Brevet FR2646000A1 — publié le 19901019

TETE MAGNETIQUE STATIQUE DE LECTURE La présente invention se rapporte à une tête magnétique statique de lecture. Pour écrire des informations- telles que des signaux vidéo sur une bande magnétique, et pour lire ensuite la bande enregistrée, on utilisé généralement une tête magnétique rotative (de type "héliscan") permettant d'enregistrer un grand nombre de pistes, puis de les relire. Une telle tête magnétique présente des difficultés de fabrication et de mise en place du fait qu'elle est mobile et doit être positionnée avec une grande précision. Pour la lecture des bandes ainsi enregistrées, on connaît également des transducteurs magnéto-optiques associés à des rétines en technique CCD. Ces systèmes de lecture nécessitent également un positionnement très précis de Ieurs constituants. La présente invention a pour objet une tête de lecture statique permettant la lecture des bandes magnétiques enregistrées de façon conventionnelle, qui soit de faible prix de revient et facile à implanter. La tête de lecture conforme à l'invention comporte plusieurs têtes élémentaires comportant chacune un circuit magnétique à caractéristique de magnétisation pratiquement linéaire se refermant par la bande magnétique à lire à travers un élément magnétiquement non linéaire, et chacune de ces têtes élémentaires coopère avec un fil d'excitation et un fil de signal, l'ensemble de ces fils formant une matrice à lignes et colonnes. Selon un aspect avantageux de l'invention, les fils d'excitation sont alimentés en courant continu auquel sont superposés des signaux "RF" à très haute fréquence. Selon encore un autre aspect de l'invention, la tête magnétique est reliée à un circuit de balayage de lignes et d'exploration de bande. Selon encore un autre aspect de l'invention, lesdits fils forment un réseau sensiblement orthogonal, et la partie linéaire du circuit magnétique présente une symétrie, l'élément non linéaire de ce circuit magnétique étant oblique par rapport aux fils du réseau. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure i est une vue partielle en perspective d'une tête magnétique; - la figure 2 est une vue en coupe simplifiée d'une tête élémentaire conforme à l'invention; - la figure 3 est une vue schématique en plan de la tête élémentaire de la figure 1 avec quelques fils de ligne et de colonnes avec lesquels elle coopère - la figure 4 est un diagramme de tension d'excitation d'une ligne de la tête de la figure i; - la figure 5 est une vue schématique montrant le positionnement d'une tête conforme à l'invention par rapport à une bande magnétique qu'elle lit, et - la figure 6 est un chronogramme de quelques signaux apparaissant dans la tête de la figure 4. La tête magnétique 1 de lecture conforme à l'invention est formée d'un réseau dense de micro-têtes (têtes élémentaires) de lecture disposées en matrice. Cette matrice peut par exemple comporter 16 lignes de 16 microtêtes chacune, pour lire une bande magnétique vidéo. Cette tête 1 a par exemple une topologie telle que décrite dans la Demande de Brevet français no 88 05592 et représentée en figure 1. Cependant la réalisation des micro-têtes et le réseau de fils sont différents. En effet, selon la demande précitée, les extensions (références 171, 181 dans cette demande) des pièces polaires (17,18) sont généralement réalisées avec le même matériau que ces pièces polaires. Par contre, selon la présente invention, cette tête 1 comporte essentiellement, pour le mode de réalisation représenté, une plaque de base 2 en matériau à faible perméabilité magnétique relative, tel que du ferrite. Dans cette plaque de base, on pratique un réseau sensiblement orthogonal de rainures en lignes (RL1,RL2. ) et en colonnes (RC1,RC2...). " Des conducteurs de lignes L1,L2,... et de colonnes C1, C2,... sont disposés dans ces rainures. Ce réseau de rainures détermine sur la plaque 2 des pavés 3 dont la face supérieure est sensiblement carrée, de préférence légèrement trapézoïdale pour les raisons expliquées el-dessous. La plaque 2 est recouverte d'une plaque 4 de même surface en matériau amagnétique, par exemple du verre, sur laquelle est déposé un réseau de pièces polaires 5 en matériau à forte perméabilité relative, tel que du "Permalloy' ou du "Sendust". Ces pièces polaires 5 ont la forme de rectangles tous parallèles à l'une des diagonales de la plaque 4, joignant les coins en vis-à-vis de pavés 3 disposés symétriquement par rapport au croisement d'une rainure de ligne et d'une rainure de colonne (comme par exemple les pavés 3A,3B). Comme représenté en traits interrompus sur la plaque 4, on peut déposer sur cette plaque 4 des pièces polaires 6 ayant la même forme et la même surface (ou une surface légèrement plus grande) que les pavés 3 par rapport auxquels elles sont centrées, les pièces 6 étant réalisées avec le même matériau que les pièces 5 et en même temps que ces dernières. Selon un autre mode de réalisation représenté en figures 2 et 3, on dispose les conducteurs de lignes et de colonnes dans les rainures correspondantes de la plaque 2 et on remplit ces rainures d'un matériau amagnétique (résine, verre...). On polit ensuite la face supérieure de la