FR2511170A1 - Systeme de poursuite de seuil automatique - Google Patents

Abstract

UN ENREGISTREUR MAGNETIQUE COMPORTE UN CIRCUIT DE LECTURE POUR LE DECODAGE D'UN SIGNAL DE DONNEES NUMERIQUE A FORME D'ONDE TERNAIRE, DANS LEQUEL DES NIVEAUX DE SEUIL POSITIF ET NEGATIF, SERVANT A LA DISCRIMINATION ENTRE DES NIVEAUX DE SIGNAL REPRESENTATIFS DE "UN" DE DONNEES ET DE NIVEAUX DE SIGNAL REPRESENTATIFS DE "ZERO" DE DONNEES, SUBISSENT UN AJUSTEMENT AUTOMATIQUE DESTINE A COMPENSER DES REDUCTIONS OCCASIONNELLES DU NIVEAU GLOBAL DE SIGNAL DECOULANT DE DEFAILLANCES ET DE BRUIT DE MODULATION DU MILIEU MAGNETIQUE. DEUX ECHANTILLONNEURS A MEMOIRE 32, 38 SERVENT A GENERER UN SIGNAL DE SORTIE DONT L'AMPLITUDE REFLETE SEULEMENT CEUX DES NIVEAUX DE SIGNAL QUI SONT SUPERIEURS A UNE CERTAINE VALEUR ABSOLUE MINIMALE. CE SIGNAL DE SORTIE EST FILTRE, PUIS SERT A GENERER LES NIVEAUX DE SEUIL POSITIF ET NEGATIF COMPENSES.

Description

117-0

La présente invention a trait à des circuits de décodage

de signaux de données numériques à forme d'onde ternaire à co-

dage de réponse partielle et, plus particulièrement, un systè-

me de restitution d'enregistrement magnétique dans lequel les niveaux de seuils servant à la discrimination entre les "uns"

et les "zéros" du signal sont ajustés automatiquement pour sui-

vre le niveau du signal de données, ce qui assure une compen-

sation de toute baisse au-dessous de la normale du niveau d'en-

semble du signal.

On a mis au point de nombreuses techniques différentes pour réduire la largeur de bande nécessaire à un signal, améliorer la réponse en rapport signal/bruit d'un circuit et, dans des système d'enregistrement magnétique, maximiser la densité de données Une méthode que l'on a mise en oeuvre avec succès est celle de codage de réponse partielle des données numériques, méthode susceptible d'apporter des perfectionnements dans tous

les domaines sus-indiqués Divers modes de transmission de si-

gnaux à réponse partielle sont passés en revue dans Kabal et Pasupathy, "Partial-Response Signalling", LEEE Transactions on

Communications, Vol COM-23, No 9, sept 1975 Le premier ar-

ticle à décrire l'utilisation d'un codage de réponse partiel-le dans des systèmes d'enregistrement magnétique est celui de Kobayashi et Tang "Application of Partial-Response Channel Coding to Magnetic Recording Systems", IBM J Res & Devel,

juillet 1970.

Dans un enregistreur magnétique, l'avantage offert par des

signaux de réponse partielle est que, si l'on trace le graphi-

que de la réponse en fréquence du spectre de bruit par rapport à la caractéristique de réponse au signal de réponse partielle, on voit que pour certaines fonctions de réponse partielle, en particulier du type de Classe IV défini dans l'article de Kabal, la réponse de signal est sensiblement l'inverse du spectre de bruit, ce qui permet de réduire notablement le rapport signal/

bruit si l'on adapte la réponse partielle au spectre de bruit.

Le codage de réponse partielle de Classe IV est aussi exempt

de courant continu lors de la lecture de la bande, c'est-à-di-

re que les signaux sont couplés en alternatif Ainsi, le signal

est automatiquement centré sur O volt.

L'un des inconvénients inhérents à l'utilisation du codage de réponse partielle est qu'au lieu que les données soient, au point de décodage, sous forme binaire, c'est-à-dire de " 1 " et de " O " numériques, un signal de réponse partielle de Classe IV

implique des signaux à trois niveaux (à forme d'onde ternaire).

Un autre problème plus important posé par les systèmes de

codage de réponse partielle est que le signal de réponse par-

tielle est sujet à des variations rapides du niveau de signal telles que pouvant résulter, par exemple, de défaillances et du bruit de modulation engendré par une bande magnétique Ces variations décalent momentanément la forme d'onde du signal de sorte que, lors du décodage du signal, usuellement opéré en décelant si le signal est ou non au-dessus ou audessous d'un niveau de seuil spécifique, on peut commettre inutilement des

erreurs de décodage.

Plus particulièrement, un système de transmission de si-

gnaux de réponse partielle de Classe IV présente couramment, au point de décodage, un signal à trois niveaux: + 1, O ou -1, tous les zéros binaires du message original étant au niveau médian ou de zéro du signal de réponse partielle et les niveaux

+ 1 et -1 correspondant à un 1 ' numérique Ain-si, pour recon-

vertir par décodage ce signal en signal binaire, il faut deux

décomposeurs ou comparateurs, un premier comparateur se réfé-

rant à un niveau de seuil positif pour la discrimination en-

tre un niveau + 1 et un niveau O et un second comparateur se référant à un niveau de seuil négatif pour la discrimination

entre un -1 et un 0 Généralement, dans un système d'enregis-

trement magnétique, un signal NRZ binaire subit un précodage

numérique avant enregistrement, puis est converti par des mo-

yens analogiques, à la lecture, en une forme d'onde ternaire qui est ensuite couplée simultanément à deux comparateurs de ce genre, lesquels agissent pour déceler respectivement les niveaux de signal + 1, O ou -1 à un temps d'échantillonnage spécifique apparaissant une fois par période d'unité de donnée, et dont les signaux de sortie sont soumis à une combinaison

logique pour la reconstitution du message binaire d'origine.

