DE112007000767B4

DE112007000767B4 - Datenentscheidungsvorrichtung und Fehlermessvorrichtung

Info

Publication number: DE112007000767B4
Application number: DE112007000767T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Atsugi-shi Fujinuma; Kazuhiro Atsugi-shi Yamane
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: CN101455023A; JP4913131B2; US8005180B2; DE112007000767T5; JPWO2007116696A1; WO2007116696A1; US20090252270A1; CN101455023B

Abstract

Datenentscheidungsvorrichtung, umfassend:
eine variable Verzögerungsvorrichtung (32) zur Verschiebung der Phase eines Taktsignals, um ein verschobenes Taktsignal zu erzeugen; und
eine Entscheidungsvorrichtung (31) zum Lesen eines Bitzustands eines Datensignals aus einem wellengeformten Datensignal an einem Niveauübergangs-Zeitpunkt des verschobenen Taktsignals, zur Ausgabe als ein entschiedenes Datensignal, während das wellengeformte Datensignal und das durch die variable Verzögerungsvorrichtung verschobene Taktsignals empfangen werden,
welche Datenentscheidungsvorrichtung ferner umfaßt:
eine Verzögerungsvorrichtung (34) zur Verzögerung in Einheiten von Bits des entschiedenen Datensignals, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird;
einen ersten Phasendetektor (35) zur Ausgabe einer Spannung entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem wellengeformten Datensignal und dem entschiedenen Datensignal, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird;
einen zweiten Phasendetektor (36) zur Ausgabe einer Spannung entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem entschiedenen Datensignal, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird, und einem Datensignal, das von der Verzögerungsvorrichtung ausgegeben wird;
einen dritten Phasendetektor (37) zur Ausgabe einer Basisspannung...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenentscheidungsvorrichtung zum Entfernen einer Phasenfluktuation aus einem eingegebenen Datensignal durch Steuerung eines Lesezeitpunkts des eingegebenen Datensignals durch ein Tastsignal, und insbesondere eine Datenentscheidungsvorrichtung zum automatischen und geeigneten Festlegen des Lesezeitpunkts.
STAND DER TECHNIK
DE 102 03 596 C1 offenbart eine Datenentscheidungsvorrichtung, bei welcher eine Datenentscheidung auf Basis von Steuerungssignalen vorgenommen wird, die mittels mehrerer Phasendetektoren gewonnen werden.
Vergleichbare Datenentscheidungsvorrichtungen sind durch die Dokumente WO 02/19528 A2 , US 6,266,799 B1 und US 5,574,756 A offenbart.
Als ein typisches Verfahren zur Durchführung einer Leistungsbewertung eines Datensignal-Verarbeitungssystems oder einer Datenleitung wurde bisher ein Verfahren vorgeschlagen, das die Schritte der Eingabe eines Datensignals mit einem Referenzmuster als ein Testsignal in ein Bewertungsobjekt und der Messung einer Bitfehlerrate des vom Bewertungsobjekt ausgegebenen Datensignals umfaßt.
Das vorstehend genannte Verfahren wird realisiert durch eine Fehlermessvorrichtung mit einer Wellenform-Formschaltung zum Entfernen einer Amplitudenfluktuation aus dem Datensignal, das vom Bewertungsobjekt ausgegeben wird. Die Fehlermessvorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Bitzustandslese-Operation an dem wellengeformten Datensignal mit einem phasenkorrigierten Taktsignal zum Entfernen einer Phasenfluktuation durchzuführen. Ferner ist die Fehlermessvorrichtung dazu vorgesehen, jeden Bitzustand des Datensignals ohne die Amplituden- und Phasenfluktuation mit jedem Bitzustand des Musters des Testsignals zu vergleichen, das in das Bewertungsobjekt eingegeben wird, um die Fehlerrate zu ermitteln.
Wie vorstehend erwähnt, ist die herkömmliche Fehlermessvorrichtung dazu vorgesehen, die Bitfehlerrate nach Entfernen der Amplituden- und Phasenfluktuation aus dem Datensignal durch die Wellenformoperation und die Bitzustands-Leseoperation mit dem Taktsignal zu ermitteln. Die herkömmliche Fehlermessvorrichtung ist beispielsweise in den folgenden Patentdokumenten 1 und 2 offenbart.

Patentdokument 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift H5-7125
Patentdokument 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift H8-88625

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Jedes der Patentdokumente 1 und 2 offenbart eine Technologie zur Optimirung eines Zeitpunkts zum Lesen eines Bitzustands des Datensignals aus einem wellengeformten Datensignal. Die Technologie umfaßt die Schritte des Abtastens der Phase des Tastsignals bezüglich des Datensignals, das Auffinden von Beträgen von Phasenverschiebungen, um einen gehäuften Mittelwert von Ausgangswerten einer Entscheidungsvorrichtung zu erhalten oder um eine Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangsdaten der Entscheidungsvorrichtung zu maximieren, und die Auswahl des Betrags der Phasenverschiebung in der Mitte der aufgefundenen Beträge von Phasenverschiebungen als geeigneten Wert.
