FR2772505A1 - Procede et dispositif de synchronisation et de rephasage d'horloges d'un lecteur-enregistreur de disque optique et disque optique associe - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de synchronisation et de rephasage d'horloges d'un lecteur-enregistreur de disque optique numérique et le disque associé.Dans le dispositif, un signal (s) provenant des marques prégravées des en-têtes et des marques enregistrées est fourni par un module de combinaison et de distribution (6) à un module de traitement de signal (10), dont la première branche comporte un module de mise en forme (21) produisant un signal de synchronisation (sy) appliqué à un module de synchronisation (22), qui génère les horloges de prégravure, d'écriture et de lecture, et dont la seconde branche comporte un filtre passe-bas (20) et un convertisseur analogique-numérique (23) fournissant un signal numérisé à une logique câblée (100) comprenant un module de filtrage (24) et un module (25) de restitution des données enregistrées.Application aux lecteurs-enregistreurs de disque optiques.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SYNCHRONISATION ET DE REPHASAGE
D'HORLOGES D'UN LECTEUR-ENREGISTREUR DE DISQUE OPTIQUE ET
DISQUE OPTIQUE ASSOCIE.

La présente invention se rapporte au domaine du disque optique, plus précisément à la relecture et à la restitution des données de l'utilisateur enregistrées sur un tel disque par un lecteur-enregistreur de disque optique. Par données de l'utilisateur on entend les données à proprement parler de l'utilisateur, mais aussi toutes les données, qui leur sont associées, comme celles d'un code correcteur d'erreur permettant d'assurer l'intégrité des données de l'utilisateur à proprement parler. Dans la suite du texte lesdites "données de l'utilisateur" seront appelées simplement "données" et "lecture" sera indifféremment employé pour "lecture" et "relecture".

Il existe, dans l'art antérieur, deux types de technologies du domaine des disques optiques qui conditionnent la génération des horloges d'écriture et de lecture nécessaires à l'enregistrement et à la lecture des données : la technologie dite "format continu - composite" et la technologie dite "format échantillonné".

Dans le format continu-composite le suivi de piste - suivi radial de piste et focalisation - est effectué tout au long de la piste de façon continue et la synchronisation et le rephasage de l'horloge de lecture s'effectuent en permanence sur les transitions des données enregistrées.

Dans le format échantillonné chaque tour de 360" de la piste - la piste est une spirale s'étendant sur toute la surface du disque - est divisé en un grand nombre d'éléments appelés blocs, chaque bloc étant constitué d'un en-tête S ou SA, formé de marques prégravées dont certaines sont destinées au suivi de piste et d'autres à la synchronisation et au rephasage des horloges, et d'une zone E destinée à l'enregistrement des données, comme cela est montré à la figure 1.

Lorsque la densité de l'information enregistrée sur le disque s'accroît - par diminution du pas des pistes et diminution de la longueur de la cellule bit - , deux types de problèmes apparaissent. Dans le cas du format continu-composite le resserrement des pistes conduit à une diminution du niveau du signal permettant d'effectuer le suivi radial de piste et à sa détérioration. Les solutions possibles pour remédier à ce problème sont : la diminution de la longueur d'onde et l'accroissement de l'ouverture numérique de la lentille de lecture - mais le choix de la longueur d'onde est imposé par la disponibilité des lasers et celui de l'ouverture numérique par la disponibilité des lentilles de lecture - et, ce qui est un palliatif de portée limitée, l'application d'un traitement électronique au signal de suivi radial de piste. Dans le cas du format échantillonné, en utilisant, pour générer le signal de suivi radial de piste, la technique bien connue utilisant deux marques déportées latéralement par rapport à la piste d'un côté de la piste puis de l'autre (par exemple à gauche puis à droite) pour chaque bloc, avec inversion de l'ordre desdites deux marques lorsqu'on passe d'un tour de 3600 de la piste au tour suivant, il n'existe aucun problème de génération du signal de suivi radial de piste. Par contre, dans le cas dudit format échantillonné, L'horloge générée uniquement à l'aide de l'en-tête de bloc n'a plus une phase assez précise en fin de bloc pour permettre de détecter en toute sécurité les marques enregistrées représentant les données enregistrées.

La présente invention a pour but de conserver le format échantillonné, pour bénéficier de la qualité du signal de suivi radial de piste qu'il permet d'obtenir, de garder comme avantages supplémentaires potentiels une diminution de la longueur d'onde et un accroissement de l'ouverture numérique de la lentille de lecture et de définir un procédé de synchronisation et de rephasage adaptés à une restitution satisfaisante des données enregistrées dans le cas d'une grande densité des données sur le disque. Il ne s'agit pas bien entendu de garder la synchronisation et le rephasage tels qu'ils sont pratiqués dans le format échantillonné et de leur associer les resynchronisations et les rephasages tels qu'ils sont effectués dans le format continu-composite, car alors les marques prégravées et les marques de synchronisation enregistrées occuperaient une place considérable sur le disque, faisant décroître de façon inadmissible la capacité dudit disque.

Le disque utilisé par le lecteur-enregistreur considéré dans le cadre de l'invention est un disque de format mixte ZCAV - CAV, la terminologie CAV et ZCAV étant d'un usage largement répandu; les données sont enregistrées suivant le format
ZCAV : elles sont enregistrées dans des bandes annulaires concentriques contiguës du disque, lesdites bandes annulaires ayant préférentiellement toutes la même extension radiale, avec dans la partie la plus intérieure de chaque dite bande annulaire une densité linéaire maximale, la densité angulaire desdites données restant alors constante dans toute ladite bande annulaire; les marques prégravées sont, quant à elles, enregistrées suivant le format CAV : elles sont de densité angulaire constante sur tout le disque, leur densité linéaire étant par conséquent maximale dans la partie la plus intérieure du disque. Il est intéressant de noter que ce choix se traduit par le fait que tous les en-têtes S et SA des blocs sont radialement alignés avec le centre du disque, comme cela est représenté à la figure 1 par des traits tiretés ; par suite toutes les marques contenues dans les en-têtes de blocs S et SA, montrées à la figure 4, servant à la synchronisation, sont radialement alignées sur toute la surface du disque, ce qui fait que la diaphotie entre pistes voisines ne perturbe ni la synchronisation ni le rephasage des horloges d'écriture et de lecture dans le disque en son entier et en particulier lors du passage d'une première bande annulaire à une seconde bande annulaire contiguë à la première.

Puisque l'invention s'applique au cas du format échantillonné, avant de procéder à la description de l'invention il est utile de définir les éléments d'une portion de piste suivant le format échantillonné. Soient deux portions de piste contiguës PI1 et PI2, portions d'une piste en forme de spirale montrées rectilignes par simplification à la figure 1, débutant à un rayon AA du disque et se terminant à un rayon BB et constituées chacune d'une succession de blocs d'en-têtes S et SA. Un secteur logique SE, I'élément du disque le plus petit adressable depuis un système extérieur au lecteur-enregistreur est constitué d'une succession de blocs contigus dans la direction de la piste, situés sur la portion de piste PI 1. Il est utile de noter qu'un premier secteur situé sur une portion d'un premier tour de 360" de la piste en forme de spirale, même s'il est constitué du même nombre de blocs qu'un second secteur d'une même zone annulaire du disque, ledit second secteur étant situé immédiatement à côté dudit premier secteur sur une portion d'un second tour de 360" de la piste en forme de spirale contigu audit premier tour, n'a pas nécessairement un début et une fin radialement alignés avec le début et la fin dudit second secteur, parce que le même nombre de blocs constituant lesdits deux secteurs n'est pas nécessairement un diviseur entier du nombre des blocs contenus dans un tour de 360" de ladite piste en forme de spirale, bien que tous les blocs situés sur deux tours contigus de ladite piste aient toujours des débuts et des fins radialement alignés. Un en-tête S de bloc contient des marques permettant d'effectuer le suivi de piste - focalisation et suivi radial de piste - et la synchronisation et le rephasage des horloges. Un en-tête SA de bloc contient les mêmes marques qu'un en-tête S, mais en plus ledit en-tête SA contient des marques fournissant l'adresse du secteur logique SE dont fait partie ledit bloc d'en-tête SA et en particulier des marques fournissant l'adresse du tour de 360" de la piste portant ledit bloc d'en-tête SA. Ladite adresse de tour de piste est préférentiellement une adresse partielle limitée aux bits de plus faible poids dudit tour de piste et est exprimée en code de Gray et ses bits de plus fort poids sont multiplexés sur plusieurs en-têtes successifs SA, conformément à l'invention du brevet français 2 597 248. Suivant les choix de réalisation du disque et de l'enregistreur-lecteur il peut y avoir m en-têtes S pour un en-tête SA, avec m 2 0, si bien qu'un secteur logique SE peut soit ne contenir que des blocs d'en-tête SA soit contenir à la fois des blocs d'en-tête S et des blocs d'en-tête SA la proportion des deux types de blocs dépendant à la fois du choix de m et du secteur logique SE particulier considéré. Des valeurs déjà expérimentées avec succès sont m = 0, m = 4 et m = 8.

