Brevet FR2514929A1 — publié le 19830422

Enregistreur à bande La présente invention porte sur des perfectionnements appor- tés à un enregistreur à bande En particulier, elle concerne un perfectionnement du dispositif d'entraînement de la ban- de ce dispositif comprenant essentiellement un moteur et un circuit de contre-réaction pour la commande de la vitesse angulaire de l'arbre du moteur. Dans les dispositifs connus du genre mentionné, le circuit de commande a généralement une première entrée reliée à des moyens produisant un signal électrique de référence, une deuxième entrée reliée à la sortie d'un moyen produisant un signal électrique proportionnel à la vitesse angulaire de l'arbre du moteur, et une sortie reliée à une borne d'alimentation du moteur D'un manière-commode les moyens employés pour produire le signal électrique proportionnel à la vitesse angulaire de l'arbre du moteur sont constitués par une dy- namo tachymétrique montée sur l'arbre du moteur Ces dispo- sitifs, bien que largement utilisés, ont plusieurs inconvé- nients à la fois techniques et économiques, résultant sur- tout de l'emploi de la dynamo tachymétrique mentionnée En fait, le rotor de cette dynamo étant couplé angulairement à l'arbre du moteur, l'inertie du dispositif est considérable, ce qui signifie qu'il a une réponse lente aux contraintes brusques auxquelles il est fréquemment soumis En outre, comme la dynamo est un composant électromécanique dont le fonctionnement est dynamique, elle est sujette à des phéno- mènes d'usure, ce qui exige un entretien périodique et, de toute manière, compromet la fiabilité de l'ensemble de l'en- registreur Enfin, il faut songer que le prix de la dynamo représente un pourcentage important du prix total de l'enre- gistreur à bande. Le but de la présente invention est de réaliser un enregis- treur à bande qui surmonte les inconvénients des enregistreurs connus mentionnés ci-dessus. Ce but est atteint, avec la présente invention, du fait qu'elle porte sur un enregistreur ayant un moteur dont l'ar- bre commande l'entraînement de la bande, et ayant un circuit de commande pour la vitesse angulaire de cet arbre, ledit circuit étant du type à contre-réaction et ayant au moins une première entrée pouvant être reliée à un moyen permettant de produire des signaux électriques de référence, une deu- xième entrée reliée à une sortie d'un générateur de signaux électriques produisant un signal proportionnel à la vitesse angulaire mentionnée, et une sortie reliée à une borne d'ali- mentation du moteur, caractérisé par le fait que ce moteur est à courant continu et à excitation par un champ magnétique constant et constitue le moyen précité produisant un signal proportionnel à la vitesse angulaire; ledit enregistreur comportant un premier et un second moyens de commutation pla- cés entre une borne d'alimentation du moteur et, respective- ment, l'entrée et la sortie déjà mentionnées du circuit de commande, et des moyens pour commander l'ouverture périodi- que des premier et deuxième moyens de commutation, substan- tiellement en opposition de phase. Pour faciliter la compréhension de la présente invention, on va à présent décrire un mode de réalisation préféré au moyen d'un exemple non limitatif, en référence aux dessins joints dans lesquels: la figure 1 est un schéma simplfié d'un circuit commandant la vitesse d'un moteur d'enregistreur à bande; la figure 2 montre la variation en fonction du temps de divers signaux électriques pris à partir de points prédéter- minés sur le schéma de la figure 1. En référence particulière à la figure 1, on désigne d'une manière générale par 11 un circuit constitué conformément aux principes de la présente invention, ce circuit pouvant fonctionner pour commander la vitesse angulaire de l'arbre 12 d'un moteur 13 Commodément le circuit 11 fait partie d'un enregistreur à bande (non représenté) et l'arbre 12 sert à commander le déplacement de la bande de l'enregistreur à bande. Le circuit 11 a des bornes d'alimentation 14 et 15 reliées chacune, d'une façon non représentée à la figure 1, aux pôles opposés, respectivement le pôle positif et le pôle négatif, d'une source de tension continue Le moteur 13 est à courant continu avec excitation par aimants permanents L'une de ses bornes est reliée à la borne 