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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Taktrückgewinnungsschaltung, die
hohe Leistung und niedrigen Jitter hat, in welcher ein Taktsignal
durch ein Taktsignal mit einer Frequenz 1/n der Datenrate "n" bps (Bit pro Sekunde) der eingegebenen
seriellen Zufallsdaten wieder gewonnen werden kann, und ein Verfahren
zur Phasendetektion, das diese Taktrückgewinnungsschaltung realisieren
kann.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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1 ist
ein Blockschaltbild, das eine herkömmliche Taktrückgewinnungsschaltung
zeigt. Wie in 1 gezeigt, besteht die herkömmliche
Taktrückgewinnungsschaltung
aus einem Phasendetektor (PD) 101, der eingegebene serielle
Zufallsdaten empfangt, die die Datenrate von "f" bps
haben und der die Phase eines Taktsignals, das um ungefähr "f" Hz oszilliert, welches durch eine Spannung
erzeugt wird, die durch den Oszillator (VCO) 104 gesteuert wird,
mit der Phase der empfangenen eingegebenen seriellen Zufallsdaten
vergleicht, eine Ladungspumpe (CP) 102, die Aufwärtsimpulse
und Abwärtsimpulse
empfangt, welche das Ergebnis des Phasenvergleichs an dem PD 101 zeigen
und in Antwort auf die Aufwärts-
und Abwärtsimpulse
einen Lade-/Entladestrom an ein Schleifenfilter (LPF) 103 leitet,
wobei das LPF 103 unnötiges
Rauschen, das im Ausgang von dem PD 101 enthalten ist,
entfernt, und der VCO 104 bewirkt, dass die Oszillationsfrequenz
in Antwort auf den Lade-/Entladestrom, der an der CP 102 ausgegeben
worden ist, und dessen Rauschen am LPF 103 entfernt worden
ist, ändert.
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Im
Allgemeinen wird ein Phasendetektor vom Hogge-Typ zum Vergleichen
der Phase der eingegebenen seriellen Zufallsdaten mit einer Datenrate von "f" bps mit der Phase des Taktsignals von "f" Hz. 2 ist ein
Blockschaltbild, das den für
die herkömmliche
Taktrückgewinnungsschaltung
verwendeten Phasendetektor vom Hogge-Typ und einen Zeitablauf der
Ausgangssignale der in der 1 gezeigten
Funktionen zeigt. Bezugnehmend auf 2, werden
Struktur und Funktionsweise des Hogge-Phasendetektors erläutert. Der
in der 2 gezeigte Zeitablaufplan zeigt die Signalausgangszeitschaltung
jeder Funktion zum Zeitpunkt, zu welchem das Taktsignal gegenüber den
eingegebenen seriellen Zufallsdaten nacheilt und voreilt und wenn
es zu den eingegebenen seriellen Zufallsdaten synchronisiert ist.
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Wie
in der 2 gezeigt, besteht der Hogge-Phasendetektor aus
einem verzögerten
Flip-Flop (F/F) 105, an welchem die seriellen Zufallsdaten
und ein Taktsignal (im Nachfolgenden als CLK bezeichnet) A von einem
VCO (nicht dargestellt) eingegeben werden, einem Inverter 110,
der den CLK A invertiert, ein verzögertes Flip-Flop (F/F) 106,
an welchem der Ausgang vom F/F 105 und ein CLK B, der der
am Inverter 110 invertierte CLK A ist, eingegeben werden, eine
Exklusiv-Oder-(EX-OR)-Schaltung 107, an welcher die seriellen
Zufallsdaten und der Ausgang vom F/F 105 eingegeben werden,
eine EX-OR-Schaltung 108, an der die Ausgänge der
F/Fs 105 und 106 eingegeben werden, und einen
Inverter 109, der den Ausgang von der EX-OR-Schaltung 107 ausgibt.
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Bei
diesem Hogge-Phasendetektor führt
die EX-OR-Schaltung 107 für die Signalform der eingegebenen
seriellen Zufallsdaten und die Signalform des Ausgangs vom F/F 105,
in welchem die am F/F 105 empfangenen seriellen Zufallsdaten
mit dem CLK A beaufschlagt sind, eine EX-OR-Funktion durch. Der
Ausgang der EX-OR-Schaltung 107 wird im Inverter 109 invertiert
und ausgegeben, dieser Ausgang wird als Aufwärtsimpulse bezeichnet (die Signalform
von EX-OR 107 in 2).
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Und
die EX-OR-Schaltung 108 führt an der Signalform des Ausgangs
vom F/F 105 und der Signalform des Ausgangs vom F/F 106,
in welchen der an dem F/F 106 anliegende Ausgang vom F/F 105 mit
dem CLK B beaufschlagt worden ist, eine EX-OR-Funktion durch. Der
Ausgang der EX-OR-Schaltung 108 wird als Abwärtsimpulse
bezeichnet (die Signalform bei EX-OR 108 in 2).
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Bezugnehmend
auf die in der 2 gezeigten Signalformen werden
die vorstehend genannten Aufwärts-
und Abwärtsimpulse
für die
Fälle erläutert, bei
denen die Phase des Taktsignals gegenüber den eingegebenen seriellen
Zufallsdaten nacheilt und voreilt und mit den eingegebenen seriellen
Zufallsdaten synchronisiert ist. Hierbei ist der synchronisierte Zustand
derjenige, bei dem die Anstiegsflanke des CLK A in der Mitte des
Datums ist.
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Wie
in der 2 gezeigt, ist die Breite der Abwärtsimpulse
immer zum Zeitpunkt konstant, zu welchem die Phase des Taktsignals
gegenüber
den eingegebenen seriellen Zufallsdaten nacheilt oder voreilt und
mit den eingegebenen seriellen Zufallsdaten synchronisiert ist.
Und die Breite der Abwärtsimpulse
ist 1/2 der eingegebenen seriellen Zufallsdaten.
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Andererseits
variiert die Breite der Aufwärtsimpulse.
Das heißt,
für den
Fall, bei dem die Phase des Taktsignals gegenüber den eingegebenen seriellen
Zufallsdaten nacheilt, ist die Breite breit, für den Fall, dass die Phase
des Taktsignals mit den eingegebenen seriellen Zufallsdaten synchronisiert
ist, ist die Breite die gleiche wie beim Abwärtsimpuls, und für den Fall,
dass die Phase des Taktsignals gegenüber den eingegebenen seriellen
Zufallsdaten voreilt, ist die Breite enger. In der 2 ist
der Aufwärtsimpuls
als konvexe Form zu Abwärtsrichtung
gezeigt und θe
zeigt die Phasendifferenz zwischen dem Taktsignal und den eingegebenen
seriellen Zufallsdaten.
