CH626764A5

CH626764A5 -

Info

Publication number: CH626764A5
Application number: CH1320678A
Authority: CH
Inventors: Hitoshi Sakamoto
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1981-11-30
Also published as: DK584878A; DK153608C; DK153608B; AT374940B; JPS6123569B2; US4237399A; CA1132707A; IT1101699B; AU523309B2; SE7813380L; ES476411A1; SU1367845A3; GB2011734A; DE2856508C2; GB2011734B; NL191375B; FR2413840A1; JPS5492307A; FR2413840B1; IT7831422A0

Description

L'invention a pour objet un transducteur piézoélectrique selon le préambule de la revendication 1. L'invention a également pour objet un appareil de reproduction de signaux d'information enregistrés sur une piste de support d'enregistrement selon 2o le préambule de la revendication 9. L'invention s'applique particulièrement à un ensemble de deux éléments piézoélectriques, appelé lame bimorphe, et à son circuit de commande dans un appareil de reproduction de signaux vidéo ou d'autres signaux d'information enregistrés sur une piste d'un support d'enregi- 2s strement, par exemple dans un magnétoscope. L'appareil peut comporter une tête magnétique portée par la lame bimorphe et amenée à balayer la piste avec précision en réponse à une tension de commande appliquée par le circuit de commande à la lame bimorphe. 30

La technique antérieure enseigne comment lier l'un à l'autre deux éléments céramiques piézoélectriques pour former une lame bimorphe et comment l'application d'une tension de déviation ou de fléchissement aux éléments les amène à se courber ou se fléchir suivant la direction longitudinale de la lame. Chacun 35 des éléments céramiques qui consituent la lame bimorphe est fait en un matériau polycristallin à constante diélectrique élevée qui acquiert des propriétés piézoélectriques lorsqu'on fixe sa polarité ou qu'on le polarise en les soumettant à une tension unidirectionnelle intense. 40

Si deux éléments céramiques piézoélectriques électriquement polarisés placés chacun entre une électrode intérieure et une électrode extérieure sont liés l'un à l'autre au niveau de leurs électrodes intérieures et qu'une tension est appliquée entre les électrodes intérieures liées ensemble et l'électrode extérieure45 de chaque élément de façon que la tension soit dirigée dans le sens de polarisation d'un élément et opposée au sens de polarisation de l'autre élément, l'effet de fléchissement est augmenté par rapport à ce qui pourrait être obtenu au moyen d'un seul élément céramique piézoélectrique. Toutefois, dans tous les cas 50 où un fléchissement important est nécessaire, il faut appliquer des tensions de fléchissement d'une importance correspondante. De telles tensions de fléchissement importantes tendent à dépolariser l'élément et à réduire son aptitude à se fléchir lorsqu'elle est appliquée dans le sens opposé au sens de polarisation de 55 l'élément céramique piézoélectrique.

Une utilisation de la lame bimorphe demandant des déviations importantes consiste à placer une tête magnétique dans un magnétoscope de façon que, lorsque la tête magnétique se déplace suivant une piste sur un support d'enregistrement de si- 60 gnaux vidéo ou d'autres signaux d'information, un signal ou une tension de commande puisse être appliqué à la lame bimorphe afin de dévier la tête dans un sens transversal à la longueur de la piste, par exemple, pour maintenir un positionnement optimal de la tête vis-à-vis de la piste d'enregistrement. 65

Des dispositifs ont été proposés qui assurent des déviations bidirectionnelles d'amplitude relativement importance d'une lame bimorphe sans dépolariser cette dernière. Dans ces dispositifs, les éléments céramiques piézoélectriques liés ensemble reçoivent la même direction de polarisation, et les tensions de déviation qui leurs sont appliquées sont telles que les polaritées induites par les tensions sont dans le même sens que le sens de polarisation des éléments auxquels les tensions sont appliquées. Plus particulièrement, une tension continue de la polarisation (aus sens de mise en tension) est appliquée à chaque élément céramique piézoélectrique de façon que la tension appliquée soit dans le sens de polarisation (au sens de fixation de la polarité) de l'élément, et une tension alternative de déviation ou de fléchissement est superposée à la tension continue de polarisation afin de commander le fléchissement de la lame bimorphe, l'amplitude de la tension continue de polarisation étant suffisamment grande pour assurer que la tension nette appliquée à chaque élément céramique piézoélectrique présente toujours une polarité orientée dans le sens de polarisation de cet élément.

Ce moyen de la technique antérieure permettant d'éviter la dépolarisation d'une lame bimorphe présente des inconvénients en particulier lorsque la lame bimorphe est utilisée pour le montage d'une tête magnétique sur la partie tournante d'un tambour de guidage de magnétoscope. Plus particulièrement dans cette application de la lame bimorphe, les signaux ou tensions de commande qui font fléchir la lame bimorphe et déplacent donc la tête magnétique transversalement à la piste d'enregistrement sont appliqués par l'intermédiaire de deux amplificateurs de commande et de sources de polarisation aux électrodes extérieures respectives des éléments céramiques piézoélectriques dont les électrodes intérieures liées ensemble sont mises à la terre. Ainsi, en plus du coût élevé qui résulte de l'emploi des deux amplificateurs de commande et des deux sources de polarisation associées, le dispositif connu de la technique antérieure demande l'emploi d'une structure quelque peu complexe pour assurer l'isolation électrique de la tête magnétique vis-à-vis de la lame bimorphe. De plus, deux bagues collectrices sont nécessaires pour transmettre les tensions de commande des sources à la partie rotative du tambour de guidage. Enfin, du fait des tensions continues de polarisation appliquée aux éléments céramiques piézoélectriques pour éviter leur dépolarisation, la longueur de la lame bimorphe tend à changer après une utilisation prolongée, si bien que la distance dont la tête magnétique dépasse vis-à-vis de la surface périphérique du tambour de guidage varie de façon indésirable.

