JP2002135093A - 位相周波数比較回路 - Google Patents
位相周波数比較回路Info
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Abstract
囲を拡大する位相周波数比較回路及びクロック再生回路
の提供。 【解決手段】電圧制御発振器1のクロック出力CLKを
データ信号の立上り又は立下りの遷移タイミングで取り
込み出力する第1のフリップフロップ(FF)2と、電
圧制御発振器1のクロック出力を90度遅延させる遅延
回路3と、遅延回路3で遅延されたクロックをデータ信
号の立上り又は立下りの遷移タイミングで取り込み出力
する第2のFF4と、第2のFFの出力と遅延回路で遅
延されたクロックCLK90の論理積をとる論理積回路
5と、第1のFFの出力を論理積回路5の出力の立ち上
がり又は立ち下がりの遷移タイミングで取り込み出力す
る第3のFF6を備え、さらに第3のFF6の出力の時
間平均値を検出する平均値検出回路7の出力電圧を電圧
制御発振器1の制御端子に帰還入力する。
Description
路に関し、特に、クロック再生回路の位相周波数比較回
路に関する。
むタイミングを得るのに、入力したデータ信号からタイ
ミング成分(クロック)を抽出して用いている。従来よ
り、SAW(表面弾性波)フィルタのような帯域通過フ
ィルタが用いられていたが、近年の集積回路化に伴い、
LSI内部の素子で実現できる電圧制御発振器(VC
O)を用いたクロック再生方法が多く用いられている。
受信したデータ信号を入力とする位相周波数比較回路
(Phase Frequency Comparator)と、位相周波数比較
回路の電圧を平滑化するループフィルタと、ループフィ
ルタの出力を制御電圧として入力する電圧制御発振器と
を備えたPLL(Phase Locked Loop;位相同期ルー
プ)回路で構成されている。光受信装置において、光信
号はフォトダイオード等の光電気変換回路で電気信号
(電流)に変換され電圧に変換されて増幅された受信デ
ータ信号は位相周波数比較回路に入力され、位相周波数
比較回路にて電圧制御発振器からのクロックと周波数、
位相が比較され、電圧制御発振器から受信データ信号に
同期したクロックが生成される。なお、位相比較回路と
ループフィルタと電圧制御発振器からなる帰還ループ
に、周波数比較回路とループフィルタを位相比較回路に
並列に挿入し、二つのループフィルタの出力を加算した
ものを電圧制御発振器に制御電圧として入力し、電圧制
御発振器の出力を、位相比較回路と周波数比較回路に帰
還入力し、周波数比較回路側で周波数同期検出後、位相
比較回路で位相同期させるという構成も知られている。
路においては、周波数比較回路の回路規模が大きいとい
う問題点を有している。
能な位相の範囲(レンジ)を広げることも求められてい
る。
創案されたものであって、その目的は、回路規模の縮減
を図る、位相周波数比較回路を提供することにある。
する、位相周波数比較回路を提供することもその目的と
している。
波数比較回路を備え、周波数の比較結果に基づき制御信
号を供給し電圧制御発振器から受信データと同期したク
ロックを生成するクロック再生回路及び受信装置並びに
光受信装置を提供することにある。
明は、第1の信号と第2の信号の周波数を比較する位相
周波数比較回路において、前記第1の信号の立ち上がり
又は立ち下がりのエッジで、前記第2の信号をサンプル
する第1の順序論理回路と、前記第2の信号を所定の位
相遅延させる遅延回路と、前記第1の信号の立ち上がり
又は立ち下がりのエッジで、前記遅延回路で遅延された
第2の信号をサンプルする第2の順序論理回路と、前記
第2の順序論理回路の出力と前記遅延回路で遅延された
第2の信号との論理積出力の立ち上がり又は立ち下がり
のエッジで、前記第1の順序論理回路の出力をサンプル
する第3の順序論理回路と、を備える。本発明におい
て、前記第3の順序論理回路の出力の平均値を検出して
出力する平均値検出回路を備える。
ち下がりのエッジで、第2の信号をサンプルする第1の
順序論理回路と、第2の信号を所定の位相遅延させる遅
延回路と、前記第1の信号の立ち上がり又は立ち下がり
の遷移エッジで、前記遅延回路で遅延された第2の信号
をサンプルする第2の順序論理回路と、前記第2の順序
