FR2779863A1 - Longitudinal track following system for multitrack tape, especially for magnetic and optical recordings - Google Patents
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Abstract
Description
SYSTEME DE SUIVI DE PISTE POUR L'ENREGISTREMENT/LECTURETRACK TRACKING SYSTEM FOR RECORDING / PLAYBACK
D'UN SUPPORT D'INFORMATIONS ET SUPPORT D'ENREGISTREMENT OF AN INFORMATION MEDIUM AND RECORDING MEDIUM
L'invention concerne un système de suivi de piste pour l'enregistrement/lecture d'un support d'informations, notamment pour un support d'informations multipistes tel qu'une bande magnétique à multipistes The invention relates to a tracking system for recording / reading an information medium, in particular for a multitrack information medium such as a multitrack magnetic tape.
disposées longitudinalement sur la bande. arranged longitudinally on the strip.
L'invention s'applique notamment à la lecture d'enregistrements magnétiques ou optiques et, dans ce cadre, à la lecture d'enregistrement haute densité. Elle trouve une application préférentielle dans les systèmes d'enregistrements tels que les périphériques informatiques et tous systèmes professionnels. Elle peut être étendue aux enregistrements sur bande optique et sur disque magnétique ou optique, dès lors que l'on veut y lire plusieurs The invention applies in particular to the reading of magnetic or optical recordings and, in this context, to the reading of high density recordings. It finds a preferential application in recording systems such as computer peripherals and all professional systems. It can be extended to recordings on optical tape and on magnetic or optical disc, if you want to read several
pistes en parallèles.parallel tracks.
L'enregistrement haute densité sur des pistes parallèles pose un double problème à la relecture de suivi et de séparation des pistes. La faible largeur des pistes (inférieure à 20 pm) fait qu'il est difficile sur un lecture à bande d'assurer la précision du suivi de piste sur la base du seul guidage High density recording on parallel tracks poses a double problem for track replay and track separation. The small width of the tracks (less than 20 μm) makes it difficult on a tape reading to ensure the accuracy of the tracking on the basis of the only guidance
mécanique du bord de bande.band edge mechanics.
La nécessité de garantir l'intéropérabilité des bandes et des The need to guarantee the interoperability of bands and
lecteurs vient aggraver cette difficulté. readers compound this difficulty.
Par ailleurs, I'obtention d'un bon rapport signal à bruit en lecture nécessite de relire toute la largeur de piste, ce qui exclut l'existence d'une garde entre pistes et induit des phénomènes de diaphonie de lecture de Furthermore, obtaining a good signal-to-noise ratio in reading requires re-reading the entire track width, which excludes the existence of a guard between tracks and induces crosstalk phenomena of reading
piste à piste.track to track.
L'augmentation de la densité longitudinale de piste des systèmes d'enregistrement/lecture linéaires rend nécessaire la mise en place de systèmes performants de suivi de piste, permettant de positionner le système de lecture en face des pistes écrites avec une erreur résiduelle faible devant la largeur de piste. La précision de positionnement et de guidage donnée par la mécanique du transport de bande n'est en effet plus The increase in the longitudinal track density of the linear recording / playback systems makes it necessary to install efficient track tracking systems, making it possible to position the reading system in front of the written tracks with a small residual error in front of the track. track width. The positioning and guiding precision given by the conveyor belt mechanics is no longer
suffisante pour garantir naturellement un bon positionnement. sufficient to naturally guarantee good positioning.
Certains systèmes permettent des enregistrements sur des pistes jointives avec un pas inférieur à 10 pm. La lecture d'un tel enregistrement peut se faire optiquement comme cela est décrit dans le brevet français n 89 17313 (voir figure 1). Un dispositif de détection multi-pixels TL6 reçoit un faisceau lumineux porteur des informations lues sur la bande magnétique BD. Pour que les pixels reçoivent les informations de pistes de la bande et que chacun puisse lire une piste déterminée, un système TL5 de déflexion du faisceau de lecture est prévu entre la bande et le dispositif de détection. Par exemple, un activateur à miroir ou à lame permet la déflexion en faisceau optique de lecture à une vitesse suffisante pour assurer en permanence le bon positionnement des pixels du dispositif de détection par Some systems allow recordings on contiguous tracks with a pitch of less than 10 µm. Reading of such a recording can be done optically as described in French patent n 89 17313 (see FIG. 1). A TL6 multi-pixel detection device receives a light beam carrying information read from the magnetic strip BD. So that the pixels receive the track information from the strip and that everyone can read a determined track, a TL5 system for deflecting the read beam is provided between the strip and the detection device. For example, a mirror or blade activator allows the deflection in reading optical beam at a sufficient speed to permanently ensure the correct positioning of the pixels of the detection device by
rapport aux pistes correspondantes.compared to the corresponding tracks.
Les systèmes de suivi de piste habituellement mis en oeuvre dans les enregistreurs linéaires sont basés sur la lecture permanente ou périodique d'une ou plusieurs pistes de contrôle sur lesquelles des signaux définis (fréquences " pilotes " par exemple) ont été enregistrés. Un signal d'erreur de position est extrait du traitement du signal de cette(ces) piste(s), et agit sur un actuateur, qui effectue un déplacement relatif du faisceau de The tracking systems usually implemented in linear recorders are based on the permanent or periodic reading of one or more control tracks on which defined signals ("pilot" frequencies for example) have been recorded. A position error signal is extracted from the signal processing of this (these) track (s), and acts on an actuator, which performs a relative displacement of the beam of
lecture par rapport aux détecteurs. reading against detectors.