L'invention a pour but de créer un transducteur piézoélectrique et un appareil de reproduction des types sus-mentionnés dans lesquels la dépolarisation de ses éléments piézoélectriques est evitée.

Le transducteur piézoélectrique et l'appareil de reproduction selon l'invention comportent les caractéristiques énumérées dans les parties caractérisantes des revendications 1 et 9.

De préférence,l'électrode extérieure dudit premier des éléments piézoélectriques est connectée à la terre, et la source de tension de commande est connectée entre l'électrode extérieure de l'autre élément piézoélectrique et la terre.

Dans le cas où la tension de commande est une tension alternative, par exemple, destinée à produire une oscillation de type tremblement du transducteur ou de la lame bimorphe, de préférence le réseau diviseur de tension fixe à ladite valeur maximale la tension présente au niveau des électrodes intérieures reliées ensemble en réponse à une polarité de la tension de commande qui est opposée au sens dans lequel l'autre des éléments piézoélectriques est polarisé afin d'éviter sensiblement une dépolarisation de cet autre élément.

Dans un mode de réalisation préféré, chacun des moyens de fixation de niveau, de la tension comporte un moyen unidirectionnel, par exemple une diode, qui est connecté aux bornes de l'élément piézoélectrique associé et qui est polarisé de façon à permettre le passage du courant dans la diode dans un sens

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opposé au sens dans lequel l'élément piézoélectrique associé est 18A. En outre, la lame bimorphe 10A est installée en porte à

polarisé, et un moyen de limitation de tension constitué par faux, c'est-à-dire soutenue à une seule extrémité, par exemple exemple par une diode Zener, lequel moyen est connecté en en 20, et une tête magnétique est montée à l'autre extrémité, ou série avec le moyen unidirectionnel. extrémité libre, de la lame bimorphe 10A au moyen d'un isolant

D'autres détails du transducteur et de l'appareil seront 5 22 qui écarte la tête 21 de l'électrode extérieure 15A. Un circuit mieux compris à la lecture de la description suivante d'exemples de commande selon la technique antérieure entraînant une fle-

de réalisation illustrés par les dessins annexés sur lesquels: xion de la lame bimorphe 10A est présenté sur la figure et

— la figure 1 est une élévation latérale schématique d'une comporte une source 19A de tension alternative qui est connec-lame bimorphe selon la technique antérieure, à une échelle tée, par ses bornes opposées, aux électrodes extérieures 15A et agrandie ; 10 16A. Le circuit de commande ci-dessus permet de faire fléchir

— la figure 2 est une élévation latérale schématique analogue efficacement la lame bimorphe 10A alternativement d'un côté à la figure 1, qui montre le fléchissement effectué par la lame et de l'autre de manière à produire des mouvements correspon-bimorphe lorsqu'une tension de commande ou de fléchissement dants de la tête magnétique 21 portée par son extrémité libre, lui est appliquée ; Toutefois, on rencontre des difficultés dans le montage de la tête

— la figure 3 est une élévation latérale schématique montrant 15 21 sur la lame bimorphe 10A du fait de la nécessité de prévoir une autre lame bimorphe et son circuit de commande selon la un isolant 22 entre la tête 21 et l'électrode 15A pour isoler les technique antérieure dans le cas où la lame sert à dévier une tête signaux vidéo ou d'autres signaux d'information reproduits par magnétique, comme dans un magnétoscope ; la tête 21 à partir du signal de commande ou de flexion appliqué

— la figure 4 est une élévation schématique analogue à la à la lame bimorphe 10A par la source 19 A. De plus, on note figure 3, montrant un autre dispositif de la technique antérieure 20 que, durant chaque alternance de la tension de commande alter-qui a été proposé pour éviter la dépolarisation des éléments native appliquée par la source 19A, la polarité de cette tension électriquement polarisés de la lame bimorphe ; de commande se trouve dans une direction qui tend à dépolari-

— la figure 5 est une élévation schématique analogue à la ser l'élément céramique piézoélectrique 11A et l'élément 12A. figure 4, mais montre un mode de réalisation de l'invention ; De plus, si la structure 20 à partir de laquelle la lame bimorphe

— la figure 6 est une vue schématique illustrant un dispositif 25 10A est montée en porte à faux est par exemple la partie rotati-automatique de cadrage de tête d'un magnétoscope, qui com- ve d'un tambour de guidage de bande d'un magnétoscope à porte une lame bimorphe et son circuit de commande selon balayage héliocoïdal, il est alors nécessaire d'utiliser deux bagu-l'invention ; et es collectrices, indiquées schématiquement en 23 et 24 sur la

— la figure 7 est un schéma de câblage montrant le détail figure 3, pour transmettre la tension de commande de la source d'une partie du dispositif illustré sur la figure 6. 30 19A à la partie tournante du tambour, et, ainsi, aux électrodes

Sur la figure 1, on peut voir un transducteur piézoélectrique, extérieures 15A et 16A de la lame bimorphe.

