JP2523992B2 - タイミング再生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、入力データ信号に同
期したタイミングクロックを再生するタイミング再生回
路、特に、ディジタル通信の受信装置で用いられるタイ
ミング再生回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、例えば特願平２−１６４１５号
第３図に示された従来のタイミング再生回路の一例であ
り、図において、１はタイミングクロックと入力データ
信号の位相差を測定する位相比較回路であり、タイミン
グクロックの位相を反転する反転回路２、入力データ信
号をタイミングクロックでサンプルするサンプルホール
ド回路３ａ、反転タイミングクロックでサンプルするサ
ンプルホールド回路３ｂ、サンプルホールド回路３ｂの
出力の符号を判定する符号判定回路４、サンプルホール
ド回路３ａの出力をホールドするホールド回路５ａ、符
号判定回路４の出力をホールドするホールド回路５ｂ、
ホールド回路５ａ，５ｂの出力を乗算する乗算器６、符
号判定回路４とホールド回路５ｂの出力を入力とするＸ
ＯＲ回路７によって構成され、８はＸＯＲ回路７の出力
によって乗算器６の出力をＯＮ／ＯＦＦするゲート回
路、９はゲート回路８の出力を帯域制限するループフィ
ルタ、１０はループフィルタ９の出力でタイミングクロ
ックの位相と周波数を変化させる発信器である。

【０００３】図３の動作について説明する。入力データ
信号１１はサンプルホールド回路３ａとサンプルホール
ド回路３ｂに入力され、それぞれタイミングクロック１
２および反転回路２で反転された反転タイミングクロッ
クでサンプリングされる。ここでタイミングクロック１
２はデータの判定点すなわちナイキスト点付近をサンプ
ルし、反転タイミングクロックはデータの変化点すなわ
ちゼロクロス点付近をサンプリングする。

【０００４】タイミングクロック１２でサンプリングさ
れたナイキスト点付近の信号は符号判定回路４によって
ゼロクロスレベルを基準として符号判定され、ホールド
回路５ｂとＸＯＲ回路７に入力される。

【０００５】また反転タイミングクロックでサンプリン
グされたゼロクロス点付近の信号はホールド回路５ａに
入力されサンプリングクロックでホールドされた後、乗
算器６に入力される。乗算器６では、ホールド回路５ａ
からのゼロクロス点付近のサンプル信号と、ホールド回
路５ｂからのナイキスト点付近のサンプル信号の符号を
示す信号との乗算が行われ、乗算結果がタイミングクロ
ック１２と入力データ信号１１の位相差信号としてゲー
ト回路８に入力される。

【０００６】ゲート回路８はＸＯＲ回路７の出力によっ
て乗算器６の出力をＯＮ／ＯＦＦする。ＸＯＲ回路７
は、ナイキスト点付近のサンプル信号にあたるタイミン
グクロック１２でサンプリングされた信号の符号が変化
したときに１を出力し、ゲート回路８の出力をＯＮにす
る。ゲート回路８の出力はループフィルタ９で帯域制限
されて電圧制御発信器１０に入力される。発信器１０は
この入力信号にしたがって、出力するタイミングクロッ
ク１２の位相と周波数を制御して入力データ信号１１と
タイミングクロック１２の同期をとる。

【０００７】図４に入力データ信号１１のサンプリング
例を示す。矢印で示したのがタイミングクロックと反転
タイミングクロックでサンプリングしたサンプリング信
号である。

【０００８】図４の波形図ａはタイミングクロック１２
a1の位相が入力データ信号１１に対して遅れている場合
であり、反転タイミングクロックでサンプリングした点
Ｂのレベルがゼロクロス点近傍のデータとして乗算器６
に、また、タイミングクロックでサンプリングしたナイ
キスト点近傍のデータ点Ｃの符号が乗算器６に入力され
る。このとき、ＸＯＲ回路７には点Ａと点Ｃの符号が入
力されており、点Ａと点Ｃの符号が異なるので１が出力
されゲート回路８がＯＮになり乗算器６のデータがルー
プフィルタ９を通して発信器１０に入力される。タイミ
ングクロック１２a1の位相が入力データ信号１１に対し
て遅れている場合は点Ｂと点Ｃの符号は同じであるか
ら、プラスのデータが入力され、発信器１０はタイミン
グクロック１２a1の位相を進めるように動作する。