Dans le cas de la technologie multipiste à lecture optique, I'accès simultané à un grand nombre de pistes jointives permet d'élaborer directement un signal d'erreur à partir de l'observation de la diaphonie de lecture entre ces pistes. Le signal d'erreur peut alors être exploité pour In the case of multitrack technology with optical reading, simultaneous access to a large number of contiguous tracks makes it possible to directly develop an error signal from the observation of the crosstalk of reading between these tracks. The error signal can then be used to
contrôler la position de l'actuateur. check the position of the actuator.
Le brevet français n 92 15474 décrit un dispositif d'asservissement basé sur ce procédé. Ce système assure un positionnement " relatif ", c'est-à-dire qu'il permet le bon centrage des éléments photosensibles du détecteur (pixels) de lecture sur le centre des pistes relues. Il est complété par un second dispositif qui élabore un signal d'erreur si le positionnement relatif ne fait pas correspondre le pixel j à la French Patent No. 92 15474 describes a servo device based on this process. This system ensures a "relative" positioning, that is to say it allows the correct centering of the photosensitive elements of the reading detector (pixels) on the center of the replayed tracks. It is completed by a second device which generates an error signal if the relative positioning does not match the pixel j to the
piste j.track j.
L'invention fournit un système qui présente un temps de réponse plus court que les systèmes connus et qui permet une correction plus rapide du suivi de piste. De plus, ce système est moins contraignant pour le format d'enregistrement. L:invention concerne donc un système de lecture d'un support magnétique possédant plusieurs pistes d'informations lisibles en parallèle, et comprenant un dispositif de détection comportant au moins autant de détecteurs qu'il y a de pistes, permettant de lire simultanément et à intervalles réguliers un échantillon d'information sur chaque piste, ledit dispositif de détection comportant un registre à décalage parallèle/série recevant en parallèle les échantillons d'informations lus par les détecteurs à chaque instant de lecture et les retransmettant sous forme série, caractérisé en ce qu'il comporte: * un circuit de traitement recevant chaque échantillon d'information à traiter de chaque piste ainsi que l'échantillon d'une première piste voisine et l'échantillon d'une deuxième piste voisine, multipliant la valeur dudit échantillon: - par +1 lorsque l'échantillon de la première piste voisine est négatif et l'échantillon de la deuxième piste voisine est positif; - par-1 lorsque l'échantillon de la première piste voisine est positif et l'échantillon de la deuxième piste voisine est négatif; - par 0 lorsque les échantillons des pistes voisines sont de même signe; À un circuit d'intégration recevant chaque valeur d'échantillon ainsi multipliée, intégrant lesdites valeurs obtenues à chaque instant de lecture, puis intégrant les valeurs obtenues aux instants de lecture suivants; * un circuit de contrôle de suivi de piste relatif recevant le résultat d'intégration du circuit intégrateur et fournissant un signal de commande de suivi de piste du dispositif de détection. L'invention concerne également un support d'enregistrement comportant plusieurs pistes enregistrables en parallèle, caractérisé en ce que lesdites pistes comportent chacune une zone préambule enregistrées ou enregistrables en parallèle, lesdites zones contenant des informations The invention provides a system which has a shorter response time than known systems and which allows faster correction of tracking. In addition, this system is less restrictive for the recording format. The invention therefore relates to a system for reading a magnetic medium having several tracks of information readable in parallel, and comprising a detection device comprising at least as many detectors as there are tracks, making it possible to read simultaneously and at regular intervals a sample of information on each track, said detection device comprising a parallel / serial shift register receiving in parallel the samples of information read by the detectors at each instant of reading and retransmitting them in serial form, characterized in that that it comprises: * a processing circuit receiving each sample of information to be processed from each track as well as the sample from a first neighboring track and the sample from a second neighboring track, multiplying the value of said sample: - by +1 when the sample of the first neighboring track is negative and the sample of the second neighboring track is po sitive; - par-1 when the sample of the first neighboring track is positive and the sample of the second neighboring track is negative; - by 0 when the samples of the neighboring tracks have the same sign; To an integration circuit receiving each sample value thus multiplied, integrating said values obtained at each reading instant, then integrating the values obtained at the following reading instants; * a relative tracking control circuit receiving the integration result of the integrating circuit and providing a tracking control signal from the detection device. The invention also relates to a recording medium comprising several tracks recordable in parallel, characterized in that said tracks each comprise a preamble area recorded or recordable in parallel, said areas containing information
permettant de localiser les pistes lunes par rapport aux autres. to locate the moon tracks in relation to the others.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront The various objects and characteristics of the invention will appear
plus clairement dans la description qui va suivre faite à titre d'exemple et more clearly in the description which follows, given by way of example and
dans les figures annexées qui représentent: - la figure 1, un système de lecture de bande magnétique connu dans la technique; - la figure 2, un exemple général de réalisation du système de l'invention; - la figure 3, un exemple de positionnement de détecteurs par rapport aux pistes d'une bande magnétique; - la figure 4, un exemple général de réalisation d'un circuit de détection de position relative des pistes d'un support d'enregistrement par rapport à un dispositif de détection; - la figure 5, un exemple de réalisation détaillé du circuit de la figure 4; - la figure 6, un dispositif de détection associé à un support d'enregistrement multipistes; - la figure 7, un exemple d'organisation d'un système de suivi de piste absolu selon l'invention; - la figure 8, un exemple de circuit permettant de mettre en oeuvre un circuit de contrôle de suivi de piste absolu selon l'invention. Selon l'invention, la fonction d'élaboration du signal d'erreur est indépendante du système de correction de diaphonie, ce qui permet une optimisation indépendante des deux fonctions. Par ailleurs, le procédé de positionnement absolu ne nécessite plus d'utiliser un code de modulation particulier auquel on vient apporter des violations, mais repose sur des zones indépendantes des zones de données, permettant ainsi d'utiliser tout type de code de modulation adapté au canal. Les signaux particuliers utilisés pour le positionnement absolu peuvent être choisis en fonction de la in the appended figures which represent: - Figure 1, a magnetic tape reading system known in the art; - Figure 2, a general embodiment of the system of the invention; - Figure 3, an example of positioning detectors relative to the tracks of a magnetic strip; - Figure 4, a general embodiment of a circuit for detecting the relative position of the tracks of a recording medium with respect to a detection device; - Figure 5, a detailed embodiment of the circuit of Figure 4; - Figure 6, a detection device associated with a multitrack recording medium; - Figure 7, an example of organization of an absolute tracking system according to the invention; - Figure 8, an example of a circuit for implementing an absolute tracking control circuit according to the invention. According to the invention, the function for generating the error signal is independent of the crosstalk correction system, which allows independent optimization of the two functions. Furthermore, the absolute positioning method no longer requires using a particular modulation code to which violations have just been made, but is based on zones independent of the data zones, thus making it possible to use any type of modulation code adapted to the channel. The particular signals used for absolute positioning can be chosen according to the
performance globale désirée (temps de détection de la position absolue). desired overall performance (absolute position detection time).
