JP2982860B2 - クロック抽出回路 - Google Patents

クロック抽出回路

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JP2982860B2
JP2982860B2 JP8097862A JP9786296A JP2982860B2 JP 2982860 B2 JP2982860 B2 JP 2982860B2 JP 8097862 A JP8097862 A JP 8097862A JP 9786296 A JP9786296 A JP 9786296A JP 2982860 B2 JP2982860 B2 JP 2982860B2
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和弘 鈴木
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクロック抽出回路に
関し、特に入力デジタル信号から該入力デジタル信号に
同期したクロック信号を抽出するデジタルPLL回路を
備えたクロック抽出回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のクロック抽出回路の構成
を図5に示す。図5において、このクロック抽出回路
は、データ入力信号を受けて特定のパターンを検出する
パターン検出回路31と、このパターン検出回路31か
らの検出出力に基づいてデジタルPLL回路32のQ値
を低値あるいは高値に設定する可変Q回路33とを備え
ている。一般にこの種のクロック抽出回路では、パター
ン検出回路31が特定のパターンを検出するまではテジ
タルPLLのQ値を低くして、同期引込み時間を短縮さ
せ、検出したときにはQ値を高くして同期保持能力を向
上させている。
【0003】この様な動作原理に基づくクロック抽出回
路としては、例えば特開平5−152942号公報に、
特定のパターンを検出するまではデジタルPLLのQ値
を低くして同期引込み時間を短縮させ、検出したときに
はQ値を高くして同期保持能力を向上させる技術が開示
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のデジタルPLL
回路のQ値を低値あるいは高値に制御するクロック抽出
回路では、デジタルPLL回路のQ値を高値とし安定し
たクロック抽出を行っている状態でも、入力デジタル信
号に1あるいは0への極端な偏りがあった場合には、デ
ジタルPLL回路の同期外れの発生する可能性があると
いう問題が生ずる。
【0005】本発明の課題は、伝送される情報に1ある
いは0への極端な偏りの発生する可能性がある通信シス
テムにおいても、クロック信号を迅速かつ安定に抽出可
能なクロック抽出回路を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力デ
ジタル信号から該入力デジタル信号に同期したクロック
信号を抽出するデジタルPLL回路を含んだ構成のクロ
ック抽出回路であって、前記入力デジタル信号から伝送
情報に先立ち伝送されビットレベルでの同期を確立する
ための同期パターンを検出した時点で、同期情報として
パルスを発生する同期パターン検出手段と、この同期情
報を入力して前記デジタルPLL回路のQ値制御を行う
Q値制御手段と、前記入力デジタル信号から伝送情報の
開始位置を指定するために伝送されるシステム固有のパ
ターンであるUW(UniqueWord)を検出した
時点で、UW情報としてパルスを発生するUW検出手段
を有し、前記UWの検出後は前記デジタルPLL回路の
同期処理を停止させ、安定したクロック抽出を行うこと
を特徴とするクロック抽出回路が得られる。
【0007】
【0008】
【0009】
【作用】入力デジタル信号から1及び0の繰返しパター
ンで構成される同期用パターンを検出する以前は、デジ
タルPLL回路のQ値を低くして同期引込み時間を短縮
する。入力デジタル信号から一定長の同期用パターンを
検出した場合は、デジタルPLL回路のQ値を高くして
同期保持能力を向上させ安定したクロック抽出を行う。
同期用のパターンに続いて伝送されるUWを検出した場
合は、デジタルPLL回路の同期処理を停止させ、以降
は同位相のクロックを出力する。このことにより、入力
デジタル信号に1あるいは0への極端な偏りが存在する
場合でも、デジタルPLL回路の同期外れが発生するこ
となく安定したクロックを出力することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の
一実施の形態におけるクロック抽出回路の構成を示した
ブロック図である。入力デジタル信号はデジタルPLL
回路1へ入力されてクロック成分が抽出され、この抽出
クロック信号に基づき波形整形回路2により入力デジ夕
ル信号が波形整形され出力されることは、上記従来技術