Bei der erwähnten herkömmlichen Technik tritt jedoch das Problem auf, dass die Phase des Taktsignals kontinuierlich bezüglich des Datensignals in einem großen Bereich verändert werden muß, um den geeigneten Betrag der Phasenverschiebung für die Vorbereitung der Messung festzulegen. Dies führt dazu, dass die herkömmliche Technik sehr viel Zeit benötigt, bis die tatsächliche Messung beginnen kann. Ferner stellt sich bei der herkömmlichen Technik das Problem, dass bei einer Temperaturdrift die Messung unterbrochen werden muß, um den zuvor erwähnten Durchlaufvorgang durchzuführen. Infolgedessen kann mit der herkömmlichen Technologie keine stabile Messung für einen längeren Zeitraum durchgeführt werden.
Ferner tritt bei der herkömmlichen Technologie ein Problem auf, nach welchem der Betrag der geeigneten Phasenverschiebung von einem Tastverhältnis oder einer Qualität einer Wellenform des eingegebenen Datensignals abhängt.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Datenentscheidungsvorrichtung und eine Fehlermessvorrichtung zu schaffen, welche die Phase des Tastsignals auf einen optimalen Zustand bezüglich des Datensignals festlegen können, ohne dass die Phase kontinuierlich durchlaufen werden muß, wie zuvor erwähnt, und welche den Zustand für eine lange Zeit beibehalten können.
MITTEL ZUR PROBLEMLÖSUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Datenentscheidungsvorrichtung geschaffen, gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die ersten bis dritten Phasendetektoren können jeweils durch identisch konstruierte Phasendetektoren gebildet werden, und der dritte Phasendetektor kann dazu vorgesehen sein, die Basisspannung entsprechend einer Phasen differenz zwischen digitalen Datensignalen mit identischem Bitzustand und identischer Phase auszugeben.
Die Phasensteuerung kann dazu betrieben werden, die Mittelspannung mit der Ausgangsspannung des ersten Phasendetektors zu vergleichen, um den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung zur Verminderung einer Phasendifferenz zwischen dem wellengeformten Datensignal und dem verschobenen Taktsignal zu steuern, wenn die Ausgangsspannung höher ist als die Mittelspannung, und um den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung zur Vergrößerung der Phasendifferenz zwischen dem wellengeformten Datensignal und dem verschobenen Taktsignal zu steuern, wenn die Ausgangsspannung niedriger ist als die Mittelspannung.
Die Phasensteuerung kann dazu betrieben werden, ein Tastverhältnis eines eingegebenen Datensignals zu empfangen, um die Mittelspannung gemäß dem Tastverhältnis zu korrigieren.
Die Phasensteuerung kann dazu betrieben werden, den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung um einen Betrag eines halben Taktzyklus des Taktsignals zu variieren, falls die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des zweiten Phasendetektors und der Basisspannung niedriger ist als eine vorbestimmte Schwelle.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Datenentscheidungsvorrichtung geschaffen, aufweisend eine Fehlermessvorrichtung zur Messung eines Bitfehlers in die Fehlermeßvorrichtung eingegebenen Datensignals, umfassend:
eine Wellenform-Formschaltung (21) zum Formen einer Wellenform des eingegebenen Datensignals zur Ausgabe eines wellengeformten Datensignals.
Die Datenentscheidungsvorrichtung kann einen Referenzsignalgenerator (41) zur Ausgabe eines Tastverhältnisses eines spezifizierten Referenzsignals wie desjenigen des wellengeformten Datensignals umfassen, wobei die Phasensteuerung dazu betrieben wird, das von dem Referenzsignalgenerator ausgegebene Tastverhältnis zu empfangen, um die Mittelspannung entsprechend dem Tastverhältnis zu korrigieren.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Wie zuvor erwähnt, sind die Datenentscheidungsvorrichtung und die Fehlermessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dazu vorgesehen, die Phasendifferenz der Eingangs- und Ausgangsdaten der Entscheidungsvorrichtung mit dem ersten Phasendetektor zu detektieren, und um die Phasendifferenz zwischen dem Datensignal, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird, und dem Signal zu detektieren, dass in Einheiten von Bits mit dem zweiten Phasendetektor verzögert ist. Ferner sind die Datenentscheidungsvorrichtung und die Fehlermessvorrichtung dazu vorgesehen, den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung zu steuern, um den Ausgangswert des ersten Phasendetektors an den Mittelwert zwischen dem Ausgangswert des zweiten Phasendetektors und der Basisspannung anzugleichen. Die Datenentscheidungsvorrichtung und die Fehlermessvorrichtung können daher die Phase des Taktsignals auf einen optimalen Zustand bezüglich des Datensignals festlegen, ohne dass die Phase variiert werden muß, und können den Zustand für einen langen Zeitraum beibehalten.
Darüber hinaus sind die Datenentscheidungsvorrichtung und Fehlermessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dazu vorgesehen, den Mittelwert entsprechend dem Tastverhältnis des Datensignals zu korrigieren. Die Datenentscheidungsvorrichtung und die Fehlermessvorrichtung können daher eine Datenentscheidungsoperation mit hoher Genauigkeit mit ausreichendem Phasenspielraum ohne Einfluß des Musters des Datensignals durchführen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, dass die Konstruktion der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus eines Hauptteils der bevorzugten Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen Aufbau eines weiteren Hauptteils der bevorzugten Ausführungsform darstellt;
4 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebs eines Hauptteils der bevorzugten Ausführungsform;
5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebs eines weiteren Hauptteils der bevorzugten Ausführungsform;
6 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres Beispiel für einen Aufbau des Hauptteils der bevorzugten Ausführungsform zeigt.