Enfin, positionnements absolu et relatif sont maintenant dissociés, ce qui Finally, absolute and relative positioning are now dissociated, which
permet un temps d'établissement beaucoup plus court. allows a much shorter establishment time.
Le fonctionnement général est le suivant: - le système de lecture possède un nombre d'éléments (pixels) plus important que le nombre de pistes; - la boucle de positionnement relatif assure un alignement des pixels sur les pistes les plus proches; - un système de détection de position absolue détermine o sont situées les pistes physiques, ou, ce qui est équivalent, indique le numéro du pixel correspondant à la première piste (piste 0); I'électronique de lecture traite les signaux de tous les pixels; I'information de position des pistes est transmise à l'électronique de traitement des données décodées, qui, elle, The general operation is as follows: - the reading system has a greater number of elements (pixels) than the number of tracks; - the relative positioning loop ensures alignment of the pixels on the nearest tracks; - an absolute position detection system determines where the physical tracks are located, or, which is equivalent, indicates the pixel number corresponding to the first track (track 0); The reading electronics process the signals of all the pixels; Track position information is transmitted to the decoded data processing electronics, which
ne traite que les données des pistes physiques. only processes data from physical tracks.
La figure 2 représente un diagramme général du système de l'invention. Ce système comprend un dispositif de détection TL6 comportant une rangée de détecteurs tli. La largeur de cette rangée de détecteurs est plus large que la largeur de la bande BD à lire. Par exemple, comme indiqué sur la figure 2, pour un nombre de pistes de 80, le dispositif de détecteur TL6 comprend 96 détecteurs tli. Le dispositif de détection TL6 comporte de manière connue un circuit CCD non représenté permettant de transmettre les signaux détectés sur les pistes vers des circuits de traitement. Ces circuits de traitement comprennent un convertisseur analogique-numérique CAN, un processeur numérique CC capable de traiter les informations des 96 détecteurs. Un circuit de positionnement relatif DTR du dispositif de détection par rapport aux pistes est associé au processeur CC et commande un système de contrôle TL5 de la position du dispositif de détection par rapport aux pistes. Un circuit de détection de la position absolue DTA des détecteurs par rapport aux pistes est également associé au processeur pour FIG. 2 represents a general diagram of the system of the invention. This system includes a TL6 detection device comprising a row of tli detectors. The width of this row of detectors is wider than the width of the strip BD to be read. For example, as shown in FIG. 2, for a number of tracks of 80, the detector device TL6 comprises 96 detectors tli. The detection device TL6 comprises, in a known manner, a CCD circuit, not shown, making it possible to transmit the signals detected on the tracks to processing circuits. These processing circuits include an analog-digital converter ADC, a digital processor CC capable of processing the information of the 96 detectors. A relative positioning circuit DTR of the detection device with respect to the tracks is associated with the processor CC and controls a control system TL5 of the position of the detection device with respect to the tracks. A circuit for detecting the absolute position DTA of the detectors relative to the tracks is also associated with the processor for
indiquer la relation de position des détecteurs par rapport aux pistes. indicate the positional relation of the detectors in relation to the tracks.
Nous allons tout d'abord décrire la conception et un exemple de We will first describe the design and an example of
réalisation du circuit de positionnement relatif DTR. realization of the DTR relative positioning circuit.
Dans un système de lecture multipiste idéal, chaque élément de lecture i délivre à l'instant k un signal xi(k) proportionnel au symbole ai(k) In an ideal multitrack reading system, each reading element i delivers at time k a signal xi (k) proportional to the symbol ai (k)
écrit sur cette piste.written on this track.
Dans la pratique, le signal de lecture subit des déformations en raison de la 1- la présence de bruit b(k) 2- des interférences entre symboles successifs d'une même piste (interférence intersymbole) par suite de la bande passante limitée du canal 3- des interférences entre symboles de pistes voisines (diaphonie interpiste) par suite des défauts de séparation entre pistes du système de lecture 4- des interférences entre symboles de pistes voisines par suite des défauts de positionnement et de guidage du support In practice, the read signal undergoes deformations due to 1- the presence of noise b (k) 2- interference between successive symbols of the same track (intersymbol interference) due to the limited bandwidth of the channel 3- interference between symbols of neighboring tracks (crosstalk between tracks) as a result of faults in separation between tracks of the playback system 4- interference between symbols of neighboring tracks due to faults in positioning and guiding the support
d'enregistrement ou des têtes d'écriture/lecture. recording or writing / reading heads.
