DE10019457A1

DE10019457A1 - Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung und Phasenschwankungs-Erzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE10019457A1
Application number: DE10019457A
Authority: DE
Inventors: Kenji Dairi
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2000-12-28
Also published as: GB2349520A; GB0008792D0; JP4206558B2; JP2000307663A; GB2349520B

Abstract

Bei einer Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung und einem Phasenschwankungs-Erzeugungsverfahren wird ein Acht-Bit-Parallel-Zählwert, welcher von einem Schieberegister 653 in einem Steuerabschnitt 65 ausgegeben wird, in einen Multiplexer 5 als phasenmoduliertes Signal eingegeben, wodurch der Multiplexer 5 normal als 1/8-Teilungs-Zähler arbeitet. Acht-Bit-Paralleldaten mit dem Wert 1, welche durch ein Aufwärtszählen verschoben werden, werden von dem Schieberegister 653 in den Multiplexer 5 eingegben. Das Teilungsverhältnis wird lediglich einmal 1/9. Der Multiplexer 5 gibt ein Signal an einen Phasendetektor 2 als Phasenschwankungssignal mit einer Phasenvoreilung von lediglich einem Takt aus.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung und ein Phasenschwankungs- Erzeugungsverfahren, welche zum Messen der Übertragungsgüte bei einer Übertragungsvorrichtung bzw. einem Fernleitungsnetz, welche an ein digitales Hochgeschwindigkeits- Kommunikationssystem angepaßt werden können, bevorzugt sind.

2. Stand der Technik

In den vergangenen Jahren wurde mit dem sprunghaften An stiegs des Bedarfs an Informationsübertragung eine Entwicklung von Kommunikationstechnologien zum Unterstützen einer Be schleunigung der Übertragung und einer großen Übertragungska pazität zu einer dringenden Notwendigkeit. Ferner besteht ein Bedarf an einer Herstellung einer Meßtechnik zum Bewerten der artiger Kommunikationstechnologien. Als Messung zum Bewerten der Übertragungsgüte bei einem Übertragungssystem einer Über tragungsvorrichtung, eines Fernleitungsnetzes etc., welches an ein digitales Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssystem ange paßt werden kann, wird eine Phasendifferenzmessung zum Erfas sen eines Zitterns (einer Hochfrequenzkomponente) und eines Wanders (einer Niederfrequenzkomponente) von Phasenschwan kungskomponenten, welche bei dem Übertragungssystem auftreten, durchgeführt.

Um das Taktsystem jeder Vorrichtung der Übertragungsvor richtung, des Fernleitungsnetzes etc., welche bei dem Übertra gungssystem verwendet wird, welches an das digitale Hochge schwindigkeits-Kommunikationssystem angepaßt werden kann, zu bewerten, muß eine Phasenschwankung auf ein Übertragungsdaten signal übertragen werden, welches in die Vorrichtung eingege ben wird, deren Taktsystem zu messen ist; bislang wurde eine PLL-Schaltung verwendet, um das Zittern bzw. den Wander einer Phasenschwankung auf ein Übertragungstaktsignal zum Erzeugen des Übertragungsdatensignals zu übertragen.

Fig. 5 stellt ein Beispiel eines Schaltungsaufbaus einer Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 100 zum Liefern einer Phasenschwankung bei PLL-Schaltungen nach dem Stand der Tech nik dar. Bei der in Fig. 5 dargestellten Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung 100 multipliziert eine PLL-Schaltung 101 bei der ersten Stufe die Frequenz eines Eingangssignals von 32 kHz (Kilohertz) mit 270 und gibt ein Signal von 8,64 MHz (Me gahertz) aus, und eine PLL-Schaltung 102 bei der zweiten Stufe multipliziert die Frequenz des von der PLL-Schaltung 101 ein gegebenen Signals von 8,64 MHz mit 288 und gibt ein Signal von 2488,32 MHz aus.

Ein Schaltungsaufbau zum Übertragen einer Phasenschwankung auf das Ausgangssignal von 2488,32 MHz ist in der PLL- Schaltung 101 enthalten. Fig. 6 stellt den Schaltungsaufbau dar. Die in Fig. 6 dargestellte PLL-Schaltung 101 ist aus ei nem Phasendetektor (PD) 111, einer Schleifenfilterschaltung 114, welche aus einer Additionsschaltung 112 mit Widerständen R1 und R2 und einem Umkehrverstärker 113 besteht, wobei ein Widerstand R3 und ein Kondensator C1 daran angeschlossen sind, einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 115 und einem Tei ler 116 aufgebaut.

Der Phasendetektor (PD) 111 erfaßt eine Phasendifferenz zwischen einem Eingangssignal (32 kHz), welches als Referenz signal verwendet wird, und einem Teilungssignal, welches von dem Teiler 116 eingegeben wird, und gibt ein Phasendifferenz signal mit der Impulsbreite entsprechend der Phasendifferenz an die Schleifenfilterschaltung 114 aus. Wenn ein Phasen schwankungssignal (moduliertes Signal mit einer Sinuswelle) nicht in den Widerstand R2 eingegeben wird, invertiert und verstärkt die Schleifenfilterschaltung 114 das Phasendiffe renzsignal, welches über den Widerstand R1 eingegeben wird, und gibt das Signal an den spannungsgesteuerten Oszillator 115 aus, welcher dann die Frequenz eines Ausgangssignals in Reak tion auf eine Spannungsschwankung des invertierten und ver stärkten Signals, welches von dem Umkehrverstärker 113 einge geben wird, bei 8,64 MHz hält.

Das heißt, daß die PLL-Schaltung 101 ferner das Ausgangs signal des spannungsgesteuerten Oszillators 115 an den Teiler 116 ausgibt und ein Teilungssignal, welches durch Dividieren des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators 115 durch 270 geliefert wird, in den Phasendetektor 116 einspeist, wobei dadurch stets die Phasenschwankungskomponente berichtigt wird, um die Frequenz des Ausgangssignals konstant zu halten.