20: Fehlermessvorrichtung
21: Wellenform-Formschaltung
22: Spannungsdetektor
23: Referenzspannungsgenerator
24: Vorspannungsgenerator
25: Komparator
27: Korrekturinformations-Ausgabeteil
28: Korrekturteil
29: Niveauverschieber
30: Datenentscheidungsvorrichtung
31: Entscheidungsvorrichtung
32: variable Verzögerungsvorrichtung
33: Phasendetektor
34: Verzögerungseinrichtung
35: erster Phasendetektor
36: zweiter Phasendetektor
37: dritter Phasendetektor
38: Phasensteuerung
40: Fehlermessteil
41: Referenzsignalgenerator
42: Bitkomparator
43: Betriebsteil

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt eine Konstruktion einer Fehlermessvorrichtung 20 mit einer Datenentscheidungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fehlermessvorrichtung 20 umfaßt eine Wellenform-Formschaltung 21, in welche ein eingegebenes Datensignal Da als Messobjekt eingegeben wird. Die Wellenform-Formschaltung 21 ist dazu vorgesehen, ein wellengeformtes Datensignal mit vorbestimmten Hoch- und Niederschwellenspannungen durch Vergleich des eingegebenen Datensignals Da mit einer Referenzspannung entsprechend einer Mittelamplitudenspannung des eingegebenen Datensignals Da auszugeben.
2 zeigt ein Beispiel einer spezifischen Konstruktion der Wellenform-Formschaltung 21.
Die Wellenform-Formschaltung 21 umfaßt einen Spannungsdetektor 22, einen Referenzspannungsgenerator 23, einen Komparator 25, ein Korrekturinformations-Ausgabeteil 27, und einen Korrekturteil 28.
Der Spannungsdetektor 22 ist dazu vorgesehen, das eingegebene Datensignal Da zu detektieren, um einen Amplitudenwert und die Mittelamplitudenspannung des eingegebenen Datensignals Da zu erhalten.
Genauer gesagt, wie in 3 dargestellt ist, hat der Spannungsdetektor 22 einen Hochniveau-Spannungsdetektor 22a zur Durchführung einer Diodende tektion zur Messung einer Hochniveauspannung Va des eingegebenen Datensignals Da, einen Niedrigniveau-Spannungsdetektor 22b zur Durchführung einer Diodendetektion zur Detektion einer Niedrigniveau-Spannung Vb des eingegebenen Datensignals Da, und einen Mittelspannungsdetektor 22c zur Berechnung der Mittelamplitudenspannung Vc = (Va + Vb)/2.
Der Referenz-Spannungsgenerator 23 ist dazu vorgesehen, die Referenzspannung Vr entsprechend der Mittelamplitudenspannung Vc zu erzeugen, die durch den Spannungsdetektor 22 detektiert wird. Die Referenzspannung Vr wird durch einen Korrekturteil 28 korrigiert, der nachfolgend genauer beschrieben werden soll.
Der Komparator 25 ist dazu vorgesehen, das eingegebene Datensignal Da mit der korrigierten Referenzspannung Vr' zu vergleichen, um das wellengeformte Datensignal Db zu erzeugen. Das wellengeformte Datensignal Db weist beispielsweise ein hohes Niveau auf, wenn die Spannung des eingegebenen Datensignals Da höher ist als die Referenzspannung Vr', und ein niedriges Niveau, wenn die Spannung des eingegebenen Datensignals Da kleiner oder gleich der Referenzspannung Vr' ist. Der Komparator 25 ist dazu vorgesehen, das wellengeformte Datensignal Db an eine nachfolgend noch näher beschriebene Entscheidungsvorrichtung 31 auszugeben.
Der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 ist dazu vorgesehen, eine Korrekturinformation ΔV an den Korrekturteil 28 auf Grundlage eines Tastverhältnisses M, das von einem Referenz-Signalgenerator 41 ausgegeben wird, und der Amplitude des eingegebenen Datensignals auszugeben. Der Referenz-Signalgenerator 41 wird noch näher in der folgenden Beschreibung erläutert. Die Korrekturinformation ΔV wird dazu verwendet, einen Fehler in der Mittelamplitudenspannung Vc zu korrigieren, die durch den Spannungsdetektor 22 detektiert wird.
Der Korrekturteil 28 ist dazu vorgesehen, die Referenzspannung Vr auf Grundlage der Korrekturinformation ΔV zu korrigieren. Bei dieser Ausführungsform ist der Korrekturteil 28 dazu vorgesehen, eine Subtraktions- oder Additionskorrektur zum Korrigieren der Referenzspannung Vr durchzuführen. Während zuvor beschrieben wurde, dass der Komparator 25 dazu vorgesehen ist, die Referenzspannung bezüglich des unmittelbar eingegebenen Datensig nals zu korrigieren, kann die Wellenform-Formschaltung 21 ferner einen Niveauverschieber umfassen, zum Verschieben eines Gleichstrom-Offset des eingegebenen Datensignals, das in den Komparator 25 eingegeben wird, während die Referenzspannung gemäß der vorliegenden Erfindung festgehalten wird, wie im folgenden noch beschrieben wird.
Die Beziehungen zwischen dem Tastverhältnis des Datensignals und dem detektierten Ergebnis werden im folgenden unter der Annahme beschrieben, dass das Tastverhältnis wie folgt ausgedrückt wird: ”(Anzahl der Bits in den Hochniveau-Daten)/(Anzahl aller Bits)”. Das hohe Tastverhältnis führt zu einem hohen Mittelwert auf einer positiven Seite (Hochniveau-Seite) des detektierten Ausgangswerts und zu einem hohen Mittelwert auf einer negativen Seite (Niedrigniveau-Seite) der detektierten Ausgangswerte.
