FR2491247A1 - Appareil pour reproduire un disque a enregistrement numerique - Google Patents

Abstract

A.APPAREIL POUR REPRODUIRE UN DISQUE A ENREGISTREMENT NUMERIQUE. B.APPAREIL CARACTERISE EN CE QU'IL PRESENTE UNE BORNE D'ENTREE 1 RECEVANT UN SIGNAL REPRODUIT S A PARTIR DU DISQUE D'ENREGISTREMENT, UN DETECTEUR 2, 4A, 4B, 5A, 5B, 6 DETECTANT L'INTERVALLE DE TRANSITION MINIMUM OU MAXIMUM CONTENU DANS LE SIGNAL REPRODUIT ET DONNANT UN SIGNAL DE DETECTION, UN COMPARATEUR 8 COMPARANT LE SIGNAL DETECTE ET UN SIGNAL DE REFERENCE V CORRESPONDANT A L'INTERVALLE DE TRANSITION MAXIMUM OU MINIMUM PENDANT LA ROTATION DU DISQUE A UNE VITESSE PREDETERMINEE ET DONNANT UN SIGNAL DE COMMANDE POUR UN CIRCUIT D'ASSERVISSEMENT REGLANT LA ROTATION DU DISQUE. C.L'INVENTION S'APPLIQUE A UN APPAREIL DANS LEQUEL ON REGLE LA VITESSE LINEAIRE DU DISQUE A UNE VALEUR PREDETERMINEE.

Description

La présente invention concerne un appareil pour reproduire un disque

d'enregistrement numérique, 'appareil dans lequel on règle la vitesse de rotation du disque et en particulier un appareil dans lequel on règle la vitesse linéaire du disque à une valeur prédéterminée.

Actuellement, on conna t un disque audio, à enre-

gistrement numérique, qui comporte un signal audio de type PCM (modulation par impulsions codées), ce disque d'enregistrement étant analogue à un disque vidéo pour être reproduit. Comme système de reproduction, on connatt un système de détection de

signal de type mécanique, de type optique, de type électro-

statique capacitif ou analogue, similaire au système pour un disque vidéo. Lorsqu'un signal audio PCM est enregistré sur un disque, pour augmenter la densité d'enregistrement, il est

souhaitable que la vitesse linéaire du disque soit constante-

au lieu d'avoir une vitesse angulaire constante lors de l'en-

registrement. Lors de la reproduction d'un disque dont le signal a été enregistré à vitesse linéaire constante, il est nécessaire de reproduire le disque en maintenant également constante la vitesse linéaire. A cet effet, on conna t un procédé de commande ou de réglage de la vitesse du disque, procédé selon lequel on détecte la position du dispositif de lecture à l'aide d'un potentiomètre et comme le nombre de rotations nécessaires est l'inverse de la position du dispositif de lecture, le signal de sortie de détection est appliqué à

un diviseur qui donne l'information ou la donnée de commande.

Toutefois le procédé ci-dessus n'est pas excellent car le détecteur de position et le diviseur de commande sont des

moyens coûteux et de réalisation complexe.

On connaît en outre un procédé pour obtenir une information ou une donnée de commande reposant sur le signal reproduit du disque, on utilise le fait que dans le système de reproduction du disque d'enregistrement optique, on a une caractéristique de fréquence analogue à celle d'un filtre passe-bas et le temps de montée et de chute du signal reproduit est inversement proportionnel à la vitesse linéaire du disque: puis, on différentie le signal reproduit et on génère une information de commande à partir de la valeur maximale du

signal de sortie ainsi différentié.

De plus comme la fréquence d'espace de coupure du système de reproduction du disque optique est déterminée par l'ouverture de l'objectif utilisé pour lire le disque et la longueur d'onde du faisceau laser utilisé pour cela, on a l'inconvénient de nécessiter un réglage complexe pour chaque dispositif de lecture ou pour chaque tête de lecture. De plus lorsque les disques ont des vitesses linéaires d'enregistrement différentes, il faut également

régler la vitesse pour la reproduction.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un appareil de reproduction dans lequel la vitesse-de rotation du disque est réglée à l'aide d'un signal reproduit à partir du disque sans utiliser de détecteur pour détecter la position

du dispositif de détection.

