FR2494478A1 - Systeme de transport de bande magnetique sans cabestan - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un système de transport de bande magnétique utilisant des moteurs à vitesse variable en courant continu directement couplés aux rouleaux d'enroulement et d'alimentation entre Lesquels se déplace une bande sous tension. Selon l'invention, une boucle verrouillée en phase 38 est référencée sur un signal de référence de la bande pendant un fonctionnement à vitesse stable et sur un signal de tachymètre d'entraînement de la bande 40 pendant les cycles de mise en marche, d'arrêt et de changement de vitesse; la boucle règle l'amplificateur du moteur d'enroulement m1; une seconde boucle asservie de tension 60 contrôle l'amplificateur du moteur m2 du rouleau d'alimentation; la boucle de tension a une composante majeure de contre-réaction C2 qui est l'addition des courants des moteurs; des composantes supplémentaires de tension représentant une polarisation stable C1, un suiveur d'enroulement C3 et un signal de décélération rapide C4 sont également employés. L'invention s'applique notamment à l'enregistrement et la restitution de bandes magnétiques.

Description

I La présente invention se rapporte à des transports de bande magnétique

et plus particulièrement à un système de transport de bande ainsi qu'à un procédé adapté à une utilisation dans le stockage de données de haute densité, de données numériques ou analogiques. Dans le cas présent, les termes transports de bande et enregistreur sur bande seront utilisés de façon interchangeable et comprennent les lecteurs de bande. Eënslesenregistreurs sur bande et dispositifs semblables, une bobine d'une bande est déplacée d'un rouleau proche au-delà d'une tête magnétique de restitution qui imprime des signaux magnétiques sur la bande ou en reçoit des signaux magnétiques. Le mouvement de la bande entre les rouleaux était jusqu'à maintenant obtenu en utilisant des mécanismes à mouvement linéaire à vitesse constante utilisant soit un entraînement à cabestan ou un entraînement à rouleau. Tandis que l'entraînement à cabestan est relativement facile à mettre en oeuvre et fonctionne bien dans des applications à vitesse constante, il n'est pas très bien adapté à des usages de forte densité

de l'information à vitesse rapide et variable, en particu-

lier si des fonctions de recherche constante et de locali-

sation sont demandées,comme dans la restitution de données.

Dans le brevet U.S. NO 4163 532 publié le 7 Août 1979 au nom de Yoshikai sakai est révélé un transport adapté à un usage pour une cassette de données, employant un entraînement à moteur à vitesse variable, un entra nement d'enroulement détectant la vitesse réglé par une roue

détectant la vitesse déplacée par la bande et l'entraîne-

ment d'alimentation dynamique. Ce dernier ensemble forme une boucle de compteur de vitesse permettant de contrôler la vitesse absolue du mouvement de la bande. Un réglage ou contrôle de la tension de la bande est également prévu en excitant le côté alimentation du moteur, cependant le système de Sakai n'est pas aeapté à un contrôle absolu de la vitesse de la bande en fonction de sa temporisation précise en se basant sur l'origine du signal qui est enregistré, et n'est pas non plus adapté à contrôler la

tension de la bande afin de maintenir une valeur voulue.

Un entraînement d'enroulement à boucle verrouillée en phase est connu pour le réglage de la vitesse d'un système entraîné par cabestan, voir Horak et autres, brevet U.S. NI 4 218 713 du 19 Août 1980 et Rotter et autres, brevet U.S. NO 4 123 773 du 30 Octobre 1978. Un signal enregistré sur la bande a également été utilisé comme référence de vitesse d'entraînement de la bande,

voir Hamilton, brevet U.S. NI 3 596 005 du 20 Juillet 1971.

Tandis que ces brevets selon l'art antérieur offrent une solution au problème du contrôle ou du réglage de la vitesse dans l'enregistrement de bandesmagnétiques, i2sne permettent pas d'obtenir une solution générale car leur temps d'accès résultant est limité, dans le cas de systèmes à cabestan et leur précision de vitesse dépend de la précision de vitesse de l'enregistrement d'origine lui-même

ou de la précision de vitesse d'une piste de référence.

Par ailleurs, aucun des brevets référencés selon l'art

antérieur ne révèle un système de tension dynamique suffi-

samment précis.contrôlé par une fonction correspondant à une mesure de la tension de la bande elle-même. Un système

amélioré de transport pour l'enregistrement et la restitu-

tion magnétiquesest par conséquent nécessaire.

En général, la présente invention a pour objet un système perfectionné de transport de bande ainsi qu'un procédé permettant de surmonter les limites et inconvénients ci-dessus. La présente invention a pour autre objet le transport de bande du caractère ci-dessus permettant d'obtenir une densité très élevée de tassement des données et qui puisse facilement fonctionner dans des modes d'exploration rapide en possédant une haute précision de

restitution de données tandis qu'il est dans de tels modes.

La présente invention a pour autre objet un système de transport de bande du caractère ci-dessus o la manipulation de la bande pendant les modes d'exploration et de recherche est accomplie en utilisant une boucle verrouillée en phase référencée sur un tachymètre et o la manipulation de la bande pendant le traitement des signaux est accomplie en utilisant une référence précise de la bande au signal, dont la précision dépend uniquement de la précision combinée du signal de référence de la

bande et de la référence verrouillée en phase, indépendam-

ment de la précision absolue du mouvement de transport de

la bande, de l'élasticité de la bande et autres variables.

La présente invention a pour autre objet un système de transport de bande du caractère ci-dessus o des circuits d'accélération et de décélération de la bande permettent un réglage ou contrôle de la tension qui additionne électroniquement la tension dans la bande et agit pour maintenir constante cette tension en tout moment,

sauf pour une décélération rapide.

