FR2488024A1 - Systeme d'asservissement a courants de foucault pour la commande de la rotation de chargeurs de disques - Google Patents

Abstract

DANS CE SYSTEME D'ASSERVISSEMENT A COURANTS DE FOUCAULT POUR LA COMMANDE DE LA ROTATION DE CHARGEURS DE DISQUES, DESTINE A COMMANDER LA VITESSE ET LA PHASE D'UN CHARGEUR DE DISQUES 16 D'UN APPAREIL 14 COMPORTANT UN FREIN A COURANTS DE FOUCAULT 12 ET SA BOBINE ASSOCIEE 24, IL EST PREVU DES MOYENS 20 ACCOUPLES AU FREIN 12 POUR ENTRAINER L'APPAREIL ROTATIF 16 A UNE VITESSE LEGEREMENT SUPERIEURE A LA VITESSE DESIREE ET UN CIRCUIT D'ASSERVISSEMENT 10, COMPORTANT UNE BOUCLE DE PHASE 30 ET UNE BOUCLE DE REACTION DE VITESSE 32 ET REPONDANT A UN SIGNAL D'HORLOGE DE REFERENCE DE L'APPAREIL POUR ENVOYER UN COURANT DE SERVOCOMMANDE A LA BOBINE 24 DU FREIN POUR MAINTENIR LA VITESSE REQUISE. APPLICATION NOTAMMENT AUX SYSTEMES DE SERVOCOMMANDE DE CHARGEURS DE DISQUES D'ENREGISTREMENT DE DONNEES.

Description

La présente invention concerne des systèmes d'asser-

vissement de chargeurs de disques et en particulier un système d'asservissement comportant un frein à courants de Foucault, destiné à être utilisé avec un appareil rotatif comportant des freins dynamiques à courants de Foucault. Les appareils à chargeurs de disques utilisent des têtes d'enregistrement/lecture qui doivent être avancés pas-à-pas radialement sur la surface du disque en rotation

de manière à définir des pistes d'enregistrement consécuti-

ves concentriques. Naturellement il faut un intervalle de temps fini à la tête pour"chercher" la position de la piste suivante, soit dans le mode d'enregistrement, soit dans le mode de reproduction. En outre les têtes doivent avancer pas-à-pas ou effectuer une recherche en un emplacement de

position spécifique, par exemple un début de secteur, au-

dessus du chargeur de disques, puis se régler en position d'une manière suffisante pour permettre l'enregistrement ou la reproduction. Le retard intervenant pendant la rotation

du chargeur du disque dans l'attente de l'arrivée à l'empla-

cement de position spécifique, o les têtes peuvent recher-

cher la piste suivante, est désigné sous le terme de "temps

d'attente" du chargeur de disques.

Il s'ensuit qu'un seul chargeur de disques est inca-

pable de réaliser un chargement précis des données à grande vitesse en raison du temps de recherche de la tête et du temps d'attente inhérent de l'appareil à chargeur de disques, c'est-à-dire que les données ne peuvent pas attendre par exemple que le chargeur de disques vienne par rotation au début du secteur. = Un moyen de résoudre ce problème est de prévoir un

seul appareil à chargeur de disques possédant des mémoires-

tampons suffisamment importantes pour mémoriser temporaire-

ment les données arrivantes à grande vitesse de manière à compenser le temps d'attente sur le chargeurde disques. Un tel système est relativement peu maniable, complexe, onéreux

et d'une manière générale indésirable.

Un second moyen permettant de réaliser le transfert de données à grande vitesse à des cadences très rapides, comme celles intervenant par exemple lors du chargement des données d'un satellite, met en oeuvre un système de disques à transfert parallèle (PTD), utilisant deux appareils à chargeurs de disques. Dans un tel système de disques à

transfert parallèle, les données à grande vitesse sont in-

troduites dans ou lues hors d'un chargeur de disques, alors

que les têtes effectuent une recherche sur le second char-

geur du disque. Les données arrivantes sont alors commutées sur le second chargeur de disques, tandis que les têtes

effectuent une recherche sur le premier chargeur de disques.