ou lame bimorphe, 10 qui est constitué de deux plaques cérami- Pour éviter l'effet de dépolarisation qui est propre au mon-

ques piézoélectriques 11 et 12 pouvant être allongées et placées tage de la figure 3, il a été proposé, comme cela peut être vu sur entre des électrodes intérieure et extérieure 13 et 15,14 et 16, la figure 4, de doter une lame bimorphe 10B d'éléments cérami-

les éléments ou plaques 11 et 12 étant liés l'un à l'autre au 35 ques piézoélectrique 11B et 12B qui sont électriquement polari-

niveau des électrodes intérieures 13 et 14. De plus, les éléments sés dans un même sens, comme cela est indiqué par les flèches piézoélectriques 11 et 12 sont, comme cela est indiqué, électri- 17B et 18B, la lame bimorphe possédant des électrodes inté-

quement polarisés dans le même sens, ce qui est montré par les rieures 13B et 14B, au niveau desquelles les éléments IIB et flèches 17 et 18. Lorsqu'un potentiel électrique issu d'une sour- 12B sont liés l'un à l'autre, sont connectées à la terre, par ex-

ce 19 est appliqué aux bornes de chaque élément piézoélectri- 40 empie en 25, au moyen d'une structure 20B à laquelle une que 11 ou 12, par exemple, entre les électrodes extérieure et extrémité de la lame 10B est reliée de façon à être en porte à

intérieure 15 et 13 et entre les électrodes extérieure et intérieu- faux. De plus, dans le montage de la technique antérieure pré-

re 16 et 14, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, l'élément 11 senté sur la figure 4, la source 19B de tension de commande se dilate et l'élément 12 se contracte, si bien que la lame bimor- alternative est connectée à terre d'un côté, soit en 26, tandis que phe 10 fléchit suivant le sens de sa longueur d'une amplitude qui45 l'autre côté de la source 19B est connecté à l'électrode extérieu-

est fonction de l'intensité du champ électrique appliqué. Si la re 15B par l'intermédiaire d'un amplificateur de commande 27

polarité de la tension appliquée par la source 19 à la lame bi- et d'une source 28 de polarisation continue en série, et, en pa-

morphe 10 est inversée, le sens de flexion de la lame devient rallèle avec eux, à une électrode extérieure 16B par l'intermé-

opposé à celui représenté sur la figure 2. Toutefois, il est clair, diaire d'un circuit série d'un amplificateur de commande 29 et dans l'un et l'autre cas, que la tension appliquée à l'un ou à 50 d'une source 30 de polarisation continue.

l'autre des éléments céramiques piézoélectriques 11 et 12 se r „ , , .

trouve dans une direction opposée à la direction de polarisation , Les sources 28 et 30 de polarisation contìnue présentent des

électrique. Ainsi, si le potentiel ou la tension de commande Polantes °PPoses'sie blfn ciue les te"slons de P°'ansf^n œnt!-

appliqué par la source 19 à la lame bimorphe 10 devient relati- nue respectivement appliquées aux éléments IIB et 12B s exer-vement important, afin de produire une flexion importante, ce « cent respectivement dans les directions de polarisation des ele-potentiel entraîne la dépolarisation de l'élément 11 ou 12 qui est ment* ^amiques piézoélectriques 11B et 12B. De plus, la ton-polarisé dans le sens opposé à celui dans lequel le potentiel s;on de polansation continue de chacune des sources 28 et 30 est important lui est appliqué. de Preference choisie de mamere a valoir A Vn^ ou V— est la tension de sortie crête-à-crête maximale de l'amplificateur de

Dans une application particulière d'une lame bimorphe 10A 60 commande 27 ou 29. Ainsi, même si la tension de sortie de représentée sur la figure 3, les éléments céramiques piézoélec- l'amplificateur 27 ou 29 vaut '/:Vmax ou — ¥2 Vmax, la tension triques 11A et 12A de la lame bimorphe se trouvent de nouveau appliquée à l'élément 11B ou 12B ne peut être inversée par placés entre des électrodes intérieures 13A et 14A et des élec- rapport au sens de polarisation de ce dernier.

trodes extérieures 15A et 16A, respectivement, et sont liées Bien que le montage de la technique antérieure décrit ci-

Fune à l'autre au niveau de leurs électrodes intérieures respecti- 65 dessus en relation avec la figure 4 permette efficacement d'évi-ves 13A et 14A, mais les éléments céramiques piézoélectriques ter la dépolarisation des éléments piézoélectriques IIB et 12B, 11A et 12A sont, dans ce cas, électriquement polarisés dans des ce montage présente toutefois un certain nombre d'inconvé-sens opposés, comme cela est indiqué par les flèches 17A et nients. Plus particulièrement, dans le cas où la lame bimorphe

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ÎOB sert à porter une tête magnétique 21B et à fléchir cette dernière en réponse à l'application d'une tension de commande ou d'un signal de commande venant de la source 19B, un isolant 22B doit être prévu entre la tête 21B et la source extérieure 15B de façon que le signal reproduit par la tête 21B soit électrique- 5 ment isolé du signal de commande et, donc, la structure de montage de la tête 21 devient exagérément complexe. De plus, dans le cas où la structure 20B d'où dépasse la lame bimorphe 10B est la partie rotative d'un tambour de guidage de bande,

deux bagues collectrices 23B, 24B sont à nouveau nécessaire, 10 comme on peut le voir sur la figure 4, pour transmettre les signaux de commande respectivement aux électrodes extérieures 15B et 16B. La nécessité de prévoir deux amplificateurs de commande 27 et 29 et deux sources de polarisation continue 28 et 30 est en outre un inconvénient du circuit de la figure 4 du fait 15 de l'accroissement de la complexité et du coût que cela implique. De plus, comme les tensions de polarisation continue sont appliquées continûment aux éléments céramiques piézoélectriques IIB et 12B, la longueur globale de la lame bimorphe 10B tend à augmenter sur une durée prolongée d'utilisation. Si la 20 lame 10B est utilisée pour le montage d'une tête magnétique 21B vis-à-vis de la partie rotative d'un tambour de guidage de bande d'un magnétoscope, l'augmentation de la longueur de la lame bimorphe 10B fait varier de façon indésirable la quantité dont la tête 21B fait saillie au-delà de la surface périphérique du 25 tambour de guidage de bande.