論理回路の出力が第1の値のとき、前記第1の順序論理
回路の出力をそのまま出力し、前記第2の順序論理回路
の出力が第2の値のとき直前の値を保持する第3の順序
論理回路と、を備えた構成としてもよい。本発明におい
て、前記第3の順序論理回路の出力の平均値を検出して
出力する平均値検出回路を備える。
する。本発明は、その好ましい一実施の形態において、
周波数制御端子を有し該制御端子に印加される制御電圧
に応じた発振周波数で発振する電圧制御発振器(VC
O)又は電流制御発振器(ICO)よりなる信号発振器
(1)と、信号発振器(1)の出力クロックを、入力さ
れるデータ信号の立ち下がり又は立ち上がりエッジでサ
ンプルする第1のフリップフロップ(2)と、信号発振
器(1)の出力クロックを、所定位相(90度)遅延さ
せる遅延回路(3)と、遅延回路(3)で遅延されたク
ロックを、データ信号の立ち下がり又は立ち上がりエッ
ジでサンプルする第2のフリップフロップと、第2のフ
リップフロップの出力と遅延回路(3)で90°遅延さ
せたクロック出力(CLK90)との論理積(AND)
をとる論理積回路(5)と、第1のフリップフロップの
出力を、論理積回路(5)の出力の立ち下がり又は立ち
上がりエッジでサンプルする第3のフリップフロップ
(6)とを備え、さらに、第3のフリップフロップ
(6)の出力の平均値を検出する平均値検出回路(7)
を備え、平均値検出回路(7)の出力電圧を、信号発振
器(1)の周波数制御端子に帰還入力することで、信号
発振器(1)の発振周波数を制御し、信号発振器(1)
から、データ信号に同期したクロックを発生させるよう
にしたものである。
エッジトリガ型の第3のフリップフロップ(6)の代わ
りに、ラッチ回路(8)(レベルセンシティブ・ラッ
チ)を設ける構成としてもよい。すなわち、第1のフリ
ップフロップ(2)の出力と、第2のフリップフロップ
(4)の出力とを入力とし、第2のフリップフロップ
(4)の出力が第1の値のとき、第1のフリップフロッ
プ(1)の出力をそのまま出力し、前記第2のフリップ
フロップ(4)の出力が第2の値のとき直前の値を保持
するラッチ回路(8)を備え、平均値検出回路(7)
は、ラッチ回路(8)の出力の平均値を検出する。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。図1は、本発明の一実施例の構成
を示す図である。
す位相周波数比較回路は、周波数制御端子を有する電圧
制御発振器1と、電圧制御発振器1から出力されるクロ
ックCLKをデータ端子Dに入力し、入力されるデータ
信号をクロック端子Cに入力する第1のフリップフロッ
プ2と、電圧制御発振器1から出力されるクロックを9
0°遅延させて出力する遅延回路3と、遅延回路3の出
力端がデータ端子Dに接続され、データ信号をクロック
端子C端子に入力する第2のフリップフロップ4と、第
2のフリップフロップ4の出力と遅延回路3のクロック
出力の論理積を出力するAND回路5と、AND回路5
の出力端がクロック端子Cに接続され、第1のフリップ
フロップ2の出力端子Qがデータ端子Dに接続されてい
る第3のフリップフロップ6と、を備え、検出された周
波数差、位相差を、電圧制御発振器1の周波数制御端子
に制御電圧として帰還入力するため、第3のフリップフ
ロップ6の出力Qの時間平均値を検出して出力する平均
値検出回路7を備えており、平均値検出回路7の出力
(平均値)を、電圧制御発振器(1)の周波数制御端子
に帰還することにより、電圧制御発振器1の周波数を制
御して、データ信号に同期したクロックを発生させる。
第1乃至第3のフリップフロップ2、4、6は、クロッ
ク端子Cの信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジで、
データ端子Dの入力をサンプルするD型フリップフロッ
プからなる。なお電圧制御発振器1(VCO)は、制御
信号電圧を電流に変換し、該電流値に基づき、その発振
周波数が可変される電流制御発振器(ICO)としても
よい。
て、受信データからクロックを再生するクロックリカバ
リ回路として用いられ、光受信装置において、光信号は
フォトダイオード等の光電気変換回路で電気信号(電
流)に変換され電圧に変換され、必要な論理振幅に増幅
された受信データ信号は、図1のデータ信号として、第
1、第2のフリップフロップ2、4のクロック端子Cに
