Brevet FR2307400A1 — publié le 19761105

L'invention concerne un procédé et un circuit pour la démodulation de signaux i phase divisée enregistrés en série sur bande magnétique, sans qu'il soit nécessaire d'influer sur la phase du signal de reproduction pour obtenir le contenu de l'information et la cadence binaire, de préférence pour exploiter des valeurs de mesure mises en mémoire ou pour rechercher une information numérique dans le traitement électronique de l1informa- tion. Si une information numérique doit être mise en mémoire sur un support mobile de mémorisation magnétique, comme par exemple une bande magnétique, elle doit se trouver, dans le procédé de Jémodulation décrit, à l'état de signal & phase divisée comme =vAr exemple un signal diphasé (marque d. division de phase) ou à l'état d'enregistrement à modulation de phase (modification de division de phases ceci pour 1'enregistrement. L'information récupérée est alors disponible en tant vue signal NRZ (non retour à zéro). Un signal diphasé comporte, sur chaque limite de bit, une transition OL ou une transition LO et, au centre d'un bit qui caractérise un état logique L, une autre transition. L'enregistrement à modulation de phase présente, au centre d'un bit qui caractérise un état logique O, une transition OL et, au centre d'un bit qui caractérise un état logique L, une transition LO. Il en résulte que, quand plusieurs états de même nature se succèdent, des transitions supplémentaires.apparaissent aux limites des bits. Le signal NRZ est caractérisé par les deux états logiques O et L, qui sont traduits par deux niveaux de tension. La figure 1 représente ces signaux. A partir du signal de reproduction, on doit obtenir, à l'aide de ce procédé, le contenu de l'information, ainsi que la cadence de bit. Jusqu'ici, les procédés employés habituellement pour atteindre ce but sont le procédé de désaccentuation et le procédé de retardement. C'est ainsi que l'on récupère le rythme du bit, en différentiant le signal de reproduction et en l'amenant ensuite à un commutateur de seuil (brevet US 3,159.793). Cela permet de récupérer le signal binaire enregistré. bes impulsions différentielies obtenues sur les transitions de ce signal modifient l'état d'un multivibrateur bistable seulement sur les limites des bits, ce qui permet de récupérer l'information. Des procédés de démodulation compliqués utilisent, pour créer la cadence de bit, un circuit de régulation de phase (phase-looked loop). La littérature indique un procédé dans lequel le signal de reproduction est différentié ; a chaque passage par zéro de ce signal, il y a création d'impulsions différentielles, qui synchronisent le circuit de régulation de phase. On obtient ainsi la cadence de bit, qui est décalée dans le temps d'une manière telle que l'état t de cadence de bit est en phase avec le changement de flux magnétique du bit, tandis que l'état O de cadence de bit colncide avec les changements de flux auxiliaire que l'on ne peut pas évaluer.De la sorte, on récupère soit le signal binaire L, soit le signal binaire 0, au moment de l'état L de cadence de bit, ceci suivant que l'on a un maximum ou un minimum de changement de flux du bit. D'autres procédés de démodulation utilisent le procédé de retardement. Le signal de reproduction est limité et, ensuite, il est retardé deux fois. En réalisant des circuits logiques simples, on obtient à partir de ces signaux des impulsions de cadencement (brevet US 3.299.414 et brevet U.S. 3.323.115). Ces circuits présentent l'inconvénient suivant : les circuits de désaccentuation ou de retardement doivent être adaptés de façon précise au système de tête de bande et aux rapports binaires à reproduire ; en outre, quand on a de fortes densités d'enregistrement, il apparat des décalages importants dans les maxima de la tension de reproduction et, par conséquent, dans les passages par le zéro de la tension désaccentuée, par rapport à sa position d'origine. En outre, on est conduit à des dépenses relativement importantes en ce qui concerne les dispositions de filtrage linéaire, ce qui s'avère désavantageux en raison des travaux de eslage qui en résultent. L'invention a pour but de récupérer le contenu de ii nfcL-ma-~ enregistrée et la cadence de bit, le plus directeme: t