FR2460522A1 - Procede et dispositif d'enregistrement magnetique numerique avec polarisation a haute frequence - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE A LA GENERATION D'UN SIGNAL D'ENREGISTREMENT MAGNETIQUE NUMERIQUE MODULE EN PHASE EN CORRESPONDANCE AVEC LES TRANSISTIONS DU SIGNAL D'INFORMATION CORRESPONDANT. SELON L'INVENTION, ON SUPPRIME LA COMPOSANTE CONTINUE DE CE SIGNAL D'ENREGISTREMENT, SI BIEN QUE LE BOBINAGE D'ENREGISTREMENT PEUT ETRE EXCITE PAR CE SIGNAL PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN TRANSFORMATEUR ET QUE LA TETE D'ENREGISTREMENT PEUT N'INCLURE QU'UNE SPIRE. L'INVENTION PERMET AINSI D'ACCROITRE LE DEGRE D'INTEGRATION DES TETES D'ENREGISTREMENT TOUT EN EN FACILITANT LA FABRICATION.

Description

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L'invention se rapporte à un procédé et un dispositif d'enre-

gistrement magnétique numérique avec polarisation à haute fréquence.

L'enregistrement magnétique d'un signal d'information consiste

essentiellement à créer dans une tête magnétique un courant d'écri-

ture qui produit, sur une face d'un support magnétique tel qu'une

bande, un disque ou un tambour, une magnétisation rémanente repré-

sentative de l'information initiale.

Dans le cas d'un signal électrique d'information analogique, par exemple un signal dont l'amplitude est représentative d'une information sonore provenant d'un transducteur acoustique, il est

évident que la magnétisation rémanente créée par le courant d'écri-

ture doit respecter fidèlement dans le temps l'amplitude du signal d'information. Cela est universellement obtenu en superposant au

signal d'information un signal de courant alternatif à haute fré-

quence et à amplitude constante, qui constitue une polarisation ma-

gnétique. En bref, la courbe de première aimantation du matériau

magnétique du support d'enregistrement débute par une partie d'al-

lure quadratique, se prolonge par une partie linéaire, et finit par une partie s'incurvant pour aboutir à la saturation. Sans courant

de polarisation magnétique, l'enregistrement du signal d'informa-

tion correspondrait à faire sur la courbe de première aimantation.

à partir de son origine et en chaque point du support d'enregistre-

ment, une excursion plus ou moins grande selon le niveau d'ampli-

tude du signal d'écriture. La partie d'allure quadratique de la

courbe serait toujours incriminée, de sorte que le signal enregis-

tré présenterait un fort taux de distorsion. La superposition au

signal d'information d'un signal alternatif de courant à haute fré-

quence à amplitude constante constitue une polarisation magnétique, en ce sens que les excursions peuvent alors être faites dans la partie linéaire de la courbe de première aimantation. En outre, la

polarisation magnétique à haute fréquence laisse le support d'en-

registrement non magnétisé en l'absence d signal, d'autant mi-e-U que la longueur d'onde correspondante du courant de polarisation est inférieure au pouvoir de résolution de la tête de lecture, lequel pouvoir est essentiellement dépendant de la valeur de l'entrefer

de lecture. Par contre, bien qu'une polarisation magnétique à cou-

rant continu soit aussi possible, elle placerait le support d'enre-

gistrement en l'absence du signal d'information, dans un état ma-

gnétisé qui se répercuterait dans le signal de lecture par un fort

bruit de fond.

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Un signal d'information numérique codé e: binaire indique suc-

cessivement, à une fréquence de récurrence donnée, la valeur O ou 1 d'un bit d'information. Ce signal comporte donc deux composantes

corrélatives - une suite itérative d'instants et une suite de va-

leurs binaires correspondantes - que la magnétisation rémanente

doit normalement traduire fidèlement. Pour ce faire, il est recher-

ché de représenter au moins l'une des deux valeurs binaires par une transition de flux magnétique déterminée en fonction d'un code

choisi,intervenant à un instant précis correspondant.

Dans la pratique actuelle, les transitions magnétiques sont avantageusement des inversions de polarisation du champ rémanent

conçues pour faire basculer ce champ entre deux niveaux de polari-

sation positif et négatif prédéterminés du matériau magnétique du support d'enregistrement. Cela a pour résultat de créer dans ce support une suite d'aimants juxtaposés bout à bout, à pôles voisins de même nom, et de longueur correspondant à l'intervalle de temps

séparant deux transitions conformément au mode de codage choisi.

Par convention, on appellera transition positive une inversion du

champ rémanent d'un niveau négatif à un niveau positif de polarisa-

tion, l'inversion en sens contraire traduisant donc une transition négative. Parmi les modes de codage les plus utilisés, on citera comme exemples celui appelé NRZ1 (Non Retour à Zéro pour les bits de valeur "1") selon lequel seules les valeurs 1 sdnt représentées par des transitions magnétiques, indépendamment du sens de ces

transitions, et celui dit "à phase codée" dans lequel les deux va-

leurs binaires correspondent respectivement à des transitions posi-

tive et négative. Comme on le verra plus tard, l'invention est in-

différente au mode de codage choisi.

En ce qui concerne l'autre composante du signal d'information numérique relative aux instants auxquels les transitions devraient avoir lieu, elle soulève divers problèmes relatifs à la fidélité

d'enregistrement et de lecture de cette composante.

