FR2493577A1 - Circuit numerique de commande, en boucle fermee, de la tension de la bande pour des enregistreurs a bande et analogues - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT DE COMMANDE DE TENSION DE LA BANDE D'UN ENREGISTREUR A BANDE, QUI COMPREND DES MOYENS 10 INCLUANT UN COMPTEUR 24 ACCOUPLE A UNE BASCULE BISTABLE 26 EN VUE DE DELIVRER UN NOMBRE BINAIRE INDICATIF DU DIAMETRE INSTANTANE DE LA BANDE ENROULEE, DES MOYENS 14, 18 POUR ENVOYER LA PERIODE DE ROTATION DE LA BOBINE AU COMPTEUR 24 ET UN CONVERTISSEUR NUMERIQUE-ANALOGIQUE 20 ACCOUPLE A LA BASCULE BISTABLE 26 ET COMPORTANT DES ENSEMBLES 36, 38, 40, POUVANT ETRE SELECTIONNES, DE RESISTANCES DE PRECISION EN VUE DE FOURNIR UNE TENSION ANALOGIQUE DE COMMANDE DU MOTEUR EN REPONSE AU NOMBRE BINAIRE. APPLICATION NOTAMMENT AUX MAGNETOPHONES ET AUX ENREGISTREURS VIDEO.

Description

La présente invention concerne les circuits de comman-

de de tension de bande et en particulier un circuit numérique d'asservissement en boucle ouverte permettant la commande automatique de la tension d'une bande sans nécessiter un transducteur de détection de tension. Différents circuits de commande de tension en boucle fermée sont utilisables par exemple dans la technique des enregistreurs/des reproducteurs à bande, dans lesquels des détecteurs de tension sont utilisés pour détecter la tension instantanée de la bande. Un signal correspondant de réaction

est alors délivré en vue de régler le couple du moteur asso-

cié ou en vue de régler un bras de mise en tension de la bande de manière à maintenir une tension présélectionnée de la bande. Des exemples typiques de tels systèmes enboucle fermée sont décrits par exemple dans les brevets délivrés aux

Etats-Unis d'Amérique sous les Nos. 3.535.441 et 3.936.008.

En outre on peut également utiliser différents cir-

cuits de commande de tension en boucle ouverte, utilisant

des circuits analogiques et qui suppriment la nécessité d'em-

ploi de détecteurs de tension de bande. Un exemple typique d'un tel système en boucle ouverte est celui employé dans l'appareil de commande accessoire de tension présent dans l'enregistreur professionnel à basse fréquence connu sous la désignation Ampex Corporation AG-440 et décrit dans le Manuel du Modèle TS-40 de commande accessoire de la tension, numéro

de catalogue 4890404. D'autres exemples typiques de tels sys-

tèmes analogiques de commande de tension à boucle ouverte sont ceux décrits par exemple dans les brevets délivrés aux Etats-Unis d'Amérique sous les Nos. 3.871.598, 4.084.768 et 4.090.679, etc.

Ainsi dans le cas o l'on ne dispose pas de détec-

teur de tension de la bande ou bien s'il s'avérait indési-

rable d'insérer de tels détecteurs de tension, il est préfé-

rable d'utiliser un système d'asservissement en boucle ouver-

te en vue de commander la tension de la bande. Cependant les

circuits analogiques en boucle ouverte sont sujets au phéno-

mène de dérive et on peut difficilement les adapter aux ca-

ractéristiques d'un moteur. En outre on ne peut pas aisément disposer de circuits intégrés tels que par exemple des

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amplificateurs opérationnels linéaires qui peuvent fonction-

ner à des tensions supérieures, telles que celles rencon-

trées dans de nombreux enregistreurs à bande, etc. C'est pourquoi des circuits numériques de commande de tension en boucle ouverte ont été insérés, avec les avan- tages de stabilité qui leur sont propres, dans des systèmes dans lesquels les transducteurs de tension de bande ne sont pas utilisables, ni souhaités. Des exemples typiques de tels circuits numériques de commande de tension sont ceux décrits par exemple dans les brevets délivrés aux Etats-Unis

d'Amérique sous les Nos. 3.949.244, 3.982.160, etc. Cepen-

dant ces derniers circuits numériques sont en général com-

plexes, requièrent des signaux d'entrée additionnels et ne comportent pas de convertisseurs numérique-analogique qui

peuvent être aisément adaptés aux caractéristiques d'un mo-

teur. Ainsi ces circuits ne fournissent pas la précision de la commande de tension que permet l'objet de la présente invention. La présente invention fournit un circuit numérique relativement simple de commande de tension en boucle ouverte, qui résout les inconvénients des systèmes analogiques et numériquesen boucle ouverte, tout en supprimant la nécessité d'utiliser des détecteurs de tension de bande. A cette fin,

des impulsions de vitesse de bobine indicatives de la vites-

se de la bobine et des impulsions de référence de cabestan indicatives de la vitesse de la bande sont envoyées à des moyens de comptage. Ces derniers délivrent un nombre binaire qui représente le diamètre instantané des spires de la bande lorsque cette dernière est enroulée sur la bobine. Ce nombre est envoyé à un convertisseur numérique-analogique constitué par un ou plusieurs ensembles sélectionnés de combinaisons spécifiques de résistances de précision. Ces résistances sont commutées au choix selon un montage en parallèle ou en

série les unes avec les autres selon des combinaisons prédé-

terminées, qui sont déterminées par des moyens de commande du convertisseur qui répondent à la taille du nombre binaire

et/ou aux états logiques de bits respectifs du nombre bi-

naire. Des combinaisons de résistances forment la partie inférieure d'un diviseur résistif de tension, qui délivre la

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tension de commande de la tension de bande, c'est-à-dire la

tension de commande du moteur d'enroulement, à l'amplifica-

teur de commande du moteur. Les résistances des combinaisons successives de résistancessont rapportées directement au couple du moteur requis lorsque le diamètre des spires de la

bande varie et par conséquent à la tension requise corres-

pondante. Les valeurs des résistances sont présélectionnées

de manière à compenser toute non linéarité des caractéristi-

ques du moteur.