La présente invention a pour autre objet un système de transport de bande du caractère ci-dessus qui

est totalement bidirectionnel et opérationnel.

La présente invention se rapporte de plus à des applications électroniques médicales pour lesquelles elle a d'abord été développée. On peut, de ce point de vue, se référer au brevet U.S. NO 3 215 136 du 2 Novembre 1965 au nom de Holter, aux brevets U.S. NI 4 073 011 (maintenant Re. 29 921) du 7 Février 1978; N0 4 123 785 du 31 Octobre 1978 au-nom de Cherry et autres; au brevet U.S. N0 4 127 571 du 5 Juin 1979 au nom de Shu et à la demande de brevet U.S. NI 192 192 déposée le 30 Septembre 1980 aux noms de Anderson, Cherry, Ripley et Tanaka, tous étant

cédés à la même demanderesse que la présente invention.

Ces dernières années, des progrès considérables ont été faits pour l'enregistrement et l'analyse des

signaux électrocardiaques obtenus d'un patient, en particu-

lier d'un patient ambulatoire. Ainsi, dans la technique de Holter, le patient est pourvu d'un petit enregistreur portable sur bande sur lequel sont enregistrés ses signaux cardiaques sur une période étendue de temps, tandis que le patient se rend à ses activités quotidiennes. De tels signaux sont habituellement continuellement enregistrés sur des intervalles pouvant atteindre 24 heures sur une seule bande, en utilisant des vitesses de la bande n'atteignant que 1,587 mm par seconde. Comme il serait beaucoup trop coûteux d'examiner tout un enregistrement sur 24 heures à une vitesse en temps réel, de telles bandes sont normalement explorées à des vitesses bien plus rapides sur des scanners rapides spéciaux, tel que celui

révélé dans le brevet U. S. N04006737intitulé "Electro-

cardiographie Computer", du 8-Février 1977 au nom de Cherry et modifié par le brevet U.S. NI 4 157 571. Ainsi, le scanner de restitution a la capacité de visualiser un signal à diverses vitesses et de plus, il a la possibilité

de geler l'action visualisée pour une étude approfondie.

Les signaux électrocardiaques ont une composante importante de fréquence dans la gamme audio inférieure ainsi, la conception des têtes de lecture ou restitution pouvant avoir un fonctionnement satisfaisant à vitesse rapide et

aux vitesses de restitution en temps réel est difficile.

Comme solution, des scanners ont été développés permettant de geler un segment du signal sur la bande magnétique dans une visualisation, et de le faire avancer ou reculer à diverses vitesses lentes sans reposer sur des considérations particulières de la tête magnétique. Comme on le comprendra en revoyant les brevets ci-dessus référencés et la présente demande, la capacité de mettre en marche et d'arrêter ainsi que d'avancer à diverses vitesses d'exploration est

une condition indispensable pour ces techniques d'enregis-

trement. De plus, la forte densité des signaux d'électro-

cardiogramme, à 0,254 mm, et la précision requise, dans le temps, du signal résultant, dans le temps d'affichage ou visualisation rnkssitent un système d'enregistrement et de restitution très précis. On comprendra de plus qu'un tel système de transport de bande doit être utilisable dans des circonstances permettant un mouvement ambulatoire du patient o le dispositif d'enregistrement est à la fois alimenté par batterie et soumis à un mouvement constant et à une accélération dans le corps du patient et ainsi, est soumis à des fluctuations de vitesse aussi bien pour cette raison que parce qu'il est alimenté par batterie. Comme on l'a mentionné en explorant de telles bandes, les signaux d'arrêt, de données de rechargement et d'exploration ou balayage à la vitesse doivent être mis en oeuvre sur la

gamme du temps réel à 240 fois le temps réel et plus.

Cela, avec la précision de position et de temps qu'il faut pour distinguer un complexe d'électrocardiogramme sur la bande nécessite des tolérances dont on ne disposait pas jusqu'à maintenant. A titre d'exemple, même l'étirement de la bande pendant l'accélération et la décélération peut atteindre un mouvement important de la position d'un

électrocardiogramme sur la bande.

En conséquence, il est souhaitable de prévoir un système de transport de bande dam1a présente invention, ou l'on ne repose plus sur la précision de position des

segments du signal enregistré sur la bande et o l'étire-

ment de la bande ne peut affecter, dans certaines limites,

la précision utile du transport de bande selon l'invention.

Dans la présente invention, une précision absolue

de position n'est pas requise. Dans les circuits d'entraî-

nement du rouleau d'enroulement, comme on l'a indiqué ici, un entraînement à boucle verrouillée en phase est utilisé et référencé sur un entraînement du signal de tachymètre du mouvement de la bande pendant des périodes de changement de vitesse et en mode d'arrêt. Le changement de vitesse est affecté par un générateur de dents de scie et un oscillateur réglé en tension quicfcalent régulièrement et graduellement les vitesses et ensuite, lorsque l'on est à la bonne vitesse, l'entraînement d'enroulement à boucle verrouillée en phase est décalé à un signal de référence de temps précis qui est enregistré sur la bande en même temps que l'enregistrement des données ou du signal d'information. En faisant ainsi, toute variation de vitesse et étirement de la bande se trouve amovible pendant la restitution en continuant la régulation de vitesse de la bande pour maintenir constant le signal de temps par rapport au signal du temps de réglage à quartz du circuit à boucle verrouïllée en phase. En plus de ce qui précède, une seconde boucle asservie est employée pour contrôler le moteur d'entraînement du rouleau d'alimentation. Cette boucle est contrôlée partiellement par un circuit de détection de courant qui détecte électroniquement la

tension de la bande et fixe cette tension en tant qu'entral-

nement d'entrée constante vers le rouleau d'alimentation.