On a vu précédemment que l'information binaire est traduite sur le support d'enregistrement en-une suite d'aimants juxtaposés bout à bout, dont les pôles voisins sont de même nom et traduisent l'existence d'une transition. Le courant de lecture produit par la tête de lecture au passage de deux demi-aimants voisins a donc la

forme d'une courbe en cloche, dont le pic correspond à la transi-

tion puisque la variation du flux magnétique dans le bobinage de de lecture est maximale au passage des deux pôles voisins des deux

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aimants devant l'entrefer de la tête de lecture. Cependant, quand

deux transitions sont très rapprochées (aux hautes densités d'en-

registrement) les courbes successives se combinent de telle sorte

que les pics de courant se trouvent décalés des transitions réelles.

Ce phénomène, plus généralement connu sous le nom anglo-saxon "pick-shift" et désigné ici par l'expression "décalage des pics", crofit avec la fréquence des transitions, de sorte que pour les fortes densités d'enregistrement, les pics peuvent être décalés jusqu'à

environ un tiers du plus petit intervalle pouvant séparer deux tran-

sitions. Les circuits de décodage doivent donc être très performants, d'autant plus qu'à ce décalage s'ajoutent des variations de vitesse de défilement du support d'enregistrement. Diverses tentatives ont

donc été faites en vue de réduire l'importance du décalage des pics.

Des résultats ont été obtenus en ce sens en utilisant un signal d'enregistrement numérique analogue à un signal d'enregistrement

analogique. L'expérience a en effet révélé une réduction du décala-

ge des pics pour les densités d'écriture élevées, au-dessus d'en-

viron 200 inversions de flux au millimètre, avec un signal d'enre-

gistrement composite formé de la superposition d'un signal alterna-

tif de polarisation magnétique à haute fréquence et amplitude cons-

tante au signal d'information numérique codé.

Dans ce signal d'enregistrement composite, chaque transition est représentée par une différence des amplitudes de crête de même signe des deux alternances voisines du signal de polarisation qui

se présentent respectivement avant et après l'instant de la tran-

sition correspondante du signal d'information. Ainsi, la polarisa-

tion à haute fréquence est intéressante dès lors que ces deux al-

ternances sont séparées d'un intervalle de temps fixe, correspon-

dant théoriquement à la période du signal de polarisation et résul-

tant en une suppression du décalage des pics. Cependant, dans les

dispositifs d'enregistrement numérique avec polarisation alterna-

tive de la technique antérieure, cet intervalle de temps peut s'é-

carter inégalement et erratiquement de la valeur de cette période et engendrer des indéterminations et erreurs de décodage du signal

enregistré par ces dispositifs. Ces écarts proviennent de la dispo-

sition aléatoire des transitions dans le signal numérique codé, celles-ci pouvant alors intervenir à n'importe quel moment d'une période du signal de polarisation magnétique et faire en sorte que la superposition des deux signaux soit plus ou moins favorable. Le

cas le plus favorable (écart nul) se produit quand il y a coihci-

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dence entre une transition d'un signe donné et l'amplitude de crête de même signe du signal de polarisation. Par contre, l'écart est maximal lorsqu'une transition d'un signe donné intervient au moment

o le signal de polarisation atteint une amplitude de crête de si-

gne contraire, auquel cas l'amplitude de crête suivante est retar-

dée d'environ une demi-longueur d'onde du signal de polarisation.

Il s'ensuit que l'importance du décalage des pics dépend de la phase du signal de polarisation par rapport au signal codé et que

si effectivement ce décalage est en moyenne réduit par la polarisa-

tion, il peut encore atteindre des valeurs relativement élevées

pour certaines transitions et nécessiter des circuits très perfor-

mants pour la lecture et le décodage des signaux enregistrés.

Pour éviter ce décalage des pics, il pourrait paraître intéres-

sant de rendre synchrone en fréquence le signal de polarisation avec

l'horloge de commande du signal numérique codé à enregistrer. Ce-

pendant, du fait que les transitions positives et négatives dans le signal codé sont réparties d'une manière aléatoire, la phase qui

existe entre chaque transition et le signal de polarisation magnéti-

que demeure aléatoire, de sorte que des cas plus ou moins favorables

se présenteront encore, comme dans le cas précédent.

L'accroissement de la fréquence du signal de polarisation par

rapport à la plus haute fréquence de récurrence des transitions ré-

duit le décalage des pics, mais il est limité du fait qu'il élève

enmrême temps les pertes électromagnétiques dans les matériaux consti-

tuant les têtes d'enregistrement.

Par ailleurs, on peut aussi réduire le décalage des pics par un

rapport judicieux entre la fréquence de la polarisation et la fré-

quence d'horloge au rythme de laquelle le codage est effectué. Néan-

moins, un dispositif de décodage perfectionné reste nécessaire.

Une solution pour éviter l'apparition de tout cas défavorable lors de l'élaboration d'un signal d'enregistrement numérique avec polarisation alternative est décrite dans la demande de brevet NO 79

15584 déposée en France le 18.06.79 par la Demanderesse. Cette solu-

tion consiste à moduler en phase, relativement aux transitions du signal d'information codé, un signal de polarisation original classique à haute fréquence, consistant en un signal sinusoïdal ou, plus ordinairement, en un signal carré. A propos, on rappelle qu'un signal carré est un signal impulsionnel dont le rapport entre la durée de l'impulsion et sa période de récurrence

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- dit "rapport cyclique" - est 0,5; un signal impulsionnel de rap-

port cyclique différent de 0,5 est dit signal rectangulaire. Plus

précisément, cette modulation de phase est traduite par un déphasa-

ge successif de 180 du signal de polarisation original à partir de chaque apparition des transitions du signal d'information codé.