Cette commutation alternée entre les chargeurs de disques permet un enregistrement ou une lecture continue des données

à grande vitesse, sans interruption.

Cependant dans le cas d'une telle utilisation d'un système de disques à transfert parallèle, il est impératif que chaque chargeur de disques soit dans une position en rotation correcte de façon précise, c'est-à-dire que les

chargeurs de disques soient verrouillés ensemble ou synchro-

nisés afin de permettre une commutation entre eux précisé-

ment pour la position en rotation correcte, par exemple au

niveau du début d'un secteur. Par conséquent il faut utili-

ser un système d'asservissement de manière à commander de façon précise la vitesse et la phase positionnelle des deux chargeurs de disques et à verrouiller l'un sur l'autre ou

synchroniser les deux chargeurs.

On peut utiliser des systèmes d'asservissement qui

comportent un servomoteur tel que le moteur à courant alter-

natif important d'une puissance de 1 CV utilisé dans l'appa-

reil à chargeurs de disques qui utilise un combinateur de

courant continu en courant alternatif pour commander la fré-

quence du moteur. Un tel système d'asservissement requiert une puissance de l'ordre de 1,5 CV pour commander le moteur et le système d'asservissement lui-même doit satisfaire à des exigences requises de puissance en watts relativement

importantes. D'une manière générale un tel système d'asser-

vissement n'est pas efficace,et est relativement onéreux

et relativement peu fiable.

Les freins dynamiques à courant de Foucault sont

habituellement utilisés dans des chargeurs rotatifs de dis-

ques et analogues de manière à assurer un arrêt rapide du chargeur de disques lorsque le système d'entraînement est débranché. Le frein agit par application d'un courant à

travers la bobine électromagnétique du frein, ce qui provo-

que la production de lignes de flux à travers un disque de frein d'un seul tenant fixé à la broche du chargeur de disques. Ces lignes de flux induisent des courant de Foucault qui, à leur tour, développement leur propre champ magnétique. Ce champ magnétique s'oppose à celui de la

bobine électromagnétique et ces deux forces s'opposant réci-

proquement provoquent l'action de freinage. La valeur de la force de freinage est directement proportionnelle à la

vitesse de rotation et au flux produit par la bobine électro-

magnétique, et par conséquent le freinage est fonction de ces conditions. Comme on peut le voir, le frein dynamique est excité uniquement pendant l'intervalle de temps au cours duquel il est souhaitable d'arrêter la rotation du chargeur

de disques.

Le système d'asservissement comportant un frein à

courant de Foucault, décrit ici, utilise le frein dynami-

que à courants de Foucault existant de l'appareil à char-

geur de disques non seulement pour arrêter la rotation du chargeur de disques, mais également en tant que moyen de

commande de la vitesse et de la phase positionnelle du char-

geur de disques. Ainsi ce système résout les différents pro-

blêmes de l'art antérieur, c'est-à-dire qu'il ne nécessite pas la puissance excessive requise pour commander le moteur d'entraînement luimême, étant donné que c'est le chargeur de disques lui-même qui est commandé, à la place du moteur,

par l'intermédiaire du circuit logique numérique d'asser-

vissement. Par conséquent la poulie d'entraînement du moteur triphasé à induction, qui entraîne la broche du chargeur de disques, est remplacée par un moteur possédant un diamètre légèrement plus important de manière à entraîner en rotation le chargeur de disques à une vitesse supérieure d'environ 2 % à la vitesse désirée. Le courant provenant du système d'asservissement est appliqué au frein à courant de Foucault de manière à produire une résistance visqueuse sur le disque de frein fixé à la broche du chargeur de disques, de manière à réduire la vitesse du chargeur de disques pour l'amener à la vitesse de fonctionnement désirée. La commande

est maintenue au moyen du courant de commande d'asservisse-

ment qui soit augmente, soit réduit la résistance visqueuse

de manière à maintenir la vitesse et la phase correctes.

A cet effet un circuit d'asservissement du système utilise deux boucles. Une boucle de phase, comportant un détecteur de phase et un circuit intégrateur, établit la

position du chargeur correspondant à une impulsion d'indexa-

ge sur une rotation, par rapport à une impulsion de référen-

ce extérieure telle qu'une impulsion d'horloge du système.