Le moyen conformateur analogique précité est à fonction sinuol-

dale tronquée et opère la soustraction d'une -version retardée du signal à la forme non retardée, âprès quoi agit un fiitre 'passe-bas de limitation de

bande Telleoe typiquerent utilisée dans les systèoes d'enregistré-

ment magnétique, la forme d'onde binaire précodée est enregis-

trée en saturation, et la conformation en fonction sinuoldale linéaire sert, à la lecture, à améliorer le rapport signal/

bruit avant décodage des données.

Aux comparateurs servant au décodage sont normalement ap- pliquées des tensions de référence fixes, qui déterminent leurs niveaux de seuil Ces seuils sont usuellement fixés aux points milieux entre le niveau central et les niveaux extérieurs

(tant haut que bas) apparaissant dans une trame à oeil couran-

te, comme décrit dans l'article sus-cité de Kabal et al Le

temps de déblocage (temps d'échantillonnage effectif, ou ins-

tant de décision) est ajusté de manière à apparaître au moment

o la tension de signal croise les foyers de la trame à oeil.

Cet instant est celui o la tension de signal devrait, si elle est exempte de bruit et non modulée, se trouver à l'un des

trois niveaux spécifiques, le niveau central indiquant un mes-

sage " O " et l'un ou l'autre des niveaux extérieurs indiquant un " 1 " Les niveaux de seuil étant fixés à mi-chemin entre ces points, il peut y avoir addition d'un maximum de tension de

bruit avant que surviennent des erreurs de détection.

Lorsqu'apparaît une défaillance partielle, due à un défaut

de ma bande, le signal subit une réduction de l'amplitude crê-

te-à-crête de part et d'autre du niveau central pendant la du-

rée d'un certain nombre d'unités de données Les niveaux de " 1 "

sont donc décalés, alors que celui de " O "-ne l'est pas, atten-

du que le signal est couplé en alternatif Avec des seuils fi-

xes la réduction de l'amplitude de signal à la moitié ou moins de la normale fait déceler de manière erronée un " 1 " comme un " O ", même en l'absence de bruit additif En présence du bruit

électronique additif inévitable, des erreurs peuvent apparaî-

tre même lors de réductions moindres du signal Ces erreurs sont encore plus prononcées quand la densité de données est

plus forte.

Si l'on pouvait faire en sorte que les tensions de seuil varient automatiquement en fonction de l'amplitude de signal de manière à demeurer toujours à mi-chemin entre les niveaux de signal qui existeraient en l'absence de bruit additif, le

décodage pourrait se poursuivre en dépit de réductions de l'am-

plitude de signaux de réponse partielle tant que le rapport si-

gnal réduit/bruit additif demeurerait adéquat Attendu que les

défaillances superficielles, lors desquelles le signal ne bais-

se que de quelques décibels, sont beaucoup plus fréquentes que les défaillances profondes, on pourrait de la sorte éviter beaucoup d'erreurs Dans des systèmes à très fortes densités

de données, de telles défaillances apparaissent à des inter-

valles relativement grands par rapport à la densité de donnée

et avec un taux de perte d'amplitude du signal assez constant.

La présente invention a donc pour buts: de proposer un moyen propre à amener les niveaux de

seuil servant au décodage de signaux codés de réponse partiel-

le à varier proportionnellement et quasi simultanément aux

variations du niveau d'ensemble d'un signal de réponse partiel-

le, ce qui permet à ces niveaux de seuil de conserver un ni-

veau optimum par rapport au signal de réponse partielle, de sorte que les erreurs commises en décelant les vrais niveaux

de signal sont minimisées lors de telles variations du ni-

veau de signal de compenser l'apparition d'une défaillance ou autre bruit dans un signal de réponse partielle par modification des niveaux de référence de seuil en fonction de l'étendue de la défaillance décelée;

de proposer un mode de transmission de signaux de ré-

ponse partielle permettant d'obtenir une plus forte densité de données sur un milieu d'enregistrement magnétique; de proposer un moyen permettant d'ajuster des niveaux

de seuil en fonction d'une composante fractionnaire d'un ni-

veau de 1 numérique précédemment décelé de façon à rendre possible un ajustement de niveau de seuil qui ramène le niveau

de seuil à une valeur aussi basse que celle du niveau de bruit.

Ces buts et avantages de la présente invention apparal-

tront mieux d'après la description qui va suivre et les des-

sins annexés, sur lesquels:

la figure 1 est un schéma symbolique d'un système de déco-

dage de réponse partielle comportant un circuit de poursuite de seuil selon la présente invention;

les figures 2 A et 2 B représentent une trame à oeil de ré-

ponse partielle de Classe IV et une trame à oeil ayant subi re-

dressement onde entière; la figure 3 est un diagramme de synchronisation illustrant le fonctionnement du circuit de poursuite de seuil représenté

sur la figure 1.