(図5参照)と同様である。このデジタルPLL回路1
のQ値及びデジタルPLL回路1の同期処理を自動的に
制御するために、以下の機能が付加されている。
【0011】すなわち、入力デジタル信号は同期パター
ン検出回路3において1及び0の繰返しパターンで構成
される同期用パターンが検出され、検出したタイミング
に同期した同期情報が生成される。この同期情報はQ値
制御回路4に入力され、デジタルPLL回路1のQ値の
高低制御がなされる。すなわち、Q値制御回路4に同期
情報が入力される以前は、デジタルPLL回路1のQ値
を低く設定し、同期引込み時間を短縮させる。Q値制御
回路4に同期情報が入力された時点でデジタルPLL回
路1のQ値を高く設定し、同期保持能力を向上させる。
【0012】一方、入力デジタル信号はUW検出回路5
において、通信システム固有のパターンであり情報の開
始点を示すUW(ユニークワード、Unique Wo
rd)を検出したタイミングに同期したUW情報が生成
される。このUW情報はデジタルPLL回路1に入力さ
れ、デジタルPLL回路1の同期処埋の動作/非動作が
制御される。すなわち、デジタルPLL回路1にUW情
報が入力される以前は、Q値制御回路4からの制御に従
ったQ値によりクロック抽出処理を行う。デジタルPL
L回路1にUW情報が入力された時点でデジタルPLL
回路1の同期処理を停止し、以降は入力デジタル信号の
位相変化に影響されずに、UWが検出された時点と同位
相のクロックを出力する。
【0013】図2は図1のクロック抽出回路の動作を示
すタイミングチャートの例を示しており、入力デジタル
信号の受信直後の場合であって、その波形が図2(a)
に示す如き場合、同期パターン検出回路3の出力波形は
図2(b)のようになる。すなわち、同期パターン検出
回路3に一定長の同期パターンが入力された時点で、同
期情報が出力される。同期パターン検出回路3では、入
力デジタル信号と一定長の1及び0の繰返しパターンと
を比較し、全ビットが一致した場合に同期情報を出力し
ている。このため、一定長の同期パターンが入力された
時点以降同期パターンの終わりまで1ビットおきに同期
情報が出力される。Q値制御回路4では、同期パターン
検出回路3からの同期情報が入力される度に、図2
(c)に示すようにデジタルPLL回路4のQ値をTH
の間高く設定する。このQ値の高値への設定は、同期情
報が入力された時点からUW長(=TUW)以上の間行わ
れる。これは後述する通りUWは同期パターンの様な規
則性のあるパターンではないため、デジタルPLL回路
1のQ値が低い場合にはデジタルPLL回路1の同期外
れが発生する可能性があるためである。
【0014】UW検出回路5では、入力デジタル信号の
同期パターンに続いて受信されるUWを検出した時点
で、図2(d)に示すようにUW情報を出力する。UW
検出回路5では、入力デジタル信号とシステム固有のU
Wのパターンを比較し、全ビットが一致した場合にUW
情報が出力される。UW情報を受けたデジタルPLL回
路1は、図2(e)に示すように、それまでに行ってい
た同期処理の動作を停止させる。このことにより、UW
以降に伝送される情報に1あるいは0への極端な偏りが
存在する場合でも、デジタルPLL回路1の同期外れが
発生することなく安定したクロックを出力することがで
きる。
【0015】一例として、同期パターン長を96ビッ
ト、同期パターン検出回路3で検出する同期パターンの
長さを32ビット、UW長を48ビットとした場合の各
部のタイミングチャートを図3に示す。図3に示すよう
に、同期パターンの開始から32ビット目が入力された
時点で、同期情報が出力され、少なくともUWが終了す
る迄の間(最低48ビットの間)、デジタルPLL回路
1のQ値が高く保持される。したがって、同期パターン
の1ビット〜32ビットまでは、デジタルPLL回路1
のQ値が低く設定され、迅速なクロック抽出が行われ、
同期パターンの33ビット〜128ビットまで及びUW
の間は、デジタルPLL回路1のQ値が高く設定され、
安定したクロック抽出が行われる。また、UW以降の伝
送情報の間は、デジタルPLL回路1の同期処理が行わ
れずに、入力デジタル信号のパターンによらずに安定し
たクロック抽出が行われる。
【0016】Q値制御回路4は、再トリガが可能なMM
V(モノステーブルマルチバイブレータ)によって構成
しており、同期情報の立上がりをMMVのパルス出力の
開始信号として、またMMVの出力パルスをQ値制御用
の情報として用いる。また、MMVは再トリガが可能で
あり、図2に示すように、同期情報が連続して入力され
る場合には、最後の同期情報が入力されてからTH の間
デジタルPLL回路1のQ値を高く設定している。
【0017】デジタルPLL回路1のQ値制御について
は、例えば特開平3−97318号公報等に開示されて
いる周知の技術を用いることができるが、図4を用いて