Dies führt dazu, dass gemäß 4(a) der Mittelwert Vc zwischen den positiven und negativen detektierten Ausgangswerten höher wird als der reale Mittelamplitudenwert Vcr, d. h., der Amplitudenbereich wird klein.
Im Gegensatz dazu verursacht ein niedriges Tastverhältnis einen niedrigen Mittelwert auf der positiven Seite (Hochniveau-Seite) des detektierten Ausgangswerts und einen niedrigen Mittelwert auf der negativen Seite (Niedrigniveau-Seite) der detektierten Ausgangswerte.
Dies führt dazu, dass gemäß 4(b) der Mittelwert Vc zwischen den positiven und negativen detektierten Ausgangswerten niedriger wird als der reale Mittelamplitudenwert Vcr, d. h. der Amplitudenbereich wird ebenfalls klein.
Falls ferner das eingegebene Datensignal eine kleine Amplitude und ein kleines S/N-Verhältnis aufweist, wird der Amplitudenbereich unvermeidlicherweise klein, d. h., der Amplitudenbereich bezüglich des variierten Tastverhältnisses wird zunehmend klein.
Aus diesen Gründen umfaßt die Wellenform-Formvorrichtung 21 einen Speicher (in der Figur nicht dargestellt) zur vorläufigen Speicherung der Korrekturinformation ΔV entsprechend dem Tastverhältnis M und der Amplitude. Die Korrekturinformation ΔV bezeichnet beispielsweise den Fehler ΔV zwischen dem zentralen Wert Vc der detektierten Ausgangswerte und dem realen Mit telamplitudenwert Vcr des Datensignals. Der Fehler ΔV wird vorläufig aus den Datensignalen gewonnen, die die unterschiedlichen Tastverhältnisse und Amplitudenwerte aufweisen. Der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 ist dazu ausgebildet, die Korrekturinformation ΔV auf der Basis des Amplitudenwerts zu lesen, der von dem Spannungsdetektor 22 detektiert wird, und dem Tastverhältnis M aus dem Speicher. Der Korrekturteil 28 ist dazu vorgesehen, die Korrekturinformation ΔV zu der Referenzspannung Vr zu addieren und an den Komparator 25 auszugeben.
Die derart konstruierte Wellenform-Formvorrichtung 21 kann den Wellenform-Formvorgang mit dem ausreichenden Amplitudenspielraum durchführen, selbst wenn die Amplitude des Datensignals klein ist und das Tastverhältnis des Datensignals signifikant variiert.
Während zuvor erläutert wurde, dass der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 dazu vorgesehen ist, die Korrekturinformation auszulesen, die zuvor im Speicher zur Benutzung vorgehalten wurde, kann der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 dazu vorgesehen sein, einen arithmetischen Verarbeitungsvorgang durchzuführen, um die Korrekturinformation ΔV zu jedem Zeitpunkt der Messung erfindungsgemäß zu berechnen. Der arithmetische Verarbeitungsvorgang wird entsprechend der Form des Schaltkreises bestimmt. Der Fehler des Zentralwerts neigt dazu, stark durch das Tastverhältnis und die Amplitude beeinflußt zu werden. Die Korrekturinformation ΔV wird daher berechnet entsprechend der folgenden Gleichung auf Basis der Koeffizienten α und β, einer Differenz zwischen dem Tastverhältnis und 50%, und einer Amplitude (Va – Vb). ΔV = (M – 0,5)[α(Va – Vb)+ β]
Die Koeffizienten α und β werden nicht jeweils auf Konstanten beschränkt. Die Koeffizienten α und β können beispielsweise vorbestimmt sein durch jede Kombination einer Umgebungstemperatur mit der Wellenform-Formvorrichtung 21, einer Bitrate des eingegebenen Datensignals Da (d. h., einer Frequenz eines eingegebenen Taktsignals CKa), und dem Tastverhältnis M des eingegebenen Datensignals Da, das in dem vorstehend erwähnten Speicher gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert wird. In diesem Fall ist der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 dazu vorgesehen, die Koeffizienten α und β aus Inhalten auszuwählen, die in dem Speicher entsprechend den Messbedingungen gespeichert sind.
Der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 ist ferner dazu vorgesehen, die Korrekturinformation ΔV durch Verwendung der oben genannten Gleichung auf der Basis des Amplitudenwerts (Va – Vb), der Koeffizienten α und β, und des Tastverhältnisses zu berechnen. Der Amplitudenwert (Va – Vb) ergibt sich aus Va und Vb, die durch den Spannungsdetektor 22 detektiert werden. Die Koeffizienten α und β werden auf die zuvor erwähnte Weise ausgewählt.
Es wird angenommen, dass die Koeffizienten α und β diskret für jede Kombination der Umgebungstemperatur der Wellenform-Formvorrichtung 21, der Bitrate des eingegebenen Datensignals Da und des Tastverhältnisses M des eingegebenen Datensignals Da vorbestimmt werden. Falls die Koeffizienten α und β beispielsweise zu 1 Gbps und 5 Gbps der Bitrate des angegebenen Datensignals Da vorbestimmt werden, kann der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 die korrekte Information ΔV zu 3 Gbps der Bitrate durch Verwendung der linearen Interpolation oder dergleichen zum Zeitpunkt der Messung berechnen. Der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 kann daher die Korrekturinformation ΔV unter beliebigen Messbedingungen berechnen.