D'une manière générale, la présente invention a trait à un système propre à amener automatiquement des niveaux de seuil positif et négatif, servant à décoder un signal codé en réponse partielle à trois niveaux, à suivre les variations d'amplitude globale du signal de réponse partielle Le circuit comporte des moyens échantillonneurs à mémoire pour générer et maintenir un signal de sortie dont l'amplitude soit égale à la valeur absolue du niveau présent pris par ledit signal de réponse partielle à un temps d'horloge spécifié, quand ledit niveau de signal représente au moins une fraction déterminée

du niveau d'un signal de sortie précédemment généré et mainte-

nu Il comporte aussi des moyens pour générer les signaux de seuil positif et négatif en fonction du niveau présent de ce

signal de sortie.

Plus particulièrement, dans un système d'enregistrement magnétique, un circuit de lecture pour le décodage d'un signal

de données numérique de réponse partielle à trois niveaux (for-

me d'onde ternaire) comporte un moyen d'extraction de signal d'horloge pour générer périodiquement une impulsion d'horloge

chaque fois que le niveau dudit signal de données est repré-

sentatif de données à échantillonner, un premier moyen assurant en réponse à chaque impulsion d'horloge l'échantillonnage, le maintien et l'émission d'un signal dont le niveau représente

le niveau présent du signal de données, un second moyen assu-

rant l'échantillonnage, le maintien et l'émission d'un second

signal de sortie représentant le niveau présent du premier si-

gnal de sortie chaque fois que l'amplitude du premier signal

de sortie est au moins égal à une amplitude qui est une frac-

tion déterminée du niveau du second signal de sortie présen-

tement maintenu, un filtre passe-bas pour lisser les varia-

tions d'amplitude de seconds signaux de sortie successifs, et un moyen pour générer des niveaux de seuil positif et négatif

dont les amplitudes sont desdits seconds signaux de sortie lis-

sés mais sont de polarités opposées, chaque polarité correspon-

dant à la polarité de l'un des deux niveaux extérieurs dudit signal de données numérique Des moyens sont aussi prévus pour comparer le signal de données à ces niveaux de seuil positif et négatif et pour générer, en réponse à chaque impulsion d'horloge, un " 1 " de données numérique de sortie chaque fois que ledit niveau de signal de données excède positivement le niveau de seuil positif ou excède négativement le niveau

de seuil négatif, et pour générer un O de données numéri-

que chaque fois que le signal de données a une grandeur ab-

solue inférieure à l'un ou l'autre des niveaux de seuil.

L'invention peut être définie ici tant en tant qu'appareil qu'en tant que procédé Bien que la présente invention soit de préférence applicable pour la réduction du bruit dans un

signal de lecture provenant d'un milieu d'enregistrement ma-

gnétique, il apparaîtra à l'homme de l'art qu'elle peut être appliquée à divers autres types de systèmes de décodage de

signal de réponse partielle, et à des appareils autres qu'en-

registreurs magnétiques.

En considérant maintenant la figure 1, on voit en 10 un circuit de décodage de signaux de réponse partielle comportant un circuit de pouruite de seuil 12 Dans un système simple, les signaux de réponse partielle peuvent provenir directement d'un milieu d'enregistrement magnétique 14 par l'intermédiaire d'une tête de lecture magnétique 16 Il en est ainsi parce

que le mode de reproduction mettant en oeuvre des têtes in-

ductives courantes implique une différenciation quant à la forme d'onde du signal Le signal émant de la tête de lecture 16 peut donc être appliqué à un décodeur 10 simplement par l'intermédiaire d'un amplificateur courant 18 Bien que le

système représenté sur la figure 1 corresponde à un type sim-

ple de génération de réponse partielle, un filtrage addition-

nel non illustré s'imposerait pour l'obtention d'une réponse

de Classe IV.

Comme décrit plus haut, les système de décodage de signal de réponse partielle selon la technique antérieure comportent couramment deux circuits comparateurs 20 et 22, auquels le

signal de réponse partielle est appliqué aux fins de comparai-

son avec les niveaux de référence de seuil correspondants,

qui sont appliqués à l'autre entrée de chacun des comparateurs.

On peut appliquer un niveau de-seuil positif fixe au compara-

teur 20, et un niveau de seuil négatif fixe au comparateur 22, de sorte que quand les comparateurs 20, 22 sont rythmés par une impulsion d'horloge CLK à travers un circuit d'ajustement de phase 24, si le signal de réponse partielle est à ce moment plus grand que le niveau de référence de seuil positif, c'est le comparateur 20 qui est mis en action, tandis que si le si- gnal de réponse partielle est inférieur au niveau de référence

de seuil négatif, c'est le comparateur 22 qui est mis en ac-

tion Dans un troisième cas, o le signal de réponse partielle n'est ni supérieur au niveau de référence de seuil positif, ni inférieur au niveau de référence dé 'seuil négatif, ni l'un ni l'autre des comparateurs 20 et 22 n'est mis en action lors de l'impulsion d'horloge Une porte OU 26 assure la sortie d'un

niveau positif chaque fois qu'un signal sort d'un des compara-

teurs 20 et 22, de sorte qu'à la sortie de la porte OU 26 ap-

parait un signal de "" numérique chaque fois que le signal

de réponse partielle est soit supérieur au niveau de référen-

ce de seuil positif, soit inférieur au niveau de référence de

seuil négatif, et un signal de " O " numérique pour tous les au-

tres niveaux du signal de réponse partielle En conséquence,

le signal de sortie de la porte OU 26 constitue le signal nu-

mérique à deux niveaux reconstitué Pour le maintien du niveau binaire présent de sortie de la porte OU 26 jusqu'à l'impulsion d'horloge CLK suivante, un verrou courant 28 est alimenté par

la porte OU 26 et actionné par l'impulsion CLK ou quelque im-

pulsion analogue de sorte que le signal de sortie Q du verrou 28 constitue le signal de données numérique binaire émis par

le décodeur 10.