Une seconde boucle de vitesse comporte un convertisseur fréquence-tension et un filtre passe-bas actif et assure une compensation de manière à accroître la durée du verrouillage en synchronisme et à améliorer l'ensemble de la stabilité du système. Les signaux de sortie des boucles de phase et de vitesse sont ajoutés l'un à l'autre et sont amplifiés de manière à fournir un signal d'erreur composite qui est utilisé pour commander le frein à courant de Foucault. Un indicateur de synchronisme fournit une indication d'état "synchronisé" obtenue sous forme numérique, ainsi qu'un

niveau logique correspondant.

Le système d'asservissement est utilisé de préfé-

rence pour synchroniser deux ou plusieurs chargeurs de disques, c'est-àdire que chaque appareil à chargeur à bande comporte un système d'asservissement comportant un frein à courant de Foucault, dans lequel les positions relatives des chargeurs sont associées à une impulsion de

référence extérieure pour obtenir le positionnement pré-

cis des chargeurs de disques-lorsqu'ils se trouvent dans

l'état "synchronisé".

Par conséquent un objet de la présente invention est de fournir un système d'asservissement utilisant un frein dynamique à courant de Foucault existant pour

commander la vitesse et la phase positionnelle d'un appa-

reil rotatif par rapport à un certain signal de cadence-

ment. Un autre objet de l'invention est de fournir un système d'asservissement utilisant un frein dynamique à courant de Foucault dans deux ou un plus grand nombre d'appareils chargeurs de disques de manière à synchroniser

de façon précise les rotations des chargeurs de disques.

Un autre objet de la présente invention est de

fournir un système d'asservissement pour un appareil rota-

tif comportant un frein dynamique à courant de Foucault,

dans lequel l'appareil rotatif est entraîné avec une vites-

se de rotation légèrement supérieure à celle désirée et dans lequel le courant provenant du système d'asservissement est appliqué aux frein à courant de Foucault de manière à appliquer une résistance visqueuse sur l'appareil rotatif de façon à réduire sa vitesse pour l'amener à la vitesse désirée. Un autre objet de la présente invention est de fournir un système d'asservissement utilisant une boucle de phase et une boucle de vitesse et dans lequel un signal de courant d'erreur composite règle un frein dynamique à courant de Foucault de manière qu'il commande la vitesse

d'un appareil rotatif.

A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illus-

tré schématiquement aux dessins annexés une forme de réali-

sation de l'objet de l'invention.

La figure 1 représente un schéma-bloc d'un système d'asservissement à frein à courant de Foucault conforme à l'invention, du type utilisé avec un frein dynamique

à courant de Foucault existant.

La figure 2 est un schéma d'une forme de réalisation du système d'asservissement comportant un frein à courants

de Foucault de la figure 1.

En se référant à la figure 1, on voit qu'un système d'asservissement 8 comportant un frein à courants de Foucault est défini par un circuit d'asservissement 10 à frein à courant de Foucault et par un frein dynamique à courant

de Foucault 12 d'un appareil 14 à chargeur de disques.

L'appareil à chargeur de disques est classique dans son ensemble et comporte un chargeur de disques 16 bloqué en rotation sur une broche 18 qui à son tour est entraînée par

un moteur triphasé à induction 20 puissant, par l'intermé-

diaire d'une courroie et de poulies 19, 21 portées par la broche et le moteur. Un disque de frein 22 est également fixé à la broche 18 de manière à tourner avec cette broche, la circonférence extérieure du disque circulant en rotation à l'intérieur du frein dynamique à courant de Foucault 12 en constituant par conséquent une partie de ce dernier. Le frein 12 comporte également une bobine électromagnétique