D'autres entrainements-en courant d'alimentation comprennent un signal constant de polarisation de freinage et un signal de contre-réaction de compensation dérivé d'une partie de l'entraînement du rouleau d'enroulement. De plus, un courant spécial de décélération est employé pour un

arrêt rapide du système.

En conséquence, la présente invention a de plus pour objet un système de transport de bande ainsi qu'un procédé du caractère cidessusparticulièrement adapté à l'enregistrement de signaux d'électrocardiogramme sur une bande magnétique, et pour lire ces signaux avec un degré élevé de précision dans le temps quelle que soit la précision de position de la bande pendant les diverses

opérations d'enregistrement et de lecture.

La présente invention a pour autre objet un système de transport de bande ainsi qu'un procédé du caractère ci-dessus o la tension de la bande est calculée dans une boucle asservie pour contrôler le mouvement du rouleau d'alimentation par rapport au mouvement du rouleau d'enroulement, de façon que la tension de la bande tende

vers une valeur constante.

Le système de transport de bande magnétique selon l'invention comprend l'enregistrement d'un signal précis

de temps de référence et d'un signal de donnée, simulta-

nément sur une bande magnétique mobile. La bande est lue sur un transport entraîné par moteur, contrôlé par un circuit à boucle verrouillée en phase ayant une seconde horloge précise pour établir la vitesse de restitution ou lecture. Le mouvement de transport est synchronisé sur

le signal référencé de la seconde horloge par une comparai-

son de phase avec le signal d'horloge enregistré sur la bande, afin de forcer ainsi la vitesse de la bande à varier pendant la restitution de façon à maintenir la vitesse de restitution de la bande à un niveau variable selon la restitution en temps constant du signal de référence enregistré sur la bande. Selon ce qui précède, on peut

noter que les variations de la vitesse de la bande d'enre-

gistrement, qui peuvent être inévitables, les variations dues à la souplesse physique de la bande avec les forces exercées, comme l'étirement et l'hystérésis, et les

variations dues aux considérations mécaniques de l'équipe-

ment de restitution et lecture sont toutes éliminées, laissant le signal de donnée être lu ou restitué et traité

en temps réel précis pendant la restitution.

De plus, ce qui précède est mis en oeuvre dans un système de transport de bande o le rouleau d'alimentation est pourvu d'une boucle asservie de réglage ayant au moins une entrée qui comprend un circuit de détection de courant

qui additionne le courant des moteurs du rouleau d'alimen-

tation et du rouleau d'enroulement, qui le divise par deux et le met en équation avec la tension de la bande. Ainsi, le système tend vers le maintien d'une tension constante de la bande pendant les divers modes d'accélération et de

décélération rencontrés pendant le fonctionnement.

De plus, des circuits sont prévus pour établir une polarisation de freinage d'alimentation de base ainsi que pour impartir une composante d'accélération au rouleau

d'alimentation>qui suit la demande du rouleau d'enroulement.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un système de transport de bande construit selon la présente invention; - les figures 2A et 2B donnent un schéma-bloc d'un circuit de contrôle de transport de la bande du système de la figure 1; - les figures 3A à 3F, 4A à 4E et 5 donnent des schémas détaillés des circuits de contrôle de transport de la bande des figures 2A et 2B; et - les figures 6A à 6G sont des graphiques montrant diverses valeurs de signaux,prises en des points importants de référence dans tout le circuit des figures 3 et 4; la figure 6G illustre les effets de la tension subie par la

bande pendant les cycles de mise en marche et d'arrêt.

La figure 1 montre schématiquement le transport de bande selon l'inventionecomprenant une cassette de

bande magnétique 10 avantageusement montée sur la plate-

forme pour la supporter à la façon habituelle. La cassette

comprend un rouleau d'enroulement 12 et un rouleau d'ali-

mentation 14 ayant une bobine 16 de bande magnétique qui y est chargée et qui s'étend le long d'un trajet 18 défini par des galets 20 et s'étendant adjacent à un côté du logement de la cassette. Le logement est pourvu d'ouvertures 22, 24, 26 pour permettre à la tête 28 de la bande et à une roue de tachymètre 30 d'avoir accès à la bande et également pour faciliter le fonctionnement d'un détecteur ou capteur 32 de la fin de la bande (EOT) à commande lumineuse devant briller à travers une fenêtre transparente définie dans les extrémités de la section vierge de la bande. La sortie de la roue tachymétrique entraîne le générateur de signaux de tachymètre pour produire deux signaux 0 A et 0 B qui sont déphasés l'un par rapport à l'autre. La sortie du capteur (EOT) est un signal par tout ou rien qui est gouverné par le passage de la lumière à travers la section vierge transparente de la bande. La tête magnétique est de construction traditionnelle ayant des espaces magnétiques de forte intensité avantageusement définis pour agencer des canaux de signal sur la bande tandis qu'elle passe. L'un des canaux est un canal de la fréquence de référence tandis que l'autre canal ou les autres canaux se rapportent à l'enregistrement de l'information de signaux comme un signal d'électrocardiogramme. On comprendra que quand la bande est enregistrée, laquelle peut être sur un équipe- ment portable alimenté par batterie, un canal du signal de référence en temps précis y est imprimé, de façon que toute oscillation ou pulsation du son ou autres variations de vitesse soient imprimées sur le signal et la piste de référence simultanément. Au moyen de l'invention révélée ici, la vitesse de restitution de la bande est réglée de façon à introduire une variation de la restitution qui annule presqu'exactement les variations se présentant à l'enregistrement. A cette fin, la tête magnétique a une sortie SOT (signal sur bande) qui est alternativement utilisée comme référence pour gouverner ou régler la bande pendant la restitution du signal de l'information. Pendant la mise en marche et l'arrêt de la bande ainsi que pendant

des cycles de changement de vitesse, le signal de tachy-

mètre est utilisé comme signal de référence.