Suivant la présente invention, on opère une mesure du ni-

veau présent des "" positifs et négatifs que comporte le si-

gnal de réponse partielle La tension obtenue à partir de cette mesure est filtrée en passe-bas et, après ajustement approprié

de sa grandeur, elle constitue directement les niveaux de ré-

férence de seuil positif et négatif fournis aux comparateurs

et 22.

Si l'on considère maintenant tout spécialement le circuit de poursuite le seuil 12 de la figure 1, la première étape dans

la détection de variation du niveau global d'amplitude du si-

gnal de réponse partielle réside dans le redressement onde en-

tière du signal de réponse partielle d'entrée, opéré par un

redresseur 30 Le fonctionnement du redresseur 30 est illus-

tré par les schémas de trame à oeil de la figure 2 A et de tra-

me à oeil redressée de la figure 2 B Comme on le voit sur la

figure 2, attendu que le signal de réponse partielle de Clas-

se IV est un signal couplé en alternatif, le niveau central

du signal à trois niveaux est toujours au zéro La forme d'on-

de redressée ou "repliée" de la figure 2 B montre qu'il n'y a

plus alors qu'un seul trou d'oeil à chaque temps d'échantil-

lonnage, l'oeil comportant deux foyers dont l'un, situé au niveau zéro, représente les O " de données et dont l'autre représente les "l" de données Par conséquent, par redressement onde entière du signal, toutes les amplitudes de signal sont converties en les valeurs absolues correspondantes et sont

fonction, aux temps d'échantillonnage, de l'amplitude crête-

à-crête du signal arrivant majorées des effets de bruit Au-

trement dit, que le niveau de signal antérieur soit positif ou négatif, tous les niveaux présentent alors un seul sens de

polarité par rapport au niveau central.

Le signal de sortie du redresseur 30 est appliqué à un

échantillonneur à mémoire courant A représenté en 32, qui com-

porte un interrupteur d'échantillonnage 34 commandé par une entrée de rythme externe et un moyen de maintien de tension

constitué par un condensateur 36 Le signal de sortie de l'é-

chantillonneur à mémoire 32 est appliqué à travers un amplifi-

cateur tampon 38 à un second échantillonneur à mémoire repré-

senté en 38 L'échantillonneur à mémoire B comporte les mêmes composants que l'échantillonneur à mémoire A, notamment un interrupteur d'échantillonnage 40 et un moyen de maintien de tension constitué par un condensateur 42 Le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B est appliqué à travers un

second amplificateur tampon 44 à un circuit de filtre passe-

bas et de réglage de gain 46, ainsi qu'à un comparateur 48 à travers un réseau résistant diviseur de tension Ce réseau comprend les résistances 50 et 52 Ces résistances 50 et 52 assure le couplage d'une fraction déterminé du niveau présent maintenu par l'échantillonneur à mémoire B à une entrée du

comparateur 48 Comme représenté sur la figure 1, l'autre en-

trée du comparateur 48 est alimentée à partir du signal de sortie du premier échantillonneur à mémoire 1 Comme on le

voit, le comparateur 48 assure, lorsqu'il est rythmé, l'émis-

sion d'un signal chaque fois que le signal de sortie de l'é-

chantillonneur à mémoire A excède la composante fractionnaire

du signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B, la frac-

tion étant définie par les valeurs des résistances 50 et 52. On note que de l'autre côté de la résistance 52 s'applique une

tension Vc Cette tension est celle du niveau central du si-

gnal de réponse partielle qui est, on l'a dit, égale à O volt

pour un signal de réponse partielle de Classe IV.

La sortie du comparateur 48 alimente une porte ET 54, dont

l'autre borne d'entrée reçoit une impulsion d'horloge La por-

te ET 54 assure la mise en action de l'échantillonneur à mé-

moire B, auquel elle fait ainsi échantillonner le signal pré-

sentement maintenu dans l'échantionneur à mémoire 1, chaque fois que le signal de sortie du comparateur 48 indique que le

signal sortant de l'échantillonneur à mémoire A excède le com-

posant fractionnaire du présent signal de sortie de l'échan-

tillonneur à mémoire B Le circuit décrit ci-dessus est desti-

né à faire échantillonner par l'échantillonneur à mémoire B le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire A seulement quand le signal de sortie de celui-ci est représentatif d'un

niveau de " 1 " numérique et non d'un niveau de " O " numérique.

Il en est ainsi parce que le signal de sortie de l'échantil-

lonneur à mémoire B est destiné à épouser les variations de niveau des extrêmes du signal de réponse partielle lors de la

détection de " 1 " de données En conséquence, le signal de sor-

tie de l'échantillonneur à mémoire B est un niveau de tension dont l'amplitude épouse quasi simultanément l'amplitude des variations de niveau de tels " 1 " numériques présents dans le

signal de réponse partielle.

