JP2001525142A - 位相検出器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、位相ロック回路に使用するものであって、デジタルデータであるゼロ復帰ＲＺ信号から成るデータ流から、クロックおよびデータパルスを回復させるための位相検出器装置に関するものである。その装置は、比較器（１０）、位相検出器（１６）、ループフィルタ（１７）および電圧制御発振器（１８）から構成されている。その位相検出器（１６）は、比較器（１０）の出力線（１２；１３）における各入力データパルスによって駆動される位相位置指示器（２０；２１）から構成されている。また、本発明はクロックパルスおよびデータパルスを回復させる方法も包含している。その方法は、比較器の各出力線（１２；１３）におけるデータパルスをモニタする段階と、そのパルスと同期してデータにクロックを与えるための電圧制御発振器を、各データパルスの両端に関して制御する段階とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】 位相検出器装置 技術分野 本発明は、位相ロック回路に使用するものであって、デジタルデータであるゼ ロ復帰ＲＺ信号から成るデータ流から、クロックおよびデータパルスを回復させ るための位相検出器装置に関する。上記装置は、比較器、位相検出器、ループフ ィルタおよび電圧制御発振器から構成されている。位相検出器は、比較器の出力 線における各入力データパルスによって駆動される位相位置指示器から構成され 、上記位相位置指示器は、上記データパルスと同期してデータにクロックを与え るための電圧制御発振器を、各データパルスの両端に関して制御するようになっ ている。また、本発明は、デジタルデータであって、比較器を介して受信される ゼロ復帰ＲＺ信号から成る受信データ流から、クロックパルスおよびデータパル スを回復させる方法にも関連している。上記装置は、位相検出器、ループフィル タおよび電圧制御発振器から構成され、比較器の各出力線におけるデータパルス が監視され、上記データパルスと同期してクロックを与えるための電圧制御発振 器が、各データパルスの両端に関して制御される。 技術状態 単線デジタル通信の分野では、受信されたＲＺ信号からのクロックパルスとデ ータパルスの回復は、タンク回路によって行われる。タンク回路は、入力信号の タイミング内容からクロック周波数を濾過抽出するＬＣフィルタと、そのクロッ ク周波数を矩形波デジタルクロック信号に変換する正弦波／矩形波コンバータか ら構成されている。 これらの解決法は、費用効率が良く、伝統的なＰＤＨ装置に頻繁に適用されて いる。タンク回路に関する１つの特徴は、入力信号が消えた後クロック信号がお よそ１０−２０パルス消えることにある。タンク回路は非常に多くのジッタを持 つ入力信号に耐えるが、ジッタを緩衝させることが苦手である上、ノイズに耐え ることも苦手である。 別の解決法は、クロックおよびデータを回復させるため位相ロックループを使 用することである。この型の回路は、かなり柔軟性を有するが、例えば、タンク 回路による解決法よりもかなり狭帯域にさせられる。従って、より効率的にジッ タを緩衝させることができ、ノイズに対して一層不感であり、たとえ入力信号が 失われている場合でもクロック信号を維持できる。例えば、全てが回路７４ＨＣ ４０４６内に与えられている、位相−周波数比較器、排他的論理和またはセット リセットフリップフロップ型の、普通に使用される位相検出器は、位相位置を正 確に検出できるように、信号およびレファレンスから各期間連続して入力信号を 要求する。これらの位相検出器は、ＲＺ信号に関しては動作しない。 ＲＺ信号の位相位置を検出することができるように、例えば、Ｂ３ＺＳ、ＨＤ Ｂ−３、ＡＭＩまたはＲＺ、およびそれによってデータが回復されるべきクロッ クのいずれに関しても、その比較は、ＲＺ型のパルスを与える信号のそれらの部 分と排他的に行われる必要がある。ＲＺ信号の前端から所望のクロック端までに かかる時間を測定することも可能であろう。このことは、アナログ的にまたはデ ジタルカウンタによってデジタル的に実行され得る。カウンタに関しての１つの 欠点は、高精度の位相位置が望ましい場合、それらのカウンタに対するクロック 周波数が、回復されるべきクロックとデータの周波数よりもかなり高い必要があ るということである。これは、とりわけ技術、電力消費およびコストの面で、高 周波においては問題である。 発明の要約 従って、必要とされるものは、低電力で高周波において動作することができる 費用効率の良い位相検出器装置である。 本発明によれば、これは、データパルスとクロック信号間の位相位置に対応す る平均値を得るために、各データパルスの持続期間に関して出力信号を積分する ため、位相位置指示器出力を、抵抗を介して接地されたコンデンサに直列に接続 することによって成し逐げられる。 本発明の特定の実施例によれば、位相検出器の出力線は、ループフィルタを介 して電圧制御発振器に接続される。 比較器は２本の出力線を備え、位相検出器は２個の位相位置指示器から構成さ れている。