JP3478290B2 - Duty補正回路 - Google Patents

Duty補正回路

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JP3478290B2
JP3478290B2 JP2002107680A JP2002107680A JP3478290B2 JP 3478290 B2 JP3478290 B2 JP 3478290B2 JP 2002107680 A JP2002107680 A JP 2002107680A JP 2002107680 A JP2002107680 A JP 2002107680A JP 3478290 B2 JP3478290 B2 JP 3478290B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はマンチェスタ符号
化を用いた通信における復調技術に関する。
【0002】
【従来の技術】マンチェスタ符号化された信号から復調
データを作る復調回路として、例えば、特公平7―79
18、「データ受信・復調回路」(勝又他)に記載され
ている。図7は復調回路の構成を模式的に表した図であ
る。また、図8は従来の復調回路の復調動作を説明する
図である。
【0003】次に動作について、図7、図8を参照して
説明する。図において、マンチェスタ符号信号EAはイン
バータ回路50に供給される。マンチェスタ符号信号EA
とその反転信号は各々遅延回路51a、51bに供給さ
れる。反転信号と遅延されたマンチェスタ符号信号は第
1の論理積回路52aに、マンチェスタ符号信号EAと遅
延された反転信号は第2の論理積回路52bに供給され
る。52a、52bの出力は論理和回路53に供給され
る。
【0004】論理和回路53の出力EBはEAの原信号(受
信NRZ信号)の2値レベルが変化する点でローレベルと
なり、EAのレベル変化後の最初のビットの途中でハイレ
ベルとなる。このEBはクロック発生回路54に供給され
る。クロック発生回路54はEBのローレベルが時間t0
以上継続し、かつ、その後、EBのハイレベルが時間tTH
以上継続したときに立下がる信号を出力する。クロック
発生回路54の出力クロック信号ECはラッチ回路55
のクロック端子に供給される。ラッチ回路55はECの
立下りに同期して、52aの出力をラッチし、出力す
る。これにより、マンチェスタ符号信号EAはNRZ符号信
号に復調される。
【0005】上記において、t0、tTHを適当な値に設
定することで、受信信号のDUTY比が50%を維持できない
場合でも復調されたNRZ符号信号にノイズを発生するこ
とがない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、デー
タの復調にあたり、受信信号にエッジがある場合にのみ
パルスを発生するような信号を作成し、本信号をラッチ
回路のクロック信号とすることで復調を行っていた。ま
た、受信信号のDUTY比が50%を維持できない場合でも復
調できるという利点があった。しかし、受信信号にエッ
ジがない場合にはパルスを発生させることができないた
め、復調信号と再生クロックを同時に出力することがで
きない。一般的な通信の場合、送信機と受信機が非同期
のクロックで動作するため、通常、復調部は受信信号を
用いて送信機のクロックに相当する再生クロックを作成
し、復調データとセットで出力し、上位(例えば制御
部)に対して出力する必要がある。しかし、従来例にお
いては、この再生クロックを作成することができないた
め、一般的な受信機への適用が不可能であった。
【0007】この発明は上記のような欠点を解決するた
めになされたもので、マンチェスタ符号の復号にあた
り、DUTY比が50%を維持できない場合、DUTY補正回路を
用いて波形歪みを補正し、補正された受信信号を用いて
復調を行うことで、再生クロックと復調信号を出力する
ことを目的とする。また、復調部の入力端において波形
歪みの補正を行うことで、より精度の高い再生クロック
を作成することを目的とする。また、精度の高い再生ク
ロックと波形歪みが補正された信号を用いて復調を行う
ことで、ビット誤り率の低い復調を実現することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるDUTY補
正回路は、マンチェスタ符号化された信号を受信する受
信手段と、受信手段が受信した“Hレベル”または“Lレ
ベル”の継続時間を観測する観測手段と、観測結果に基
づいて波形歪みを検出する波形歪み検出手段と、前記波
形歪み検出手段で波形歪みが検出された場合に波形歪み
発生期間、受信信号を反転することにより波形の補正を
行う波形補正手段とを備えたものである。
【0009】第2の発明によるDUTY補正回路は、前記波
形歪み検出手段が、受信信号の波形とリファレンス波形
を比較することにより波形歪みを検出するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は実施の形態
1によるDUTY補正回路の構成を示す図である。図2はNR
Z符号とマンチェスタ符号の関係を説明する図である。
また、図3は実施の形態1によるDUTY補正回路の動作を