入力される。
を説明するためのタイミング図である。
を、遅延回路3により90°遅延したクロックを「CL
K90」という。
ロックCLKの周波数)をfvco、受信データ信号の
基本周波数をfdataとする。
vco=fdataのときの動作を示すタイミング図で
ある。
がり、又は立下がりは、常に、データ信号のクロスポイ
ントに一致している。本実施例では、クロックCLKの
立下がりが、データ信号のクロスポイントに一致してい
る場合について説明する。
子Cに入力されるデータ信号の遷移エッジで、データ端
子Cに入力されるクロックCLKの遷移エッジをサンプ
ルすることになり、その出力Qは、セットアップタイム
及びホールドタイムの関係からも、High又はLow
レベルのランダム・パターンとなる。
のHighレベルVHをサンプルするため、その出力Q
は、常に、HighレベルVHとなる。
回路3により90°遅延したCLK90の論理積をとる
AND回路5は、第2のフリップフロップ4の出力Qが
Highレベルであるため、CLK90をそのまま出力
する。
プ6のクロック端子Cには、遅延回路3により90°
(度)遅延したCLK90が入力されることになり、第
1のフリップフロップ6の出力Q(HighとLowの
ランダムパターン)をデータ端子Dに入力とする第3の
フリップフロップ6の出力Qは、第1のフリップフロッ
プ2の出力から、90°遅延したランダムパターンとな
る。
出力Qの時間平均をとる平均値検出回路7の出力Vav
(平均値電圧)は、HighレベルVHとLowレベル
VLの中間値の(VH+VL)/2となる。
リップフロップ2の出力端子Qの出力信号のHighレ
ベルの時間の長さを、直流電圧レベルに変換することで
時間平均を出力するものであり、例えば、所定の長さに
時定数が設定されたCR回路よりなる低域通過フィルタ
で構成してもよく、あるいは、フリップフロップ2の出
力端子Qからの出力信号がHighレベルの間、容量を
定電流で充電し、Lowレベルの期間充電を停止する
か、放電する構成とし、所定期間経過時点で、容量の端
子電圧を時間平均値として出力するチャージポンプ等で
構成してもよい。
数fvcoが、データ信号の基本周波数fdataより
も大きい時(fvco>fdata)の動作を示すタイ
ミング図である。
oが、データ信号の基本周波数fdataよりも大きい
時、電圧制御発振器1の出力クロックCLKに対して、
データ信号のクロスポイントは、図4において、右側に
ずれていく。すなわちデータ信号の周期の方が、クロッ
クCLKの周期よりも長いため、データ信号のクロスポ
イントが、サイクル毎に、クロックCLKの立ち下がり
の遷移に対して遅れていく。
おいて、データ信号の変化点(遷移エッジ)で、クロッ
クCLKをサンプルする位置が、サイクル毎に、遅れて
いく(図4の時間軸上右側にずれていく)ことになり、
クロックCLKのHighレベルVHをデータ信号の遷
移エッジでサンプルしている間は、第1のフリップフロ
ップ2の出力QはHighレベルVHとなり、クロック
CLKのLowレベルVLを、データ信号の遷移エッジ
でサンプルしている間は、第1のフリップフロップ2の
出力QはLowレベルVLとなる。このため、第1のフ
リップフロップ2の出力QのHighレベルVHがつづ
いたあと、LowレベルVLがつづき、第1のフリップ
フロップ2の出力QのHighレベルVHとLowレベ
ルVLは交互に現れ、一巡する周波数は、データ信号の
周波数fdataとクロックCLKの周波数fvcoの
差の周波数に等しい周波数となる。
の立ち下がりのタイミングは、常に、第2のフリップフ
ロップ4の出力の立ち下がりのタイミングよりも、先に
くる。クロックCLKをデータ信号の遷移エッジでサン
プルする第1のフリップフロップ2の出力Qは、サイク
ルt2でLowレベルとなり、CLK90を、データ信
号の遷移エッジでサンプルする第2のフリップフロップ
4の出力Qは、サイクルt3でLowレベルとなる。
例において、クロック周波数がデータ信号の周波数より
も大きい(fvco>fdata)場合の動作について
説明する。AND回路5の出力は、第2のフリップフロ
ップ4の出力QがHighレベルVHのときだけ、CL
K90を出力するので、第3のフリップフロップ6は、
第1のフリップフロップ2の出力Q及び第2のフリップ