L'invention a également pour but de créer un appareil dans lequel lorsqu'on remplace le moyen de lecture et/ou le dispositif de lecture, ou que l'on utilise un disque

à vitesse linéaire d'enregistrement différente, on puisse com-

mander la rotation sans que cela ne nécessite aucune mise au

point.

A cet effet, l'invention concerne un appareil

pour reproduire un disque à signaux PCM en code limité en lon-

gueur de passage, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une entrée recevant le signal reproduit du disque, un détecteur pour détecter l'intervalle de transition maximum ou minimum contenu dans le signal reproduit et pour générer un signal de détection, un comparateur pour comparer le signal de détection

à un signal de référence correspondant à l'intervalle de tran-

sition maximum ou minimum pendant la rotation du disque à une

vitesse prédéterminée pour produire un signal de commande des-

tiné à un circuit d'asservissement commandant la rotation du disque. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexes, dans lesquels - la figure 1 est un schéma-bloc d'un exemple

d'appareil de reproduction de disque selon l'invention.

- les figures 2A, 2B, 2C et 2D sont des chrono-

grammes servant à expliquer le fonctionnement de l'exemple de

l'invention selon la figure 1.

- la figure 3 est un schéma-bloc d'un autre

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exemple de l'invention.

DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFERENTIELS

Selon l'invention, lorsqu'un signal est enregis-

tré sur la bande de base sans utiliser de système de modulation de porteuse tel qu'un système à modulation d'amplitude, on utilise un système à modulation de code à longueur de passage limitée. Ce système de modulation a une réponse telle que l'intervalle d'inversion minimum T min entre les transitions

de deux données liées aux états "O" et "1" est choisi suffisam-

ment long pour augmenter le rendement de l'enregistrement alors que l'intervalle d'inversion maximum T max est choisi court de façon que la cadence propre du c8té de la reproduction soit facile. A titre d'exemples on connatt le système 3 PM dans

lequel T min est égal à 1,5T (T étant l'intervalle de la cel-

lule de bit des données d'entrée) et T max est égal à 6 T.

Selon l'invention, en utilisant le fait que l'intervalle d'in-

version est limité, on détecte la déviation de l'intervalle d'inversion maximum ou minimum par rapport à une valeur de référence et on commande la vitesse de rotation du disque pour donner une vitesse linéaire constante suivant la déviation

constituant l'information ou la donnée.

Un exemple de l'invention sera décrit ci-après.

Dans cet exemple, on utilise comme système de modulation à code limité en longueur de passage, un système de modulation dans lequel les intervalles d'inversion minimum et maximum sont limités à T min = 1,5T et T max = 4, 5T. Ce système de

modulation sera expliqué de façon générale. Lorsque les don-

nées d'entrée passent de l'état "O" à l'état "1", l'inversion

se produit au milieu de la cellule de bit de la donnée d'entrée.

De même dans le cas d'un schéma comportant des états "1" suc-

cessifs, on coupe ces états "1" successifs à la frontière de la cellule de bit pour chaque groupe de deux ou trois bits et on génère l'inversion à la frontière après la coupure. Dans le cas d'un schéma composé d'états "O" successifs, on génère l'inversion à la frontière qui satisfait à la condition d'être éloignée de plus de 3,5 T de la précédente inversion ainsi que de plus de 1,5 T du centre de la cellule de bit dans laquelle

le dernier état "1" est apparu d'abord.

Ce système de modulation peut avoir un T max

plus court que celui des autres systèmes à code limité en lon-

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gueur de passage tel que le système 3 PM. De plus, on utilise le fait que le signal de sortie modulé avec T max (=4,5T) se

succèdant n'existe jamais dans un système à modulation habi-

tuelle, pour pouvoir utiliser un tel schéma de bit dans lequel l'intervalle d'inversion de 4,5T se succède deux fois et que l'intervalle d'inversion de 1,5 T existe précédemment comme

signal de synchronisation d'image.

Selon l'invention, on détecte et on conserve l'intervalle d'inversion maximum ou minimum contenu dans le

signal enregistré et dans l'exemple suivant, on détecte l'in-

tervalle d'inversion maximum (=4,5T) de façon analogue et on

le conserve.