15, l'autre à la borne 14 par l'intermédiaire de la jonction émetteur-collecteur d'un transistor NPN 16 Le transistor 16 est en montage d'émetteur commun et il pourrait être remplacé commodément par tout type de circuit amplificateur de courant ou d'étage suiveur. Une résistance 18 et un condensateur 19 montés en série sont branchés en parallèle avec les bornes d'alimentation du mo- teur 13; ils servent à amortir les oscillations électriques qui se produisent quand le moteur 13 est coupé de son ali- mentation La base du transistor 16 est reliée, par un inter- rupteur de commande 20, à la sortie d'un amplificateur opé- rationnel 21, par exemple un amplificateur disponible dans le commerce fourni par Texas Instruments sous la référence 741. Cet amplificateur a une entrée non inverseuse (+) reliée à la borne 22; en utilisation entre la borne 22 et une borne cor- respondante 23 reliée à la borne 15, on fournit un signal de référence de tension continue du type de courant continu fa- cilement réglable L'amplificateur 21 a une entrée inverseuse (-) reliée à la sortie de l'amplificateur par deux branches parallèles dont la première comprend une résistance 24 et la deuxième une résistance 25 montée en série avec un condensa- teur 26 L'entrée inverseuse (-) est, de même, reliée à la première borne d'une résistance 27 dont la deuxième borne est reliée à la borne 15 par l'intermédiaire d'un condensateur 28 et au point de jonction entre la deuxième borne du moteur 13, la résistance 18 et l'émetteur du transistor 16, par l'in- termédiaire d'un interrupteur commandé 30 Les résistances 24, et 27 et le condensateur 26 constituent un réseau de sta- bilisation pour l'amplificateur 21. Chacun des deux interrupteurs commandé 20 et 30 a une entrée de déclenchement 32 ou 33 reliée à la sortie d'une porte lo- gique correspondante 34 ou 35 du type OU Il est commode que chaque interrupteur 20 ou 30 soit commandé par un circuit logique et s'ouvre ou se ferme quand son entrée de déclenche- ment reçoit, respectivement, un " O " ou un " 1 " logique. La porte OU 34 possède sept entrées dont chacune est reliée à l'une des sorties U 4, U 6 U 7, U, U 9, U d'un compteur cyclique 40; la porte OU 35 a deux entrées dont chacune est reliée à une sortie correspondante U 2 ou U 3 du compteur pré- cité 40 Celui-ci a une sortie U 1 qui n'est pas utilisée et une entrée de comptage 41 qui est reliée à la sortie d'un oscillateur 42, un multivibrateur du type astable convenant à cet usage. A la figure 2, les figures 2 a, 2 b, 2 c montrent respectivement les variations des signaux aux point A (deuxième borne du moteur 13), B (sortie de la porte 35) et C (sortie de la por- te 34) de la figure 1. En ce qui concerne la figure 2 a, les numéros 1 à 10 désignent dix périodes de temps consécutives de durée égale, chacune correspondant à la période du signal émis par l'oscillateur 42 De même, on voit que le signal VA prend essentiellement deux valeurs, marquées V 2 et V 1 et que, en passant de V 2 à V 1, le signal VA a une partie transitoire qui-se termine substantiellement en une période de durée Tt, désignée par le chiffre 1, du signal émis par l'oscillateur 42. Le circuit 11 fonctionne de la manière suivante Après réception du signal émis par l'oscillatuer 42, un si- ganl de niveau logique " 1 " apparaît périodiquement aux sor- ties U 1 à Ulo du compteur cyclique 40 C'est pourquoi les signaux de sortie des portes OU 35 et 34, désignés respecti- vement VB et VC et représentés aux figure 2 b et 2 c, ont une période de récurrence T O qui est un multiple, dans le cas spécifique de la valeur 10, de la période du signal produit par le générateur 42 Les deux signaux VB et VC sont au ni- veau logique "O" pour la première impulsion arrivant à l'en- trée 41 du compteur 40 du fait que la sortie U 1, qui n'est pas reliée à la porte OU mentionnée, passe au niveau logique " 1 " Cette période de temps est désignée, ainsi qu'on l'a déjà dit, par Tt et, durant cette période, la partie transi- toire du signal VA (fig 2 a), qui passe de V 2 à V 1, tombe à " O ". Quand les sorties U 2 et U 3 sont au niveau logique " 1 ", ce qui se produit pendant un temps (Td) correspondant à deux périodes du signal produit par l'oscillateur 42, cela provo- que la fermeture de l'interrupteur 30 et l'ouverture