On se reporte maintenant à la figure 5, sur laquelle on peut voir un transducteur piézoélectrique, ou lame bimorphe, 10C selon l'invention. Cette lame bimorphe possède deux éléments, ou plaques, céramiques piézoélectriques 1 IC et 12C électrique- 30 ment polarisés dans des sens opposés, comme cela est indiqué par les flèches 17Cet 18C, et ces éléments HCet 12Csontliés l'un à l'autre au niveau de leurs électrodes intérieures 13C et 14C. Dans le circuit de commande, une source 19C de tension de commande alternative est connectée d'un côté à la terre, en 35 26C, tandis que l'autre côté de la source 19C est connecté à l'électrode extérieure 15C de la lame bimorphe 10C. L'autre électrode extérieure 16C de la lame 10C est connectée à la terre, en 25C, par exemple par l'intermédiaire de la structure 20C sur laquelle une partie terminale de la lame 10C est montée 4<> en porte à faux. Puisque l'électrode extérieure 16C est à la terre, une tête magnétique 21C destinée par exemple à la reproduction de signaux vidéo, peut être directement et simplement fixée à l'extrémité libre de la lame 10C, sur l'électrode extérieure 16C, sans danger qu'il y ait aucune interférence entre les si- 45 gnaux vidéo, ou d'autres signaux d'information, reproduits par la tête 21C et le signal de commande produisant la flexion de la lame 10C.

De façon générale, le circuit de commande de la lame bi- 50 morphe 10C comprend en outre un moyen qui fixe à une valeur maximale relativement faible la tension présente au niveau des électrodes intérieures 13C et 14C liées ensemble au moins en réponse à une polarité de la tension de commande de la source 19C qui est opposée au sens dans lequel un premier des élé- 55 ments piézoélectriques 1 IC et 12C est polarisé afin d'éviter sensiblement la dépolarisation d'au moins ce premier élément. Dans le cas où la tension de commande de la source d'énergie est une tension alternative, le moyen de fixation de niveau de tension exerce de préférence son effet vis-à-vis des deux polari- 60 tés de la tension présentes au niveau des électrodes intérieures 13C et 14C liées ensemble de façon à éviter sensiblement la dépolarisation des deux éléments HC et 12C. Dans le mode de réalisation de l'invention qui est illustrée sur la figure 5, ce moyen de fixation de niveau de tension est constitué d'une diode 65 31 et d'une diode Zener 32 connectées en série entre les électrodes intérieures 13C et 14C liées ensemble et l'électrode extérieure 15C, ainsi que d'une diode 33 et d'une diode Zener 34

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connectées en série entre les électrodes intérieures 13C et 14C et l'électrode extérieure 16C, ou bien la connexion 25C à la terre. Les diodes 31 et 33 sont conçues pour conduire dans les sens dans lesquels les éléments 12C et 11C sont respectivement polarisés. De préférence, les diodes Zener 32 et 34 sont choisies de manière à présenter une tension Zener Vz qui est comprise entre '/3Emax et xhEmax, où Emax est la valeur maximale de la tension qui peut être appliquée à l'élément 11C ou 12C dans le sens dans lequel ce dernier est polarisé afin de produire une relation sensiblement linéaire entre la flexion résultante et la valeur de la tension appliquée.

Dans le cas où la lame bimorphe 10C est utilisée pour le montage d'une tête 21C sur la partie rotative du tambour de guidage de bande d'un magnétoscope, cette partie rotative du tambour peut être en métal et reliée à la terre, et les diodes 31 et 33 et les diodes Zener 32 et 34 peuvent faire partie d'un ensemble de circuit qui est monté sur la partie tournante du tambour de guidage, ce qui entraîne alors qu'une seule bague collectrice 23C est nécessaire pour appliquer la tension ou le signal de commande de la source 19C à la lame 10C.

Les diodes 31 et 33 et les diodes Zener 32 et 34 se comportent comme un diviseur de tension sie bien que, si la tension de commande de la source 19Cvaut ±E, une tension ±'/iE est appliquée à chaque élément piézoélectrique 11C ou 12C. Lorsque cette tension ± V2E est inférieure à la tension Zener Vz, c'est-à-dire ±E<2VZ, chacune des diodes Zener 32 et 34 se trouve dans son état bloqué non conducteur, sie bien que la lame bimorphe 10C est commandée par la tension ±E. Si la tension de commande ±E est supérieure à ±2VZ, l'une ou l'autre des diodes Zener 32 et 34 devient conductrice, si bien que la tension de la diode Zener conductrice est fixée à ± Vz. Lorsque la tension de commande vaut +E>+2VZ, la diode 31 est polarisée dans son sens non passant, si bien que la diode Zener 32 est dans l'état bloqué, tandis que la diode 33 est polarisée dans le sens passant, de sorte que la diode Zener 34 est dans son état conducteur. Ainsi, la tension existant à la jonction entre les diodes Zener 32 et 34 est verrouillée sur la valeur + Vz. Bien que la tension appliquée à l'élément piézoélectrique 12C soit dans un sens opposé à son sens de polarisation, l'effet de fixation ou de blocage décrit assure que cette tension est maintenue à la valeur constante relativement faible + Vz. Simultanément, la tension (E-Vz) est appliquée à l'élément piézoélectrique 11C dans son sens de polarisation, ce qui entraîne la flexion vers le haut de la lame bimorphe 10C.