Suivant le procédé de la présente invention, quand la tête optique parcourt un bloc, on effectue d'abord une opération de synchronisation et de rephasage des horloges d'écriture et de lecture à partir de marques de l'en-tête S ou SA de chaque bloc. Ensuite durant la suite du bloc, dans la zone E d'enregistrement des données, on conserve l'horloge de lecture sans la resynchroniser ni la rephaser et on l'utilise pour piloter une conversion analogique-numérique des signaux provenant des marques représentant les données enregistrées : c'est à dire que l'on échantillonne lesdits signaux au rythme de ladite horloge de lecture et qu'on les numérise. On effectue alors, par le calcul à l'aide d'un microprocesseur (par exemple à l'aide d'un circuit intégré dit DSP suivant une terminologie usuelle) ou à l'aide d'une logique cablée (par exemple à l'aide d'un circuit intégré programmable : soit de type FPGA, soit de type ASIC, suivant une terminologie usuelle), puisque lesdits signaux échantillonnés ont été numérisés, une opération limitée au rephasage d'une horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées à partir des échantillons numérisés, cette opération étant rendue possible par les variations des valeurs des échantillons numérisés, lesdites variations étant induites par les transitions présentes dans les marques enregistrées représentant les données enregistrées, comme cela va être décrit plus loin dans un exemple de dispositif suivant l'invention.

Pour rendre le plus fiable possible ledit rephasage de ladite horloge calculée arithmétiquement à partir des transitions des marques enregistrées représentant les données enregistrées, il est nécessaire de garantir un nombre suffisamment élevé desdites transitions, ou plus précisément d'obtenir une densité locale suffisante en toute zone desdites marques enregistrées représentant les données enregistrées, donc de modifier les données. Pour atteindre ce but on peut soit utiliser un simple code NRZ ou un code NRZI, mais créer artificiellement des transitions ou bien au moyen d'une technique de brouillage réversible, ou bien au moyen de l'adjonction d'une transition rajoutée au milieu des marques enregistrées représentant les données enregistrées enregistrée tous les n bits (par exemple tous les trente deux bits), soit utiliser un code de bloc, soit encore utiliser un code auto-horlogé. Une technique de brouillage réversible consiste par exemple à effectuer l'opération d'addition modulo 2, bit à bit, entre les bits de la séquence de bits constituant les données du secteur logique et les bits d'un mot binaire, suite de "O" et de "1", prédéterminé de même longueur que ladite séquence de bits, le débrouillage étant obtenu en effectuant la même opération d'addition modulo 2, bit à bit, entre les bits de la séquence de bits restituée par la lecture des marques enregistrées sur le disque correspondant audit secteur logique et les bits dudit mot binaire prédéterminé ; ledit mot binaire prédéterminé est par exemple issu d'un générateur de signal aléatoire utilisant le polynome primitif 1 + x18 + x23. Toute autre méthode de brouillage réversible pourrait bien sûr être utilisée. Il est aussi utile de profiter dtun préambule - destiné en particulier à calibrer la puissance de la source laser situé en début de tout secteur logique SE immédiatement après l'en-tête S ou SA du premier bloc dudit secteur logique, pour ajouter des marques de rephasage et un mot binaire de détection du début des données du secteur logique. Les marques de rephasage constituent une courte séquence de rephasage, L'horloge de lecture restant asservie en fréquence et en phase sur le préformat. Le mot binaire de détection du début des données du secteur logique est une suite de "O" et de "1", qui présente un très fort pic d'autocorrélation. Il est bien entendu possible d'associer certaines de ces méthodes, mais de préférence sans trop accroître le nombre de marques supplémentaires que l'on ajoute aux marques enregistrées représentant les données à enregistrer. L'utilisation d'une détection du type à réponse partielle et vraissemblance maximale, dite PRML, est bien sûr applicable pour restituer au mieux les données enregistrées. Le présent choix effectué, dans le cadre du format ZCAV du disque, de ne synchroniser et de ne rephaser l'horloge de lecture que sur les marques prégravées fait que l'horloge de lecture n'est pas perturbée par la diaphotie entre pistes, compte tenu du format CAV des marques prégravées.

La particularité essentielle de l'invention est donc un procédé de synchronisation et de rephasage d'horloges servant, lors d'une lecture dans un lecteurenregistreur de disques optiques de format échantillonné, à la restitution de données précédemment enregistrées, lesdits disques optique s portant des groupes de marques prégravées réparties à intervalles réguliers le long d'une piste en forme de spirale et des marques enregistrées représentant lesdites données, lesdites marques enregistrées étant situées entre lesdits groupes de marques prégravées, ladite piste étant parcourue et lue par la tête optique dudit lecteur-enregistreur lors de la rotation du disque, procédé comportant une première opération de synchronisation et de rephasage d'une horloge de lecture effectuée uniquement à l'aide d'un signal généré à partir d'au moins une marque de chacun desdits groupes de marques prégravées lorsque la tête optique les parcourt, caractérisé en ce qu'un échantillonnage et une conversion analogique-numérique des signaux générés à partir des marques enregistrées représentant les données enregistrées, lorsque la tête optique les parcourt, sont effectués à l'aide de ladite horloge de lecture et qu'une correction de phase est effectuée par calcul à partir desdits échantillons numérisés sur une horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées, ladite opération de rephasage étant rendue possible par les variations des valeurs des échantillons numérisés, lesdites variations étant induites par les transitions présentes dans le signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées.

Le format global de l'information sur le disque suivant l'invention reste identique à celui de l'art antérieur du format échantillonné, montré à la figure 1; il en diffère cependant par le contenu précis de chaque zone E de bloc réservée aux données brouillage introduit, transitions ajoutées, codes particuliers, portion de préambule -, comme cela a été décrit précédemment, et par la subdivision de chaque bloc en zones contenant un nombre entier de bits, comme cela sera décrit plus loin.

D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel d'un dispositif suivant l'invention, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels
la figure l est une représentation de deux ensembles de blocs de deux pistes contiguës suivant le format échantillonné, dèjà décrit, utilisé dans l'invention;
la figure 2 est une représentation synoptique simplifiée d'un lecteurenregistreur de disque optique utilisé dans l'invention;
la figure 3 est une représentation des en-têtes de bloc S et SA utilisés dans l'invention;
la figure 4 est une représentation de blocs d'en-tête S ou d'en-tête SA suivant l'invention;
la figure 5 est une représentation synoptique d'un dispositif de synchronisation et de rephasage suivant l'invention;
la figure 6 est une représentation d'un chronogramme des divers signaux apparaissant dans un dispositif suivant l'invention;
la figure 7 est une représentation des divers signaux apparaissant dans un dispositif suivant l'invention, dans le cas où certaines transitions des marques représentant les données enregistrées n'existent pas;
la figure 8 est une représentation d'un dispositif de synchronisation suivant l'invention;
la figure 9 est une représentation des modules de la logique cablée d'un dispositif de rephasage et de restitution des données enregistrées suivant l'invention;
la figure 10 est une représentation d'une boucle de calcul numérique de correction de la phase de l'horloge calculée arithmétiquement suivant l'invention;
la figure 11 est un chronogramme représentant la génération de l'horloge calculée arithmétiquement.