Der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 kann dazu vorgesehen sein, die Korrekturinformation ΔV aus dem Speicher ohne Verwendung der oben genannten Gleichung im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu erhalten. In diesem Fall umfaßt die oben beschriebene Kombination ferner den Amplitudenwert (Va – Vb).
Wie in 1 dargestellt ist, wird ein wellenförmiges Datensignal Db in die Entscheidungsvorrichtung 31 der Datenentscheidungsvorrichtung 30 eingegeben. Das eingegebene Taktsignal CKa von außerhalb des eingegebenen Datensignals Da wird durch die variable Verzögerungsvorrichtung 32 verzögert. Das verzögerte Taktsignal CKb wird in die Entscheidungsvorrichtung 31 eingegeben.
Die Entscheidungsvorrichtung 31 wird gebildet durch einen Flip-Flop-Schaltkreis, um einen Bitzustand des Datensignals Db auf einem Niveauübergangs-Zeitpunkt (z. B. der Anstiegszeit) des Taktes CKb festzuhalten, um das Ergeb nis dieses Festhaltens an ein Fehlermessteil 40 als ein entschiedenes Datensignal Dc ausgeben.
Der Phasendetektor 33 ist dazu vorgesehen, drei Signale P1 bis P3 zu erzeugen, die dazu benötigt werden zu beurteilen, ob ein Entscheidungszeitpunkt der Entscheidungsvorrichtung 31, d. h., ein Niveauübergangszeitpunkt des Taktsignals CKb angemessen ist, während das Datensignal Db empfangen wird und das Datensignal Dc von der Entscheidungsvorrichtung 30 ausgegeben wird.
Im einzelnen umfaßt der Phasendetektor 33 eine Verzögerungsvorrichtung 34, die durch einen Flip-Flop-Schaltkreis zur Verzögerung des Datensignals Dc um ein Bit gebildet wird, einen ersten Phasendetektor 35 zur Detektion einer Phasendifferenz zwischen den Datensignalen Db und Dc, einen zweiten Phasendetektor 36 zur Detektion einer Phasendifferenz zwischen dem Datensignal Dc und dem Datensignal Db, das von der Verzögerungsvorrichtung 34 ausgegeben wird, und einen dritten Phasendetektor 37 zur Detektion einer Phasendifferenz zwischen identischen Signalen (in diesem Beispiel ist jedes der identischen Signale das Datensignal Dd und die Phasendifferenz ist konstant 0). Jeder der Phasendetektoren 35 bis 37 wird gebildet durch einen EX-OR (exclusive OR)-Schaltkreis und einen Tiefpassfilter. Der EX-OR-Schaltkreis ist dazu vorgesehen zu beurteilen, ob zwei Signale, die jeweils die verglichene Phase aufweisen, identisch miteinander sind oder nicht. Der Tiefpassfilter ist dazu vorgesehen, einen Gleichstrom des Ausgangs des EX-OR-Schaltkreises durchzulassen.
Der dritte Phasendetektor 37 bildet ein Basisspannungs-Ausgangselement zur Ausgabe einer Basisspannung (die Basisspannung ist in diesem Beispiel auf dem niedrigen Niveau bezüglich der Ausgabe der ersten und zweiten Phasendetektoren 35 und 36. Das Basisspannungs-Ausgabeelement wird gebildet durch einen Phasendetektor, der so wie die zuvor erwähnten zwei Phasendetektoren konstruiert ist. Dies führt dazu, dass der Einfluß einer Temperaturdrift eliminiert ist. Das Basisspannung-Ausgabemittel kann durch andere logische Schaltkreise gebildet werden, um konstant die Basisspannung auszugeben, anstelle des im Rahmen dieser Erfindung vorgesehenen Phasendetektors.
In dem zweiten Phasendetektor 32c treten Bitfehler mit hoher Wahrscheinlichkeit auf, da die zwei Datensignale mit dem identischen Bitzustand in den zweiten Phasendetektor 36 in den Zustand eingegeben werden, dass die Phasendifferenz zwischen den zwei Signalen ein Bit beträgt. Der Ausgangswert P2 des zweiten Phasendetektors 36 ist daher annähernd gleich einer maximalen Ausgangsspannung VH des Schaltkreiselementes.
Der Ausgangswert P3 des dritten Phasendetektors 37d ist annähernd gleich einer minimalen Ausgangsspannung VL (der Basisspannung) des Schaltkreiselementes, da die zwei Datensignale mit dem identischen Bitzustand in den dritten Phasendetektor 37b eingegeben werden.
Der Ausgangswert P1 des ersten Phasendetektors 35 liegt in dem Bereich zwischen den Spannungen VH und VL, da die zwei Datensignale mit identischem Bitzustand in den ersten Phasendetektor 35 in dem Zustand eingegeben werden, dass die Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen innerhalb eines Bits liegt.
Falls die Phase des Datensignals Db annähernd gleich derjenigen ist des Datensignals Dc, wird der Ausgangswert P1 annähernd gleich der Spannung VL. Falls die Phase des Datensignals Db um annähernd in Bit bezüglich derjenigen des Datensignals Dc verschoben wird, wird der Ausgangswert P1 annähernd gleich der Spannung VH.
