Brevet FR2006582A1 — publié le 19691226

i 2006582 La présente invention concerne un système produisant des impulsions d'horloge à partir d'un signal d'informations numériques. L'invention concerne plus précisément un système dans lequel la période du signal d'informations varie avec le temps 5 et dans lequel il est nécessaire de maintenir sensiblement constante, par rapport au signal d'informations, la phase du signal d'horloge produit. Il est possible d'enregistrer une quantité beaucoup plus importante d'informations sur un tambour ou une bande ma-10 gnétique en utilisant un code "autosynchronisateur" dans lequel l'information significative est représentée par les transitions du signal, quelle que soit sa polarité, au lieu d'utiliser un code dans lequel l'information est représentée par des impulsions ou niveaux. Un code autosynchronisateur particulièrement intéres-15 sant est celui dans lequel une transition apparaît au milieu d'une cellule binaire contenant "un 1" alors qu'une transition apparaît entre deux cellules binaires successives contenant des"0". Le signal d'horloge utilisé est produit par décodage du signal d'informations. Le décodage d'un signal de ce type nécessite une iden-20 tification des transitions apparaissant au milieu ou entre les cellules binaires et la production d'un signal classique correspondant en code sans retour à 0 dans lequel les cellules binaires contenant un 1 présentent un certain niveau et les cellules binaires contenant un 0 présentant un second niveau. Le signal 25 d'horloge servant au décodage d'un tel signal d'informations doit être synchrone avec celui-ci, ce qui ne peut être réalisé que si le signal d'horloge est tiré du signal d'informations. Le signal d'horloge doit également rester synchrone avec le signal d'informationsen dépit des variations de fréquencé (ou de période) 30 de ce dernier qui sont dues à des variations mineures et inévitables de la vitesse de défilement du support magnétique d'enregistrement sur lequel est lu le signal d'informations. Bien que l'horloge soit nominalement synchrone avec le signal d'informations, le décodeur peut fonctionner de manière 35 incorrecte et introduire des erreurs dans les données lues à partir du signal d'informations si la phase ou synchronisation de l'horloge varie à partir dudit signal d'informations. 69 12314 2 2006582 La présente invention a donc pour objet un système améliorant les performances des décodeurs d'informations numériques en fournissant une meilleure relation de phase entre l'horloge et les signaux (d'entrée) d'informations autosynchronisées ^ en dépit des variations de ces signaux d'entrée (ces dernières étant par exemple dues à des variations de la vitesse de défilement du support d'enregistrement sur lequel est lu le signal d'informations). Selon une particularité essentielle de l'invention 10 un système de ce type comprend un premier dispositif recevant et détectant un signal d'informations pour en tirer les impulsions de synchronisation. Le système comporte également un circuit de retard commandé par une tension. Ce circuit retarde les impulsions reçues d'une durée fonction de la valeur de la tension appliquée 15 à son entrée de commande. Le système comprend en outre un oscillateur synchrone ayant une entrée, le générateur produisant de manière interne une tension de commande qui sert à maintenir l'oscillateur en synchronisme avec le signal appliqué à son entrée. L'entrée de l'oscillateur est connecté et reçoit les impul-20 sions synchrones du premier dispositif mentionné plus haut. De plus, un autre dispositif applique la tension de commande produite par le circuit oscillateur synchrone à l'entrée de commande du circuit de retardement des impulsions» Cette disposition permet de maintenir sensiblement constante par rapport à la phase du si-25 gnal d'informations reçu par le système la-phase des oscillations produites par l'oscillateur synchrone en dépit des variations avec le temps de la période dudit signal d'information. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ■ ressortiront de la description suivante et des-dessins annexés 30 sur lesquels s . - la figure 1 est un schéma synoptique d'un décodeur réalisé selon les principes de la présente invention, - la figure 2 réprésente les formes d'ondes de tension utiles à la compréhension du-fonctionnement du décodeur de la 35 figure 1, „ . - . ~ la figure 3 ;représente les formes d'ondes de tension mentionnées dans la description de la modification'de-la relation de phase du décodeur en fonction des modifications du déplacement physique du support d'enregistrement.::- / . 69 12314 ? 2006582 La figure 1 illutre sohématiquement un décodeur pour signal d'informations numériques autosynchronisées lues sur un support d'enregistrement magnétique, tel qu'un tambour magnétique. Le décodeur comprend tin différenciateur numérique 10 sensible 5 au signal d'informations et à son complément appliqué aux bornes d'entrée 11 et recevant également une oscillation en ondes rectangulaires par une ligne 12, la sortie du circuit étant disponible sur une ligne 13. Le signal d'entrée appliqué à la borne 11 de gauche est illustré sur la forme d'ondes 2a dans laquelle une 10 transition apparaît au milieu d'une cellule binaire contenant un 1 alors qu'une transition apparaît entre les cellules binaires successives contenant des 0. Les oscillations appliquées par la ligne 12 au différenoiateur 10 sont représentées sous la forme d'ondes de la figure 2b. Le signal de sortie du différenoiateur 15 10 sur la ligne 13 est représenté à la figure 2c. Le différenciateur numérique 10 est connu en soi et produit une impulsion de sortie (voir figure 2c) à chaque transition qu»ll» q» soit la polarité du signal d'entrée (voir figure 2a). Chaque impulsion de sortie présente un front avant déterminé par 20 la transition du signal d'entrée en un front arrière déterminé par la transition négative suivante de l'oscillation en ondes rectangulaires (voir figure 2b). Le différenciateur numérique 10 comprend un registre à décalage classique 14 à bascules réalisé en circuit intégré et comportant généralement trois bascules 25 bistables obtenues par l'interconnexion de deux portes. Le différenciateur 10 comporte également deux portes "ET" 15 et 16 et uBle porte "OU" 17 réalisant une fonction logique "Ou exclusif". La sortie 13 du différenciateur 10 est reliée à l'entrée de commande T d'une bascule commandée 20. La bascule 20 30 est un circuit intégré semblable à la bascule 14 dont il diffère cependant par l'interconnexion croisée de ces sorties et de ces entrées lui permettant de fonctionner en bascule déclenchée. La sortie 22 de la bascule 20 est reliée à l'entrée d'un circuit de retard commandé par une une tension 24. 35 Le circuit de retard 24 peut être de n'importe quel type approprié et connu, par exemple du type comportant un condensateur, un transit or polarisé pour fournir rai coulant constant ds charge au condensateur, un transistor fournissant un courant de charge supplémentaire dont la valeur est déterminée par une tension jfO analogique d'entrée de commande, un détecteur de seuil et un 69 î23.1 * 4 2006582 générateur d'impulsions produisant une impulsion de sortie lorsque la tension du condensateur atteint une valeur donnée, et enfin un circuit de verrouillage évitant la charge du condensateur pendant l'intervalle séparant l'impulsion retardée de sortie 5 et la réception d'une impulsion d'entrée. Le circuit de retard 24 fournit des impulsions étroites ou pointes de sortie sur des lignes 26 et 27 à un Instant retardé par l'apparition du front avant d'une impulsion négative d'entrée appliquée à la ligne 22. Le retard de l'impulsion de 10 sortie ou pointe est fonction de l'applitude d'une tension commandée appliquée au circuit de retard 24 sur une ligne 28 connec- ( tée à un oscillateur synchromisé 30. L'impulsion de sortie retardée par le circuit 24 est appliquée par l'intermédiaire de la ligne 26 à l'entrée de synchronisation de 1'oscillateur 30. 