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Die
Nettodifferenz zwischen den Breiten der Aufwärts- und Abwärtsimpulse
wird durch die CP 102 für
einen Lade-/Entladestrom am LPF 103 verwendet. Das heißt, wenn
die Phase des Taktsignals nacheilt, wird die Nettobreite der Aufwärtsimpulse
groß, wenn die
Phase des Taktsignals voreilt, wird die Nettobreite der Abwärtsimpulse
groß.
Wenn die Phase des Taktsignals mit der Phase der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten synchronisiert ist, beträgt die Nettodifferenz zwischen
den Breiten der Aufwärts-
und Abwärtsimpulse "0".
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Bei
diesem Hogge-Phasendetektor, wie in der 2 gezeigt,
fließt
jedoch, selbst wenn die Phase des Taktsignals mit den eingegebenen
seriellen Zufallsdaten synchronisiert ist, ein großer Strom durch
die CP 102 in Antwort auf die Aufwärts- und Abwärtsimpulse,
daher gibt es das Problem, dass die Jitter-Charakteristik im synchronisierten
Zustand verschlechtert ist.
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In
der WO 98 45949 A ist eine Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruches offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Taktrückgewinnungsschaltung
und ein Verfahren zur Phasendetektion, das für diese Schaltung verwendet
wird, zu schaffen, bei der der Strom, welcher durch die Ladungspumpe
fließt,
zum Zeitpunkt, zu welchem die Taktrückgewinnungsschaltungsynchronisiert
ist, zu null gemacht wird und bei der die Jitter-Charakteristik
zum Zeitpunkt, zu welchem die Taktwiedergewinnungsschaltung synchronisiert
ist, verbessert ist. Und eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Taktrückgewinnungsschaltung
und ein Verfahren zur Phasendetektion für diese Schaltung zu schaffen,
bei der eine Hochleistungstaktrückgewinnung
durchgeführt werden
kann, die nicht durch irgendeine Oszillationsfrequenz einer durch
den Oszillator gesteuerten Spannung gesteuert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Die
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren
im Einzelnen hervor, in welchen zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild einer herkömmlichen
Taktrückgewinnungsschaltung;
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2 ein
Blockschaltbild eines Hogge-Phasendetektors, der für die herkömmliche
Taktrückgewinnungsschaltung
verwendet wird, und einen Zeitablaufplan für die Ausgangssignale der in
der 1 gezeigten Funktionen;
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3 ein
Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Taktrückgewinnungsschaltung der
vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Zeitablaufplan der Ausgangssignale für den Fall, dass die Phase
eines Referenz-Taktsignals CLK 1 maximal π/2-Phase gegenüber den
eingegebenen seriellen Zufallsdaten nacheilt;
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5 einen
Zeitablaufplan der Ausgangssignale für den Fall, dass die Phase
des CLK 1 um maximal π/2-Phase
gegenüber
den eingegebenen seriellen Zufallsdaten voreile;
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6 ein
Zeitablaufplan der Ausgangssignale für den Fall, dass die Phase
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten mit der Phase des CLK 1
synchronisiert ist;
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7 ein
Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ein
Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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9 ein
Zeitablaufplan der Signale, die an den in der 8 gezeigten
Funktionen ausgegeben werden.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen erläutert. 3 ist
ein Blockschaltbild, das eine erste Ausführungsform der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Wie
in 3 gezeigt, besteht die erste Ausführungsform
der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung aus einer Flankendetektorschaltung 30, die die
eingegebenen seriellen Zufallsdaten mit einer Datenrate von "f" bps (Bit pro Sekunde) empfängt und
die Positionen der Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
detektiert, einer detektierten Flankenwählschaltung 31, die
die Phase eines der Multiphasensignale von einem spannungsgesteuerten
Oszillator (VCO) 37 wählt, um
mit den Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten, die an
der Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden sind,
verglichen zu werden, eine Flankenpositions-Korrekturschaltung zum
Vergleichen von Flanken 32, die die Anzahl der Flanken
des gewählten
Multiphasen-Taktsignals so korrigiert, dass die Anzahl der Flanken
des gewählten
Multiphasen-Taktsignals gleich der Anzahl der Flanken der eingegebenen
seriellen Zufallsdaten wird, deren Phasen mit dem gewählten Multiphasen-Taktsignal verglichen
sind, und die Positionen der Flanken der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten so korrigiert, dass die Positionen die richtigen Positionen
zum Vergleichen der Phasen werden, Phasendetektoren (PFDs) 33 und 34,
die die Phase des Mehrphasen-Taktsignals, welches an der Flankenpositions-Korrekturschaltung
für zu
vergleichende Flanken 32 ausgegeben worden ist, mit den
Phasen der Flankenimpulse, die die Flankenpositionen der eingegebenen
seriellen Zufallsdaten bezeichnen, und Phasendifferenzsignale ausgeben,
die Impulsbreiten in Antwort auf die Phasendifferenz haben, einer
Ladungspumpe (CP) 35, die ein Schleifenfilter (LPF) 36 in
Antwort auf die Phasendifferenz mit einem Lade-/Entladestrom speist, wobei das LPF 36 unnötiges Rauschen
entfernt, das in dem Ausgang der PFDs 33 und 34 enthalten
ist, und den VCO 37, der ein Referenz-Taktsignal (CLK)
1 oszilliert, das ungefähr
f/2 Hz hat, der 1/2-Frequenz der Datenrate der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten, indem die Oszillationsfrequenz in Abhängigkeit
von dem Lade-/Entladestrom, dessen Rauschen im LPF 36 entfernt
worden ist, ändert.
Der VCO 37 erzeugt nicht nur das Referenz-Taktsignal CLK
1 mit ungefähr
f/2 Hz, dessen Phase und Frequenz mit den eingegebenen seriellen
Zufallsdaten synchronisiert sind, sondern auch einen Taktimpuls CLK
2A, dessen Phase um π/2
gegenüber
CLK 1 nacheilt, und einen Taktimpuls CLK 2B, dessen Phase um π/2 gegenüber CLK
1 voreilt.
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Die
Flankendetektierschaltung 30 besteht aus einer Verzögerungsschaltung 38,
an der die seriellen Zufallsdaten eingegeben werden, und einer EX-OR-Schaltung 39,
an welcher die seriellen Zufallsdaten und die Aufwärtsimpulse
der Verzögerungsschaltung 38 eingegeben
werden.
