Brevet FR2521729A1 — publié le 19830819

Circuit détecteur pour la détection d'informations sur des disques du type à capacité. La présente invention concerne d'une façon générale les circuits de restitution d'informations pour disques du type à capacité. On sait, dans la technique, que la lecture ou reproduction des informations d'un disque du type àt capacité nécessite l'utilisation d'un style formé d'un diamant auquel est fixé une électrode de manière à former une capacité variable entre cette dernière e L la couche conductrice d'un disque du type à capacité sur lequel des informations sont enregistrées sous la foime d'une série de microcuvettes Cette variation géométrique est détectée sous la forme d'une variation de capacité. Dans la pratique courante, la capacité entre l'électrode du style et la couche conductrice du disque fait partie d'un résonateur coaxial auquel est couplé l'énergie de micro-onde d'un oscillateur de l-G Hz à l'aide d'un circuit de couplage Le résonateur coaxial se comporte comme un modulateur d'amplitude,de sorte que l'énergie de micro- onde est modulée en amplitude à l'aide de la variation de capacité du disque La sortie du résonateur coaxial est appliquée à un démodulateur d'amplitude pour que soit détecté un signal représentant la variation de capacité. Un exemple typique de détecteur de capacité selon la technique antérieure est représenté spécifi- quement sur la figure 1 comme comprenant un bottier métallique 7 qui est relié à la masse et qui sert de conducteur extérieur, ce bottier étant séparé par une cloison conductrice 8 de manière à former une première chambre pour la génération de l'énergie haute fréquence et une seconde chambre pour la modulation et la démodu- lation en amplitude L'oscillateur 1 comprend un conduc- teur 10 du type ligne-ruban, qui est formé dans la première chambre sur la surface d'un support diélectriaue 9 et qui s'étend le long d'un des côtés du boîtier métallique 7 Le conducteur 10, qui se comporte comme un conducteur intérieur de l'oscillateur, est couplé par capacité, à l'aide d'un condensateur shunt d'équilibrage 11, à une des parois d'extrémité du boîtier, l'autre extrémité du conducteur 10 étant couplée par capacité, à l'aide d'un condensateur de couplage 12, à un transistor 13 disposé près de la paroi d'extrémité opposée du boîtier 7, le transistor 13 étant relié à un circuit connu (non re- présenté) formant source de polarisation et monté sur le support diélectrique 9 Le condensateur shunt d'équi- librage est utilisé pour ajuster sur une valeur prédé- terminée ( 1 G Hz, par exemple), la fréquence engendrée. L'énergie de micro-onde engendrée dans l'oscillateur 1 est couplée par un circuit de couplage 2 formé par une boucle 20 à la seconde chambre Cette boucle de couplage comporte une première section de forme allongée, s'étendant depuis le côté osc 11 lateur de la cloison 8 en parallèle avec le conducteur 10 de manière à établir un couplage inductif avec ce dernier,et une seconde section de forme allongée se terminant contre l'autre côté de la cloison, ces sections de forme allongée étant couplées par une section inte 2 médiaire s'étendant à travers une ouverture niénagéec dans la cloison 8 Un résonateur coaxial 3 et un démodulateur 4 d'amplitude sont disposés dans la seconde chambre Le résonateur 3 est formé par un conducteur 30 du type ligne-ruban qui est en parallèle avec la seconde section de forme allongée de la boucle, de sorte que l'énergie de micro-onde est couplée de l'oscillateur 1 au résonateur 3 par l'inter- médiaire du circuit de couplage 2 L'une des extrémités du conducteur 30 est reliée à travers une ouverture du boîtier 7, par un fil de connexion 32, à l'électrode d'un style ddétection de capacité de manière à alimenter ce dernier avec l'énergie de micro-onde, l'autre extrémité de ce conducteur 30 étant couplée par capacité à l'aide d'un condensateur shunt d'équilibrage 31 au boîtier 7. L'énergie de micro-onde couplée par induction à l'aide de la boucle 20 au conducteur 30 est modulée en ampli- tude par la variation de capacité du disque L'énergie modulée en amplitude est couplée par un conducteur de couplage 5 au démodulateur 4 d'amplitude qui se présente sous la configuration d'un détecteur de crête formé par une diode 40 dont l'anode est couplée à une des extré- mités du conducteur 5 et dont la cathode est couplée par une résistance 41 au boîtier, la jonction entre la diode 40 et la résistance 41 étant reliée à un conden- sateur de fuite 42 comportant une borne de sortie 6. L'amplitude du signal de capacité détecté est proportionnelle à l'amplitude de l'énergie de micro-onde d'entrée, pourvu que la fréquence d'entrée soit maintenue de façon précise dans une plage de fréquence prédéter- minée Pour améliorer le rapport signal/bruit à la borne de sortie 6, on pourrait augmenter le degré de couplage entre l'oscillateur 1 et le résonateur 3 pour augmenter l'énergie d'entrée du style Toutefois, ceci se traduirait par une réduction du rapport porteuse/ bruit de l'oscillateur 1 par suite du facteur de sur- tension (valeur Q) limité de l'oscillateur et, par conséquent, on n'obtiendrait aucune amélioration du rapport signal/bruit De plus, la valeur optimale du couplage dépend de la façon selon laquelle