De plus dans l'exemple suivant non seulement le moteur qui entraîne en rotation le disque est commandé mais on

détecte également l'intervalle d'inversion maximum et on con-

serve cet intervalle de façon à convertir correctement un signal reproduit en un signal impulsionnel. En d'autres termes,

le signal numérique qui est modulé par le code limité en lon-

gueur de passage est pratiquement dans tous les cas un signal dont la composante continue fluctue en réponse du contenu des données. Ainsi même si le signal reproduit est appliqué à un limiteur qui reçoit comme niveau de référence un niveau qui varie pour avoir un niveau fixe ou une composante continue nulle; le signal impulsionnel ainsi obtenu est différent par la largeur des impulsions du signal enregistré. On ne connaît pas de code limité en longueur de passage, dont la composante

continue est égale à O et dont la grandeur T min est importante.

De plus dans un disque à enregistrement optique, on rencontre la difficulté que la dimension du pas (cavité) correspondant à l'état "l" ou l'état "" du signal enregistré, est déviée uniformément d'une valeur prédéterminée lors de la réalisation du modèle nécessaire à préparer un disque-maitre etc. Il en résulte une difficulté liée à l'asymétrie des états haut et bas du signal reproduit qui ne correspondent pas à ceux du signal enregistré. Ainsi, suivant l'exemple suivant de l'invention, on forme un circuit de conversion de courbe de façon à résoudre les difficultés ci-dessus et à permettre de

reproduire avec une grande fidélité le signal enregistré.

L'exemple de l'invention sera décrit ci-après à l'aide des figures 1 et 2. Dans l'exemple de l'invention, un

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signal reproduit (qui est une courbe factice correspondant principalement à une courbe sinusoïdale) Sp est appliqué par la borne d'entrée l à l'une des entrées d'un limiteur 2 dont l'autre entrée reçoit une tension de référence (niveau limite) V r Le limiteur 2 donne ainsi des signaux de sortie impulsionnels S01, S02 en opposition de phase. Le signal de sortie S l de ce cas est en phase avec le signal reproduit Sp appliqué à la borne d'entrée 1 et fourni à la borne de sortie 3. Les signaux de sortie S01 et S02 sont fournis respectivement aux générateurs

de dents de scie 4a, 4b ayant chacun la m&ne constante de temps.

Les courbes en dents de scie STl, ST2 fournies par les généra-

teurs de dents de scie 4a, 4b sont appliquées respectivement aux circuits de maintien de maximum Sa, 5b. Les tensions de sortie Vdj, Vd2 des circuits de maintien Sa, 5b sont toutes deux appliquées à un soustracteur 6 et le signal de sortie ou signal de soustraction (signal d'erreur) de ce circuit attaque un générateur de tension 7 dont la sortie est appliquée en retour au limiteur 2 pour en constituer la tension de référence Vr comme cela a été indiqué. Dans ces conditions, le générateur

de tension 7 peut être principalement un amplificateur.

Les générateurs de dents de scie 4a, 4b génèrent des courbes en dents de scie ST1, ST2 dont lesniveaux augmentent progressivement suivant la même pente pendant la période dans laquelle les signaux de sortie respectifs SOl, S02 du limiteur 2 sont tous deux à l'état zéro ro"). A titre d'exemple, on examinera le cas dans lequel le signal de synchronisation d'image mentionné ci-dessus est appliqué à la borne d'entrée 1 comme signal reproduit S. A ce moment, le limiteur 2 dérive le signal

de sortie S01 de la figure 2A et le signal de sortie S02 en op-

position de phase au précédent comme représenté à la figure 2B, puis les générateurs de dents de scie 4a, 4b donnent les courbes

en dents de scie STl, ST2 dont les niveaux augmentent progressi-

vement suivant des inclinaisons prédéterminées pendant la période lorsque les signaux de sortie S% %2 sont respectivement égaux

à zéro ("0") comme indiqué aux figures 2C, 2D.