Dans la réalisation préférée, la quantité fractionnaire du signal de sortie du second échantillonneur à mémoire est égale

à une moitié Ainsi, si le niveau de tension de sortie du pre-

mier échantillonneur à mémoire est inférieur à la moitié du niveau du présent signal de sortie du second échantillonneur à mémoire, le circuit présume que c'est un " O " qui a été reçu, et l'impulsion d'échantillonnage du second échantillonneur à

mémoire est inhibée par l'intermédiaire de la porte ET 54 At-

tendu que les défaillances présentent rarement, si jamais, un changement instantané de niveau de signal (le changement type étant de 6 d B sur 100 unités de données quand la densité de

données linéaire est modérément élevée), ce circuit peut sui-

vre tous les changements de niveau de " 1 " de données apparais-

sant au cours de la plupart sinon de la totalité de ces défail- lances.

On l'a dit, le signal de sortie de l'échantillonneur à mé-

moire B est appliqué à travers un amplificateur tampon 44 à un

circuit de filtre passe-bas et de réglage de gain 46 Le fil-

tre passe-bas assure un lissage du signal de sortie de l'é-

chantillonneur à mémoire B Ceci est nécessaire pour éliminer,

dans toute la mesure du possible, les effets de jigue et au-

tres provoqués par le bruit La largeur de bande du filtre pas-

se-bas est choisie par compromis entre celle d'un filtre qui réduise les effets du bruit additif, ce qui fait pencher en

faveur d'une largeur de bande faible, et celle d'un filtre ap-

te à épouser les plus rapides variations de signal auxquelles

on peut s'attendre, ce qui fait pencher en faveur d'une lar-

geur de bande plus importante Expérimentalement, un filtre dont le temps de réponse correspond à environ 20 périodes d' unité de données s'avère approprié L'adoption dans le filtre d'un motif de phase linéaire, avec un retard correspondant dans le trajet de signal, offre l'avantage que le lissage de la mesure d'amplitude a lieu en symétrie avec le temps, les valeurs d'échantillon prélevées tant avant qu'après l'instant présent se voyant attribuer-le même poids dans le processus d'intégration. La partie de réglage de gain du circuit 46 est simplement

destinée à assurer que le signal de sortie du circuit de pour-

suite de seuil 12 reflète la grandeur de référence de seuil

réelle nécessaire aux comparateurs 20 et 22 pour agir correcte-

ment sur les signaux de réponse partielle appliqués à leurs entrées Le cliveur 56 agit pour diviser par clivage le signal de sortie du circuit de filtre passe-bas et de réglage de gain

46 en des niveaux de tension de seuil positif et négatif à ap-

pliquer respectivement aux comparateurs 20 et 22.

Le mode de génération des impulsions d'horloge CLK et

autres nécessaires au bon fonctionnement du circuit de pour-

suite de seuil 12 selon la présente invention est couramment connu du technicien moyen Dans la réalisation représentée sur

la figure 1, l'impulsion d'horloge CLK est générée par un cir-

cuit d'extraction de signal d'horloge 60 Une impulsion CLK est générée une fois par période d'unité de données et fournit le rythme nécessaire pour échantillonner la forme d'onde de réponse partielle aux temps d'échantillonnage voulus Dans un système de réponse partielle, les temps d'échantillonnage sont définis en sorte de se situer aux foyers de la trame à oeil, c'est-à-dire au milieu du trou de l'oeil Comme noté plus haut, un échantillon de trame à oeil est représenté sur la figure 2 A. Un circuit courant d'extraction de signal d'horloge 60

peut comporter un oscillateur autonome verrouillé, par l'inter-

médiaire d'une boucle verrouillée en phase, sur une composante

de fréquence d'horloge dérivée du signal En vue de synchroni-

ser l'échantillonneur à mémoire A de façon que l'échantillon soit prélevé précisément au foyer ou point de croisement de l'oeil, il est prévu un circuit de réglage de phase 62, ceci parce que la fréquence du signal CLK peut s'obtenir à partir

du signal de réponse partielle d'entrée, mais que la phase re-

* lative n'est pas connue Le circuit de réglage de phase 62 comporte un réglage manuel servant à étalonner le système pour

que le signal appliqué à l'échantillonneur à mémoire A ap-

paraisse précisément au moment de croisement de l'oeil Le signal de sortie du circuit de réglage de phase 62 atteint un conformateur d'impulsion 64 qui assure simplement la mise de

l'impulsion d'horloge sous forme d'impulsion d'échantillon-

nage relativement étroite.

Divers circuits à retard, indiqué en 66, 68 et 70 sont aus-

si prévus et servent à assurer que toutes les actions du cir-

cuit de poursuite de seuil 12 soient en bonne corrélation tem-

porelle avec celles des autres composants du circuit, en com-

pensant les retards de circuit éventuels.

Plus particulièrement, le circuit à retard 68 est néces-

saire pour établir la relation voulue entre les temps d'échan-

tillonnage des échantillonneurs à mémoire A et B Similaire-

ment, le circuit à retard 70 est nécessaire pour retarder l'ap-

plication du signal d'horloge au comparateur 48, en vue d'éta-

blir la relation voulue entre le temps d'échantillonnage de

l'échantillonneur à mamoire B et le temps de verrouillage (dé-

cision)du comparateur 48 L'échantillonneur à mémoire B doit prélever son échantillon à la sortie de A tard dans la période

de maintien de A, peu avant prélèvement de l'échantillon sui-

vant sur le signal Le comparateur 48 doit prendre sa décision pendant le maintien par A et B des valeurs d'échantillonnage

respectives, suffisamment avant le temps suivant d'échantil-

lonnage de B pour qu'elle soit inhibée à la traversée de la

porte 54, compte tenu des délais de propagation.