plaque 2, et on y dépose directement les pièces 5. Les pièces 5..DTD: sont coupées en leur milieu par un entrefer 7. Ainsi que représenté en détail sur la figure 2, chaque micro-tête 8 a un circuit magnétique dont le corps 9 est constitué par deux pavés 3A, 3B (tels que définis ci-dessus et ayant une de leurs diagonales confondue avec le prolongement de l'autre: ligne de coupe 10 sur la figure 3) et la partie correspondante de la plaque 2. Ce corps 9 est réalisé en un matériau à faible réluctance, par exemple du ferrite. Ce corps 9 a à peu près la forme d'un "U" dont l'ouverture, d'une largeur d'environ 30 micromètres à 1 mm, peut être remplie d'un matériau amagnétique 11, par exemple du verre. La face supérieure du corps 9 ainsi rempli est polie et sa partie centrale (à savoir la face supérieure du matériau 11 et. des coins en vis-à-vis des pavés 3A,3B) est recouverte d'une mince couche 5 (par exemple d'environ 0,1 pm d'épaisseur) de matériau à forte réluctance magnétique, par exemple du "permalloy'. Cette couche 5 a par exemple une forme de rectangle coupé en son milieu par l'entrefer 7.L'entrefer 7 a une largeur d'environ 0,3 pm par exemple. Comme représenté en traits interrompus en figure 2, on peut recouvrir la totalité de la surface des pavés 3A,3B avec ce matériau à forte réluctance, ce qui ne nuit pratiquement pas au fonctionnement de la microtête, puisque la condition importante à respecter est que la partie de la couche située entre les branches dudit "U" ait une faible largeur par rapport aux dimensions des pavés 3. Dans la cavité 12 entourée par le corps 3, passent un conducteur de colonne 13 et un conducteur de ligne 14. De préférence, les conducteurs de lignes sont sensiblement orthogonaux aux conducteurs de colonnes, au moins dans la traversée de chaque circuit magnétique, c'est-à-dire dans la zone de leur croisement mutuel. Si l'on appelle L la longueur de la partie de la couche 5 située sur le matériau 11, pr sa perméabilité relative, et e son épaisseur, L doit être sensiblement égale au produit ir.e. Si par exemple hr=1000 et e=0,1 lmn, on trouve pour L une valeur de 100 pmin. Une partie des fils, par exemple les fils de lignes, servent à produire l'excitation des micro-têtes individuelles. A cet effet, on leur applique une polarisation de courant continu IB à laquelle on superpose, pour les lignes à exciter, une composante "RF", c'est-à-dire un train d'ondes à très haute fréquence. La fréquence de ce train d'ondes est choisie de façon que pendant une période d'excitation (ou de validation) des lignes en question on envoie au moins une dizaine d'alternances de ces ondes. Comme on peut le voir d'après la caractéristique M= f(H) (M étant l'énergie de magnétisation des éléments non linéaires 5, et H le champ) d'un matériau à propriétés magnétiques non linéaires tel que le "Permalioy", excité selon son axe difficile, il faut déplacer le point de fonctionnement d'un tel matériau vers une zone à faible rayon de courbure (zone du point A sur la figure 4) pour laquelle la sensibilité des circuits magnétiques de l'invention est la plus élevée. Le déplacement du point de fonctionnement est obtenu par ledit courant continu IB de polarisation, donnant un champ HB. Chaque fil de colonne est relié à un circuit de détection recueillant le signal lu sur la bande magnétique, ce qui est possible grâce au fait que les pièces 5 sont obliques par rapport aux fils de colonnes qui peuvent ainsi capter les variations de flux passant par ces pièces. De façon avantageuse, comme représenté en figure 5, une tête magnétique 1 est disposée de façon légèrement oblique (quelques degrés) par rapport à la direction de défilement de la bande magnétique 21, de façon à pouvoir lire un nombre maximal de pistes de cette bande sans réduire pour autant de façon irréaliste (en dessous de quelques dizaines de microns) le pas des micro-têtes de la tête 1. Pour simplifier les explications, on suppose que la tête 1 comporte 4 lignes (L1 à L4) et 4 colonnes (A à D) de micro-têtes. La tête 1 est disposée de telle façon que les micro-têtes (seuls les entrefers 7 de ces micro-têtes sont représentés en figure 5) coopèrent avec les pistes successives de la manière suivante, si l'on appelle Pi la première piste et P16 la dernière: la piste PI coopère avec la première micro-tête (de la ligne Li) de la première colonne (A), la piste P2 avec la deuxième micro-tête (de la ligne L2) de la première colonne,..., la piste P4 avec la quatrième micro-tête (ligne L4) de la première colonne, la piste P5 avec la première micro-tête de la deuxième colonne (B), et ainsi de suite jusqu'à à la piste P16 qui coopère avec la quatrième micro-tête de la quatrième colonne. De façon avantageuse, les différentes lignes Li à L4 sont perpendiculaires à la direction de défilement de la bande magnétique, afin de standardiser différents types de têtes. De facon avantageuse, les entrefers des micro-têtes correspondant à des pistes successives sont alternativement orientés selon une première et une seconde directions, ces deux directions étant sensiblement symétriques par rapport à une perpendiculaire à la direction de défilement de la bande, et faisant par rapport à cette perpendiculaire