Le mouvement de la bande entre les rouleaux est uniquement réglé par des moteurs identiques et réversibles en courant continu à vitesse variable 34 et 36 dont les arbres de sortie sont directement couplés respectivement à des moyeux engageant les rouleaux d'enroulement et

d'alimentation 12, 14. Tandis que la nature de l'enregis-

trement de l'électrocardiogramme de Holter est telle

qu'une cassette est enregistrée dans une direction seule-

ment, le transport de bande actuellement décrit est agencé et décrit pour un mouvement de restitution de la bande à une vitesse dans chaque direction, En se référant également au schéma-bloc des figures 2A et 2B, un circuit de contrôle de moteur 38 à boucle verrouillée en phase se référence intérieurement sur un oscillateur à quartz et le compare soit au signal de tachymètre 40 ou à la fréquence de référence de la bande 42 pour dériver un signal de sortie d'entraînement

d'enroulement pour faire fonctionner le moteur d'enroule-

ment en boucle asservie verrouillée en phase fermée. La

boucle comprend l'un des moteurs 34, 36, soit le tachy-

mètre 30, 40 ou la référence de la bande 42 et la boucle verrouillée en phase 38 qui comprend une horloge précise 44 et un diviseur 46 qui sert à établir la vitesse de demande

constante, un circuit comparateur de la phase de l'oscil-

lateur réglé en tension et générateur de dents de scie 48, un comparateur de phase à l'état stable 50 et des réseaux de filtrage de signaux ainsi qu'amplificateurs de courant

52 pour entraîner le moteur.

Le moteur d'alimentation est entraîné par une boucle de contrôle d'asservissement de tension qui comprend un amplificateur de contrôle de tension 60 ayant des entrées se composant de signaux de détection de courant consistant en'un courant d'addition de tension C1 dérivé en ajoutant le courant total qui est utilisé dans les deux moteurs, un courant de polarisation à l'état stable C2 (frein constant), un courant d'entralnement C3 et ^ C3 qui suit l'entraînement du moteur d'enroulement, et un

courant de décélération C4 utilisé pour un arrêt rapide.

La boucle comprend également les deux moteurs 34, 36, les bobines 16 de la bande et la section de bande 18, un amplificateur tampon 62 ainsi que les deux amplificateurs

de courant 64, 66.

En se référant maintenant à la figure 3, les moteurs en courant continu 34, 36 sont attaqués par des amplificateurs de courant continu dont l'un est illustré de façon schématique détaillée sur la figure 3 à titre d'exemple. Les moteurs sont réversibles et interchangeables comme le sont les amplificateurs. Chaque amplificateur

reçoit un signal d'entraînement ou d'attaque d'un commuta-

teur réversible MUX U32 commandé par des portes de demande de direction U20 et U21. Le niveau de la tension d'entrée à chaque amplificateur est converti par un amplificateur

d'attaque de courant d'entrée U33 qui attaque des transis-

tors d'attaque de courant correspondants Q6 et Q7, un pour il le signal positif et un pour le signal négatif, entre lesquels il y a une petite zone de bande morte déterminée par la chute émetteur-base. R86, R87 sont des diviseurs de tension d'entrée tandis que R90, C41 forment une boucle de contre-réaction pour filtrer la performance de U33 et Q6, Q7 en passant par le signal d'entrée de courant d'attaque zéro. Q5 et Q8 produisent une protection contre les courts-circuits et les amplificateurs sont arrêtés à chaque fois que la chute de tension dans R106, R107 dépasse une valeur prédéterminée. Q9 et Q10 sont des transistors d'attaque pour les transistors amplificateurs de puissance Qll et Q12 auxquels est connecté le moteur. C44 est un condensateur de contre-réaction qui aide à fermer la

boucle de contre-réaction par rapport au circuit amplifica-

teur d'attaque de courant décrit. En utilisant des amplificateurs d'attaque de courant, des changements de vitesse de 400 à 1 peuvent être accomplis en changeant simplement la demande du signal d'entrée et sans changer aucune valeur des composants. Le courant tiré par chaque moteur est mesuré par la chute de tension dans R96 (1/2 ohm) que l'on utilise comme signal de contre-réaction de tension

pour contrôler la boucle de tension du rouleau d'alimenta-

tion et l'amplificateur tampon U30 d'entraînement du rouleau d'alimentation d'o les signaux de courant sont ajoutés dans l'amplificateur d'addition U31A pour dériver

le signal Ci à la jonction d'addition de R64 et R67.