Chaque transition se répercute ainsi, dans le signal de polarisa-

tion modulé, par un doublement de l'impulsion ou l'alternance cor-

respondante du signal de polarisation original, de sorte que la

superposition du signal de polarisation modulé au signal d'infor-

mation se produit toujours dans des conditions favorables, c'est-

à-dire ne soulevant aucun problème de combinaison de signaux abou-

tissant à des retards variables et aléatoires d'apparition des transitions du signal d'enregistrement par rapport aux transitions

du signal d'information.

La présente invention tire profit de ce mode d'enregistrement

pour simplifier la fabrication des têtes de lecture dites "inté-

grées", c'est-à-dire des têtes miniatures obtenues par dépôt de

couches minces sur substrats communs ou individuels.

L'écriture magnétique d'informations numériques sur un support d'enregistrement exige le passage, dans un bobinage d'écriture, de courants d'enregistrement d'intensités suffisamment élevées pour avantageusement produire des champs de saturation du matériau magnétique du support d'enregistrement capablE d'optimiser ainsi

les champs rémanents sur le support d'enregistrement et de facili-

ter en conséquence la lecture des informations. En outre, avec les

codes classiquement utilisés pour la formation du signal d'infor-

mation codé, la répartition aléatoire des transitions fait que la

valeur moyenne du courant d'enregistrement est elle-même occasion-

nellement nulle, ce qui écarte l'emploi d'un transformateur de cou-

rant en aval du bobinage d'écriture en vue d'accroître le champ d'enregistrement avec un bobinage à nombre réduit de spires (de

préférence une spire). Il en résultait que les dispositifs d'en-

registrement antérieurLaxecd-sccodes classiqoes devaient inclure des têtes d'enregistrement à bobinage composé d'un nombre relativement élevé de spires (ordinairement de l'ordre de 2X10 spires). Or, la fabrication d'un bobinage à plusieurs spires superposées dans une tête intégrée se heurte à de grandes difficultés, qui ont engendré

de nombreuses inventions, parmi lesquelles on notera celle décri-

tes dans les brevets français n0 2 063 693 et n0 2 063 694. Un bo-

binage à spire unique est donc souhaité.

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Dans ce sens, une solution a recours à un code spécifique per-

mettant d'obtenir à moyen terme une valeur nulle du courant d'enre-

gistrement. Cependant, ce procédé oblige à réduire le nombre d'in-

formations utiles par rapport au nombre d'informations originales et à interdire en plus l'enregistrement des codes normalisés. La présente invention remédie à cet inconvénient, en mettant en

oeuvre un procédé d'enregistrement magnétique d'un signal d'infor-

mation numérique composé d'une suite de transitions, du type con-

sistant à former un signal d'enregistrement en superposant audit signal d'information un signal de polarisation magnétique à haute

fréquence et à amplitude constante dont la phase est modulée rela-

tivement auxdites transitions du signal d'information, caractérisé

en ce qu'il consiste à donner au signal d'enregistrement une compo-

sante continue sensiblement nulle.

Dans le signal d'enregistrement avec signal de polarisation mo-

dulé en phase auquel s'applique l'invention,seules les amplitudes des courants forts et faibles sont prises en compte à la lecture et à la restitution des informations puisqu'elles déterminent la zone de

travail sur la courbe d'aimaSitation du matériau magnétique de sup.-

port d'enregistrement, indifféremment des temps de commutation en-

tre courants forts et faibles. Cela met donc à même le signal d'en-

registrement à présenter une composante continue pratiquement nulle

quelà que soient la fréquence et la forme d'onde du signal de pola-

risation et le code utilisé,en faisant en sorte que, pendant cha-

que période du signal de polarisation, la quantité de courant fort

soit égale à la quantité de courant faible. Avec un signal de pola-

risation impulsionnel, il suffira simplement d'ajuster le rapport

cyclique en conséquence.

Il s'ensuit qu'un dispositif conforme à l'invention pour l'en-

registrement magnétique d'un signal d'information numérique compo-

sé d'une série de transitions est du type comprenant des moyens de polarisation magnétique délivrant un signal de polarisation à haute fréquence et à amplitude constante dont la phase est modulée.en

correspondance avec les transitions dudit signal d'information.

des moyens de combinaison dudit signal d'information avec ledit si-

gnal de polarisation modulé en phase pour fournir un signal d'enre-

gistrement et une tête d'enregistrement incluant un bobinage excité par ledit signal d'enregistrement, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de suppression de la composante continue dudit signal d'enregistrement.

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Dans le cas d'un signal de polarisation impulsionnnel, le ré-

glage du rapport cyclique de ce signal suffit à annuler la compo-

sante continue du signal d'enregistrement et permet ainsi l'emploi

d'un transformateur pour l'excitation du bobinage de la tête d'en-

registrement. Ainsi le bobinage peut être réduit à une spire seule-

ment, ce qui simplifie beaucoup la fabrication des têtes d'enregis-

trement intégrées tout en offrant la possibilité d'accroître leur degré d'intégration pour des conditions d'enregistrement égales par ailleurs. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront

plus clairement de la description qui suit, faite en référence aux

dessins annexés.

