KR910009669B1 - Apparatus for eliminating jitter noise of telecommunication system - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 전체구성 블록도.1 is an overall block diagram of the present invention.
제2도는 위상 보상 루프 회로부의 내부 구성도.2 is an internal configuration diagram of a phase compensation loop circuit portion.
제3도는 지터 제거 과정의 각 단계별 파형 표시도.3 is a waveform display of each step of the jitter removal process.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 위상 보상 루프 회로부 20 : 수정자 클럭 회부10: phase compensation loop circuit 20: modifier clock reference
30 : 구동 및 여파 회로부 40 : 수정여파 회로부30: drive and filter circuit portion 40: crystal filter circuit portion
50 : 진폭 비교 회로부 11 : 주파수 교정부50: amplitude comparison circuit section 11: frequency correction section
12 : 8분주 회부 13 : 193분주 회부12: referral divided into eighties 13: 193 referral divided
14 : 위상 비교부14: phase comparison unit
본 발명은 디지털 전송시스템 상에서 데이터의 송수신에 필요한 클럭 생성시 발생하는 지터(Jitter)성분의 제거를 위한 회로에 관한 것으로, 특히 북미식 디지털 전송 방식인 T1 캐리어 전송을 사용하는 전송시스템에서 사용하는 DS1 레벨의 1.544MHz 클럭을 발생할 때 생기는 지터 성분의 제거를 위한 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit for the removal of jitter (components) generated when generating a clock required for data transmission and reception on a digital transmission system, in particular DS1 used in a transmission system using T1 carrier transmission, a North American digital transmission method. A circuit for removing jitter components that occurs when generating a level of 1.544 MHz clock.
프레임(Frame)구성으로 데이터의 전달이 이루어지는 디지털 시스템의 자체내에서 발생된 지터 성분은 데이터 송수신용 클럭이 시스템 클럭에 비동기(Asynchronization) 상태로 될 경우 슬립(Slip)으로 인한 성능 저하 및 전송 에러의 증가 뿐 아니라 디지털로 코팅된 원래의 아날로그 신호에 심각한 영향을 미쳐왔다.The jitter component generated in the digital system itself in which data is transmitted in a frame configuration is used to reduce performance due to slip and transmission errors when the clock for data transmission and reception becomes asynchronous to the system clock. In addition to the increase, it has seriously affected the original digitally coated analog signal.
이에 대해, 디지털 신호의 유의 순간(Significant Instant)이 시간상의 정위치로부터 벗어나 축적되지 않는 순간적인 변동으로 누적된 지터의 개선을 위하여 직접적인 성능 향상 뿐만 아니라, 클럭의 유의순간을 데이터의 아이 패턴화 중심으로 조절하여 잡음허용치(Noise Tolerance)를 최대화시키고 부호간 간섭(Inter-symbol Interference)을 최소화하기 위한 연구가 있어 왔다.On the other hand, in order to improve the accumulated jitter due to the instantaneous fluctuations in which the Significant Instant of the digital signal does not accumulate away from the exact position in time, the significant moment of the clock is centered on the eye patterning of the data. In order to maximize the noise tolerance and to minimize the inter-symbol interference, there have been studies.
그리고, 전송 장치에서의 지터 허용치는 신호 재생용 클럭 추출회로 특성 및 다중화 장치의 프레임 형태, 그로 인한 스터프 동기(Justification Process), 동기화기/비동기화기에서의 버퍼단수, PLL(Phase Locked Loop) 전달함수, PLL동작 범위 등이 변수가 되고 있다.The jitter tolerance in the transmission device is characterized by the characteristics of the clock extraction circuit for signal reproduction, the frame type of the multiplexing device, the resulting stuff synchronization process, the number of buffer stages in the synchronizer / non-synchronizer, and the PLL transfer function. , PLL operating range, etc. are variables.