Bei der Schleifenfilterschaltung 114 wird, wenn ein Pha senschwankungssignal (moduliertes Signal mit einer Sinuswelle) in den Widerstand R2 eingegeben wird, die Spannungsamplitude bei der Eingabezeit zu der Spannung addiert, welche durch In tegrieren des in den Widerstand R1 eingegebenen Phasendiffe renzsignals als Phasenkomponente geliefert wird, und das Er gebnis wird von dem Umkehrverstärker 113 ausgegeben, um eine Schwankung der Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Os zillators 115 zu erzeugen. Ein Ausgangssignal des spannungsge steuerten Oszillators 115 wird durch den Teiler 116 durch 270 geteilt, und das Ergebnis zu dem Phasendetektor 111 rückge führt, wodurch das Phasendifferenzsignal, welches in den Wi derstand R1 eingegeben wird, die PLL-Schaltung 101 derart be treibt, daß die Spannung, welche in den Widerstand R2 eingege ben wird, aufgehoben wird. Folglich wird die Phasendifferenz zwischen dem Referenztaktsignal und dem Rückführungs- Taktsignal, welches in den Phasendetektor 111 eingegeben wird, zu einem Wert, welcher proportional zu der Spannung ist, wel che in den Widerstand R2 eingegeben wird, so daß ein Ausgangs signal, welches die Phasendifferenz enthält, die bei der in den Widerstand R2 eingegebenen Spannung gesteuert wird, von dem spannungsgesteuerten Oszillator 115 ausgegeben wird.

Der Aufbau der PLL-Schaltung 101 ermöglicht es, daß die Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 100 einen Wander bei dem Ausgangssignal erzeugt.

Aufgrund der Tatsache jedoch, daß die Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung 100 mit den PLL-Schaltungen nach dem Stand der Technik den Schaltungsaufbau zum Addieren einer Phasen schwankung zum Erzeugen eines Wanders durch die analoge Addi tionsschaltung, welche in der Schleifenfilterschaltung 114 enthalten ist, aufweist, wird der maximale Änderungsbetrag der Phasenschwankung in dem Phasenvergleichs-Frequenzbereich der PLL-Schaltung 101 bestimmt, so daß die PLL-Schaltung 101 zum Einstellen des Eingangssignals auf eine niedrige Frequenz von etwa 32 kHz notwendig wird und der Phasenschwankungsbetrag nicht wunschgemäß eingestellt werden kann; dies ist ein Pro blem.

Daher muß beispielsweise bei einem Übertragungssystem, welches an die Bitgeschwindigkeit von 2,5 GHz in SDH (synchro ne digitale Hierarchie), definiert in der Empfehlung 0,171, 2 der ITU-T (Internationale Fernmeldeunion), angepaßt ist, ein sehr großer Wander von 57600 UI (Einheitsintervallen) auf die Vorrichtung übertragen werden, an welcher eine Messung vorzu nehmen ist. Aufgrund der Tatsache jedoch, daß der maximale Än derungsbetrag der Phasenschwankung in dem Bereich phasenver gleichbarer Frequenzen des Phasenvergleichers 101 in der Pha senschwankungs-Erzeugungsschaltung 100 mit den PLL-Schaltungen nach dem Stand der Technik begrenzt ist, ist die Amplitude des modulierten Signals, welches zu der Additionsschaltung hinzu fügt wird, die in der Schleifenfilterschaltung 114 enthalten ist, ebenfalls begrenzt, und es ist schwierig, einen sehr gro ßen Wander zu erzeugen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Phasen schwankungs-Erzeugungsschaltung und ein Phasenschwankungs- Erzeugungsverfahren zu schaffen, welche in der Lage sind, jede erwünschte Phasenschwankung zu erzeugen, anders als eine PLL- Schaltung, bei welcher der maximale Änderungsbetrag der Pha senschwankung in dem Bereich von Phasenvergleichsfrequenzen begrenzt ist.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Phasen schwankungs-Erzeugungsschaltung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Phasenerfassungsschaltung (beispielsweise einen Pha sendetektor 2) zum Erfassen einer Phasendifferenz zwischen ei nem Referenztaktsignal und einem Rückführungs-Taktsignal und zum Ausgeben eines Phasendifferenzsignals;
eine Wandlerschaltung (beispielsweise eine Schleifenfil terschaltung 3) zum Umwandeln des Phasendifferenzsignals, wel ches von der Phasenerfassungsschaltung ausgegeben wird, in ein vorbestimmtes Spannungssignal;
eine spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung (beispiels weise einen spannungsgesteuerten Oszillator 4) zum Ausgeben eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz in Reaktion auf den Spannungswert des Spannungssignals, wel ches von der Wandlerschaltung ausgegeben wird;
eine Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals (beispielsweise ein Abschnitt 6 zum Erzeugen eines modulierten Signals) zum Erzeugen eines Modulationssteuersignals zum Er zeugen einer Schwankung der Phase des Rückführungs- Taktsignals; und
eine Teilerschaltung (beispielsweise einen Multiplexer 5), welche bei der Taktgabe des Taktsignals arbeitet, welches von der spannungsgesteuerten Oszillatorschaltung ausgegeben wird, um das Modulationssteuersignal zu multiplexen, welches von der Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals ausgegeben wird, wodurch das Rückführungs-Taktsignal an die Phasenerfas sungsschaltung ausgegeben wird.