Dans le dessins:

- la figure 1 illustre un exemple d'enregistrement magnétique numé-

rique en NRZ1 de la technique antérieure ne mettant pas en oeuvre de polarisation magnétique alternative;

- les figures 2A et 2B illustrent respectivement le cas le plus fa-

vorable et le cas le plus défavorable d'un enregistrement numérique avec polarisation alternative de la technique antérieure;

- la figure 3 illustre un exemple d'enregistrement magnétique numé-

rique en NRZ1 avec signal de polarisation modulé en phase auquel peut s'appliquer la présente invention; - la figure 4 représente un exemple de réalisation d'un dispositif d'enregistrement numérique avec signal de polarisation modulé en phase; - les figures 5A à 5F illustrent respectivement des exemples de formesd'onde et informations pouvant être obtenues en divers points du dispositif d'enregistrement représenté sur la figure 4;

- la figure 6 représente un exemple de réalisation conforme à l'in-

vention d'un dispositif d'enregistrement numérique avec polarisation alternative;

- lesfigures7A à 7G illustrent respectivement des exemples de for-

mes d'onde et d'informations pouvant être obtenues en divers points du dispositif d'enregistrement représenté sur la figure 6; - la figure 8 reprend en trait fin une partie du signal théorique illustré à la figure 7F et indique,par un trait fort, comment ce signal. se présente en pratique;et

- la figure 9 illustre une variante conforme à l'invention du si-

gnal illustré à la figure 7F.

L'invention ressortira mieux après une brève description des

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résultats obtenus de dispositifs d'enregistrement magnétique numé-

rique antérieurs, faite en référence aux figures 1, 2A et 2B.

La figure 1 se rapporte à l'enregistrement magnétique numérique

du type NRZ1 sans polarisation. Dans cette figure, I désigne l'in-

formation binaire originale à enregistrer, formée d'une suite récur-

rente de bits telle qu'indiquée à titre d'exemple; Se désigne le signal d'enregistrement, dit encore signal d'écriture, résultant

du codage de l'information originale Io en NRZI; S1 désigne le si-

gnal de lecture correspondant, obtenu aux bornes du bobinage de la

tête de lecture au passage du support d'information portant l'en-

registrement du signal d'écriture S; Sr désigne le signal resti-

tué à partir du signal de lecture S en vue d'obtenir une repré-

sentation dans le code NRZ1 du signal numérique lu; et I désigne r

l'information restituée après décodage du signal Sr.

Ainsi, le signal d'enregistrement S est un signal alternatif 4 e dont les transitions correspondent aux bits de valeur 1 et dont l'amplitude positive +n et l'amplitude négative -n correspondent

communément aux niveaux de saturation positive et négative du ma-

tériau magnétique d'enregistrement. A l'enregistrement d'une tran-

sition donnée et isolée sur un support d'information correspond normalement un signal de lecture prélevé aux bornes du bobinage

d'une tête de lecture, qui a-la forme d'une courbe en cloche posi-

tive ou négative selon que la transition est elle-même positive ou négative, et dont le sommet (ou pic) représente l'instant de la

transition. Cependant, à cause de la proximité variable des transi-

tions d'une part, et de la haute densité d'enregistrement recher-

chée d'autre part, les caractéristiques en forme de cloche produi-

tes à chaque transition se combinent entre elles plus ou moins selon leur proximité et ont par conséquent des pics +p et -p décalés plus ou moins des instants représentatifs des transitions. Différentes valeurs de décalage de pic dO, dl, d2 et d3 sont indiquées à titre d'exemple à la figure 1. Etant donné que les pics déterminent les instants d'apparition des transitions et qu'ils sont variablement décalés de ces transitions, le signal Sr restitué à partir des pics du signal de lecture Se est différent du signal d'enregistrement Se

alors que théoriquement les signaux Se et Sr devraient être iden-

tiques. A cause des décalages de pic dO à d3, le décodage du signal restitué Sr peut prêter à confusion et produire une information I différente de l'information d'origine I. Dans l'exemple illustré, les chiffres tracés en trait tireté illustrent les erreurs pouvant

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être commises dans le signal restitué Ir lors des décodages du si-

gnal Sr.

Les figures 2A et 2B se rapportent à un enregistrement numéri-

que utilisant la polarisation magnétique conformément à la techni--

que antérieure. Dans ces figures: Sic désigne un signal d'informa-

tion codé produit à partir d'une information originale (non repré-

sentée) selon un code quelconque et alternant entre deux niveaux prédéterminés, référencés +1 et -1; S désigne un signal alternatif

de polarisation magnétique à haute fréquence et à amplitude cons-

tante +c; Se désigne le signal d'enregistrement résultant de la superposition des signaux précédents Sic et Sp; et Sr désigne le signal restitué après enregistrement et lecture du signal Se. A la e' figure 2A, l'instant to d'apparition d'une transition positive du signal d'information Sic correspond au cas le plus favorable de l'enregistrement, tandis qu'à la figure 2B l'instant t1 correspond

au cas le plus défavorable.