Lorsque la tension de commande vaut -E>-2 Vz, la diode 33 est polarisée dans son sens non passant, si bien que la diode Zener 34 se trouve dans son état bloqué, tandis que la diode 31 est polarisée dans le sens passant, ce qui met la diode Zener 32 dans l'état conducteur. Ainsi, la tension constante relativement faible Vz qui est d'un sens opposé au sens de polarisation de l'élément 11C est appliquée à ces éléments, et la tension (E -Vz) est appliquée à l'autre élément 12C afin de faire fléchir vers le bas la lame bimorphe 10C.

On note que la sensibilité de flexion de la lame bimorphe 10C est constante quelle que soit la valeur de la tension de commande. Plus particulièrement lorsque la valeur absolue de la tension de commande E est inférieure à 2VZ, la tension 'AE est appliquée à chacun des éléments HC et 12C. Ainsi, la flexion résultante de la lame bimorphe 10C correspond à la valeur absolue E de la tension de commande. Lorsque la valeur absolue de la tension de commande E est supérieure à 2VZ, la tension de Zener Vz est appliquée à l'un des éléments 11C ou 12C, et la tension (E -Vz) est appliquée à l'autre des éléments 11C et 12C. Ainsi, un des éléments HC et 12C fléchit en fonction de la tension Vz, tandis que l'autre des éléments HC et 12C fléchit selon la tension (E -Vz), si bien que la déviation totale de la lame bimorphe 10C correspond à la tension E.

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On notera également que, puisque la tension de Zener Vz a une valeur relativement faible, comprise par exemple entre '/?

Emax et 7:E„,ax, comme cela a été précédemment indiqué, l'application de cette tension faible à l'un ou l'autre des éléments 11C et 12C dans un sens opposé à son sens de polarisation n'entraîne 5 pas une dépolarisation notable de cet élément.

Si l'une des polarités de la tension de commande alternative de la source 19C présente une valeur absolue sensiblement limitée, on peut omettre le circuit série de la diode 31 de la diode Zener 32, ou bien le circuit série de la diode 33, et de la diode 10 Zener 34 du circuit de commande selon l'invention.

On se reporte maintenant à la figure 6, sur laquelle les parties qui correspondent à celles précédemment décrites en relation avec la figure 5 seront identifiées par les mêmes numéros de référence. Sur la figure 6, on peut voir une lame bimorphe 10C 15 et son circuit de commande qui sont appliqués à un dispositif automatique de cadrage de tête d'un magnétoscope à balayage hélicoïdal. Le magnétoscope représenté possède un tambour de guidage présenté en trait interrompu et identifié dans son ensemble par le numéro de référence 35, ce tambour compor- 20 tant une partie supérieure en métal conducteur qui forme le support 20C de la lame bimorphe 10C. Le tambour de guidage 35 comporte également une partie inférieure fixe 36 dotée d'une fente circonférentielle 37 ouvrant radialement qui est définie entre les parties 20C et 36 du tambour. La lame bimorphe 10C 25 selon l'invention est fixée par sa base ou sa partie terminale inférieure au fond de la partie supérieure rotative 20C du tambour, par exemple au moyen d'un support de montage 38 (voir figure 7) qui forme un trajet conducteur entre l'électrode extérieure 16C de la lame 10C et le métal conducteur de la partie 30 20C du tambour. La lame est dimensionée longitudinalement si bien que, lorsqu'elle est montée de la manière précédemment indiquée vis-à-vis de la partie rotative 20C du tambour, une tête magnétique 21C ayant la forme d'une pastille montée à l'extrémité libre ou extérieure de la lame passe à travers la fente 37 et est mobile verticalement, ou bien dans la direction parallèle à l'axe de rotation du tambour 20C, en réponse à la flexion de la lame bimorphe 10C du fait de l'application d'un signal de commande Sf à celle-ci. Une bande magnétique (non représentée) est destinée à être enroulée en hélice, c'est-à-dire suivant un certain angle par rapport au plan de la fente 37, sur une partie notable, par exemple la moitié environ, de la périphérie du tambour 35, si bien que, lors de la rotation de la tête 21C en même temps que la partie supérieure 20C du tambour, la tête 21C balaye obliquement la bande magnétique et effectue simultanément un mouvement oscillant dans la direction perpendiculaire à la direction de balayage en réponse à la flexion de la lame bimorphe 10C.

Dans un dispositif automatique de cadrage de tête auquel 50 l'invention peut être appliquée, et qui peut être vu sur les figures 6 et 7, une jauge de contrainte 39 est fixée à la surface de la lame bimorphe 10C que constitue l'électrode extérieure 16C de façon à recevoir des contraintes variables en réponse à la flexion de la lame et à coopérer avec un circuit associé 40 de production 55 d'un signal SG de détection de flexion qui indique l'amplitude et la direction de la flexion de la tête 21C par rapport à une position de repos, Dans le dispositif automatique de cadrage de tête de la figure 6, le circuit 40 de production de signal de flexion et un amplificateur de reproduction 41 qui amplifie le signal de 60 sortie de la tête 21C appartiennent à un ensemble de circuit 42 qui est commodément logé à l'intérieur de la partie supérieure rotative 20C du tambour de guidage 35. Comme on peut le voir sur la figure 7, les signaux reproduits par la tête 21C, après avoir été amplifiés par l'amplificateur de reproduction 41, sont dèli- es vrés par la partie rotative 20C du tambour sous la forme d'un signal reproduit Sa par l'intermédiaire d'un transformateur tournant 43. Sur la figure 7, la jauge de contrainte 39 est représentée