フロップ4の出力QがともにHighレベルVHのとき
だけHighレベルVHとなる。
5ではLowレベル状態を出力)、第3のフリップフロ
ップ6のクロック端子Cにクロックが供給されないとき
は、第3のフリップフロップ6は、直前の状態を保持す
る。
フロップ2の出力Qの立ち下がりのタイミングは、常
に、第2のフリップフロップ4の出力Qの立ち下がりの
タイミングよりも先にきている。言い換えれば、CLK
90をデータ信号の遷移エッジでサンプルする第2のフ
リップフロップ4の出力Qは、クロックCLKをデータ
信号でサンプルする第1のフリップフロップ2の出力Q
から、90°遅れて立ち上がるので、第3のフリップフ
ロップ6の出力Qは、そのHighレベルVHの時間が
少ないクロックとなり、平均値検出回路7から出力され
る平均値は、(VH+VL)/2と、VLの間の値とな
る(図5参照)。
ら出力される平均値を、周波数制御端子から受け取り、
該制御信号にしたがって、その発振周波数を下げる。こ
れにより、電圧制御発振器1の出力クロックの周波数f
vcoと受信データの周波数fdataと一致する。
数fvcoが、データ信号の基本周波数をfdataよ
りも小さい(fvco<fdata)場合の動作を示す
タイミング図である。
数fvcoが、データ信号の基本周波数fdataより
も小さい時、クロックCLKに対し、データのクロスポ
イントは、サイクル毎に、図6において、時間軸の左側
にずれていく。すなわち、クロック信号CLKの周期の
方が、データ信号の周期よりも長いため、データ信号の
クロスポイントは、サイクル毎に、クロックCLKの立
ち下がりの遷移に対して進む。
おいて、データ信号の遷移エッジで、クロックCLKを
サンプルするタイミングが、サイクル毎に、時間軸上、
前方(左側)にずれていくことになり、クロックCLK
のHighレベルVHをデータ信号の遷移エッジでサン
プルする間は、第1のフリップフロップ2の出力QはH
ighレベルVHとなり、クロックCLKのLowレベ
ルVLをデータ信号の遷移エッジでサンプルする間は、
第1のフリップフロップ2の出力QはLowレベルVL
となる。第1のフリップフロップ2の出力QのVHとV
Lとは交互に現れ、一巡する周波数は、データ信号の周
波数fdataとクロックCLKの周波数fvcoの差
の周波数に等しくなる。
の立ち下がりのタイミングは、常に、第2のフリップフ
ロップ4の出力Qの立ち下がりのタイミングよりも遅れ
る。
fvcoが、データ信号の基本周波数をfdataより
も小さい(fvco<fdata)場合の動作について
さらに説明する。AND回路5の出力は、第2のフリッ
プフロップ4の出力がHighレベルVHのときだけ、
CLK90を出力するので、第3のフリップフロップ6
は、第1のフリップフロップ2の出力及び第2のフリッ
プフロップ4の出力がともにHighレベルVHのとき
だけ、HighレベルVHとなる。AND回路5が、C
LK90を出力しないときは(第2のフリップフロップ
4の出力がLowレベルVLのとき)、第3のフリップ
フロップ6は、直前の状態を保持する。
フリップフロップ2の出力の方が、第2のフリップフロ
ップ4の出力よりも、90°遅れて立ち上がるので、第
3のフリップフロップ6の出力は、HighレベルVH
の時間が多いクロックとなり、その平均値は、中間値
(VH+VL)/2と、HighレベルVHの間の値と
なる。この時間平均値を、制御信号として、電圧制御発
振器1に入力すると、電圧制御発振器1の発振周波数f
vcoは高くなる。
値(VH+VL)/2を保つように電圧制御発振器1を
制御することにより、データ信号の基本周波数fdat
aに等しいた周波数のクロックCLKを発生させること
ができる。
圧制御発振器1の発振クロックの周波数fvcoは一致
しているが、位相が一致していない場合、すなわち、デ
ータ信号の変化点と、クロックCLKの立ち下がりが一
致していない場合の動作について、図1及び図8を参照
して、説明する。
いて、第1のフリップフロップ2と第2のフリップフロ
ップ4の出力と、第3のフリップフロップ6の出力との
関係を示す真理値表であり、図8(a)は、データ信号
DATAと、クロックCLKと、遅延回路3で90度遅
延されたクロックCLK90のタイミング波形と、デー
タ信号DATAとクロックCLKの位相差(0で位相一