possible, partir du signal de reproduction, afin d'éviter les inconvénients des circuits des autres procédés et d'éviter un amoindrissement de la protection contre les parasites, comme par exemple le rapport signal-bruit, et afin de mettre au point une disposition permettant la commutation sur d'autres rapports de bits en ne modifiant que peu de composants non critiques. L'invention vise un procédé et un circuit permettant la démodulation de signaux à phase divisée mis en mémoire sur une bande magnétique, sans qu'il soit nécessaire d'influer sur la phase du signal de reproduction. Ce problème est résolu conformément à l'invention de la manière suivante : quand il existe une cadence de bit de position de phase appropriée, on interroge le signe de la tension de reproduction et, par la combinaison logique de deux valeurs de signes interrogés se suivant l'une l'autre, on récupère le contenu de l'information du signal binaire enregistré. Comme on le voit sur la figure 2, qui représente, pour un signal diphasé enregistré, le changement de magnétisation sur la bande magnétique, la cadence de bit et l'allure approximative du signal de reproduction, ceci en admettant, ce qui n'est pas nécessaire d'après l'invention, que l'on a une réponse symétrique de saut du système de tête de bande, ce que l'on appelle ci-après par abréviation "fonction à fente", et en admettant des distorsions électriques faibles, il se produit ceci : dans le cas où les instants d'exploration du signal de reproduction se situent dans la cadence du bit, d'une manière correcte du point de vue cadencement, il apparat dans le signal de reproduction, dans le cas d'un O logique enregistré, un changement de polarité entre deux instants d'exploration consécutifs, et, dans le cas d'un L logique enregistré, il n'y a pas de changement de polarité. Il suffit donc, si l'on parvient à récupérer la cadence de bit, d'amener le signal de reproduction à un limiteur et, ensuite, de procéder à une comparaison de signe de ce signal avec ceux de deux instants d'exploration consécutifs pour récupérer le contenu de l'information sous la forme d'un signal NRZ. Quand on emploie un enregistrement à modulation de phase, les instants d'exploration du signal de reproduction se situent au centre du bit. Il se produit alors, au changement de bit du signal enregistré, un changement de polarité entre deux instants d'exploration successifs, alors que, quand les bits qui sont disposés l'un après l'autre sont de même nature, il n'y a pas de changement de polarité. Selon l'invention, on obtient la cadence de bit de la manière suivant : en explorant un signal en dents de scie, aux instants où le signal de reproduction passe par le zéro, on produit une tension de commande qui est utilisée, après un filtrage convenable, pour commander un oscillateur commandé en tension, et qui amène celui-ci à prendre une position de phase définie par rapport à la suite binaire enregistrée. Pour obtenir la cadence de bit, on crée une impulsion de longueur définie à chaque passage par zéro de la tension de reproduction du signal diphasé enregistré ; dans la suite, on appellera cette impulsion, par abréviation : "impulsion zéro" ; à l'aide de cette impulsion zéro, on interroge la valeur instantanée d'une tension en dents de scie, laquelle est créée de son côté directement par un oscillateur commandé en tension, dans un mode de réalisation analogique, ou qui est créée à l'aide d'étages de diviseurs et d'un transducteur numérique-analogique, dans un mode de réalisation numérique. De la sorte, il apparaît de courtes impulsions de tension, dont l'amplitude est fonction de la position des passages par le zéro par rapport à la phase de l'oscillateur commandé en tension.Après un lissage sur plusieurs périodes on obtient une tension d'erreur, dont la grandeur est proportionnelle à l'erreur de phase entre ltoscillateur commandé en tension et le signal de reproduction. Tant que cette erreur de phase reste à l'intérieur de limites déterminées, que l'on peut fixer encore plus basses, la tension d'erreur varie linéairement en fonction de l'erreur de phase et dans le même sens, qu'un L logique ou qu'un 0 logique soit enregistré. Ceci provient de ce que normalement, quand c'est un L logique qui est enregistré, il apparait