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à la fois à sa position réelle sur l'électrode extérieure 16C de la lame bimorphe 10C et dans une position éloignée de cette dernière, soit en 39', afin de faciliter la représentation graphique de sa connexion avec le circuit 40 de détection de flexion. La jauge de contrainte 39 peut être du type à fil de résistance auquel un courant constant est fourni par l'intermédiaire d'un transistor à effet de champ 44 qui est connecté à une termédiaire d'un transistor à effet de champ 44 qui est connecté à une source de tension appropriée (non représentée) par l'intermédiaire d'une bague collectrice indiquée en 45. II est évident que la flexion de la lame bimorphe 10C entraîne une variation correspondante de la résistance de la jauge de contrainte 39, ainsi que de la tension aux bornes de la jauge de contrainte, qui représente le signal de détection de flexion. Ce signal est amplifié par un amplificateur 46 comportant un amplificateur opérationnel 47, des résistance 48 et 49 et un condensateur 50. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 47 est délivré, sous la forme du signal Sg de détection de flexion, à une bague collectrice 51 de manière à être appliqué par cette dernière au reste du dispositif de cadrage présenté sur la figure 6. Une autre bague collectrice 32 peut servir à la connexion à la terre, la bague collectrice 23C précédemment mentionnée étant destinée à recevoir le signal de commande électrique Sf de la lame bimorphe 10C.

On notera que, du fait de la connexion à la terre de l'électrode extérieure 16C de la lame bimorphe 10C, la jauge de contrainte 39 peut commodément être montée sur l'électrode extérieure 16C sans que cela entraîne la superposition du signal Sg de détection de déflexion, correspondant à la déviation de la tête 21C par rapport à sa position de repos, au signal de commande Sf de la lame bimorphe 10C. Naturellement, comme cela a été indiqué précédemment, la mise à la terre de l'électrode extérieure 16C de la lame bimorphe 10C permet également de monter de façon commode la tête de reproduction 21C directement sur l'électrode extérieure sans que cela entraîne la superposition des signaux vidéo, ou d'autres signaux d'information, reproduits au signal de détection de flexion ou au signal de commande. De plus, le mode de montage des diodes 31 et 33 et des diodes Zener 32 et 34 qui appartiennent également à l'ensemble de circuit 42 de la figure 7, et par lesquelles ce signal de commande Sf est appliqué à la lame bimorphe 10C sur la figure 7, a pour fonction, comme cela a été précédemment indiqué en relation avec la figure 5, d'éviter la dépolarisation des éléments céramiques piézoélectriques 11C ou 12C, tout en assurant que la lame bimorphe présente une sensibilité uniforme vis-à-vis du signal de commande, ainsi que tous les autres avantages mentionnés ci-dessus en relation avec la figure 5.

Comme le montre la figure 6, on peut voir que, dans le dispositif automatique de cadrage de tête auquel l'invention s'applique commodément, le signal reproduit Sa obtenu via le transformateur tournant 43 à partir de l'amplificateur de reproduction 41, ce signal étant commodément un signal modulé en fréquence, est délivré à un circuit 53 détecteur d'enveloppe. Comme cela sera expliqué ci-après, le signal Sa est un signal modulé en amplitude par un signal d'oscillation ou de tremblement Sc d'une fréquence fixe Sc qui peut être de 450 Hz environ. La variation d'amplitude du signal de sortie ou du signal d'enveloppe Sb du circuit 53 détecteur d'enveloppe représente, entre autres choses, les erreurs de cadrage qui apparaissent entre le trajet suivi par la tête 21C et une piste d'enregistrement de la bande magnétique qui est guidée par le tambour 35 et balayée par la tête. Le signal d'envelppe Sb comporte également des composantes de fréquence indésirables en plus de l'information d'erreur de cadrage à la fréquence fc du signal de tremblement ou d'oscillation, comme par exemple les composantes de fréquence aux fréquences de résonance principales et secondaires et à la fréquence d'antirésonance de la lame bimorphe 10C,

ainsi que d'autres composantes de fréquence associées à des

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réponses transitoires. Ces composantes de fréquence indésirables, qui pourraient altérer la détection et la correction des erreurs de cadrage entre le trajet de balayage de la tête 21C et la piste d'enregistrement de la bande magnétique, sont éliminées du fait du passage du signal d'enveloppe Sb dans un filtre passe- s bande 54 conçu pour laisser passer une bande de fréquence d'entrée sur la fréquence fc d'oscillation ou de tremblement qui contient l'information d'erreur de cadrage. Le signal de sortie résultant Sb' du filtre passe-bande 54, qui contient encore les composantes de fréquence indésirables indiquées ci-dessus est io appliqué à une entrée d'un multiplicateur, ou modulateur équilibré, 55. Le signal Sg de détection de flexion qui est obtenu via la bague collectrice 51 du circuit de détection 40 est appliqué à un autre filtre passe-bande 56, qui présente sensiblement les mêmes caractéristiques que le filtre 54, si bien que le filtre 56 est is également conçu pour laisser passer une bande de fréquence centrée sur la fréquence fc d'oscillation ou de tremblement. Le signal de sortie résultant Sg, du filtre 56 contient encore les composantes de fréquence indésirables, comme par exemple les composantes aux fréquences de résonance et d'antirésonance 20 principales et secondaires de la lame bimorphe et diverses autres composantes de fréquence qui sont dues aux réponses transitoires, en plus de la composante de fréquence fc d'oscillation ou de tremblement. Le signal Sg ou Sg, représente la déviation de la tête 10C par rapport à sa position de repos, plutôt que la posi- 25 tion de la tête par rapport au centre d'une piste qui est balayée, si bien que le signal Sg', lorsqu'il est appliqué à une entrée du multiplicateur, ou modulateur équilibré, 55, ne comporte aucune information vis-à-vis de l'erreur de cadrage de piste. De plus, on notera que la fréquence, la phase et l'amplitude des compo- 30 santés de fréquence indésirables qui sont contenues dans le signal Sg' d'indication de flexion correspondent sensiblement à la fréquence indésirables correspondantes qui sont contenues dans le signal d'enveloppe Sb, obtenu du filtre 54. En raison de ce qui vient d'être dit, un signal de sortie Sj du multiplicateur 55,35 qui représente la différence ou la somme des fréquences des signaux appliqués à ses deux entrées, a éliminé les composantes des fréquences fc d'oscillation ou de tremblement et les composantes de fréquence indésirables, par exemple les fréquences de résonance et d'antirésonance principales et secondaires de la 40 lame bimorphe 10C.