【０００９】図４の波形図ｂはタイミングクロック１２
b1の位相が入力データ信号１１に対して進んでいる場合
である。タイミングクロック１２の位相が入力データ信
号１１に対して進んでいる場合は点Ｂと点Ｃの符号が異
なるので、マイナスのデータが発信器１０に入力され、
発信器１０はタイミングクロック１２b1の位相を遅らす
ように動作する。

【００１０】この動作により、入力データ信号１１に同
期したタイミングクロック１２b1を再生することができ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のタイミング再生
回路は以上のように構成されているので、図５の波形図
ａのように入力データ信号がゼロクロスレベルに対して
オフセットしている場合や、図５の波形図ｂのように入
力データ信号が歪んでいる場合に、タイミングクロック
と入力データ信号の位相がほぼ逆相になっていると、ゼ
ロクロスが起こった場合でもタイミングクロックでサン
プリングした信号の符号が同じになってしまうため、ゼ
ロクロスを検出できずタイミングクロックの位相の引き
込みができない、または引き込みに時間がかかるなどの
問題点があった。

【００１２】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたもので、上記のような条件においてもタイミ
ングクロックと入力データ信号の同期をとることがで
き、高速に引き込みを行うタイミング再生回路を実現す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係るタ
イミング再生回路は、サンプリング信号抽出手段が第１
のサンプリング信号と第２のサンプリング信号とを抽出
する。上記第１のサンプリング信号及び上記第２のサン
プリング信号に対する符号を符号検出手段が検出する。
上記検出された符号に基づいて上記入力データ信号とタ
イミングクロック信号との位相差を判定手段が判定す
る。この判定手段が逆位相関係を判定した場合、上記入
力データ信号に対して上記タイミングクロック信号を制
御手段が反転するものである。また、この第２の発明に
係るタイミング再生回路は第１のサンプリング信号と第
２のサンプリングとを抽出する。この第１のサンプリン
グ信号抽出手段で抽出された第１のサンプリング信号及
び上記第２のサンプリング信号に対して、それぞれ複数
シンボルの平均値を平均レベル検出手段が求める。上記
平均レベル検出手段の検出結果に基づいて入力データ信
号に対する上記クロック信号を制御手段が反転するもの
である。

【００１４】

【作用】この第１の発明によれば入力データ信号をタイ
ミングクロック信号でサンプリングした第１のサンプリ
ング信号とタイミングクロック信号の反転信号で入力デ
ータ信号をサンプリングした第２のサンプリング信号と
を抽出する。上記第１のサプリング信号及び上記第２の
サンプリング信号に対する符号に基づいて上記入力デー
タ信号とタイミングクロック信号との位相差を判定し
て、上記判定手段が逆位相関係を判定した場合、上記入
力データ信号に対して上記タイミングクロック信号を反
転することにより入力データ信号に対するタイミングク
ロック信号の正確な再生を行う。

【００１５】また、この第２の発明によれば入力データ
信号をタイミングクロック信号でサンプリングした第１
のサンプリング信号とタイミングクロック信号の反転信
号で 入力データ信号をサンプリングした第２のサンプリ
ング信号とを抽出する。第１のサンプリング信号及び上
記第２のサンプリング信号に対する、それぞれの複数シ
ンボルの平均値に基づいて、入力データ信号に対して上
記クロック信号を反転することにより入力データ信号に
対するタイミング信号の正確な再生を行う。

【００１６】

【実施例】以下、この第１の発明の一実施例を図につい
て説明する。図１は本実施例によるタイミング再生回路
である。図１において図３と同一部分については同一符
号を付して説明を省略する。

【００１７】図において、１３は位相反転回路であり、
ホールド回路５ａの出力の符号を判定する符号判定回路
１４、符号判定回路４と符号判定回路１４の出力を入力
とするＸＮＯＲ回路１５、ＸＯＲ回路７とＸＮＯＲ回路
１５の出力を入力とするＮＯＲ回路１６、タイミングク
ロック１２で動作しカウント数が設定値Ｎに達したとき
に出力信号を出すカウンタ１７ａ、ＮＯＲ回路１６の出
力で動作が制御され、タイミングクロック１２でカウン
トを行い、カウント数が設定値Ｍに達したときに出力信
号を出すカウンタ１７ｂ、カウンタ１７ｂの出力で制御
され発信器１０にタイミングクロック１２の位相を反転
するデータを渡す位相制御回路１８によって構成され
る。