24 de freinage par courant de Foucault accouplée au cir-

cuit d'asservissement 10 et qui produit le flux de freinage

correspondant dans le disque de frein 22 de manière à com-

mander la rotation du chargeur de disques 16. L'appareil 14 à chargeur de disques comporte en outre un générateur 26 d'impulsions d'horloge d'asservissement et un générateur 28 d'impulsions d'indexage. Le générateur 26 de signaux d'horloge d'asservissement détecte la vitesse de rotation du chargeur de disques 16 à la manière d'un tachymètre et délivre des signaux d'horloge d'asservissement possédant une fréquence sélectionnée. A titre d'exemple uniquement,

le signal d'horloge d'asservissement est un signal d'horlo-

ge à 403,2 kilohertz (kHz). Le générateur d'impulsions d'indexage 28 délivre une impulsion lors de chaque rotation du chargeur de disques 16, c'est-à-dire qu'il produit une impulsion pour chaque rotation au niveau d'une position

spécifique en rotation sur le chargeur de disques 16.

Le système d'asservissement 8 comportant le frein

à courants de Foucault utilise le frein dynamique à cou-

rant de Foucault 12 existant comme moyen de commande de

la vitesse et de la phase de position du chargeur de dis-

ques 16, en commandant la rotation de la broche 18 du char-

geur de disques par l'intermédiaire du disque de frein 22.

La broche 18 est entraînée par une courroie par l'intermé-

diaire du moteur à courant alternatif 20, pour lequel la poulie classique du moteur est remplacée par la poulie 21 possédant un diamètre légèrement plus large, de sorte que

le chargeur de disques 16 tourne à une vitesse approximati-

vement 2 % supérieure à la vitesse désirée pour un fonction-

nement correct. Le circuit d'asservissement 10 délivre un courant de commande, comme cela sera décrit de façon plus détaillée ci-après, qui est appliqué au frein dynamique à courant de Foucault 12 et en particulier à la bobine électromagnétique 24 du frein. Ceci applique au disque de frein 22 une résistance visqueuse qui, à son tour, réduit la vitesse de la broche et du chargeur de disques pour l'amener

à la valeur désirée correcte. Ainsi la commande de la rota-

tion est maintenue par le courant de commande du circuit d'asservissement 10, qui accroit ou diminue la résistance visqueuse de manière à maintenir la vitesse et la phase

correctes du chargeur de disques.

En se référant encore à la figure 1, on voit que le

circuit d'asservissement 10 comporte deux boucles de réac-

tion: une boucle de phase 30 qui détermine la position du chargeur de disques par rapport à une impulsion de référence

extérieure, et une boucle de vitesse 32 qui réalise une com-

pensation de manière à accroître la durée de synchronisme et améliore la stabilité d'ensemble. L'action de la boucle de phase 30 est prédominante pour des fréquences très basses du signal d'erreur, tandis que c'est l'action de la boucle

de vitesse 32 qui prédomine pour des fréquences assez éle-

vées du signal d'erreur.

A cette fin, un détecteur de phase 34 situé dans la boucle de phase 30 reçoit l'impulsion d'indexage produite

par le générateur 28 d'impulsions d'indexage par l'intermé-

diaire d'une ligne 36 et reçoit également une impulsion de référence extérieure correspondant au signal d'horloge de l'ensemble du système ou à un signal dérivé du signal

d'horloge du système, par l'intermédiaire d'une ligne d'en-

trée 38. Un premier signal de sortie du détecteur de phase 34 est envoyé à un intégrateur 40 et, par l'intermédiaire de

ce dernier, à un amplificateur de sommation 42.

Dans la boucle de vitesse 32, un circuit discrimina-

teur de fréquence 44 reçoit le signal d'horloge d'asservisse-

ment de 403,2 kHz de la part du générateur 26 de signaux d'horloge d'asservissement par l'intermédiaire d'une ligne 46 et envoie un signal de sortie à un filtre passe-bas

actif 48. Le filtre 48 est également accouplé à l'amplifica-

teur de sommation 42. Ce dernier fournit, à partir des bou-

cles de phase et de vitesse 30, 32, un signal d'erreur com-

posite qui est envoyé à un étage d'attaque 50 de la bobine à courant de Foucault. L'étage d'attaque 50 est à son tour

accouplé à la bobine électromagnétique 24 du frein, mention-

née précédemment.