Un lecteur-enregistreur, utilisé dans le cadre de l'invention, est constitué des éléments de base suivants, montrés à la figure 2. En premier lieu il comporte des éléments ayant un rôle optique: une source laser 1 envoie, via un séparateur de faisceaux lumineux 2 et une tête optique 3, sa lumière L1 vers un disque optique 4, qui est à la fois le support de l'information et une partie intégrante de l'optique par sa lame de protection optique, servant assez généralement de substrat. Ledit module séparateur a pour but de renvoyer la plus grande partie possible de la lumière L1, provenant de la source laser 1, vers le disque 4 à travers la tête optique 3 et de renvoyer la plus grande partie possible de la lumière L2, revenant du disque 4, à travers la tête optique 3, vers un module de réception 5, qui contient des cellules photodétectrices. La tête optique 3, au sens large, incluant en plus de l'optique à proprement parler - par exemple miroir de renvoi et lentille de lecture - un moteur d'accès et des moteurs de focalisation et de suivi radial de piste, a pour but le maintien du faisceau lumineux focalisé sur la piste et l'accès à tout secteur logique recherché de ladite piste. Le module de réception 5 fournit en sortie des signaux électriques provenant de cellules photodétectrices, qui reçoivent le faisceau lumineux revenant du disque aprés avoir subi une diffraction, due aussi bien aux marques prégravées qu'aux marques enregistrées représentant les données enregistrées, et avoir traversé la tête optique 3 et le séparateur de faisceaux lumineux 2; lesdites cellules photodétectrices peuvent être par exemple les quadrants d'une cellule à quatre quadrants dans le cas d'un dispositif de focalisation de type dit astigmatique largement utilisé dans le domaine du disque optique.

Un module de combinaison et de distribution 6 fournit en sortie les signaux électriques issus de la lecture à la fois des en-têtes S et SA et des marques enregistrées représentant les données enregistrées; les signaux r de sortie du module 6, en particulier les signaux nécessaires au suivi de piste et à l'accès à la piste disponibles à ce niveau, sont envoyés au module d'asservissement et d'accès 8; les signaux s de sortie du module 6, provenant aussi bien des marques prégravées des en-têtes de blocs S et SA que des marques enregistrées représentant les données enregistrées, en particulier les signaux nécessaires à la détection des données, sont envoyés à un module de traitement de signal 10. Ledit module de traitement de signal génère le seuil de détection des marques prégravées et l'horloge hp de détection desdites marques prégravées ainsi que les adresses ad nécessaires au contrôle de l'accès, qu'il fournit au module 8; il génère le seuil de détection des marques enregistrées représentant les données enregistrées et les autres horloges nécessaires à l'enregistrement des données et à leur restitution; il réalise ladite restitution des données enregistrées lors d'une lecture. Il fournit l'horloge d'écriture he au module de commande de la source laser 9.

Ledit module de commande de la source laser commande le laser contenu dans la source laser l et permet de passer en mode de lecture ou en mode d'écriture ou éventuellement en mode de repos et de communiquer à ladite source laser les données à enregistrer. Un module contrôleur 7 du lecteur-enregistreur gère l'exécution des différentes opérations internes du lecteur-enregistreur, transmet les données à enregistrer au module 9 ou reçoit du module 10 les données restituées et assure la communication du lecteur-enregistreur avec l'extérieur. Ce qui est caractéristique du lecteur-enregistreur suivant l'invention est le choix des signaux utilisés et leur traitement aboutissant à l'obtention d'une horloge de lecture, au rephasage d'une horloge calculée numériquement servant à la restitution des données enregistrées et à la restitution desdites données. C'est le dispositif qui régit cette fonction, dispositif inclus dans le module 10, qui va être décrit. C'est aussi le format du disque utilisé par ledit dispositif qui va être décrit.

Avant de décrire un dispositif suivant l'invention il est utile de préciser d'abord sur un exemple non limitatif la composition des en-têtes S et SA utilisés dans le cadre de l'invention. Les marques prégravées des en-têtes S et SA portés par une portion de piste PI, représentée rectiligne à la figure 3, sont mesurées en bits de préformat notés Bits. Ces marques sont une succession d'éléments de différentes longueurs présentant un relief en creux, dans la surface plane du disque destinée à porter l'information, et d'éléments sans relief. Un en-tête S est constitué de la façon suivante depuis son début jusqu'à sa fin : un premier espace libre a est un élément en creux de longueur 2 Bits; une marque servant à la focalisation b est un élément sans relief de longueur 2 Bits; un second espace libre c est un élément en creux de longueur I Bit; deux marques successives de suivi radial de piste d et e déportées latéralement par rapport à la piste, par exemple la première à gauche et la seconde à droite lorsqu'on se déplace du début vers la fin dudit en-tête, sont chacune un élément en creux de longueur 2 Bits; un troisième espace libre f est un élément en creux de longueur 2 Bits. La synchronisation des horloges est effectuée à partir des transitions a/b et b/c de l'élément b. Un en-tête SA diffère d'un en-tête S en ce qu'entre la seconde marque de suivi radial de piste e et le troisième espace libre f sont intercalés neuf marques d'adresse de bloc SA gl à g9, chacune de longueur I Bit, soit en creux soit en relief suivant qu'elles représentent un 1 ou un 0 de l'adresse du tour de piste de 360C portant ledit bloc SA; les huit premiers éléments gl à g8 desdits neuf éléments représentent les huit bits de plus faible poids de l'adresse codée en code de Gray du tour de piste qui porte le bloc d'en-tête
SA; le neuvième élément g9 représente, multiplexés sur seize en-têtes SA, les bits de plus fort poids de ladite adresse de tour de piste ainsi que des bits de réserve. Un bloc a une longueur totale équivalente de N Bits; dans un bloc d'en-tête S il reste donc un espace E de longueur N - 11 Bits pour enregistrer les données et dans un bloc d'en-tête SA un espace E de longueur N - 20 Bits; N, dans un cas précis de réalisation, peut par exemple être égal à 128.

Pour faciliter la description des différents constituants d'un dispositif suivant l'invention et pour préciser le format du disque relevant de l'invention, il convient de définir au préalable les grandeurs apparaissant dans le cadre de l'invention. Les bits des marques prégravées ont été notés Bits (avec une majuscule) ; pour les distinguer des Bits, les bits des données enregistrées sont notés bits (avec une minuscule). Un bloc dans son entier - un en-tête S ou un en-tête SA et la zone associée E destinée à la gravure des données - contient toujours un même nombre entier N de Bits, comme cela est montré à la figure 4 ; il contient aussi toujours un nombre entier de bits N' = N x P/Q où P et Q sont deux entiers tels que N /Q = T est un entier et P > Q ; par suite, chaque Tième de bloc a toujours une longueur équivalente à un nombre entier de Bits N/T = Q et à un nombre entier de bits N'/T = N x P/(Q x T) = P, ce qui est une caractéristique du disque selon l'invention. La durée d'un Bit, constante sur tout le disque puisque les marques prégravées sont enregistrées suivant le format CAV, est Tp et donc sa fréquence est fp = 1/Tp , qui reste constante sur tout le disque ; néanmoins le traitement des signaux issus des marques prégravées pouvant nécessiter de disposer de la fréquence 2 fp, c'est préférentiellement une horloge de prégravure hp à la fréquence 2 fp, qui est générée dans le dispositif suivant l'invention ; mais ce pourrait être tout aussi bien une horloge de fréquence fp dans le cas d'un traitement différent du signal lu issu des marques prégravées. La fréquence des bits est avec les définitions précédentes fe = fp x N'/N = fp x P/Q ; c'est celle de l'horloge d'écriture he Pour effectuer une détection satisfaisante des bits à l'aide du signal lu issu des données enregistrées sur le disque, il est habituel, en respectant le second critère de Nyquist, d'effectuer un échantillonnage à une fréquence de l'ordre de 1,7 fois la fréquence bit fe ; en fait, des essais, effectués dans le cas d'un disque de type ZCAV-CAV et du format échantillonné, montrent qu'un échantillonnage du signal lu issu des marques représentant les données enregistrées, à une fréquence égale à au moins 1,4 fois la fréquence bit, est encore acceptable, à condition de faire subir aux échantillons détectés un filtrage numérique au moins accentuant les fréquences utiles élevées et éventuellement atténuant les fréquences encore plus élevées : ce sont les échantillons filtrés qui remplissent le second critère de Nyquist. Dans le dispositif suivant l'invention on génère donc une horloge de lecture hl de fréquence fl = fe x R / S où R et S sont deux entiers tels que
R > 1,4 S. Comme cela a déjà été précisé, I'enregistrement des données se fait suivant le format de type ZCAV; cela signifie que dans chaque bande annulaire l'entier P est différent et que, comme le rapport des rayons délimitant la zone utile du disque est habituellement de l'ordre de deux dans un disque optique, L'entier P varie à peu près dans un rapport deux, donc que la fréquence des bits et donc celles des horloges varient à peu près dans un rapport deux. Puisque l'entier P est plus grand que l'entier Q, dès la bande la plus intérieure du disque, et varie dans un rapport de l'ordre de deux, cela signifie aussi que dans tout le disque la longueur du Bit est toujours supérieure à celle du bit et même plus de deux deux fois supérieure dans la bande annulaire la plus extérieure du disque. Les marques prégravées dont la qualité est fondamentale dans le format échantillonné sont donc lues sans atteindre les limites du pouvoir séparateur de l'optique et donc bien protégées.