Le signal de sortie Sj du multiplicateur 55 contient l'information relative aux erreurs de cadrage ainsi qu'une composante de fréquence d'une fréquence 2fc produit par le multiplicateur 45 55 et qui est éliminé par un filtre 57 d'élimination de bande. Le filtre 57 a pour fonction d'empêcher le passage de composantes de fréquence d'une bande étroite centrée sur la fréquence 2fc.

En raison de ce qui vient d'être dit, le signal de sortie du filtre 57 et d'élimination de bande fournit un signal Sa d'erreur de cadrage et représente la déviation de la tête 21C par rapport à la ligne centrale d'une piste d'enregistrement qui est balayée par la tête. Le signal Sk d'erreur de cadrage est appliqué à un circuit d'addition 58 dans lequel il est additionné à un signal Sc d'oscillation ou de tremblement obtenu d'un oscillateur 59. Le signal de sortie composite Se du circuit d'addition 58 est fourni à un amplificateur ou circuit de commande, 60 qui produit un signal de commande Sf correspondant délivré via la bague collectrice 23C à l'électrode extérieure 16C de la lame bimorphe 10C et au circuit de fixation de niveau de tension diviseur de tension selon l'invention que constituent les diodes 31 et 33 et les diodes Zener 32 et 34. On note que ce signal de commande Sf commande la lame bimorphe 10C de façon que la position zéro de la tête 21C, lorsqu'elle oscille transversalement à la direction suivant une piste d'enregistrement, corresponde au centre de cette piste considérée dans le sens transversal.

Comme cela est indiqué schématiquement sur la figure 6, le circuit d'addition 58 peut recevoir en outre un signal Sj de forme d'onde triangulaire qui, comme cela est connu, est appliqué dans le mode de reproduction à avance lente ou nulle du magnétoscope pour compenser l'écart angulaire du trajet suivi par la tête rotative 21C vis-à-vis de la direction longitudinale de chaque piste d'enregistrement de la bande magnétique du fait que la vitesse de défilement longitudinal de la bande, dans le mode de reproduction à avance lente ou nulle, est différente de la vitesse normale de défilement de la bande pendant l'enregistrement de chaque piste d'enregistrement.

En résumé, on notera que, dans le cas d'une lame bimorphe et d'un circuit de commande associé, comme décrits, la dépolarisation des éléments piézoélectriques ou des éléments céramiques piézoélectriques de la lame bimorphe est évitée sans qu'il soit nécessaire de faire appel à un circuit de commande complexe ou coûteux, comme par exemple celui comportant deux amplificateurs de commande 27 et 29 et deux sources de polarisation continue 28 et 30 qui est décrit sur la figure 4. De plus, lorsque la lame bimorphe décrite sert au montage d'un élément rotatif, par exemple la partie rotative d'un tambour de guidage de magnétoscope, une seule bague collectrice 23 C est nécessaire pour transmettre le signal de commande à la lame bimorphe 10C. Lorsque l'invention est appliquée à un dispositif automatique de cadrage de tête, comme celui décrit en relation avec les figures 6 et 7, il n'est pas nécessaire de prévoir un isolant entre la tête magnétique 21C et l'électrode extérieure 16C mise à la terre de la lame bimorphe, et la jauge de contrainte 39 peut être fixée directement sur l'électrode 16C mis à la terre de la lame bimorphe 10C sans subir l'influence du champ électrique.

C

2 feuilles dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Transducteur piézoélectrique comprenant deux éléments piézoélectriques électriquement polarisés placés entre des électrodes intérieure et extérieure et liés l'un à l'autre au niveau de leurs électrodes intérieures respectives, et un circuit de com- s mande appliquant une tension de commande au transducteur afin de faire fléchir celui-ci, le transducteur piézoélectrique étant caractérisé en ce que les éléments sont polarisés en sens opposé, la source de la tension de commande est connectée entre les électrodes extérieures des éléments piézoélectriques, et io un réseau diviseur de tension fixe, à une valeur maximale faible par rapport à la valeur maximale de la tension appliquée aux éléments piézoélectriques, la tension présente au niveau des électrodes intérieures liées l'une à l'autre en réponse à une polarité de la tension de commande qui est opposée au sens dans 15 lequel un premier des éléments piézoélectriques est polarisé de façon à éviter sensiblement la dépolarisation d'au moins ce premier élément.
2. Transducteur piézoélectrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode extérieure dudit premier des 20 éléments piézoélectrique est connectée à la terre et la source de tension de commande est connectée entre l'électrode extérieure de l'autre élément piézoélectrique et la terre.
3. Transducteur piézoélectrique selon la revendication 1 ou