Un circuit détecteur/indicateur de synchronisme 52 est accouplé à une seconde sortie du détecteur de phase 34 par l'intermédiaire d'une ligne 55 et reçoit également le signal d'horloge d'asservissement à 403,2 kHz de la part du générateur 26 de signaux d'horloge d'asservissement par l'intermédiaire de la ligne 46. Le circuit détecteur/ indicateur de synchronisme 52 délivre une indication d'état

"synchronisé" obtenu sous forme numérique, lorsque le systè-

me 8 est dans son état synchronisé, par l'intermédiaire par exemple d'un dispositif 56 à diodes à luminescence LED et d'une sortie à niveau logique par l'intermédiaire d'une

ligne 58.

Comme cela est représenté sur la figure 1, le sys-

tème d'asservissement comportant le frein à courant de Foucault est particulièrement utile pour verrouiller en

synchronisme deux appareils à chargeurs de disques de ma-

nière à faciliter l'enregistrement et la reproduction de données à très grande vitesse. Par exemple le système

d'asservissement 8 conforme à l'invention est particulière-

ment utile dans un système de disques à transfert parallèle (PTD), o il est souhaitable de réaliser des transferts avec des cadences élevées de données. Dans de tels cas, en raison de l'arrivée continue des données, il est nécessaire de réaliser une commutation entre au moins deux chargeurs de disques afin de réaliser un chargement continu des données. Ainsi la figure 1 représente un second circuit d'asservissement 1Qa comportant un frein à courant de Foucault et l'appareil associé à chargeur de disques 14a et pour lequel l'impulsion de référence extérieure dans la

ligne d'entrée 38 est envoyée au second circuit d'asservis-

sement 10a. Ainsi les fonctionnements des appareils à char-

geursde disques 14, 14a sont synchronisés en réponse à l'impulsion de référence présente dans la ligne 38. Comme cela est indiqué en 60, l'impulsion de référence peut être

également envoyée à des circuits supplémentaires d'asser-

vissement et à des appareils de chargeurs à disques asso-

ciés, auquel cas plusieurs appareils individuels à chargeurs de disques ou des couples d'appareils à chargeurs

de disques peuvent être synchronisés par rapport à l'impul-

sion de référence.

En se référant maintenant à la figure 2, on y voit représenté un schéma du circuit d'asservissement 10 de la figure 1 utilisé avec la bobine électromagnétique 24 du

frein à courant de Foucault et l'appareil associé à char-

geur de disques. Les composants similaires sur les figures 1 et 2 portent des références identiques. Par conséquent

l'impulsion du système de référence est envoyée dans la li-

gne 38 au détecteur de phase 34 de la boucle de phase 30 et en particulier à un commutateur analogique 62 de cette boucle. De façon similaire l'impulsion d'indexage provenant

du générateur 28 d'impulsions d'indexage (figure 1) est en-

voyée par la ligne 36 au commutateur analogique 62. Ce

dernier commutateur fonctionne à la manière d'un convertis-

seur de niveaux de manière à fournir une compatibilité TTL pour les impulsions d'entrée d'indexage de référence. Le commutateur 62 est accouplé au détecteur de phase 34 qui est commandé par déclenchement numérique sur le bord positif

des impulsions et fonctionne entre +5 volts et -5 volts.

La tension de -5 volts est fournie par un amplificateur opérationnel inverseur 66 à gain unité, représenté dans le coin inférieur droit de la figure 2, pour fournir un suivi

homogène avec l'alimentation à +5 volts.

La première sortie du détecteur de phase 34 est re-

liée à l'intégrateur 40, qui est un circuit intégrateur am-

plificateur opérationnel bi-FET, qui intègre les impulsions de sortie de phase de manière à fournir une tension qui est proportionnelle à la différence de cadencement entre les impulsions de référence et les impulsions d'indexage. Cette tension est le signal d'erreur de la boucle de phase 30, qui est envoyé à l'amplificateur de sommation 42 en un

noeud de sommation 68.