Un dispositif suivant l'invention, représenté à la figure 5, est une partie du module de traitement de signal 10. Ledit dispositif, composé de deux branches, reçoit les données s provenant du module 6. Dans la première branche du dispositif, un module de mise en forme 21, que l'homme de l'art peut restituer, génère un signal de synchronisation sy à partir des signaux, provenant des transitions a/b et b/c de la marque b, contenus dans le signal s. Il est suivi par un module de synchronisation 22 qui génère les horloges hp, he et hl asservies au signal sy. Dans la seconde branche un filtre passe-bas 20 reçoit le signal s et élimine les hautes fréquences nuisibles - bruits et signaux risquant de produire un repliement de spectre - , que contient ledit signal s. Il est suivi par un convertisseur analogique-numérique 23, piloté par l'horloge hl fournie par le module 22; ledit convertisseur échantillonne le signal filtré issu du filtre passe-bas 20 et transforme chaque échantillon en un signal numérisé. Le signal numérisé sortant dudit convertisseur est traité par calcul dans une logique cablée 100 - le traitement par microprocesseur n'est plus envisagé dans la suite de la description, bien qu'il soit possible avec un microprocesseur rapide. Le premier calcul effectué par ladite logique cablée est réalisé dans un module de filtrage 24, qui permet d'accentuer les signaux de plus haute fréquence du spectre utile du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées par rapport à ceux de plus basse fréquence et d'at représentant les données enregistrées, filtré par le module 20, prélevés respectivement au temps tn, au temps tn+1 et au temps tn+2, avec tn+1-tn = tn+2 - tn+1 = 1/ fi , donc trois échantillons successifs contigus. Après filtrage par le module 24 les trois dits échantillons numérisés deviennent respectivement les trois échantillons numérisés yn , yn+l et Yn+2 correspondant aux échantillonnages effectués respectivement aux instants t n ,tn+l et tn+2
Soit un chronogramme, représenté à la figure 6, avec le temps t en abcisse et l'amplitude d'un signal s' en ordonnée ; s' est un signal virtuel dérivé du signal s par le premier filtrage analogique, déjà mentionné, effectué par le filtre 20 et par un second filtrage analogique virtuel, équivalent à celui effectué numériquement dans le module de filtrage 24 ; le signal s' représente donc les données enregistrées; on suppose que les données enregistrées dont est issu le signal s' comportent, dans la zone que l'on considère, au moins un 1, suivi d'un 0, suivi d'un 1, suivi d'au moins un zéro, soit la séquence ...1(01)0..., donc trois passages par zéro. Les trois couples de points (tn,yn),(tn+1,yn+1) et (tn+2,yn+2) représentant les échantillons numérisés sont par définition sur la courbe représentative du signal s'.

Soit maintenant avec la même échelle des temps t le chronogramme d'une horloge hv, L'horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées. La fréquence fy de l'horloge hv est sensiblement égale à la fréquence bit fe ladite horloge hv est normalisée sous forme d'une succession de 1 et de 0, avec : longueur d'un 1 = longueur d'un 0 = 1/2 fv = Tv / 2, où Tv est la période de ladite horloge.

Chaque passage par zéro du signal s', soit l'intersection de sa courbe représentative et de l'axe des temps a sensiblement lieu au même instant qu'un passage de l'horloge hv du niveau 0 au niveau 1, un front montant de ladite horloge. Soient tN- l et tN les instants auxquels la courbe représentative de s' coupe l'axe des temps au voisinage de l'instant tn donc les instants auxquels s' passe par zéro, respectivement avant tn et après tn. Soit yp la valeur du signal s' à un instant tp du passage de l'horloge hv du niveau 1 au niveau 0, un front descendant de ladite horloge. Pour simplifier les calculs dans la logique cablée, les horloges sont normalisées : la période Tv de l'horloge hv est prise égale à 1 et par suite longueur d'un 0 = longueur d'un 1 = 1 /2. Comme on a sensiblement fv = fe et comme fi = x R/S , la période normalisée de l'horloge hl est donc sensiblement égale à S/R.

Soient maintenant T et TB respectivement l'intervalle de temps entre l'instant d'obtention de l'échantillon yn+1 et l'instant tp et l'intervalle de temps entre l'instant d'obtention de l'échantillon yn+1 et l'instant tN et soient DTB = #B - # et Dt = DTB + 1/2 modulo 1.

Le retard TB est calculé à partir des échantillons y, et yn+l , prélevés respectivement aux instants tn et ton+1, en supposant une forme particulière des montées et des descentes du chronogramme du signal s'. Ladite forme particulière dépend du comportement du disque lors de l'enregistrement des données, donc de la nature physique de la couche enregistrable du disque, et du type de filtrage qui a été utilisé pour passer des échantillons xn et xn+l aux échantillons y, et yn+l Ladite forme particulière peut, dans le cas de certains disques, en particulier dans le cas de certains des disques enregistrables une seule fois, disques dits WORM, et d'un filtrage des échantillons du type décrit précédemment pour le module 24 en prenant k = - 0,25 , être une forme sinusoïdale. Dans ce cas le retard TB peut être obtenu par le calcul suivant: B = (1 / #) # Arc tg [(1 / tg(#S / 2R)) # (yn+1 + yn) / (yn+1 - yn)] + S / 2R
Pour d'autres disques de comportement différent, des calculs différents devraient être effectués.

Le couple (tp , signe de yp) est la donnée élémentaire à restituer. En effet la donnée élémentaire est représentée à un instant donné par un bit ayant soit la valeur 0, soit la valeur 1, correspondant respectivement par exemple au signe - et au signe + de yp
Deux cas se présentent: soit y, et Yn+l ont le même signe, soit ils ont des signes opposés.

Dans le premier cas le signe de yp est le signe de Yin+1, dans le second cas il faut restituer le signe de yp . Le calcul suivant prenant en compte les échantillons précédents et la période double de celle de l'horloge hv ,2 Tu, permet de restituer yp

où yi est l'échantillon numérisé prélevé à l'instant ti donné par l'horloge de lecture h1 , tp l'instant - correspondant à un front montant de l'horloge hv - auquel on veut restituer yp, i un entier positif donnant le rang des échantillons numérisés successifs contigus pris en compte dans le calcul de yp , j un entier définissant le nombre j+l d'échantillons numérisés successifs contigus pris en compte dans le calcul de yp et n+l un entier donnant le rang de l'échantillon numérisé dont l'instant d'occurence suit immédiatement l'instant tp ; j peut être typiquement pris égal à 9. Cependant ce calcul est lourd à effectuer et une méthode simplifiée permet de retrouver une valeur approchée de yp suffisante pour déterminer son signe : I'interpolation linéaire suivante, dont la validité est bien vérifiée par l'expérience
YP = Yn+l -(yn+i -yn) # # / (S / R).

En fait il n'est pas utile d'effectuer un calcul même approché de yp : seule la détermination du signe de yp est nécessaire. Si l'on connaît le retard DTB de l'instant tp d'occurence du front descendant de l'horloge calculée arithmétiquement hv par rapport à l'instant tN de passage par zéro du signal s', on peut en déduire le signe de yp : en effet, comme cela apparaît à la figure 6, si DTB < 0, L'instant tp est en avance sur l'instant tN et par suite yp est de signe opposé à yn+l ; par contre si Dlg > 0 l'instant tp est en retard sur l'instant tN et par suite yp est du même signe que yn+l Donc dans le cas où y, et yn+1 sont de signes opposés, le signe de yp est respectivement le signe de Yn+l ou le signe opposé à celui de yn+1 suivant que I > TB > 0 ou DTB < 0.