Le circuit à retard 66 sert à assurer que le signal de ré- ponse partielle couplé aux comparateurs 20 et 22 arrive en

quasi-simultanéité avec les niveaux de seuil positif et néga-

tif émis par le cliveur 56 Le retard de circuit compensé par le circuit à retard 66 est en majeure partie celui provoqué

dans le filtre passe-bas 46.

La figure 3 est un diagramme de synchronisation illustrant le fonctionnement du circuit de poursuite de seuil représenté

sur la figure 1 Su? la figure 3, la première courbe corres-

pond à un exemple de signal de réponse partielle à trois ni-

veaux: niveaux de données + 1, -l et-0 Toutefois, ici encore, cette courbe est simplifiée par rapport à une réponse partielle

de Classe IV pour laquelle, souvent, le temps d'échantillon-

nage n'est pas à la crête de la forme d'onde Sont indiqués aussi les divers temps d'horloge t 1 à t 11 qui serviront ici à exposer diverses caractéristiques des courbes de la figure

3 A titre illustratif, la courbe de réponse partielle repré-

sentée sur la figure 3 comporte des niveaux de seuil positif et négatif fixes choisis en tant qu'exemples Dans le cas de cette courbe, au temps t 6 le signal de réponse partielle ne dépasse que tout juste le niveau de seuil négatif et, au temps t 7, le signal de réponse partielle est en deçà du niveau de

seuil positif et demaure au-dessus des niveaux de seuil posi-

tif et négatif jusqu'au temps t i La présente invention a pour but d'ajuster les niveaux de seuils positif et négatif pour tenter dans de telles occurrences, que celles-ci découlent d'une défaillance ou d'un autre bruit de signal, de faire

subsister les impulsions de " 1 " de données qui seraient autre-

ment perdues.

La seconde courbe de la figure 3 illustre le fonctionnement

du redresseur 30, le signal de sortie ayant subi un redres-

sement onde entière du signal de sortie, de sorte qu'il est toujours polarisé dans un seul sens, pour tous les " 1 ", par

rapport au niveau médian ou 0 Autrement dit, ce sont les va-

leurs absolues du signal de réponse partielle qui sont échan- tillonnées par le circuit de poursuite de seuil pour servir à ajuster les niveaux de seuil positif et négatif, afin de

permettre l'utilisation d'un nombre maximum d'échantillons.

La troisième courbe illustre le fonctionnement de l'é-

chantillonneur à mémoire A et montre que celui-ci est synchro-

nisé pour échantillonner et maintenir le niveau présenté par le signal de sortie du redresseur 30 à chaque temps-d'horloge, par exemple aux temps t 1 à til Ainsi, comme on le voit, au

temps t 1, l'échantillonneur à mémoire A échantillonne et main-

tient le niveau présent du signal de réponse partielle redres-

sé Au temps t 2, on voit que le signal de sortie du redres-

seur 30 est à un niveau 0, de sorte qu'à un certain temps ul-

térieur, le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire A

correspond aussi à ce niveau 0 Le signal de sortie du re-

dresseur 30 demeurant au niveau de données O au temps t 3, le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire A prend aussi et conserve cette valeur Aux temps t 4, t 5 et t 6, les signaux redressés étant tous positifs et supérieurs au niveau de seuil normal, l'échantillonneur à mémoire A prélève et maintien des niveaux correspondants Comme on le voit, même au temps t 7, o le signal de sortie du redresseur 30 est inférieur au niveau de seuil normal, l'échantillonneur à mémoire A prélève tout

de même ce niveau et le maintient jusqu'au temps d'échantil-

lonnage suivant En résumé, l'échantillonneur à mémoire A échan-

tillonne et maintient à chacun des temps d'horloge successifs

la valeur présente du signal de sortie du redresseur 30 jus-

qu'au temps d'échantillonnage suivant.

La courbe suivante représente le signal de sortie de l'é-

chantillonneur à mémoire B, dont les temps d'échantillonnage

sont indiqués par les petits x portés sur la courbe de l'é-

chantillonneur à mémoire A On voit ainsi que l'échantillon-

nage par l'échantillonneur B a lieu à quelque moment précédant de peu de temps d'échantillonnage suivant, bien après que le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire A ait eu le

temps de monter ou de descendre jusqu'au niveau de son échan-

tillonnage Comme représenté, le signal de sortie engendré par

l'échantillonneur à mémoire B ne varie pas en réponse aux si-

gnaux de sortie de l'échantillonneur à mémoire A quand ceux-

ci sont inférieurs à une certaine fraction du niveau présent de l'échantillonneur B, comme exposé plus haut Ainsi, après le temps d'échantillonnage t 2, bien que le niveau de signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire A soit tombé à 0, le

signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B est main-

o 10 tenu au niveau qu'il présentait au temps d'échantillonnage tl, attendu que le niveau de l'échantillonneur à mémoire A est, au temps t 2, inférieur à la moitié du présent niveau du signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B Par contre, après

le temps d'échantillonnage t 4, le signal de sortie de l'échan-

tillonneur à mémoire A étant supérieur à la valeur fractionnai-

re du signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B, ce

niveau est réfléchi dans le signal de sortie de l'échantil-

lonneur B, et les niveaux ultérieurs jusqu'au temps d'échan-

tillonnage t 7 sont aussi réfléchis dans le signal de sortie engendré par l'échantillonneur B. Au temps d'échantillonnage t 7, on voit que le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire A est tombé au-dessous

du point de seuil normal pour l'indication de " 1 " de données.