La figure 3 représente un ensemble de pistes parallèles de largeur w, et le système de lecture, positionné avec un écart d par rapport à FIG. 3 represents a set of parallel tracks of width w, and the reading system, positioned with a deviation d from
la position optimale.the optimal position.
Le signal de lecture de l'élément de tête i à l'instant k est égal à: Xi(k) = (1-) ai(k) + w ai-l(k) +b(k) The read signal of the head element i at the instant k is equal to: Xi (k) = (1-) ai (k) + w ai-l (k) + b (k)
Supposons que l'on connaisse le signal ai-l(k) écrit sur la piste i- Suppose we know the signal ai-l (k) written on track i-
1. Il est possible de calculer l'intercorrélation de Xi(k) et de ai-l(k). 1. It is possible to calculate the intercorrelation of Xi (k) and ai-l (k).
C..1 = k Xi(k) ai_1(k) i d d C _1 =. N [(1- w) a i ± 1(k) + b(k)]ai 1(k) 1 d)d C =- [(1±). a)'ai -lk-.a. a +i_ ii1 N ( w i(k) i-1(k) +N w i-1(k) i-1(k) N a k) Le premier terme représente l'intercorrélation des signaux écrits sur les pistes i et i-1. Si les signaux des pistes sont statistiquement C..1 = k Xi (k) ai_1 (k) i d d C _1 =. N [(1- w) a i ± 1 (k) + b (k)] ai 1 (k) 1 d) d C = - [(1 ±). a) 'ai -lk-.a. a + i_ ii1 N (wi (k) i-1 (k) + N w i-1 (k) i-1 (k) N ak) The first term represents the intercorrelation of the signals written on tracks i and i -1. If the track signals are statistically
indépendantes, ce terme est nul.independent, this term is null.
De même, le dernier terme représente l'intercorrélation du bruit et Likewise, the last term represents the intercorrelation of noise and
du signal. Si le bruit est indépendant du signal, ce terme est nul. of the signal. If the noise is independent of the signal, this term is zero.
Le second terme représente l'autocorrélation du signal de la piste i-1. C'est l'énergie du signal sur n échantillons. Il est constant en moyenne, The second term represents the autocorrelation of the signal from track i-1. It is the signal energy over n samples. It’s constant on average,
et nous le prendrons égal à 1 par convention. and we will take it equal to 1 by convention.
Alors I d d C. 1 E -a a Cii-1: Nw ai-1(k) ai-1(k) w Dans le cas représenté sur la figure, Ci,i+1 est nul. Si l'écart du détecteur rapport aux pistes est dans l'autre sens, Cii_1 = 0 d Cii+1 w On peut donc extraire un signal d'erreur de position basé sur les signaux de la piste i: C C d Cii_1 -i+1 e -W Afin d'améliorer la qualité de ce signal, il est avantageux de faire ce calcul pour chacune des pistes, et de faire la moyenne des résultats dl1 e [Ci_ - Ci,i+1] Selon l'invention, on effectue le calcul directement, afin de s'affranchir des contraintes de temps de réponse et d'arrondis dimensionnés Then I d d C. 1 E -a a Cii-1: Nw ai-1 (k) ai-1 (k) w In the case shown in the figure, Ci, i + 1 is zero. If the deviation of the detector from the tracks is in the other direction, Cii_1 = 0 d Cii + 1 w We can therefore extract a position error signal based on the signals of track i: CC d Cii_1 -i + 1 e -W In order to improve the quality of this signal, it is advantageous to make this calculation for each of the tracks, and to average the results dl1 e [Ci_ - Ci, i + 1] According to the invention, performs the calculation directly, in order to overcome the constraints of response time and dimensioned rounding
pour un fonctionnement optimum du correcteur de diaphonie. for optimum operation of the crosstalk corrector.
A l'instant k: F(k): lC iJ C(k)- Ci 'i+l(k) i Cii-1 = N xi(k) ai-1(k) Les signaux ai(k) enregistrés sur les pistes sont approximés par le signe des échantillons relus sur cette piste. On réalise ainsi un décodage simplifié du signal. L'intérêt de ce décodage simplifié est qu'il n'est pas nécessaire d'attendre la convergence des divers dispositifs de traitement du signal que l'on trouve généralement dans le canal de lecture (égaliseur adaptatif, PLL... ) pour disposer du signal décodé. L'approximation engendre seulement un surcroît de bruit dans l'estimation de l'erreur de position: C..#1g() Ci1 N xi(k). sgn(xi_1(k)) d'o: s(k) = N i k [xi(k). sgn(xil 1(k)) - xi(k). sgn(xi+l1(k))] NP i k ou encore: s(k)=-NP = xi(k). [sgn(xi_1(k)) - sgn(xi+1(k))] NP i k 1 Cette dernière forme permet une implantation de l'algorithme At time k: F (k): lC iJ C (k) - Ci 'i + l (k) i Cii-1 = N xi (k) ai-1 (k) The signals ai (k) recorded on the tracks are approximated by the sign of the samples read over on this track. This simplifies decoding of the signal. The advantage of this simplified decoding is that it is not necessary to wait for the convergence of the various signal processing devices that are generally found in the read channel (adaptive equalizer, PLL ...) to have of the decoded signal. The approximation only generates additional noise in the estimation of the position error: C .. # 1g () Ci1 N xi (k). sgn (xi_1 (k)) where: s (k) = N i k [xi (k). sgn (xil 1 (k)) - xi (k). sgn (xi + l1 (k))] NP i k or again: s (k) = - NP = xi (k). [sgn (xi_1 (k)) - sgn (xi + 1 (k))] NP i k 1 This last form allows an implementation of the algorithm
particulièrement simple.particularly simple.