En résumé la restitution du signal enregistré peut être obtenue si l'on connaît, à chaque instant tn+1, le signe de yn+l , le signe de y, et le signe de DTB, si le retard DTB existe, c'est à dire s'il existe un instant tN de passage par zéro du signal s' entre les deux échantillons numériques contigus y, et Yn+l
Dans ce qui précède on suppose que la courbe représentative du signal s' coupe l'axe des temps sensiblement à mi-hauteur des maxima et des minima de ladite courbe; cela suppose l'emploi d'un dispositif d'asservissement du seuil au signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées. Cet asservissement peut être de façon non limitative un asservissement analogique, connu de l'homme de l'art, placé avant le convertisseur analogique-numérique 23. Ce peut être aussi un asservissement numérique calculé à partir des échantillons numériques provenant du convertisseur analogiquenumérique 23.

Si l'horloge hv était parfaitement en phase avec le signal s', I'un des fronts montants de ladite horloge correspondrait parfaitement à l'instant tN . Le retard du front descendant de horloge hv , L'instant tp , par rapport à l'instant tN est par définition D#B ; si
L'horloge hv était parfaitement en phase avec le signal s' on aurait DTB = ~1/2. Si l'on voulait rephaser instantanément l'horloge hv pour que son front montant d'instant tN suivant immédiatement le front descendant d'instant tp, soit parfaitement en phase avec le signal s', il faudrait faire subir à l'horloge hv un rephasage égal à Dr = DTB + 1/2 modulo 1. En fait, afin de ne pas perturber la phase de l'horloge fv lorsqu'un défaut local ponctuel du disque optique entraîne une erreur importante de l'un des échantillons servant au calcul de Dr, on introduit une constante de temps dans la correction de la phase de ladite horloge : on effectue seulement une correction Dr / U, U étant une constante notablement supérieure à 1. U peut typiquement prendre une valeur de 8 voire supérieure dans le préambule situé en tête de tout secteur SE et une valeur de 16 ou de 32, voire supérieure, durant le reste dudit secteur. On choisit toujours de préférence pour la valeur de U des puissances entières de 2 afin de faciliter les calculs de la logique cablée. Il est bon de noter que dans ce qui précède on emploie le mot rephasage, alors que l'on effectue en réalité ici une correction temporelle; en fait une correction temporelle à une fréquence sensiblement fixe fy n'est rien d'autre qu'un rephasage.

Le procédé de rephasage de l'horloge fv a été décrit jusqu'à présent en se plaçant dans une zone où le signal s' issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées présentait de nombreux passages par zéro. En fait l'exemple pris pour donner une première description de l'opération de correction de phase - une succession de 1 et de 0 en alternance des données enregistrées - est la plus haute fréquence que peut présenter le signal s', soit fv / 2; la période correspondante avec la normalisation effectuée pour les calculs est égale à 2. Il faut considérer maintenant le cas où les données enregistrées contiennent des basses fréquences et où par suite le signal s' présente des zones, certes de longueur limitée, mais sans passage par zéro. Avant de montrer l'exemple d'un tel cas, il est bon de préciser le procédé de restitution des données enregistrées, incluant le rephasage de l'horloge calculée arithmétiquement hV, dans toute sa généralité. Les différentes étapes du procédé sont les suivantes
à partir de chacun des couples d'échantillons successifs (yn ; yn+1), pour lesquels il existe un front descendant de l'horloge hv tel que tn 2 tp < tn+1 on restitue le signe de yp, comme cela a déjà été décrit, et à l'aide du signe de yp on restitue le bit des données enregistrées correspondant au front descendant de ladite l'horloge hv correspondant à l'instant tp ;
chaque fois qu'un passage par zéro d'instant tN apparaît dans le signal s', c'est à dire chaque fois que deux échantillons numériques contigus y, et yn+l sont de signes opposés, on calcule une correction de phase D# et l'on effectue une correction de phase de l'horloge calculée arithmétiquement hv avec une constante de temps U, c'est à dire que l'on effectue une correction de phase DT/U;
en l'absence de passage par zéro du signal s', on n'effectue aucune correction de l'horloge calculée arithmétiquement hv.

En l'absence de passage par zéro du signal s', une autre solution consiste à effectuer sur l'horloge calculée arithmétiquement hv soit la correction de phase D#/U calculée lors de la dernière apparition d'un passage par zéro du signal s', soit une correction de phase déduite de la correction de phase calculée lors de la dernière apparition d'un passage par zéro du signal s', mais de plus faible valeur, D#/(U # V), où V est un nombre réel supérieur à l de préférence une puissance entière de 2, jusqu'au moment où un nouveau passage par zéro de s' apparaît. On ne considére dans la suite que le cas où l'on n'effectue pas de correction de phase en l'absence de passage par zéro du signal s'.

Soit comme précédemment un chronogramme du signal s' issu de la séquence de données enregistrées... 1(0100001)0 ..., montré à la figure 7. Soient respectivement tn à tn+9 les instants d'échantillonnage des échantillons numérisés y, à yn+9 ; y, est l'échantillon correspondant au premier 0 de la séquence de données décrite en exemple et yn+9 I'échantillon correspondant au dernier 1 de ladite séquence. Soient tp à tp+6 les instants des fronts descendants de l'horloge calculée arithmétiquement hv et respectivement yp à yp+6 les échantillons restitués correspondants aux données enregistrées; dans l'exemple choisi l'instant tp est légèrement postérieur à l'instant tn et l'instant tP+6 à l'instant tn+9. Soient tN, , tN+i et tN+s des instants de passage par zéro du signal s' avec tp < tN < tp+1 < tN+i < tp+2 et < tp+5 < tN+5 < tP+6 , lesdits instants tN tN+ et tN+5 étant sensiblement confondus avec des fronts montants de l'horloge hv . Il n'y a pas de passage par zéro du signal de s' pour les instants des fronts montants de l'horloge hv (tN+2), (tN+3 ) et (tN+4). L'échantillon Yn étant de signe opposé à celui de l'échantillon précédent, une correction de phase Drn est calculée à l'instant tn et la correction de phase Drn / U est appliquée à l'horloge ho. de même à l'instant tn+l, les échantillons y, et yn+i étant de signes opposés, une nouvelle correction de phase Dxn+l est calculée et la correction Drn+ 1 / U est appliquée à l'horloge hv . Par contre à l'instant tn+2 , les échantillons yn+l et Yn+2 étant de même signe, aucune nouvelle correction de phase n'est calculée et aucune correction de phase n'est appliquée à l'horloge hv . A l'instant tn+3 , les échantillons Yn+2 et Yn+3 étant de signes opposés, une nouvelle correction de phase Drn+3 est calculée et la correction DTn+3 / U est appliquée à l'horloge hv . De l'instant tn+4 à l'instant tn+8 ,les échantillons Yin+3 à Yn+8 étant tous de même signe, aucune nouvelle correction de phase n'est calculée et auxdits instants tn+4 à tn+8 aucune correction de phase n'est appliquée à l'horloge hv. A l'instant tn+9, les échantillons Yn+8 et yn+g étant de signes opposés, une nouvelle correction de phase DTn+g est calculée et la correction Drn+9 / U est appliquée à l'horloge hv. L'instant tp étant situé entre les instants tn et tn+i , la paire d'échantillons ( yn ; yn+l ) est utilisée pour restituer la donnée enregistrée correspondant à l'instant tp d'un front descendant de l'horloge hV. Il en est de même pour les paires d'échantillons (yin+1 ; Yn+2), (Yn+3 ; Yn+4), (Yn+4 ; yn+5), (yn+6 ; Yn+7) et (Yn+7 ; Yn+8 ), qui encadrent respectivement les instants tP+î , tp+2, tp+3 , tp+4, et tP+5 d'occurence de fronts descendants de l'horloge hv . Dans la mesure où à la fois la durée sans passage par zéro de s' n'est pas choisie trop importante et où la constante de temps U de la correction de phase n'est pas trop élevée, on obtient à la fois un rephasage précis de l'horloge et une bonne immunité aux défauts locaux du disque qui entraînent l'existence d'échantillons erronnés du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées.

Dans un dispositif suivant l'invention les horloges hp, he et hl du lecteurenregistreur sont, dans la première opération de synchronisation, à la fois synchronisées et rephasées par un dispositif, qui utilise un signal lu dérivé seulement des transitions a/b et b/c de la marque b d'un en-tête S ou SA de chaque bloc - le signal sy défini précédemment.