Dans ces figures, le signal d'enregistrement S qui excite le e bobinage de la tête d'écriture est un courant alternatif oscillant, de part et d'autre d'une transition, entre les valeurs +a à -b et -a à +b, les intensités +a se rapportant aux courants faibles et les intensités -b aux courants forts traversant le bobinage. Les transitions positives et négatives sont respectivement représentées par les sauts entre les niveaux +a à +b et -a à -b. La détection de la crête de la première alternance qui marque un tel saut est

interprétée, à la suite de la lecture du signal Se enregistré, com-

me l'instant de la transition, comme illustré par les signaux res-

titués S aux figures 2A et 2B. Dans ces conditions,d'une part. la linéarité du signal alternatif S importe peu (contrairement à

l'enregistrement analogique), de sorte que les niveaux -b correbpon-

dent en pratique aux niveaux de saturation du matériau magnétique

de support d'enregistrement et que le rapport entre le niveau réfé-

rencé 1 du signal d'information Sic et le niveau c du signal de po-

larisation Sp est relativement grand (généralement de l'ordre de

1/4 en comparaison avec celui généralement utilisé 1/10 en en-

* registrement analogique). D'autre part, il est souhaitable que la crête de la première alternance positive ou négative marquant la

transition dans le signal d'enregistrement Se coïncide respective-

ment avec la transition positive ou négative correspondante du si-

gnal d'information Sic pour éviter ainsi tout décalage des transi--

tions dans le signal restitué Sr. Cependant, du fait que les tran-

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sitions du signal d'information Sic sont réparties dans le temps de manière aléatoire, des combinaisons plus ou moins favorables avec le signal alternatif de polarisation S vont se produire. Le p cas le plus favorable est illustré par la figure 2A, o il ressort que la transition positive à l'instant to du signal d'information Sic coïncide avec une crête positive du signal de polarisation Sp et qu'ainsi la superposition maintient cette alternance inchangée dans le temps pour désigner la transition. Il en est de même pour une transition négative du signal d'information Sic et une crête négative du signal de polarisation S p. Le cas le plus défavorable est décrit à la figure 2B,selon lequel- la transition positive à l'instant t1 du signal d'information Sic coïncide avec une crête négative du signal de polarisation S et la superposition introduit

un retard d' de l'apparition de la première alternance de transi-

tion dans le signal d'enregistrement, ce retard équivalant à une demipériode du signal de polarisation S p. Il en serait de même

pour une transition négative conjointe à unecrête positive. Le dé-

calage de pic d' reporte donc la transition à un instant t2 qui.

aux fortes densités d'enregistrement, risque d'altérer le contenu

de l'information originale.

Par analogie aux figures 2A et 2B, la figure 3 illustre un en-

registrement numérique avec signal de polarisation modulé en phase tel que décrit dans la demande de brevet précitée n0 7915584.Selon

l'exemple de la figure 3, Io désigne une information binaire origi-

nale; Sic désigne le signal d'information codé en NRZ1 correspon-

dant; Sp désigne un signal de polarisation original qui est direc-

tement utilisé dans les dispositifs d'enregistrement antérieurs Spi désigne le signal de polarisation modulé en phase correspondant;

et S désigne le signal d'enregistrement résultant de la combi-

naison des signaux Sic avec S pi. Il ressort de la forme d'onde du signal de polarisation Spi que le signal de polarisation original Sp est modulé en phase sur la transition du signal d'information

codé Sic, en ce sens qu'à partir de chacune des transitions le si-

gnal de polarisation original subit un déphasage successif de 180 .

De la sorte, le signal de polarisation de l'invention S i comporte

des paliers prolongés haut h et bas b qui, combinés avec les tran-

sitions respectives du signal d'information Sic. sont à même de

les répercuter dans le signal d'enregistrement S dans des condi-

tions favorables, sans aucun décalage.

La figure 4 donne un exemple de réalisation d'un dispositif il 2460522

d'enregistrement magnétique numérique avec polarisation alterna-

tive modulée en phase, qui sera décrit en référence à la figure 5 illustrant à titre d'exemple des formes d'onde 5A-5F pouvant être

obtenues en divers points du dispositif 10.

Ainsi, le dispositif d'enregistrement numérique 10 incorpore une horloge Il délivrant un signal d'horloge 5A composé d'une série d'impulsions récurrentes à une fréquence donnée fH avec un rapport cyclique 0,5 (signal impulsionrel carré). Le signal 5A est appliqué à une entrée d'un diviseurde fréquence -par-N, 12, lequel produit - 10 un signal 5B composé d'une série d'impulsdons récurrentes f H!N

(N étant un nombre entier, valant ici 3). Un encodeur 13 a une pre-

mière entrée recevant le signal de sortie 5B du diviseur de fréquen-

ce 12 et une seconde entrée recevant une information originale 5C

à enregistrer. L'encodeur 13 synchronise le signal 5t avec la f ré-

quence de récurrence des bits de l'information 5C et efuecuue un codage prédéterminé pour délivrer un signal d'information codé 5D

équivalent aux signaux Sic précités. Le code choisi à titre d'exem-

ple dans les figures 4 et 5, comme dans les autre figures qui sui-

vent, est tel que les transitions sont représentatives des bits de

valeur 1 de l'information 5C en vue d'obtenir un signal d'enregis-

trement du type NRZ1. On notera que les signaux SA, 5B et 5D repré-

sentés et le signal 5E qui sera considéré plus loin sont des signaux à courant continu à valeurs logiques O et 1, bien que ces signaux pourraient être alternatifs comme ceux représentés dans les figures

précédentes. En réalité, les composants introduits dans le dispo-

sitif 10 pour la formation de ces signaux fonctionnent en courant continu, une conversion en alternatif des signaux concernés pour

la formation du signal d'enregistrement étant faite ultérteurement.