示す図である。図1において、1はマンチェスタ符号化
された受信信号が入力される入力端子、2は受信信号の
エッジを検出し、エッジが検出された場合に後段に接続
されたカウンタにリセットパルスを出力し、また、後段
に接続された波形歪み検出回路4にエッジ検出パルスを
出力するエッジ検出回路、3は常時動作し、前段に接続
されたエッジ検出回路2から出力されるリセットパルス
を用いてリセットを行うカウンタ、4はカウンタ3の出
力値と内部に設定された設定値とエッジ検出回路2から
出力されるエッジ検出パルスを用いて波形歪みと判断し
た場合に“H"を出力し、その他の場合には“L"を出力す
る波形歪み検出回路、5は波形歪み検出回路から出力さ
れるセレクタ信号にもとづいて入力信号を選択すること
で波形歪みを補正するセレクタ、6は波形歪みが補正さ
れた受信信号(以下、補正信号と呼ぶ)を出力する出力
端子、7は反転回路である。
【0011】動作について図1〜図3を参照して説明す
る。NRZ信号からマンチェスタ信号への変換にあたって
は、NRZ信号“0”をマンチェスタ信号の“01”、NRZ
信号“1”の場合をマンチェスタ信号の“10”とす
る。また、図2、図3においては説明を簡単にするため
に、1シンボル当たり8サンプルしているが、システム
に合わせてサンプル数は任意に設定しても(サンプル数
を増減させても)良い。また、本実施の形態において
は、図1に示したカウンタは説明を簡単にするために、
リセットパルスによるカウンタのリセット値を“1”と
する。
【0012】まず、図2を用いて受信信号の形状につい
て説明する。前述のように、マンチェスタ符号の場合で
は、例えばNRZ信号で“1”を送信する場合にはマンチ
ェスタ符号では“10”となり、また“0”を送信する
場合では“01”となる。従って、送信NRZ信号のパタ
ーンによって、“Hレベル”または“Lレベル”の継続時
間(以下、パルス幅)は4または8サンプル分に一意に
決定されることになる。従って、パルス幅が4または8
でなかった場合には波形歪みと判定できる。従って波形
歪み検出回路における設定値を、設定値1:4サンプ
ル、設定値2:8サンプルとする。実際には送受信のク
ロックが非同期であるため、エッジには前後1サンプル
程度のジッタを持つことになるため、設定値には1サン
プル分のマージンを与えるが、ここでは説明を簡単にす
るためにマージンなしで説明する。
【0013】図1、図3を用いてDUTY補正回路の動作を
説明する。まずパルス幅が設定値より大きくなった場合
について説明する。エッジ検出回路2において、図3に
示されたエッジ3が検出されたとする。カウンタ3では
エッジ検出回路2から出力されるリセットパルスにより
カウンタをリセットする。カウンタ出力が1〜8の間は
波形歪み検出回路4からはセレクタ信号“L"が出力さ
れ、セレクタ5では受信信号を選択して出力する。そし
て、カウンタ出力が“9"となった場合、波形歪み検出回
路4ではカウンタ出力が設定値2以上となったことから
波形歪みと判断し、セレクタ信号“H"を出力する。セレ
クタ5では受信信号の反転信号を選択して出力する。こ
れにより、受信信号の“H"が強制的に“L"となるため、
補正信号のDUTY比が改善されたことになる。
【0014】次にパルス幅が設定値より小さくなった場
合について説明する。エッジ検出回路2において、図3
に示されたエッジ1が検出されたとする。カウンタ3で
はエッジ検出回路から出力されるリセットパルスにより
カウンタをリセットする。カウンタ出力が1〜3の間は
波形歪み検出回路4からはセレクタ信号“L"が出力さ
れ、セレクタ5では受信信号を選択して出力する。次サ
ンプルにおいてはエッジ検出回路2からエッジ検出パル
スが出力され、また、カウンタ3はリセットされる。波
形歪み検出回路4ではカウンタが“3”(設定値1以
下)の時に次エッジが来たと判断し、波形歪みと判断し
セレクタ信号“H"を出力する。セレクタ5では受信信号
の反転信号を選択して出力する。これにより、受信信号
の“L"が強制的に“H"となるため、受信信号のDUTY比が
改善されたことになる。また、この場合、歪み補正を行
っている間、カウンタの動作を停止させるために波形歪
み検出回路4からカウンタ3に対してDISABLE信号を出
力する。
【0015】このように受信マンチェスタ信号のDUTY比
が50%を維持できない場合でも本DUTY補正回路を使用す
ることで、補正信号は50%近傍となり、より精度の高い
再生クロックを作成することができる。また、精度の高
い再生クロックと波形歪みが補正された信号を用いて復
調を行うことで、ビット誤り率の低い復調が可能とな
る。
【0016】実施の形態2.図4は発明の実施の形態2
によるDUTY補正回路の構成を示す。図5は図4に記載さ
れた変換器の構成図である。図6は図4に示す相関器に
おいてパターン検出用に設定される検出パターンを示す
図である。図4、図5において、11はマンチェスタ符
号化された受信信号が入力される入力端子、12は入力
信号を1クロック分遅延させる遅延素子、13は受信信
号系列と予め設定されたパターンの相関を求め、受信信
号系列と予め設定されたパターンが一致した場合に変換
器14に対してセレクタ信号“H"を、それ以外の場合に