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Diese
Flankendetektierschaltung 30 detektiert die ansteigenden
und abfallenden Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten,
indem die seriellen Zufallsdaten und die nacheilenden Impulse der eingegebenen
seriellen Zufallsdaten an der Verzögerungsschaltung 38 an
der EX-OR-Schaltung 39 eingegeben werden. Die detektierten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten werden als Flankenimpulse,
die mit DATA T bezeichnet sind, an der detektierten Flankenwählschaltung 31 eingegeben.
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Die
detektierte Flankenwählschaltung 31 besteht
aus einer UND-Schaltung 40, an der die Flankenimpulse DATA
T von der Flankendetektierschaltung 30 und der CLK 2A vom
VCO 37, der gegenüber dem
CLK 1 um π/2-Phase
nacheilt, eingegeben werden und einer UND-Schaltung 41,
an welcher die Flankenimpulse DATA T von der Flankendetektierschaltung 30 und
der CLK 2B vom VCO 37, der gegenüber dem CLK 1 um π/2-Phase
voreilt, eingegeben werden.
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Die
detektierte Flankenwählschaltung 31 entscheidet,
ob die Flankenimpulse DATA T von der Flankendetektierschaltung 30 mit
den Phasen der Anstiegsflanken oder Abstiegsflanken des Taktsignals
CLK 1 verglichen werden, wobei der CLK 2B verwendet wird, der gegenüber dem
CLK 1 um π/2-Phase
voreilt, und unter Verwendung des CLK 2A, der gegenüber CLK
1 um π/2-Phase
nacheilt.
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Tatsächlich wird
entschieden, dass die Flanken der Flankenimpulse DATA T, die an
der UND-Schaltung 40 mit dem CLK 2A erhalten worden sind,
mit der Phase der Abstiegsflanken des CLK 1 verglichen werden und
dass die Flanken der Flankenimpulse DATA T, die an der UND-Schaltung 41 mit dem
CLK 2B erhalten werden, mit der Phase der Anstiegsflanken des CLK
1 verglichen werden.
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Die
Flankenpositions-Korrekturschaltung zum Vergleichen der Flanken 32 besteht
aus einem Setz-/Rücksetz-Flip-Flop
(SR-F/F) 42, wobei die Impulse 3, die an der UND-Schaltung 40 ausgegeben werden,
an einem Setzanschluss des SR-F/F 42 eingegeben werden
und der CLK 2A an einem Rücksetzanschluss
des SR-F/F 42 eingegeben wird, einem SR-F/F 43,
bei dem die an der UND-Schaltung 41 ausgegebenen Impulse 4 an
einem Setzanschluss des SR-F/F 43 eingegeben werden und
der CLK 2B an einem Rücksetzanschluss
des SR-F/F 43 eingegeben wird, einer π/2-CLK-Verzögerungsschaltung 44,
an der die Ausgänge
des SR-F/F 42 und ein Ausgang vom LPF 36 eingegeben
werden, und eine π/2-CLK-Verzögerungsschaltung 45,
an der die Ausgänge
des SR-F/F 43 und ein Ausgang des LPF 36 eingegeben
werden. Hierbei basiert π/2
auf dem Zyklus von 2 π des
Referenz-Taktsignals, das am VCO 37 erzeugt wird.
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Die
Flankenpositions-Korrekturschaltung zum Vergleichen der Flanken 32 bewirkt
einen Phasenvergleich der Anzahl von Flanken der Impulse, die an
der detektierten Flankenwählschaltung 31 ausgegeben
worden sind, gleich des Anzahl der Flanken des CLK 1, und korrigiert
Phasenfehler, die der Originalphasendifferenz in diesem Vorgang
zugefügt
sind.
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Das
SR-F/F 42 erzeugt Impulse 5A, die an der Anstiegsflanke
der an der UND-Schaltung 40 ausgegebenen Impulse 3 ansteigen
und an der Anstiegsflanke des CLK 2A absteigen. Das SR-F/F 43 erzeugt
Impulse 7a, die an der Anstiegsflanke der an der UND-Schaltung 41 ausgegebenen
Impulse 4 ansteigen und an der Anstiegsflanke des CLK 2B
absteigen. Die π/2-CLK-Verzögerungsschaltung 44 erzeugt
Impulse 6, die bewirken dass die Phase der Impulse 5A,
die am SR-F/F 42 ausgegeben werden, um π/2 nacheilen. Die π/2-CLK-Verzögerungsschaltung 45 erzeugt
Impulse 8, die bewirken, dass die Phase der Impulse 7A,
welche am SR-F/F 43 ausgegeben werden, um π/2 nacheilen.
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Der
PFD 33 vergleicht die Phasen der Impulse 6, welche
die Positionsinformation der Flanken der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten haben, mit der Phase der Impulse 5B, die die
Positionsinformation der Anstiegsflanken des CLK 1 haben, der am
inversen Ausgangsanschluss des SR-F/F 42 ausgegeben worden
ist, und erzeugen Aufwärtsimpulse 9 und
Abwärtsimpulse 9 mit
einer Impulsbreite, die proportional zur Phasendifferenz ist.
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Der
PFD 34 vergleicht die Phasen der Impulse 8, die
die Positionsinformation der Flanken der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten haben, mit den Phasen der Impulse 7B, die
die Positionsinformation der Abstiegsflanken des CLK 1 haben, der
an dem inversen Ausgangsanschluss des SR-F/F 43 ausgegeben
ist, und erzeugen Aufwärtsimpulse 10 und
Abwärtsimpulse 10,
die eine Impulsbreite proportional zur Phasendifferenz haben.
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Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 die
Funktionsweise der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert. 4 ist
ein Zeitablaufplan der Ausgangssignale für den Fall, dass die Phase
des CLK 1 um maximal π/2-Phase
gegenüber
den eingegebenen seriellen Zufallsdaten nacheilt. 5 ist
ein Zeitablaufplan der Ausgangssignale für den Fall, dass die Phase
des CLK 1 um maximal π/2-Phase
gegenüber
den eingegebenen seriellen Zufallsdaten voreilt. 6 ist
ein Zeitablaufplan der Ausgangssignale für den Fall, dass die Phase
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten mit der Phase des CLK 1
synchronisiert ist.
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Als
Erstes erzeugt die Flankendetektierschaltung 30 Flankenimpulse
DATA T, indem die Anstiegsflanken und Abstiegsflanken für die eingegebenen
seriellen Zufallsdaten detektiert werden.
