KR940000942B1 - Bit synchronous circuit - Google Patents
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- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
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Abstract
Description
제1도는 종래 기술에 따른 비트 동기회로의 블럭도.1 is a block diagram of a bit synchronization circuit according to the prior art.
제2도는 본 발명에 의한 비트동기회로의 블럭도.2 is a block diagram of a bit synchronization circuit according to the present invention.
제3도는 위상 및 주파수 비교기의 상세도.3 is a detailed view of a phase and frequency comparator.
제4도는 제3도의 블럭에 대한 신호 파형도.4 is a signal waveform diagram for the block of FIG.
제5도는 위상 및 주파수 비교 이득조절기의 상세도.5 is a detailed view of a phase and frequency comparison gain regulator.
제6도는 제5도의 각 블럭에 대한 신호 파형도.6 is a signal waveform diagram for each block of FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1,11 : 위상 및 주파수 비교기(PFC)1,11: Phase and frequency comparator (PFC)
2,14 : 저역 여파기 또는 적분기2,14: low pass filter or integrator
3,15 : 전압제어 발진기 12 : PFC 이득 조절기3,15: voltage controlled oscillator 12: PFC gain regulator
13 : N분주기 103 : 인버터13: N divider 103: Inverter
104,105 : 배타적 OR게이트104,105: exclusive OR gate
101,102,301 내지 303, 501 내지 504,506,511 내지 51n : D플립플롭101,102,301 to 303, 501 to 504,506,511 to 51n: D flip flop
500 : 쉬프트 레지스터 304 : 수신기500: shift register 304: receiver
305 : 배타적 OR/NOR게이트 306 : 배타적 NOR게이트305: Exclusive OR / NOR gate 306: Exclusive NOR gate
505 : OR게이트505: OR gate
본 발명은 입력되는 2진(binary) 데이터의 비트 패턴 및 비트 속도에 따라 PLL(Phase Locked Loop)의 루프(loop) 이득이 민감하게 변하지 않을 뿐만 아니라 고속(500Mpbs 이상)의 비트 속도에서도 안정되게 클럭과 데이터를 복구하는(recovery)비트 동기 회로에 관한 것이다.According to the present invention, the loop gain of the PLL (Phase Locked Loop) does not change sensitively according to the bit pattern and bit rate of the binary data to be input, and the clock is stably stable even at a high bit rate (over 500 Mpps). And a bit synchronization circuit for recovering data.
제1도의 (a)는 종래의 비트동기회로의 블럭도, (b)는 (a)의 위상 및 주파수 비교기(Phase and Frequency comparator ; 이하, PFC라 함) 회로도, (c)는 (b)의 동작 타이밍도로서, 1은 PFC, 2는 저역 여파기(LPF : Low Pass Filter) 또는 적분기, 3은 전압제어발진기(VCO ; Voltage Controlled Oscillator)를 각각 나타낸다.(A) is a block diagram of a conventional bit synchronization circuit, (b) is a phase and frequency comparator (hereinafter referred to as PFC) circuit diagram of (a), and (c) is a block diagram of (b) As an operation timing diagram, 1 denotes a PFC, 2 denotes a low pass filter (LPF) or integrator, and 3 denotes a voltage controlled oscillator (VCO).
종래의 비트 동기 회로의 위상 및 주파수 비교기는, 제1도의 (b)도 및 (c)도에 도시한 바와 같이, 입력데이타와 전압 제어발진기의 출력을 입력하여 입력 데이타에서 발생하는 천이의 위상과 전압 제어 발진기의 클럭 펄스의 위상을 비교하여 그 결과를 직접 출력하기 때문에 위상 및 주파수 비교기에서 출력되는 펄스 폭은 전압 제어 발진기의 클럭 펄스 및 주기보다 작았고, 입력되는 데이타에서 천이가 발생할 때마다, PFC(1)에서 출력되었다. [Belkin(미국특허 4,400,667), Summers(영국특허 8,039,874, 미국특허 4,422,176), Hogge(미국특허 4,535,459)].As shown in (b) and (c) of FIG. 1, the phase and frequency comparators of the conventional bit synchronization circuit input the input data and the output of the voltage controlled oscillator, and the phase of the transition generated from the input data. Since the phases of the clock pulses of the voltage controlled oscillators are compared and the results are output directly, the pulse widths output from the phase and frequency comparators were smaller than the clock pulses and periods of the voltage controlled oscillators. Whenever a transition occurs in the input data, the PFC Output from (1). Belkin (US Patent 4,400,667), Summers (UK Patent 8,039,874, US Patent 4,422,176), Hogge (US Patent 4,535,459).