Il s'agit là d'une défaillance Attendu que le signal n'est pas inférieur à la moitié du présent niveau du signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B, cet échantillonneur B épouse cette baisse de niveau jusqu'audessous du niveau de seuil normal Toutefois, à l'instant d'échantillonnage t 8, le signal

de sortie de l'échantillonneur à mémoire A retombe à zéro, ni-

veau inférieur à 50 % du signal de sortie de l'échantillon-

neur à mémoire B, de sorte que ce niveau n'est pas réfléchi dans le signal de sortie de l'échantillonneur B La défaillance commençant à prendre fin à partir du temps t 9, le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B commence à reprendre en épousant le signal un niveau qui est à peu près le niveau

de seuil normal.

Ainsi, il est clair que le signal de sortie de l'échantil-

lonneur à mémoire B épouse toutes les variations globales des niveaux extrêmes ou les plus extérieurs présentés aux temps

d'échantillonnage par le signal de réponse partielle, et four-

nit une indication utilisable des variations d'amplitude ap-

paraissant du fait de défaillances ou autre bruit d'un milieu magnétique Ainsi après ajustement approprié de sa grandeur, le signal de sortie de l'échantillonneur à mémoire B peut ser- vir de signal de niveau de seuil pour faire en sorte que les

niveaux de seuil servant à décoder le signal de réponse par-

tielle épousent aussi toute dégradation de l'amplitude de si-

gnal globale du signal deréponse partielle.

La dernière courbe portée sur la figure 3 représente le signal de sortie du filtre passe-bas 46 Ce circuit assure un lissage et aussi un réglage de grandeur du signal de sortie

de l'échantillonneur à mémoire B, pour la correction du vacil-

lement et autre bruit, non indiqué sur la figure 3, qui peut

aussi exister dans le signal de réponse partielle.

Diverses variantes de la présente invention pourront ap-

paraitre au technicien moyen Par exemple, bien qu'il soit préférable de redresser le signal de réponse partielle pour faire porter avantageusement l'échantillonnage sur tous les niveaux de données " 1 ", qu'ils soient positifs ou négatifs par rapport au niveau central ou niveau " O ", on peut aussi prévoir,

sans sortir du cadre de la présente invention, un circuit a-

gissant seulement sur les impulsions soit positives, soit né-

gatives Bien sir, dans ce dernier cas, le nombre d'échantil-

lons est réduit de moitié environ, ce qui réduit à la préci-

sion et le temps de réponse d'un tel circuit de poursuite de

seuil Suivant une autre variante, on pourrait générer le ni-

veau le niveau de seuil positif et négatif à partir de deux circuits de poursuite distincts Là encore, il y aurait pour

désavantage que chaque niveau de seuil serait engendré à par-

tir de 50 % environ seulement des échantillons de " 1 " de don-

nées utilisés dans la réalisation préférée selon la figure 1.

De manière générale, les dispositions décrites se prêtent à diverses autres modifications sans sortir, pour autant, du

cadre de l'invention.

11170

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Dans un appareil pour le décodage d'un signal de répon-

se partielle dont le niveau, à un temps d'horloge spécifié,

représente un état " 1 " numérique s'il est supérieur à un pre-

mier niveau de seuil ou plus négatif qu'un second niveau de de seuil, inférieur, et représente un état " O " numérique s'il correspond, ou sensiblement, à un niveau médian entre lesdits niveaux de seuil, système propre à amener automatiquement les premier et second niveaux de seuil à suivre les variations d'

amplitude globale dudit signal de réponse partielle, caracté-

risé en ce qu'il comprend:

des moyens échantillonneurs à mémoire ( 32, 38) pour engen-

drer et maintenir un signal de sortie dont l'amplitude est égale à la valeur absolue du niveau présent pris par ledit signal de réponse partielle par rapport audit niveau médian

à un temps d'horloge spécifié, quand ledit niveau de signal re-

présente au moins une fraction déterminée du niveau du signal de sortie engendré et maintenu à un temps d'horloge précédent par lesdits moyenséchantillonneurs à mémoire ( 38); et

des moyens ( 56) pour générer lesdits premier et second ni-

veaux de seuil en fonction du niveau présent dudit signal de sortie. 2 Dans un appareil pour la mise par décodage d'un signal

à forme d'onde ternaire sous forme de signal binaire, dans le-

quel un niveau central dudit signal est représenté par l'am-

plitude de niveaux supérieur et inférieur par rapport audit ni-

veau central, et dans lequel, à un temps d'horloge spécifié, un signal de niveau supérieur représente un état " 1 " numérique si ledit niveau est supérieur à un premier niveau de seuil et un signal de niveau inférieur représente un état " 1 " numérique si ledit niveau est plus négatif qu'un second niveau de seuil,

système propre à amener automatiquement lesdits premier et se-

cond niveaux de seuil à suivre les variations de l'amplitude

globale desdits signaux de niveau supérieur et inférieur, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend: des moyens échantillonneurs à mémoire ( 32,38) pour générer et maintenir un signal de sortie dont l'amplitude est égale à la valeur absolue du niveau présent pris par ledit signal à forme d'onde ternaire par rapport audit niveau central à un

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temps d'horloge prescrit, quand ledit niveau de signal repré-

sente au moins une fraction déterminée du niveau d'un signal de sortie généré et maintenu à un temps d'horloge antérieur par lesdits moyens échantillonneurs à mémoire ( 38); et des moyens ( 56) pour générer lesdits premier et second niveaux de seuil en fonction du niveau présent dudit signal

de sortie.