deux impulsions de tension dont la moyenne varie dans le même sens que la valeur d'une seule impulsion de tension qui apparat quand c'est un O logique qui est enregistré. La figure 3a représente la tension en dents de scie avec la position des instants d'interrogation quand il n'y a pas de déphasage entre le signal de reproduction du signal diphasé enregistré et la cadence de bit obtenue. Quand un O logique est enregistré, l'amplitude de l'impulsion de tension est nulle et, quand c'est un L logique qui est enregistré, il se produit deux impulsions de tension de même amplitude, mais de signes contraires, dont la valeur moyenne est également nulle. La figure 3b représente la tension en dents de scie avec la position des instants d'interrogation quand il existe un déphasage positif entre le signal de reproduction du signal diphasé enregistré et la cadence de bit obtenue. Pour le cas représenté sur cette figure, on a une impulsion de tension positive quand c'est un O logique qui est enregistré, et, quand c'est un L logique qui est enregistré, il apparat deux impulsions de tension d'amplitudes différentes et de signes contraires dont la valeur moyenne est également positive. Quand on a un déphasage négatif, il apparaît, pour la tension, une valeur négative. Dans le cas de grandes densités d'enregistrement, il existe des influences mutuelles très importantes exercées sur les impulsions de reproduction par le changement de magnétisation, de sorte que la distance mutuelle des deux impulsions de zéro diminue, à l'intérieur d'un bit L. Même pour le cas le plus défavorable, dans lequel un bit L se trouve entre deux bits O et où, en outre, on n'a aucun passage par zéro de la tension de reproduction à l'intE- rieur de ce bit L, de sorte qu'aucune impulsion de zéro n'est créée, on n'a qu'une faible diminution en valeur de la tension d'erreur, qu'il est possible de compenser en dimensionnant convenablement le circuit de régulation de phase. La tension d'erreur engendrée suivant ce procédé est utilisée, d'une manière connue en soi, suivant le principe du circuit de régulation de phase, pour la commande d'un oscillateur commandé en tension, par l'intermédiaire d'un filtre ; à ce propos il est plus opportun que ce circuit de régulation de phase soit réalisé comme un circuit de régulation du deuxième ordre. Le dimensionnement de ce circuit de régulation de phase doit être adapté aux caractéristiques de fluctuation de l'enregistreur à bande magnétique, mais il n'est pas critique. En présence d'une suite O ou d'une suite L de signal diphasé enregistré, on obtient les courbes caractéristiques de commande de l'oscillateur commandé en tension représentées par la figure 4. Ces courbes montrent que la tension de commande est une fonction univoque de l'erreur de phase, tant que celle-ci demeure à l'intE- rieur des limites de + 1/4 de bit. Quand les déphasages dépassent cette valeur, il peut se faire, quand la démodulation commence par une suite L, que l'oscillateur commandé en tension soit synchronisé dans une mauvaise relation de phase. C'est pourquoi il faut veiller à ce que, au début de la démodulation, l oscillateur commandé en tension se mette à osciller avec la phase correcte ou bien il faut disposer en série, par rapport au bloc d'information, une suite suffisamment longue de signaux O pour la synchronisation. Ceci peut être réalisé, d'une manière connue, avec la synchronisation du bloc qui, de toute manière, est nécessaire.C'est ainsi par exemple que l'on peut provoquer le déblocage de l'oscillateur commandé en tension avec le premier passage par zéro dans un sens défini. Quand on utilise l'enregistrement à modulation de phase, on obtient des courbes caractéristiques de commande semblables à celles obtenues avec le signal diphasé. La courbe caractéristique de commande obtenue alors, quand on a une suite LO d'enregistrement à modulation de phase, est identique à la courbe caractéristique de commande obtenue avec une suite O du signal diphasé, et la courbe caractéristique de commande qui existe quand#on a une suite O ou une suite L est identique à la courbe caractéristique de commande existant quand on a une suite L du signal diphasé. L'avantage particulier de l'invention réside dans le fait que le rapport signal/bruit