그런데, 일반적으로 비트 동기용 PFC(1)는 입력되는 데이터에서 발생하는 천이 수에 따라 PFC(1)에서 출력하는 펄스의 수가 변하게 되어 입력되는 데이터의 비트 패턴(데이터에서 천이가 발생할 확률)에 따라 PLL의 루프 이득이 민감하게 변하게 된다[D.L.Duttweiler, “The Jitter Performance of Phase-Locked Loops Extracting Timing fromm Baseband Data Waveforms”, The Bell System Technical Journal, Jan 1976].By the way, in general, the bit synchronization PFC 1 changes the number of pulses output from the PFC 1 according to the number of transitions occurring in the input data, and according to the bit pattern (probability of transitions in the data) of the input data. The loop gain of the PLL changes sensitively (DLDuttweiler, “The Jitter Performance of Phase-Locked Loops Extracting Timing from m Baseband Data Waveforms”, The Bell System Technical Journal, Jan 1976).
따라서, PLL회로의 루프 이득을 크게하면 데이터에서 천이가 많이 발생할때 비트 동기 회로가 불안정하게 되고, 루프 이득을 작게 하면 데이터에서 천이가 적게 발생할때 비트 동기 회로가 불안정하게 되는 단점이 있었다.Therefore, if the loop gain of the PLL circuit is increased, the bit synchronization circuit becomes unstable when a large amount of transition occurs in the data. If the loop gain is decreased, the bit synchronization circuit becomes unstable when the transition occurs little in the data.
또한, 비트 동기 회로에서 사용되는 PLL의 저역 여파기 또는 적분기(2)는 PFC(1)에서 출력하는 펄스의 주파수 성분 중에 주로 직류 성분을 포함하는 저역 주파수 성분의 크기를 검출하여 전압 제어발진기(3)로 보내게 되는데 PFC(1)에서 출력하는 펄스의 폭이 작을때 즉, 데이터의 비트 속도가 높을 때에는 저역 주파수 성분의 크기가 매우 작기 때문에 검출이 불가능해져 PLL회로가 불안정하게 동작하게 되는 단점이 있었다 [Belkin(미국특허 4,400,667), Summers(영국특허 8,039,874, 미국특허 4,422,176), Hogge(미국특허 4,535,459)].In addition, the low pass filter or integrator 2 of the PLL used in the bit synchronization circuit detects the magnitude of the low pass frequency component, which mainly includes a DC component, among the frequency components of the pulses output from the PFC 1, thereby controlling the voltage controlled oscillator 3. When the width of the pulse output from the PFC (1) is small, that is, when the bit rate of the data is high, the low frequency component is so small that it is impossible to detect and the PLL circuit becomes unstable. Belkin (US Patent 4,400,667), Summers (UK Patent 8,039,874, US Patent 4,422,176), Hogge (US Patent 4,535,459).
따라서, 본 발명은 상기에 언급한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데이터에서 천이가 많이 발생할때는 PFC에서 출력된 펄스의 수를 제한하고, 데이터에서 천이가 적게 발생할때는 PFC에서 출력된 펄스를 그대로 통과시킴으로써 PFC의 이득을 적절하게 제어하여, 비트 동기의 PLL 루프 이득이 데이터의 비트패턴에 따라 민감하게 변하지 않도록 할 뿐만 아니라, 데이터의 비트 속도가 높을 경우에도 저역 여파기나 적분기에서 저역 주파수 성분을 왜곡없이 검출할 수 있도록 PFC에서 출력되는 펄스의 폭을 데이터의 비트 속도에 무관한 형태로 정형함으로써 비트 동기의 PLL이 최적으로 동작하도록 하는 비트동기회로를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, limiting the number of pulses output from the PFC when a lot of transitions occur in the data, and the pulses output from the PFC when a few transitions occur in the data Passing it through properly controls the gain of the PFC so that the PLL loop gain of the bit sync does not change sensitively according to the bit pattern of the data. It is an object of the present invention to provide a bit synchronization circuit for optimally operating a bit-synchronous PLL by shaping the width of a pulse output from a PFC in a form independent of the bit rate of data so that it can be detected without distortion.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
제2도는 본 발명에 의한 비트동기회로의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도로, 11은 PFC, 12는 PFC 이득 조절기, 13은 N 분주기, 14는 저역여파기 또는 적분기, 15는 전압제어발진기를 각각 나타낸다.2 is a block diagram showing a schematic configuration of a bit synchronization circuit according to the present invention, in which 11 is a PFC, 12 is a PFC gain regulator, 13 is an N divider, 14 is a low-pass filter or integrator, and 15 is a voltage controlled oscillator. .