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Tatsächlich detektiert
die Flankendetektierschaltung 30 die Anstiegsflanken und
die Abstiegsflanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten, indem
die seriellen Zufallsdaten und die in der Verzögerungsschaltung 38 verzögerten Impulse
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten an der EX-OR-Schaltung 39 eingegeben
werden. Die detektierten Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
werden an des detektierten Flankenwählschaltung 31 als Flankenimpulse
eingegeben, die DATA T bezeichnet sind.
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Als
Nächstes
werden die Flankenimpulse DATA T, die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert
worden sind, an jeweils einem Anschluss der UND-Schaltungen 40 und 41 in
der detektierten Flankenwählschaltung 31 eingegeben.
Und es wird gewählt,
ob die Flankenimpulse DATA T mit der Phase der Anstiegsflanken oder
der Abstiegsflanken des Referenz-Taktsignals CLK 1 verglichen werden.
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Der
Taktimpuls CLK 2A, der gegenüber
dem CLK 1 um π/2-Phase
nacheilt, wird am anderen Anschluss der UND-Schaltung 40 eingegeben.
Und der Taktimpuls CLK 2B, der gegenüber dem CLK 1 um π/2-Phase
voreilt, wird an dem anderen Anschluss der UND-Schaltung 41 eingegeben.
Und es wird entschieden, dass die Flanken (Impulse 3) der
Flankenimpulse DATA T, die an der UND-Schaltung 40 mit dem
CLK 2A erhalten worden sind, mit der Phase der Abstiegsflanken des
CLK 1 verglichen werden, und dass die Flanken (Impulse 4)
der Flankenimpulse DATA T, die an der UND-Schaltung 41 mit
dem CLK 2B erhalten worden sind, mit der Phase der Anstiegsflanken
des CLK 1 verglichen werden.
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Die
Phasen der Impulse 3 und 4, die die Phaseninformation
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten haben, und die Phase der
gewählten
Flanken des CLK 1 werden verglichen. Zu diesem Zeitpunkt werden
die PFDs 33 und 34 verwendet, die Impulse ausgeben,
welche die Impulsbreite proportional zur Phasendifferenz zwischen
den zwei Impulsen haben, deren Phasen verglichen wird. Hierbei müssen die Frequenzen
(die Anzahl der Anstiegsflanken der Impulse) der zwei zu vergleichenden
Impulse die gleichen sein. Der Grund für die Verwendung eines PFD besteht
darin, dass der PFD Impulse ausgeben kann, die eine Impulsbreite
haben, welche proportional zur Phasendifferenz zwischen den zwei
Impulsen ist, deren Phasen verglichen werden. Das heißt, wenn
die Phasen von zwei Impulsen synchronisiert sind, wird das Phasendifferenzsignal
nicht ausgegeben und es existiert kein Strom zum Laden oder Entladen
der Ladungspumpe und die Jitter-Charakteristik in synchronisiertem
Zustand ist verbessert.
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Daher
macht die Flankenpositions-Korrekturschaltung für das Vergleichen der Flanken 32 die Anzahl
der Flanken der Impulse, welche an der detektierten Flankenwählschaltung 31 ausgegeben worden
sind, gleich der Anzahl der Flanken des CLK 1, deren Phasen zu vergleichen
sind, und korrigiert die Phasenfehler, die der ursprünglichen
Phasendifferenz in diesem Vorgang zugefügt worden sind.
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Tatsächlich werden
unter Verwendung des SR-F/F 42 nur die Impulse 3 der
gewählten
eingegebenen seriellen Zufallsdaten und die Flanken des CLK 2A,
deren Phasen zu vergleichen sind, gewählt und die Anzahl der Flanken
der beiden Signale, deren Phasen verglichen werden, wird gleich
gemacht. Und durch die Verwendung des SR-F/F 43 werden nur
die Impulse 4 der gewählten
eingegebenen seriellen Zufallsdaten und die Flanken des CLK 2B zum Vergleichen
ihrer Phase gewählt
und die Anzahl der Flanken der beiden Signale, deren Phase zu vergleichen
ist, ist die gleiche gemacht.
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Fakt
ist, dass die Impulse 3, die an der UND-Schaltung 40 ausgegeben
werden, an den SR-F/F 42 als Setzeingänge eingegeben werden und die
Taktimpulse CLK 2A an dem SR-F/F 42 als Rücksetzeingang
eingegeben werden und die Impulse 5A und es werden die
invertierten Ausgangsimpulse 5B, wie in den 4 bis 6 gezeigt,
erzeugt. Und die Impulse 4, die an der UND-Schaltung 41 ausgegeben werden,
werden an den SR-F/F 43 als Setzeingänge eingegeben und der Taktimpuls
CLK 2B wird am SR-F/F 43 als Rücksetzeingang eingegeben und
es werden, wie in den 4 bis 6 gezeigt,
die Impulse 7A und die invertierten Ausgangsimpulse 7B erzeugt.
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Die
Anstiegsflanken der Impulse 5A zeigen die Positionen der
gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten und die Anstiegsflanken der
Impulse 5B zeigen die Positionen der Anstiegsflanken des
CLK 2A, die für
den Phasenvergleich verwendet werden, wie dies in den 4 bis 6 gezeigt
ist. Und die Anstiegsflanken der Impulse 7A zeigen die
Positionen der gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten und die Anstiegsflanken
der Impulse 7B zeigen die Positionen der Anstiegsflanken des
CLK 2B, die für
den Phasenvergleich, wie in 4 bis 6 gezeigt,
verwendet werden.
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Tatsächlich wird
jedoch gewünscht,
dass der Phasenvergleich zwischen den Anstiegs- und Abstiegsflanken des CLK 1 und den
gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten durchgeführt wird.
Basierend darauf, dass die Phase der Anstiegsflanken des CLK 2A
gegenüber
der Anstiegsflanke des CLK 1 um π/2-Phase
nacheilt, bewirkt daher die π/2-CLK-Verzögerungsschaltung 44,
die die Impulse 6 erzeugt, dass die Impulse 5A um π/2 nacheilend
gemacht werden. Die Anstiegsflanken der Impulse 6 haben
die Phasen der gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten, die um π/2 nacheilend
gemacht sind. Daher wird es möglich,
die Phasen zwischen den gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten und den Anstiegsflanken
des CLK 1 durchzuführen,
indem die Phasen der Anstiegsflanken der Impulse 6 mit
den Phasen der Anstiegsflanken der Impulse 5B verglichen
werden. Des gleichen, wie vorstehend beschrieben, bewirkt die π/2-CLK-Verzögerungsschaltung 45,
die die Impulse 8 erzeugt, dass die Impulse 7A um π/2 nachlaufend
gemacht werden, und zwar basierend darauf, dass die Phase der Anstiegsflanken
des CLK 2B gegenüber
den Abstiegsflanken des CLK 1 einen Phasennachlauf von π/2 hat. Die
Anstiegsflanken der Impulse 8 sind so, dass die Phasen
der gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten um π/2 nacheilend
gemacht sind. Daher wird es möglich,
die Phasen zwischen den gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten und den Abstiegsflanken
des CLK 1 durchzuführen,
indem die Phasen der Anstiegsflanken der Impulse 8 mit
den Phasen der Anstiegsflanken der Impulse 7B verglichen
werden.