Bei der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erfaßt die Phasenerfassungsschal tung eine Phasendifferenz zwischen einem Referenztaktsignal und einem Rückführungs-Taktsignal und gibt ein Phasendiffe renzsignal aus, die Wandlerschaltung wandelt das Phasendiffe renzsignal, welches von der Phasenerfassungsschaltung ausgege ben wird, in ein vorbestimmtes Spannungssignal umwandelt um, die spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung gibt ein Taktsi gnal mit einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz in Reaktion auf den Spannungswert des Spannungssignals, welches von der Wandlerschaltung ausgegeben wird, aus, die Schaltung zur Er zeugung eines modulierten Signals erzeugt ein Modulationssteu ersignal zum Erzeugen einer Schwankung der Phase des Rückfüh rungs-Taktsignals und die Teilerschaltung arbeitet bei der Taktgabe des Taktsignals, welches von der spannungsgesteuerten Oszillatorschaltung ausgegeben wird, um das Modulationssteuer signal zu multiplexen, welches von der Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals ausgegeben wird, wodurch das Rück führungs-Taktsignal an die Phasenerfassungsschaltung ausgege ben wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Phasen schwankungs-Erzeugungsverfahren vorgesehen, welche umfaßt:
den Phasenerfassungsschritt zum Erfassen einer Phasendif ferenz zwischen einem Referenztaktsignal und einem Rückfüh rungs-Taktsignal und zum Ausgeben eines Phasendifferenzsi gnals;
den Umwandlungsschritt zum Umwandeln des Phasendifferenz signals, welches von dem Phasenerfassungsschritt ausgegeben wird, in ein vorbestimmtes Spannungssignal;
den Schritt einer spannungsgesteuerten Schwingung zum Aus geben eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Schwingungs frequenz in Reaktion auf den Spannungswert des Spannungs signals, welches von dem Umwandlungsschritt ausgegeben wird;
den Schritt der Erzeugung eines modulierten Signals zum Erzeugen eines Modulationssteuersignals zum Erzeugen einer Schwankung der Phase des Rückführungs-Taktsignals; und
den Teilungsschritt, welcher bei der Takgabe des Taktsi gnals arbeitet, welches von dem Schritt einer spannungsgesteu erten Schwingung ausgegeben wird, um das Modulationssteuersi gnal zu multiplexen, welches von dem Schritt der Erzeugung ei nes modulierten Signals ausgegeben wird, wodurch das Rückfüh rungs-Taktsignal ausgegeben wird.

Bei dem Phasenschwankungs-Erzeugungsverfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird bei dem Phasenerfassungs schritt eine Phasendifferenz zwischen einem Referenztaktsignal und einem Rückführungs-Taktsignal erfaßt, und ein Phasendiffe renzsignal wird ausgegeben, bei dem Umwandlungsschritt wird das Phasendifferenzsignal, welches von dem Phasenerfassungs schritt ausgegeben wird, in ein vorbestimmtes Spannungssignal umgewandelt, bei dem Schritt einer spannungsgesteuerten Schwingung wird ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Schwin gungsfrequenz in Reaktion auf den Spannungswert des Spannungs signals ausgegeben, welches von dem Umwandlungsschritt ausge geben wird, bei dem Schritt der Erzeugung eines modulierten Signals wird ein Modulationssteuersignal zum Erzeugen einer Schwankung der Phase des Rückführungs-Taktsignals erzeugt, und bei dem Teilungsschritt wird der Vorgang bei der Taktgabe des Taktsignals durchgeführt, welches von dem Schritt einer span nungsgesteuerten Schwingung zum Multiplexen des Modulations steuersignals ausgegeben wird, welches von dem Schritt der Er zeugung eines modulierten Signals ausgegeben wird, wodurch das Rückführungs-Taktsignal an den Phasenerfassungsschritt ausge geben wird.

Daher ist es möglich, die Phase des ausgegebenen Taktsi gnals wunschgemäß schwingen zu lassen, ohne auf den Ver gleichsfrequenzbereich bei einer Phasenerfassung begrenzt zu sein.

In diesem Fall umfaßt bei der Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals vorzugsweise eine Signalquelle (beispielsweise einen DDS 61, einen D/A- Wandler 62 und einen Multiplizierer 63) zum Erzeugen eines Si nuswellensignals mit einer vorbestimmten Amplitude bei einer vorbestimmten Frequenz, eine A/D-Wandlerschaltung (beispiels weise einen A/D-Wandler 64) zum Abtasten des von der Signal quelle ausgegebenen Sinuswellensignals zu einer vorbestimmten Zeitgabe und zum Umwandeln des Signals in ein vorbestimmtes Digitalsignal, und eine Bitschiebeschaltung (beispielsweise einen Steuerabschnitt 65) zum Umwandeln des Digitalsignals, welches von der A/D-Wandlerschaltung ausgegeben wird, in ein Modulationssteuersignal, welches parallele Bits, welche zy klisch verschoben werden, enthält, und zum Ausgeben des Modu lationssteuersignals, und die Teilerschaltung multiplext das Modulationssteuersignal, welches parallele Bits enthält, wel che von der Bitschiebeschaltung ausgegeben werden, um das Si gnal in ein Rückführungs-Taktsignal umzuwandeln, welches seri elle Bits enthält, und läßt eine Phase der seriellen Bits des Rückführungs-Taktsignals in Reaktion auf den Verschiebungszu stand der Bitkette in dem Modulationssteuersignal schwingen.