도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 설명하면, 다음과 같다.Referring to the drawings the configuration and operation of the present invention will be described.
PFC(11)는 외부에서 입력되는 2진 데이터의 비트 단위 간격 중앙보다 VCO클럭 펄스(CP)의 상승천이의 위상이 뒤에 있는지 또는 앞에 있는지를 입력되는 데이타에서 천이가 있을 때마다 비교하여 그 결과치인 논리 레벨을 유효한 시점(입력되는 데이타에서 천이가 발생한 시점)에서 래치할 수 있는 래치 클럭펄스로 출력한다.The PFC 11 compares each time there is a transition in the input data whether the phase of the rising transition of the VCO clock pulse CP is behind or before the center of the bit unit interval of the externally input binary data. The logic level is output as a latch clock pulse that can be latched at a valid point in time (the point at which a transition occurs in the input data).
PFC이득조절기(12)는 상기 PFC(11)에 연결된 상기 2진 입력데이타의 비트 단위 간격 중앙보다 VOC 클럭펄스(CP)의 상승천이의 위상이 뒤에 있으면 제 1 출력단자(U)에서 펄스를 발생시키고 앞에 있으면 제2출력단자(D)에서 펄스를 발생시키는데, 상기 PFC(11)에서 출력되는 래치 클럭 펄스의 천이 발생 빈도가 설정된 빈도수 보다 크게 되면 설정된 반도수(위상 및 주파수 비교 이득 제한)로 상기 PFC(11)에서 출력되는 결과를 입력되는 데이타의 비트 패턴 및 비트 속도에 무관하게 처리하여 그 결과를 VCO클럭펄스 주기 보다 큰 펄스폭을 갖는 펄스로 제1 및 제2출력단자(U,D)로 출력하고 상기 PFC(11)에서 출력되는 결과를 VDCO클럭펄스 주기보다 큰 펄스 폭을 갖는 펄스로 제1 및 제 2 출력단자(U,D)로 출력한다.The PFC gain controller 12 generates a pulse at the first output terminal U when the phase of the rising transition of the VOC clock pulse CP is later than the center of the bit unit interval of the binary input data connected to the PFC 11. If it is ahead, the second output terminal D generates a pulse. When the frequency of occurrence of the shift of the latch clock pulse output from the PFC 11 is greater than the set frequency, the pulse is set to the set frequency (phase and frequency comparison gain limit). The result output from the PFC 11 is processed regardless of the bit pattern and bit rate of the input data, and the result is converted into pulses having a pulse width larger than the VCO clock pulse period. The output of the PFC 11 is output to the first and second output terminals U and D as pulses having a pulse width greater than the VDCO clock pulse period.
저역여파기 또는 적분기(14)는 상기 PFC 이득조절기(12)의 제1 및 제2출력단자(U,D)에서 출력되는 펄스의 전압 또는 전류차를 저역 여파시키거나 적분하여 입력되는 2진 데이타의 비트 단위 간격 중앙의 위상과 VCO클럭펄스(CP)의 상승천이의 위상에 관계하는 직류를 포함하는 저역 주파수 성분만의 전압으로 출력한다.The low-pass filter or integrator 14 performs low-pass filtering or integration of the binary data inputted by low-pass filtering or integrating the voltage or current difference of the pulses output from the first and second output terminals U and D of the PFC gain regulator 12. It outputs with the voltage of the low frequency component only including the direct current which concerns the phase of the center of a bit interval, and the phase of the rising transition of VCO clock pulse (CP).
전압제어 발진기(15)는 상기 저역 여파기 또는 적분기(14)의 출력 전압에 따라 위상 및 주파수가 변경되는 클럭펄스(CP)를 상기 PFC(11)로 출력한다.The voltage controlled oscillator 15 outputs a clock pulse CP whose phase and frequency are changed according to the output voltage of the low pass filter or integrator 14 to the PFC 11.
N분주기(13)는 상기 전압제어 발진기(15)에서 구동된 클럭 펄스(CP)를 분주하여 분주된 클럭펄스(DCP)를 상기 PFC 이득 조절기(12)로 출력하여 상기 PFC 이득 조절기(12)의 출력이 상기 분주된 클럭펄스(DCP)에 의해 펄스의 주기 및 폭을 정형할 수 있게 한다.The N divider 13 divides the clock pulse CP driven by the voltage controlled oscillator 15 and outputs the divided clock pulse DCP to the PFC gain regulator 12 to output the PFC gain regulator 12. The output of allows the frequency and width of the pulses to be shaped by the divided clock pulses (DCP).