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Der
Phasenvergleich wird durchgeführt,
indem die Impulse 5B, die die Positionsinformation der Anstiegsflanken
des CLK 1 haben, und die Impulse 6, die die Positionsinformation
der gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten haben, am PFD 33 eingegeben
werden. Die Aufwärts-
und Abwärtsimpulse,
die durch diesen Vorgang erzielt werden, sind in den 4 bis 6 als
UP 9 bzw. DN 9 angegeben.
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Des
gleichen wird, wie vorstehend beschrieben, der Phasenvergleich durchgeführt, indem
die Impulse 7B, die die Positionsinformation der Abstiegsflanke
des CLK 1 haben, wird die Impulse 8, die die Positionsinformation
der gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten haben, am PFD 34 eingegeben
werden. Die Aufwärts-
und Abwärtsimpulse,
die durch diesen Vorgang erzielt werden, sind in den 4 bis 6 durch
UP 10 bzw. DN 10 gezeigt.
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Wie
in der 4 gezeigt, werden, wenn die Phase des CLK 1 gegenüber den
eingegebenen seriellen Zufallsdaten nacheilt (maximal π/2), die
Aufwärtssignale
UP 9 und UP 10 in Antwort auf dieses Nacheilen ausgegeben und die
Abwärtssignale
DN 9 und DN 10 werden nicht ausgegeben, daher existiert kein Strom,
der durch die CP 35 fließt.
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Und
wie in 5 gezeigt, werden, wenn die Phase des CLK 1 gegenüber den
eingegebenen seriellen Zufallsdaten voreilt (maximal π/2) im Gegensatz
zum Vorstehenden in Antwort darauf, dass die Phase des CLK 1 gegenüber den
eingegebenen seriellen Zufallsdaten voreilt, die Abwärtssignale
DN 9 und DN 10 ausgegeben, aber die Aufwärtssignale UP 9 und UP 10 werden
nicht ausgegeben. Daher fließt kein
Strom durch die CP 35.
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Und
wenn, wie in der 6 gezeigt, die Phase des CLK
1 mit der Phase der eingegebenen seriellen Zufallsdaten synchronisiert
ist, werden sowohl die Aufwärtssignale
UP 9 und UP 10 als auch die Abwärtssignale
DN 9 und DN 10 nicht ausgegeben. Daher existiert kein Strom, der
durch die CP 35 fließt.
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Wie
vorstehend angegeben, kann bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Taktrückgewinnung
durchgeführt
werden, indem das f/2-Hz-Taktsignal, welches die halbe Datenrate "f" bps der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
ist, verwendet wird. Daher ist es bei der vorliegenden Erfindung
möglich,
die Datenrate unter Verwendung des herkömmlichen VCO zu verdoppeln.
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Bei
der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein PFD, bei dem eine Impulsbreite proportional
zur Phasendifferenz direkt erzielt werden kann, verwendet. Daher
existiert im Normalbetrieb, der ein synchronisierter Betrieb ist,
kein Strom, der durch die CP fließt, und die Jitter-Charakteristik kann
verbessert werden.
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Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 7 eine zweite
Ausführungsform
der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert. 7 ist
ein Blockschaltbild, das die zweite Ausführungsform der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Die gleichen Funktionen und Impulse der zweiten Ausführungsform,
wie die bei der ersten Ausführungsform
verwendeten, haben die gleichen Bezugsziffern.
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Bei
der ersten Ausführungsform
erzeugt die in der 3 gezeigte Flankendetektierschaltung 30 die
Anstiegsflanken und Abstiegsflanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
gleichzeitig. Danach wählt
die detektierte Flankenwählschaltung 31,
ob die Flankenimpulse DATA T mit den Anstiegsflanken oder den Abstiegsflanken
des CLK 1 verglichen werden. Wie vorstehend angegeben, detektiert
jedoch die Flankendetektierschaltung 30 die Anstiegsflanken
und die Abstiegsflanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten,
die Hochgeschwindigkeitsdaten sind, gleichzeitig, daher wird die
Last für
die Flankendetektierschaltung 30 groß und ihre Betriebsgeschwindigkeit
kann niedrig werden.
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Um
dies zu lösen,
ist bei der zweiten Ausführungsform
in der Taktrückgewinnungsschaltung
anstatt der Flankendetektierschaltung 30 und der detektierten
Flankenwählschaltung 31 der
ersten Ausführungsform
eine Flankendetektier- und Wählschaltung 46 vorgesehen.
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Die
Flankendetektier- und Wählschaltung 46 besteht
aus einer Verzögerungsschaltung 47,
die bewirkt, dass die eingegebenen seriellen Zufallsdaten nacheilen,
einem Inverter 48, der die Ausgänge der Verzögerungsschaltung 47 invertiert,
einem Inverter 49, der die eingegebenen seriellen Zufallsdaten
invertiert, einer UND-Schaltung 50, an die die eingegebenen
seriellen Zufallsdaten die am Inverter 48 ausgegebenen
Impulse und der CLK 2B, der gegenüber dem CLK 1 um π/2-Phase
nacheilend am VCO 37 ausgegeben wird, eingegeben werden,
einer UND-Schaltung 41, an der die eingegebenen seriellen
Zufallsdaten, die am Inverter 48 ausgegebenen Impulse und
der gegenüber
dem CLK 1 um π/2-Phase
nacheilende CLK 2A, der am VCO 37 ausgegeben wird, eingegeben
werden, einer UND-Schaltung 52, an der die am Inverter 49 ausgegebenen
Impulse, die an der Verzögerungsschaltung 47 ausgegebenen
Impulse und der am VCO 37 ausgegebene CLK 2B eingegeben
werden, einer UND-Schaltung 53, an der die am Inverter 49 ausgegebenen
Impulse, die an der Verzögerungsschaltung 47 ausgegebenen
Impulse und der am VCO 37 ausgegebene CLK 2A eingegeben
werden, einer ODER-Schaltung 54, an der die an der UND-Schaltung 50 ausgegebenen
Impulse und die an der UND-Schaltung 52 ausgegebenen
Impulse eingegeben werden, und einer ODER-Schaltung 55,
an der die an der UND-Schaltung 51 ausgegebenen Impulse
und die an UND-Schaltung 53 ausgegebenen
Impulse eingegeben werden.
