JP2008219677A

JP2008219677A - 波形整形回路及びその方法

Info

Publication number: JP2008219677A
Application number: JP2007056499A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Matsuoka; 良尚松岡
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: JP5029071B2

Abstract

【課題】予め入力波形が分かっているような入力信号に対して、不要なノイズの増幅や、波形の崩れや、ジッタの増加を招来することなく、高周波領域の減衰を補償するようにした波形整形回路を提供する。
【解決手段】ＢＰＦ１０〜１ｎを用いて入力波形を周波数成分毎に抽出して増幅回路２０〜２ｎにより増幅し、これら増幅出力の各ピークを、ピーク検出回路３０〜３ｎにより検出して基準となる周波数成分のピーク値に基づいて得られる基準値（分圧器４１〜４ｎにより分圧出力）と各周波数成分のピーク値とを、比較回路５１〜５ｎによりそれぞれ比較し、これら比較結果を各増幅回路２１〜２ｎにフィードバックして各増幅回路の増幅率をそれぞれ制御して、伝送路などによる信号歪みの劣化を補償する。
【選択図】図１

Description

本発明は波形整形回路及びその方法に関し、特に予め入力波形が分かっている入力信号の波形整形において好適な波形整形方式に関するものである。

近年のコンピュータに使用される回路においては、使用周波数の高速化に伴い、高周波成分の減衰やジッタによる回路動作への悪影響が顕著になっており、この問題に対応するために、周波数特性を平坦にするエンファシスや、減衰の著しい高周波分の増幅を行うイコライザ等が用いられいている。

なお、関連する技術として、特許文献１〜３などが挙げられる。
特開２００２−３７２７３０号公報特開平７−１１１４４２号公報国際公開ＷＯ２００２／０８４９９７号公報

伝送路等においては、低周波数領域に比べて高周波領域では減衰が著しい。そこで、上述したように、従来では、高周波成分を増幅するために、イコライザ等を用いているが、これでは、不要なノイズも増幅されてしまい、波形が崩れたり、ジッタが増加したりしてしまうという問題がある。

本発明の目的は、予め入力波形が分かっているような入力信号に対して、不要なノイズの増幅や、波形の崩れや、ジッタの増加を招来することなく、高周波領域の減衰を補償するようにした波形整形回路及びその方法を提供することである。

本発明による波形整形回路は、入力信号を周波数成分毎に抽出する抽出手段と、これら抽出された各周波数成分をそれぞれ増幅する可変利得増幅手段と、これら増幅出力の各ピーク値と基準となる周波数成分のピーク値に基づいて得られる基準値とを比較してこれら比較結果に応じて前記可変利得増幅手段の各増幅率を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

本発明による波形整形方法は、入力信号を周波数成分毎に抽出する抽出ステップと、これら抽出された各周波数成分を可変利得増幅器によりそれぞれ増幅するステップと、これら増幅出力の各ピーク値と基準となる周波数成分のピーク値に基づいて得られる基準値とを比較してこれら比較結果に応じて前記可変利得増幅手段の各増幅率を制御するステップとを含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を用いて入力波形を周波数成分毎に抽出して増幅回路により増幅し、これらぞ増幅出力の各ピークを検出して基準となる周波数成分のピーク値に基づいて得られる基準値と各周波数成分のピーク値とをそれぞれ比較し、これら比較結果を各増幅回路にフィードバックして各増幅回路の増幅率をそれぞれ制御して、伝送路などによる信号歪みの劣化を補償するものである。この波形生成方法は、入力波形が予め分かっている場合に有効となるものである。

本発明によれば、不要なノイズの増幅や、波形の崩れや、ジッタの増加を招来することなく、高周波領域の減衰を補償することが可能となるという効果がある。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の機能ブロック図である。図１を参照すると、本発明の実施の形態は、入力信号の基本波成分に対応する基本波ブロック１００と、入力信号の各高次高調波成分に対応する高調波ブロック１０１〜１０ｎ（ｎは２以上の整数）と、これら基本波ブロック１００及び高周波ブロック１０１〜１０ｎの各出力Ｖf0及びＶf1〜Ｖfnを合成する波形合成回路２００と、基本波ブロック１００のピーク出力をそれぞれ分圧する分圧器４１〜４ｎと、これら各分圧出力と高調波ブロック１０１〜１０ｎの各ピーク出力とを比較する比較回路５１〜５ｎとを含んで構成されている。

基本波ブロック１００は、入力信号の基本波を通過させるＢＰＦ（帯域通過フィルタ）１０と、このＢＰＦ出力を増幅する可変利得増幅器２０と、この増幅出力Ｖf0のピーク値を検出して保持しつつ分圧器４１〜４ｎへ出力するピーク検出回路３０とを有している。

高調波ブロック１０１〜１０ｎの各々は、入力信号の各高調波をそれぞれ通過させるＢＰＦ１１〜１ｎと、これらＢＰＦ出力を増幅する可変利得増幅器２１〜２ｎと、これら増幅出力Ｖf1〜Ｖfnの各ピーク値を検出して保持しつつ比較回路５１〜５ｎへそれぞれ出力するピーク検出回路３１〜３ｎとを有している。そして、各比較回路５１〜５ｎの各比較出力に応じて各可変利得増幅器２１〜２ｎの増幅率がそれぞれ制御されるようになっている。