Lorsqu'il n'y a pas d'asymétrie, si le niveau de référence Vr est pris comme niveau prédéterminé, l'intervalle de 4,5T pour lequel le signal de sortie Sl du limiteur 2 est égal à "0", est égal à la période de 4,5T pour laquelle le'signal de sortie S l est égal à "l" comme cela est indiqué en traits pleins à la figure 2A. De même dans le signal de sortie S02 du limiteur 2 en opposition de phase au signal de sortie Sol, la période de 4,5T pour laquelle le signal S2 du limiteur 2 est égal à "1", est égale à la période de 4,5T pour laquelle le signal S02 est égal à "0" comme cela est indiqué en traits pleins à la figure 2B. Ainsi, la valeur maximale Vd1 de la courbe en dents de scie ST1 devient égale à Vd2 de la courbe en dents de scie ST et ainsi le signal de sortie ou signal d'erreur du soustracteur 6 s'annule. A ce moment, la tension de référence Vr dérivée du générateur de tension 7 a atteint le

niveau prédéterminé.

De plus lorsqu'il y a une asymétrie, la largeur de l'impulsion du signal de sortie Sol du limiteur 2 passant à l'état "1" augmente et la période pour laquelle le signal Soi est à l'état "0" diminue comme indiqué à la figure 2A par la courbe en pointillés; le signal de sortie S02 en opposition de

phase au signal Sol change comme indiqué par la courbe en poin-

tillés à la figure 2B. Puis, la valeur maximale de la courbe en dents de scie ST diminue comme l'indique la référence Vd ' en pointillés à la figure 2C alors que la valeur maximale de la

courbe en dents de scie ST2 augmente comme l'indique la réfé-

rence Vd2' par la courbe en pointillés à la figure 2D. Le sous-

tracteur 6 génère ainsi un signal d'erreur Vdl' - Vd2' = Av.

Le niveau de la tension de référence Vr dérivéepar le généra-

teur de tension 7 est augmenté du signal d'erreur mentionné ci-dessus et le circuit est commandé pour que l'erreur à V s'annule (A V = 0), ce qui permet de supprimer la fluctuation de la largeur de l'impulsion du fait de l'asymétrie. Si la direction de la déviation de la largeur de l'impulsion du fait de l'asymétrie est opposée à celle représentée aux figures 2A et 2B, la polarité du signal d'erreur devient positive. Dans ces conditions, le circuit est commandé de façon que le niveau

de la tension de référence V diminue.

r

De plus lorsqu'on a un schéma pour lequel l'in-

tervalle d'inversion dépasse l'intervalle d'inversion maximum T max (dans le cas ci-dessus, il s'agit de la durée de 4,5T) du système de modulation comme signal de synchronisation d'image qu'il faut discerner par rapport aux données, il suffit de détecter et de conserver l'intervalle d'inversion du signal de synchronisation. En résumé, l'intervalle d'inversion maximum ou

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minimum de l'intervalle d'inversion contenu dans le signal

reproduit est détecté et est conservé.

Le signal de sortie ou valeur maximale Vd1 ou Vd2 des circuits de maintien de maximum 5a, 5b a un niveau correspondant à la longueur de l'intervalle d'inversion maximum (=4,5T) dans le signal reproduit. Si l'on suppose ainsi qu'une longueur prédéterminée de cellule de bit du signal audio en modulation PCM est égale à T, le niveau du signal de sortie ou niveau maximum Vd1 ou Vd2 du circuit de maintien 5a ou 5b auquel est appliqué l'intervalle d'inversion de 4,5T est pris comme tension de référence de vitesse Vs; si la différence de niveau entre la tension de référence de vitesse Vs et le niveau maximum Vd1 ou Vd2 est détectée, on peut détecter l'amplitude de la

déviation par rapport à la vitesse linéaire lors de l'enregis-

trement. Dans l'exemple de l'invention selon la figure 1, le signal de sortie Vd2 du circuit de maintien de maximum 5b et

la tension de référence de vitesse Vs sont appliqués à un com-

parateur de niveau 8 qui donne alors un signal de commande de vitesse qu'il fournit à la borne de sortie 9. Le signal de commande de vitesse est appliqué à un circuit de commande d'un

moteur (non représenté) qui entra ne le disque en rotation.