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Die
UND-Schaltungen 50 und 51 detektieren die Anstiegsflanken
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten, indem sie mit den eingegebenen
seriellen Zufallsdaten und den Impulsen, welche in der Verzögerungsschaltung 47 nacheilend
gemacht worden sind und am Inverter 48 invertiert worden
sind, eine UND-Operation durchführen.
Die UND-Schaltungen 52 und 53 detektieren die
Abstiegsflanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten, indem sie
mit den eingegebenen seriellen Zufallsdaten, die am Inverter 49 invertiert
worden sind, und den Impulsen, die in der Verzögerungsschaltung 47 verzögert worden sind,
eine UND-Operation durchführen.
Der CLK 2B wird an den UND-Schaltungen 50 und 52 eingegeben,
daher detektieren die UND-Schaltungen 50 und 52 die
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten unter Verwendung
der Anstiegsflanken des CLK 1 für
den Phasenvergleich. Der CLK 2A wird an den UND-Schaltungen 51 und 53 eingegeben,
daher detektieren die UND-Schaltungen 51 und 53 die
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten unter Verwendung
der Abstiegsflanken des CLK 1 für
den Phasenvergleich.
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Bei
dieser Struktur können
zwei Routen vorgesehen werden. Das heißt, die Anstiegsflanken der eingegebenen
seriellen Zufallsdaten werden auf einer Route (a und c in 7)
detektiert und die Abstiegsflanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
werden auf der anderen Route (b und d in 7) detektiert.
Als Ergebnis wird die Last für
jede Schaltung auf ungefähr
die Hälfte
derjenigen der ersten Ausführungsform
reduziert und die Betriebsgeschwindigkeit kann annähernd auf
das Zweifache verbessert werden.
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Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 eine
dritte Ausführungsform
der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert. 8 ist
ein Blockschaltbild, das die dritte Ausführungsform der Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. 9 ist ein Zeitablaufplan der
Signale, die von den in der 8 gezeigten
Funktionen ausgegeben werden. Gleiche Funktionen und Impulse der dritten
Ausführungsform
wie bei der ersten Ausführungsform
haben die gleichen Bezugsziffern.
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Wie
in der 8 gezeigt, besteht die dritte Ausführungsform
der Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung aus einer Flankendetektierschaltung 30, einer
detektierten Flankenwählschaltung 56,
einer Flankenpositions-Korrekturschaltung für die Vergleichsflanken 57,
PFDs 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 und 89,
einer CP 35, einem LPF 36 und einem VCO 90.
Der VCO 90 oszilliert bei ungefähr f/8 Hz, der 1/8-Frequenz der Datenrate
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten. Und der VCO 90 gibt
8 Referenz-Taktsignale und 8 Taktimpulse ab. Das heißt, die
8 Referenz-Taktsignale sind CLK 11, CLK 12, CLK 13, CLK 14, CLK
15, CLK 16, CLK 17 und CLK 18, deren Phasen jeweils um π/4 zueinander
verschoben sind, und die 8 Taktimpulse sind CLK 11A, CLK 12A, CLK
13A, CLK 14A, CLK 15A, CLK 16A, CLK 17A und CLK, 18A, deren Phasen
jeweils gegenüber
jedem Referenz-Taktsignal um π/8
verschoben sind. Unter Verwendung dieser Referenz-Taktsignale und
Taktimpulse wird die Flankendetektion und Wahl der detektierten
Flanken durchgeführt.
Hierbei basieren die Phasen von π/4
und π/8 auf
einem Zyklus 2π des
Referenz-Taktsignals, das von dem VCO 90 erzeugt wird.
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Die
detektierte Flankenwählschaltung 56 besteht
aus einer UND-Schaltung 58, die mit den Flankenimpulsen,
die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden
sind, dem CLK 15A, der gegenüber
dem CLK 15 um π/8-Phase
nacheilt, und dem CLK 18A, der gegenüber dem CLK 18 um π/8-Phase nacheilt,
eine UND-Operation durchführt,
einer UND-Schaltung 59, die die Flankenimpulse, die an der
Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden sind, mit
dem CLK 11A, der gegenüber
dem CLK 11 um π/8-Phase nacheilt, und
dem CLK 16A, der gegenüber
dem CLK 16 um π/8-Phase
nacheilt, addiert, einer UND-Schaltung 60, die die Flankenimpulse,
die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden
sind, mit dem CLK 12A, der gegenüber dem
CLK 21 um π/8-Phase
nacheilt, und dem CLK 17A, der gegenüber dem CLK 17 um π/8-Phase nacheilt,
addiert, einer UND-Schaltung 61, die die Flankenimpulse,
die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden
sind, mit dem CLK 13A, der gegenüber
dem CLK 13 um π/8-Phase
nacheilt, und dem CLK 18A, der gegenüber dem CLK 18 um π/8-Phase
nacheilt, addiert, einer UND-Schaltung 62, die die Flankenimpulse,
die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden
sind, mit dem CLK 14A, der gegenüber
dem CLK 14 um π/8-Phase nacheilt,
und dem CLK 11A, der gegenüber
dem CLK 11 um π/8-Phase
nacheilt, addiert, einer UND-Schaltung 63, die die an der
Flankendetektierschaltung 30 detektierten Flankenimpulse,
mit dem CLK 15A, der gegenüber
dem CLK 15 um π/8-Phase
nacheilt, und dem CLK 12A, der gegenüber dem CLK 12 um π/8-Phase
nacheilt, addiert, einer UND-Schaltung 64, die die an der
Flankendetektierschaltung 30 detektierten Flankenimpulse,
mit dem CLK 16A, der gegenüber
dem CLK 16 um π/8-Phase
nacheilt, und dem CLK 13A, der gegenüber dem CLK 13 um π/8-Phase
nacheilt, addiert, und einer UND-Schaltung 65, die die
an der Flankendetektierschaltung 30 detektierten Flankenimpulse,
mit dem CLK 17A, der gegenüber
dem CLK 17 um π/8-Phase
nacheilt, und dem CLK 14A, der gegenüber dem CLK 14 um π/8-Phase
nacheilt, addiert.
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Die
Flankenpositions-Korrekturschaltung für die Vergleichsflanken 57 besteht
aus den SR-F/Fs 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72 und 73 und
den π/8-CLK-Verzögerungsschaltungen 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 und 81.