제3도는 상기 제2도의 PFC(11)의 회로도로서, 도면에서 301,302,303은 D플립플롭, 304는 수신기, 305는 배타적 OR/NOR게이트, 306은 배타적 NOR게이트를 각각 나타낸다.FIG. 3 is a circuit diagram of the PFC 11 of FIG. 2, where 301, 302 and 303 are D flip-flops, 304 are receivers, 305 are exclusive OR / NOR gates, and 306 are exclusive NOR gates.
본 발명에 의한 PFC(11)는 본 출원인이 기출원한 비트동기용 디지틀 PFC(1990년 특허출원 제11070호)로, 제3도에 도시한 바와 같이 2진 데이터를 데이터 입력단자(D1)의 입력으로 하고 수신기(304)를 통한 상기 제2도의 전압제어발진기(15)의 동상 클럭펄스(CP)를 클럭 입력단자(CP1)의 입력으로 하는 D플립플롭(301), 상기 2진 데이터를 데이터입력단자(D3)의 입력으로 하고 상기 수신기(304)를 통한 역상 클럭펄스(/CP)를 클럭입력단자(CP3)의 입력으로 하는 D플립플롭(303), 상기 D플립플롭(301)의 정출력(Q1)을 데이터 입력단자(D2)의 입력으로 하고 상기 수신기(304)를 통한 역상클럭펄스(/CP)를 클럭입력단자(CP2)의 입력으로 하는 D플립플롭(302), 상기 D플립플롭(302,303)의 정출력(Q2,Q3)을 입력으로 하는 배타적 OR/NOR 게이트(305), 및 상기 D플립플롭(301,303)의 정출력(Q1,Q3)을 입력으로 하는 배타적 NOR게이트(306)로 구성된다.The PFC 11 according to the present invention is a bit synchronization digital PFC (patent application No. 11070, 1990) filed by the present applicant, and shows binary data of the data input terminal D1 as shown in FIG. D flip-flop 301 and binary data of which the in-phase clock pulse CP of the voltage-controlled oscillator 15 of FIG. 2 through the receiver 304 is input to the clock input terminal CP1. The D flip-flop 303 and the D flip-flop 301 are inputted to the input terminal D3 and the reverse phase clock pulse / CP through the receiver 304 is input to the clock input terminal CP3. D flip-flop 302 with the output Q1 as the input of the data input terminal D2 and the reverse phase pulse pulse / CP through the receiver 304 as the input of the clock input terminal CP2, the D flip Exclusive OR / NOR gate 305 for inputting the positive outputs Q2, Q3 of the flops 302 and 303, and Q1 and Q3 for the outputs of the D flip flops 301 and 303 as inputs. Consists of the exclusive NOR gate 306.
제4도는 상기 제3도의 각 부분의 신호파형도로, 제4도(a)는 상기 제2도의 전압제어발진기(15)의 클럭펄스(CP)의 천이 위치가 데이터 비트단위 간격의 중앙보다 앞서는 경우를 나타내고, 제4도(b)는 상기 제2도의 전압제어발빈기(15)의 클럭펄스(CP)의 천이위치가 데이타 비트 단위 간격의 중앙보다 뒤지는 경우를 나타낸다.FIG. 4 is a signal waveform of each part of FIG. 3, and FIG. 4 (a) is a case where the transition position of the clock pulse CP of the voltage controlled oscillator 15 of FIG. 2 is earlier than the center of the data bit unit interval. FIG. 4B shows a case where the transition position of the clock pulse CP of the voltage controlled generator 15 of FIG. 2 is behind the center of the data bit unit interval.
상기 제2도의 전압제어발진기(15)의 클럭펄스(CP)의 천이위치가 데이터 비트단위 간격이 중앙보다 앞서는 경우를 상기 제4도(a)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A case in which the transition position of the clock pulse CP of the voltage controlled oscillator 15 of FIG. 2 is earlier than the center of the data bit unit will be described with reference to FIG.