Gemäß der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung erzeugt die Signalquelle bei der Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals ein Sinus wellensignal mit einer vorbestimmten Amplitude bei einer vor bestimmten Frequenz, die A/D-Wandlerschaltung tastet das das von der Signalquelle ausgegebene Sinuswellensignal zu einer vorbestimmten Zeitgabe ab und wandelt das Signal in ein vorbe stimmtes Digitalsignal um, und die Bitschiebeschaltung wandelt das Digitalsignal, welches von der A/D-Wandlerschaltung ausge geben wird, in ein Modulationssteuersignal um, welches paral lele Bits enthält, welche zyklisch verschoben werden, und gibt das Modulationssteuersignal aus, und die Teilerschaltung mul tiplext das Modulationssteuersignal, welches parallele Bits enthält, welche von der Bitschiebeschaltung ausgegeben werden, um das Signal in ein Rückführungs-Taktsignal umzuwandeln, wel ches serielle Bits enthält, und läßt eine Phase der seriellen Bits des Rückführungs-Taktsignals in Reaktion auf den Ver schiebungszustand der Bitkette in dem Modulationssteuersignal schwingen.

In diesem Fall umfaßt bei dem Phasenschwankungs- Erzeugungsverfahren der Schritt der Erzeugung eines modulier ten Signals vorzugsweise den Signalerzeugungsschritt zum Er zeugen eines Sinuswellensignals mit einer vorbestimmten Ampli tude bei einer vorbestimmten Frequenz, den A/D- Wandlungsschritt zum Abtasten des von dem Signalerzeugungs schritt ausgegebenen Sinuswellensignals zu einer vorbestimmten Zeitgabe und zum Umwandeln des Signals in ein vorbestimmtes Digitalsignal sowie den Bitschiebeschritt zum Umwandeln des Digitalsignals, welches von dem A/D-Umwandlungsschritt ausge geben wird, in ein Modulationssteuersignal, welches parallele Bits enthält, welche zyklisch verschoben werden, und zum Aus geben des Modulationssteuersignals, und der Teilungsschritt multiplext das Modulationssteuersignal, welches parallele Bits enthält, welche von dem Bitschiebeschritt ausgegeben werden, um das Signal in ein Rückführungs-Taktsignal, welches serielle Bits enthält, umzuwandeln, und verschiebt eine Phase der seri ellen Bits des Rückführungs-Taktsignals in Reaktion auf den Verschiebungszustand der Bitkette in dem Modulationssteuersi gnal.

Gemäß dem Phasenschwankungs-Erzeugungsverfahren der Erfin dung wird bei dem Schritt der Erzeugung eines modulierten Si gnals bei dem Signalerzeugungsschritt ein Sinuswellensignal mit einer vorbestimmten Amplitude bei einer vorbestimmten Fre quenz erzeugt, bei dem A/D-Wandlungsschritt wird das Sinuswel lensignal, welches von dem Signalerzeugungsschritt ausgegeben wird, zu einer vorbestimmten Zeitgabe abgetastet und in ein vorbestimmtes Digitalsignal umgewandelt, und bei dem Bitschie beschritt wird das Digitalsignal, welches von dem A/D- Wandlungsschritt ausgegeben wird, in ein Modulationssteuersi gnal umgewandelt, welches parallele Bits enthält, welche zy klisch verschoben werden, und das Modulationssteuersignal wird ausgegeben, und bei dem Teilungsschritt wird das Modulations steuersignal, welches parallele Bits enthält, die von dem Bit schiebeschritt ausgegeben werden, gemultiplext und in ein Rückführungs-Taktsignal umgewandelt, welches serielle Bits enthält, und die Phase der seriellen Bits des Rückführungs- Taktsignals wird in Reaktion auf den Verschiebungszustand der Bitkette in dem Modulationssteuersignal verschoben.

Daher wird es ermöglicht, jede erwünschte Phasenschwankung unabhängig von der Phasenvergleichsfrequenz auf das Ausgangs signal zu übertragen; beispielsweise wird es ermöglicht, einen sehr großen Wander auf ein Übertragungssystem zum Übertragen bei einer hohen Bitgeschwindigkeit zu übertragen.

Bei der erfindungsgemäßen Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung ist die Teilerschaltung als Multiplexer realisiert, wodurch der Phasenänderungsbetrag unabhängig von der Phasenvergleichsfrequenz auf der Grundlage des Referenz taktsignals, welches in die Phasenerfassungsschaltung eingege ben wird, eingestellt werden kann, so daß das Teilungsverhält nis des Rückführungs-Taktsignals kleiner als das bei der PLL- Schaltung nach dem Stand der Technik eingestellt werden kann, was eine Gestaltung der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung erleichtert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zum Darstellen des Schaltungs aufbaus einer Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 1 bei ei nem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zum Darstellen des Schaltungs aufbaus eines Abschnitts 6 zur Erzeugung eines modulierten Si gnals in Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zum Darstellen des Schaltungs aufbaus eines Steuerabschnitts 65 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Zeichnung zum Darstellen eines Beispiels von Bitdaten, welche von der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 1 in Fig. 1 ausgegeben werden;

Fig. 5 ein Blockschaltbild zum Darstellen des Schaltungs aufbaus einer Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 100 nach dem Stand der Technik; und

Fig. 6 ein Blockschaltbild zum Darstellen des Schaltungs aufbaus einer PLL-Schaltung 101 in Fig. 5.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In der beigefügten Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer die Erfindung beinhaltenden Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung.

Zuerst wird der Aufbau einer Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung 1 beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zum Darstellen des Schal tungsaufbaus der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 1 bei dem Ausführungsbeispiel. In Fig. 1 ist die Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung 1 eine PLL-Schaltung, welche einen Phasen detektor (PD) 2, eine Schleifenfilterschaltung (LF) 3, einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 4, einen Multiplexer (MUX) 5 und einen Abschnitt 6 zur Erzeugung eines modulierten Signals umfaßt.

Der Phasendetektor (PD) 2 erfaßt eine Phasendifferenz zwi schen einem Eingangssignal (311,04-MHz-Taktsignal) und einem Phasenschwankungssignal, welches von dem Multiplexer 5 einge geben wird, und gibt ein Phasendifferenzsignal mit einer Im pulsbreite entsprechend der Phasendifferenz an die Schleifen filterschaltung 3 aus.