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Die
an der UND-Schaltung 58 ausgegebenen Impulse und der CLK
11A werden an den Setz- bzw. Rücknetzanschlüssen des
SR-F/F 66 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 59 ausgegebenen Impulse
und der CLK 12A werden an den Setz- bzw. Rücknetzanschlüssen des
SR-F/F 67 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 60 ausgegebenen
Impulse und der CLK 13A werden an den Setz- bzw. Rücknetzanschlüssen des
SR-F/F 68 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 61 ausgegebenen
Impulse und der CLK 14A werden an den Setz- bzw. Rücknetzanschlüssen des
SR-F/F 69 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 62 ausgegebenen
Impulse und der CLK 15A werden an den Setz- bzw. Rücksetzanschlüssen des
SR-F/F 70 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 63 ausgegebenen
Impulse und der CLK 16A werden an den Setz- bzw. Rücksetzanschlüssen des
SR-F/F 71 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 64 ausgegebenen
Impulse und der CLK 17A werden an den Setz- bzw. Rücksetzanschlüssen des
SR-F/F 72 eingegeben. Die an der UND-Schaltung 65 ausgegebenen
Impulse und der CLK 18A werden an den Setz- bzw. Rücknetzanschlüssen des
SR-F/F 73 eingegeben.
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Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 74 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der Impulse, die an den SR-F/F 66 ausgegeben werden, indem
der Ausgang des LPF 36 und die Ausgänge vom SR-F/F 66 eingegeben
werden. Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 75 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der Impulse, die an den SR-F/F 67 ausgegeben werden, indem
der Ausgang des LPF 36 und die Ausgänge vom SR-F/F 67 eingegeben
werden. Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 76 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der am SR-F/F 68 ausgegebenen Impulse durch Eingaben des
Ausgangs vom LPF 36 und der Ausgänge vom SR-F/F 69.
Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 77 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der Impulse, die am SR-F/F 69 ausgegeben werden, durch
Eingeben des Ausgangs vom LPF 36 und der Ausgänge vom SR-F/F 69.
Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 78 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der Impulse, die an den SR-F/F 70 ausgegeben werden, durch
Eingeben des Ausgangs vom LPF 36 und der Ausgänge vom SR-F/F 70.
Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 79 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der Impulse, die am SR-F/F 71 ausgegeben
werden, durch Eingeben des Ausgangs vom LPF 36 und der
Aus gänge
vom SR-F/F 71. Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 80 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der Impulse, die am SR-F/F 72 ausgegeben werden, durch
Eingeben des Ausgangs vom LPF 36 und der Ausgänge vom SR-F/F 72.
Die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 81 bewirkt
ein Nacheilen um π/8
der am SR-F/F 73 ausgegebenen Impulse durch Eingeben des
Ausgangs vom LPF 36 und der Ausgänge vom SR-F/F 73.
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Der
PFD 82 vergleicht die Phasen der Impulse, die bewirkt haben,
dass die Ausgänge
des SR-F/F 66 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 74 um π/8 nacheilen,
mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des SR-F/F 66.
Der PFD 83 vergleicht die Phasen der Impulse, welche die
Ausgänge des
SR-F/F 67 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 75 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 67. Der PFD 84 vergleicht die Phasen der
Impulse, welche die Ausgänge
des SR-F/F 68 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 76 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 68. Der PFD 85 vergleicht die Phasen der
Impulse, welche die Ausgänge des
SR-F/F 69 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 77 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 69. Der PFD 86 vergleicht die Phasen der
Impulse, welche die Ausgänge
des SR-F/F 70 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 78 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 70. Der PFD 87 vergleicht die Phasen der
Impulse, welche die Ausgänge des
SR-F/F 71 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 79 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 71. Der PFD 88 vergleicht die Phasen der
Impulse, welche die Ausgänge
des SR-F/F 72 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 80 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 72. Der PFD 89 vergleicht die Phasen der
Impulse, welche die Ausgänge des
SR-F/F 73 an der π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 81 um π/8 nacheilend
gemacht haben, mit der Phase der invertierten Ausgangsimpulse des
SR-F/F 73.
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Bezugnehmend
auf 9, wird die Funktionsweise der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Die
detektierte Flankenwählschaltung 56 entscheidet,
dass die Phasen der Flankenimpulse, die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert worden
sind, mit der Phase irgendeiner Flanke der 8 Referenz-Taktsignal
(CLK 11, CLK 12, CLK 13, CLK 14, CLK 15, CLK 16, CLK 17 und CLK
18 in 9), die vom VCO 90 ausgegeben worden
sind, verglichen worden sind, und zwar unter Verwendung der 8 Taktimpulse,
die um eine π/8-Phase
gegenüber
den 8 Referenz-Taktsignalen voreilen (CLK 18A, CLK 11A, CLK 12A,
CLK 13A, CLK 14A, CLK 15A, CLK 16A und CLK 17A in 9)
und der 8 Taktimpulse, die gegenüber
den 8 Referenz-Taktsignalen um eine π/8-Phase nacheilen (CLK 11A,
CLK 12A, CLK 13A, CLK 14A, CLK 15A, CLK 16A, CLK 17A und CLK 18A in 9).
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Die
Flankendetektierschaltung 30 detektiert die Anstiegsflanken
und Abstiegsflanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten und
erzeugt die Flankenimpulse DATA T. Dieser Vorgang ist der gleiche wie
bei der ersten Ausführungsform.
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Bei
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise, wie im linken oberen
Teil der 9 gezeigt, an Stellen, wo die
Anstiegsflanken des CLK 11 eine Phasenverzögerung (weniger
als π/8)
gegenüber
den Anstiegsflanken der Eingangsdaten haben, durch Addieren der
Flankenimpulse DATA T, des CLK 18A und des CLK 15A ein Impuls (20 in
den 8 und 9) erzeugt, dessen Phase mit
der Phase der Anstiegsflanke des CLK 11 verglichen werden muss.
Hierbei werden CLK 18A und CLK 15A zum Detektieren der Flanke verwendet, weil
die Phasendifferenz zwischen CLK 18A und CLK 15A der Breite eines
Datenbits entspricht. Wie in der 9 gezeigt,
liegt die Anstiegsflanke des CLK 11 zwischen der Anstiegsflanke
von CLK 18A und der Abstiegsflanke von CLK 15A. In den Flankenimpulsen,
die an der Flankendetektierschaltung 30 detektiert werden,
liegt ein Impuls, dessen Phase mit der Anstiegsflanke des CLK 11
verglichen werden muss, zwischen der Anstiegsflanke des CLK 18A
und der Abstiegsflanke des CLK 15A.