3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce

que ledit niveau fractionnaire déterminé dudit signal de sor-

tie est défini de manière à représenter approximativement 50 %

du niveau dudit signal de sortie.

4 Dans un enregistreur magnétique, circuit de lecture pour le décodage d'un signal de données numériques à forme d'onde ternaire, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'extraction de signal d'horloge ( 60) pour

générer périodiquement une impulsion d'horloge de façon qu'el-

le apparaisse quand le niveau dudit signal de données est re-

présentatif des données à échantillonner;

de premiers moyens ( 32) pour, en réponse à chaque impul-

sion d'horloge, échantillonner, maintenir et émettre en tant que premier signal de sortie le niveau présent dudit signal de données-; de seconds moyens ( 38) pour échantillonner, maintenir et émettre en tant que second signal de sortie le niveau présent dudit 'premier signal de sortie chaque fois que l'amplitude de ce premier signal de sortie est au moins égale à une amplitude qui est une fraction déterminée du niveau du second signal de sortie présentement maintenu;

des moyens à filtre passe-bas ( 46) pour lisser les varia-

tions d'amplitude de seconds signaux de sortie successifs; et des moyens ( 56) pour générer des niveaux de seuil positif -et négatif dont les amplitudes sont fonction desdits seconds

signaux de sortie lissés, mais sont de polarités opposées, cha-

cune des ces polarités correspondant à la polarité de l'un des

deux niveaux extérieurs dudit signal de données numérique.

Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte encore des moyens ( 20, 22) pour comparer ledit

signal de données avec lesdits niveaux de seuil positif et né-

gatif et pour générer en réponse à chaque impulsion d'horloge

11170

un " 1 " de données numérique de sortie chaque fois que ledit

niveau de signal excède positivement ledit niveau de seuil po-

sitif ou excède négativement ledit niveau de seuil négatif, et un O " de données numériques chaque fois que le signal de données a une grandeur absolue inférieure auxdits niveaux

de seuil.

6 Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce

qu'il comporte encore des moyens ( 70) pour retarder l'échantil-

lonnage de l'amplitude dudit premier signal de sortie par le-

dit second moyen échantillonneur ( 38) pendant une période de temps après que ledit moyen échantillonneur ait été rythmé par ladite impulsion d'horloge, afin de laisser à l'amplitude

dudit premier signal de sortie le temps de se stabiliser.

7 Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit niveau fractionnaire déterminé dudit second signal de sortie présentement maintenu représente environ 50 % du

second signal de sortie.

8 Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce

qu'il comprend en outre un moyen redresseur ( 30) pour redres-

ser ladite forme d'onde ternaire avant son échantillonnage

par lesdits premiers moyens échantillonneurs ( 32).

9 Dans un appareil pour le décodage d'un signal de données

numérique de réponse partielle à trois niveaux: un niveau su-

périeur défini comme supérieur à un niveau de seuil positif, un niveau inférieur défini comme inférieur à un niveau de seuil négatif, et un niveau médian défini comme situé entre lesdits niveaux de seuil positif et négatif, et dans lequel un signal présentant ledit niveau supérieur ou inférieur à un temps d' horloge spécifié représente un état " 1 " numérique et un signal présentant ledit niveau médian à un temps d'horloge spécifié représente un état " O " numérique, procédé pour faire en sorte que lesdits niveaux de seuil positif et négatif suivent les

variations de l'amplitude globale dudit signal de données numé-

rique, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de (a) échantillonnage dudit signal de donnée à un point du

temps auquel ce signal de données est dans un état représenta-

tif soit d'un état " 1 ", soit d'un état O V numérique; (b) génération et maintien d'un signal de sortie égal à la valeur absolue de l'amplitude dudit signal de données chaque

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fois que cette valeur absolue de signal de données est au moins égale à une fraction déterminée du niveau du signal de sortie précédemment généré et maintenu; (c) génération desdits niveaux de seuil positif et négatif en fonction dudit signal de sortie; et

(d) répétition des opérations (a) et (c) pour chaque sus-

dit état représentatif du signal de données.

Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit niveau fractionnaire dudit signal de sortie précédemment maintenu est égal à environ 50 % dudit niveau du signal de sortie. 11 Dans un appareil pour le décodage d'un signal de réponse

partielle dont le niveau, à un temps d'horloge spécifié, re-

présente un premier état numérique si ce niveau est supérieur

à un permier niveau de seuil ou plus négatif qu'un second ni-

veau de seuil, inférieur, et représente un second état numéri

que si le niveau de signal se situe, ou sensiblement, à un ni-

veau médian entre lesdits niveaux de seuil, système propre à amener automatiquement les premier et second niveaux de seuil à suivre des variations de l'amplitude globale dudit signal de réponse partielle, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens échantillonneurs à mémoire ( 32,38) pour générer et maintenir un signal de sortie dont l'amplitude est égale à la valeur absolue du niveau présent dudit signal de réponse partielle par rapport audit niveau médian à un temps d'horloge spécifié, quand ledit niveau de signal représente au moins une fraction déterminée du niveau d'un signal de sortie généré et maintenu à un temps d'horloge antérieur par lesdits moyens échantillonneurs à mémoire ( 38); et

des moyens ( 56) pour générer lesdits permier et second ni-

veaux de seuil en fonction du niveau présent dudit signal de sortie.