Un courant constant et continu de polarisation ou de freinage C2 est également fourni par le réseau diviseur R64, R67. U31B est un amplificateur d'addition pour soustraire une composante variable C3 etAC3 se rapportot à la grandeur et au changement instantané du courant d'entraînement d'enroulement. La composante à l'état stable C3 passe par R50 et R70 tandis -que la valeur instantanément changée A C3 by-passe R50 à travers C21. La sortie résultante attaque le rouleau d'alimentation en opposition aux signaux résultants C1 et C2. En résumé, les signaux d'attaque au moteur d'alimentation sont basés sur la somme de C 1+ C2 (C3 + t C3) + C4. C4 est un courant momentané d'attaque de décélération qui sert à amener la machine à un arrêt rapide quand est reçu, à l'entrée, le signal d'arrêt. Ainsi, on a trouvé que le courant qui passe par les deux moteurs pris ensemble, était constant, parce que le courant total passant à travers le système est égal à

la tension passant dans la bande, sans compter le frotte-

ment. Q3 sert à décharger les condensateurs C22 et C23 lors d'un arrêt ou d'une mise en marche brusques du système. Ces condensateurs servent à intégrer les signaux de courant d'entrée Cl. De même, Q3 et Q4 sont des portes

de mise en marche et d'arrêt pour décharger les condensa-

teurs d'intégration, afin de ne laisser aucune charge résiduelle quand le cycle d'arrêt a été exécuté. De cette façon, le système part du courant nul au début du mouvement de la bande. Le condensateur C26 contrôle le courant de mise en marche afin que, lors de sa mise en marche, il se charge lentement pour produire une tension lentement croissante et éviter toute secousse au début du mouvement

du rouleau d'enroulement.

Ainsi, la modification de l'asservissement de la boucle de tension par l'addition de C3 est proportionnelle

à l'entraînement d'enroulement mais à un niveau réduit.

De cette façon, le rouleau d'enroulement et le rouleau d'alimentation sont tous deux entraînés par l'entraînement du rouleau d'enroulement, ainsi ils fonctionnent à

l'unisson tandis que le signal d'entraînement change.

Tandis que l'utilisation de C21 pour appliquer directement un changement rapide à R50 a été décrite, on comprendra que R50 et C21 peuvent être éliminés avec pour résultat

la composante d'entraînement simplement appliquée à R70.

En se référant maintenant aux figures 3A à 3E, on peut y voir en détail les circuits de régulation de vitesse selon la présente invention ainsi qu'une partie du circuit d'entraînement du rouleau d'enroulement à boucle verrouillée en phase, avec un oscillateur à quartz 44 ayant une sortie à 460,8 kEk qui attaque un diviseur de fréquence 46, dont la fréquence de sortie est prise à la broche 5 de Q12 à un comparateur de phase 48, dont l'autre entrée reçoit en CC, la sortie de

l'oscillateur réglé en tension 48. La sortie du compara-

teur de phase est appiqu&à un générateur de dents de scie se composant de U35 et un amplificateur de courant

continu U34 qui fait partie de l'élément 48. Plus particu-

lièrement, le zéro du rouleau d'enroulement est contrôlé par l'oscillateur de fréquence 44 et la porte de sélection

de vitesse permettant les changements de vitesse de 1,2.

Le générateur de dents de scie est prévu pour qu'une rampe de transition lente puisse être développée pour la fréquence de sortie de l'oscillateur réglé en tension pour répondre à la fréquence d'entrée de demande. Quand ils sont synchronisés, ils sont alors verrouillés en phase l'un sur l'autre, et l'oscillateur réglé en tension reste

en phase et en synchronisation avec la fréquence d'entrée.

Ainsi, si la fréquence d'entrée est Fl et que la fréquence de sortie est F2, le générateur de dents de scie passe de F2 à Fl, le taux de changement étant déterminé par la constante de temps RC de l'amplificateur, c'est-à-dire C14 et R49 et R48, cette dernière étant contrôlée par la

tension qui lui est appliquée des diodes Zener VR4 et VR3.

Les diodes sont dos à dos de façon que la positive soit pour la décélération et la négative soit disposée pour contrôler l'accélération. L'allure d'accélération est plus lente que l'allure de décélération. Le comparateur de phase U18 avec deux bascules ou flip-flops U19 sont agencés de façon que les bascules ou flip-flops mémorisent s'il y a une différence d'un bit trop rapide ou d'un bit trop lent en comparaison des deux fréquences d'entrée. La fréquence de référence et la sortie de l'oscillateur réglé en tension sont appliquées à l'autre côté du comparateur et oscillateur réglé en tension de la broche 1 de U18 et la sortie de contre-réaction 3 de l'oscillateur réglé en tension en U17. Le taux de changement est amplifié avec le condensateur intégrateur C14 de l'amplificateur U35, en même temps que les résistances R49, R48, R50 et la diode Zener qui contrôle la tension attaquant l'intégrateur, formé sir U35B. La sortie de U17 est un créneau dont la fréquence est exactementégale à la fréquence de référence d'entrée après rattrapage et quand elles sont en phase. La différence en phase pendant la transition est une tension d'erreur qui est amplifiée par U355intégrée et ensuite réappliquée à U17 par Q1, QI servant de générateur de courant constant pour faire fonctionner U17 et lui donner une plus grande gamme dynamique. La sortie de l'oscillateur de référence est-désignée comme signal de référence de moteur qui est dérivé du déclenchement de la sortie de l'oscilateur réglé en tension avec l'entrée de la fréquence du quartz. Cela est fait de façon que même s'tls sont en-relation verrouillée en phase, il y ait de légères

pulsations dans la boucle de l'oscillateur réglé en tension.

Cela est éliminé quand ils sont en phase, car le système commute par U21, U20, U14 et U23 au quartz, mais s'ils ne

sont pas en phase, la fréquence de référence de l'oscilla-

teur réglé en tension contrôle U20 et U23 formant une porte pour commuter du quartz à l'oscillateur réglé en tension. Les valeurs des composants sont choisies pour produire des caractéristiques appropriées d'accélération et de décélération. Par exemple, l'accélération est choisie pour être de 254 cm par seconde au carré tandis que la décélération est choisie pour être de 508 cm par seconde

au carré.