C'est pourquoi un objet de la présente invention est

de fournir un circuit numérique de commande, en boucle ou-

verte, de la tension de bande, qui règle la tension de la bande lorsque celle-ci est enroulée sur une bobine pendant

le mode d'enregistrement ou le mode de lecture.

Un autre objet de la présente invention est de pro-

duire sous forme numérique un nombre binaire indicatif du

diamètre extérieur instantané de la bande enroulée, qui rè-

gle la tension de commande du moteur en liaison avec le

couple du moteur requis pour maintenir la bande à une ten-

sion constante.

Un autre objet est de fournir un convertisseur numé-

rique-analogique résistif formé de combinaisons pouvant être sélectionnées de façon continue de résistances montées en parallèle ou en série, en fonction du diamètre extérieur variable de la bande enroulée et par conséquent en fonction de la tension de commande du moteur, nécessaire pour obtenir

la tension requise de la bande.

A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisation

de l'objet de l'invention.

La figure 1 est un schéma-bloc décrivant l'ensemble

combiné conforme à l'invention.

La figure 2 est un schéma-bloc plus détaillé de

l'ensemble combiné de la figure 1.

Les figures 3A-3B représentent le schéma d'une forme

de réalisation de l'ensemble combiné des figures 1 et 2.

Les figures 4 et 5 représentent respectivement un schéma et un schémabloc d'autres formes de réalisation de

l'ensemble combiné selon l'invention.

Sur la figure 1, un train d'impulsions de vitesse de bobine, indicatif de la vitesse de rotation de la bobine

par exemple d'un enregistreur à bande est envoyé à un comp-

teur/bascule bistable 10 et à un dispositif de servocommande 16, par l'intermédiaire d'une entrée 14 d'impulsions de vitesse de bobine. Un train d'impulsions de référence de cabestan, indicatif de la vitesse de la bande, est également envoyé au compteur/bascule bistable 10 et au dispositif de servocommande 16, par l'intermédiaire d'une entrée 18 des

impulsions de référence de cabestan. Le dispositif de servo-

commande 16 délivre différentes commandes-de remise à l'état initial, de commande cadencée et d'inhibition au compteur/ bascule bistable 10 et à un dispositif 12 de commande-de convertisseur. La période de rotation instantanée de la bobine est obtenue par l'intermédiaire du compteur/bascule

bistable 10, qui compte le nombre des impulsions de référen-

ce de cabestan qui interviennent entre des impulsions de vitesse de bobine. Le nombre résultant et par conséquent la donnée numérique indicative du diamètre instantané de la bande enroulée et représentée par un nombre binaire à 8 bits, est envoyé à un convertisseur numériqueanalogique

non linéaire 20, constitué d'ensembles ou de réseaux sélec-

tionnés de résistances de précision branchées en parallèle.

Une partie du nombre est envoyée au dispositif 12 de comman-

de du convertisseur, qui détermine lequel des ensembles de résistances doit recevoir le nombre binaire comme cela est déterminé par la taille du nombre, c'est-à-dire le diamètre de l'ensemble de la bande enroulée. Les états logiques des bits respectifs sélectionnent les résistances effectives

dans les combinaisons en parallèle de chaque ensemble lors-

que le diamètre de la bande enroulée varie. La combinaison en parallèle des résistances forme la partie inférieure d'un diviseur résistif de tension, qui envoie la tension de commande de la tension de bande à une sortie 22, sous la forme d'une tension de commande du moteur d'enroulement. La tension est envoyée à l'amplificateur, monté en aval, de

commande du moteur, qui commande de façon classique le mo-

teur respectif de la bobine.

La figure 2 montre des détails supplémentaires du

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circuit de commande de tension, dans lequel les mêmes compo-

sants sont désignés par les mêmes chiffres de référence.

Ainsi l'entrée 14 des impulsions de vitesse de bobine est accouplée à un compteur 24 et à une bascule bistable 26 de l'ensemble compteur/bascule bistable 10 par l'intermédiaire d'une unité 28 de traitement des impulsions de vitesse,

d'une ligne de positionnement 30 et d'un bus de transmis-

sion de données 32. L'unité 28 de traitement envoie égale-

ment une commande de positionnement inverse au dispositif 16 de servocommande par l'intermédiaire d'une ligne 31. La bascule bistable 26 mémorise les nombres binaires successifs indicatifs dû diamètre instantané de la bande enroulée et

envoie ces nombres par l'intermédiaire d'un bus de trans-

mission de données 34 à l'un de trois ensembles de résistan-

ce de précision 36, 38, 40 du convertisseur numérique-analo-

gique 20, comme cela va être décrit de façon plus détaillée ci-après. Les réseaux de résistances constituent la partie inférieure (figurée comme étant constituée de résistances variables 42, 44, 46 reliées à la masse) d'un diviseur résistif de tension qui envoie la tension de commande du

moteur de bobinage à la sortie 22. Une résistance de préci-

sion fixe 48 définit la partie supérieure du diviseur de tension. L'entrée 18 des impulsions de référence de cabestan est reliée à un diviseur de fréquence d'horloge 50, qui envoie la fréquence d'horloge de référence non divisée fc au dispositif 16 de servocommande par l'intermédiaire de la ligne 52. Une demi-fréquence d'horloge fc/2 est envoyée à un régulateur de tension programmé 70 par l'intermédiaire d'une

ligne 54. Une fréquence d'horloge fc/6 d'un compteur réali-

sant une division par six est envoyée par l'intermédiaire de

la ligne 56 au compteur 24.