Wie in 5(a) gezeigt ist, wächst der Ausgangswert P1 des ersten Phasendetektors 35 monoton mit konstanter Steigung von der Spannung VL auf die Spannung VH entsprechend einer Phasendifferenz φ, die zwischen 0 und 2π zwischen den Datensignalen Db und Dc variiert. Dies führt dazu, dass der Phasenbereich am größten ist in dem Zustand, in dem der Ausgangswert P1 gleich einem Zentralwert VM zwischen den Spannungen VL und VH ist.
Die Phasensteuerung 38 wird dazu betrieben, eine Mittelspannung zwischen den Ausgangswerten P2 und P3 als den Zentralwert VM zwischen den Spannungen VL und VH zu berechnen, und einen erlaubten Spannungsbereich Vm ± γ, der dem Zentralwert Vm zugeordnet ist, mit dem Ausgangswert P1 zu vergleichen. Die Phasensteuerung 38 wird dazu betrieben, einen Verzögerungsbetrag des Taktsignals zu verkleinern, wenn der Ausgangswert P1 höher ist als Vm ± γ, und den Verzögerungsbetrag des Taktsignals zu vergrößern, wenn der Ausgangswert P1 kleiner ist als Vm – γ. Die Phasensteuerung 38 dient demnach dazu, den Ausgangswert P1 in den erlaubten Spannungsbereich Vm ± γ zu bringen, um den Phasenbereich am größten zu halten (siehe Pfeile in 5(a)).
Wie in 5(b) gezeigt ist, werden die jeweiligen Augangswerte P1 bis P3 der ersten bis dritten Phasendetektoren 35 bis 37 entsprechend der Phasendifferenz φ zwischen den Datensignalen Db und Dc variiert, welche von 0 bis 2π variiert wird.
Falls der Zeitpunkt des Festhaltens durch die Verzögerungsvorrichtung 34 innerhalb des Niveauübergangs-Intervalls des Datensignals Db liegt, d. h., falls die Phasendifferenz zwischen den Datensignalen Db und Dc annähernd gleich 0 oder 2π ist, wird der Wert des Datensignals Dc instabil. Dies führt dazu, dass der Ausgangswert P2 des zweiten Phasendetektors 36 sich dem Mittelwert Vm zwischen den Spannungen VL und VH annähert.
Die Phasensteuerung 38 wird infolgedessen dazu betrieben, den Verzögerungsbetrag des Taktsignals um einen halben Taktzyklus (π oder –π) zu variieren, wenn der Ausgangswert P1 kleiner ist als eine vorbestimmte Schwelle. Die derart konstruierte Phasensteuerung 38 kann schnell den Ausgangswert P1 in den erlaubten Spannungsbereich Vm ± γ bringen. Die Phasensteuerung kann dazu betrieben werden, den Verzögerungsbetrag des Taktsignals um einen halben Zyklus zu verzögern, wenn die Differenz zwischen den Ausgangswerten P2 und P3 kleiner ist als eine vorbestimmte Schwelle, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Phasensteuerung 38 wird dazu betrieben, den zuvor erwähnten Vorgang der Phasensteuerung immer, in regelmäßigen Zeitintervallen, oder zu von einem Benutzer zu bestimmenden Zeitpunkten vorzunehmen.
In jedem Fall kann die Phasensteuerung 38 den Phasenbereich ausreichend groß festlegen, ohne dass kontinuierlich die Phase über einen weiten Bereich geändert werden muß, und kann diesen Zustand für einen langen Zeitraum beibehalten.
Der Ausgangswert P2 des zweiten Phasendetektors 36 wird entsprechend dem variierten Tastverhältnis des eingegebenen Datensignals Da variiert. Der variierte Ausgangswert P2 verursacht einen Fehler in dem Mittelwert Vm.
Die Phasensteuerung 38 wird daher dazu betrieben, einen Korrekturbetrag X auf der Grundlage des Tastverhältnisses, das von einem Referenzsignalgenerator 41 ausgegeben wird, und einem konstanten Wert k zu berechnen und die Mittelspannung zwischen den Ausgangswerten P2 und P3 auf Grundlage des Korrekturbetrages X zu korrigieren, um den korrigierten Mittelwert Vm zu erhalten, gemäß den folgenden Gleichungen. Der Referenzsignalgenerator 41 wird nachfolgend beschrieben. Vm = [(P2 + P3)/2] + X X = |M – 0.5|·k
Die Phasensteuerung 38 kann unter Verwendung des korrigierten Mittelwerts VM eine höchst präzise Datenentscheidungsoperation zu dem Zeitpunkt vornehmen, wenn der Phasenbereich im größten Ausmaß ausreichend ist.
Das auf die oben beschriebene Weise erreichte Datensignal Dc wird in den Fehlermessbereich 40 mit dem Taktsignal CKb eingegeben.
Der Fehlermessteil 40 umfaßt einen Referenzsignalgenerator 41 zur Ausgabe eines Referenzsignals Dr an den Bitkomparator 42 synchron zum Taktsignal CKb. Das Referenzsignal Dr weist die gleiche Bitfolge auf wie das Datensignal Dc.
Der Bitkomparator 42 ist dazu vorgesehen, eine Beurteilung vorzunehmen, ob das Bit des Datensignals Dc identisch mit demjenigen des Referenzsignals Dr ist oder nicht, um das Ergebnis dieser Beurteilung an den Betriebsteil 43 weiterzugeben. Der Betriebsteil 43 ist dazu vorgesehen, eine Bitfehlerrate E aufgrund des Ergebnisses der Beurteilung des Bitkomparators 42 zu berechnen.