Die Schleifenfilterschaltung 3 integriert das Phasendiffe renzsignal, welches von dem Phasendetektor 2 eingegeben wird, und gibt ein auf die Phasendifferenz ansprechendes vorbestimm tes Spannungssignal an den spannungsgesteuerten Oszillator 4 aus.

Der spannungsgesteuerte Oszillator 4 hält die Frequenz ei nes Ausgangssignals in Reaktion auf eine Spannungsschwankung des Spannungssignals, welches von der Schleifenfilterschaltung 3 eingegeben wird, bei 2488,32 MHz.

Der Multiplexer 5 arbeitet mit der Frequenz des Ausgangs signals, welches von dem spannungsgesteuerten Oszillator 4 als Referenztakt eingegeben wird, multiplext Acht-Bit- Paralleldaten, welche von dem Abschnitt 6 zur Erzeugung eines modulierten Signals eingegeben werden, zu seriellen Acht-Bit- Daten und gibt die seriellen Daten zu dem Phasendetektor 2 als Phasenschwankungssignal aus. Das heißt, daß bei dem Ausfüh rungsbeispiel der Multiplexer 5 als 1/8-Teilungs-Zähler be trieben wird.

Der Abschnitt 6 zur Erzeugung eines modulierten Signals ist aus einem Direkt-Digital-Synthesegenerator (DDS) 61, einem D/A-Wandler 62, einem Multiplizierer 63, einem A/D-Wandler 64 und einem Steuerabschnitt 65 aufgebaut, wie in Fig. 2 darge stellt.

Wenn beispielsweise ein Direkt-Digital-Synthesegenerator, welcher eine Auflösung von 32 Bit aufweist und bei einem (2³² ÷ 10⁶)-Hz-Takt arbeiten kann, als DDS 61 verwendet wird, so gibt dieser ein Sinuswellensignal, welches von etwa 400 kHz eines Zehntels des Arbeitstakts 1 bis zu 1 µHz reicht, an den Multi plizierer 63 bei einer Einrichtungsauflösung von 1 µHz aus.

Der D/A-Wandler 62 erzeugt ein Spannungssignal zum Über tragen einer beliebigen gewünschten Spannungsamplitude auf das Sinuswellensignal, welches von dem DDS 61 ausgegeben wird, und gibt das Spannungssignal an den Multiplizierer 63 aus.

Der Multiplizierer 63 multipliziert das Sinuswellensignal, welches von dem DDS 61 eingegeben wird, mit dem Spannungs signal, welches von dem D/A-Wandler 62 eingegeben wird, und gibt das Ergebnis an den A/D-Wandler 64 als Sinuswellensignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude aus.

Wenn beispielsweise ein A/D-Wandler 64 mit einer Auflösung von 16 Bit als A/D-Wandler 64 verwendet wird, so tastet dieser das Sinuswellensignal mit einer vorbestimmten Spannungsampli tude, welches von dem Multiplizierer 63 eingegeben wird, ab, wandelt das analoge Sinuswellensignal in 16-Bit-Digitaldaten (65536-Stufen-Digitaldaten) um und gibt die Digitaldaten an den Steuerabschnitt 65 aus.

Daher kann das Sinuswellensignal mit jeder gewünschten Frequenz und Amplitude von dem Multiplexer 63 ausgegeben wer den, und die Digitaldaten mit jeder gewünschten Auflösung kön nen in den Steuerabschnitt 65 in Abhängigkeit von den Spezifi kationen des A/D-Wandlers 64 eingegeben werden.

Der Steuerabschnitt 63 ist aus einem Vergleicher (COMP) 651, einem 1/N-Zähler 652, einem Schieberegister (SR) 653 und einem Überwachungsabschnitt 654 aufgebaut, wie in Fig. 3 dar gestellt.

Der Vergleicher 651 vergleicht die 16-Bit-Digitaldaten, welche von dem A/D-Wandler 64 eingegeben werden, mit 16-Bit- Zähldaten, welche durch den 1/N-Zähler 652 auf der Grundlage eines Aufwärts-Steuersignals (U) bzw. eines Abwärtszählsignals (D), welche von dem Vergleicher 651 ausgegeben werden, auf wärts- bzw. abwärtsgezählt werden. Wenn die 16-Bit-Daten, wel che von dem A/D-Wandler 64 eingegeben werden, kleiner als die 16-Bit-Zähldaten als Vergleichsergebnis sind, so gibt der Ver gleicher 651 das Aufwärts-Steuersignal (U), welches high ist, an den 1/N-Zähler 652 und das Schieberegister 653 aus; wenn die 16-Bit-Daten, welche von dem A/D-Wandler 64 eingegeben werden, größer als die 16-Bit-Zähldaten als Vergleichsergebnis sind, so gibt der Vergleicher 651 das Abwärts-Steuersignal (D), welches high ist, an den 1/N-Zähler 652 und das Schiebe register 653 aus.

Der 1/N-Zähler 652, welcher ein 1/N-Aufwärts-Abwärts- Zähler (ein 2¹⁶- bzw. 65536-Aufwärts-Abwärts-Zähler) ist, zählt aufwärts und abwärts in Reaktion auf die Aufwärts- und Ab wärts-Steuersignale, welche von dem Vergleicher 651 eingegeben werden, und gibt die Zähldaten an den Eingang des Vergleichers 651 aus.