상기 클럭 펄스(CP)에 대해서 동상 클럭 펄스(CP)로 리타이밍된 데이터를 다시 상기 클럭 펄스(CP)에 대해서 역상 클럭 펄스(/CP)로 리타이밍한 데이타(Q2)와 역상 클럭 펄스로 리타이밍된 데이터(Q3)와의 위상 차이가 없어 이를 배타적 OR 취한 배타적 OR/NOR게이트(305)의 배타적 OR의 출력(UD)은 “0”논리레벨을 유지한다. 또한, 동상 클럭 펄스로 리타이밍한 데이터(Q1)와 역상 클럭 펄스로 리타이밍한 데이터(Q3)와의 위상차는 항상 상기 클럭펄스(CP) 주기의 1/2만큼 차이가 나기 때문에 입력되는 데이터에서 천이가 있을 때마다 상기 제3도의 배타적 NOR게이트(306)의 출력(UDCP)에서는 “0”논리레벨 펄스 폭이 상기 클럭 펄스(CP)의 1/2주기인 펄스를 발생시킨다. 따라서, 상기 제3도의 배타적 NOR게이트(306)의 출력(UDCP)에서 상승 천이가 있을때에 상기 제3도의 배타적 OR/NOR게이트(305)의 OR출력(UD)는 논리 레벨 ‘0’이고 상기 제3도의 배타적 OR/NOR게이트(305)의 NOR출력(/UD)은 논리레벨 “1”이 된다.The data re-timed with the in-phase clock pulse CP with respect to the clock pulse CP is converted into the data Q2 and the reverse phase clock pulse with the re-timed data with the reverse phase clock pulse / CP again with respect to the clock pulse CP. The output UD of the exclusive OR of the exclusive OR / NOR gate 305 taking an exclusive OR since there is no phase difference with the timing data Q3 maintains a "0" logic level. In addition, the phase difference between the data Q1 retimed with the in-phase clock pulse and the data Q3 retimed with the reverse phase clock pulse always differs by 1/2 of the period of the clock pulse CP. Each time there is an output UDCP of the exclusive NOR gate 306 of FIG. 3, a pulse having a "0" logic level pulse width of 1/2 cycle of the clock pulse CP is generated. Accordingly, when there is a rising transition in the output UDCP of the exclusive NOR gate 306 of FIG. 3, the OR output UD of the exclusive OR / NOR gate 305 of FIG. 3 is a logic level '0' and the third transition. The NOR output (/ UD) of the exclusive OR / NOR gate 305 of 3 degrees becomes the logic level "1".
상기 제2도의 전압제어발진기(15)의 클럭펄스(CP)의 천이 위치가 데이터 비트 단위 간격의 중앙보다 뒤지는 경우를 상기 제4도(b)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A case in which the transition position of the clock pulse CP of the voltage controlled oscillator 15 of FIG. 2 is behind the center of the data bit unit interval will be described with reference to FIG. 4B.
상기 동상 클럭 펄스(CP)로 리타이밍된 데이터를 다시 역상 클럭 펄스(/CP)로 리타이밍한 데이터(Q2)와 역상 클럭 펄스로 리타이밍된 데이터(Q3)와의 위상 차이는 리타이밍하는 클럭 펄스 한 주기만큼 있게 된다. 따라서, 상기 제3도의 배타적 OR/NOR게이트(305)의 배타적 OR의 출력(UD)의 이 두 리타이밍된 데이터(Q2,Q3)의 위상차이를 논리레벨 “1”로 출력한다. 또한, 동상 클럭 펄스(CP)로 리타이밍한 데이터(Q1)와 역상 클럭펄스(/CP)로 리타이밍한 데이터(Q3)와의 위상차는 항상 상기 클럭 펄스(CP) 주기의 1/2만큼 발생하기 때문에 입력되는 데이터에서 천이가 있을 때마다 상기 제3도의 배타적 NOR게이트(306)의 출력(UDCP)에서는 ‘0’논리레벨 펄스 폭이 상기 클럭 펄스의 1/2 주기인 펄스를 상기의 두 리타이밍된 데이터(Q2,Q3)의 중앙에서 발생하게 된다.The phase difference between the data Q2 re-timed with the in-phase clock pulse CP and the data Q3 re-timed with the reverse phase clock pulse / CP is re-timed. There will be one cycle. Therefore, the phase difference of these two retimed data Q2 and Q3 of the output UD of the exclusive OR of the exclusive OR / NOR gate 305 of FIG. 3 is output at a logic level "1". In addition, the phase difference between the data Q1 retimed with the in-phase clock pulse CP and the data Q3 retimed with the inverse clock pulse / CP is always generated by 1/2 of the clock pulse CP period. Therefore, whenever there is a transition in the input data, the output (UDCP) of the exclusive NOR gate 306 of FIG. 3 re-times the pulses whose logic level pulse width is 1/2 of the clock pulse. This occurs at the center of the data Q2 and Q3.