C'est un dispositif de synchronisation suivant l'invention, le module 22, qui va maintenant être décrit. Ledit dispositif de synchronisation, montré à la figure 8, est constitué de deux boucles de synchronisation à verrouillage de phase disposées en cascade. La première desdites boucles de synchronisation reçoit le signal sy sur la première entrée d'un comparateur de phase 30. La sortie dudit comparateur de phase, munie d'un filtre passe bas, commande un oscillateur variable 31 commandé en tension, qui est suivi par un premier diviseur de fréquence 32 de rapport 2Q, fournissant un signal de sortie u; ledit premier diviseur de fréquence est suivi par un second diviseur de fréquence 33 de rapport T, dont la sortie attaque la seconde entrée du comparateur de phase 30, fermant ainsi ladite première boucle de synchronisation à verrouillage de phase ; les rapports de division des deux diviseurs 31 et 32 sont reliés par la relation 2 QT = 2 N. La seconde desdites boucles de synchronisation reçoit sur la première entrée d'un comparateur de phase 34 le signal u de sortie du diviseur de fréquence 32 ; la sortie du comparateur de phase 34, munie d'un filtre passe-bas, commande un oscillateur variable 35 commandé en tension, qui délivre un signal v ; I'oscillateur 35 est suivi par un premier diviseur de fréquence 36 de rapport R ; le premier diviseur de fréquence 36 est suivi par un second diviseur de fréquence 37 de rapport P ; la sortie du second diviseur de fréquence 37 attaque la seconde entrée du comparateur de phase 34, fermant ainsi ladite seconde boucle de synchronisation à verrouillage de phase. Le signal v de sortie de l'oscillateur 35 attaque un diviseur de fréquence 38 de rapport S. Avec les valeurs des rapports de division choisis pour les cinq diviseurs de fréquence 32, 33, 36, 37 et 38, le signal de sortie de l'oscillateur 31 est l'horloge hp à la fréquence 2 fp , le signal u a une fréquence 2 fp /2 Q, le signal de sortie du diviseur 36 est l'horloge d'écriture he de fréquence fe = (2 fp/2 Q) x P = fp > < x PIQ P/Q (la fréquence des bits), le signal v a une fréquence (2 fp /2 Q) x P x R = fe > < R R et le signal de sortie du diviseur de fréquence 38 est l'horloge de lecture h1 , servant à l'échantillonnage des signaux lus issus des marques enregistrées représentant les données enregistrées, a une fréquence fl = fe x R/S ; un choix préférentiel de R et S est : R = 3 et
S = 2, qui fournit le rapport fi = 1,5.

Le fait d'avoir choisi N/T entier et N'/T entier fait que T fois par bloc l'horloge d'écriture he est resynchronisée et rephasée sur l'horloge courante hp dérivée des marques prégravées et que pour différents lecteurs-enregistreurs ayant un comportement similaire de leurs dispositifs internes - des modules optiques jusqu'aux boucles de synchronisation à verrouillage de phase - la fréquence des bits et par suite l'horloge de lecture générées lors d'une lecture restent proches d'un lecteur-enregistreur à un autre et que les corrections de phase à apporter par le calcul sont minimisées. A la valeur de N = 128 fournie en exemple peuvent être associées une valeur T = 16 et une valeur Q = 8; des valeurs extrêmes de P peuvent alors être choisies respectivement de l'ordre de 20 pour la bande la plus intérieure et de l'ordre de 40 pour la bande la plus extérieure.

Il peut exister des défauts locaux du disque à l'emplacement des marques prégravées a, b et c des en-têtes S ou SA des blocs; ces défauts perturbent le signal issu de la lecture desdites marques : transitions a/b ou b/c indétectables ou trop décalées par rapport à la position qu'elles devraient avoir. Il faut éviter que lesdits défauts ne perturbent les horloges du lecteur-enregistreur, d'autant plus qu'un même lecteur-enregistreur à deux instants différents ou deux lecteurs-enregistreurs différents peuvent réagir de façons légèrement différentes aux perturbations engendrées par lesdits défauts; en effet à cause des bruits existant dans les différentes boucles, aussi bien des servo-mécanismes de suivi de piste que des asservissements des différentes horloges, la réponse d'un même enregistreurlecteur aux signaux lus issus des marques enregistrées représentant les données enregistrées n'est pas parfaitement identique deux fois de suite - et d'ailleurs lesdits signaux lus euxmêmes ne sont pas parfaitement identiques -; de plus les réponses de deux enregistreurslecteurs différents peuvent être légèrement différentes lors de la lecture des mêmes marques enregistrées représentant les données enregistrées, en particulier à cause de fonctions de transfert légèrement différentes desdites boucles des servomécanismes et des asservissements des horloges. Toutes ces différences se traduisent en particulier par un écart qui pourrait être notable entre l'horloge d'écriture he générée au moment de l'enregistrement des données et les horloges générées lors de la lecture desdites mêmes données. Par conséquent les sécurités employées dans l'art antérieur du format échantillonné doivent être employées dans le cadre de l'invention : test de vraissemblance effectué sur le moment d'occurence du signal sy à l'aide d'une fenêtre ouverte à partir de l'horloge courante hp, introduction d'une constante de temps dans les boucles de synchronisation à verrouillage de phase, non resynchronisation des horloges et conservation de l'horloge courante quand un signal sy isolé a été détecté hors vraissemblance dans l'un des blocs composant un secteur logique , élimination d'un secteur logique quand il contient au moins deux blocs successifs pour lesquels le signal sy a été détecté hors vraissemblance. Dans ce but, dans le cadre de l'invention, ladite première boucle à verrouillage de phase doit préférentiellement avoir une réponse impulsionnelle telle qu'au bout de quelques périodes d'occurence de sy - par exemple deux ou trois périodes-elle soit pratiquement stabilisée, c'est à dire que les écarts résiduels de fréquence et de phase, générés dans ladite première boucle par lesdits défauts, soient inférieurs aux bruits de la boucle ou au plus égaux auxdits bruits; ladite seconde boucle à verrouillage de phase doit avoir une réponse impulsionnelle plus longue, préférentiellement de l'ordre de dix périodes d'occurence de sy. Il est préférable que l'horloge d'écriture he ait un léger défaut de fréquence et de phase sur une longue durée de temps, plutôt que ladite horloge d'écriture ait habituellement une très grande précision et présente par moments des écarts rapides importants : en effet lors de la lecture, qui peut être effectuée sur un lecteurenregistreur autre que celui qui a servi à l'enregistrement, l'horloge de lecture hl a dans ces conditions une plus grande probabilité d'avoir un comportement voisin de celui de l'horloge d'écriture he , qui avait été générée lors de l'enregistrement : L'horloge he générée lors de l'écriture a une plus grande probabilité d'avoir un comportement voisin de celui de horloge he générée durant la lecture et par suite de celui de l'horloge de lecture hl de fréquence = = x x R/S. De plus l'opération complémentaire de rephasage de l'horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées permet de corriger facilement de légers défauts de phase entraînés par l'imprécision de ladite horloge de lecture et évoluant à une fréquence basse, alors que ladite opération de rephasage ne permettrait pas de corriger des écarts rapides et importants. Enfin le choix d'une réponse impulsionnelle plus rapide de la première boucle par rapport à celle de la seconde boucle s'explique par le fait que ladite première boucle, ne fournissant que l'horloge des marques prégravées, n'a pas besoin d'autant de stabilité de phase que ladite seconde boucle - les marques prégravées étant plus larges que les marques enregistrées représentant les données enregistrées et lesdites marques prégravées étant gravées avec une plus grande précision que lesdites marques enregistrées car réalisées durant la fabrication du disque avec des moyens plus perfectionnés que ceux dont dispose un lecteur-enregistreur.