De plus pour commander la rotation du disque avec très peu de variation à basse et haute fréquence et une très grande précision, on applique le signal de sortie S 0 du limiteur 2 par un différentiateur 10 à un circuit PLL (boucle verrouillée en phase) 11. Le différentiateur 10 peut dans ce cas être un circuit numérique utilisant par exemple une porte OU-EXCLUSIF. A la sortie du circuit PLL 11, on obtient une

cadence reproduite de la fréquence de bit qui a la m&me fluctua-

tion de la base de temps que le signal reproduit qui est alors fourni à un comparateur de phase 14 recevant également un signal obtenu par division de fréquence du signal de sortie d'un oscillateur à quartz 12 par l'intermédiaire d'un diviseur de fréquence 13. Le signal de sortie de comparaison du comparateur de phase 14 est appliqué à la borne de sortie 15. Ce signal de

sortie de comparaison est également fourni à un circuit d'en-

trafnement de moteur comme signal de commande de vitesse.

Le signal de commande de vitesse à la sortie 9

est utilisé de façon que le circuit PLL 11 effectue un verrouil-

lage de phase normal. Comme le circuit PLL 11 a une plage de prise et une plage de verrouillage limitées, sauf si l'on utilise le signal de commande de vitesse sur la borne de sortie 9, il est impossible de verrouiller la rotation de.phase du disque sur la sortie de l'oscillateur à quartz 12 suivant une variation de vitesse linéaire importante engendrée par la posi-

tion de balayage du dispositif de lecture.

La figure 3 montre un autre schéma-bloc de

l'invention. Cet exemple détecte l'intervalle d'inversion maxi-

mmu de façon numérique et conserve l'intervalle détecté, con-

trairement à l'exemple précédent de l'invention. Dans l'exemple de l'invention selon la figure 3, comme pour le premier exemple de l'invention, on a un limiteur 2 qui reçoit la tension de référence Vr du générateur de tension 7 et le signal reproduit Sp appliqué à la borne d'entrée 1. Les signaux de sortie S01, S02 fournis par le limiteur 2 et qui sont en opposition de phase, sont appliqués respectivement aux bornes EN des compteurs 16a, 16b pour les autoriser-; les compteurs comptent alors les impulsions de cadence (la fréquence des impulsions de cadence est suffisamment plus grande que celle des données), cette impulsion de cadence étant fournie par un oscillateur de cadence pendant la période lorsque les signaux Sl s02 sont a l'état "0". Lorsque les signaux S l et S02 passent de l'état "0" à l'état "1", les signaux de sortie des compteurs 16a, 16b sont fournis respectivement aux registres 17a, 17b, puis les compteurs 16a, 16b sont effacés pendant la période dans laquelle les signaux SO1, S02 sont à l'état "1". Les registres 18a, 18b sont reliés respectivement aux registres 17a, 17b et le contenu

des registres 17a, 17b est transféré respectivement aux regis-

tres 18a, l8b en fonction de l'amplitude des grandeurs A+ et Arespectivement enregistrées dans les registres 17a, 17b et

les grandeurs B+, B- enregistrées dans les registres 18a, 18b.

En d'autres termes, si les deux conditions A+ > B+ et A- > B-

sont toutes deux satisfaites, les registres l8a, 18b reçoivent respectivement les grandeurs A+ et A-; par contre, si les

deux conditions A+ C B+ et A- < B- sont toutes deux satisfai-

tes, le contenu des registres 18a, 18b reste inchangé.

Comme indiqué, la donnée correspondant aux grandeurs maximales des intervalles d'inversion concernant les polarités positives et négatives sont enregistrées dans les registres respectifs 18a, 18b et leurs contenus sont tous deux fournis au soustracteur 6. C'est pourquoi comme dans le premier exemple de l'invention selon la figure 3, le soustracteur 6 génère un signal d'erreur et le générateur de tension 7 donne

une tension de référence Vr qui annule le signal d'erreur.

Dans cet exemple, les registres 18a, 18b sont réalisés de façon que leurs contenus B+, B- soient réduits progressivement à un certain temps unitaire correspondant à la

constante de temps de décharge du circuit de maintien maximum.

En pratique chacun des registres 18a, 18b est formé d'un compteur qui reçoit une entrée de soustraction. Lorsque l'entrée de soustraction est appliquée, le temps unitaire est déterminé

en tenant compte de la période ou de l'intervalle lorsque l'in-

tervalle d'inversion maximum apparait, (dans l'exemple ci-dessus

il s'agit de la période d'image).