existant dans le signal de reproduction est utilisé favorablement et des fluctuations d'amplitude du signa5 de reproduction n'exercent d'influence sur le taux d'erreurs que par l'intermédiaire du rapport signal-bruit car, lors de la démodulation, il ne faut tenir compte que de la polarité du signal de reproduction et non de sa valeur absolue, et dans le fait que l'influence de la fonction à fente est plus faible dans le cas de fortes densités d'enregistrement, car, dans ce procédé, seule la dissymétrie de la fonction à fente peut provoquer des décalages des passages par zéro du signal de reproduction alors que, dans les autres procédés, qui utilisent une correction de distorsion ou une détection de seuil, il se produit un décalage considérable des maxima dans le cas de fortes densités d'enregistrement, déjà quand la fonction de fission est symétrique ; ce décalage exerce, de son côté, une influence négative sur le taux d'erreurs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un signal NRZ, un signal dipEiase et un enregistrement à modulation de phase, la figure 2 est une explication de l'obtention de l'informa tion d'après l'exemple d'un signal diphasé enregistre, la figure 3a représente une tension en dents de scie avec la position des instants d'interrogation, quand, entre le signal de reproduction du signal diphasé enregistré et la cadence de bit obtenue, il n'y a pas de déphasage, la figure 3b représente une tension en dents de scie avec la position des instants l'interrogation, quand, entre le signal de reproduction d'un signal diphasé enregistré et la cadence de bit obtenue, il existe un déphasage, la figure 4 représente une courbe caractéristique de commande de 1'oscillateur commandé en tension, quand il existe une suite O ou une suite L d'un signal diphasé enregistré, la figure 5 est un schéma-bloc du circuit pour la mise en oeuvre du procédé, la figure 6a est un exemple d'utilisation de circuit pour la mise en oeuvre du procédé de démodulation, en exécution numérique, pour un signal diphasé enregistré, la figure 6b représente les impulsions apparaissant en différents points du circuit de la figure 5a, et la figure 6c est un exemple de réalisation d'un circuit d'interrogation numérique. La figure 5 représente, sous forme d'un schéma-bloc, un circuit pour la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit. Le signal de reproduction est appliqué à un limiteur 1, dont le signal de sortie est appliqué à l'entrée d'un détecteur de passage par zéro L. La sortie de ce dernier est reliée à l'entrée d'un élément 3 d'allongement des impulsions, lui-même connecté à un circuit d'interrogation analogique ou numérique 10. La tension de sortie de ce circuit est amenée, par l'intermédiaire d'un filtre 6 pour la lisser, à un oscillateur commandé en tension. Le signal de sortie de celui-ci, correspondant à la cadence de bit, est appliqué à l'entrée d'un élément 7 à retardement de phase analogique ou numérique, connecté en série avec un dispositif 8 de comparaison de signes qui reçoit sur une autre entrée le signal de sortie du limiteur 1. Le signal NRZ est finalement recueilli sur la sortie du dispositif 8. Les figures 6a à 6c montrent un exemple particulier de réalisation du circuit qui vient d'être décrit en référence à la figure 5. La figure 6a représente un exemple d'utilisation de circuit pour la mise en oeuvre du procédé de démodulation, pour un signal diphasé enregistré, circuit dans lequel la création de la tension en dents de scie et l'interrogation se font de façon numérique. Le signal de reproduction f est amené à l'entrée d'un limiteur 1, dont la sortie délivre le signal h, à partir duquel sont crées les impulsions i de passage par zéro à l'aide d'un détecteur de passage par zéro 2 monté en série et qui est réalisé par un circuit logique. Dans un élément d'allongement des impulsions, monté à la suite, qui est réalisé à l'aide d'un multivibrateur monostable 9, on obtient des impulsions de zéro d'une longueur définie k. Ces impulsions sont amenées à un circuit d'interrogation numérique 10. La figure 6c représente une variante de réalisation d'un circuit d'interrogation numérique. L'indication d'un compteur binaire à n étages est interrogée pendant la durée des impulsions n de zéro, qui est en