Die Bitfolge (d. h. das Muster), die für die Beurteilung verwendet wird, ist vom Benutzer wählbar (die Bitfolge wird im allgemeinen als das Muster gewählt, das identisch mit dem Muster ist, das von einem Bewertungsobjekt ausgege ben wird, das das gleiche Datensignal aufweist, wenn das Referenzmuster eingegeben wird).
Der Referenzsignalgenerator 41 ist dazu vorgesehen, das Referenzsignal Dr zu erzeugen, welches die Bitfolge aufweist, die von einer Musterauswahleinheit 44 gewählt ist.
Ferner ist der Referenzsignalgenerator 41 dazu vorgesehen, das Tastverhältnis M des gewählten Musters an den Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 auszugeben.
Der Referenzsignalgenerator 41 ist dazu vorgesehen, das Tastverhältnis M auf Grundlage des ausgewählten Musters zu berechnen. In einer anderen Konstruktion umfaßt erfindungsgemäß der Referenzsignalgenerator 41 einen Speicher zur vorläufigen Speicherung der Tastverhältnisse M entsprechend dem jeweiligen Muster, auf welche bei der Auswahl des Musters Bezug genommen wird.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist offensichtlich die bevorzugte Ausführungsform der Datenentscheidungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung dazu vorgesehen, die Phasendifferenz der Eingangs- und Ausgangsdatensignale der Entscheidungsvorrichtung 31 mit dem ersten Phasendetektor 35 zu detektieren und die Phasendifferenz zwischen dem Datensignal, das von der Entscheidungsvorrichtung 31 ausgegeben wird, und dem um ein Bit verzögerten Datensignal mit dem zweiten Phasendetektor 36 zu detektieren. Ferner ist die Datenentscheidungsvorrichtung 30 dazu vorgesehen, den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung 32 zu steuern, um den Ausgangswert P1 an dem Mittelwert Vm zwischen dem Ausgangswert P2 des zweiten Phasendetektors 36 und der Basisspannung anzugleichen (d. h., den Ausgangswert P3 des dritten Phasendetektors 37). Die Datenentscheidungsvorrichtung 30 kann daher die Phase des Taktsignals auf den optimalen Zustand bezüglich des Datensignals legen, ohne dass die Phase variiert werden muß, und kann diesen Zustand für einen langen Zeitraum beibehalten.
Darüber hinaus ist die Datenentscheidungsvorrichtung 30 dazu vorgesehen, den Mittelwert entsprechend dem Tastverhältnis M zu korrigieren. Die Da tenentscheidungsvorrichtung 30 kann daher die Datenentscheidungsoperation mit hoher Genauigkeit bei ausreichendem Phasenspielraum ohne Einfluß des Musters des Datensignals durchführen.
Während zuvor beschrieben wurde, dass die Wellenform-Formschaltung 21 der Datenentscheidungsvorrichtung 30 dazu vorgesehen ist, die in den Komparator 25 einzugebende Referenzspannung zu korrigieren, kann erfindungsgemäß die Datenentscheidungsvorrichtung 30 eine Wellenform-Formschaltung 21 anstelle der Wellenform-Formschaltung 21 aufweisen, zum Verschieben des Niveaus des eingegebenen Datensignals Da, wie in 6 gezeigt ist.
Die Wellenform-Formschaltung 21' umfaßt einen Niveauverschieber 29, einen Spannungsdetektor 22, einen Referenzspannungsgenerator 23', einen Vorspannungsgenerator 24, einen Komparator 25, einen Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 und einen Korrekturteil 28.
Der Niveauverschieber 29 ist dazu vorgesehen, das Niveau des eingegebenen Datensignals Da durch eine Vorspannung VB' zu verschieben, die von dem Korrekturteil 28 beliefert wird. Der Referenzspannungsgenerator 23' ist dazu vorgesehen, die Referenzspannung Vr zu erzeugen.
Der Komparator 25 ist dazu vorgesehen, das eingegebene Datensignal Da', dessen Niveau durch den Niveauverschieber 29 verschoben ist, mit der Referenzspannung Vr zu vergleichen, um das wellengeformte Datensignal Db zu erzeugen. Das wellengeformte Datensignal Db hat beispielsweise ein hohes Niveau, wenn die Spannung des eingegebenen Datensignals Da' höher ist als die Referenzspannung Vr, und ein niedriges Niveau, wenn die Spannung des eingegebenen Datensignals Da' kleiner oder gleich der Referenzspannung Vr ist. Der Komparator 25 ist dazu vorgesehen, das wellengeformte Datensignal Db an eine Entscheidungsvorrichtung 30 auszugeben.
Der Spannungsdetektor 22 ist dazu vorgesehen, die Spannungen Va und Vb auf hohem und niedrigem Niveau und die Mittelamplitudenspannung Vc zu detektieren. Der Korrekturinformations-Ausgabeteil 27 ist dazu vorgesehen, die Korrekturinformation ΔV auf Grundlage des Tastverhältnisses M, das von dem Referenzsignalgenerator 41 ausgegeben wird, und des Amplitudenwerts (Va – Vb) des eingegebenen Datensignals Da' mit dem verschobenen Niveau auszugeben.
Die Korrekturinformation ΔV wird auf die gleiche Weise erhalten wie zuvor erläutert.
Der Vorspannungsgenerator 24 wird beispielsweise gebildet durch einen Tiefpassfilter zur Erzeugung der Vorspannung VB auf der Basis der Mittelamplitudenspannung Vc, die von dem Spannungsdetektor 22 detektiert wird. Falls das Pulsieren der Mittelamplitudenspannung Vc ausreichend klein ist, kann der Vorspannungsgenerator 24 die Mittelamplitudenspannung Vc als Vorspannung Vb erfindungsgemäß behandeln.