Un courant de décélération rapide est dérivé de U34 qui passe à une haute tension positive pendant une décélération rapide. En réponse à un signal d'arrêt, il est souhaitable d'arrêter le système très rapidement afin

qu'une salve de courant à la boucle de tension d'alimenta-

tion appelé courantde décélération soit utilisée pour

amener le système à un arrêt complet.

Il faut noter que même à une condition de vitesse nulle, une basse fréquence de l'ordre de 400 à 470 Hz

est appliquée au circuit, il fonctionne donc en tout moment.

Dès qu'une commande de mise en marche est émise, par exemple à 240 fois en temps réel, un signal de commande apparaît à U35, broche 1, qui passe instantanément à une haute tension. Cela force l'oscillateur à se mettre en marche pour passer d'une position à presque zéro jusqu'à la vitesse de fonctionnement. L'oscillateur réglé en tension est capable de changer à la demande d'entrée de fréquence d'un rapport de 1.000 à 1, du fait partiellement

de l'énorme gamme de U35. C14 et R51 forment un réseau d'a-

vance pour corriger la phase, et il a également la fonction habituelle de l'intégrateur pour U35B. U24 et U25 en association forment un filtre numérique et une

porte de mise en marche dérivant un signal d'électro-

cardiogramme valable indiquant que la bande a atteint

une condition de vitesse stable. Le signal d'électro-

cardiogramme valable est utilisé par un circuit calculateur qui analyse le signal de donnée pour indiquer à ce circuit

que le système a atteint une vitesse correcte de fonction-

nement. La sortie du circuit 48 en U21, broche 8, suit la commande d'accélération ou de décélération, et si elle

est bonne, le signal est nul. Quand ni demande d'accéléra-

tion ni demande de décélération n'est présente, le signal est 1 et est verrouillé en phase et dans aucune autre

commande d'arrêt. Cette condition est appelée VCO (oscilla-

teur réglé en tension)valable. Ces critères logiques sont

additionnés en U22, broche 12.

Un circuit de détection de vitesse et de sortie 70 reçoit la référence de fréquence de contrôle enregistrée

sur la bande et dérive un signal SOT (signal sur bande).

Ainsi, quand le signal électrocardiogramme valable ou ECG

valable se présente, le système est passé à l'asservisse-

ment sur bande,etla porte U2 permet au signal de passer de la bande par le calculateur d'arythmie ou autres circuits électroniques d'analyse. En même temps, le comparateur de phase compare la fréquence de référence appelée référence de moteur qui provient de l'oscillateur réglé en tension et si elle vient du tachymètre ou de la bande, elles sont comparées. La différence de phase entre elles est transmise en tant que tension d'erreur appliquée au comparateur amplificateur U12 qui est un amplificateur de comparaison de filtrage. Un filtre de Butterworth à deux pôles est employé avec U12A qui produit également des réseaux

d'avance et de retard pour le contrôle d'asservissement.

La sortie de U13 et la tension d'erreur après filtrage et on l'utilise pour l'attaque ou-l'entrainement normal de

l'amplificateur de puissance du moteur d'enroulement.

En considérant les circuits dans l'ensemble, la sortie de l'entraînement d'enroulement telle qu'elle apparatt à l'amplificateur comparateur 50 est une série d'impulsions, dont la longueur est l'angle de phase entre la référence du moteur et la sortie de la bande. La marche est contrôlée par la sortie du moteur de référence tandis que le signal de la bande arrête le moteur. Ainsi, la différence de phase est transmise en tant que largeur

d'impulsion et est convertie dans l'amplificateur compara-

teur de filtrage 52 en un signal du niveau en courant continu pour attaquer le moteur, étant filtré à son passage par U13 à la broche 7, moment auquel-il est

grossièrement à une tension au niveau en courant continu.

Plusieurs circuits auxiliaires de contrôle ou de-

réglage pour détecter diverses conditions de vitesse et

pour mettre en oeuvre ces conditions sont souhaités.

Ainsi, un circuit de détection de direction 78 est employé pour établir si le circuit fonctionne en avance ou en recul ou inverse, et un circuit de contrôle de direction 76 met en oeuvre les commandes d'avance et de recul pour plusieurs autres circuits. Un détecteur 70 de vitesse nulle est employé pour établir le moment o la

condition de vitesse nulle a été réellement atteinte.

Ensuite, une porte à retard 80 établit un intervalle minimum de temps avant que la commande d'arrêt ne soit réellement exécutée par la porte d'arrêt 82. De même, des commandes d'arrêt sont obtenues des circuits BOT et EOT indiquant la fin de la bande. Dans la présente demande, le contrôle du mouvement de la bande pendant l'accélération et la décélération ainsi que pendant l'exécution des commandes d'arrêt doit être effectué avec beaucoup de soin, afin de ne pas avoir d'arrêt brusque ou de changement brusque de l'accélération ou de la décélération pouvant

provoquer un glissement et un étirement de la bande.