général égale à la 2 ième partie d'une longueur de bit, et elle subit une transformation numérique-analogique. Le n compteur binaire est commandé avec la fréquence 2 de cadence de bit qu'émet l'oscillateur 5 commandé en tension. Chaque état du compteur correspond à une valeur instantanée déterminée de la tension en dents de scie. Quand aucune impulsion de zéro ne parvient dans le circuit d'interrogation numérique 10, un code binaire correspondant à l'état du compteur 2n 1 subit une transformation numérique-analogique. La tension de sortie du circuit d'interrogation 10 constitue une mesure de la différence de phase existant entre la cadence régénérée de bit et le signal de reproduction, et elle est amenée à l'oscillateur 5 commandé en tension, après un lissage convenable à travers un filtre 6. La cadence de bit e est obtenue à partir de l'étage n du compteur binaire, et elle est amenée à un dispositif de comparaison de signes, qui se compose d'un registre à décalage 11 à 2 bits, avec un étage d'équivalence 12 monté en série. A l'entrée "informations" du registre à décalage à 2 bits, on trouv le signal h. Grâce à une formation d'équivalence des conditions initiales des étages du registre à décalage, on récupère le signal NRZ. Quand on emploie l'enregistrement à modulation de phase, le dispositif de comparaison de signe se compose d'un registre à décalage à 1 bit, avec un inverseur monté en série ; les instants d'exploration du signal de reproduction se situent alors au centre du bit. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux de ses modes de réalisation ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de démodulation de signaux i phase divisée enregistrés en série sur bande magnétique sans qu'il soit nécessaire d'influer sur la phase du signal de reproduction pour obtenir le contenu de l'information et la cadence binaire, de préférence pour exploiter des valeurs de mesure mises en mémoire ou pour rechercher une information numérique dans le traitement électronique de l'information, caractérisé par le fait que, pour démoduler le signal de reproduction, quand il existe une cadence de bit de position de phase appropriée, on interroge le signe de la tension de reproduction et, grâce à la combinaison logique de deux valeurs de signes interrogés se suivant l'une l'autre, on récupère le contenu de l'information du signal binaire enregistré, le rythme du bit étant alors obtenu par le fait que, à l'aide de l'exploration d'un signal en dents de scie, aux instants de passage par le zéro de signal de reproduction, on crée une tension de commande qui est utilisée, après im filtrage convenable, pour commander un oscillateur commandé en tension, et qui amène celui-ci à prendre une position de phase définie par rapport à la suite binaire enregistrée. 2. Circuit pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour démoduler un signal d'entrée présent à l'entrée d'un limiteur (1), la sortie du limiteur (1) est reliée à un détecteur (2) de passage par zéro qui, chaque fois que le signal d'entrée passe par zéro, émet une courte impulsion, un élément (3) d'allongement des impulsions étant monté en série avec ledit détecteur, la sortie dudit élément (3) étant reliée à un circuit d'interrogation (4) analogique ou numérique, pour l'exploration d'une tension en dents dz scie, lequel circuit émet, pendant la durée de l'impulsion créée par l'élément d'allongement (3), une tension qui est proportionnelle à la position instantanée de la phase d'un oscillateur (5), commandé en tension, relié au circuit d'interrogation (4) analogique ou numérique, et à partir duquel est obtenu la cadence de bit, la tension de commande ainsi obtenue commandant alors, après lissage et sélection, par l'intermédiaire 'n filtre (6), la fréquence de l'oscillateur (5) commandé en tension, et par le fait qu'est prévu un dispositif pour la réalisation du comparateur de signes (8) à la sortie duquel le contenu de l'information du signal binaire enregistré est dispo nible, l'entrée "information" du comparateur (8) étant reliée à la sortie du limiteur (1) et l'entrée d'horloge du comparateur (8) étant reliée à la sortie de l'oscillateur (5) commandé en tension par l'intermédiaire d'un élément (7) de retardement de phase analow gique ou numérique.