ここで、入力信号としては、予め波形が分かっている繰り返し波形、例えば、クロック波形であるものとして、周波数成分として、基本波ｆ0 の他に、奇数次高調波ｆ1 （３ｆ0 ），ｆ2 （５ｆ0 ），……，ｆn ｛（２ｎ−１）ｆ0 ｝を含むものとする。よって、ＢＰＦ１０は基本波ｆ0 を通過させ、ＢＰＦ１１〜１ｎの各々は高調波ｆ1 〜ｆn をそれぞれ通過させるものとする。また、分圧器４１〜４ｎは、分圧比として、それぞれ１／ｍ1 ，１／ｍ2 ，……，１／ｍn の分圧機能を有するものとする。これら分圧比は、本例では、１／３，１／５，……，１／（２ｎ−１）となっているものとする。

次に、図１を参照して本発明の実施の形態の動作について説明する。図示せぬ伝送路等において高周波成分が減衰された入力波形Ｖinが、入力端子ＩＮからＢＰＦ１０〜１ｎにそれぞれ入力される。これらＢＰＦ１０〜１ｎにより、基本波の正弦波と高次高調波の正弦波がそれぞれ選択的に通過することになる。これらＢＰＦ１０〜１ｎの各出力は増幅回路２０〜２ｎによりそれぞれ増幅される。これら増幅回路２０〜２ｎは、図２に示すように、電圧レベルによって増幅率が可変となっている。

増幅回路２０〜２ｎの各出力はピーク検出回路３０〜３ｎへ入力され、これら各ピーク検出回路３０〜３ｎにより、増幅出力のピーク値が検出されて保持されつつ出力されるようになっている。ピーク検出回路３０〜３ｎの各出力電圧は、入力波形の周波数スペクトラムに応じて設定された分圧比を有する分圧器４１〜４ｎによりそれぞれ分圧された電圧と、比較回路５１〜５ｎにより比較される。

これら各比較回路５１〜５ｎは、図３に示すように、その入力電圧に応じてその出力電圧が変化するようになっている。これら入力電圧ΔＶは、ピーク検出回路出力と分圧器出力との差（ピーク検出回路出力−分圧器出力）である。比較回路５１〜５ｎの各出力電圧は増幅回路２１〜２ｎにそれぞれ入力されて、これら各増幅回路２１〜２ｎの増幅率を変化させるようになっている。

以上の動作は、増幅回路２１〜２ｎの各出力電圧のピーク値が、入力波形の周波数スペクトラムに応じて、分圧器４１〜４ｎでそれぞれ分圧された電圧になるまで入力波形を入力することにより、実行される。そのとき、システムの出力波形ＯＵＴ（波形合成回路２００の出力）は、増幅回路２０〜２ｎの全ての出力波形を足し合わせることにより得れらるものであり、伝送路等で劣化した（歪んだ）波形が復元されることになるのである。

分圧器４１〜４ｎの各分圧比１／ｍ1 ，１／ｍ2 ，……，１／ｍn は、入力信号の基本波のピーク値に対して本来得られるべき各高調波のピーク値の比に基づいて、それぞれに決定されるものである。

本発明によれば、極めて狭帯域のＢＰＦを使用することにより、必要のない周波数成分を除去することができることになって、ジッタを小さくすることができる。また、ＢＰＦ以降の増幅回路やピーク検出回路、比較回路等は、単一周波数で取り扱うことができるために、広帯域にインピーダンス整合を図る必要がないという利点もある。

本発明は、予め入力波形が分かっている繰り返し波形、例えば、クロック波形などを受信する回路に使用できるものである。

本発明の実施の形態の機能ブロック図である。可変利得増幅回路の特性の例を示す図である。比較回路の入力出力特性を示す図である。

符号の説明

１０〜１ｎＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
２０〜２ｎ可変利得増幅回路
３０〜３ｎピーク検出回路
４１〜４ｎ分圧器
５１〜５ｎ比較回路
１００基本波ブロック
１０１〜１０ｎ高調波ブロック
２００波形合成回路

Claims

入力信号を周波数成分毎に抽出する抽出手段と、これら抽出された各周波数成分をそれぞれ増幅する可変利得増幅手段と、これら増幅出力の各ピーク値と基準となる周波数成分のピーク値に基づいて得られる基準値とを比較してこれら比較結果に応じて前記可変利得増幅手段の各増幅率を制御する制御手段とを含むことを特徴とする波形整形回路。
前記入力信号は、前記基準となる周波数成分としての基本波と、この基本波に対する高次高調波とを含むことを特徴とする請求項１記載の波形整形回路。
前記入力信号はクロック信号であることを特徴とする請求項２記載の波形整形回路。
入力信号を周波数成分毎に抽出する抽出ステップと、これら抽出された各周波数成分を可変利得増幅器によりそれぞれ増幅するステップと、これら増幅出力の各ピーク値と基準となる周波数成分のピーク値に基づいて得られる基準値とを比較してこれら比較結果に応じて前記可変利得増幅手段の各増幅率を制御するステップとを含むことを特徴とする波形整形方法。