【００１８】次に動作について説明する。一般に、入力
データ信号のデータが変化せずゼロクロスが起こらない
ときは、ナイキスト点とゼロクロス点の位置に相当する
部分のサンプル値の符号は同じになる。これに対して、
図５の場合では、ナイキスト点の位置に相当するサンプ
リングクロック１２でサンプリングした点Ａと点Ｃの符
号は変化していないが、ゼロクロス点の位置に相当する
反転サンプリングクロックでサンプリングした点Ｂの符
号は点Ａと点Ｃと異なる。この符号の条件で、入力デー
タ信号１１とタイミングクロック１２の位相が逆位相で
あることを判定しタイミングクロック１２の位相を反転
させる。

【００１９】まず、符号判定回路１４は、反転タイミン
グクロックでサンプリングされたゼロクロス点付近の信
号にあたるホールド回路５ａの出力の符号を判定しＸＮ
ＯＲ回路１５に出力する。ＸＮＯＲ回路１５には、符号
判定回路１４からの信号と符号判定回路４からの信号が
入力され、２つの入力信号の符号が違う場合に０をＮＯ
Ｒ回路１６に出力する。ＮＯＲ回路１６にはＸＯＲ回路
７からも信号が入力され、２つの入力信号が０のときに
１をカウンタ１７ｂに出力する。カウンタ１７ｂはＮＯ
Ｒ回路１６の出力が１のときにイネーブルになり、タイ
ミングクロック１２でカウントを行い、カウント数が設
定値Ｍに達したとき位相制御回路１８に出力信号を出
す。位相制御回路１８は、カウント１７ｂの出力信号が
入力されたときに発信器１０にタイミングクロック１２
の位相を反転するデータを渡す。また、カウンタ１７ａ
はタイミングクロック１２で動作し、カウント数が設定
値Ｎに達したときに出力信号を出してカウンタ１７ａ自
身とカウンタ１７ｂにリセットをかける。

【００２０】従って、入力データ信号１１とタイミング
クロック１２の位相がほぼ逆相であると判定する上記の
条件が、入力データ信号Ｎシンボル中Ｍシンボル以上成
立したときにタイミングクロック１２の位相を反転させ
る。（Ｎ／２≦Ｍ≦Ｎ）

【００２１】図２はこの第２の発明の一実施例によるタ
イミング再生回路である。図２において、図１、図３と
同一部分については同一符号を付して説明を省略する。

【００２２】１９ａはホールド回路５ａの出力が入力さ
れそのレベルの平均をとる平均化回路、１９ｂはサンプ
ルホールド回路３ｂの出力が入力されそのレベルの平均
をとる平均化回路、２０は平均化回路１９ａ，１９ｂの
出力が入力されどちらのレベルが大きいかを判定するレ
ベル判定回路、２１はタイミングクロック１２で動作し
カウント数が設定値Ｎに達したときに出力信号を出すカ
ウンタ、２２はレベル判定回路２０の出力で制御され発
信器１０にタイミングクロック１２の位相を反転するデ
ータを渡す位相制御回路である。

【００２３】次に動作について説明する。一般に、入力
データ信号が図５のａ波形図のようにタイミング信号成
分程度の狭帯域フィルタで帯域制限されており滑らかな
波形の場合は、ナイキスト点のレベルはゼロクロス点の
レベルより大きい。（図５のｂ波形図のような波形では
成立しないので、この場合は帯域制限をする狭帯域フィ
ルタ等を通してから入力する。）この条件を利用し入力
データ信号１１との位相が逆相であることを判定し、タ
イミングクロック１２の位相を反転させる。

【００２４】まず、１９ａの平均化回路は、反転タイミ
ングクロックでサンプリングしたホールド回路５ａの出
力のレベルを平均する。同様に１９ｂの平均化回路は、
タイミングクロックでサンプリングしたサンプルホール
ド回路３ａの出力のレベルを平均する。そして、カウン
タ２１はタイミングクロック１２で動作し、カウント数
が設定値Ｎに達したときに出力信号を出してカウンタ２
１自身と平均化回路１９ａ，１９ｂにリセットをかける
と同時に、レベル判定回路２０を動作させる。

【００２５】このときレベル判定回路２０に入力される
信号はＮシンボルを平均した値となる。レベル判定回路
２０は、平均化回路１９ａ，１９ｂの出力のうちどちら
のレベルが大きいかを判定し、ゼロクロス点のレベルに
相当する平均化回路１９ａのレベルのほうがナイキスト
点のレベルに相当する平均化回路１９ｂのレベルより大
きい場合に、出力信号を出し位相制御回路２２を動作さ
せる。位相制御回路２２はレベル判定回路２０の出力で
制御され、発信器１０にタイミングクロック１２の位相
を反転するデータを渡してタイミングクロック１２の位
相を反転させる。

