Brevet FR2544937A1 — publié le 19841026

La présente invention concerne un circuit démodulateur de signal biphase pour la production d'un signal de donnée (signal NRZ) à partir d'un signal biphase déformé par la transmission, dans lequel un bit de la paire constituée par deux bits successifs ou paire d'yeux du signal biphase correspond à chaque bit de signal de donnée, et le démodulateur est constitué de façon qu'un seul bit de la paire soit interprété par comparaison avec la fréquence bit du signal NRZ ou une paire de bits voisine. Le brevet de la République fédérale d'Allemagne N O 31 44 263 décrit un circuit démodulateur et détecteur d'erreurs d'un signal biphase, avec comparaison de chaque bit de la paire de bits du signal biphase à un bit correspondant d'une paire de bits voisine ou à la fréquence bit du signal NRZ Un premier signal NRZ est alors produit à partir du premier bit de la paire et un second signal NRZ à partir du second bit La comparaison des deux signaux NRZ détermine les bits qui ne coïncident pas Il est ainsi possible de déterminer pratique- ment tous les bits supposés erronés du signal NRZ produit à partir du signal biphase Une correction peut être effectuée par variation des bits supposés erronés, dans la mesure o un signal supplémentaire de détection d'erreurs existe (CRC par exemple). Un diagramme de l'oeil permet de façon connue d'apprécier la qualité d'un signal de donnée Le balayage horizontal d'un oscilloscope est déclenché par une fréquence système produite à partir du signal de donnée et l'amplitude du signal à contr 8 ler est représentée vertica- lement Lorsque le signal comprend un code de lignes dont les discon- tinuités de niveau ne sont admissibles que suivant une trame fixe, cette dernière est décelable par l'accumulation de passages par zéro en ces points Entre les points de trame se situent des zones sombres, entourées par les alternances positives et négatives du signal Les zones sombres sont d'autant plus grandes que les fluctuations d'ampli- tude et de phase des alternances sont plus faibles Cette représenta- tion est appelée diagramme de l'oeil Une interprétation du signal sans erreur est d'autant plus favorable que les zones sombres les yeux sont grandes. Le brevet de la République fédérale d'Allemagne N O 31 44 263 décrit un circuit démodulateur qui produit deux signaux NRZ indépen- dants à partir des deux moitiés de la paire d'yeux correspondant à une cellule bit Ce circuit démodulateur utilise deux démodulateurs qui n'interprètent chacun qu'un oeil d'une paire correspondant à une cellule bit Les données transmises par le signal biphase comprennent en outre un signal détecteur d'erreur, de sorte que ce procédé permet d'effectuer une correction d'erreurs Ce procédé de correction, dans lequel les bits d'un bloc supposés erronés sont modifiés jusqu'à ce que l'absence d'erreur du bloc soit constatée,=est d'autant plus facile à mettre en oeuvre que le nombre de bits supposés erronés est faible. Il est apparu que cette condition est satisfaite quand les erreurs de bit sont réparties à peu près également entre les deux signaux NRZ. Un circuit correcteur est donc prévu pour la régénération aussi optimale que possible du signal biphase à partir du signal incident; il corrige le signal incident de façon à produire sur le diagramme une paire d'yeux symétrique et à ouverture maximale. L'invention a pour objet un circuit démodulateur plus simple de signal biphase, produisant un signal NRZ avec un taux minimal d'erreurs sur les bits. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la correc- tion du signal biphase est effectuée de façon à n'augmenter au maximum que l'ouverture du premier ou du second oeil de la paire; et le démo- -dulateur n'interprète que ledit oeil. Le circuit selon l'invention utilise un circuit démodulateur qui n'interprète qu'un oeil de la paire correspondant à une cellule bit. Un signal détecteur d'erreurs est inutile dans le signal biphase Afin de produire une démodulation du signal biphase exempte d'erreurs, un circuit correcteur est prévu et corrige le signal incident de façon que l'ouverture d'un oeil de la paire