Ainsi, une commande d'avance ou de recul est exécutéapar Q15 qui sert de verrouillage de mémoire qui prend l'entrée et la verrouille jusqu'à ce qu'une vitesse nulle soit détectée. Les broches 3 et 6 de U15 sont des portes d'addition pour combiner les commandes d'avance et de

recul à la condition de vitesse nulle, qui est subséquem-

ment réfléchie aux broches 8 et 11 de Q15. Ainsi, le verrouillage compare la condition du mouvement à l'état des commandes 'etsi Éles ne sont pas identiques, il émet une commande d'arrêt à U34 qui, pour toute raison, émet une sortie de commande d'arrêt. Ainsi, quelle que soit la raison pour laquelle il y a une commande d'arrêt, elle

apparatt finalement à la broche 11 de U28 qui est déclen-

chée par la vitesse nulle pour produire un signal appelé "arrêt A" indiquant que toutes les commandes ont été reçues et exécutées. A ce moment, le circuit "arrêt A" par Q1, Q2, Q3 et Q4, décharge tous les condensateurs du système pour amener le système à une condition nulle. Un circuit supplémentaire en U18 produit un bref signal de

tension de réserve qui fonctionne pendant environ 40 milli-

secondes au dernier instant avant que l'arrêt ne soit atteint. Ce circuit sert à placer une tension momentanée sur la bande pendant l'intervalle de 40 millisecondes afin de reprendre tout jeu pouvant se présenter tandis que le système ralentit jusqu'à la vitesse et la fréquence nulles. En se référant maintenant plus particulièrement aux figures 3D à 3F, le circuit de détection de vitesse 70 selon l'invention est illustré en détail et il se compose d'un pré-amplificateur tampon U28 dont la sortie est appliquée à une entrée d'un compteur U30, l'autre étant appUqe àla sortie de référence Fo. U31 sert de sélecteur commandé par la sélection de vitesse de porte U13, U23 qui répond à la porte de sélection de vitesse pour appliquer

la même fréquence pour chaque vitesse de bande choisie.

Le signal à la sortie du doubleur de fréquence U26 est pris par U32 qui sert de circuit formeur de la largeur des impulsions pour appliquer des impulsions d'une largeur présélectionnée à U34 qui sert de filtre d'intégration pour filtrer le signal. La sortie de U34 est appliquée à un comparateur U36 et comparée à un courant de référence dérivé de R69 et R70. U37A et U37B sont des comparateurs positif et négatif pour établir un équilibre de détection de vitesse. Les sorties de U37A et U37B sont des 1 quand les détections de vitesse reçues par U36 sont à 10%o de l'équilibre à zéro établi à la broche. U38 sert de filtre à retard qui nécessite que la vitesse détectée soit dans des limites acceptables pendant un temps choisi, égal à 28 fois l'inverse de la fréquence de référence. Quand cette condition a été remplie, un signal de contrôle SOT est produit et appliqué à l'entrée des portes Ul et U2 pour commuter la référence de la bande d'un tachymètre

à la fréquence de la bande, Fo bande.

En se référant maintenant aux figures 6A à 6G, on peut y voir un exemple de divers signaux apparaissant dans le circuit selon l'invention, dans un cycle de mise en marche et d'arrêt. Ainsi, la figure 6A montre qu'en tout point donné dans le temps est produit un signal de mise en marche, la mise en marche étant indiquée par a et l'arrêt par b. Ce signal de mise en marche apparaît à la broche 12 de Ul et attaque la libération de la porte d'arrêt à U34 broche 1, qui libère la mémoire d'arrêt de 1 bit de U19 et U20, le signal d'arrêt A qui libère simultanément la porte d'arrêt U9 et également par U20 et U27 qui sont des portes de contrôle, décale le commutateur du multiplexeur U32 de réserve ou de l'arrêt à une direction d'avance ou de recul Xl, Yl ou X2, Y2, respectivement. La fréquence de référence du signal d'asservissement (courbe 6B) part d'une faible valeur nominalement captée à environ 400 cycles, qui règle la vitesse initiale de fonctionnement du ECO U17, et ensuitele YCO monte en rampe selon la demande du générateur de dents de scie U35. Tandis que la vitesse augmente, le signal d'asservissement de la figure 6C qui apparatt à la broche 3 de U3 augmente en rampe selon le signal de tachymètre de la figure 6E; sur la figure 6C, c indique servo sur tachymètre et d indique servo sur bande. En même temps, le signal de référence de bande de la figure 6F augmente également en rampe, mais n'est pas utilisé pour contrôler les circuits. Les divers signaux atteignent un palier quand la bande est à la bonne vitesse indiquée sur les graphiques (e); Au bout d'un certain temps établi par U38, le signal de contrôle ou commande passe de servo sur tachymètre à servo sur bande, o il reste pendant le traitement du signal de donnée. Tandis qu'un signal d'électrocardiogramme valable aurait pu être produit à partir du signal servo sur bande, il est souhaitable que le système fonctionne même si le signal sur bande est

faible ou manque pour obtenir un état de signal opéra-

tionnel. Dans ce but, un signal électrocardiogramme valable séparé est produit par U25, qui représente un retard présent à partir de la réception d'une position de la bande à la bonne vitesse. De plus, une caractéristique de rétablissement est également mise en cause dans le fonctionnement de U25; si se produit un changement momentané des conditions du circuit, il se rétablit, nécessitant un retard prédéterminé avant que la condition d'électrocardiogramme valable ne soit restaurée. La figure 6G montre que la tension de la bande a déjà atteint une valeur tandis que le système passe de sa condition de réserve XO, YO à l'arrêt; sur la figure 6G, f indique la réserve. Pendant la réserve, la tension est établie par le diviseur de tension R75, R76. Comme on le notera, la tension augmente après réception du signal de mise en marche et atteint un palier relativement stable quand la

bande atteint sa vitesse de fonctionnement. Plus particu-

lièrement, la tension saute initialement d'un petit incrément indiqué en H, du fait du diviseur de tension entre R65 et la combinaison de R67, R68. Ensuite, tandis que C26 se charge (g),latension augmente jusqu'à ce qu'une pleine charge soit atteinte ainsi que le palier. Quand la tension stable est atteinte, la boucle de contre-réaction de courant formée par U30A et U30B reprend par le diviseur de tension R64, R67 et la tension est stabilisée. Après un retard approprié établi par U28, le signal passe à servo sur bande et le IfConctionnement se passe comme on

l'a précédemment décrit.