La figure 4 représente un exemple de réalisation simplifié du FIG. 4 represents a simplified embodiment example of the
circuit de positionnement relatif DTR. DTR relative positioning circuit.
Ce circuit reçoit sur son entrée IN les échantillons d'informations transmis sur la sortie série du CCD du dispositif de détection TL6. Chaque échantillon successif est transmis à un multiplicateur M1 o il est multiplié par un coefficient 1, -1 ou 0 fourni par le circuit DS selon les signes des This circuit receives on its input IN the samples of information transmitted on the serial output of the CCD of the detection device TL6. Each successive sample is transmitted to a multiplier M1 where it is multiplied by a coefficient 1, -1 or 0 provided by the DS circuit according to the signs of
échantillons voisins.neighboring samples.
Les échantillons ainsi multipliés sont intégrés dans un circuit d'intégration Il. La sortie OUT de l'intégrateur fournit un signal d'erreur permettant de corriger l'erreur de position relative du dispositif de détection The samples thus multiplied are integrated into an integration circuit II. Integrator output OUT provides an error signal to correct the relative position error of the detection device
par rapport aux pistes.compared to the slopes.
Le circuit DS permet de déterminer le coefficient de multiplication K de correction de diaphonie pour chaque échantillon. Pour un échantillon xi, ce coefficient K prendre l'une des valeurs -1, +1 ou 0 en appliquant le tableau suivant: Valeur du Signe de Signe de coefficient K l'échantillon xi-, l'échantillon xi,+ The circuit DS makes it possible to determine the multiplication coefficient K of crosstalk correction for each sample. For a sample xi, this coefficient K take one of the values -1, +1 or 0 by applying the following table: Sign value of Sign of coefficient K the sample xi-, the sample xi, +
-1 >0 <0-1> 0 <0
+1 <0 >0+1 <0> 0
0 >0 >00> 0> 0
0 <0 <00 <0 <0
On voit donc que si les échantillons sont de même signe le coefficient K est nul. S'ils sont de signes contraires, le coefficient K a pour We therefore see that if the samples have the same sign the coefficient K is zero. If they have opposite signs, the coefficient K has for
valeur +1 ou -1 selon les indications de ce tableau. value +1 or -1 as indicated in this table.
La figure 5 représente un exemple de réalisation détaillé du circuit DTR. Ce circuit comporte deux circuits à retard R2 de retards équivalents permettant de transmettre au multiplicateur M1, en même temps FIG. 5 represents a detailed embodiment of the DTR circuit. This circuit comprises two delay circuits R2 of equivalent delays making it possible to transmit to the multiplier M1, at the same time
qu'un échantillon Xi, l'échantillon précédent Xi-1 et l'échantillon suivant Xi+.l. than a sample Xi, the previous sample Xi-1 and the next sample Xi + .l.
L'échantillon Xi est transmis au multiplicateur M1 d'une part tel quel et d'autre part multiplié par -1. En ce qui concerne les échantillons Xi- 1 et Xi+l, seuls les signes de ces échantillons sont transmis par les circuits sgnl et sgn2. Le circuit M1 reçoit également un signal représentant la valeur 0 d'un échantillon. Le circuit M1 est conçu pour comparer les signes des échantillons Xi-1 et Xi+l et pour commander en application du tableau précédent, la transmission sur la sortie du circuit M1, soit du signal +Xi, soit The sample Xi is transmitted to the multiplier M1 on the one hand as it is and on the other hand multiplied by -1. As regards the samples Xi-1 and Xi + 1, only the signs of these samples are transmitted by the circuits sgnl and sgn2. The circuit M1 also receives a signal representing the value 0 of a sample. The circuit M1 is designed to compare the signs of the samples Xi-1 and Xi + 1 and to control, in application of the preceding table, the transmission to the output of the circuit M1, either of the signal + Xi, or
du signal -Xi soit du signal 0.signal -Xi or signal 0.
Les traitements effectués sur les échantillons successifs contenus dans le CCD du dispositif de détection TL6 sont intégrés dans l'intégrateur I1. Les échantillons d'information des différentes pistes détectés à un instant déterminé et contenus dans le registre CCD du dispositif de détection sont donc traités les uns après les autres comme cela vient d'être décrit et les résultats du traitement sont intégrés dans l'intégrateur Il. Ensuite, les échantillons des différentes pistes détectés aux instants suivants sont traités de la même façon et intégrés à la suite des précédents. L'intégration peut se The processing carried out on the successive samples contained in the CCD of the TL6 detection device is integrated into the integrator I1. The information samples of the different tracks detected at a determined instant and contained in the CCD register of the detection device are therefore processed one after the other as has just been described and the results of the processing are integrated into the integrator II . Then, the samples of the different tracks detected at the following instants are treated in the same way and integrated following the previous ones. Integration can be
faire dans le même intégrateur I1. do in the same integrator I1.