Un signal d'invalidation d'asservissement est en-

voyé à une entrée 58 de l'unité 28 de traitement des impul-

sions de vitesse, au régulateur de tension 70 et au disposi-

tif 16 de servocommande. Le régulateur de tension 70 reçoit

également un signal de sélection de largeur par l'intermé-

diaire d'une entrée 60. En réponse aux différents signaux

d'entrée qui lui sont envoyés, le dispositif de servo-

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commande 16 délivre différents signaux de commande et de cadencement. Ainsi une commande d'effacement du compteur est envoyée au compteur 24 par l'intermédiaire d'une ligne 62;

un signal d'horloge de bascule bistable est envoyé à la bas-

cule bistable 26 par l'intermédiaire d'une ligne 64, et une

commande d'inhibition du convertisseur est envoyée au dispo-

sitif 12 de commande du convertisseur par l'intermédiaire

d'une ligne 66. Le régulateur de tension programmé 70-com-

porte deux potentiomètres 72, 74 de réglage de la tension de bande, qui sont associés à l'utilisation d'une bande de

2,54 cm ou de 50,8 cm, respectivement, comme cela sera dé-

crit en outre ci-après. Le régulateur 70 est accouplé à la résistance fixe 48 et par conséquent envoie la tension au

diviseur résistif de tension qui alimente la sortie 22.

Le dispositif 12 de commande du convertisseur reçoit une partie sélectionnée du nombre binaire présent au niveau de la sortie de la bascule bistable 26, par l'intermédiaire d'un bus de transmission de données 35 et, en réponse à cette partie du nombre binaire, envoie l'un de trois ordres de sélection du convertisseur aux ensembles de résistances 36, 38, 40 par l'intermédiaire de lignes respectives 76, 78, 80. Une forme de réalisation du circuit de la figure 2 est décrite à titre d'exemple sur les figures 3A, 3B, en

référence auxquelles on va expliquer complètement le fonc-

tionnement du circuit. Les composants identiques sur les fi-

gures sont affectés de références identiques. Ainsi les im-

pulsions de vitesse de bobine présentes à l'entrée 14 sont

produites par un détecteur optique (non représenté) qui dé-

tecte six trous ménagés dans le tambour de frein du moteur de la bobine réceptrice et délivre six impulsions de vitesse

pendant une rotation de la bobine. Les impulsions sont trai-

tées, c'est-à-dire mises sous forme carrée, par l'intermé-

diaire de deux circuits à bascule de Schmitt 82, puis sont divisées par deux au moyen d'une bascule bistable de type D 84, de manière à accroître leur précision. Les bascules ou

déclencheurs de Schmitt 82 et la bascule bistable 84 définis-

sent l'unité 28 de traitement des impulsions de vitesse, qui envoie les commandes de positionnement et de positionnement inverse à une fréquence égale à la moitié de la fréquence

initiale des impulsions de vitesse, au compteur 24 et au dis-

positif 16 de servocommande par l'intermédiaire des lignes

respectives 30 et 31.

Naturellement il est possible de prévoir d'autres transducteurs connus des spécialistes de la technique pour obtenir les impulsions de vitesse de bobine indicatives de la rotation de la bobine, telles que celles utilisées pour

positionner le compteur 24.

Les impulsions de référence de cabestan sont ici produites par l'oscillateur à quartz de l'enregistreur, qui

détermine la vitesse du moteur du cabestan mais elles peu-

vent être produites par un dispositif de montage de vitesse du cabestan accouplé à ce dernier, etc. Les impulsions sont envoyées par l'intermédiaire d'un tampon 86 au diviseur 50 de la fréquence d'horloge et en particulier à l'entrée des

impulsions d'horloge d'une première de trois bascules bista-

bles de type D 88, 90, 92, dont chacune a essentiellement pour rôle de réaliser une division par deux. La fréquence de référence du cabestan fc est également envoyée au dispositif 16 de servocommande par l'intermédiaire de la ligne 52. La référence de cabestan fc/2 provenant de la bascule bistable 88 commande de façon cadencée les bascules bistables 90, 92 et est également envoyée par l'intermédiaire de la ligne 54

au régulateur de tension programmé 70. La référence de ca-

bestan fC/6 est envoyée depuis la bascule bistable 92 à l'en-

trée des impulsions d'horloge du compteur 24 par l'intermé-

diaire de la ligne 56. Ainsi le compteur 24 compte le nombre des impulsions de référence de cabestan qui arrivent entre les impulsions divisées par deux de vitesse de bobine, qui

définissent la commande de positionnement dans la ligne 30.

Ainsi le compteur 24 compte le nombre des impulsions qui apparaissent pendant un sixième d'une rotation de la bobine, de manière à fournir un calcul numérique du diamètre de la

bande enroulée.

Le dispositif 16 de servocommande inclut des bascu-

les bistables de type D 94, 96 interconnectées et commandées de façon cadencée par la fréquence de référence de cabestan fc circulant dans la ligne 52, et une troisième bascule bistable 98 commandée de façon cadencée par le signal de sortie de la bascule bistable 94. En réponse à la fréquence

de référence de cabestan f et à la commande de positionne-

ment inverse dans la ligne 31, le dispositif 16 de servo-

commande délivre les commandes de remise à zéro du compteur et de cadencement de la bascule bistable dans les lignes 62 et 64 par l'intermédiaire des bascules bistables 96 et

94 respectivement. La bascule bistable 98 envoie la comman-

de d'inhibition à l'entrée d'inhibition du dispositif 12 de

commande du convertisseur, dans la ligne 66.