【００２６】以上の動作によって、タイミングクロック
が引き込み不能になることを防ぐと共に、高速引き込み
を可能とする。

【００２７】なお、図１では、カウンタ１７ａとカウン
タ１７ｂを用い、入力データ信号Ｎシンボル中Ｍシンボ
ル以上判定条件が成立したときにタイミングクロック１
２の位相を反転させたが、入力データ信号１１の雑音等
が問題にならず判定条件が１回成立しただけで位相を反
転させて良い場合は、カウンタ１７ａ，１７ｂは必要無
く、ＮＯＲ回路１６の出力を位相制御回路１８に入力す
れば良い。同様に図２では、平均化回路１９ａ，１９ｂ
とカウンタ２１は必要無く、サンプルホールド回路３
ａ，ホールド回路５ａの出力をレベル判定回路２０に入
力してレベル判定を行えば良い。

【００２８】

【発明の効果】これら請求項１，請求項２の発明によれ
ば、上記入力データ信号を上記タイミングクロック信号
でサンプリングした第１のサンプリングした第１のサン
プリング信号と上記タイミングクロック信号の反転信号
で上記入力データ信号をサンプリングした第２のサンプ
リング信号とに基づいて、入力データ信号とタイミング
クロック信号との位相差または平均値を検出し、入力デ
ータ信号とクロック信号とが逆位相関係と判定した場
合、クロック信号を反転することにより、上記入力デー
タ信号に対するタイミングクロック信号の再生を正確に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この第１の発明の一実施例によるタイミング
再生のブロック図である。

【図２】 この第２の発明の一実施例によるタイミング
再生回路のブロック図である。

【図３】 従来のタイミング再生回路を示すブロック図
である。

【図４】 同回路における入力データ信号のサンプリン
グを示す波形図である。

【図５】 同回路において入力データ信号とタイミング
クロックの位相がほぼ逆相で引き込みが不能の場合の入
力データ信号のサンプリングを示す波形図である。

【符号の説明】

１ 位相比較回路、２ 反転回路、３ａ サンプルホー
ルド回路、３ｂ サンプルホールド回路、４ 符号判定
回路、５ａ ホールド回路、５ｂ ホールド回路、６
乗算器、７ ＸＯＲ回路、８ ゲート回路、９ ループ
フィルタ、１０発信器、１３ 位相反転回路、１４ 符
号判定回路、１５ ＸＮＯＲ回路、１６ ＮＯＲ回路、
１７ａ カウンタ、１７ｂ カウンタ、１８ 位相制御
回路、１９ａ 平均化回路、１９ｂ 平均化回路、２０
レベル判定回路、２１ カウンタ、２２ 位相制御回
路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力データ信号に同期したタイミングク
   ロック信号を再生するタイミング再生回路において、 入力データ信号を上記タイミングクロック信号でサンプ
   リングした第１のサンプリング信号と上記タイミングク
   ロック信号の反転信号で上記入力データ信号をサンプリ
   ングした第２のサンプリング信号とを抽出するサンプリ
   ング信号抽出手段と、 上記第１のサンプリング信号及び上記第２のサンプリン
   グ信号に対する符号を検出する符号検出手段と、 上記検出された符号に基づいて上記入力データ信号とタ
   イミングクロック信号との位相差を判定する判定手段
   と、 上記判定手段が逆位相関係を判定した場合、上記入力デ
   ータ信号に対して上記タイミングクロック信号を反転す
   る制御手段 とを備えたことを特徴とするタイミング再生
   回路。
2. 【請求項２】 入力データ信号に同期したタイミングク
   ロック信号を再生するタイミング再生回路において、 入力データ信号を上記タイミングクロック信号でサンプ
   リングした第１のサンプリング信号と上記タイミングク
   ロック信号の反転信号で上記入力データ信号をサンプリ
   ングした第２のサンプリング信号とを抽出するサンプリ
   ング信号抽出手段と、 上記第１のサンプリグ信号抽出手段で抽出した第１のサ
   ンプリグ信号及び上記第２のサンプリング信号に対し
   て、それぞれ複数シンボルの平均値を求める平均レベル
   検出手段と、 上記平均レベル検出手段の検出結果に基づいて、上記入
   力データ信号に対して上記クロック信号を反転する制御
   手段 とを備えたことを特徴とするタイミング再生回路。