致)と第3のフリップフロップ6の出力値との関係を示
す図である。
QがLow、第2のフリップフロップ4の出力QがHi
gh)にある場合は、第3のフリップフロップ6の出力
は、LowレベルVLである。
Q、第2のフリップフロップ4の出力QがともにLo
w)、及び区間C(第1のフリップフロップ2の出力Q
がHigh、第2のフリップフロップ4の出力QがLo
w)では、第3のフリップフロップ6の出力は、直前の
状態を保持(Hold)して、HighレベルVH、又
はLowレベルVLとなる。図8(a)に、クロックC
LKとデータ信号DATAとの位相差と第3のフリップ
フロップ6の出力との関係として示したように、クロッ
クCLKがデータ信号DATAに対して位相が遅れてい
る場合も進んでいる場合も、区間Aから区間Bに移行す
る場合、第3のフリップフロップ6の出力は、区間Aの
状態であるLowレベルを保持し、さらに区間Bから区
間Cへ推移する場合に、第3のフリップフロップ6の出
力は、区間Bの状態であるLowレベルを保持する。
Q、第2のフリップフロップ4の出力QがともにHig
h)ではHighレベルVHとなる。この場合も、第3
のフリップフロップ6の出力Qの平均値は、中間値(V
H+VL)/2とは異なるため、第3のフリップフロッ
プ6の出力Qの時間平均値が、(VH+VL)/2に一
致するよう制御され、周波数、位相とも、データ信号に
同期した、クロックを得ることができる。
フリップフロップ6の出力は、区間Dの状態であるHi
ghレベルを保持し、区間Cから区間Bへ推移する場合
に、第3のフリップフロップ6の出力は、区間Cの状態
であるHighレベルを保持し、区間Bから区間Aに移
行すると、第3のフリップフロップ6の出力は、Low
レベルとなる。
相差とその比較結果を出力する第3のフリップフロップ
6の出力値との関係は、図8(a)に示すようなヒステ
リシス特性を有している。すなわち、検出される位相
(クロックCLKとデータ信号DATAとの位相差)と
第3のフリップフロップ6の出力値の遷移に方向性(矢
印で示す)を有し、第3のフリップフロップ6の出力値
のLowレベルからHighレベルへの遷移の位相差
(−270°、90°(=−270°+360°))
と、HighレベルからLowレベルへの遷移点の位相
(−90°、270°(=−90°+360°))の間
に幅(=180°)があり、さらに、±270度の範囲
の位相差まで正しく検出することができ、位相検出可能
な範囲を拡大したことにより、データ信号のノイズ、ジ
ッタに対する耐性を高めている。
LKとデータ信号DATAとの位相差の検出を、1つの
フリップフロップ(例えば図1の第2のフリップフロッ
プ2のみ)で行う構成とした場合、このフリップフロッ
プの出力値のLowレベルからHighレベルへの遷移
の位相(±180度)と、HighレベルからLowレ
ベルへの遷移点の位相(±180度)とは一致し、ヒス
テリシス特性を有さず、±180度の未満の位相差まで
しか、正しく検出することができない、ことになる。
る。図9は、本発明の第2の実施例の構成を示す図であ
る。図9を参照すると、この実施例においては、前記し
た実施例と相違して、AND回路5と、第3のフリップ
フロップ6(エッジトリガ型のD型フリップフロップ)
の代わりに、ラッチ回路8を用いていることである。ラ
ッチ回路8は、レベルセンス型のDラッチから構成さ
れ、その動作は、図3の真理値表に示されているよう
に、クロック端子CがLowレベル(L)の時は、直前
の状態を保持(Hold)し、クロック端子CがHig
hレベル(H)のときは、データ端子Dに入力される値
がそのまま出力される。
5と、第3のフリップフロップ6の組み合わせたもの
と、同等の動作をする。また、ラッチ回路8は、第3の
フリップフロップ6の半分の回路規模で実現できるの
で、小型化と低消費電力化に有効である。本実施例も前
記実施例と同様、ラッチ回路8の出力値のLowレベル
からHighレベルへの遷移の位相と、Highレベル
からLowレベルへの遷移点の位相の間に幅があり、±
270度の範囲の位相差まで正しく検出することができ
る。
ば、二つの信号が周波数同期しているか否か検出し、電
圧制御発振器又は電流制御発振器よりなる信号発振器に
対して、制御信号にて帰還入力することで、二つの信号
の周波数を一致させるという周波数比較機能と、周波数