簡単に説明する。図4はデジタルPLL回路の一例であ
り、一般には1チップの汎用ICとして市販されている
回路を用いることができ、例えば「CD74HC297
E」(ハリス社製:HARRIS社製)では、そのQ値
をICの外部から設定できる様になされており、図4の
Q値制御信号として示しており、図1のQ値制御回路4
の出力である。位相比較回路11は入力デジタル信号と
抽出クロックとの位相を比較しその差分を求めて位相誤
差信号として出力する。
【0018】U/D(アップ/ダウン)カウンタ12は
基準クロック発生回路14からのクロックをアップ/ダ
ウンカウントするものであり、このアップ/ダウンの切
換は位相比較回路11からの位相誤差信号により行われ
る。このカウンタ12の値が一定範囲を上回る又は下回
る毎に、分周回路13に対して制御信号が出力される。
Q値制御信号によりこのカウンタ12の一定範囲を制御
するものである。
【0019】分周回路13では、基準クロック発生回路
14からのクロックを分周し、入力デジタル信号と同一
周波数の抽出クロックを発生する。この分周動作時にカ
ウンタ12から入力される制御信号により、出力する抽
出クロックの位相を変化させるもので、制御信号に応じ
て抽出クロックのパルス数を±1にするようになってい
る。
【0020】UW検出回路5からのUW情報がデジタル
PLL回路1に入力された場合には、U/Dカウンタ1
2〜分周回路13間の接続を切断することにより、分周
回路13は、U/Dカウンタ12の出力すなわち入力デ
ジタル信号の位相変化等に影響されずに分周動作を行う
ことができ、結果的に安定した抽出クロックを出力する
ことが可能となる。
【0021】以上より、デジタルPLL回路1へ入力さ
れるQ値制御信号が低値の場合、U/Dカウンタ12に
おける一定範囲を小さくし、分周回路12への制御信号
を頻繁に発生させ、抽出クロックの位相変化を発生し易
くして、デジタルPLL回路1の同期引込みを容易とす
る。また、Q値制御信号が高値の場合には、U/Dカウ
ンタ12における一定範囲を大きくし、制御信号の発生
を抑制することにより、抽出クロックの位相変化を発生
しにくく、デジタルPLL回路の同期保持能力を向上さ
せる。更に、UW情報が入力された場合には、U/Dカ
ウンタ12の出力信号を切断することにより、入力デジ
タル信号に影響されないクロック抽出が可能となる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力デジタル信号に対して伝送情報に先立ち、同期パタ
ーン及びUWを設定することにより、伝送情報に1又は
0への極端な偏りが存在する場合にも安定したクロック
抽出回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるクロック抽出回
路の構成を示したブロック図である。
【図2】図1のクロック抽出回路の動作を示すタイミン
グチャート図である。
【図3】図1のクロック抽出回路の動作を示すタイミン
グチャート図である。
【図4】デジタルPLL回路の構成を示したブロック図
である。
【図5】従来のクロック抽出回路の構成を示したブロッ
ク図である。
【符号の説明】 1 デジタルPLL回路 2 波形整形回路 3 同期パターン検出回路 4 Q値制御回路 5 UW検出回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力デジタル信号から該入力デジタル信
    号に同期したクロック信号を抽出するデジタルPLL回
    路を含んだ構成のクロック抽出回路であって、前記入力
    デジタル信号から伝送情報に先立ち伝送されビットレベ
    ルでの同期を確立するための同期パターンを検出した時
    点で、同期情報としてパルスを発生する同期パターン検
    出手段と、この同期情報を入力して前記デジタルPLL
    回路のQ値制御を行うQ値制御手段と、前記入力デジタ
    ル信号から伝送情報の開始位置を指定するために伝送さ
    れるシステム固有のパターンであるUW(Unique
    Word)を検出した時点で、UW情報としてパルスを
    発生するUW検出手段を有し、前記UWの検出後は前記
    デジタルPLL回路の同期処理を停止させ、安定したク
    ロック抽出を行うことを特徴とするクロック抽出回路。
JP8097862A 1996-04-19 1996-04-19 クロック抽出回路 Expired - Lifetime JP2982860B2 (ja)

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JPH09284268A JPH09284268A (ja) 1997-10-31
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