correspondant à une cellule bit soit aussi grande que possible sur le diagramme Le second oeil n'est pas interprété, de sorte que son ouverture est indifférente L'affectation du signal à la valeur logique " 1 " ou " O " est d'autant plus sûre que l'ouverture de l'oeil à interpréter est plus grande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description ci-dessous d'exemples de réa- lisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente le schéma synoptique d'un dispositif de resti- tution MIC; la figure 2 représente un circuit correcteur équilibrable; la figure 3 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase à correction idéale; la figure 4 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase déformé; la figure 5 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase cor- rigé; la figure 6 représente la réponse en fréquence d'un échantillonneur; la figure 7 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase com- portant des harmoniques et corrigé avec précision; et la figure 8 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase com- portant des hrarmoniques et corrigé selon l'invention. La figure 1 représente le schéma synoptique d'un dispositif de restitution MIC avec des moyens de contrôle des dispositions selon l'invention Un signal biphase délivré par un lecteur est appliqué à une entrée 1 Il est corrigé par un circuit correcteur 2 ajustable de façon qu'un signal présentant un taux minimal d'erreurs sur les bits soit appliqué à l'entrée d'un décodeur de canal 7 Un oscilloscope 3 permet de contrôler le diagramme de l'oeil du signal biphase à la sortie du circuit correcteur ajustable 2 La sortie de ce dernier est reliée à un détecteur 4 de passage par zéro Le signal biphase appa- raissant à la sortie du détecteur 4 de passage par zéro est transmis à un circuit démodulateur 6 et un circuit PLL 5 Une fréquence double de la fréquence bit du signal biphase apparaît à la sortie du circuit PLL 5 Le circuit démodulateur 6 est constitué par deux démodulateurs qui n'interprètent chacun qu'un oeil de la paire du signal biphase. Les sorties des deux démodulateurs sont reliées aux entrées de l'in- verseur 11 La sortie de ce dernier transmet un signal NRZ à un déco- deur de canal 7, qui permet de déceler des erreurs sur les bits ou les blocs, par interprétation d'un signal détecteur d'erreurs, et de les marquer par une impulsion de détection d'erreur Un compteur d'erreurs 8 permet de compter ces impulsions de détection d'erreurs Dans le cas d'une très faible fréquence d'erreurs, il suffit de remplacer les valeurs perturbées par des valeurs d'interpolation dans le décodeur de canal 7 Dans le cas d 'une fréquence d'erreurs plus élevée, il convient d'utiliser un code correcteur d'erreurs et un décodeur de canal correspondant La sortie du décodeur de canal 7 est reliée à un convertisseur numérique-analogique 9, sur la sortie duquel un signal acoustique analogique peut être prélevé. La figure 7 représente un circuit correcteur ajustable 5, con- venant par exemple pour la correction d'un signal fourni par une lec- ture par pression Le signal est appliqué à un premier étage amplifi- cateur 13-18 par un condensateur 12, qui élimine les signaux parasites basse fréquence produits par une lecture par pression ou par capacité. Cet étage amplificateur 13-18 accentue les amplitudes haute fréquence du signal utile Le signal amplifié est transmis du collecteur du transistor 15 à un second amplificateur 19-23 A l'aide d'une résis- tance variable 22, cet étage amplificateur 19-23 corrige la phase du signal, que l'oscilloscope 3 visualise sous forme d'influence sur les diagrammes de l'oeil. La figure 3 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase en aval d'un passe-bas sans distorsion du temps de propagation ou après une correction parfaite Les yeux sont symétriques et présen- tent une ouverture optimale. La figure 4 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase. On s'efforce selon les règles classiques d'obtenir un diagramme de l'oeil correspondant à celui de la figure 3, à l'aide de réseaux cor- recteurs Il est toutefois avantageux de produire