Le compteur 24 délivre dans son bus 32 de transmis-

sion des données de sortie un nombre binaire à 8 bits qui est indicatif du diamètre extérieur de la bande enroulée et

qui est mémorisé dans la bascule bistable 26 par l'intermé-

diaire de l'impulsion de commande cadencée de bascule

bistable présente dans la ligne 64 en provenance du dispo-

sitif 16 de servocommande. Les sept bits de poids les plus importants du nombre binaire dans la bascule bistable 26

sont envoyés de façon sélective au convertisseur numérique-

analogique 20 par l'intermédiaire d'un inverseur constitué par des portes NON-ET à collecteur ouvert 100-112. Le bit

de poids le plus faible est instable par suite de l'excen-

tricité du bloc de la bande enroulée et par conséquent

n'est pas utilisé.

Les trois bits de poids les plus importants du nom-

bre binaire dans la bascule bistable 26 sont transmis par l'intermédiaire du bus de transmission de données 35 au dispositif 12 de commande du convertisseur et en particulier

aux entrées de commande d'un circuit multiplexeur/démulti-

plexeur un-parmi-huit 114. Ce dernier agit à la manière d'un commutateur rotatif en vue de fournir une commande de

sélection du convertisseur dans l'une des lignes de sélec-

tion 76, 78 ou 80 en réponse à un état logique vrai dans la

ligne respective du bus de transmission de données 35.

Pour donner une description supplémentaire, lorsque

la commande de positionnement circulant dans la ligne 30 pour aboutir au compteur 24 passe à un niveau logique haut,

le compteur est validé et il compte les impulsions de réfé-

rence de cabestan arrivant dans la ligne 56, ces impulsions

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arrivant à la fréquence égale à un sixième de la fréquence de référence du cabestan initiale. Lorsque la commande de

positionnement passe au niveau bas, le compteur 24 est in-

validé, cesse de compter etdélivre le nombre binaire résul-

tant qui se trouve en lui. Lorsque la commande de position- nement est au niveau bas, la commande de positionnement inverse présente dans la ligne 31 passe au niveau haut et le dispositif 16 de servocommande, c'est-àdire la bascule bistable 94, délivre une impulsion d'horloge de la bascule bistable à la bascule bistable 26 par l'intermédiaire de la

ligne 64.

Le nombre présent dans le compteur 24 est alors mémo-

risé dans la bascule bistable 26. Aussitôt après, la bascule bistable 96 efface le compteur 24 en le ramenant à zéro par l'intermédiaire de la ligne 62 et le compteur est prêt pour le nouveau cycle. Si le nombre remplit le compteur, alors

les reports sont réintroduits dans le compteur par l'inter-

médiaire d'une porte NON-ET 111 de manière à bloquer le compteur afin d'empêcher un dépassement de capacité, jusqu'à ce que le compteur reçoive l'impulsion d'effacement dans la

ligne 62.

Le signal d'invalidation d'asservissement dans la ligne 58 assure l'invalidation du circuit de commande de tension pendant tout moment durant lequel le cabestan ne fonctionne pas, par exemple pendant les modes d'arrêt, de

rembobinage et d'avance rapide du fonctionnement de l'enre-

gistreur. Lorsque la ligne d'invalidation d'asservissement 58 est au niveau bas, la bascule bistable 84 est maintenue effacée, ce qui empêche toute impulsion de vitesse de bobine d'atteindre le compteur 24. De même la bascule bistable 98

est prépositionnée, ce qui inhibe le dispositif 12 de comman-

de du convertisseur et invalide les lignes de sélection du

convertisseur 76, 78, 80. En outre, lorsque le signal d'inva-

lidation se trouve au niveau bas, la bascule bistable 122 du régulateur de tension 70 (décrit de façon complémentaire

ci-après) est ramenée à l'état initial, ce qui entraîne l'ap-

parition d'une tension de +5 volts au niveau de la sortie non vraie de ce régulateur. Le transistor associé est validé et le potentiomètre 74 pour la bande de 5,08 cm fournit la

tension complète (par exemple 27 volts) au moteur de la bobi-

ne par l'intermédiaire de la résistance 48 et de la sortie

22, comme cela est souhaité pendant de tels modes de fonc-

tionnement. Lorsque l'enregistreur est commuté sur le mode de fonctionnement à l'enregistrement ou à la reproduction, le fait que la bascule bistable 84 ait été maintenue et ramenée