ここで、一方のまたは他方の指示器は、比較器の出力線における各入 カデータパルスに対して駆動される。これらの位相位置指示器は、接続点に相互 に接続され、上記接続点から抵抗を介して接地されているコンデンサに直列に接 続される。 電圧制御発振器のクロック信号は、位相検出器への入力として使用される。 コンデンサにかかる電圧は、好ましくは、電圧制御発振器の出力位相を制御す るために使用される。 位相位置指示器又は各位相位置指示器はトライステートバッファである。代替 案として、位相位置指示器又は各位相位置検出器はアナログスイッチである。 本発明にかかる装置は、好ましくは、電話通信システムにおいて使用される。 本発明にかかる方法は、データパルスとクロック信号間の位相位置に対応する 平均値を得るために、各パルスの持続期間に関して出力線又は各出力線によって 制御される入力信号を積分する段階を備えている。 好ましくは、クロック信号は、位相位置パルスとして切り替えられるように使 用される。 図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明す る。これらの図において、 図１は、本発明に係る入力バッファ回路の一実施例を示すブロック図である。 図２は、図１のモニタ部の一実施例を示す概略図である。 発明を実施するための最良の形態 図１の回路図は、本発明に係るバイポーラＲＺ信号用のＮＲＺデータおよびク ロック回復回路の構造を示している。 この図に示されているように、ＰＬＬ回路は、データ信号入力線１１を持つ比 較器１０から構成されている。前記比較器からの２本のデータ信号出力線１２、 １３のそれぞれは、それぞれのＤフリップフロップ１４および１５に接続されて いる。 位相ロックループは、線１２、１３に接続されており、位相検出器１６、ルー プフィルタ１７および電圧制御発振器１８から構成されている。そのＶＣＯ１８ は、ループフィルタ１７を介して位相検出器１６によって制御される。 その目的は、入力バイポーラＲＺ信号をデジタルＮＲＺおよびクロック信号に 変換することにある。位相検出器は、バイポーラＲＺ信号を変換する比較器１０ からの線１２，１３への接続部を介して、２つの異なる信号を受け取り、ＲＺデ ータ（ゼロ復帰）を正の入力パルスに対するＩＲＺ＋＝０、ＩＲＺ−＝１、負の 入力パルスに対するＩＲＺ＋＝１、ＩＲＺ−＝０および無入力パルスに対するＩ ＲＺ＋＝１、ＩＲＺ−＝１に転換させる。そのＶＣＯ１８は、クロックｃｌｋす なわち線１９の周波数を制御する。従って、それは、ＮＲＺデータに転換された ＲＺデータをクロックする２個のＤフリップフロップ１４および１５のクロッキ ングを制御する。 位相検出器16は、図２に示されている。その位相検出器は、互いに接続点２２ に接続され、かつこの接続点２２から抵抗２３を介して接地コンデンサ２４に接 続されている２個の位相位置指示器２０および２１から構成されている。 位相検出器回路は、ＩＲＺ＋またはＩＲＺ−によって創造される各入力データ パルスに対して、位相位置指示器２０または２１が駆動されるような方法で動作 する。ＶＣＯクロック１８は、入力信号を位相位置指示器２０および２１に配送 する。それらの位相位置指示器２０および２１は、例えばトライステートバッフ ァである。トライステートバッファからの出力信号は、０、１、またはＴＲＩＳ ＴＡＴＥ（高オーミック）のいずれかである。それらのトライステートバッファ は、比較器１０の線１２、１３のデータパルスによって制御され、上記バッファ は、データパルスとクロック信号間の位相位置に対応する平均値を得るために、 抵抗２３とコンデンサ２４と協働して、各パルスの持続期間に関してその出力線 または各出力線からの出力信号を積分するようになっている。同様の動作が、ア ナログスイッチで得られる。 この方法で、データパルスとクロック信号間の位相位置に対応する電圧が、フ ィルタコンデンサ２４上に得られる。従って、この電圧は、データパルスの中間 で、データがいかに良くクロックされるかの尺度である。 クロックパルスが前回のパルスよりもわずかに早いか、またはわずかに遅い場 合、コンデンサ２４は、位相検出回路１６を介して充電されるか、または放電さ れることになり、従って、電圧Ｖｄｅｔは増加するか、または減少する。従って 、電圧Ｖｄｅｔは、ＶＣＯ出力位相を正しいクロック位置に制御する。 本発明は、上述の実施例に制限されるものではなく、本発明の範囲内において 幾つかの変形がなされ得る。例えば、入力データパルスがユニポーラＲＺパルス のみから構成されている場合は、第２の位相位置指示器２１は必要とされない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年８月１９日（１９９９．８．