15 La sortie complémentaire du circuit 24 est appliquée par une ligne 27 à l'entrée de remise à zéro R de- la bascule commandée 20. L'oscillateur synchronisé 30 petit être n'importe quel oscillateur à ondes rectangulaires présentant une inertie suffisante et comportant un comparateur de phases sensible aux 20 oscillations engendrées de manière interne et aux impulsions appliquées à l'entrée de synchronisation. Le comparateur de phase produit une tension de commande qui est appliquée de manière interne à l'oscillateur pour maintenir le synchronisme des oscillations avec les impulsions de synchronisation. La tension 25 de commande interne utilisée dans l'oscillateur synchronisé 30 est également appliquée à une ligne de sortie 28 pour servir de tension de commande du circuit de retard 24. Une ligne 32 de l'oscillateur synchronisé est reliée par la ligne 12 à l'entrée de commande T de la bascule 14 du 30 différenoiateur numérique 10. La sortie 32 de l'oscillateur est également appliquée comme entrée de synchronisation à une bascule déclenchée 34 servant d'oscillateur d'horloge. La partie du système de la figure 1, décrite jusqu'ici produit une forme d'onde d'horloge à partir du signal d'informa-35 tions appliqué aux bornes d'entrée 11. L'impulsion d'horloge ainsi produite est utilisée de la manière suivante pour le décodage du signal d'informations d'entrée. Une sortie de l'horloge 34 69 12314 5 2006582 est appliquée par la ligne 36 à l'entrée de déclenchement T d'un différenciateur de décodage numérique 40. Le signal d'informations est appliqué au différenciateur 40 par des lignes 41 reliées respectivement aux bornes d'entrée 11. Le différenoia-5 teur 40 est semblable un différenciateur 10 et ses deux sorties complémentaires 42 et 43 sont reliées à une bascule 44» La bascule 44 reçoit également la sortie complémentaire de l'horloge 34 sur une ligne 45. La sortie de la bascule 44 sur la ligne 46 est un signal décodé classique en code sans retour à zéro dans lequel 10 l®s cellules binaires contenant des 1 sont représentées par un certain niveau de tension alors que les cellules binaires contenant des zéro sont représentées par un second niveau de tension. Le circuit 50 est nécessité par le fait que la forme 15 d'onde des impulsions d'horloge (figure 2f) dérivéesdi signal d'informations d'entrée peut avoir une polarité correcte ou Incorrecte. Le signal d'horloge dérivé doit avoir une polarité correcte pour un décodage convenable du signal d'information. Le circuit 50 permet de détecteur les polarités incorrectes des 20 impulsions d'horloges. Ce circuit est sensible aux impulsions représentant des "0" sur la ligne 51 du registre 44, au signal représentant les transitions sur la ligne 52 du différenciateur 40 et enfin au front positif d'une oscillation sur la ligne 53 de l'oscillateur 30. Le circuit 50 détecte les décodages incorrec-25 ts du signal d'information en détectant le cas où deux cellules binaires successives sont décodées comme contenant des"CP sans qu'une transition les sépare. Lorsque ce cas est détecté, il est établi que le signal d'horloge a une polarité incorrecte, que le circuit 50 inverse automatiquement en appliquant une impulsion 30 à l'horloge 34 par la ligne 55. Le circuit 50 ne sera pas décrit en détâil ci-après car il n'est pas essentiel pour la compréhension de la présente invention. Le fonctionnement du dispositif de la figure 1 pour l'obtention d'un signal puisé d'horloge à partir du signal 35 d'informations autosynchronisé d'entrée va maintenant - être décrit en se référant aux formes d'ondes de la figuré 2. Le signal d'informations d'entrée peut être celui de la figure 2a 69 12314 6 2006582 dans lequel les cellules binaires d'informations sont séparées par des lignes verticales imaginaires. Les cellules contenant des "l" ont une transition en leur centre alors que les cellules successives contenant des "0" sont séparées par des transitions. 