à l'état initial par le signal d'invalidation d'asservisse-

ment signifie que l'ordre de positionnement dans la ligne 30est

au niveau bas. Simultanément, la bascule bistable 98 main-

tient encore la commande d'inhibition dans la ligne 66 à un

niveau haut, grâce à quoi les lignes de sélection du conver-

tisseur sont invalidées en vue de permettre au circuit de commande de tension de délivrer le couple complet à la bobine du moteur tout en accélérant cette dernière. Ensuite, après que la bobine ait été amenée par accélération à la

vitesse de fonctionnement, l'apparition de la première im-

pulsion de vitesse de bobine provoque le passage de la ligne au niveau haut, ce qui démarre un cycle de comptage dans

le compteur 24. Un nombre valable est produit dans le comp-

teur 24 et introduit de façon cadencée dans la bascule bista-

ble 26. Simultanément la bascule bistable 98 est commandée de façon cadencée et fournit un niveau bas dans la ligne d'inhibition 66, ce qui autorise immédiatement le circuit multiplexeur/démultiplexeur 114à sélectionner l'ensemble approprié de résistances du convertisseur 36, 38ou 40, comme cela est déterminé par la taille du nombre qui est

envoyé au circuit 114 par l'intermédiaire du bus de trans-

mission de données 35, comme cela sera décrit de façon plus détaillée ciaprès. Ainsi le moteur de la bobine accélère

avec mise en oeuvre du couple total, jusqu'à ce que le comp-

teur 24 produise un nombre valable, à la suite de quoi le circuit de commande de tension prend le relais et commence à régler le couple du moteur et par conséquent la tension de la bande conformément au diamètre extérieur de la bande enroulée.

Une fois que la bande a été accélérée pour être ame-

née à la vitesse permanente correcte et que l'on commence à bobiner la bande sur le diamètre extérieur le plus faible de la bande enroulée, les sept bits du mot binaire dans les

portes respectives 100-112 sont transférées de façon sélec-

tive aux émetteurs de sept transistors de commutation 116

de l'ensemble sélectionné 36 de résistances de précision.

Entre-temps les bases des transistors sont accouplées à la

ligne de commande de sélection 76 provenant du circuit mul-

tiplexeur/démultiplexeur 114. Les collecteurs sont accouplés à des résistances respectives de pression 42 qui, seules ou selon des combinaisons de données en parallèle, définissent le réseau 36 de résistances de précision qui constitue la partie inférieure du diviseur résistif de tension respectif

mentionné précédemment. Par exemple si la commande de sélec-

tion dans la ligne 76 est au niveau haut, elle applique un courant de base à tous les transistors 116. Les émetteurs des différents transistors sont à l'état flottant jusqu'a ce qu'ils soient mis à la masse par exemple par suite de l'apparition d'un état logique bas au niveau de la sortie des portes respectives NON-ET d'inversion 100-112. A ce moment-là, l'émetteur respectif est mis à la masse, ce qui place la résistance correspondante de l'ensemble 42 à la masse et de ce fait la branche en parallèle dans la partie inférieure du diviseur de tension. Comme cela est déterminé

par la combinaison en parallèle des résistances, c'est-à-

dire par le nombre binaire présent aux sorties des portes 100-112, la tension de commande du moteur d'enroulement présente à la sortie 22 correspond au diamètre extérieur instantané de la bande enroulée et par conséquent au couple

requis pour maintenir la bande à tension constante.

Lorsque le bloc de la bande enroulée atteint un diamètre prédéterminé, le second ensemble 38 de résistances de précision est de façon analogue accouplé à certaines

portes sélectionnées parmi les portes NON-ET 100-110. C'est-

à-dire que six transistors 118 et des résistances associées

44 de l'ensemble 38 sont accouplées aux portes 100-110 res-

pectivement et par conséquent à un mot à six bits formé de tous les bits sauf le bit de poids le plus important. Les

transistors 118 placent les résistances qui leur sont asso-

ciées, à la masse en réponse à une commande de sélection dans la ligne 78 et à un état logique bas dans les lignes correspondant aux émetteurs respectifs. Etant donné que la combinaison des résistances en parallèle de l'ensemble 38

est plus importante, une tension de commande plus importan-

te de façon correspondante est produite à la sortie 22 de manière à accroître le couple du moteur. Lorsque le-bloc formé de la bande enroulée a atteint le diamètre prédéterminé suivant, le troisième ensemble 40

est-accouplé aux portes NON-ET sélectionnées 100-108 corres-

pondant aux cinq bits de poids le plus faible faisant partie du nombre binaire à 7 bits, par l'intermédiaire de cinq

transistors 120. Lorsqu'ils sont déclenchés par l'intermé-

diaire de la ligne de sélection 80 et d'états logiques bas

au niveau des portes, les transistors sélectionnés 120 pla-

cent les résistances 46, qui leur sont associées, à la masse en vue de produire à la sortie 22 une tension encore plus importante de commande du moteur de bobinage, indicative

d'un accroissement du diamètre du bloc de la bande enroulée.

On peut voir ainsi que pour un nombre binaire supé-

rieur à 223, qui indique que la bobine n'a pas encore atteint son fonctionnement permanent, les trois bits de poids les plus importants du nombre binaire sont tous des "1" et-le multiplexeur/démultiplexeur 114 sélectionne le nombre sortant 7, qui n'est pas associé à quoi que ce soit

et ne fournit par conséquent aucune commande de sélection.

Ainsi tous les transistors 116, 118 et 120 sont bloqués,

* il n'existe aucune charge résistive dans la partie inférieu-

re du diviseur de tension et toute la tension provenant du régulateur de tension programmé 70 (par exemple 27 volts)

est envoyée à la sortie 22 par l'intermédiaire de la résis-

tance 48. Un tel état se produit aussitôt après la mise en oeuvre du démarrage de l'appareil d'enregistrement, alors

qu'il est en cours d'accélération, ou bien lorsque l'appa- reil est en cours de rembobinage, d'avance rapide ou est à l'arrêt, etc.

et que le circuit de commande de la tension de la bande n'est pas utilisé. Après l'accélération, une fois qu'un calcul valable est effectué et que par conséquent un nombre binaire valable est produit par le compteur 24,

le circuit de commande de tension est alors validé et déli-

vre les tensions de commande de tension de bande, variant

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en permanence, comme décrit ci-dessus.