2, caractérisé en ce que, pour fixer le niveau de la tension pré- 25 sente sur les électrodes intérieures, le réseau comporte un élément unidirectionnel connecté aux bornes dudit premier élément piézoélectrique et autorisant le passage du courant dans le sens opposé audit sens dans lequel ledit premier élément est polarisé, ainsi qu'un limiteur de tension connecté en série avec 30 l'élément unidirectionnel.
4. Transducteur piézoélectrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément unidirectionnel est une diode, et le limiteur de tension est une diode Zener.
5. Transducteur piézoélectrique selon la revendication 4, 35 caractérisé en ce que ladite diode Zener a une tension de Zener qui est approximativement comprise entre le tiers et le quart de la tension maximale qui peut être appliquée audit premier élément dans le sens dans lequel celui-ci est polarisé afin de produire une relation sensiblement linéaire entre la flexion résultante 40 et ladite tension maximale.
6. Transducteur piézoélectrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tension de commande est une tension alternative, et en ce que ledit réseau fixe à ladite valeur maximale la tension appliquée aux électrodes intérieures liées 45 ensemble en réponse à la polarité de la tension de commande qui est opposée au sens dans lequel l'autre desdits éléments piézoélectrique est polarisé de façon à éviter sensiblement la dépolarisation dudit autre élément.
7. Transducteur piézoélectrique selon la revendication 6, 50 caractérisé en ce que, pour fixer le niveau de la tension, le réseau comporte en outre un élément unidirectionnel connecté aux bornes dudit autre élément piézoélectrique et autorisant le passage du courant dans un sens opposé au sens dans lequel ledit autre élément est polarisé, ainsi qu'un limiteur de tension con- 55 necté en série avec l'élément unidirectionnel.
8. Transducteur piézoélectrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le transducteur piézoélectrique est une lame bimorphe.

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9. Appareil de reproduction de signaux d'information enregistrés sur une piste d'un support d'enregistrement muni d'un transducteur piézoélectrique selon la revendication 1, comprenant une tête de lecture qui peut se déplacer selon la piste pour reproduire les signaux d'information qui y sont enregistrés, une 65 monture de tête comportant une lame bimorphe qui est fixée en porte à faux par une de ses extrémités et porte ladite tête à son autre extrémité, laquelle est libre de fléchir dans la direction transversale à la longueur de la piste, ladite lame bimorphe comportant deux éléments piézoélectriques électriquement polarisés placés entre des électrodes intérieure et extérieure, les éléments étant liés l'un à l'autre au niveau des électrodes intérieures, et un circuit de commande qui applique une tension de commande à ladite lame bimorphe afin de la faire fléchir, l'appareil étant caractérisé en ce que les éléments piézoélectriques sont polarisés en sens inverse, la source de tension de commande est connectée entre les électrodes extérieures des éléments piézoélectriques, et un réseau diviseur de tension fixe à une faible par rapport à la valeur maximale de la tension appliquée aux éléments piézoélectriques, la tension présente au niveau des électrodes intérieures liées ensemble en réponse à une polarité de la tension de commande qui est opposée au sens dans lequel un premier desdits éléments piézoélectriques est polarisé afin d'éviter sensiblement la dépolarisation d'au moins ledit premier élément.
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'électrode extérieure dudit premier des éléments piézoélectriques est connectée à la terre, et la source de tension de commande est connectée entre l'électrode extérieure de l'autre des éléments piézoélectriques et la terre.
11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit support d'enregistrement est une bande magnétique portant ladite piste obliquement, laquelle piste est précédée et suivie par des pistes identiques qui lui sont parallèles et qui portent également des signaux d'information enregistrés, la bande s'enroule en hélice autour d'au moins une partie de la périphérie d'un tambour de guidage connecté à la terre et est destinée à être avancée longitudinalement, au moins une partie du tambour de guidage est rotative, et ladite lame bimorphe est montée au niveau de l'électrode extérieure dudit premier élément piézoélectrique sur la partie rotative du tambour de guidage afin de tourner avec cette dernière et de balayer ainsi celle des pistes qui est placée à sa proximité par avancement de la bande.
12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tension de commande est une tension alternative et en ce que ledit réseau fixe à la dite valeur maximale la tension existant au niveau des électrodes intérieures liées ensemble en réponse à la polarité de la tension de commande qui est opposée au sens dans lequel l'autre des éléments piézoélectriques est polarisé afin d'éviter sensiblement la dépolarisation dudit autre élément.
13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que, pour fixer le niveau de la tension, le réseau comporte un élément unidirectionnel connecté aux bornes de chaque élément piézoélectrique et autorisant le passage du courant dans un sens opposé au sens dans lequel l'élément respectif est polarisé, ainsi qu'un limiteur de tension connecté en série avec chaque élément unidirectionnel.
14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque élément unidirectionnel est consitué par une diode, et en ce que chaque limiteur de tension est constitué par une diode Zener.
15. Appareil selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de signaux de déviation qui produit un signal de déviation en correspondance avec la déviation du transducteur dans ladite direction transversale par rapport à une position de repos, et en ce que le circuit de commande comporte en outre un oscillateur qui produit un signal d'oscillation de tremblement qui, lorsqu'il est appliqué à la lame bimorphe, amène le transducteur à osciller dans ladite direction transversale par rapport à une position zéro, un détecteur d'enveloppe qui détecte l'enveloppe du signal de sortie du transducteur lorsque ce dernier se déplace suivant une piste et oscille dans ladite direction transversale, un démodulateur synchrone qui démodule l'enveloppe détectée produite par le détecteur d'enveloppe au moyen dudit signal de déviation afin de produire

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un signal d'erreur de cadrage représentatif de l'écart de la position zéro du transducteur par rapport au centre de la piste, considéré dans ladite direction transversale, ainsi qu'un circuit d'addition qui additionne le signal d'erreur de cadrage et le signal d'oscillation de tremblement afin de produire ledit signal 5 de commande destiné à la lame bimorphe.
16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que le générateur de signaux de déviation comporte une jauge de contrainte fixée sur l'électrode extérieure qui est connectée à la terre de manière à être soumise à des contraintes en fonction de io la flexion de la lame bimorphe, et un circuit qui produit le signal de déviation en fonction des contraintes subies par la jauge de contrainte.

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