１９） 【補正内容】 請求の範囲 1. デジタルデータであるゼロ復帰ＲＺ信号から成るデータ流からクロックと データパルスを回復させるための位相ロック回路に使用する位相検出器装置であ って、上記装置が２本の出力線（１２、１３）を持つ比較器（１０）、位相検出 器（１６）、ループフィルタ（１７）および電圧制御発振器（１８）から構成さ れ、位相検出器（１６）が２個の位相位置指示器（２０；２１）から構成され、 上記データパルスと同期してクロックを与えるために、各データパルスの両端に 関連して電圧制御発振器（１８）を制御するため、一方または他方の指示器が比 較器（１０）の出力線（１２；１３）における各入力データパルスによって駆動 されるようになっている装置において、 上記位相位置指示器（２０；２１）が互いに接続点（２２）に接続されている トライステートバッファであると共に、上記点から抵抗（２３）を介して接地コ ンデンサ（２４）に直列に接続されていることを特徴とする位相検出器装置。 2. 請求項１に記載の装置において、各位相位置指示器（２０、２１）がアナ ログスイッチであることを特徴とする位相検出器装置。 3. 請求項１又は２に記載の装置において、位相検出器の出力線がループフィ ルタ（１７）を介して電圧制御発振器（１８）に接続されていることを特徴とす る位相検出器装置。 4. 上述の請求項のいずれかに記載の装置において、電圧制御発振器（１８） のクロック信号が、位相検出器（１６）への入力として使用されることを特徴と する位相検出器装置。 5. 請求項４に記載の装置において、コンデンサ（２４）にかかる電圧が電圧 制御発振器（１８）の出力位相を制御するために使用されることを特徴とする位 相検出器装置。 6. 上述の請求項のいずれかによる装置を、電話通信システムにおいて使用す ることを特徴とする方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. デジタルデータであるゼロ復帰ＲＺ信号から成るデータ流から、クロック とデータパルスを回復させるための、位相ロック回路に使用する位相検出器装置 であって、上記装置が、比較器（１０）、位相検出器（１６）、ループフィルタ （１７）および電圧制御発振器（１８）から構成され、位相検出器（１６）が比 較器（１０）の出力線（１２；１３）における各入力データパルスによって駆動 される位相位置指示器（２０；２１）から構成され、上記位相位置指示器（２０ ；２１）が電圧制御発振器（１８）を制御するようになっている装置において、 上記位相位置指示器（２０；２１）の出力（２２）が各データパルスの持続期 間に関してその出力信号を積分して、データパルスとクロック信号間の位相位置 に対応する平均値を得るために抵抗（２３）を介して接地コンデンサ（２４）に 直列に接続されていることを特徴とする位相検出器装置。 2. 請求項１に記載の装置において、位相検出器の出力線がループフィルタ（ １７）を介して電圧制御発振器（１８）に接続されていることを特徴とする位相 検出器装置。 3. 請求項１に記載の装置において、比較器が２本の出力線（１２、１３）を 備えていると共に、位相検出器（１６）が２個の位相位置指示器（２０、２１） から構成され、一方または他方の指示器のいずれかが比較器（１０）の出力線（ １２、１３）における各入力データパルスに対して駆動されることを特徴とする 位相検出器装置。 4. 請求項３に記載の装置において、位相位置指示器（２０、２１）が互いに 接続点（２２）に接続され、かつ上記点から抵抗（２３）を介して接地コンデン サ（２４）に直列に接続されていることを特徴とする位相検出器装置。 5. 上述の請求項のいずれかに記載の装置において、電圧制御発振器（１８） のクロック信号が、位相検出器（１６）への入力として使用されることを特徴と する位相検出器装置。 6. 請求項５に記載の装置において、コンデンサ（２４）にかかる電圧が、電 圧制御発振器（１８）の出力位相を制御するために使用されることを特徴とする 位相検出器装置。 7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の装置において、そのまたは各位相位 置指示器（２０、２１）がトライステートバッファであることを特徴とする位相 検出器装置。 8. 請求項１ないし６のいずれかに記載の装置において、そのまたは各位相位 置指示器（２０、２１）がアナログスイッチであることを特徴とする位相検出器 装置。 9. 上述の請求項のいずれかに記載の装置を、電話通信システムにおいて使用 することを特徴とする方法。 10．比較器（１０）によって受信されるデジタル信号から成るデータ流からク ロックとデータパルスを回復させるための方法であって、上記装置が位相検出器 （１６）、ループフィルタ（１７）および電圧制御発振器（１８）から構成され 、比較器（１０）の出力線または各出力線（１２；１３）におけるデータパルス が監視され、上記データパルスと同期してクロックを与えるために電圧制御発振 器（１８）が各データパルスの両端に関連して制御されるようになっている方法 において、 データパルスとクロック信号間の位相位置に対応する平均値に対する各パルス の持続期間に関してその出力線または各出力線（１２、１３）によって制御され る入力信号を積分することを特徴とするクロックおよびデータパルスの回復方法 。 11．クロック信号（１９）を位相位置パルスとしてスイッチ出力するように使 用するステップをさらに含む請求項１０の方法。