Si l'impulsion de référence dans la ligne 38 est en avance sur l'impulsion d'indexage présente dans la ligne 36, le signal de sortie du détecteur de phase envoyé à l'intégrateur 40 est une impulsion de 0 à +5 volts, dont la durée est égale à la différence de temps entre le bord avant de l'impulsion de référence et le bord avant de l'impulsion d'indexage. Si l'impulsion d'indexage est en avance, il

apparait une impulsion de o à -5 volts à la sortie du dé-

tecteur de phase 34. Lorsqu'il n'existe aucune différence entre les impulsions de référence et d'indexage, la sortie du détecteur de phase se trouve à un état d'impédance élevé. Le signal de la seconde sortie du détecteur de phase 34 est envoyé par l'intermédiaire d'une ligne 54

mentionnée précédemment au détecteur/indicateur de synchro-

nisation 52 et est constitué par une impulsion de remise à l'état initial de 10 volts devenant négative (+5 volts à -5 volts) et possédant une durée égale à l'une ou l'autre des différences. Cette impulsion de remise à l'état initial

est utilisée pour indiquer l'état de verrouillage en syn-

chronisme. Le signal d'horloge d'asservissement provenant du générateur 26 de signaux d'horloge d'asservissement (figure 1) est envoyé par l'intermédiaire de la ligne 46 au circuit

discriminateur de fréquence 44 de la boucle de vitesse 42.

Le circuit 44 comporte un compteur 70 réalisant une division par 5, qui est commandé de façon cadencée par l'impulsion d'horloge d'asservissement présente dans la ligne 46 et dont le signal de sortie est envoyé à un circuit convertisseur fréquence-tension 72. Ainsi le signal d'horloge à 403,2 kHz est divisé par cinq (80,64 kHz) et est envoyé au circuit convertisseur 72. Ce dernier circuit convertit de façon

linéaire et proportionnelle la fréquence en une tension.

Un courant de décalage est appliqué au circuit 72 par l'in-

termédiaire d'un potentiomètre de décalage 74 de manière à régler la sortie du circuit convertisseur 72 sur 0 volt

lorsqu'un signal à 80,64 kHz est présent à l'entrée du cir-

cuit convertisseur. Etant donné que la vitesse du chargeur de disques varie, la fréquence du signal d'horloge varie également et la tension de sortie du discriminateur de fréquence 44 varie de façon correspondante. Cette tension

de sortie est envoyée au filtre passe-bas actif 48.

Le filtre passe-bas 48 réalise une amplification des

variations de la tension de sortie provenant du discrimina-

il teur de fréquence 44 et assure une compensation de phase pour la boucle de vitesse 32. Le signal de sortie du filtre 48 est le signal d'erreur de la boucle de vitesse, qui est

envoyé à l'amplificateur de sommation 42 par l'intermé-

diaire du noeud de sommation 68.

L'amplificateur de sommation 42 comporte un ampli-

ficateur opérationnel inverseur qui effectue la somme de la tension d'erreur de la boucle de phase et de la tension d'erreur de la boucle de vitesse de manière à reproduire un signal d'erreur composite. Un potentiomètre 76 situé dans

le circuit de réaction de l'amplificateur opérationnel per-

met un réglage du gain total d'asservissement. La tension d'erreur composite nominale délivrée par l'amplificateur de

sommation 42 est de l'ordre de 350 millivolts (mV). Un cir-

cuit à résistances/diodes 78 branché à la sortie de l'ampli-

ficateur de sommation 42 limite la tension d'erreur maximale

à 700 mV en assurant une commande presque symétrique d'ac-

croissement de vitesse et de réduction de vitesse et assure

une protection vis-à-vis d'une commande excessive de réduc-

tion de la vitesse.