따라서, 상기 제3도의 배타적 NOR게이트(306)의 출력(UDCP)에서 상기 천이가 있을때에 상기 제3도의 배타적 OR/NOR게이트(305)의 OR출력(UD)은 논리레벨 ‘1’이고 상기 제3도의 배타적 OR/NOR게이트(305)의 NOR출력(/UD)은 논리레벨‘0’이 된다.Thus, when there is a transition in the output (UDCP) of the exclusive NOR gate 306 of FIG. 3, the OR output UD of the exclusive OR / NOR gate 305 of FIG. 3 is a logic level '1' and the The NOR output (/ UD) of the exclusive OR / NOR gate 305 of 3 degrees becomes the logic level '0'.
제5도는 상기 제2도의 PFC 이득조절기(12)의 회로도로서, 도면에서 500은 쉬프트 레지스터, 501 내지 504, 506, 511 내지 51n은 D플립플롭, 505는 OR게이트를 각각 나타낸다.5 is a circuit diagram of the PFC gain regulator 12 of FIG. 2, where 500 is a shift register, 501 to 504, 506, 511 to 51n are D flip flops, and 505 is an OR gate, respectively.
상기 제2도의 PFC 이득조절기(12)는 제5도에 도시한 바와 같이 상기 제2도의 PFC(12) 내의 배타적 OR/NOR게이트(305)(제3도)의 OR출력(UD)을 데이터 입력으로 하고 상기 제2도의 PFC(12)의 배타적 NOR게이트(306)(제3도)의 출력(UDCP)을 클럭입력으로 하는 D플립플롭(501), 상기 제3도의 배타적 OR/NOR게이트(305)의 NOR출력(/UD)을 데이터 입력으로 하고 상기 제3도의 배타적 NOR게이트(306)의 출력(UDCP)을 클럭입력으로 하는 D플립플롭(502), 상기 D플립플롭(501, 502)의 정출력(Q11,Q12)을 입력으로 하는 OR게이트(505), 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력(DCP)을 클럭 입력으로 하고 상기 OR게이트(505)의 출력을 데이터 입력으로 하고 정출력(Q16)을 상기 OR게이트(505)의 일입력과 D플립플롭(501, 502)의 클리어 입력으로 하는 D플립플롭(506), 사기 D플립플롭(501)의 정출력(Q11)을 데이터 입력으로 하고 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력(DCP)을 클럭입력으로 하고 정출력단(Q13)이 상기 제2도의 PFC 이득 조절기(12)의 제1출력단(U)과 연결된 D플립플롭(503), 상기 D플립플롭(502)의 정출력(Q12)을 데이터 입력으로 하고 상기 제2도의 N분조기(13)의 출력(DCP)을 클럭입력으로 하고 정출력단(Q14)이 상기 제2도의 PFC 이득 조절기(12)의 제2출력단(D)과 연결된 D플립플롭(504), 및 (n)개의 D플립플롭(511 내지 51n)으로 구성된 쉬프트 레지스터(500)로 구성된다.The PFC gain regulator 12 of FIG. 2 inputs the OR output UD of the exclusive OR / NOR gate 305 (FIG. 3) in the PFC 12 of FIG. 2 as shown in FIG. D flip-flop 501 which uses the output UDCP of the exclusive NOR gate 306 (FIG. 3) of the PFC 12 of FIG. 2 as a clock input, and the exclusive OR / NOR gate 305 of FIG. Of the D flip-flop 502 and the D flip-flops 501 and 502 whose NOR output (/ UD) is a data input and the output (UDCP) of the exclusive NOR gate 306 of FIG. 3 is a clock input. OR gate 505 with positive outputs Q11 and Q12 as input, output DCP of N divider 13 in FIG. 2 as clock inputs, and output of OR gate 505 as data inputs. The D-flop flop 506 with the positive output Q16 as the one input of the OR gate 505 and the clear input of the D-flop flops 501 and 502, and the constant output Q11 of the fraudulent D-flop flop 501 As data input, D flip-flop 503 having the output DCP of the N divider 13 of FIG. 2 as a clock input and the constant output terminal Q13 connected to the first output terminal U of the PFC gain regulator 12 of FIG. The positive output Q12 of the D flip-flop 502 is a data input, and the output DCP of the N-split 13 of FIG. 2 is a clock input, and the constant output terminal Q14 is a PFC of FIG. A D flip-flop 504 connected to the second output terminal D of the gain regulator 12 and a shift register 500 composed of (n) D flip-flops 511 to 51n.