Le signal d'horloge 5A et le signal d'information 5D sont respec-

tivement appliqués à deux entrées d'une porte OU Exclusif 14 déli-

vrant en sortie un signal 5E. La porte 14 joue le rôle d'un mo-

dulateur de phase modulant d'une valeur prédéterminée (de 1800) la phase du signal d'horloge SA ( équivalent au signal de polarisation original Sp indiqué à la figure 3) lors de chaque apparition des transitions du signal d'information 5D,pour fournir en

conséquence un signal de polarisation modulé 5E équivaieiG au si-

gnal Spi de la figure 3. Le signal de polarisation SE sortant de la

porte 14 et le signal d'information codé 5D attaquent respective-

ment deux entrées d'un élément de combinaison 15 fournissant en

sortie un signal d'enregistrement 5F destiné au bobinage d'enregis-

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trement 16 de la tête d'enregistrement non représentée. Le circuit de combinaison 15 est essentiellement formé de deux interrupteurs

de courant 15a, 15b traitant respectivement le signal de polarisa-

tion 5E et le signal d'information 5D. Les interrupteurs 15a et 15b se composent respectivement de deux sources de courant 17a, 17b alimentées par une source de tension +V, et de deux couples de

transistors 18a, 18'a et 18b, 18'b, dont les émetteurs sont con-

nectés en commun à la sortie des sources de courant respectives

17a et 17b et les collecteurs sont connectés aux bornes d'extré-

mité du bobinage d'enregistrement 16 ayant son point milieu mis

à une tension prédéterminée -V. Le signal de polarisation 5E déli-

vré par la porte 14 est appliqué directement à la base du transis-

tor 18a et, par l'intermédiaire d'un inverseur 19a, à la base du transistor 18'a. De même, le signal d'information 5D est appliqué directement à la base du transistor 18b et, par l'intermédiaire d'un inverseur 19b, à la base du transistor 18'b. Les interrupteurs a et 15b commutent ainsi des courants conformes aux signaux 5D

et 5E, qui sont ainsi rendus alternatifs. Ces courants s'addi-

tionnent dans le bobinage 16 sous la forme du signal 5F, analogue

au signal d'enregistrement Se représenté sur la figure 3. On re-

marque à la figure 5 que, grâce au déphasage successif de 1800 in-

tervenant dans le signal 5E à partir de chaque transition du si-

gnal d'information 5D, cette modulation de phase produit, dans le signal résultant 5F, des transitions de +a à +b et de -a à -b à des instants toujours correspondant aux transitions du signal d'information.

- Dans l'exemple illustré aux figures 4 et 5, le signal d'horlo-

ge 5A commande la formation du signal d'information 5D par l'in-

termédiaire du diviseur de fréquence 12. Le signal de polarisation magnétique 5E est rendu synchrone avec le signal d'horloge 5A

grâce au modulateur de phase constitué par la porte 14.

Bien que les exemples précédents soient fondés sur le codage

NRZ1, la description qui précède fait clairement ressortir que la

modulation de phase peut s'appliquer indépendamment de la forme des deux signaux qui composent le signal d'enregistrement: d'une part, il suffit que le signal d'information codé soit composé d'une série de transitions, représentatives d'un code quelconque; d'autre part, étant donné que seules les intensités des courants forts b et faibles a sont prises en compte à la lecture et à la restitution des informations puisqu'elles déterminent la zone de de travail sur la courbe d'aimantation du matériau indifféremment des temps de commutation entre courants forts et faibles, et que

grâce à la modulation de phase la combinaison du signal de polari-

sation avec le signal d'information se produit toujours favorable-

ment, cette modulation est applicable à toute forme de signal de

polarisation, que celui-ci soit impulsionnel rectangulaire. de rap-

port cyclique quelconque, ou qu'il soit ondulatoire. sinusoïdal

par exemple.

Les figures 6 et 7 illustrent un exemple de dispositif d'enre-

gistrement magnétique numérique-,20 conforme2à la présente inven-

tion. Le dispositif 20 est avantageusement une adaptation simple

du dispositif 10 qui vient d'être décrit pour l'exécution de l'in-

vention. La similitude entre les dispositifs 10 et 20 a été tra-

duite par le fait que les éléments 21 à 29 du dispositif 20 corres-

pondent respectivement aux éléments 11 à 19 du dispositif 10. Par

ailleurs, les signaux 7A à 7F sont analogues respectivement aux si-

gnaux 5A à 5F, tandis quele signal7G représente un signal impliqué

pour la mise en oeuvre de la présente invention.