Der Korrekturteil 28 ist dazu vorgesehen, den Niveauverschieber 29 mit der Vorspannung VB' unter Verwendung der Referenzspannung Vr, der Korrekturinformation ΔV und der Vorspannung VB zu versorgen, um den Offset des eingegebenen Datensignals Da' an die Referenzspannung Vr anzupassen.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich wird, kann offensichtlich die Wellenform-Formschaltung 21 den Vorgang der Wellenformung mit ausreichendem Amplitudenspielraum durchführen, selbst wenn das Tastverhältnis des eingegebenen Datensignals wesentlich variiert oder die Amplitude des eingegebenen Datensignals vermindert ist.
Während zuvor beschrieben wurde, dass die variable Verzögerungsvorrichtung 32 dazu vorgesehen ist, die Phase des Taktsignals bezüglich der Phase des Datensignals bei dieser Ausführungsform zu verschieben, kann die variable Verzögerungsvorrichtung 32 dazu vorgesehen sein, erfindungsgemäß die Phase des Datensignals, das von der Wellenform-Formschaltung 21 oder 21' ausgegeben wird, bezüglich der Phase des Taktsignals zu verschieben.

Claims

Datenentscheidungsvorrichtung, umfassend: eine variable Verzögerungsvorrichtung (32) zur Verschiebung der Phase eines Taktsignals, um ein verschobenes Taktsignal zu erzeugen; und eine Entscheidungsvorrichtung (31) zum Lesen eines Bitzustands eines Datensignals aus einem wellengeformten Datensignal an einem Niveauübergangs-Zeitpunkt des verschobenen Taktsignals, zur Ausgabe als ein entschiedenes Datensignal, während das wellengeformte Datensignal und das durch die variable Verzögerungsvorrichtung verschobene Taktsignals empfangen werden, welche Datenentscheidungsvorrichtung ferner umfaßt: eine Verzögerungsvorrichtung (34) zur Verzögerung in Einheiten von Bits des entschiedenen Datensignals, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird; einen ersten Phasendetektor (35) zur Ausgabe einer Spannung entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem wellengeformten Datensignal und dem entschiedenen Datensignal, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird; einen zweiten Phasendetektor (36) zur Ausgabe einer Spannung entsprechend einer Phasendifferenz zwischen dem entschiedenen Datensignal, das von der Entscheidungsvorrichtung ausgegeben wird, und einem Datensignal, das von der Verzögerungsvorrichtung ausgegeben wird; einen dritten Phasendetektor (37) zur Ausgabe einer Basisspannung bezüglich der von dem ersten Phasendetektor ausgegebenen Spannung; und eine Phasensteuerung (38) zur Steuerung des Betrags einer Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung zum Angleich der Spannung, die von dem ersten Phasendetektor ausgegeben wird, an eine Mit telspannung zwischen der Spannung, die von dem zweiten Phasendetektor ausgegeben wird, und der Basisspannung.
Datenentscheidungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die ersten bis dritten Phasedetektoren jeweils durch identisch konstruierte Phasendetektoren gebildet werden, und der dritte Phasendetektor dazu vorgesehen ist, die Basisspannung entsprechend einer Phasendifferenz zwischen digitalen Datensignalen mit identischem Bitzustand und identischer Phase auszugeben.
Datenentscheidungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Phasensteuerung dazu betrieben wird, die Mittelspannung mit der Ausgangsspannung des ersten Phasendetektors zu vergleichen, um den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung zur Verminderung einer Phasendifferenz zwischen dem wellengeformten Datensignal und dem verschobenen Taktsignal zu steuern, wenn die Ausgangsspannung höher ist als die Mittelspannung, und um den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung zur Vergrößerung der Phasendifferenz zwischen dem wellengeformten Datensignal und dem verschobenen Taktsignal zu steuern, wenn die Ausgangsspannung niedriger ist als die Mittelspannung.
Datenentscheidungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Phasensteuerung dazu betrieben wird, ein Tastverhältnis eines eingegebenen Datensignals zu empfangen, um die Mittelspannung gemäß dem Tastverhältnis zu korrigieren.
Datenentscheidungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Phasensteuerung dazu betrieben wird, den Betrag der Phasenverschiebung der variablen Verzögerungsvorrichtung um einen Betrag eines halben Taktzyklus des Taktsignals zu variieren, falls die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des zweiten Phasendetektors und der Basisspannung niedriger ist als eine vorbestimmte Schwelle.
Datenentscheidungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend eine Fehlermessvorrichtung zur Messung eines Bitfehlers eines in die Fehlermeßvorrichtung eingegebenen Datensignals, umfassend: eine Wellenform-Formschaltung (21) zum Formen einer Wellenform des eingegebenen Datensignals zur Ausgabe eines wellengeformten Datensignals.
Datenentscheidungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner umfassend: einen Referenzsignalgenerator (41) zur Ausgabe eines Tastverhältnisses eines spezifizierten Referenzsignals wie desjenigen des wellengeformten Datensignals, wobei die Phasensteuerung dazu betrieben wird, das von dem Referenzsignalgenerator ausgegebene Tastverhältnis zu empfangen, um die Mittelspannung entsprechend dem Tastverhältnis zu korrigieren.