Le signal d'erreur composite provenant de l'amplifi-

cateur de sommation 42 est envoyé au circuit d'attaque 50 de la bobine à courant de Foucault et en particulier à l'entrée d'un commutateur analogique 80, qui débranche la

tension d'erreur pendant les modes de démarrage et d'accélé-

ration du chargeur de disques. Une commande logique "têtes

chargées" envoyée depuis la ligne 82 au commutateur analogi-

que 80 ferme le commutateur de manière à permettre le début de l'action d'asservissement. Lorsque le moteur du chargeur de disques est débranché, un second commutateur analogique est excité par l'intermédiaire d'une commande d"'arrêt" du moteur du chargeur de disques par l'intermédiaire d'une

ligne 84, ce qui a pour effet qu'une tension de décéléra-

tion est appliquée au circuit d'attaque 50 de la bobine, par l'intermédiaire de l'entrée 86. Ceci simule l'action de

freinage dynamique classique qui arrête l'appareil à char-

geur de disques 14 (figure 1).

La sortie du commutateur analogique 80 est accouplée à un amplificateur opérationnel 88 et, par l'intermédiaire de ce dernier, à un transistor de puissance 90 qui comporte une résistance de détection de courant 92 destinée à envoyer

un courant de commande à la bobine 24 du frein, ledit cou-

rant étant proportionnel à la tension d'erreur composite envoyée au circuit d'attaque 50 de la bobine du frein à

courants de Foucault.

Le détecteur/indicateur de synchronisme 52 mention-

né précédemment reçoit l'impulsion de remise à l'état ini-

tial de la porte de la seconde sortie du détecteur de phase 34 ainsi que le signal d'horloge d'asservissement présent

dans la ligne 46 et délivre une indication d'état "synchro-

nisé" obtenue sous forme numérique par l'intermédiaire du dispositif à diodes LED 56, ainsi qu'un niveau logique dans la ligne 58. A cet effet, le signal d'horloge à 403,2 kHz

est divisé par deux par l'intermédiaire d'une bascule bista-

ble de type D 94, qui commande ensuite de façon cadencée un compteur à décades 96. L'impulsion de remise à l'état

initial présente dans la ligne 54 est utilisée pour rame-

ner à l'état initial le compteur 96. Ainsi le compteur 96 est maintenu dans son état initial lorsque l'impulsion de remise à l'état initial provenant du détecteur de phase 34 se situe à +5 volts et est autorisé à effectuer son comptage lorsque l'impulsion de remise à l'état initial est à -5 volts. Le signal de sortie du compteur 96 est-appliqué à une bascule bistable de type D 98 et à un transistor/ligne à retard de type RC 100. Lorsque le compteur à décades 96 peut effectuer son décompte jusqu'à 5 (25 microsecondes), le signal de sortie du compteur passe au niveau haut de manière à positionner la ligne à retard 100 et de manière à réaliser le positionnement de la bascule bistable 98. Cette dernière est commandée en permanence de façon cadencée par le signal d'horloge à 403,2 kHz, mais ne peut pas être amenée à

l'état initial avant que son signal d'entrée passe au ni-

veau bas et que la ligne à retard 100 se soit déchargée jusqu'à une valeur inférieure à la moitié de la tension de

polarisation qui lui est appliquée.

Lorsque la bascule bistable 98 est ramenée dans son état initial, le signal de sortie Q de cette bascule pilote

un transistor 102 de manière à délivrer le signal "verrouil-

lé en synchronisme" dans la ligne 58, c'est-à-dire pour indi-

quer que le système d'asservissement comportant le frein à courant de Foucault est dans la position verrouillée en synchronisme. Lorsque lesystème n'est pas dans cette position, le signal de sortie Q de la bascule bistable 98 commande le dispositif à diodes LED 56 de manière à indiquer que le

système est hors de synchronisation.

Une fois que les signaux ont été appliqués au circuit d'asservissement 10 et que le système est verrouillé en synchronisme, le potentiomètre de décalage 74 est réglé de manière que le signal de sortie de la boucle de phase 30 soit compris entre -1 volt et +1 volt. De même la durée de l'impulsion du signal d'erreur de boucle de phase ne devrait pas dépasser une valeur maximale de 10 à 15 microsecondes

et l'erreur en valeur efficace devrait être de 2 à 5 micro-

secondes. Si le gain est trop faible, il se produira une erreur de phase excessive pendant les intervalles de temps de recherche de la tête et si le gain est trop élevé, il en résultera de petites oscillations rapides excessives à

haute fréquence.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Système d'asservissement pour réaliser la comman-