따라서, 본 발명의 목적은 보편적인 위상 검출 방식을 사용하는 PLL용 디지털 회로에서 상기의 지터 허용치를 초과하여 자체 발생되는 일시적 주파수 변동 성분을 제거하는 회로를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a circuit for removing a transient frequency variation component which is generated in excess of the above jitter tolerance in a digital circuit for a PLL using a universal phase detection scheme.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마스터(Master)클럭인 수정자 클럭(12.355MHz ±100ppm)을 발생하는 수정자 클럭발생수단, 상기 수정자 클럭발생수단에 연결되어 상기 수정자클럭과 외부로부터 입력되는 프레임 펄스를 입력으로 하여 수정자 클럭을 1544분주한 8KHz(Pulse Width 244ns)와 위상 비교시켜 주파수 교정을 수행하면서 DS1 레벨의 1.544MHz 구형펄스를 출력하는 위상 보상 루프 수단, 상기 위상 보상 루프 수단에 연결되어 상기 위상 보상 루프 수단의 출력을 래치 및 1차 필터링 기능을 하는 구동 및 여파수단, 상기 구동 및 여파수단에 연결되어 상기 구동 및 여파수단의 출력인 지터성분이 포함된 1.544MHz 구형펄스의 지터성분을 제거하여 1.544MHz의 아날로그 정현파 신호를 출력시키는 수정여파수단, 상기 수정여파수단에 연결되어 상기 1.544MHz의 아날로그 정현파 신호를 TTL 레벨의 디지털 펄스로 변화시키는 진폭 비교기로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the modifier clock generating means for generating a modifier clock (12.355MHz ± 100ppm) which is a master clock, connected to the modifier clock generating means from the outside and the modifier clock Phase compensating loop means for outputting 1.544 MHz square pulse of DS1 level while performing frequency correction by phase comparison of modifier clock with 8KHz (Pulse Width 244ns) divided by 1544 with input frame pulse as input, said phase compensation loop means A drive and filter means connected to the latching and primary filtering functions of the phase compensation loop means, and a 1.544 MHz rectangular pulse connected to the drive and filter means containing jitter components as outputs of the drive and filter means. A crystal filter means for outputting an analog sinusoidal signal of 1.544 MHz by removing jitter components, the analog filter being connected to the crystal filter means That is configured to amplitude comparator for changing the sinusoidal signal into a digital pulse of a TTL level is characterized.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
제1도는 본 발명의 전체 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에서 (10)은 위상 보상 루프 회로부, (20)은 수정자 클럭발생 회로부, (30)은 구동 및 여파 회로부, (40)은 수정여파 회로부, (50)은 진폭 비교기를 각각 나타낸다.1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention. In the figure,
위상 보상 루프 회로부(10)는 위상 비교 회로(PLL), 분주 회로 그리고 주파수 교정회로로 구성되어 외부로부터 입력되는 T1방식의 프레임(24channel, 193비트)단위를 구분짓는 기준 클럭인 프레임 펄스(Frame Pulse(9KHz) ; 제3a도를, 12.355MHz ±100ppm의 수정자 클럭을 1544분주한 8KHz(Pulse Width 244ns, 제3b도와 위상 비교시켜 주파수 교정을 수행하면서 DS1레벨의 1.544MHz 클럭을 발생시킨다.The phase compensation
본 발명에서는 이러한 기능을 담당하는 상기 위상 보상 루프 회로부(10)의 바람직한 일실시예로서 모토롤라사의 MT8940 IC칩을 사용하여 구현하였다.In the present invention, the Motorola's MT8940 IC chip is implemented as a preferred embodiment of the phase-compensated
수정자 클럭발생회로부(20)는 상기한 기준클럭인 프레임 펄스와 위상 비교할 마스터 클럭인 기본 수정자 클럭(12.355MHz ±100ppm)을 상기 위상 보상 루프 회로부(10)에 제공한다.The modifier clock
그런데, 여기서 상기 위상 보상 루프 회로부(10)의 1.544MHz 클럭 출력을 피드백되어 193분주된 후 입력되는 상기 프레임 펄스와 위상 비교되는데, 이때, 액티브 에지(Active Edge)에 위상 일치(Phase Lock)된 상태가 되면 ±1.04MHz의 고정(Look in)범위가 유지되어 CCITT의 규정을 만족하지만 통상적으로 위상 보상 루프 회로부(10) 자체의 불안정 특성상 약 100ns정도의 주파수 변동사항이 존재하게 된다(제3c도).By the way, the phase of the phase
결국 1.544MHz 전송시의 1UI(Unit Interval)는 648ns로 이와 같은 지터 성분의 누적은 슬립현상을 유발하여 데이터의 송수신시 중복 및 유실의 근거로 존재하게 된다.As a result, 1UI (Unit Interval) for 1.544MHz transmission is 648ns, and this accumulation of jitter causes slip and exists as a reason for duplication and loss in data transmission and reception.