Le dispositif de restitution des données enregistrées, le module 25, est réalisé sous forme d'une logique cablée, montrée à la figure 9. Ledit dispositif reçoit à son entrée la succession des échantillons yi , délivrés chacun à un instant t. , à la cadence de l'horloge h1 . Un premier module 40, qui reçoit ladite succession d'échantillons, effectue la comparaison de signe de l'échantillon Yin+1, délivré à l'instant ton+1 , et de l'échantillon Yn, délivré à l'instant tn , qui le précède et qui lui est contigu, et conserve en permanence en mémoire les deux derniers échantillons, qu'il fournit à un module 41 ; si les signes des deux échantillons Yn et yn+l sont opposés, le module 40 génère un signal C commandant le calcul de la correction de phase et le fournit à deux modules 42 et 43, sinon, si les signes des deux échantillons Yn et Yn+l sont les mêmes, aucun signal C n'est généré. Le module 41 calcule l'intervalle de temps TB et le fournit au module 42. S'il reçoit le signal C, le module 42, qui va être décrit en détail plus loin, calcule DTB , aB - le signe de DTB -, Dz , DT/U et la valeur incrémentée et corrigée de T : T + (Dz/U + S / R) ; en l'absence du signal C, le module 42 calcule T + S / R. Le module 43 reçoit du module 42 la valeur incrémentée et corrigée de T - ou la valeur incrémentée de T - et #B, du module 40
I'échantillon numérique Yn+l et, si les signes des deux échantillons y, et yn+1 sont opposés, du module 40 le signal C. Le module 43 fournit en sortie op - le signe de yp -, qui est soit le signe de Yn+l , Si les signes des deux échantillons y, et yn+1 sont les mêmes, soit un signe déduit du signe de yn+1 et de ag , si les signes des deux échantillons
Yn et yn+1 sont opposés, comme cela a été précisé dans la description du procédé suivant l'invention. Un module 44 reçoit ap du module 43 et fournit en sortie la donnée élémentaire restituée zP - un</R description générale du procédé suivant l'invention ; on pourrait aussi modifier légèrement le schéma du dispositif de rephasage de façon à ce qu'une corection de phase Dz, au lieu d'une correction partielle Dr / U, soit effectuée à chaque transition du signal s'. Cependant, ces deux solutions, possibles dans le cadre de l'invention, apparaissent plus hasardeuses en présence de défauts locaux du disque.

L'horloge fv a été décrite jusqu'à présent comme une succession d'états 0 et 1, comme cela apparaît aux figures 6 et 7. En fait l'horloge fv est pratiquement virtuelle : elle n'est connue qu'aux moments des échantillonnages, quand elle est calculée et rephasée. Elle n'apparaît que par le calcul de T qui fournit la position de ses fronts descendants par rapport aux instants d'échantillonnage et par Dz qui fournit la position de ses fronts montants par rapport au passage par zéro du signal lu filtré issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées. Cependant tout se passe comme si l'on avait une horloge réelle. Si l'on considère un chronogramme de T, représenté à la figure 11, centré sur les instants d'échantillonnage tn à tn+6 et correspondant au début du second chronogramme décrit pour le signal s', en l'absence de la correction de phase Dr / U et en supposant que l'on n'effectue pas pour le calcul de T l'opération T + 2 /3 modulo 1, mais l'opération X + 2/3 tous les points matérialisant T dans ledit chronogramme sont alignés sur une droite, représentée par un trait tireté sur la figure 11. Le fait d'y ajouter l'opération modulo 1 fait que ces points sont alignés sur une ligne en dents de scie, représentée par un trait mixte sur la figure 11, dont chaque élément oblique a la même pente que ladite droite et dont le front descendant d'un élément est situé à l'instant où ledit élément coupe la droite parallèle à l'axe des temps et d'amplitude T = 1 , la valeur la plus élevée de T étant 1-2-W. Ce front descendant est l'un des fronts descendants de l'horloge hv. L'introduction à l'instant tn de la correction Dr / U revient dans le chronogramme à faire subir à la ligne en dents de scie à partir de l'instant tn une translation de DTn / U parallèlement à l'axe des T et par suite à faire subir un déplacement parallèlement à l'axe des temps aux fronts descendants de ladite ligne en dents de scie, comme cela est représenté en pointillé sur la figure 11 où la correction DT / U a été exagérée pour permettre une meilleure lisibilité de la figure ; ce déplacement desdits fronts descendants est le rephasage de l'horloge hv . La correction de phase de horloge hv à un instant d'échantillonnage donné est la somme algébrique de toutes les corrections qui ont eu lieu à tous les instants précédents depuis le début du secteur logique. Il est utile de noter que l'addition de S / R est effectuée au pire à 2-W près dans la mesure où le rapport S / R n'est pas un nombre rationnel limité à un nombre de bits significatifs inférieur ou égal à W ; néanmoins cette erreur est sans portée dans la mesure où W est choisi suffisamment grand et surtout puisque cette erreur est prise en compte lors du calcul suivant de l'erreur de phase Dr.

Claims (29)

REVENDICATIONS

1. Procédé de synchronisation et de rephasage d'horloges servant, lors d'une lecture dans un lecteur-enregistreur de disques optiques de format échantillonné, à la restitution de données précédemment enregistrées, lesdits disques optiques portant des groupes de marques prégravées réparties à intervalles réguliers le long d'une piste en forme de spirale et des marques enregistrées représentant lesdites données, lesdites marques enregistrées étant situées entre lesdits groupes de marques prégravées, ladite piste étant parcourue et lue par la tête optique dudit lecteur-enregistreur lors de la rotation du disque, procédé comportant une première opération de synchronisation et de rephasage d'une horloge de lecture effectuée uniquement à l'aide d'un signal généré à partir d'au moins une marque de chacun desdits groupes de marques pré gravées lorsque la tête optique les parcourt, caractérisé en ce qu'un échantillonnage et une conversion analogique-numérique des signaux générés à partir des marques enregistrées représentant les données enregistrées, lorsque la tête optique les parcourt, sont effectués à l'aide de ladite horloge de lecture et qu'une correction de phase est effectuée par calcul à partir desdits échantillons numérisés sur une horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées, ladite opération de rephasage étant rendue possible par les variations des valeurs des échantillons numérisés, lesdites variations étant induites par les transitions présentes dans le signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul de la correction de phase est effectué à chaque instant de l'échantillonnage, suivant immédiatement une transition du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, en calculant dans un premier temps l'intervalle de temps (Tg) entre l'instant d'occurence d'une transition du signal lu filtré issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées et l'instant du dernier échantillonnage, à partir des deux derniers échantillons numérisés, par approximation à une forme particulière des fronts montants et des fronts descendants du chronogramme du signal lu filtré (s') issu desdites marques enregistrées, et dans un second temps l'intervalle de temps (T) entre l'instant d'occurence de la donnée élémentaire à restituer et l'instant du dernier échantillonnage par addition algébrique d'une nouvelle correction d'erreur de phase (Dr / U) à la somme des corrections d'erreur de phase effectuées, sur ledit intervalle de temps entre l'instant d'occurence de la donnée élémentaire à restituer et l'instant du dernier échantillonnage, lors de tous les instants précédents d'échantillonnage.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le calcul de rephasage de l'horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées est effectué en normalisant à 1 la période (Tv) de ladite horloge.

4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'horloge de lecture servant à l'échantillonnage des données a une fréquence (fil) supérieure ou égale à 1,4 fois la fréquence bit (fe)

5. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la correction de phase calculée (dur) n'est pas immédiatement appliquée dans son intégralité à l'horloge calculée arithmétiquement permettant la restitution des données enregistrées, mais avec une constante de temps (U), ladite correction de phase immédiatement appliquée étant égale à la correction calculée divisée par ladite constante de temps (Dr/U).

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, en l'absence de transition du signal lu filtré issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, aucune correction de phase n'est effectuée.

7. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, en l'absence de transition du signal lu filtré issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, la correction de phase calculée lors du dernier échantillonnage suivant immédiatement une transition dudit signal lu filtré est appliquée tant que ne se produit pas une nouvelle transition dudit signal lu filtré.

8. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, en l'absence de transition du signal lu filtré issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, une correction de phase déduite de la correction de phase calculée lors du dernier échantillonnage suivant immédiatement une transition dudit signal lu filtré, mais de plus faible valeur, est appliquée tant que ne se produit pas une nouvelle transition dudit signal lu filtré.

9. Procédé suivant l'une des revendications I à 8, caractérisé en ce que les données effectivement enregistrées sur le disque sont obtenues à partir des données à enregistrer en les modifiant de façon à ce que les marques enregistrées représentant sur le disque lesdites données modifiées présentent une densité locale de transitions suffisante pour que le rephasage de l'horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées permette une restitution fiable desdites données enregistrées.