La profondeur de l'intégrateur dépend de l'amplitude moyenne des échantillons, de leur cadence, et du temps de réponse souhaité. A titre indicatif, pour une cadence de 15 millions d'échantillons par seconde, une profondeur de l'ordre de 20 bits permet d'obtenir une bande passante de la boucle d'asservissement de l'ordre de 30 Hz afin d'obtenir un temps d'accrochage court sans nuire à la précision du système en fonctionnement normal, il est possible de changer la constante de temps entre le régime The depth of the integrator depends on the average amplitude of the samples, their rate, and the desired response time. As an indication, for a rate of 15 million samples per second, a depth of the order of 20 bits makes it possible to obtain a bandwidth of the control loop of the order of 30 Hz in order to obtain a short latching time without affecting the accuracy of the system in normal operation, it is possible to change the time constant between the speed
d'accrochage et le régime de suivi de piste. hooking and the tracking system.
Le signal d'erreur codé sur 8 bits est constitué des bits de poids fort de cet intégrateur. Il est ensuite converti en grandeur analogique, filtré The error signal coded on 8 bits consists of the most significant bits of this integrator. It is then converted to analog quantity, filtered
puis adapté à la commande du moteur électromagnétique. then adapted to control the electromagnetic motor.
Le résultat de l'intégration permet de commander le réglage de la position du dispositif de détection par rapport aux pistes de la bande, ou ce qui revient au même, dans le cas d'une lecture optique des pistes, de régler la déflexion du faisceau de lecture vers le dispositif de détection. Les détecteurs du dispositif de détection étant réglés quasiment sur les centres The result of the integration makes it possible to control the adjustment of the position of the detection device relative to the tracks of the strip, or what amounts to the same, in the case of an optical reading of the tracks, of adjusting the deflection of the beam. reading to the detection device. The detectors of the detection device being almost set on the centers
des pistes, il convient ensuite d'identifier les numéros des pistes lues. tracks, it is then necessary to identify the numbers of the tracks read.
On va maintenant décrire le circuit de détection de position relative DTR permet de régler la position des détecteurs par rapport aux centres des pistes lues. Cependant, comme on l'a vu également (figure 2), le dispositif de détection comporte un plus grand nombre de détecteurs qu'il y a de pistes. Tous les détecteurs sont néanmoins pris en compte dans la lecture. Il faut donc détecter les détecteurs PHS1 et PHS2 non utilisés dans la lecture des pistes (figure 6). Le circuit de détection de position absolue DTA permet de détecter ces détecteurs et d'identifier le détecteur correspondant à la première piste, celui correspondant à la deuxième piste, etc... Selon l'invention, on prévoit, de place en place sur le support d'enregistrement, des zones appelées préambules, contenant des signaux We will now describe the relative position detection circuit DTR makes it possible to adjust the position of the detectors relative to the centers of the tracks read. However, as we have also seen (Figure 2), the detection device includes a larger number of detectors than there are tracks. All the detectors are nevertheless taken into account in the reading. It is therefore necessary to detect the detectors PHS1 and PHS2 not used in the reading of the tracks (FIG. 6). The DTA absolute position detection circuit makes it possible to detect these detectors and to identify the detector corresponding to the first track, that corresponding to the second track, etc. According to the invention, provision is made, from place to place on the recording medium, areas called preambles, containing signals
de caractéristiques particulières pour détecter les pistes. special features to detect runways.
Dans cette zone préambule, quelques pistes au moins, voire toutes les pistes, contiennent une information d'identification permettant In this preamble zone, at least some tracks, or even all tracks, contain identifying information allowing
d'indiquer le numéro des pistes.indicate the number of the tracks.
Dans ces condition, après avoir positionné le dispositif de détection par rapport aux pistes, les détecteurs qui lisent une information In these conditions, after having positioned the detection device in relation to the tracks, the detectors which read information
d'identification permettent d'identifier les numéros des pistes qu'ils lisent. of identification make it possible to identify the numbers of the tracks which they read.
Le système identifie donc d'une part les détecteurs utiles pour la lecture de pistes et les numéros des pistes qu'ils lisent. Une méthode préférentielle selon l'invention est d'imposer, dans la zone préambule, des signaux présentant une composante continue The system therefore identifies, on the one hand, the detectors useful for reading tracks and the numbers of the tracks they read. A preferred method according to the invention is to impose, in the preamble zone, signals having a continuous component
positive ou négative selon les pistes. positive or negative depending on the leads.
De plus, ces signaux présenteront de préférence des caractéristiques requises par d'autres considérations. Il est souhaitable, par exemple, que ces signaux soient peu corrélés de piste à piste afin de ne pas mettre en défaut le fonctionnement du circuit de détection de position relative DTR. Par ailleurs, ils doivent être aptes à être transmis et exploités correctement par le système (caractéristiques spectrales adaptées au canal, probabilité de transitions permettant un bon fonctionnement de la boucle à verrouillage de phase). Une méthode consiste par exemple à utiliser pour cette zone des signaux pseudo- aléatoires codés selon le code de modulation 8/10 ou un jeu de mots spécifiques de ce code, avec altération du codage. Dans ce système seule la zone de préambule est affectée par ce codage. Une variante peut consister à maintenir ce code dans les zones de In addition, these signals will preferably have characteristics required by other considerations. It is desirable, for example, for these signals to be poorly correlated from track to track so as not to fault the operation of the relative position detection circuit DTR. In addition, they must be able to be transmitted and exploited correctly by the system (spectral characteristics adapted to the channel, probability of transitions allowing a good operation of the phase locked loop). One method consists, for example, in using pseudorandom signals coded according to the 8/10 modulation code or a set of words specific to this code, with alteration of the coding, for this zone. In this system only the preamble area is affected by this coding. A variant may consist in maintaining this code in the areas of
données, si le code 8/10 est utilisé dans la zone de données. data, if code 8/10 is used in the data area.