de de la vitesse et de la phase d'un appareil rotatif (14, 16) en rapport avec un signal d'horloge de référence de cet appareil, qui comporte un frein à courant de Foucault (12) et une bobine associée (24) de freinage par courant de Foucault, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison des moyens accouplés de façon opérationnelle au frein (12) à courant de Foucault pour entraîner en rotation l'appareil rotatif (16) à une vitesse légèrement plus rapide que la

vitesse de fonctionnement désirée, et un circuit d'asservis-

sement (10) répondant au signal d'horloge de référence de l'appareil pour envoyer à la bobine (24) du frein à courant de Foucault un courant continu de servocommande qui freine de façon permanente la vitesse de l'appareil rotatif (16) de manière à la maintenir à la vitesse de fonctionnement désirée.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en

ce qu'il comprend en outre des moyens (28) accouplés à l'ap-

pareil rotatif (16) pour produire une impulsion d'indexage indicative de la position en rotation de l'appareil rotatif (16), et que le circuit d'asservissement (10) comporte un détecteur (34) permettant de comparer l'impulsion d'indexage

et l'impulsion d'horloge de référence de l'appareil.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux circuits d'asservissement (10, lOa) accouplés à des bobines respectives (24) du frein à courant de Foucault des appareils rotatifs respectifs

(16), et que chaque circuit d'asservissement (10, lOa) ré-

pond à son impulsion d'indexage respective et à l'impulsion

d'horloge de référence de l'appareil de manière à synchroni-

ser les appareils rotatifs (16) l'un sur l'autre à la vites-

se de fonctionnement désirée.

4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit d'asservissement (10; 10a) comporte en outre une boucle de phase (30) comportant un détecteur de phase (34) destiné à produire un signal d'erreur de boucle

de phase en réponse à la comparaison de l'impulsion d'in-

dexage et de l'impulsion d'horloge de référence de l'appa-

reil, un dispositif (26) raccordé à l'appareil rotatif (16)

en vue de produire un signal d'horloge d'asservissement in-

dicatif de la vitesse de rotation de l'appareil, et une

boucle de vitesse (32) comportant un discriminateur de fré-

quence (44) destiné à produire un signal d'erreur de la

boucle de vitesse en réponse au signal d'horloge d'asservis-

sement.

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en

ce qu'il comporte en outre un détecteur/indicateur de syn-

chronisme (52) destiné à indiquer l'état hors de synchronisa-

tion et l'état synchronisé en réponse au détecteur de phase

(34) et à l'impulsion d'horloge d'asservissement.

6. Système selon la revendication 5,,caractérisé en ce que le discriminateur de fréquence (44) comporte en

outre un convertisseur fréquence-tension (72) destiné à déli-

vrer le signal d'erreur de la boucle de vitesse proportion-

nellement à la fréquence de verrouillage d'asservissement

et par conséquent à la vitesse de l'appareil rotatif (16).

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détecteur/indicateur de synchronisme (52) comporte un compteur (96) accouplé de façon opérationnelle de manière

à recevoir le signal d'horloge d'asservissement et effec-

tuant un comptage continu pendant l'état hors de synchronis-

me, et une bascule bistable (98) accouplée au compteur (96), ladite bascule bistable étant ramenée dans son état initial

pour indiquer un état de verrouillage en synchronisme lors-

que le compteur (96) s'arrête de compter.

8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que la boucle de phase (30) comporte un intégrateur (40) accouplé au détecteur de phase (34), que la boucle de

vitesse (32) comporte un filtre (48) accouplé au convertis-

seur fréquence-tension (72) et que le circuit d'asservisse-

ment (10) comporte en outre un amplificateur de sommation (42) accouplé à l'intégrateur (40) et au filtre (48) pour effectuer la somme des signaux d'erreur provenant des

boucles (30, 32) et délivrer un courant continu de servo-

commande.

9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit d'attaque (50) de la bobine à courant de Foucault, accouplé à l'amplificateur de sommation (42) pour commander la bobine (24) du frein à courant de Foucault en réponse à une commande initiale

"têtes chargées".