est obte- nue avec une approximation relativement bonne en uti- lisant un filtre passe-bas unipolaire qui a une réponse à pente de 6 dB/octave. La fonction de transfert pour un tel filtre est 1 dans laquelle Tc est fonc- 1+jcoT tion de l'importance de Sa diminution de la polarisa- tion. Pour chaque valeur de polarisation, il existe une constante de temps particulière du filtre Tc; par conséquent, la-valeur Tc doit varier en fonction de la polarisation. Au moins pour la plupart des formulations de bandé utilisées'dans les appareils à cassettes com- pactes, et éventuellement dans d'autres cas également, la relation entre la valeur Tc et la valeur de pola- risation dynamique est linéaire: T- = k - k a c 1 k2 I effectif formule dans laquelle a = I de repos (I = courant de polarisation) On a trouve que des valeurs appropriées pour k1 et k2 étaient respectivement 106 et 100. Cepen- dant, ces constantes sont, dans une certaine mesure, dépendantes de la formulation de la bande. On a trouvé que ces valeurs moyennes donnaient des résultats com- pris à l'intérieur d'un intervalle d'environ 2 dB sur la plupart des bandes. La Figure 14 représente la courbe de la valeur Tc par rapport au courant de pola- risation (normalisé). Les circuits qui produisent une égalisation variable lorsque la polarisation est modifiée peuvent être réalisés sous diverses formes. Un filtre passe- bas unipolaire approprié pour effectuer l'égalisation à une valeur de polarisation réduite particulière, par exemple, peut être constitué par une résistance série et une capacité shunt ou par une inductance sé- rie et une résistance shunt. Pour produire une égali- sation variable, l'un des éléments ou les deux doivent varier en réponse à un signal de commande. Un circuit approprié pour produire une polari- sation et une égalisation variables conformément à ces relations a été représenté sur la Figure 15. Certaines parties de ce eircuit sont similaires au circuit repré- senté sur la Figure 7. Le circuit de la Figure 15 uti- lise le signal de sortie des premiers moyens de lissage 21 d'un compresseur Dolby de type B (cf. Figure 3) pour produire un signal de commande qui commande le niveau de polarisation et l'égalisation. La polarisation d'enregistrement et l'égalisa- tion doivent varier enfonction du contenu haute fré- quence du signal et, de ce fait, le circuit de com- mande doit mesurer l'amplitude des hautes fréquences, habituellement au moyen d'un filtre pondérateur haute fréquence et d'un redresseur. Le niveau auquel la sa- turation de la bande aux hautes fréquences se produit tombe suivant une pente d'approximativement 12 dB/oc- tave (au moins dans la région critique de 8 à 12 kHz) de sorte que le filtre pondérateur doit accroître son atténuation à peu près au même taux. Etant donné qu'un processeur Dolby de type B contient des moyens de fil- trage ayant cette pente de 12 dB/octave et un redres- seur, le signal du processeur Dolby peut être utilisé de façon à réaliser ainsi des économies. Comme dans certains des modes de réalisation précédents, une commande commune de la polarisation -22- des deux canaux est utilisée. Des essais pratiques montrent que l'effet psycho-acoustique de masquage empêche tout effet nuisible audible. Si désiré, on peut utiliser une commande indépendante de polarisa- tion pour chaque canal. Des sous-circuits égalisateurs variables sont prévus dans chaque canal. Comme expli- qué, plus complètement ci-après, les égalisateurs va- riables sont équivalents à des filtres passe-bas uni- polaires ayant une résistance série et une capacité shunt variable. Les signaux des premiers moyens de lissage des compresseurs Dolby de type B sont appliqués à des amplificateurs séparateurs d'entrée A2 et A4 qui isolent les circuits compresseurs Dolby et servent, en combinaison avec des diodes Dl et D2, à appliquer à un amplificateur A5 un signal qui est le plus grand des deux signaux des compresseurs Dolby. L'amplifica- teur A5 est un amplificateur à courant continu à gain élevé non inverseur et il a également une action de lissage du fait de la présence d'une résistance Ra et d'un condensateur Ca. Cet étage amplificateur a une constante de temps d'environ 2001s, qui est inférieu- re au temps d'attaque d'1 ms des premiers moyens de lissage du compresseur Dolby. Ce lissage supplémen- taire est désirable pour éviter les brusques change- ments de polarisation etd'égalisation qui pourraient produire des distorsions audibles sur certains signaux du type bruit. Les potentiomètres RV3 et RV4 choisis- sent les valeurs de seuil auxquelles la réduction de polarisation commence. Chaque formulation de bande né- cessite un seuil différent. La sortie de l'amplifica- teur A5 alimenté deux sous-circuits: l'un sert à la commande de polarisation et l'autre à la commande d'é- galisation. Le sous-produit de