Le code 8/10 à composante continue nulle possède un certain The code 8/10 with zero continuous component has a certain
nombre de mots de code à composante continue non nulle (DC = + 2). number of code words with non-zero continuous component (DC = + 2).
L'utilisation normale de ce code prévoit qu'un mot à composant continue positive doit être suivi d'un mot à composante continue négative. Si l'on viole cette règle systématiquement ou périodiquement, on engendre une composante continue non nulle sur la piste correspondante. L'intégrale de cette composante continue est généralement appelée DSV (Digital Sum Value). L'idée est de rendre la DSV de chaque piste moyennement croissante ou décroissante suivant un schéma prédéfini pour l'ensemble des pistes et créer ainsi une référence piste absolue. A la lecture, on distingue alors les pistes à DSV croissante de celles à DSV décroissante. A l'écriture, on rend les DSV des pistes alternativement croissantes sur n pistes puis The normal use of this code provides that a word with positive continuous component must be followed by a word with negative continuous component. If we violate this rule systematically or periodically, we generate a non-zero continuous component on the corresponding track. The integral of this continuous component is generally called DSV (Digital Sum Value). The idea is to make the DSV of each track moderately increasing or decreasing according to a predefined scheme for all the tracks and thus create an absolute track reference. When reading, we can distinguish tracks with increasing DSV from those with decreasing DSV. When writing, we make the DSV of the tracks alternately increasing on n tracks then
décroissantes sur n pistes suivantes. decreasing on n following tracks.
Ceci entraîne une modification qualifiée d' " altération " sur l'algorithme du codage initial. On parlera aussi de " modulation de la DSV " This involves a modification qualified as "alteration" on the algorithm of the initial coding. We will also speak of "modulation of the DSV"
pour qualifier une variation croissante ou décroissante de celle-ci. to qualify an increasing or decreasing variation of it.
La méthode pour rendre une DSV croissante consiste à ne pas compenser un mot codé DC = +2 par un mot codé DC = -2 et d'altérer la DSV en autorisant donc deux mots codés DC = +2 consécutifs. Pour rendre la DSV décroissante, il suffit par contre de compenser deux fois un mot code DC = +2 par un mot code DC = -2 et autoriser donc deux mots codés avec DC = -2 consécutifs. Il est aussi possible de violer systématiquement la règle d'encodage, ce qui engendre une composante continue plus forte au prix d'une pénalité plus grande au décodage, sil a composante continue n'est The method to make an increasing DSV consists in not compensating a coded word DC = +2 by a coded word DC = -2 and to alter the DSV by thus authorizing two consecutive coded words DC = +2. To make the DSV decreasing, on the other hand, it suffices to compensate twice a code word DC = +2 with a code word DC = -2 and therefore authorize two words coded with DC = -2 consecutive. It is also possible to systematically violate the encoding rule, which generates a stronger continuous component at the cost of a greater decoding penalty, if a continuous component is not
pas reconstituée.not reconstructed.
Pour évaluer la composante continue sur une piste, on intègre la suite des bits décodés sur cette piste pendant un temps donné, et on To evaluate the continuous component on a track, we integrate the series of bits decoded on this track for a given time, and we
examine si le résultat est positif ou négatif. examines whether the result is positive or negative.
Plutôt que d'intégrer les bits décodés piste par piste, il est possible de faire la corrélation entre le résultat attendu et celui qui est Rather than integrating the decoded bits track by track, it is possible to correlate the expected result with that which is
effectivement observé.actually observed.
Par exemple, pour une altération de DSV de période 8 pistes, c'est-à- dire 4 pistes consécutives de DSV positives et 4 pistes consécutives de DSV négatives, I'algorithme est le suivant: S1 = somme [(bo + bl + b2 + b3) (b4 + b5 + b6 + b7)] S2 = somme [(b2 + b3 + b4 + b5) - (b6 + b7 + bo + bl)] For example, for an alteration of DSV of period 8 tracks, that is to say 4 consecutive tracks of positive DSV and 4 consecutive tracks of negative DSV, the algorithm is the following: S1 = sum [(bo + bl + b2 + b3) (b4 + b5 + b6 + b7)] S2 = sum [(b2 + b3 + b4 + b5) - (b6 + b7 + bo + bl)]
o bi représente les échantillons de signal de la piste i modulo 8. o bi represents the signal samples of track i modulo 8.
La valeur prise par S1 et S2 selon la position des pistes est The value taken by S1 and S2 according to the position of the tracks is
représentée en figure 7.shown in figure 7.
Il est alors possible de déduire des valeurs de S1 et S2, par une table de correspondance, I'écart de position des pistes par rapport à leur position théorique. Un tel tableau est le suivant: It is then possible to deduce from the values of S1 and S2, by a correspondence table, the difference in position of the tracks with respect to their theoretical position. Such a table is as follows:
S1 -2 -1 0 1 2S1 -2 -1 0 1 2
S2S2
-2 _ 2 _-2 _ 2 _
-1 3-1 3
0 4 00 4 0
1 5 7 _1 5 7 _
2 62 6
Inversement, ayant calculé les valeurs de Sl et S2 on en déduit le Conversely, having calculated the values of Sl and S2 we deduce the
décalage de pistes.offset tracks.