l'électrode du style est fabriquée Par exemple, on connaît dans la technique deux types de style, le premier comportant une électrode formée par dépôt d'hafnium ou de titane, et le second comportant une électrode formée par la trans- formation du carbone constitutif du diamant en une couche conductrice par utilisation d'un faisceau laser intense En raison des tendances différentes à l'usure par contact avec la surface du disque, cesstyles peuvent présenter, d'une part, un espacement différent entre l'extrémité inférieure extrême de l'électrode et la face du disque qui est en contact avec le style et, d'autre part, une résistance d'électrode différente. Pour palier ces inconvénients, le détecteur de capacité classique aurait exiaé un travail très long pour ajuster l'intervalle entre la boucle de couplage 20 et ses conducteurs associés. De plus, le conducteur 5, les capacités parasites de la diode 40 et de la résistance 41, et le condensa- teur 42 constituent un circuit résonant ayant une fré- quence de résonance supérieure à celle du résonateur 3. Le circuit résonant et le résonateur 3 forment un circuit à double accord Par conséquent, une interaction mutuelle se produit entre le résonateur 3 et le démodulateur 4. Toutefois, pour des raisons de tolérance de fabrication qui se traduisent d'un détecteur a l'autre par des varia- tions des valeurs de capacité de la diode 40 et du condensateur 42, la fréquence de résonance du démodu- lateur 4 d'amplitude varierait dans une large fourchette entre les différents détecteurs, ce qui résulterait par une large plage de variations de la sortie du détecteur. C'est pourquoi la présente invention a pour objet principal un circuit de détection de capacité qui peut être fabriqué avec un bon rendement malgré les variations de paramètre de circuit dues aux tolérances de fabrication. Selon la présente invention, le détecteur de ca- pacité est adapté pour être couplé à l'électrode d'un style en vue de la détection des informations enregistrées sous la forme d'une série de microcuvettes sur un disque du type à capacité Le détecteur de capacité comprend, à l'intérieur d'un bottier qui sert de conducteur extérieur, un support diélectrique, un oscillateur comportant un premier conducteur linéaire ou ligne sur le support pour engendrer l'énergie de micro-onde, un résonateur coaxial comportant un second conducteur linéaire ou ligne sur le support diélectrique, ce second conducteur linéaire étant couplé à l'électrode du style Un moyen est prévu pour coupler par induction l'énergie de micro- onde de l'oscillateur au résonateur coaxial Ce moyen de couplage comprend une boucle comportant une première section couplée par induction audit premier conducteur linéaire et une seconde section couplée par induction audit second conducteur linéaire, et un condensateur reliant un point intermédiaire compris entre les première et seconde sections à la masse, de sorte que l'énergie de micro-onde couplée au second conducteur linéaire est modulée en amplitude par les variations de capacité qui. apparaissent en correspondance avec les microcuvettes. Un des modulateurs d'amplitude est utilisé pour démo- duler l'énergie modulée en amplitude de manière à obtenir un signal reprénstant les variations de capacité. En raison de la présence du condensateur dans le circuit de couplage, ce dernier forme un circuit résonant ayant une fréquence que l'on peut déterminer préalablement en proportionnant de façon appropriée la valeur du condensateur L'impédance du moyen de couplage vue à partir de l'oscillateur et, par conséquent, le degré de couplage entre l'oscillateur et le résonateur, est rendue variable en fonction de la fréquence du moyen de couplage On peut donc fabriquer efficacement le détec- teur de capacité de la présente invention en formant la boucle du circuit de couplage à l'aide du reste des configurations géométriques conductrices du détecteur en utilisant des procédés classiques d'impression ou de dépôt sous vide. Selon un autre aspect de la présente inventions le démodulateur d'amplitude comprend un détecteur de crête comportant une diode qui est couplée directement au second conducteur Ce couplage direct empêche les variations de paramètre du démodulateur de nuire à l'amplitude du signal de sortie du détecteur de capa- cité. On va maintenant décrire de façon plus détail- lée la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un mode de réalisation d'un circuit de détection de capacité selon la technique antérieure, la paroi supérieure avant été enlevée pour rendre visible l'intérieur; la figure 2 est une vue en plan d'un mode de réalisation de la présente inverntioii; et la figure 3 est une vue en coupe par 3-3 de la figure 2. En se référant maintenant aux figures 2 et 3, on voit vue l'on y a représenté un mode de réalisation préféré de l'invention, les parties correspondantes à celles de la figure 1 portant les mêmes références que sur cette dernière Ce mode de réalisation est d'une façon générale similaire à la technique antérieure représentée sur la figure 1, mais diffère par le fait qu'elle permet avantageusement d'avoir recours à un procédé tel que celui utilisé dans la fabrication des plaquettes de circuitiimpriméc pour former,suivant un dessin