commande de polarisation -23- comporte un amplificateur inverseur à gain unité qui reçoit une tension de référence égale à la moitié de la tension d'alimentation Vce et dont le signal de sortie commande le potentiel de base d'un transistor NPN Q6 qui est monté en série entre l'alimentation en cou- rant Vce et l'oscillateur de polarisation. La Fig. 16 représente un graphique sur lequel on a tracé la courbe du courant de polarisation norma- lisé pour différentes formulations de bandes magné- tiques par rapport à la tension de commande du proces- seur Dolby. Lorsque la tension du processeur Dolby * s'accroît et atteint le seuil choisi pour cette formu- lation de bande, les amplificateurs A5 et A6 commen- cent à produire un signal de sortie qui commande le transistor Q6 vers son état de coupure. Le rapport des résistances Rb et R c raccordées à la base du tran- sistor Q6 détermine le rapport entre la polarisation minimale et la polarisation de repos. Le niveau de po- larisation de repos est établi par la position du com- mutateur de type de bande qui choisit une valeur de résistance en série entre le transistor Q6 et l'entrée d'alimentation en courant de l'oscillateur de polari- sation. Ainsi, pour chaque position de commutateur de formulation de bande, un niveau de seuil et un niveau de repos sont choisis. La pente (de -0,4/volt dans l'exemple) est déterminée par le gain des dispositifs A5, A6 et A7. Le sous-circuit égalisateur variable utilise un double amplificateur à pente variable et a une constante de temps de coupure Tc variable qui est une fonction linéaire du courant s'écoulant dans la résis- tance Rd. Les valeurs des résistances Rd et Re sont choisies en fonctuon de la tension d'alimentation Vcc afin d'obtenir un courant de commande indépendant de la tension Vcc en conformité avec les constantes de _24l'équation ci-dessus qui établit la relation entre la valeur Tc et le courant de polarisation normalisé. Lorsque la tension de commande produite à la sortie de l'amplificateur A5 s'élève, le courant de polarisation diminue, le courant s'écoulant dans la résistance Rd s'élève et la valeur îc s'accroit, abaissant la fréquence du point d'inflexion des fil- tres pour compenser l'accroissement de la sensibilité de la bande indiqué d'une manière générale sur la Fi- gure 13. Le "coeur" du sous-circuit égalisateur variable est un double amplificateur à pente variable disponi- ble dans le commerce sous forme d'un unique circuit intégré et vendu sous la désignation National MLI3600. Un dispositif similaire est vendu sous la désignation RCA 3280. L'agencement de ce circuit intégré en filtre passe-bas commandé n'est pas indiqué dans les notices d'emploi des fabricants des circuits. Les signaux de sortie audio traités produits à la sortie d'un compresseur Dolby de type B prévu dans chaque canal audio (droit et gauche) sont appliqués aux entrées 40 et 41 de l'égalisateur et par l'inter- médiaire de condensateurs d'arrêt à des résistances RLpF1 et RLPF2 qui forment les parties de résistance série respectives de deux filtres passe-bas variables. Entre les points 44, 46 et la masse, le circuit inté- gré et les composants coopérants forment utilement des condensateurs variables commandés par le courant au point 48. La figure 17 représente un schéma simplifié du filtre passe-bas variable aux fins d'une analyse et d'une explication fonctionnelles du fonctionnement du circuit. L'amplificateur Ail (qui correspond aux amplificateurs ?7 et A9 de la Figure 15) est un ampli- ficateur à pente variable. L'amplificateur A12 (qui -25- correspond aux amplificateurs A8 et A10O) est un ampli- ficateur séparateur non inverseur à gain unité. La résistance Rin correspond aux résistances RLPFI et RLPF2 de la Figure 15. Les résistances R1, R2 et le condensateur C déterminent une constante de temps fixe. Le condensateur C correspond aux condensateurs CT1 et CT2 de la Figure 15. Les résistances R1 et R2 corres- pondent respectivement aux paires de résistances RT3, RTU et RT5, RT6 qui fonctionnent en diviseurs de ten- sion pour modifier le courant fourni aux amplificateurs A7 et A9. On peut démontrer que le circuit de la Figure 17 se comporte comme un circuit constitué par une ré- sistance série Rin et un condensateur shunt variable Cc, circuit dans lequel: Cc --i =. C + Cin + gmR2C C C= ( ôin RinC) gm = kIc (à la température ambiante, k= 19,2v -) par conséquent, l'équation définissant le condensa- teur Cc est de la forme: Cc = a =bIc et la capacité shunt utile Cc est dans une relation linéaire avec le courant de commande Ic. Le circuit, dans son ensemble, se comporte comme un filtre passe- bas variable dont lfonction de transfert a la forme: 1 + j Tc dont la constante de temps de coupure T c est une fonction linéaire du courant de commande Ic. Plus précisément: il== - kIc Equation I gm = l =1 -26- R2 R2 iw (R1+R2) 2 =l - R1+R2+1/jC' VoVo'0 R1+R2 I + jo(R1+R2)C 2 in = i1 + j0Gin vo Vin = iinRin + v0 4 De l'équation 1, on tire: il = gvl 5 Des équations 5 et 3, on tire: iin = gmVl + j cCinvo 6 Des équations 6 et 2, on tire: i v gmR2 j WT] in = | R1+R2À i+jT + jCA>Cin dans laquelle T = (R1+R2)C = v0[g j. + joc&3C Vo ' *1+jci T + in R2 dans laquelle= gm Ri +R = V o [i( i T+Oin) T 7 V0 1 + jo3T Des équations 7 et 4, on tire: =vi J(gR inT + RinCin)RinCin 1 vin = vo [ 1+j cT +1 j [ 1+j[(1+g/Rin)T + RinCin]2RinCin 8 = inniTvinin 8 o 1+Jcu T Si, à toutes les fréquences qui pr&sentent de l'inté- rêt, cot l'égalisateur sont prélevés aux sorties des amplifi- cateurs A8 et AO10 par l'intermédiaire de résistances variables RV4 et RV5 pour être appliqués aux amplifi- cateurs d'enregistrement de chaque canal. Les résis- tances variables permettent d'établir les niveaux d'étalonnage d'enregistrement. Les spécialistes de la technique comprendront que diverses modifications entrant dans l'esprit de l'invention peuvent être apportées aux modes de réa- lisation préférés qui ont été décrits. L'invention ne doit donc être limitée que par la portée des re- vendications annexées. -28- - REVENDICATIONS - 1 - Appareil pour enregistrer des signaux audio sur un support magnétique dont la sensibilité aux hautes fréquences s'accroit, d'une manière fonction de la fré- quence, lorsque l'amplitude du signal de polarisation d'en- registrement diminue, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens amplificateurs (1) recevant ces signaux audio; des moyens générateurs (3) fonctionnant en réponse aux signaux audio pour engendrer un signal de polarisation d'en- registrement dont l'amplitude varie en réponse à au moins un paramètre prédéterminé des signaux audio; des moyens (2) pour faire varier l'égalisation des moyens amplificateurs lorsque le signal de polarisation d'enre- gistrement varie, ces moyens servant à faire varier l'éga- lisation ayant une réponse fonction de la fréquence pour compenser la variation de sensibilité, ces moyens servant à faire varier l'égalisation comportant un filtre passe- bas; et 20. des moyens (5) disposés dans une relation d'enregistre- ment par rapport au support magnétique (7) pour appliquer les signaux audioamplifiés et le signal de polarisation d'en- registrement variable au support magnétique. 2 - Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le filtre passe-bas est un filtre passe- bas unipolaire. 3 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'inverse de la fréquence de cou- pure du filtre passe-bas est une fonction linéaire de l'amplitude du signal de polarisation. 4 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sensibilité aux hautes fré- quences du support s'accroit au taux de 6 dB/octave pour les changements d'amplitude du signal de polarisation d'en- registrement et en ce que les moyens d'égalisation ont une réponse ayant une pente de 6 dB/octave approximativement complémentaire. -29- - Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens (2) pour faire varier le gain des moyens amplificateurs (1), lorsque le signal de polarisation d'enregistrement varie pour compenser plus complètement la variation de sensibilité. 6 - Appareil selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le paramètre prédéterminé est l'amplitude des signaux audio dans un spectre de fréquence prédéterminé. 7 - Appareil selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les moyens (3) générateurs de signal de polari- sation d'enregistrement engendrent un signal de polarisa- tion d'enregistrement ayant une amplitude de repos lorsque les signaux audio ont une amplitude inférieure à une ampli- tude prédéterminée dans un spectre de fréquences prédéter- miné et engendrent un signal de polarisation d'enregistre- ment qui diffère de l'amplitude de repos lorsque le signal d'audio a une amplitude supérieure à l'amplitude prédéter- minée dans le spectre de fréquences prédéterminé. 8 - Appareil selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le spectre de fréquence prédéter- miné est approximativement la partie du spectre de fréquences des signaux audio qui tendrait à provoquer la saturation du support magnétique lorsque le signal de polarisation d'enregistrement est à la valeur de repos. 9 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est conçu pour enregistrer au moins deux canaux de signaux audio sur le support magnéti- que, chacun des canaux comportant des moyens amplificateurs alimentant des moyens transducteurs correspondants, l'ap- pareil comportant un dispositif unique pour engendrer un signal de polarisation variable et un dispositif unique pour faire varier l'égalisation de telle sorte que le même signal de polarisation variable et la même égalisation de compensation variable sont utilisés dans les deux canaux.