Plus précisément, de la même manière que le dispositif d'enre-

gistrement 10, le dispostif 20 comprend une horloge 21, un divi-

seur de fréquence 22, un encodeur 23, une porte OU Exclusif 24, et

un élément de combinaison 25 alimentant un bobinage d'enregistre-

ment 26 et incluant une source de courant 27 alimentant un couple de transistors 28, 28' destinés à l'excitation du bobinage 26 et dont les bases sont respectivement reliées à la sortie de la porte 24 directementetparl'intermédiaire d'un inverseur 29. L'horloge 21 fournit un signal d'horloge 7A (signal impulsionnel carré) à un

diviseur de fréquence 22,qui divise la fréquence du signal d'horlo-

ge 7A par un facteur N entier prédéterminé (ici N=3) pour former un signal 7B servant d'horloge pour le codage du signal d'information originale 7C entrant dans l'encodeur 23. Cet encodeur effectue la synchronisation en fréquence du signal 7C sur la base du signal 7B

et fournit à l'autre entrée de la porte 24 un signal continu d'in-

formation codé 7D. La porte 24 constitue un modulateur de phase pour former un signal de polarisation conforme à l'invention 7E,

modulé en phase comme les signaux 5E et Spi (figure 3) mais de rap-

port cyclique ajusté de la façon décrite ultérieurement. Le signal

de polarisation modulé en phase 7E commande l'élément de combinai-

son 25, illustré comme variante de réalisation classiquement uti-

lisée de l'élément de combinaison 15 représenté sur la figure 4.

14 2 4 o0522

Suivant cette variante, les deux transistors 28 et 28' sont alimen-

tés par une source de courant 27 pourvue de deux entrées 27a et 27b

pour la commande des courants forts et faibles, respectivement.

L'exemple illustré se réfère à la commande par l'entrée 27a, par laquelle le courant faible fourni en fonctionnement normal de la source 27 est commuté sur un courant fort d'intensité prédéterminée

au cours d'une impulsion du signal appliqué sur l'entrée 27a. L'élé-

ment de combinaison 25, comme l'élément 15 à la figure 4, combine le signal de polarisation modulé en phase 7E conforme à l'invention

avec le signal d'information codé 7D, pour former un signal d'enre-

gistrement 7F analogue au signal 5F.

Cependant, conformément à l'invention, le signal d'enregistre-

ment 7F a une composante de courant continu (dite composante conti-

nue) nulle. On a montré précédemment que la modulation de phase.

telle que décrite en référence aux figures 3 à 5, est indifférente

à la forme des deux signaux qui composent le signal d'enregistrement.

La forme du signal de polarisation modulé en phase 7E est donc choi-

sie, selon l'invention, de façon que le signal d'enregistrement 7F ait une composante continue nulle. Dans l'exemple illustré, cette

forme est obtenue en ajustant le rapport cyclique d'un signal de po-

larisation original 7G au moyen d'une bascule monostable 30 pilotée

par le signal carré 7A issu de l'horloge 21. De la sorte, en appli-

quant simultanément le signal de polarisation original 7G (similai-

re au signal S de la figure 3) sur une entrée de la porte 24 et sur p l'entrée 27a de commande des courants forts de la source de courant

27, le signal d'enregistrement résultant 7F présente. à chaque pé-

riode -comme illustré par les hâchures- une égalité entre quantité de courant fort et quantité de courant faible. En particulier, on a fait ressortir par une inversion du sens des hâchures l'effet

avantageux de la modulation de phase, grâce à laquelle il est pos-

sible de rendre nulle la composante continue du signal d'enregis-

trement 7F.

Un tel signal d'enregistrement est ainsi à même d'exciter le bobinage d'enregistrement 26 d'une tête d'enregistrement 31 par

l'intermédiaire d'un transformateur 32 (figure 6) dont l'enroule-

ment primaire est alimenté par les collecteurs des transistors 28 et 28'. Il s'ensuit que l'enregistrement peut être effectué à la

limite avec des têtes intégrées 31 à bobinage 26 monospire. de cons-

truction considérablement plus simple et de volume plus réduit.

Un autre avantage de l'invention est illustré à la figure 8,

2460522

qui reprend en trait fin le signal théorique 7F et représente par

un trait fort la forme 7F' du signal obtenu en pratique sur le sup-

port d'enregistrement. On remarquera en effet que l'amplitude de crête de l'alternance qui marque chaque transition est supérieure à celle des autres alternances. Compte tenu des composantes para-

sites résistives et capacitives du bobinage d'enregistrement, celui-

ci introduit une constante de temps d'établissement du signal d'en-

registrement vers les valeurs de crête -a et -b. Il en résulte que le signal réel 7F' ne peut normalement atteindre ces valeurs dans l'espace d'une demi-période et s'interrompt à des valeurs de crête la' _ < lai etlb'l <} bl. A cause des paliers h et 1 introduits dans le signal de polarisation modulé, le signal réel 7F' dispose d'une période entière, de sorte que les amplitudes de crête lb"! des alternances marquant les transitions sont pratiquement égales

à| b. Cela améliore la sûreté de restitution du message enregis-

tré. On notera aussi que les transitions positives et négatives des signaux d'information 5D et 7D correspondent respectivement à des paliers bas 1 et hauts h dans le signal d'enregistrement 7F. La

figure 9 représente un signal d'enregistrement 7F" que l'on ob-

tiendrait si la source 27 était attaquée en son entrée 27b de com-

mande de courant faible par le signal complémentaire au signal 7G issu de la sortie complémentaire Q de la bascule 30, comme illustré par la liaison en trait tireté à la figure 6, l'entrée 27a n'étant bien sûr plus excitée. Dans ce cas, on voit que les transitions positives et négatives du signal d'information 7D correspondent

respectivement à des paliers hauts et bas du signal d'enregistre-

ment 7F".