10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, lors de la lecture d'un secteur logique (SE) enregistré, I'opération de rephasage de l'horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées commence par un premier rephasage effectué à l'aide d'un préambule situé immédiatement après le premier en-tête de bloc prégravé (S,SA) dudit secteur logique, ledit préambule précédant les données et ayant été enregistré en même temps que lesdites données.

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le premier rephasage de l'horloge calculée arithmétiquement servant à la restitution des données enregistrées est immédiatement suivi par une initialisation du secteur logique (SE) effectuée à l'aide dudit préambule situé immédiatement après le premier en-tête de bloc prégravé (S,SA) dudit secteur logique, ladite initialisation du secteur logique étant l'opération qui permet d'identifier dans le train des signaux issus du disque le premier bit des données dudit secteur logique.

12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que ledit préambule comporte au moins une première zone d'étalonnage en puissance de la source laser, une seconde zone de rephasage et une troisième zone de détection du début des données du secteur logique.

13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la zone de détection du début des données du secteur logique contient un mot binaire présentant un très fort pic d'autocorrélation.

14. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les données enregistrées sont obtenues en ajoutant aux données à enregistrer une transition tous les n bits.

15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que n est égal à 32.

16. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les données enregistées sont obtenues en faisant subir aux données à enregistrer un brouillage réversible à l'aide d'un mot de brouillage prédéterminé.

17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le brouillage consiste à faire subir aux données et au mot de brouillage une opération d'addition, bit à bit, modulo 2.

18. Procédé suivant l'une des revendications I à 13, caractérisé en ce que les données sont obtenues à partir des données à enregistrer en leur faisant subir un codage suivant un code de bloc.

19. Procédé, suivant l'une des revendications I à 18, caractérisé en ce que pour restituer une donnée élémentaire il est effectué une évaluation du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, lors de l'instant d'occurence de ladite donnée élémentaire, par interpolation linéaire entre les deux derniers échantillons numérisés dudit signal lu.

20. Procédé, suivant l'une des revendications I à 18, caractérisé en ce que pour restituer une donnée élémentaire il est effectué une évaluation du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, consistant en une évaluation du signe du dernier échantillon numérique lu (Yn+î ) suivant immédiatement la donnée élémentaire à restituer (yp), une évaluation du signe de l'échantillon numérique précédent (Yn ), une évaluation du signe du retard (dry) de l'instant (tp) d'occurence du front descendant de l'horloge calculée arithmétiquement (hv) par rapport à l'instant (tN) de passage par zéro du signal (s'), si ledit instant (tN) de passage par zéro existe, et en la combinaison logique desdits signes.

21. Dispositif de synchronisation et de rephasage d'une horloge de lecture et de rephasage d'une horloge calculée arithmétiquement, servant, dans un lecteur-enregistreur de disque optique numérique, à la restitution des données enregistrées sur un disque optique numérique, comportant dans une première branche un module de génération (21) d'un signal de synchronisation issu de la lecture de marques prégravées sur ledit disque optique numérique, suivi d'un module de de synchronisation (22) générant une horloge de lecture (hl) à partir dudit signal de synchronisation, dans une seconde branche un filtre passe bas (20) filtrant le signal lu issu provenant de la lecture des marques enregistrées représentant lesdites données enregistrées, suivi d'un convertisseur analogique-numérique (23), caractérisé en ce que ladite horloge de lecture pilote ledit convertisseur, qui échantillonne et numérise ledit signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, ledit convertisseur étant suivi par une logique de calcul cablée, le premier module de ladite logique cablée étant un filtre accentuateur (24), la restitution des données enregistrées étant entièrement effectuée par calcul dans un module de restitution (25) desdites données, ledit module de restitution desdites données incluant un calcul de correction de phase de ladite horloge calculée arithmétiquement, ledit calcul arithmétique étant effectué uniquement à partir des échantillons numérisés provenant dudit convertisseur analogique-numérique.

22. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce qu'un premier module de calcul (41) d'une logique cablée effectue, à partir des deux derniers échantillons numérisés filtrés du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées, par approximation à une forme particulière des montées et des descentes dudit signal lu, lorsqu'une transition du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées a lieu entre lesdits deux derniers échantillons, le calcul de l'intervalle de temps (TB) entre l'instant d'occurence du passage par zéro dudit signal lu et l'instant du dernier échantillonnage et en ce qu'un second module de calcul (42), constitué d'une boucle d'asservissement numérique, effectue le calcul de lécart entre l'instant d'occurence de la donnée à restituer et l'instant du dernier échantillonnage, par addition algébrique des corrections des erreurs de phase effectuées, sur ledit intervalle de temps entre l'instant d'occurence de la donnée élémentaire à restituer et l'instant du dernier échantillonnage, lors de tous les instants précédents d'échantillonnage.

23. Dispositif suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le filtre accentuateur (24) est défini de façon à ce que le spectre du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées respecte le second critère de Nyquist après ledit filtrage.

24. Dispositif suivant l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce que le module de synchronisation (22) est constitué de deux boucles à verrouillage de phase disposées en cascade, la première desdites boucles fournissant une horloge destinée à la détection des groupes de marques prégravées (hp), la seconde desdites boucles fournissant une horloge d'écriture (he ) à la fréquence des bits des données à enregistrer et une horloge de lecture (hl) de fréquence au moins égale à 1,4 fois la fréquence de ladite horloge d'écriture, ladite horloge de lecture permettant de piloter la numérisation du signal lu issu des marques enregistrées représentant les données enregistrées.

25. Dispositif suivant la revendication 24, caractérisé en ce que la première boucle à verrouillage de phase a une réponse impulsionnelle de durée égale à deux à trois fois la période d'occurence des groupes de marques prégravées et en ce que la seconde boucle à verrouillage de phase a une réponse impulsionnelle égale à environ dix fois la période d'occurence desdits groupes de marques prégravées.

26. Disque optique de format échantillonné portant le long d'une piste en forme de spirale des groupes de marques prégravées disposés à intervalles réguliers et des zones destinées à recevoir des marques enregistrées représentant des données enregistrées, lesdites marques enregistrées étant situées entre lesdits groupes de marques prégravées et étant contiguës auxdits groupes de marques prégravées, un dit groupe de marques prégravées et la dite zone qui le suit immédiatement formant un bloc, chaque dit bloc ayant toujours la même dimension angulaire sur toute la surface du disque et contenant un nombre entier constant (N) d'unités angulaires desdites marques prégravées appelées Bits sur toute la surface dudit disque, ledit disque étant constitué de bandes annulaires concentriques contiguës, les dites marques enregistrées ayant pour unité angulaire le bit, une dite bande annulaire étant une bande dans laquelle le bit conserve une valeur angulaire constante et dans laquelle chaque dit bloc contient un nombre entier constant (N') desdits bits, la dimension linéaire desdits bits étant minimale dans la partie la plus intérieure au disque de ladite bande annulaire, le disque contenant au moins une bande annulaire, les bandes annulaires successives contenant un bit dont la dimension linéaire est sensiblement la même pour toutes les bandes et la plus petite possible dans la zone la plus intérieure au disque de chaque dite bande, caractérisé en ce que chaque fraction (Tième) de bloc, ladite fraction étant la même pour tout bloc de toute bande annulaire, contient un nombre entier constant (N/T) de Bits et un nombre entier constant (N'/T) de bits dans chaque bande annulaire du disque, ledit nombre entier constant de bits contenus dans chaque bloc d'une bande annulaire croissant lorsqu'on passe de la bande annulaire la plus intérieure au disque à la bande annulaire la plus extérieure.

27. Disque suivant la revendication 26, caractérisé en ce que tout groupe de marques prégravées de tout bloc contient des marques de l'adresse du tour de 360C de la piste en forme de spirale portant ledit bloc.

28. Disque suivant la revendication 27, caractérisé en ce que les marques d'adresse de chaque groupe de marques prégravées d'un bloc sont constituées de quatre marques, codées en code de Gray, représentant les bits de plus faible poids de l'adresse du tour de 360" de la piste en forme de spirale portant ledit bloc et d'une marque multiplexée dans le groupe de marques prégravées de blocs situés à la suite l'un de l'autre.

29. Disque suivant la revendication 26, caractérisé en ce que des marques prégravées de l'adresse du tour de 360C de la piste en forme de spirale portant une succession de blocs contigus n'existent dans les groupes de marques prégravées desdits blocs que pour un bloc parmi plusieurs (m) blocs.