Quand une commande d'arrêt est émise, la fréquence de référence d'asservissement, le signal d'asservissement ou servo et un signal de tachymètre, et le signal de

référence de bande diminuent tous selon la décélération.

Dès le signal d'arrêt, le signal est retiré de la bande

et ramené au tachymètre. La tension ne diminue pas cepen-

dant, mais au contraire elle augmente immédiatement du fait du courant de décélération C4 qui a un palier à une valeur relativement élevée jusqu'à ce qu'une condition de vitesse nulle soit détectée. A ce point, la porte de contrôle U20 et U21 ramène le commutateur du multiplexeur U32 à la condition X3, Y3, c'est-à-dire la tension de réserve. Pendant une courte période de l'ordre de millisecondes, le multivibrateur monostable U18 applique, au système, une tension élevée supprimant le jeu.

Claims (8)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Système de transport de bande magnétique ans cabestan, caractérisé en ce qu'il consiste à enregistrer simultanément un signal précis d'horloge de référence et un signal de donnée sur une bande magnétique mobile, à. lire ladite bande magnétique en utilisant un transport entraîné par moteur contrôlé par un circuit à boucle verrouillée en phase (38) ayant un second signal précis d'horloge pour établir une vitesse de référence de lecture, à synchroniser le mouvement de transport sur le signal de référence de l'horloge de la bande avec la seconde horloge en comparant les phases des signaux respectifs d'horloge, et à forcer la vitesse de la bande à varier en conséquence pour maintenir le signal d'horloge enregistré sur la bande

à une fréquence stable.

2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à forcer la vitesse de la bande à varier en contrôlant le mouvement du rouleau d'alimentation (14) pour établir une valeur de tension constante à la suite de l'addition du courant du moteur d'entraînement d'enroulement de la bande (ml) et du courant

du moteur d'alimentation de la bande (m2).

3.- Système de transport de bande magnétique pour contrôler le mouvement d'une bande magnétique o ont été enregistrés simultanément un signal d'horloge de référence et un signal de donnée, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau d'alimentation (14) contenant une bobine de bande magnétique (16), un rouleau d'enroulement de la bande (12) auquel est connectée une bande de la bobine pour un déplacement entre lesdits rouleaux, un moyen formant deux moyeux espacés pour supporter et faire tourner chacun desdits rouleaux, un moteur à vitesse variable (m2) relié audit rouleau d'alimentation, un moteur (ml) relié audit rouleau d'enroulement, des amplificateurs de courant (64, 66) reliés à chacun desdits moteurs pour les alimenter, un moyen formant une boucle d'asservissement verrouillée en phase (38) pour contrôler l'amplificateur d'enroulement et comprenant un signal précis d'horloge, un premier moyen d'entrée de référence de bande connecté à la boucle verrouillée en phase pour mesurer la vitesse du mouvement de la bande et forcer la sortie de la boucle verrouillée en phase à en suivre le signal de référence et à augmenter jusqu'à une valeur choisie, un second moyen de référence de la bande connecté à l'asservissement pour restituer la fréquence de référence enregistrée sur la bande et contrôler la boucle verrouillée en phase afin de forcer ladite bande à se déplacer pour synchroniser l'horloge de la boucle verrouillée en phase et le signal d'horloge de référence ainsi la vitesse de la bande varie continuellement pendant la restitution pour annuler exactement toute variation de vitesse se présentant dans l'enregistrement, et un moyen de mise sous tension (60) pour compléter la boucle d'asservissement de tension de la bande reliée à l'amplificateur d'entraînement

du rouleau d'alimentation.

4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit à boucle verrouillée en phase

comprend un circuit comparateur de phase (48), un oscilla-

teur réglé en tension (48) et un moyen pour comparer une fréquence demandée à la fréquence réelle de fonctionnement afin de produire un signal en dents de scie pour décaler la sortie de l'oscillateur réglé en tension d'une première fréquence à la fréquence demandée, un moyen pour passer de la fréquence de l'oscillateur réglé en tension à la fréquence de référence de l'horloge de la boucle verrouillée en phase à chaque fois que la différence de phase est sensiblement égale afin de dériver ainsi une sortie de

référence du moteur.

5.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un second comparateur de phase (50) pour comparer le signal de référence du moteur au signal de référence sur la bande et pour émettre un signal de sortie pour forcer les amplificateurs des moteurs à répondre au signal d'horloge sur la bande pendant un fonctionnement à l'état stable afin de forcer la vitesse de la bande à varier pour synchroniser la sortie d'horloge de référence de la bande sur l'horloge

de la boucle verrouillée en phase.

6.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de mise sous tension (60) précité comprend un moyen pour détecter le courant dans chacun des moteurs précités, un moyenpmuradditionner lesdits courants afin de former un signal (C2) et pour l'appliquer dans une boucle asservie afin de maintenir le couple des moteurs et la tension résultante de la bande à une valeur constante.

7.- Système selon la revendication 6, caractérisé

en ce qu'il comprend de plus un moyen pour changer l'asser-

vissement de la boucle de tension en ajoutant un signal (C3). proportionnel à l'entraînement d'enroulement et un

signal à un niveau réduit.

8.- Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen pour développer la décélération, un signal (C4) représentant une valeur de

fort courant et pour l'appliquer à la boucle d'asservisse-

ment de tension.