Lorsque l'appareil ne fonctionne pas selon le mode d'enregistrement ou de répétition, le circuit multiplexeur/ démultiplexeur 114 est inhibé par l'intermédiaire du signal d'invalidation asservi, du dispositif 16 de servocommande

et de la ligne 66, et la tension de commande du moteur d'en-

roulement est à nouveau maximale en vue d'appliquer toute

la valeur du couple moteur à la bobine.

Le régulateur de tension programmé 70 mentionné précédemment délivre la tension de 27 volts de commande du moteur avec le couple total, requise par l'appareil lors du bobinage d'une bande de 5,08 cm, tout en fournissant des moyens potentiométriques pour réduire la tension de couple totale lors du bobinage d'une bande de 2,54 cm. Etant donné

que la partie supérieure du diviseur de tension, c'est-à-

dire la résistance 48, possède une valeur fixe, il est néces-

saire de modifier la tension d'alimentation pour appliquer le couple total requis du moteur pour différentes largeurs

de bande sans modifier les valeurs des résistances des ensem-

bles 36-40. Ainsi le signal de sélection de largeur présent dans la ligne 60 est indicatif du fait qu'une bande de 5,08

cm ou une bande de 2,54 cm est bobinée. Le signal est en-

voyé à la bascule bistable de type D 122 mentionnée précé-

demment, qui est commandée de façon cadencée par la fréquen-

ce de référence de cabestan fc/2 par l'intermédiaire de la ligne 54. Les sorties vraies et non vraies de la bascule bistable 122 sont accouplées au potentiomètre 62 et 74 pour respectivement 2,54 et 5,08 cm, par l'intermédiaire de transistors associés. La sortie du potentiomètre, qui est validée, est accouplée à l'entrée de réglage d'un régulateur de tension 124 et également à la résistance fixe 48. Une tension de commande sélectionnée (par exemple 39 volts) est envoyée au régulateur 124 par l'intermédiaire d'une entrée

126. Lorsqu'on utilise une bande de 5,08 cm, le potentiomè-

tre 74 fournit l'ensemble des 27 volts. Lorsqu'on utilise

une bande de 2,54 cm, le potentiomètre 72 délivre une ten-

sion inférieure donnée, par exemple de 25,5 volts, grâce à

quoi le moteur de la bande produit la moitié du couple re-

quis pour tirer une bande de largeur deux fois moindre à une tension égale à la moitié de celle requise par la bande

plus large.

Lorsqu'on choisit une vitesse différente de bande,

la fréquence d'horloge de référence de cabestan dans la li-

gne 18 varie de façon correspondante. Ainsi la référence de base pour la production du nombre b.inaire varie et la tension

correcte est automatiquement maintenue même pour des vites-

ses différentes de la bande.

Etant donné que le circuit numérique de commande

de tension est une boucle ouverte, un défaut de fonctionne-

ment ne peut pas être immédiatement détecté. C'est pourquoi des circuits respectifs à transistor/diodes à luminescence (LED) 128, 130, 132 sont accouplés aux lignes 76, 78, 80 de sélection du convertisseur de manière à indiquer le moment

o une ligne passe à un état logique haut de manière à sélec-

tionner un ensemble respectif 36, 38 ou 40 de résistances du convertisseur numérique-analogique. Ainsi au début du fonctionnement, l'ensemble transistors/diodes à luminescence 28 s'allume pour indiquer que le bloc de la bande enroulée possède son diamètre le plus faible. Lorsque le diamètre de la bande enroulée augmente jusqu'à par exemple environ 24,5

cm, l'ensemble transistor/diode à luminescence 128 est inva-

lidé et l'ensemble transistor/diode à luminescence 130 est

validé. Lorsque le diamètre atteint ensuite 35,56 cm, l'en-

semble transistor/diode à luminescence 130 est invalidé et

l'ensemble transistor/diode à luminescence 132 est branché.

Ainsi tout écart par rapport à la séquence correcte d'allu-

mage est une indication optique d'un défaut de fonctionne-

ment du circuit numérique de commande de tension.

Bien qie l'on ait décrit trois ensembles de résistan-

ces pour fournir la commande de tension pour un diamètre de la bande enroulée allant jusqu'à 40,64 cm, on comprendra que si le bloc de la bande enroulée possède un diamètre maximum

inférieur par exemple à 35,56 cm (comme dans le cas de l'uti-

lisation d'une bobine de 25,4 cm), seuls les deux ensembles

36, 38 sont utilisés pour assurer la commande de tension.

Des diamètres même plus petits de la bande enroulée ne re-

quièrent qu'un ensemble pour la réalisation de la commande

de tension.

Bien que le circuit de commande de tension ait été décrit ici en référence à l'enregistreur/reproducteur à bande magnétique, on comprendra que le circuit peut être utilisé avec tout appareil de traction d'une bande continue de matériau flexible, dans lequel il est souhaitable de commander la tension de la bande continue et/ou le couple d'un moteur d'entraînement associé. De façon analogue, bien que l'on ait utilisé ici- à titre d'exemple des valeurs spécifiques de tensions,de résistances etc., d'autres valeurs

peuvent être utilisées en fonction de l'application envisagée.

En outre le circuit de commande de tension peut

être utilisé pour contrôler une bobine réceptrice d'enroule-

njent d'une bande continue, dans laquelle le diamètre de la bande continue enroulée augmente, ou bien pour contrôler une bobine débitrice d'une nappe continue, dans laquelle le

diamètre de la bande enroulée diminue.