Pour réduire la probabilité d'erreur, on pourra normaliser les To reduce the probability of error, we can normalize the
valeurs prises par S1 et S2 en remarquant que IS11 +1 S21 = constante. values taken by S1 and S2, noting that IS11 +1 S21 = constant.
On peut donc, par une modulation de la DSV de période 8 pistes, obtenir une information sur la position des pistes modulo 8 pistes. Si l'on veut une plage plus grande sans incertitude, on pourra augmenter cette It is therefore possible, by modulating the DSV of 8-track period, to obtain information on the position of the modulo 8-track tracks. If we want a larger range without uncertainty, we can increase this
période.period.
Un circuit réalisant cette fonction est représenté en figure 8. A circuit performing this function is shown in Figure 8.
Cas de l'utilisation de mots de code quelconques Dans ce qui suit, on suppose que les mots de code sont choisis de manière aléatoire, mais que l'on applique une violation systématique de Case of the use of any code words In the following, it is assumed that the code words are chosen randomly, but that a systematic violation of
la règle d'encodage selon les pistes. the encoding rule according to the tracks.
Le code comporte 256 mots, parmi lesquels 103 sont à DSV non nulle (DS = +2 ou -2). Pour un message équiprobable, la probabilité d'occurrence d'un mot à DSV non nulle est donc 103/256. En moyenne la DSV de cette séquence est: The code has 256 words, of which 103 are non-zero DSV (DS = +2 or -2). For an equiprobable message, the probability of occurrence of a word with non-zero DSV is therefore 103/256. On average the DSV of this sequence is:
+2* 103/256 = 0.805+ 2 * 103/256 = 0.805
alors que le nombre de symboles canal correspondant est 10. while the number of corresponding channel symbols is 10.
La composante continue générée par la violation de code est alors 0.08. Cette composante continue pénalise peu le fonctionnement du système, et en particulier le décodage (0.72 dB). Le bruit sur le signal d'erreur peut être évalué comme suit: Pour une fréquence de mesure de B = 100 Hz, nombre de symboles traités par période d'intégration 1/B: n = D/B o D est le débit binaire brut La fluctuation du contenu de I'intégrateur est de Vn. Typiquement, sur une application 64 pistes D = 10 Mb/s et Vn = 316. Dans le cas d'un écart d'une piste, le signal d'erreur est alors, sur la même période: The DC component generated by the code violation is then 0.08. This continuous component hardly penalizes the functioning of the system, and in particular the decoding (0.72 dB). The noise on the error signal can be evaluated as follows: For a measurement frequency of B = 100 Hz, number of symbols processed per integration period 1 / B: n = D / B o D is the gross bit rate The fluctuation in the content of the integrator is Vn. Typically, on a 64-track application D = 10 Mb / s and Vn = 316. In the case of a deviation from one track, the error signal is then, over the same period:
0.08 * D/B = 80000.08 * D / B = 8000
Soit un S/B de 29 dB.Or an S / B of 29 dB.
La profondeur optimale de l'accumulateur reste à évaluer. Elle The optimal depth of the accumulator remains to be assessed. She
dépend du temps de détection souhaité. depends on the desired detection time.
Utilisation de mots de code particuliers Dans un préambule, il est possible de prévoir des mots de code spécifiques. Il est possible, en particulier de n'utiliser que des mots à DSV non nulle, ce qui permet de gagner un facteur 256/103 = 2.5, soit une amélioration de 8 dB sur le S/B, avec, cependant une augmentation sensible de la pénalité sur le décodage (2 dB), ce qui ne présente aucun Use of specific code words In a preamble, it is possible to provide specific code words. It is possible, in particular to use only words with non-zero DSV, which makes it possible to gain a factor 256/103 = 2.5, ie an improvement of 8 dB on S / B, with, however, a significant increase of the decoding penalty (2 dB), which presents no
inconvénient dans cette zone de préambule. disadvantage in this preamble area.
Utilisation de mots n'appartenant pas à la table du code Il est tout à fait possible de choisir des mots n'appartenant pas au code 8/10, et leur combinaison à l'intérieur de la piste et entre pistes, afin Use of words not belonging to the code table It is quite possible to choose words not belonging to the code 8/10, and their combination inside the track and between tracks, in order
d'optimiser le fonctionnement global du système. optimize the overall functioning of the system.
Autres modes de détections de la position des pistes Il est également possible d'utiliser d'autres moyens de repérage des pistes: par exemple, un signal spécifique (fréquence pure ou séquence unique) sur une ou plusieurs pistes. Les critères de choix entre solutions sont la robustesse (généralement mieux assurée si la détection se fait sur un Other methods of detecting the position of the tracks It is also possible to use other means of locating the tracks: for example, a specific signal (pure frequency or single sequence) on one or more tracks. The criteria for choosing between solutions are robustness (generally better ensured if the detection is done on a
ensemble de pistes) et la simplicité de la réalisation. set of tracks) and the simplicity of the realization.
Exploitation du signal de position absolue Le système de détection délivre un signal (flag) de position d'au moins une piste, par exemple la piste zéro, en synchronisme avec les bits décodés de cette piste (figure 2). Cette information est utilisée par le système de réarrangement des données (électronique de dé-formatage) pour ne retenir que les informations correspondant aux pistes réellement Exploitation of the absolute position signal The detection system delivers a signal (flag) of position of at least one track, for example the zero track, in synchronism with the decoded bits of this track (figure 2). This information is used by the data rearrangement system (electronic formatting) to retain only the information corresponding to the tracks actually
écrites (80/96 dans notre exemple). written (80/96 in our example).
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