상기와 같이 일정치의 지터성분을 포함하고 출력되는 상기 위상 보상 루프 회로부(10)의 출력인 1.544MHz의 구형펄스는 구동 및 여파 회로부(30)에 의해 래치되고 1차 필터링(filtering)된 후 수정여파 회로부(40)의 입력으로 들어가게 된다. 여기서 상기 구동 및 여파 회로부(30)는 위상 보상 루프 회로부(10)로부터 출력되는 상기 구형펄스(1.544MHz)를 래치시켜 구동시키는 74LS241 IC칩과, 상기 74LS241 IC칩의 후단에 연결되어, 상기 구형펄스를 1차 필터링시키는 RC 필터로 구성된다.The spherical pulse of 1.544 MHz, which is the output of the phase compensation
상기 구동 및 여파 회로부(30)를 거친 지터성분이 포함된 상기 1.544MHz의 구형펄스는 수정여파 회로부(40)으로 입력되어 교환국간 망동기용의 정확한 클럭수준으로 보상되게 된다. 내부구성은 양방향으로 커플링된 트랜스 포머와, 상기 양방향 트랜스 포머에 연결된 가변 콘덴서와, 상기 양방향 트랜스 포머에 연결된 수정발진기로 구성된다. 이에 따른 동작을 살펴보면, 입력되는 구형펄스는 트랜스 포머 커플링에 의한 공지의 필터링이 이루어진 후, 가변콘덴서에 의해 주파수 조정되고, 상기 커플링된 트랜스 포머와 상기 가변콘덴서를 거친 신호를 수정발진기의 출력에 동기되어 지터성분이 제거된 정확한 1.544MHz의 아날로그 정형파(sinusoidal)로 출력된다.The 1.544 MHz square pulse containing the jitter component passed through the drive and
상기와 같이 구성되는 수정여파 회로부(40)는 중심주파수(Center Frequency) 1.544MHz, 통과대역폭(Pass Bandwidth) ±200Hz Min./3dB, 리플 1.0dB Max., 저지(stop) 대역폭 ±1.5KHz Max./40dB, 삽입손실(Insertion Loss) 3.0dB Max, 종단임피이던스 1.0Kohm/1.0pF, 입력레벨 1dBm으로서 온도범위 -20~+85degree의 특성을 가지고 있다.The crystal
진폭 비교 회로부(50)는 선형 연산 증폭기로 구성되어, 상기 수정여파 회로부(40)를 거쳐 출력된 1.544MHz 정현파를 선형 연산증폭기의 기준전압(0레벨)과 비교하여 아날로그-디지탈 변환을 시킨후 최종적으로 목적한, 지터성분이 제거된 1.544MHz 구형펄스를 TTL 레벨로 출력하게 된다.The amplitude
다음으로, 제2도를 참조하여 위상 보상 루프 회로부(제1도의 10)의 세부동작을 살펴본다. 제2도는 위상 보상 루프 회로부(제1도의 10), 즉 MT8940 IC칩의 내부 구성 블록도이다.Next, a detailed operation of the phase compensation
도면에서 (11)은 주파수 교정부, (12)는 8분주 회로부, (13)은 193분주 회로부, (14)는 위상 비교부를 각각 나타낸다.In the drawing, reference numeral 11 denotes a frequency corrector, 12 denotes an eight-division circuit, 13 denotes a 193-division circuit, and 14 denotes a phase comparator.
수정자 클럭 회로부(제1도의 20)에서 출력된 수정자 클럭(12.355MHz ±100ppm)은 주파수 교정부(11)와 8분주 회로부(12)를 거치게 되어 1.544MHz의 클럭이 출력된다. 한편 이 출력은 193분주 회로부(13)를 거쳐 궤환되어 8KHz로 변환되며, 위상 비교부(14)는 프레임 펄스와 193분주 회로부(13)의 출력을 위상 비교하여 검출한 위상차 신호를 주파수 교정부(11)로 보내고, 주파수 교정부(11)는 위상차가 존재할 경우 수정자 클럭 회로부(제1도의 20)의 발진 주파수를 조정하게 된다.The modifier clock (12.355 MHz ± 100 ppm) output from the modifier clock circuit section (20 in FIG. 1) passes through the frequency correcting section 11 and the eight
제3도는 전체 회로의 각 단계별 파형을 도시한 도면이다.3 is a diagram showing waveforms for each step of the entire circuit.
각 파형(a 내지 e)은 제1도와 제2도에 표기된 각 단계점(a 내지 e점)의 파형으로서, (a)는 프레임 펄스, (b)는 프레임 펄스와 위상 비교하기 위해, 8분주 회로부(제2도의 12)를 거쳐 출력되는 1.544MHz를 193분주 회로(13)로 궤환시켜 주파수 변환한 8KHz, (c)는 위상 보상 루프 회로부(제1도의 10)의 출력으로서 지터 성분이 포함된 1.544MHz 클럭, (d)는 수정여파 회로부(40)를 거친 1.544MHz 아날로그 정현파형, (e)는 진폭 비교기를 거친, 지터 성분이 제거된 최종 출력 파형을 각각 나타낸다.Each waveform (a to e) is a waveform of each step point (a to e point) shown in FIG. 1 and FIG. 2, where (a) is a frame pulse and (b) is 8 divisions for phase comparison with the frame pulse. The frequency conversion of the 1.544 MHz output through the circuit section (12 in FIG. 2) to the 193
따라서, 상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 북미식 디지털 전송방식 시스템에서 난점으로 존재해왔던 1.544MHz 클럭의 지터성분을 간단한 회로 구성으로 완전제거하는데 그 적용 효과가 있다.Therefore, the present invention, which is configured and operated as described above, has an application effect to completely remove the jitter component of the 1.544 MHz clock, which has been a difficulty in the North American digital transmission system, with a simple circuit configuration.
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