5 Le différenciateur numérique 10 produit des Impulsions de sortie représentées sur la figure 2c aux instants correspondant à l'apparition des transitions du signal d'informations d'entrée. Le bord avant d'une impulsion de la figure 2c appliqué à la bascule commandée 20 déclenche l'apparition d'une impulsion de sortie (fi-10 gure 2d) qui est appliquée par la ligne 22 au circuit à retard commandé 24, Le bord avant d'une impulsion négative (figure 2d) appliqué au circuit 24 provoque 1'apparition d'une impulsion de sortie ou pointe (figure 2e) retardée d'une durée D. La pointe de sortie est renvoyée par la ligne 27 à l'entrée de remise à 15 zéro R de la bascule commandée 20 pour remettre cette dernière à zéro et la préparer pour l'impulsion d'entrée suivante. La pointe de sortie du circuit 24 est retardée d'une durée D fonction de l'amplitude de la tension de commando appliquée à l'entrée 28 du circuit 24. Le retard D est réglé manuellement à une valeur 20 nominale fournissant la relation de synchronisation voulue lorsque le support magnétique se déplace à une vitesse nominale ou moyenne. Pour des vitesses supérieures ou inférieures lia valeur du retard est automatiquement modifiée. Les pointes de sortie retardées du circuit de retard 25 24 sont appliquées par la ligne 26 comme impulsiorade synchronisation en entrée de l'oscillateur 30. Les oscillations synchronisées de l'oscillateur 30 sont illustrées à la figure 2b. Ces oscillations sont appliquées comme oscillations de synchronisation d'horloge 34 dont la période naturelle d'oscillation est égale à la 30 période des cellules binaires qui est deux fois supérieure à la période des oscillations de l'oscillateur 30. La sortie de l'horloge 34 a le forme et la polarité représentée à la figure 2f. Si le signal d'horloge de la figure 2f a la polarité inverse de celle qui est représentée, cette dernière, est automatiquement inversée 35 par le circuit 50. • Le signal d'horloge synchronisé fournit par le circuit d 'horloge 34 sert à décoder le signal d'informations appliqué par les lignes 41 au décodeur qui comprend le différenciateur numérique 40 et la bascule 44. Le signal d'informations a de la,figure 1 69 12314 7 2006582 est reproduit sur la figure 2g. La sortie de l'horloge 34 sur la ligne 36 est appliquée à l'entrée de déclenchement P du différenciateur numérique 40 et le complément du signal d'horloge est appliqué sur la ligne 45 à l'entrée de déclenchement P de la 5 bascule 44. La sortie du différenciateur 40 est disponible sur la ligne 43 et représentée à la figure 2h. La sortie du décodeur est disponible sur la ligne 46 et représentée à la figure 2i comme consistant en un signal classique sans retour à zéro dans 10 lequel les cellules binaires contenant des "l" présentent un certain niveau de tension et les cellules binaires contenant des "0" un autre niveau de tension. La réalisation de l'oscillateur synchronisé 30 et de l'horloge 34 est telle que les pointes de synchronisation de la 15 figure 2e qui sont retardées d'une valeur nominale D, amène les alternances négatives de la forme d'onde d'horloge de la figure 2f à être centrées au milieu des cellules binaires et amène les alternances positives à être centrées sur les limites entre deux cellules binaires. Ceci est illustré par la forme d'onde 20 de la figure 2f et le signal d'information de la figure 2g (qui est la répétition de la figure 2a). La relation de temps entre deux fronts correspondants devenant positifs est indiquée en tQ. Cette relation de temps nominal fournit une relation de phase optimale pour le décodage du signal d'informations lorsque le 25 support magnétique est entraîné à sa vitesse de défilement nominale ou moyenne. La figure 3 illustre les conditions de synchronisation impliquées par une vitesse de défilement du support magnétique qui est inférieure à la vitesse nominale» Dans ce cas, les cellu-30 les binaires d'informations du signal d'informations sont relativement plus longues dans le temps, comme représenté à la figure 3a. La forme d'onde d'horloge obtenue à partir du signal d'information est synchrone avec ce dernier et a par conséquent une période plus longue . Cependant, la variation du retard du circuit de 35 retard 24 est nécessaire pour restaurer la relation de phase voulue du signal d'horloge dans laquelle les alternances négatives sont centrées sur les milieux des cellules binaires et les alternances positives sont centrées sur les limites de cellule. La conservation de cette relation de phase est nécessaire pour réduire les possibilités d'erreur au décodage du signal d'informations. 