avec le circuit démodulateur selon l'invention un diagramme de l'oeil selon figure 5. Ce résultat peut être par exemple obtenu à l'aide du circuit correc- teur équilibrable simple selon figure 2 Le démodulateur 5 interprète uniquement l'oeil à grande ouverture et le taux d'erreurs est même inférieur à celui obtenu pour un signal à correction parfaite, car le circuit correcteur plus simple élimine mieux les tensions para- _ sites basse fréquence. La figure 6 représente la réponse en fréquence d'un échantillon- neur par pression usuel La réponse en fréquence montre nettement un point de résonance du lecteur pour l'harmonique 3 de la fondamen- tale biphase La figure 7 représente le diagramme de l'oeil correspon- dant. La figure 8 représente le diagramme de l'oeil d'un signal biphase corrigé selon l'invention Une ouverture beaucoup plus grande que dans le cas de la figure 7 peut être obtenue pour un oeil de la paire d'yeux biphase. Même dans le cas de distorsions non linéaires, qui sont plus ou moins importantes dans tous les systèmes d'enregistrement, il est souvent plus simple d'obtenir une ouverture maximale pour un seul oeil. Une correction précise est d'ailleurs souvent impossible dans le cas de distorsions non linéaires, car il convient simultanément d'éliminer au maximum un spectre perturbateur déterminé Lorsqu'un seul oeil de la paire biphase présente une ouverture maximale sert seul à la pro- duction du signal NRZ, il est beaucoup plus facile de produire un signal NRZ à faible taux d'erreurs à partir d'un signal biphase forte- ment déformé et perturbé La dimension de l'ouverture de l'oeil est équivalente à un bon rapport signal/bruit pour le buit et les erreurs temporelles du signal. De la façon proposée par le brevet de la République fédérale d'Allemagne N O 31 44 263, un circuit PLL produit normalement d'abord une fréquence 2 f double de la fréquence bit dans le circuit démo- T dulateur biphase Une bascule délivre ensuite la fréquence bit T Un circuit auxiliaire doit assurer la phase correcte de la bascule lors de la commutation Il peut arriver que cette identification de phase ne soit plus suffisamment sûre ou suffisamment rapide dans le cas d'un signal biphase très déformé L'identification de phase est alors séparée du reste du circuit démodulateur et obtenue par une correction du signal biphase Un circuit correcteur autonome du signal d'entrée du circuit PLL 5 peut également être avantageux pour la régénération de la fréquence bit. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1 Circuit démodulateur de signal biphase pour la production d'un signal de donnée (signal NRZ) à partir d'un signal biphase déformé par la transmission, dans lequel un bit de la paire constituée par deux bits successifs ou paire d'yeux du signal biphase correspond à à chaque bit du signal de donnée, et le démodulateur est constitué de façon qu'un seul bit de la paire soit interprété par comparaison avec la fréquence bit du signal NRZ ou une paire de bits voisine, ledit circuit étant caractérisé en ce que la correction du signal biphase est effectuée de façon à n'augmenter au maximum que l'ouver- ture du premier ou du second oeil de la paire, et le démodulateur ( 6) n'interprète que ledit oeil. 2 Circuit selon revendication 1, caractérisé par un circuit correc- teur équilibrable, inséré sur le trajet du signal biphase incident. 3 Circuit selon revendication 2, caractérisé en ce que le circuit correcteur équilibrable fait varier la forme du signal biphasé de façon à rendre maximale l'ouverture de l'oeil d'un bit d'une paire de bits du signal biphase. 4 Circuit selon revendication 2, caractérisé en ce que le circuit correcteur équilibrable élimine des signaux parasites basse fréquence. Circuit selon revendication 2, caractérisé en ce que le circuit correcteur équilibrable accentue les amplitudes haute fréquence du signal utile. 6 Circuit selon revendication 1, caractérisé par des circuits cor- recteurs différents en amont des parties du circuit produisant le signal de donnée (démodulateur) et des parties du circuit servant à la production de la fréquence bit ou à l'identification de phase.