が一致した二つの信号の位相差を検出し、この検出結果
を、信号発振器に対して、制御信号にて帰還入力するこ
とで、位相が一致するように制御するという位相比較機
能を併せ持つ。
クロックを入力し該基準クロックに同期した信号を出力
するPLL回路の位相周波数比較回路として、そのまま
適用することができる。すなわち、前記実施例で説明し
た第1のフリップフロップ2、遅延回路3、第2のフリ
ップフロップ4、AND回路5、第3のフリップフロッ
プ6よりなる回路、または、第1のフリップフロップ
2、遅延回路3、第2のフリップフロップ4、ラッチ回
路8よりなる回路において、第3のフリップフロップ6
又はラッチ回路8の出力を、ループフィルタ(あるいは
平均値検出回路7)で平滑化した直流電圧を、制御信号
として、電圧制御発振器に供給し、電圧制御発振器の出
力クロックをそのまま、もしくは、分周回路で分周した
クロックを、クロックCLKとして位相周波数比較回路
の第1のフリップフロップ2のデータ端子Dに入力し、
入力される基準信号(クロック)を第1、第2のフリッ
プフロップ2、4のクロック端子Cに入力する構成とし
たPLL回路において、電圧制御発振器の出力又は分周
回路の出力から基準信号に同期したクロックを得ること
ができる。
データ信号の立ち下がり又は立ち上がりエッジで、電圧
制御発振器のクロック出力をサンプルする第1のフリッ
プフロップと、データ信号の立ち下がり又は立ち上がり
エッジで、所定位相分遅延させたクロック出力をサンプ
ルする第2のフリップフロップと、第2のフリップフロ
ップの出力と遅延されたクロック出力のAND信号の遷
移エッジで、第1のフリップフロップの出力をサンプル
する第3のフリップフロップと、第3のフリップフロッ
プの出力の平均値を検出する平均値検出回路とから位相
周波数比較回路を構成したことで、回路構成を簡易化す
る、という効果を奏する。本発明によれば、平均値検出
回路の出力を電圧制御発振器の周波数制御端子に帰還す
る構成とし、電圧制御発振器の発振周波数を制御して、
データ信号に同期したクロックを発生させることができ
る。
数と電圧制御発振器の発振周波数が等しいが、データ信
号の遷移点と、クロックの立ち上がり又は立ち下がりエ
ッジのタイミングが一致していない場合(すなわち位相
がずれている場合)でも、両者の位相が一致するよう
に、位相同期の制御を行うことができる。
相差を正しく検出可能な位相差の範囲(レンジ)を拡大
している。
a)を示すタイミング図である。
a)を示すタイミング図である。
a)を示すタイミング図である。
a)を示すタイミング図である。
a)を示すタイミング図である。
a)を示すタイミング図である。
し位相ずれ有り)を示すタイミング図である。
Claims (16)
- 【請求項1】第1の信号と第2の信号の周波数及び位相
を比較する位相周波数比較回路において、 前記第1の信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジ
で、前記第2の信号をサンプルして出力する第1の順序
論理回路と、 前記第2の信号を所定の位相遅延させる遅延回路と、 前記第1の信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジ
で、前記遅延回路で遅延された第2の信号をサンプルし
て出力する第2の順序論理回路と、 前記第2の順序論理回路の出力と前記遅延回路で遅延さ
れた第2の信号との論理積出力の立ち上がり又は立ち下
がりのエッジで、前記第1の順序論理回路の出力をサン
プルして出力する第3の順序論理回路と、 を備えたことを特徴とする位相周波数比較回路。 - 【請求項2】第1の信号と第2の信号の周波数及び位相
を比較する位相周波数比較回路において、 前記第1の信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジ
で、前記第2の信号をサンプルして出力する第1の順序
論理回路と、 前記第2の信号を所定の位相遅延させる遅延回路と、 前記第1の信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジ
で、前記遅延回路で遅延された第2の信号をサンプルし
て出力する第2の順序論理回路と、 前記第1及び第2の順序論理回路の出力を入力し、前記