Les figures 2 et 3 décrivent l'utilisation de diffé-

rentes combinaisons de résistances en parallèle pour définir la partie inférieure du diviseur de tension du convertisseur

numérique-analogique 10. Cependant un ensemble de résistan-

ces série peut être utilisé à la place des ensembles 36, 38,

de résistances en parallèle pour définir la partie infé-

rieure du diviseur de tension. Ainsi sur la figure 4, le régulateur de tension 70 est accouplé par l'intermédiaire de la résistance 48 (qui constitue la partie supérieure du diviseur de tension) à un ensemble 134 de résistancesmontées en série d'un nombre sélectionné de résistances de précision

(par exemple sept), qui forment la partie inférieure du divi-

seur. L'ensemble 134 est accouplé entre la masse et la jonc-

tion de la résistance 48 et de la sortie 22 et est représen-

té ici comme étant formé par les résistances série 136, 138,

, 142 et 144, et ce uniquement à titre d'exemple. Le nom-

bre et les valeurs des résistances sont choisis en fonction de la gamme des diamètres de la bande enroulée devant être atteints, et les valeurs des résistances 136-144 augmentent au fur et à mesure qu'elles sont disposées plus près de la

masse. La résistance 136 est toujours maintenue dans l'ensem-

ble et la tension provenant du diviseur de tension formé par les résistances 48 et 136 est la valeur minimale de cet ensemble qui est fonction du couple minimum produit pour le diamètre

extérieur le plus faible de la bande enroulée.

Plusieurs transistors à effet de champ 146, 148,

et 152 sont branchés aux bornes des résistances respec-

tives 138-144 et permettent de court-circuiter différentes

résistances en vue de régler de façon correspondante la résis-

tance située dans la partie inférieure du diviseur de tension.

Les grilles du transistor à effet de champ reçoivent une ten-

sion de commande 154 par l'intermédiaire de résistances asso-

ciées et sont également accouplées à la porte respective de moyens de validation 156, 158, 160, et 162. Ces derniers moyens peuvent inclure, à titre d'exemple uniquement, des transistors couplés sous la forme d'inverseurs. Les bases des premiers transistors dans chaque moyen de validation sont accouplées à des portes OU respectives 164, 166, 168 et

170. Une entrée de chaque porte OU est accouplée à une sor-

tie Q respective de la bascule bistable 26 par l'intermé-

diaire du bus de transmission de données 34, tandis que les autres entrées des portes OU sont accouplées ensemble à la ligne 66 de commande d'inhibition s'étendant à partir de la bascule bistable 98 du dispositif 16 de servocommande. On

remarquera que les portes NON-ET 100-112 ne sont pas requi-

ses sur la figure 4.

Ainsi, en cours de fonctionnement, un bit "1" pré-

sent au niveau de la bascule bistable 26 branche à l'état passant le premier montage en émetteur suiveur situé dans

les moyens de validation et qui branche le second inverseur.

Ceci bloque le transistor à effet de champ respectif qui

branche la résistance associée dans l'ensemble série 134.

Si le bit présent au niveau de la bascule bistable 26 est

à un niveau bas ("0"), le transistor à effet de champ respec-

tif est rendu conducteur et court-circuite la résistance de

manière à la supprimer ainsi de l'ensemble 134.

Si la ligne de commande d'inhibition 66 passe au niveau bas, toutes les portes OU 164-170 sont validées, tous les transistors à effet de champ sont rendus passants et sont bloqués, comme cela est déterminé par l'état des

sorties de la bascule bistable. Les conditions des transis-

tors à effet de champ déterminent quelles sont les résis-

tances qui sont dans le circuit. La résistance totale déter-

mine la tension de commande du moteur au niveau de la sortie

22. Si la commande d'inhibition passe à un niveau haut, com-

me lorsque le circuit de la commande de tension doit être invalidé, les transistors à effet de champ sont tous bloqués, ce qui branche toutes les résistances 136-144 en série,

grâce à quoi la tension maximum est envoyée comme par exem-

ple pendant la phase d'accélération, etc., comme décrit précédemment. La figure 5 décrit une autre forme de réalisation du convertisseur numériqueanalogique, qui peut être utilisé dans l'ensemble combiné conforme à l'invention. Ainsi la bascule bistable 26 est accouplée, au niveau de son bus de transmission des données de sortie 34, à une mémoire morte programmable (PROM).172 qui, à son tour, est accouplée à un convertisseur numérique-analogique 176 comme par exemple les ensembles de résistances en parallèle ou en série décrits précédemment. Une commande d'inhibition telle que celle de la ligne 66 provenant du dispositif 16 de servocommande est envoyée par l'intermédiaire d'une ligne 174 au convertisseur

numérique-analogique 176, et fonctionne de la manière décri-

te en référence aux figures 3 et/ou 4.

La mémoire PROM 172 est programmée de manière à fournir à sa sortie un nombre numérique qui représente une certaine fonction du nombre binaire situé dans la bascule

bistable 26, et par conséquent du diamètre de la bande enrou-

lée et du couple requis du moteur pour maintenir une tension constante de la bande. La mémoire PROM peut par conséquent

être aisément programmée pour compenser différentes caracté-

ristiques du moteur, sans qu'il soit nécessaire de modifier

les valeurs des résistances dans le convertisseur numérique-

analogique 176.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Circuit numérique permettant la commande de la tension d'une bande entraînée par un cabestan et qui est enroulée sur une bobine au moyen d'un moteur de bobine, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison des moyens

(10) incluant un compteur (24) accouplé à une bascule bi-

stable (26) en vue de délivrer un nombre binaire indicatif du diamètre instantané de la bande enroulée, des moyens (14,

18) pour envoyer la période de rotation de la bobine au comp-

teur (24) et un convertisseur numérique-analogique (20)

accouplé à la bascule bistable (26) et comportant des ensem-

bles (36, 38, 40), pouvant être sélectionnés, de résistances de précision en vue de fournir une tension analogique de

commande du moteur en réponse au nombre binaire.