de l'in- terrupteur 20 Dans ces conditions, le moteur 13 se comporte comme un générateur de courant continu, en particulier, comme une dynamo, et il produit un signal de tension de valeur V 1 qui charge le condensateur 28 Dans les instants qui suivent, durant lesquels les sorties U 3 à U 10 du compteur cyclique 40 passent successivement au niveau logique " 1 ", la porte logique 34 maintient l'interrupteur 20 fermé et, en conséquence, la porte logique 35 maintient l'interrupteur 30 ouvert pendant une période de temps désignée par Tm à la figure 3 c Dans ces conditions, l'amplificateur opérationnel 21 amplifie la différence entre le signal de référence présent aux bornes 22 et 23 et le signal en courant continu qu'il reçoit du condensateur 28 par l'intermédiaire de la résistance 27. Le signal différence ainsi obtenu est utilisé pour commander la base du transistor 16 et, par conséquent, pour fournir du courant d'alimentation au moteur 13. A la fin du dixième signal de comptage émis par le compteur cyclique 40, la sortie U du compteur 40 revient au niveau logique " 1 ", et, par conséquent, les conditions de fonction- nement décrites plus haut se répètent En particulier, on voit que, dans le circuit 11, la résistance 18 et le conden- sateur 19 remplissent la fonction consistant à amortir les oscillations de la tension VA pendant la transition entre les valeurs V 2 et Vl, tandis que le condensateur 28 remplit sub- stantiellement la fonction consistant à échantillonner et à maintenir la tension V 1 que le moteur 13 produit quand il se comporte comme une dynae De préférence, la partie relative à la commande des temps de commutation T et Td est bien conçue de manière à rendre le rapport entre T et T très m d élevé, c'est-à-dire de manière à faire fonctionner le moteur 13 davantage comme un moteur véritable que comme une dynamo. En examinant les caractéristiques du circuit 11 de commande du moteur 13, on voit de quelle manière sont surmontés les inconvénients mentionnés plus haut En particulier, il n'est plus nécessaire d'utiliser une dynamo tachymétrique, ce dont il résulte une amélioration de la fiabilité de l'enregistreur à bande, grâce à la réduction du nombre d'éléments mobiles, et une amélioration de la réponse pas à pas grâce à la réduc- tion de la masse que l'arbre 12 et le moteur 13 doivent entraîner. On obtient aussi une réduction générale des coûts En effet, il est clair que les deux interrupteurs de commande 20 et 30 sont beaucoup moins onéreux qu'une dynamo tachymétrique nor- male Enfin, étant donné que le circuit électronique Il peut être séparé de manière à occuper moins de place que la dynamo tachymétrique, il y a davantage de place disponible pour le moteur 13 Ce dernier peut donc être choisi avec des carac- téristiques meilleures et une plus grande robustesse, qui garantissent un longue durée de vie et une réduction des opération d'entretien du moteur. Finalement, il est clair que le circuit 11 décrit plus haut peut être modifié sans que l'on s'éloigne pour autant du cadre de la présente invention Par exemple, au lieu des in- terrupteurs commandés 20 et 30, on pourrait aisément monter un inverseur commandé dont une borne commune serait reliée à la deuxième borne du moteur 13 et les deux bornes de commu- tation seraient reliées respectivement à la sortie et à l'en- trée inverseuse (-) de l'amplificateur opérationnel 21. Bien que, comme moteur 13, on ait utilisé un moteur à courant continu et excitation par aimants permanents, il est clair que n'importe quel type de moteur à courant continu pourrait être utilisé à condition que l'excitation soit donnée par un champ magnétique constant. Il est clair que la structure du circuit logique intercalé entre l'oscillateur 42 et les interrupteurs de commande 20 et 30 pourrait être dans de larges limites modifiée Par exemple, la période de temps Tt durant laquelle ces deux interrupteurs sont maintenus ouverts pourrait être réduite ou même supprimée Finalement, il est clair que l'enregis- treur auquel se rapporte cette invention peut être à bande magnétique ou, plus généralement du type à papier. Revendications 1. Enregistreur à bande équipé d'un moteur dont l'arbre assure le défilement de la bande et ayant un circuit comman- dant la vitesse angulaire de cet arbre, ledit circuit