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Und
der an der UND-Schaltung 58 ausgegebene Impuls 20 wird
am Setzanschluss des SR-F/F 66 eingegeben und am Rücksetzanschluss
des SR-F/F 66 wird CLK 11A eingegeben. Dann werden am SR-F/F 66,
wie in den 8 und 9 gezeigt, ein
Impuls 21A und ein invertierter Impuls 21B erzeugt.
Bei dieser Operation wird die Anzahl der gewählten Flanken der Eingangsdaten
und die Anzahl der Flanken des CLK 11A, die phasenverglichen werden
sollen, die gleiche.
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Wie
in der 9 gezeigt, zeigt die Anstiegsflanke des Impulses 21A,
der am SR-F/F 66 ausgegeben worden ist, die Position der
gewählten
Flanke der eingegebenen seriellen Zufallsdaten, und die am SR-F/F 66 ausgegebene
Anstiegsflanke des Impulses 21B zeigt die Position der
Anstiegsflanke des CLK 11A, die für den Phasenvergleich verwendet werden.
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Tatsächlich wird
jedoch gewünscht,
dass der Phasenvergleich zwischen den Anstiegsflanken des CLK 11
und den gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten durchgeführt wird.
Daher erzeugt die π/8-CLK-Verzögerungsschaltung 74 einen
Impuls 22, der der um π/8
nacheilende Impuls 21A ist, basierend darauf, dass die
Phase der Anstiegsflanken des CLK 11A gegenüber der Phase der Anstiegsflanke
des CLK 11 um π/8-Phase
nacheilt. Die Anstiegsflanke des Impulses 22 ist die Phase
der gewählten
Flanke der eingegebenen seriellen Zufallsdaten um π/8 nacheilend
gemacht. Daher wird es möglich,
die Phase zwischen den gewählten
Flanken der eingegebenen seriellen Zufallsdaten und der Anstiegsflanken
des CLK 11 zu vergleichen, indem die Phase der Anstiegsflanken der
Impulse 22 mit der Phase der Anstiegsflanken des Impulses 21B verglichen
wird.
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Der
Phasenvergleich wird durch Eingeben des Impulses 21B, welcher
die Positionsinformation der Anstiegsflanke des CLK 11A hat, und
des Impulses 22, der die Positionsinformation der gewählten Flanken
der eingegebenen seriellen Zufallsdaten hat, am PFD 82 durchgeführt. Die
Aufwärts-
und Abwärtsimpulse,
die durch diesen Vorgang erzielt werden, sind in der 9 als
UP 23A bzw. DN 23B gezeigt.
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Auf
die gleiche Art und Weise, wie vorstehend angegeben, werden die
Wahl der detektierten Flanken und die Flankenpositionskorrektur
für die
zu vergleichenden Flanken für
den Flankenimpuls DATA T entsprechend jeder der Flanken der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten durchgeführt.
Bei der in den 8 und 9 gezeigten
dritten Ausführungsform werden
der CLK 11A und der CLK 16A für
das Wählen
der Flanken der Flankenimpulse verwendet, deren Phasen mit dem CLK
12 verglichen werden, der CLK 12A und der CLK 17A zum Wählen der
Flanken der Flankenimpulse verwendet, deren Phasen mit dem CLK 13
verglichen werden, der CLK 13A und der CLK 18A zum Wählen der
Flanken der Flankenimpulse verwendet, deren Phasen mit dem CLK 14 verglichen
werden, der CLK 11A und der CLK 14A zum Wählen der Flanken der Flankenimpulse
verwendet, deren Phasen mit dem CLK 15 verglichen werden, der CLK
12A und der CLK 15A für
das Wählen
der Flanken der Flankenimpulse verwendet, deren Phasen mit dem CLK
16 verglichen werden, der CLK 13A und der CLK 16A zum Wählen der
Flanken der Flankenimpulse verwendet, deren Phasen mit dem CLK 17
verglichen werden, und der CLK 14A und der CLK 17A zum Wählen der
Flanken der Flankenimpulse verwendet, deren Phasen mit dem CLK 18
verglichen werden.
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Wie
vorstehend angegeben, wird der Phasenvergleich zwischen den Flanken
der detektierten Flankenimpulse DATA T und den 8 Referenz-Taktsignalen
(CLK 11, CLK 12, CLK 13, CLK 14, CLK 15, CLK 16, CLK 17 und CLK
18 in 9), die am VCO 90 ausgegeben werden,
unter Verwendung der 8 Taktimpulse, die gegenüber den 8 Referenz-Taktsignalen
um π/8-Phase
voreilen (CLK 18A, CLK 11A, CLK 12A, CLK 13A, CLK 14A, CLK 15A,
CLK 16A und CLK 17A in 9) und der 8 Taktimpulse, die
gegenüber
den 8 Referenz-Taktsignalen um π/8-Phase nacheilen
(CLK 11A, CLK 12A, CLK 13A, CLK 14A, CLK 15A, CLK 16A, CLK 17A und
CLK 18A in 9), durchgeführt. Daher kann die Taktrückgewinnung
unter Verwendung des f/8-Hz-Referenz-Taktsignals, das 1/8 der Datenrate "f" bps der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
ist, durchgeführt
werden.
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Bei
der dritten Ausführungsform
kann, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform, der Strom, welcher
durch die CP fließt,
theoretisch auf "0" reduziert werden,
daher kann die Jitter-Charakteristik im synchronisierten Zustand
der Taktrückgewinnungsschaltung
verbessert werden.
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Wie
vorstehend angegeben, kann die Taktrückgewinnungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
die Taktrückgewinnung
unter Verwendung der 1/n-Frequenz der Datenrate der eingegebenen seriellen
Zufallsdaten realisieren. Daher kann eine Hochgeschwindigkeitsrückgewinnung
der Takte erzielt werden, ohne dass irgendeine Begrenzung der Oszillationsfrequenz
des VCO besteht.
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Darüber hinaus
verwendet die Taktrückgewinnungsschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung PFDs, die die Phasen unter Verwendung eines Referenz-Taktsignals,
das eine 1/n-Frequenz der Datenrate der eingegebenen seriellen Zufallsdaten
hat, vergleichen kann. Wenn daher die Taktrückgewinnungsschaltung synchronisiert
ist, kann der Strom, welcher durch die CP fließt, "0" gemacht
werden und die Jitter-Charakteristik kann zum Zeitpunkt, zu welchem
die Taktrückgewinnungsschaltung
synchronisiert ist, verbessert werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die besonderen veranschaulichenden Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist sie nicht durch diese Ausführungsformen,
sondern nur durch die anhängenden
Patentansprüche
beschränkt.