Dans la description qui précède, la mise en forme du signal de

polarisation modulé en phase pour supprimer la composante continue du signal d'enregistrement est faite antérieurement à la modulation de phase, au moyen de la bascule 30. Ce mode de réalisation a en

effet l'avantage de faire comprendre facilement l'invention à par-

tir de l'exemple choisi, illustré aux figures 4 et 5, pour la modu-

lation de phase. Cependant, il ressort clairement de la présenta-

tion de ce mode de réalisation que c'est grâce à la modulation de

phase du signal de polarisation, donc du signal d'enregistrement.

en correspondance avec les transitions du signal d'information,que

la suppression de la composante continue est possible. cette sup-

pression étant réputée impossible avec les procédés et dispositifs

16 2460522

d'enregistrement antérieurs. Il est donc permis de supprimer la

composante continue du signal d'enregistrement en agissant à n'im-

porte quel stade de son élaboration, c'est-à-dire avant la modula-

tion comme représenté, pendant et après la modulation, et, à la li-

mite, pendant et après la combinaison du signal de polarisation mo- dulé en phase avec le signal d'information. Ce fait justifie la

formulation générale de la caracatéristique fondamentale de l'inven-

tion, consistant à donner au signal d'enregistrement une composante continue sensiblement nulle,étant alors entendu qu'il est permis à cet effet d'agir avant, pendant et après la formatiortdisigndlbrq:port d'enregistrement modulé en phase, en modifiant par exemple rapport cyclique quand sont rencontrées des circonstances analogues à celles

afférentes aux figures 6 et 7.

En outre, puisque la présente invention est fondée sur les pro-

priétés de la modulation de phase du signal de polarisation relati-

vement aux transitions du signal d'information, il est clair qu'elle

peut aussi bien s'appliquer à un signal de polarisation impulsion-

nel, tel qu'illustré, qu'à un signal ondulatoire, la condition exi-

gée étant que la forme du signal employé implique la génération d'un signal d'enregistrement à composante continue sensiblement nulle. D'autre part, tout signal d'information codé peut convenir s'il est composé-d'une suite de transitions en correspondance avec

un code quelconque.

Par ailleurs, comme indiqué dans la demande précitée nO 79 15584 à laquelle se rattache la présente invention, d'autres variantes de réalisation sont possibles, telles que par exemple la génération du signal 7A à partir d'un signal d'horloge de commande de codage du signal d'information et par l'intermédiaire d'une boucle de verrouillage de phase, comme représenté en référence aux figures 10 et 11 de ladite demande. Cette variante de réalisation est d'un

usage fréquent dans ce domaine.

C'est dire, en d'autres termes, que l'invention n'est nulle-

! ment limitée aux exemples de réalisation décrits et illustrés, mais

comprend au contraire toute variante entrant dans le cadre des re-

"-5 vendications qui suivent.

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Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'enregistrement magnétique d'un signal d'information numérique composé d'une suite de transitions, du type consistant à former un signal d'enregistrement en superposant audit signal d'in- formation un signal -de polarisation magnétique à haute fréquence et à amplitude constante dont la phase est modulée en correspondance avec les transitions du signal d'information, caractérisé en ce qu'il consiste à donner au signal d'enregistrement une composante

continue sensiblement nulle.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en forme ledit signal de polarisation modulé en

phase de manière à annuler la composante continue du signal d'enre-

gistrement.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à former ledit signal de polarisation modulé en phase à partir d'un signal de polarisation original non modulé en phase et

à ajuster la forme de ce dernier signal de façon que le signal d'en-

registrement ait une composante continue sensiblement nulle.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit signal de polarisation original est un signal impulsionnel et en ce qu'il consiste à régler le rapport cyclique de-ce signal de façon

que le signal d'enregistrement ait une composante continue sensible-

ment nulle.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ca-

ractérisé en ce que ladite modulation de phase consiste en une in-

version de phase successive de 1800 dudit signal de polarisation

original à chaque apparition desdites transitions du signal d'in-

formation.

6. Dispositif d'enregistrement magnétique d'un signal d'infor-

mation numérique composé d'une suite de transitions pour la mise

en oeuvre du procédé défini par l'une quelconque des revendications

1 à 5, du type comprenant des moyens de polarisation magnétique

délivrant un signal de polarisation à haute fréquence et à ampli-

tude constante dont la phase est modulée en correspondance avec

lesdites transitions du signal d'information, des moyens de combi-

naison du signal d'information avec le signal de polarisation modu-

lé en phase pour fournir un signal d'enregistrement,et une tête d'enregistrement incluant un bobinage excité par ledit signal d'enregistrement,caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de

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suppression de la composante continue dudit signal d'enregistrement.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de suppression de la composante continue dudit signal

d'enregistrement comprennent des moyens de mise en forme dudit si-

gnal de polarisation modulé en phase.

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de polarisation magnétique précités comprennent des moyens délivrant un signal de polarisation original non modulé en

phase et des moyens de modulation en-phase dudit signal de polari-

sation original, et en ce que lesdits moyens de suppression de la composante continue du signal d'enregistrement comprennent des moyens de mise en forme dudit signal de polarisation original en

vue d'obtenir ladite suppression.

9. Dispbsitif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le signal de polarisation original est impulsionnel de rapport cyclique donné et en ce que les moyens de mise en forme du signal de polarisation original comprennent des moyens de modification du

rapport cyclique dudit signal de polarisation original.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9,

caractérisé en ce qu'il comporte un transformateur connecté entre

le bobinage de la tête d'enregistrement et les moyens de combinai-

son précités.