상기 쉬프트 레지스터(500)는 제1단의 D플립플롭(511)의 데이터 입력단(D21)을 상기 D플립플롭(506)의 정출력단(Q16)에 연결하고 제1단의 D플립플롭(511)의 정출력단(Q21)을 뒤에 오는 D플립플롭의 데이타 입력단자로 입력되며 각 단의 D플립플롭(511 내지 5n)의 클럭입력단을 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력단(DCP)에 연결하고 마지막 단의 D플립플롭(51n)의 정출력단(Q2n)은 각단의 D플립플롭(511 내지 5in)과 상기 D플립플롭(506)의 클리어 단자(CD16, CD21 내지 CD2n)에 연결하여 구성한다.The shift register 500 connects the data input terminal D21 of the D flip flop 511 of the first stage to the positive output terminal Q16 of the D flip flop 506, and the D flip flop 511 of the first stage. The output terminal Q21 is input to the data input terminal of the D flip-flop that follows, and the clock input terminal of the D flip-flop 511 to 5n of each stage is output to the output terminal DCP of the N divider 13 in FIG. The positive output terminal Q2n of the D flip flop 51n of the last stage is connected to the D flip flop 511 to 5in of each stage and the clear terminals CD16 and CD21 to CD2n of the D flip flop 506. do.
상기와 같이 구성된 상기 제2도의 PFC 이득조절기(12)의 동작 설명은 다음과 같다.The operation description of the PFC gain regulator 12 of FIG. 2 configured as described above is as follows.
상기 제2도의 PFC(11)에서 입력된 출력신호(UDCP)에서 상승 천이가 발생하고 상기 2개의 D플립플롭(501,502)의 클리어 단자(CD11, CD12)가 논리레벨 ‘0’을 유지하면, 상기 2개의 D플립플롭(501,502) 중에 하나는 정출력(Q)이 논리 레벨 ‘1’이 된다. 후에 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력(DCP)에서 상승 천이가 발생하면 상기 D플립플롭(506)의 정출력(Q16)은 논리레벨‘1’이 되어 상기 2개의 D플립플롭(501,502)을 클리어시킨다.If a rising transition occurs in the output signal UDCP input from the PFC 11 of FIG. 2 and the clear terminals CD11 and CD12 of the two D flip-flops 501 and 502 maintain a logic level of '0', One of the two D flip-flops 501 and 502 has a constant output Q of logic level '1'. Later, when a rising transition occurs at the output DCP of the N divider 13 in FIG. 2, the positive output Q16 of the D flip-flop 506 becomes a logic level '1' so that the two D flip-flops ( Clear 501,502).
상기 D플립플롭(506)의 데이터 입력단자(D16)와 정출력단자(Q16)가 OR게이트(505)에 연결되어 있기 때문에 클리어단자(CD)로 클리어시키지 않는 한 상기 D플립플롭(506)의 정출력(Q16)은 논리레벨‘1’을 유지 한다. 그런데 상기 D플립플롭(506)의 클리어 단자(CD16)는 n개의 D플립플롭(511 내지 51n)으로 구성된 쉬프트레지스터(500)의 마지막단의 D플립플롭(51n)의 정출력(Q2n)에 연결되어 있기 때문에 상기 D플립플롭(506)의 정출력(Q16)이 논리레벨 “1”로 된 후에 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력(DCP)에서 상승천이가 (n)개 발생한 후에 상기 D플립플롭(506)의 정출력(Q16)은 클리어되어 논리레벨 ‘0’으로 된다. 상기 D플립플롭(506)의 정출력(Q16)이 논리레벨 “1”을 유지하고 있는 동안은 상기 D플립플롭(501,502)은 클리어되기 때문에 상기 제2도의 PFC(11)의 출력(UDCP)에 의한 동작은 하지 않게 된다.Since the data input terminal D16 and the constant output terminal Q16 of the D flip-flop 506 are connected to the OR gate 505, the D flip-flop 506 is not cleared by the clear terminal CD. Constant output Q16 maintains logic level '1'. However, the clear terminal CD16 of the D flip flop 506 is connected to the positive output Q2n of the D flip flop 51n at the end of the shift register 500 including n D flip flops 511 to 51n. Since the positive output Q16 of the D flip-flop 506 becomes the logic level "1", after (n) rise transitions occur at the output DCP of the N divider 13 of FIG. The positive output Q16 of the D flip-flop 506 is cleared to a logic level '0'. Since the D flip-flops 501 and 502 are cleared while the positive output Q16 of the D flip-flop 506 is maintained at the logic level "1", the output (UDCP) of the PFC 11 of FIG. Will not operate.