69 12314 8 2006582 En l'absence de la modification du retard introduit par le circuit 24, le signal d'horloge de la figure 3b présente le même déplacement temporel t par rapport au signal d'informations que lorsque la vitesse est nominale comme représenté aux 5 figures 2f et 2g. Le signal d'horloge de la figure 3b n'est donc pas convenablement centré par rapport au signal d'information et ne permet pas un décodage fiable. Cependant, la présente invention permet de modifier le retard introduit par le circuit 24 proportionnellement à la 10 variation de vitesse de défilement du support d'enregistrement et en fonction de la variation des périodes de l'oscillateur 30 et de l'horloge 34. Le retard D de la figure 2e est accrue de manière que le déplacement tQ des figures 2f et 3b soit porté à une valeur supérieure t^ illustrée à la figure 3c. Cet accrois-15 semment proportionnel du déplacement à la valeur t-^ permet de centrer les alternances négatives et positives de la forme d'onde d'horloge respectivement sur les milieux et les limites des cellules binaires. Lorsque la vitesse du support d'enregistrement est supérieure à la valeur nominale ou moyenne, cette variation pro-20 portionnelle est effectuée de la même manière en sens invense. Il va de soi due la présente invention est susceptible de nombreuses modifications ou applications, sans sortir de son cadre. 69 12314 9 2006582 REVENDICATIONS 1°- Système générateur d'impulsions d'horloge caractérisé en ce qu'il comporte la combinaison suivante % 5 - un premier dispositif sensible à un signal d'infor mations pour produire des impulsions de synchronisation, - un circuit de retardement d'impulsions commandé par une tension et permettant de retarder les impulsions reçues d'une certaine valeur déterminée par une tension appliquée à une entrée 10 de commande dudit circuit, - un oscillateur synchronisé capable d'engendrer de manière interne une tension de commande rendant son fonctionnement synchrone avec les signaux appliqués à sa borne d'entrée qui est reliée à la sortie du circuit de retardement.d'impulsions comman- 15 dé par une tension, - un dispositif permettant d'appliquer la tension de commande engendrée dans l'oscillateur synchronisé à l'entrée de commande du circuit de retardement l'impulsions afin de rendre le retard par rapport aux impulsions de synchronisation variable 20 en proportion de la période des oscillations de l'oscillateur de manière que la phase de ces oscillations reste sensiblement constante par rapport à celle du signal d'information. 2°- Système selon la revendication 1, appliqué au décodage autosynchronisé des bits "l" et "0" enregistrés dans 25 les cellules binaires successives d'un signal d'informations lu sur un support d'enregistrement magnétique, caractérisé en ce que le premier dispositif comporte également une entrée recevant un signal d'horloge extrait du signal d1 informations et fournit une impulsion de sortie en réponse à chaque transition coïncidente 30 du signal d'informations et du signal d'horloge, la sortie de l'oscillateur synchronisé étant connectée à ladite entrée de signal d'horloge dudit premier dispositif. 3°- Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que le circuit de retard d'impulsions est sensible à la 35 fois à l'amplitude et à la polarité du signal reçu de l'oscillateur de manière que le retard du signal de sortie de l'oscillateur par rapport aux cellules binaires du signal d'informations reste sensiblement constant lorsque la période des cellules binaires d'informations varie de part et d'autre d'une valeur nominale ^0 par suite de variations de la vitesse d(^éïîJsE^ifc^taî|jpa^jâ*«âii8gl3tz,éMHt. 69 12314 10 2006582 4°- Système selon la revendication 3 caractérisé en ce que le premier dispositif comprend un différenciateur numérique sensible au signal d'informations et au signal oscillatoire synchronisé, l'oscillateur synchronisé comprenant un oscillateur , 5 à accrochage de phase capable de produire un signal dont la période est égale à une demi-cellule binaire, ledit système comprenant en outre un dispositif synchronisé par la sortie de l'oscillateur à accrochage de phase pour produire une forme d'onde puisée d'horloge de période égale à un® cellule binaire et en quadrature iode phase avec celle-ci.