étant à contreréaction et ayant au moins une première entrée pouvant être reliée à un générateur de signaux électriques de référen- ce, une deuxième entrée reliée à une sortie d'un moyen per- mettant de produire un signal électrique proportionnel à la vitesse angulaire mentionnée, et une sortie reliée à une bor- ne d'alimentation du moteur précité, enregistreur caractérisé en ce que le moteur précité ( 13) est à courant continu avec excitation par un champ magnétique constant et constitue le moyen mentionné produisant un signal électrique proportion- nel à la vitesse angulaire en question; l'enregistreur com- prenant un premier et un deuxième moyens de commutation ( 30, ) intercalés entre une borne d'alimentation du moteur ( 13) et, respectivement, l'entrée et la sortie précitées des cir- cuits de commande précités, ainsi que des moyens ( 34, 35, 40, 42) permettant de commander périodiquement l'ouverture et la fermeture des premier et deuxième moyens de commutation pré- cités ( 30, 20) substantiellement en opposition de phase. 2. Enregistreur à bande selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moteur à courant continu est à excitation par aimants permanents. 3. Enregistreur à bande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de commande mentionné com- prend un amplificateur opérationnel ( 21) dans lequel la pre- mière entrée précitée est l'entrée non inverseuse (+) et la deuxième entrée précitée est l'entrée inverseuse (-). 4. Enregistreur à bande selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'un circuit ampli- ficateur de courant est intercalé entre le deuxième moyen de commutation ( 20) et le moteur ( 13). 5. Enregistreur à bande selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le circuit amplificateur de courant comprend au moins un étage suiveur ( 16). 6 Enregistreur à bande selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que des moyens ( 18, 19) d'amortissement des oscillations électriques sont reliés en parallèle avec le moteur ( 13). 7 Enregistreur à bande selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'un circuit échan- tillonneur-bloqueur est intercalé entre le premier moyen de commutation ( 30) et la deuxième entrée du circuit de commande. 8 Enregistreur à bande selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le circuit échantillonneur-bloqueur comprend au moins un condensateur ( 28) monté en aval du premier moyen de commutation ( 30). 9 Enregistreur à bande selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que les moyens mention- nés ( 34, 35, 40, 42) servant à commander périodiquement l'ou- verture et la fermeture du premier et du deuxième interrupteurs ( 20, 30) comprennent un circuit oscillant ( 42) et un réseau logique ( 34, 35, 40) aux bornes (B, C) duquel des signaux de déclenchement (VB, VC) destinés aux premier et deuxième moyens de commutation ( 20, 30) apparaissent périodiquement. 10. Enregistreur à bande selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le réseau logique ( 34, 35, 40) comprend un compteur cyclique ( 40) ayant une entrée de comptage ( 41) reliée à l'oscillateur ( 42), un premier groupe de sorties (U 2, U 3) qui déclenche le premier moyen de commutation ( 30) et un deuxième groupe de sorties (U 4 à U 1) reliées par au moins une porte logique ( 34) à l'entrée de déclenchement ( 32) du deuxième moyen de commutation ( 20). 11. Enregistreur à bande selon la revendication 10, carac- térisé en ce que, entre une sortie finale (U 1) du deuxième groupe de sorties (U 4 à U 3) et une première sortie (U 2) du premier goupe de sorties (U 2 U 3) du compteur cyclique ( 40) est intercalé au moins une sortie (U 1) qui n'est reliée ni au premier moyen de commutation ( 30) ni au deuxième ( 20). 12. Enregistreur à bande selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième moyens de commutation ( 30, 20) sont constitués par un commutateur du type commandé. 13. Enregistreur à bande selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 11, caractérisé en ce que les premier et deu- xième moyens de commutation sont constitués par un unique inverseur commandé ayant une borne commune reliée au moteur et des bornes d'inversion reliées respectivement à la sortie mentionnée et à la deuxième entrée précitée du circuit de commande.