Das Schieberegister 653, welches ein Acht-Bit- Schieberegister ist, gibt Acht-Bit-Paralleldaten aus, welche durch die Aufwärts- und Abwärts-Steuersignale, welche von dem Vergleicher 651 eingegeben werden, zyklisch gesteuert werden. Das Ausgangssignal des Schieberegisters 653 wird durch den Überwachungsabschnitt 654 überwacht. Wenn das Acht-Bit- Parallel-Ausgangssignal weder "0f", "1e", "3c", "78", "f0", "e1", "c3" noch "87" in Hexadezimal-Schreibweise ist, wird "0F" durch ein Ladesignal, welches von dem Überwachungsab schnitt 654 eingegeben wird, in das Schieberegister 653 gela den. Folglich gibt das Schieberegister 653 vier aufeinander folgende Bits 1111 und vier aufeinanderfolgende Bits 0000 aus, wenn die Bits höchster und niedrigster Wertigkeit des Aus gangssignals des Schieberegisters 653 verkettet werden, um zy klische Acht-Bit-Daten zu bilden.

Daher gibt, wenn die 16-Bit-Daten, welche von dem A/D- Wandler 64 ausgegeben werden, kleiner als die 16-Bit-Daten des 1/N-Zählers 652 sind, welche in den Vergleicher 561 eingegeben werden, der Vergleicher 561 das Abwärts-Steuersignal (D) an das Schieberegister 653 aus. Bei dem Schieberegister 653 er folgt eine zyklische Verschiebung der Daten, beispielsweise wird "0f" zu "1E" geändert, und "1E" wird ausgegeben.

Der Acht-Bit-Parallel-Zählwert, welcher von dem Schiebere gister 653 in dem Steuerabschnitt 65 ausgegeben wird, wird in den Multiplexer 5 als Phasenmodulations-Steuersignal eingege ben, wodurch der Multiplexer 5 normal wie ein 1/8-Teilungs- Zähler arbeitet und wirkt. Die Acht-Bit-Paralleldaten, welche durch ein Aufwärtszählen um ein Bit zyklisch verschoben wer den, werden von dem Schieberegister 653 in den Multiplexer 5 eingegeben, und das Teilungsverhältnis wird lediglich einmal 1/7. Der Multiplexer 5 gibt ein Signal an den Phasendetektor 2 als Rückführungssignal mit einer Phasenvoreilung von lediglich einem Takt aus.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung bei dem Ausführungsbeispiel beschrieben:

In Fig. 1 erfaßt der Phasendetektor 2 eine Phasendifferenz zwischen einem Eingangssignal (einem 311,04-MHz-Taktsignal) und einem Rückführungssignal, welches von dem Multiplexer 5 eingegeben wird, und gibt ein Phasendifferenzsignal mit der Impulsbreite entsprechend der Phasendifferenz an die Schlei fenfilterschaltung 3 aus.

Die Schleifenfilterschaltung 3 integriert das Phasendiffe renzsignal, welches von dem Phasendetektor 2 eingegeben wird, und gibt ein auf die Phasendifferenz ansprechendes vorbestimm tes Spannungssignal an den spannungsgesteuerten Oszillator 4 aus, welcher anschließend die Frequenz eines Ausgangssignals in Reaktion auf eine Spannungsschwankung des Spannungssignals, welches von der Schleifenfilterschaltung 3 eingegeben wird, bei 2488,32 MHz hält.

Der Multiplexer 5 arbeitet als 1/8-Teilungs-Zähler mit der Frequenz des von dem spannungsgesteuerten Oszillator 4 einge gebenen Ausgangssignals als Referenztakt, multiplext Acht-Bit- Paralleldaten, welche von dem Abschnitt 6 zur Erzeugung eines modulierten Signals eingegeben werden, zu seriellen Acht-Bit- Daten und gibt die seriellen Daten an den Phasendetektor 2 als Rückführungs-Taktsignal aus.

Als nächstes gibt in dem Abschnitt 6 zur Erzeugung eines modulierten Signals in Fig. 2 der DDS 61 ein Sinuswellensignal an den Multiplizierer 63 bei einer Einrichtungsauflösung von 1 µHz aus, und der D/A-Wandler 62 erzeugt ein vorbestimmtes Spannungssignal und gibt das Spannungssignal an den Multipli zierer 63 aus, welcher dann das Sinuswellensignal, welches von dem DDS 61 eingegeben wird, mit dem Spannungssignal multipli ziert, welches von dem D/A-Wandler 62 eingegeben wird, und gibt das Ergebnis an den A/D-Wandler 64 als Sinuswellensignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude aus.

Der A/D-Wandler tastet das Sinuswellensignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude, welches von dem Multiplizie rer 63 eingegeben wird, ab, wandelt das analoge Sinuswellensi gnal, welches bei einer Auflösung von 16 Bit abgetastet wird, in Digitaldaten um, und gibt die Digitaldaten an den Steuerab schnitt 65 aus.

Bei dem Steuerabschnitt 63 in Fig. 3 vergleicht der Ver gleicher 651 die 16-Bit-Digitaldaten, welche von dem A/D- Wandler 64 eingegeben werden, mit 16-Bit-Zähldaten, welche durch den 1/N-Zähler 652 auf der Grundlage eines Aufwärts- Steuersignals (U) bzw. eines Abwärtszählsignals (D), welche durch den Vergleicher 651 ausgegeben werden, aufwärts- bzw. abwärtsgezählt werden. Wenn die 16-Bit-Daten, welche von dem A/D-Wandler 64 eingegeben werden, kleiner als die 16-Bit- Zähldaten als Vergleichsergebnis sind, so gibt der Vergleicher 651 das Aufwärts-Steuersignal (U), welches high ist, an den 1/N-Zähler 652 und das Schieberegister 653 aus; wenn die 16- Bit-Daten, welche von dem A/D-Wandler 64 eingegeben werden, größer als die 16-Bit-Zähldaten als Vergleichsergebnis sind, so gibt der Vergleicher 651 das Abwärts-Steuersignal (D), wel ches high ist, an den 1/N-Zähler 652 und das Schieberegister 653 aus.