따라서, 상기 제2도의 PFC(11)의 출력(UDCP)에서 상승 천이가 자주 발생하여도(입력되는 데이터에서 천이가 많이 발생하여도) PFC 이득 조절기(12)의 제1, 제2출력(U,D)인 D플립플롭(503,504)의 정출력(Q13,Q14)에서 출력되는 펄스 발생주기는 정해진 최소 펄스 반복 발생 주기(TMIn=(n+1)×DCP의 주기)로 제한되며, 또한 펄스 폭도 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력(DCP)의 한 주기 펄스 폭을 갖는 펄스를 발생시킨다. 상기 제2도의 N분주기(13)의 출력(DCP)의 주기와 상기 D플립플롭((511 내지 51n)의 갯수(n)는 입력되는 데이터의 비트 속도, 비트 패턴, PLL의 루프 이득 등을 고려하여 최적으로 결정할 수 있다.Therefore, even if the rising transition occurs frequently at the output UDCP of the PFC 11 of FIG. 2 (even if a large amount of transition occurs in the input data), the first and second outputs U of the PFC gain adjuster 12 are U. The pulse generation period output from the constant outputs Q13 and Q14 of the D flip-flops 503 and 504, which are D, is limited to a predetermined minimum pulse repetition generation period (T MIn = (n + 1) x DCP). The pulse width also generates a pulse having one period pulse width of the output DCP of the N divider 13 in FIG. The period of the output DCP of the N divider 13 of FIG. 2 and the number n of the D flip-flops 511 to 51n indicate the bit rate of the input data, the bit pattern, the loop gain of the PLL, and the like. Consideration can be made optimally.
제6도는 상기 제5도의 각 부분의 신호파형도로서, 제5도에서 상기 D플립플롭((511 내지 51n)의 갯수를 3개로 하고, N분주된 출력(DCP)은 상기 전압제어 발진기915)의 클럭펄스(CP)를 2분주한 클럭으로 한 경우의 신호 파형도이다.FIG. 6 is a signal waveform diagram of each part of FIG. 5, and in FIG. 5, the number of the D flip-flops (511 to 51n) is three, and the N-divided output (DCP) is the voltage controlled oscillator 915. This is a signal waveform diagram when the clock pulse CP is divided into two clocks.
제6도(a)는 데이터에서 천이가 1확률로 발생하면서 상기 제2도의 N분주기(13)의 2분주된 클럭펄스의 상승 천이가 데이터의 비트 단위 간격 중앙보다 두지거나 앞서은 경우의 신호 파형도 이다.FIG. 6A shows a signal waveform in which the rising transition of the divided clock pulses of the N divider 13 of FIG. Is also.
제6도(b)는 데이터에서 천이가 1/2 확률로 발생하면서 상기 제2도의 N분주기(13)의 2분주된 클럭펄스의 상승 천이가 데이터의 비트단위 간격 중앙보다 뒤지거나 앞서는 경우의 신호파형도이다.FIG. 6 (b) shows a case in which the transition in the data occurs with a probability of 1/2 and the rising transition of the two-divided clock pulses of the N divider 13 of FIG. Signal waveform diagram.
상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 비트 패턴 및 비트속도에 둔감한 루프 이득을 갖는 비트 동기를 실현할 수 있도록 한 것으로 종래의 비트 동기 회로의 대체할 수 있으며 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.The present invention constructed and operated as described above enables the bit synchronization having a loop gain insensitive to the bit pattern and the bit rate to be substituted for the conventional bit synchronization circuit and has the following effects.
첫째, 입력되는 데이터 비트 패턴에 따라 비트 동기 회로의 PLL루프 이득이 둔감하게 변하기 때문에 선로 부호(line cde)를 사용하지 않는 NRZ비트 동기에 사용할 경우 데이타 열에서 ‘0’ 또는 ‘1’이 연속되어도 비트 동기 기능을 수행한다.First, since the PLL loop gain of the bit sync circuit changes insignificantly according to the input data bit pattern, even when '0' or '1' is continuous in the data string when it is used for NRZ bit sync without using line cde. Performs bit synchronization.
둘째, PFC(11)에서 출력되는 펄스의 폭을 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 고속(500Mbps 이상) 데이터 전송의 비트 동기에서도 안정적으로 동작한다.Second, since the width of the pulse output from the PFC 11 can be freely adjusted, it operates stably even in bit synchronization of high-speed (500Mbps or more) data transmission.
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