Le contenu B- du registre 18b est fourni à un comparateur de niveau numérique 8 (qui doit être constitué par un soustracteur) pour être comparé à une donnée de référence (correspondant à la tension de référence V de l'exemple de la figure 1) fournie par un générateur de données de référence 19: le comparateur de niveau 8 donne un signal de commande de moteur qui est disponible sur la borne de sortie 9. Le circuit d'asservissement formé par le circuit PLL 11 et l'oscillateur

à quartz 12 correspond à l'exemple de la figure 1.

La description des exemples ci-dessus montre

que dans le cadre de l'invention, on peut reproduire un disque à vitesse linéaire constante sans utiliser de détecteur pour détecter la position du dispositif de lecture et de diviseur recevant le signal détecté. On aboutit ainsi à une construction

simple et peu coûteuse de la commande de rotation.

De plus selon l'invention, contrairement à la réalisation dans laquelle l'information de commande s'obtient au moment de la montée ou de la chute du signal reproduit, aucun réglage n'est nécessaire à chaque fois lorsque l'on

change le lecteur ou le dispositif de lecture.

En outre selon l'invention, la valeur maximale de l'intervalle d'inversion du signal reproduit est déterminée

par le système de modulation à code limité en longueur de pas-

sage ou par le schéma de synchronisation et la fréquence des

bits. Ainsi, lorsque le système de modulation du signal enre-

gistré sur le disque rotatif et le format du schéma de synchroni-

sation, la fréquence des bits etc sont déterminés, le niveau de la tension de référence de vitesse Vs correspondant à la valeur maximale de l'intervalle dinversion devient une grandeur prédéterminée. Selon l'invention, on effectue une commande de rotation telle que le signal de sortie, détecté, coïncide avec la tension de référence de vitesse Vs pour que si le format est identique, mgme si l'on reproduit des disques enregistrés à

des vitesses linéaires différentes, on peut faire tourner auto-

matiquement les disques à la même vitesse linéaire qu'à leur enregistrement. Ainsi dans le cadre de l'invention, même si l'on

supprime le circuit d'asservissement à circuit PLL 11 et l'oscil-

lateur à quartz 12, on arrive pratiquement au mome résultat.

Enfin comme réalisation du circuit assurant une commande de rotation similaire de grande précision, on peut

envisager diverses modifications et changements.

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Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I 0 N S

   ) Appareil pour reproduire un disque d'enregis-

   trement, sur lequel est enregistré un signal PCM en code limité en longueur de passage, appareil caractérisé en ce qu'il présente une borne d'entrée (1) recevant un signal reproduit (S p) à partir du disque d'enregistrement, un détecteur (2, 4a, 4b, 5a, b, 6) détectant l'intervalle de transition minimum ou maximum contenu dans le signal reproduit et donnant un signal de détection, un comparateur (8) comparant le signal détecté et un signal de référence (V s) correspondant à l'intervalle de transition maximum ou minimum pendant la rotation du disque à une vitesse prédéterminée et donnant un signal de commande pour

   un circuit d'asservissement réglant la rotation du disque.

   ) Appareil selon la revendication 1, caracté-

   risé en ce que le détecteur comporte un générateur de dents de scie (4a, 4b) dérivant un signal en dents de scie pendant les intervalles de transition prédéterminés du signal reproduit et un circuit de maintien de maximum (5a, 5b) pour conserver une valeur de maximum de l'amplitude de la courbe en dents de scie

   et alimenter le comparateur avec cette valeur de maximum.

   ) Appareil selon la revendication l,caracté-

   risé en ce que le détecteur comporte un générateur de cadence

   générant un signal de cadence de durée plus courte que l'inter-

   valle de transition maximum, un compteur (6) pour compter le

   signal de cadence pendant les intervalles de transition prédé-

   terminés du signal reproduit, un premier registre recevant l'état de comptage du compteur, un second registre recevant la

   grandeur enregistrée du premier registre comme signal de détec-

   tion lorsque la grandeur enregistrée du second registre est inférieure à la grandeur enregistrée dans le premier registre, et le comparateur reçoit la grandeur enregistrée du second registre comme signal de détection et une donnée de référence

   comme signal de référence.

   il