prédéterminé, une boucle de couplage 21 sur la surface supérieure du support diélectrique 8 Le subs- trat diélectrique 8 est espacé des parois inférieure et supérieure du bottier comme représenté sur la figure 3, L'utilisation de ces procédés permet de former tous les dessins conducteurs du détecteur en une seule phase de dépôt Un condensateur 22 est couplé entre un point intermédiaire de la boucle 21 et la cloison 8 de manière à former un circuit résonant En proportionnant de façon appropriée la valeur du condensateur 21, il est pos- sible de modifier l'impédance que le circuit de couplage 2 présente à l'énergie de micro-onde à transmettre Par conséquent, on peut ajuster sur une valeur appropriée le degré de couplage entre l'oscillateur 1 et le résonateur 3. De façon plus spécifique, si on choisit le con- densateur 21 de manière que la fréquence de résonance du circuit de couplage 2 soit supérieure, soit à la fréquence de résonance de l'oscillateur 1, soit à celle du résona- teur coaxial 3, une augmentation de la valeur du conden- sateur 41 pour que la fréquence de résonance du circuit de couplage 2 se rapproche de celles des circuits 1 et 3, entraîne une diminution de l'impédance vue à partir de l'oscillateur 1 en direction du résonateur 3, ce qui augmente la quantité d'énergie transmise à la borne de sortie 10, et vioe versa On peut effectuer le proportion- nement du condensateur 21,soit en choisissant un conden- sateur approprié parmi une multiplicité de condensateurs de valeur différente, soit en utilisant un condensateur shunt d'équilibrage. L'invention diffère en outre de la technique antérieure par le fait que le conducteur de couplage 5 du détecteur classique est supprimé Au lieu d'utiliser un conducteur linéaire ou ligne de couplage, on obtient le couplage inductif entre le résonateur 3 et le démodu- lateur 4 d'amplitude par connexion directe de la diode au conducteur 30 en un point A qui est déterminé de façon appropriée entre les extrémités opposées de ce conducteur, de manière que le résonateur 3 et le démodu- lateur 4 aient une fréquence de résonance commune Par conséquent, les tolérances de fabrication résultant des variations mentionnées ci-dessus des paramètres du circuit, n'entraîneraient qu'une seule variation de la fréquence de résonance commune et la variation corres- pondante du signal de sortie pourrait être réduite à un minimum. Une bobine 33 est couplée entre le conducteur et le boîtier 7 pour "étouffer" le courant d'étin- celle engendré dans l'intervalle compris entre l'élec- trode du style et le disque, et pour constituer un circuit de retour pour le signal démodulé. Bien que l'oscillateur 1 et le résonateur 3 soient du type coaxial demionde, on pourrait tout aussi bien utiliser un résonateur coaxial du type quart d'onde. Dans ce cas, on pourrait supprimer la bobine 33. REVENDICATIONS 1 Détecteur de capacité adapté pour être couplé à l'électrode d'un style en vue de détecter les infor- mations enregistrées sous la forme d'une série de micro- cuvettes sur un disque du type à capacité, ce détecteur comprenant à l'intérieur d'un bottier qui sert de conducteur extérieur, un support diélectrique, un oscil- lateur comportant un premier conducteur linéaire sur ledit support en vue d'engendrer une énergie de micro-onde, un résonateur coaxial comportant un second conducteur linéaire sur ledit support, ledit second conducteur linéaire étant couplé à l'électrode du style pour moduler en amplitude l'énergie de micro-onde couplée audit second conducteur linéaire ( 30) en fonction des varias tions de capacité qui apparaissent en correspondance avec lesdites microcuvettes, un moyen pour coupler par induc- tion l'énergie de micro-onde dudit oscillateur audit résonateur coaxial, et un démodulateur d'amplitude pour démoduler ladite énergie de microonde modulée en amplitude pour obtenir un signal de sortie représentant lesdites variations de capacité, caractérisé en ce que le moyen de couplage ( 2) comprend une boucle ( 20) com- portant une première section couplée par induction audit premier conducteur linéaire ( 10) et une seconde section couplée par induction audit second conducteur linéaire ( 30), et un condensateur ( 22) relié à partir d'un point intermédiaire entre lesdites première et seconde sections de ladite boucle ( 21) et la masse. 2 Détecteur de capacité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit démodulateur ( 4) d'ampli- tude comprend un détecteur de crête comportant une diode ( 40) reliée directement audit second conducteur linéaire en un point situé entre les extrémités opposées de ce dernier. 3 Détecteur de capacité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit oscillateur ( 1) et ledit résonateur ( 3) sont séparés par une cloison ( 8) dans laquelle est ménagée une ouverture et que la première section de ladite boucle ( 21 > se trouve sur un des cotés de ladite cloison et -la seconde section de ladite boucle se trouve sur l'autre côté de ladite cloison ( 8), ladite section intermédiaire de la boucle s'étendant à travers ladite ouverture, et ledit condensateur ( 22 ' étant couplé à ladite cloison. 4 Détecteur de capacité suivant la revendication 1, caractérisé en ce Lue ledit condensateur ( 22) cons- titue un élément à capacité variable.