un angle d'environ 10 à 45 (voir par exemple dans la vue de détail déportée de la figure 5 les deux premières micro-têtes Ti et T2 qui font respectivement un angle +a et un angle -a par rapport à la droite D qui est perpendiculaire à la direction de défilement de la bande). Pour effectuer le multiplexage des micro-têtes, on envoie cycliquement des salves d'oscillations RF aux lignes Li à L4, comme représenté en haut de la figure 6. Sur les colonnes A à D, on récupère, après détection, les signaux lus par les micro-têtes respectives: AI à A4 pour la colonne A, Bi à B4 pour la colonne B, etc (A1 étaht la micro-tête de la colonne A sur la ligne Li,...). Il suffit ensuite de traiter dans l'ordre convenable les signaux des différentes colonnes. Selon un aspect avantageux de l'invention, on supprime le courant IB des lignes non excitées. Ainsi, même s'il y a induction non négligeable du signal RF par couplages parasites sur les lignes non excitées, ce signal RF ne peut provoquer la lecture par les micro-têtes des lignes non excitées, car le gain des micro-têtes pour M = O (figure 4) est très inférieur à celui pour M = HB, et peut même être presque nul. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, on augmente la sensibilité des micro-têtes en réglant la fréquence du signal RF à une valeur proche de la fréquence de résonance du circuit réparti formé par la ligne correspondante et les micro-têtes qui la bordent. Selon une variante de l'invention, on excite simultanément toutes les lignes, mais à des fréquences différentes, et on dispose des filtres correspondants sur les différentes colonnes. REVENDICATIONS 1. Tête magnétique statique de lecture de bande magnétique, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs têtes élémentaires (13) comprenant chacune un circuit magnétique (9) à caractéristique de magnétisation pratiquement linéaire se refermant par la bande magnétique à lire à travers un élément magnétiquement non linéaire (5), et par le fait que chacune des têtes élémentaires coopère avec un fil d'excitation (13) et un fil de signal (14), l'ensemble de ces fils formant une matrice à lignes et à colonnes. 2. Tête selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les fils d'excitation sont alimentés en courant continu auquel sont superposés des signaux à haute fréquence. 3. Tête selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle est reliée à un circuit de balayage de lignes et dc'exploration de bandes. 4. Tête selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits fils forment un réseau sensiblement orthogonal et que l'élément non linéaire de chaque tête élémentaire est oblique par rapport aux fils du réseau. 5. Tête selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la partie linéaire de chaque circuit magnétique est en un matériau à faible perméabilité relative tel que le ferrite, -et que sa partie non linéaire est en un matériau à forte perméabilité magnétique tel que le Permalloy ou le Sendust. 6. Tête selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la longueur (L) des parties des circuits magnétiques à caractéristique non linéaire (5) située sur l'entrefer (11) de la partie linéaire est sensiblement égale au produit de la perméabilité relative de ces parties non linéaires par leur épaisseur. 7. Tête selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait que les signaux à haute fréquence sont des trains d'ondes dont la fréquence est telle que pendant une période d'excitation des lignes excitées on envoie au moins une dizaine d'alternances de ces ondes. 8. Tête selon l'une des revendications précédentes, à réseau de têtes élémentaires disposées en lignes et colonnes, caractérisée pai le fait que les lignes de têtes élémentaires sont obliques par rapport à la direction de défilement de la bande à lire. 9. Tête selon la revendication 8, caractérisée par le- fait que les colonnes de têtes élémentaires sont perpendiculaires à la direction de défilement de la bande. 10. Tête selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisée par le fait que le courant continu n'est envoyé qutaux fils d'excitation des têtes élémentaires à exciter. 11. Tête selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les entrefers des têtes élémentaires correspondant à des pistes successives de la bande à lire sont alternativement orientés selon une première et une seconde directions (+a, -a), ces deux directions étant sensiblement symétriques par rapport à une perpendiculaire à la direction de défilement de la bande. 12. Tête selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les deux dites directions font un angle d'environ 10 à 45 par rapport à ladite perpendiculaire. 13. Tête selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisée par le fait que la fréquence du signal à haute fréquence a une valeur proche de la fréquence de résonance du circuit réparti formé par la ligne correspondante et les têtes élémentaires qui la bordent. 14. Tête selon l'une des revendications 2 à 13, caractérisée par le fait que l'on excite simultanément toutes les lignes de fils d'excitation, mais à des fréquences. différentes, et on dispose des filtres correspondants sur les différentes colonnes.