第2の順序論理回路の出力の信号レベルが第1の値のと
き、前記第1の順序論理回路の出力をそのまま出力し、
前記第2の順序論理回路の出力信号レベルが第2の値の
とき直前の値を保持する第3の順序論理回路と、 を備えたことを特徴とする位相周波数比較回路。 - 【請求項3】前記第1の順序論理回路乃至前記第3の順
序論理回路が、それぞれ、クロック入力端に入力される
信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジで、データ入
力端に入力される信号をサンプルする第1のフリップフ
ロップ乃至第3のフリップフロップよりなる、ことを特
徴とする請求項1記載の位相周波数比較回路。 - 【請求項4】前記第1の順序論理回路乃び前記第2の順
序論理回路が、それぞれ、クロック入力端に入力される
信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジで、データ入
力端に入力される信号をサンプルする第1のフリップフ
ロップ乃び第2のフリップフロップよりなり、 前記第3の順序論理回路が、クロック入力端に入力され
る信号レベルが第1の値のとき、データ入力端に入力さ
れる信号を出力端からそのまま出力し、クロック入力端
に入力される信号レベルが第2の値のとき、出力端から
直前の値を出力保持するラッチ回路よりなる、ことを特
徴とする請求項2記載の位相周波数比較回路。 - 【請求項5】前記遅延回路が、前記第2の信号のパルス
幅の半分に相当する位相遅延させる、ことを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか一に記載の位相周波数比較回
路。 - 【請求項6】前記遅延回路が、前記第2の信号を90度
遅延させる、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
か一に記載の位相周波数比較回路。 - 【請求項7】前記第3の順序論理回路の出力の平均値を
検出して出力する平均値検出回路をを備えたことを特徴
とする請求項1乃至6のいずれか一に記載の位相周波数
比較回路。 - 【請求項8】前記平均値検出回路が、前記平均値検出回
路に入力される信号が所定の期間内に第1の値又は第2
の値をとる時間の長さを表す直流電圧を、前記平均値と
して出力する、ことを特徴とする請求項7記載の位相周
波数比較回路。 - 【請求項9】請求項7又は8に記載の位相周波数比較回
路と、 周波数制御端子に入力される周波数制御信号に基づき発
振周波数が可変され該発振周波数のクロックを出力す
る、電圧制御発振器又は電流制御発振器よりなる信号発
振器と、を備え、 前記信号発振器からの出力されるクロックを、前記位相
周波数比較回路に前記第2の信号として供給し、受信デ
ータ信号を、前記位相周波数比較回路に前記第1の信号
として供給し、前記平均値検出回路の出力を、前記周波
数制御信号として前記信号発振器の前記周波数制御端子
に供給し、 前記信号発振器から前記受信データ信号に同期したクロ
ックが出力される、ことを特徴とするクロック再生回
路。 - 【請求項10】請求項7又は8に記載の位相周波数比較
回路と、 周波数制御端子に入力される周波数制御信号に基づき発
振周波数が可変され該発振周波数のクロックを出力す
る、電圧制御発振器又は電流制御発振器よりなる信号発
振器と、を備え、 前記信号発振器からの出力されるクロックを、前記位相
周波数比較回路に前記第2の信号として供給し、 光信号を受信する光電気変換手段を介して電気信号に変
換された受信データ信号を、前記位相周波数比較回路に
前記第1の信号として供給し、前記平均値検出回路の出
力を、前記周波数制御信号として前記信号発振器の前記
周波数制御端子に供給し、 前記信号発振器から前記受信データ信号に同期したクロ
ックが出力される、ことを特徴とする光受信装置。 - 【請求項11】請求項1乃至6のいずれか一に記載の位
相周波数比較回路と、 周波数制御端子に入力される周波数制御信号に基づき発
振周波数が可変され該発振周波数のクロックを出力す
る、電圧制御発振器又は電流制御発振器よりなる信号発
振器と、を備え、 前記信号発振器からの発振クロック、又は該発振クロッ
クを分周回路で分周したクロックを、前記位相周波数比
較回路に前記第2の信号として供給し、 入力される基準信号を前記位相周波数比較回路に前記第