Das Aufwärts- bzw. Abwärts-Steuersignal wird von dem Ver gleicher 651 als Ergebnis eines Vergleichens der 16-Bit-Daten des 1/N-Zählers 652 mit den 16-Bit-Daten des A/D-Wandlers 64 eingegeben, wodurch das Schieberegister 653 Acht-Bit-Parallel- Verschiebungsdaten, welche in Reaktion auf das Aufwärts- und Abwärts-Steuersignal zyklisch verschoben werden, an den Multi plexer 5 ausgibt.

Das Acht-Bit-Parallel-Zählsignal, welches von dem Schiebe register 653 in dem Steuerabschnitt 65 ausgegeben wird, wird in den Multiplexer 5 als Phasenmodulations-Steuersignal einge geben, wodurch der Multiplexer 5 normal wie ein 1/8-Teilungs- Zähler arbeitet und wirkt. Beispielsweise werden die Acht-Bit- Paralleldaten, welche durch das Aufwärts- bzw. Abwärts- Steuersignal um ein Bit zyklisch verschoben werden, von dem Schieberegister 653 in den Multiplexer 5 eingegeben.

Wenn zum Beispiel normalerweise Acht-Bit-Daten von "0F" hex (welche aus vier "0"-Bits und vier "1"-Bits bestehen) ausgege ben werden, wie in Fig. 4 dargestellt, so wird das Bit höch ster Wertigkeit vorübergehend zu dem Bit niedrigster Wertig keit zyklisch verschoben als Daten von "1E" hex von drei "0"- Bits, und der Acht-Bit-Parallel-Zählwert wird in den Multiple xer 5 als phasenmoduliertes Signal eingegeben. Der Multiplexer 5 gibt ein Signal an den Phasendetektor 2 als Phasenschwan kungssignal mit dem Teilungsverhältnis minus 1 lediglich ein mal, das heißt, mit einer Phasenvoreilung von lediglich einem Takt, aus.

Das Teilungsverhältnis des Phasenschwankungssignals, wel ches in den Phasendetektor 2 eingegeben wird, ändert "minus eins", wodurch der Phasendetektor 2 ein Phasendifferenzsignal mit einer Voreilung von einem Takt an den Schleifenfilter schaltung 3 ausgibt, welche anschließend ein Spannungssignal mit einer Voreilung von einem Takt an den spannungsgesteuerten Oszillator 4 ausgibt. Ausgehend von dem spannungsgesteuerten Oszillator 4 wird die Ausgangssignalfrequenz derart verrin gert, daß die Phase mit einer Voreilung von einem Takt berich tigt wird, und die Phase des Rückführungs-Taktsignals wird allmählich zurückgefahren. Wenn die Phase zwischen dem Refe renztaktsignal und dem Rückführungs-Taktsignal, welches in den Phasendetektor 2 eingegeben wird, zu einer vorbestimmten Phase wiederhergestellt wird, weist ein Ausgangssignal des span nungsgesteuerten Oszillators 4 eine Nacheilung von einem Takt auf.

Daher kann, wenn die Acht-Bit-Paralleldaten eines modu lierten Signals, welches durch den Abschnitt 6 zur Erzeugung eines modulierten Signals an den Multiplexer 5 übertragen wird, nacheinander zyklisch verschoben werden, das Rückfüh rungs-Taktsignal, welches von dem Multiplexer 5 an den Phasen detektor 2 bei einem Teilungsverhältnis von 1/8 ausgegeben wird, nacheinander verschoben werden, und es wird eine Ausgabe des Takts des von dem spannungsgesteuerten Oszillator 4 ausge gebenen Ausgangssignals mit einer Phasenschwankung über sovie le Takte wie erwünscht ermöglicht.

Daher erzeugt die Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 1 des Ausführungsbeispiels das Teilungssignal des in den Phasen detektor 2 eingegebenen Ausgangssignals (Phasenschwankungs signal) durch den Multiplexer 5 und den Abschnitt 6 zur Erzeu gung eines modulierten Signals ohne Beschränkung auf den Ver gleichsfrequenzbereich bei dem Phasendetektor 6, so daß es möglich ist, die Phase wunschgemäß schwingen zu lassen.

Insbesondere ermöglicht es die Phasenschwankungs- Erzeugungsschaltung 1, eine Phasenschwankung von einem Takt unabhängig von der Phasenvergleichsfrequenz auf das Ausgangs signal zu übertragen, wodurch es ermöglicht wird, einen sehr großen Wander von 57 600 UI (Einheitsintervallen) bei einem Übertragungssystem zu liefern, welches an die 2,5-GHz- Bitgeschwindigkeit in der SDH, definiert in der ITU-T Empfeh lung 0.171, 2, angepaßt ist.

Folglich kann das Teilungsverhältnis des Teilungs- Taktsignals, welches in den Phasendetektor 2 eingegeben wird, kleiner als das bei der PLL-Schaltung nach dem Stand der Tech nik eingestellt werden, was eine Gestaltung der Phasenschwan kungs-Erzeugungsschaltung erleichtert.

Die Frequenzen des Eingangs- und Ausgangssignals, die An zahl der Bits des Phasenschwankungssignals und ähnliches, wel che bei der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 1 des Aus führungsbeispiels festgelegt sind, sind nicht begrenzt und können selbstverständlich in Übereinstimmung mit dem Übertra gungssystem, welches die Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung 1 verwendet, geändert werden.

Gemäß der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung der Erfin dung ist es möglich, die Phase des Ausgangstaktsignals wunsch gemäß schwingen zu lassen, ohne auf den Vergleichsfrequenzbe reich bei einer Phasenerfassung begrenzt zu sein.