2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (14, 18) permettant de délivrer la période de rotation comprennent des moyens (14) pour produire des impulsions de vitesse de bobine indicatives de la vitesse de la bobine, et des moyens (18) pour produire des impulsions de référence de cabestan indicatives de la vitesse de la bande.

3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des ensembles de résistances (36, 38, 40) définissant d'une façon pouvant être sélectionnée la partie inférieure d'un diviseur résistif de tension, et un dispositif (12) de commande de convertisseur permettant de sélectionner une combinaison de résistances en réponse- à

la valeur du nombre binaire.

4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en

ce que les ensembles (20, 36, 38, 40) comprennent de multi-

ples ensembles non linéaires constitués chacun par des com-

binaisons données de résistances en parallèle, et que le nombre binaire comprend des bits sélectionnés dont les états logiques sont rapportés au diamètre de la bande enroulée et déterminent les combinaisons de résistances en parallèle

dans un ensemble.

5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ensembles (36, 38, 40) formé

chacun par plusieurs résistances dont différentes combinai-

24935'7

sons fournissent des valeurs proportionnées au diamètre variable de la bobine enroulée et par conséquent au couple

requis du moteur.

6. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des portes (100-112) accouplées à la bascule bistable (26) et par conséquent aux résistances

pouvant être sélectionnées d'un ensemble sélectionné en ré-

ponse à la taille du nombre binaire situé dans la bascule bistable (26), et que l'ensemble est sélectionné par la

commande de sélection du convertisseur (20) provenant du dis-

positif (12) de commande du convertisseur, tandis que les résistances spécifiques de l'ensemble sont sélectionnées par

les états logiques des bits respectifs.

7. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ensembles de résistances (36, 38, 40) comportent des séries de résistances non linéaires définissant de façon sélective la partie inférieure d'un diviseur résistif de

tension, et que le nombre binaire comporte des bits sélec-

tionnés dont les états logiques sont rapportés au diamètre

de la bande enroulée et déterminent les résistances bran-

chées en série.

8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des portes à transistors (116,

118, 120) accouplées de façon opérationnelle entre la bascu-

le bistable (26) et les résistances en vue de brancher de façon sélective les résistances en série et en réponse au

nombre binaire.

9. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les impulsions de référence de cabestan commandent de façon cadencée le compteur (24), que les impulsions de vitesse de bobine définissent une commande de positionnement de manière à valider le compteur (24) pour qu'il compte les impulsions de référence entre les impulsions de vitesse,

que le compteur (24) délivre le nombre binaire qui est fonc-

tion du comptage et est indicatif du diamètre de la bande enroulée, et que la bascule bistable (26) mémorise le nombre binaire.

10. Circuit selon la revendication 9, caractérisé en

ce qu'il comporte en outre un dispositif (16) de servo-

commande accouplé aux moyens permettant de produire les im-

pulsions de vitesse de bobine et les impulsions de référence de cabestan en vue d'alimenter le compteur (24), la bascule

bistable (26) et le dispositif (12) de commande du convertis-

seur avec les commandes respectives de remise à l'état ini-

tial, de cadencement et d'inhibition.

11. Circuit selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif (12) de commande du convertisseur

comporte des moyens de commutation numérique (114) compor-

tant des entrées de commande et des sorties de sélection du convertisseur, que les entrées de commande sont accouplées à des bits sélectionnés du nombre binaire dans la bascule

bistable (26), que l'une des sorties de sélection du conver-

tisseur (20) est validée en réponse à une entrée de commande respective, et que les sorties de sélection du convertisseur

(20) sont toutes inhibées par la commande d'inhibition prove-

nant du dispositif (16) de servocommande.

12. Circuit selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (58) permettant d'envoyer un signal d'invalidation asservie au dispositif

(16) de servocommande afin de déclencher la commande d'inhi-

bition envoyée de ce dernier au dispositif (12) de commande

du convertisseur.

13. Circuit selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un régulateur de tension (70) destiné à produire des tensions présélectionnées en fonction

de la largeur de la bande et que le régulateur (70) fonc-

tionne dans un mode de largeur présélectionnée en réponse

au signal d'invalidation d'asservissement.

14; Circuit selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité (28) de traitement

des impulsions de vitesse accouplée aux moyens (14) pour pro-

duire des impulsions de vitesse de bobine, en vue de déli-

vrer la commande de positionnement au compteur (24) en répon-

se au signal d'invalidation asservie et en vue de délivrer une commande de positionnement inverse au dispositif (16) de servocommande, et un diviseur de fréquence d'horloge (50) destiné à recevoir les impulsions de référence et de cabestan et à délivrer des impulsions de référence de cabestan divisées et sélectionnées au compteur (24) et au

régulateur de tension (70).

15. Circuit selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des diodes à luminescence (128, 130, 132) accouplées aux sorties des moyens de commutation et répondant aux commandes correspondantes de sélection du convertisseur (20) de manière à indiquer un fonctionnement correct du circuit lors de la régulation de la tension de la bande en toutes positions entre un diamètre minimum et un

diamètre maximum de la bande enroulée.

16. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ensembles comprennent des mémoires PROM (172) accouplées à la bascule bistable (26) pour délivrer des

données qui sont fonction du nombre binaire, et un conver-

tisseur numérique-analogique (20) accouplé aux ensembles

(172) en vue de produire la tension de commande du moteur.