1の信号として供給し、 前記位相周波数比較回路の前記第3の順序論理回路の出
力をループフィルタを介して前記周波数制御信号とし
て、前記信号発振器の前記周波数制御端子に供給し、前
記信号発振器、又は前記分周回路より、前記基準信号に
同期したクロックが出力される、ことを特徴とするPL
L回路。 - 【請求項12】周波数制御端子を有し該周波数制御端子
に供給される制御電圧に応じた周波数で発振する電圧制
御発振器と、 前記電圧制御発振器のクロック出力がデータ入力端に入
力され、入力するデータ信号がクロック入力端に入力さ
れ、前記データ信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッ
ジで、前記電圧制御発振器のクロック出力をサンプルし
て出力端から出力する第1のフリップフロップと、 前記電圧制御発振器のクロック出力を所定位相遅延させ
て出力する遅延回路と、 前記遅延回路で遅延されたクロックがデータ入力端に入
力され、前記データ信号がクロック入力端に入力され、
前記遅延回路で遅延されたクロックを前記データ信号の
立ち上がり又は立ち下がりのエッジでサンプルして出力
端から出力する第2のフリップフロップと、 前記第2のフリップフロップの出力と前記遅延回路で遅
延されたクロックとの論理積をとった値を出力する論理
積回路と、 前記第1のフリップフロップの出力がデータ入力端に入
力され、前記論理積回路の出力がクロック入力端に入力
され、前記論理積回路の出力の立ち上がり又は立ち下が
りのエッジで、前記第1のフリップフロップの出力をサ
ンプルして出力端から出力する第3のフリップフロップ
と、 前記第3のフリップフロップの出力の平均値を検出する
平均値検出回路と、 を備え、 前記平均値検出回路から出力される平均値を、前記電圧
制御発振器の周波数制御端子に帰還入力することで、前
記電圧制御発振器の発振周波数を制御し、前記データ信
号に同期した、クロックを発生させる、ことを特徴とす
るクロック再生回路。 - 【請求項13】周波数制御端子を有し該周波数制御端子
に供給される制御電圧に応じた周波数で発振する電圧制
御発振器と、 前記電圧制御発振器のクロック出力がデータ入力端に入
力され、入力するデータ信号がクロック入力端に入力さ
れ、前記データ信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッ
ジで、前記電圧制御発振器のクロック出力をサンプルし
て出力端から出力する第1のフリップフロップと、 前記電圧制御発振器のクロック出力を所定位相遅延させ
て出力する遅延回路と、 前記遅延回路で遅延されたクロックがデータ入力端に入
力され、前記データ信号がクロック入力端に入力され、
前記遅延回路で遅延されたクロックを前記データ信号の
立ち上がり又は立ち下がりのエッジでサンプルして出力
端から出力する第2のフリップフロップと、 前記第1のフリップフロップの出力と、前記第2のフリ
ップフロップの出力とを入力とし、前記第2のフリップ
フロップの出力レベルが第1の値のとき、前記第1のフ
リップフロップの出力をそのまま出力端から出力し、前
記第2のフリップフロップの出力レベルが第2の値のと
き出力端からの出力は直前の値を保持するラッチ回路
と、 前記第3のフリップフロップの出力の平均値を検出する
平均値検出回路と、 を備え、 前記平均値検出回路から出力される平均値を、前記電圧
制御発振器の周波数制御端子に帰還入力することで、前
記電圧制御発振器の発振周波数を制御し、前記データ信
号に同期した、クロックを発生させる、ことを特徴とす
るクロック再生回路。 - 【請求項14】前記遅延回路が、前記クロックのパルス
幅の半分に相当する位相遅延させる、ことを特徴とする
請求項12又は13記載のクロック再生回路。 - 【請求項15】前記遅延回路が、前記クロックを90度
遅延させる、ことを特徴とする請求項12又は13記載
のクロック再生回路。 - 【請求項16】前記平均値検出回路が、前記平均値検出
回路に入力される信号が所定の期間内に第1の値又は第
2の値をとる時間長さを表す直流電圧を、前記平均値と
して出力する、ことを特徴とする請求項12又は13記
載のクロック再生回路。
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