Gemäß der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung der Erfin dung wird es ermöglicht, jede gewünschte Phasenschwankung un abhängig von der Phasenvergleichsfrequenz auf das Ausgangs signal zu übertragen; beispielsweise wird es ermöglicht, einen sehr großen Wander auf ein Übertragungssystem zum Übertragen bei einer hohen Bitgeschwindigkeit zu übertragen.

Gemäß der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung der Erfin dung kann der Phasenänderungsbetrag unabhängig von der Phasen vergleichsfrequenz auf der Grundlage des Referenztaktsignals, welches in die Phasenerfassungsschaltung eingegeben wird, ein gestellt werden, so daß das Teilungsverhältnis des Rückfüh rungs-Taktsignals kleiner als das bei der PLL-Schaltung nach dem Stand der Technik eingestellt werden kann, was eine Ge staltung der Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung erleich tert.

Claims

1. Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung, umfassend:
eine Phasenerfassungsschaltung zum Erfassen einer Phasen differenz zwischen einem Referenztaktsignal und einem Rückfüh rungs-Taktsignal und zum Ausgeben eines Phasendifferenzsi gnals;
eine Wandlerschaltung zum Umwandeln des Phasendifferenzsi gnals, welches von der Phasenerfassungsschaltung ausgegeben wird, in ein vorbestimmtes Spannungssignal;
eine spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung zum Ausgeben eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz in Reaktion auf einen Spannungswert des Spannungssignals, wel ches von der Wandlerschaltung ausgegeben wird;
eine Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals, welche ein Modulationssteuersignal zum Erzeugen einer Schwan kung einer Phase des Rückführungs-Taktsignals erzeugt; und
eine Teilerschaltung, welche bei einer Zeitgabe des Takt signals arbeitet, welches von der spannungsgesteuerten Oszil latorschaltung ausgegeben wird, um das Modulationssteuersignal zu multiplexen, welches von der Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals ausgegeben wird, wodurch das Rückführungs- Taktsignal an die Phasenerfassungsschaltung ausgegeben wird.

2. Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung zur Erzeugung eines modulierten Signals umfaßt:
eine Signalquelle zum Erzeugen eines Sinuswellensignals mit einer vorbestimmten Amplitude bei einer vorbestimmten Fre quenz;
eine A/D-Wandlerschaltung zum Abtasten des von der Signal quelle ausgegebenen Sinuswellensignals zu einer vorbestimmten Zeitgabe und zum Umwandeln des Signals in ein vorbestimmtes Digitalsignal; und
eine Bitschiebeschaltung zum Umwandeln des Digitalsignals, welches von der A/D-Wandlerschaltung ausgegeben wird, in ein Modulationssteuersignal, welches parallele Bits enthält, wel che zyklisch verschoben werden, und zum Ausgeben des Modulati onssteuersignals,
wobei die Teilerschaltung das Modulationssteuersignal mul tiplext, welches parallele Bits enthält, welche von der Bit schiebeschaltung ausgegeben werden, um das Signal in ein Rück führungs-Taktsignal umzuwandeln, welches serielle Bits ent hält, und läßt eine Phase der seriellen Bits des Rückführungs- Taktsignals in Reaktion auf den Verschiebungszustand der Bit kette in dem Modulationssteuersignal schwingen.

3. Phasenschwankungs-Erzeugungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Teilerschaltung als Multiplexer realisiert ist.

4. Phasenschwankungs-Erzeugungsverfahren, umfassend:
den Phasenerfassungsschritt zum Erfassen einer Phasendif ferenz zwischen einem Referenztaktsignal und einem Rückfüh rungs-Taktsignal und zum Ausgeben eines Phasendifferenzsi gnals;
den Umwandlungsschritt zum Umwandeln des Phasendifferenz signals, welches von dem Phasenerfassungsschritt ausgegeben wird, in ein vorbestimmtes Spannungssignal;
den Schritt einer spannungsgesteuerten Schwingung zum Aus geben eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Schwingungs frequenz in Reaktion auf einen Spannungswert des Spannungs signals, welches von dem Umwandlungsschritt ausgegeben wird;
den Schritt der Erzeugung eines modulierten Signals zum Erzeugen eines Modulationssteuersignals zum Erzeugen einer Schwankung einer Phase des Rückführungs-Taktsignals; und
den Teilungsschritt, welcher bei einer Taktgabe des Takt signals arbeitet, welches von dem Schritt einer spannungsge steuerten Schwingung ausgegeben wird, um das Modulationssteu ersignal zu multiplexen, welches von dem Schritt der Erzeugung eines modulierten Signals ausgegeben wird, wodurch das Rück führungs-Taktsignal ausgegeben wird.

5. Phasenschwankungs-Erzeugungsverfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt der Erzeugung des modulierten Signals um faßt:
den Signalerzeugungsschritt zum Erzeugen eines Sinuswel lensignals mit einer vorbestimmten Amplitude bei einer vorbe stimmten Frequenz;
den A/D-Umwandlungsschritt zum Abtasten des von dem Si gnalerzeugungsschritt ausgegebenen Sinuswellensignals zu einer vorbestimmten Zeitgabe und zum Umwandeln des Signals in ein vorbestimmtes Digitalsignal; und
den Bitschiebeschritt zum Umwandeln des Digitalsignals, welches von dem A/D-Wandlungsschritt ausgegeben wird, in ein Modulationssteuersignal, welches parallele Bits enthält, wel che zyklisch verschoben werden, und zum Ausgeben des Modulati onssteuersignals, wobei
dar Teilungsschritt das Modulationssteuersignal multi plext, welches parallele Bits enthält, welche von dem Bit schiebeschritt ausgegeben werden, um das Signal in ein Rück führungs-Taktsignal umzuwandeln, welches serielle Bits ent hält, und eine Phase der seriellen Bits des Rückführungs- Taktsignals in Reaktion auf den Verschiebungszustand der Bit kette in dem Modulationssteuersignal schwingen läßt.