はセレクタ信号“L"を出力する相関器であり、14は相
関器出力から出力されるセレクタ信号に従い、入力信号
または入力信号の反転信号を出力するの変換器である。
変換器14は遅延素子12、反転回路15、セレクタ1
6で構成される。
【0017】本実施の形態においても説明を簡単にする
ために、1シンボル当たり8サンプルとする。また、本
実施の形態においては、DUTY補正回路の一例として、パ
ルス幅が設定値より小さくなった場合に動作する例で説
明する。実施の形態1の場合と同様に、受信信号におけ
るパルス幅は4または8サンプル分となる。従って、パ
ルス幅が4サンプル以下の場合には波形歪みと判定でき
る。実際には送受信のクロックが非同期であるため、エ
ッジには前後1サンプル程度のジッタを持つことになる
ため、設定値には1サンプル分のマージンを与えるが、
ここでは説明を簡単にするためにマージンなしで説明す
る。図6に相関器においてパターン検出用に設定される
検出パターンを示す。図6において例えばパターン1は
波形歪みによって“Hレベル”が2サンプルとなった場
合を検出するためのパターンである。
【0018】図4、図5、図6を用いてDUTY補正回路の
動作の説明を行う。入力端子11から受信信号が入力さ
れる。時刻Tにおいて相関器13では入力された受信信
号系列とパターン検出用に予め設定された検出パターン
との相関を求める。一致するパターンがない場合には、
セレクタ信号“L"を出力する。変換器14においては、
セレクタ信号が“L"であったため入力信号を1サンプル
分遅延して出力する。従って時刻(T+1)においては、
時刻Tにおける受信信号系列を1サンプル分遅延させた
ものとなる。次に、時刻Tにおいて受信信号系列がパタ
ーン2と一致した場合、本来4サンプル分“Hレベル”
となるパルスが3サンプル分となっていると判定する。
よって、相関器13は変換器14に対してセレクタ信号
“H"を出力する。変換器14ではセレクタ信号が“H"で
あったためデータ系列中のD8を反転して出力する。これ
により時刻(T+1)においては“Hレベル”となるパル
スが4サンプル分となり、波形歪みが補正された受信信
号系列となる。これにより、受信信号のDUTY比が改善さ
れたことになる。
【0019】また、時刻Tにおいて受信信号系列がパタ
ーン1と一致した場合、本来4サンプル分“Hレベル”
となるパルスが2サンプル分となっていると判定する。
よって、相関器13は変換器14に対してセレクタ信号
“H"を出力し、変換器14ではデータ系列中のD8を反転
して出力する。これにより時刻(T+1)においては“H
レベル”となるパルスが3サンプル分となる。この場
合、時刻(T+1)においては受信信号系列がパターン2
と一致するため、再度同様の処理を行い、これにより時
刻(T+2)においては“Hレベル”となるパルスが4サ
ンプル分となり、波形歪みが補正された受信信号系列と
なる。
【0020】実施の形態1と同様に、このように受信マ
ンチェスタ信号のDUTY比が50%を維持できない場合でも
本DUTY補正回路を使用することで、補正信号は50%近傍
となり、より精度の高い再生クロックを作成することが
できる。また、精度の高い再生クロックと波形歪みが補
正された信号を用いて復調を行うことで、ビット誤り率
の低い復調が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1によるDUTY補正回路の構成を示
す。
【図2】 NRZ符号とマンチェスタ符号の関係を説明す
る図である。
【図3】 実施の形態1によるDUTY補正回路の動作を示
す。
【図4】 実施の形態2によるDUTY補正回路の構成を示
す。
【図5】 図4に記載された変換器の構成図、
【図6】 図4に記載の相関器においてパターン検出用
に設定される検出パターンを示す図である。
【図7】 従来の復調回路の構成を模式的に表した図で
ある。
【図8】 従来の復調回路の復調動作を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 マンチェスタ符号化された受信信号が入力される入
力端子 2 エッジ検出回路 3 カウンタ 4 波形歪み検出回路 5 波形歪みを補正するセレクタ 6 補正信号を出力する出力端子 7 反転回路 11 マンチェスタ符号化された受信信号が入力される
入力端子 12 入力信号を1クロック分遅延させる遅延素子 13 相関器 14 変換器 15 反転回路 16 セレクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−127142(JP,A) 特開 平11−88447(JP,A) 特開 平4−290305(JP,A) 特開 平9−139659(JP,A) 特公 平7−7918(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 25/49 H03K 5/04 H03M 5/12 H04L 25/03

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンチェスタ符号化された信号を受信す
    る受信手段と、受信手段が受信した“Hレベル”または
    “Lレベル”の継続時間を観測する観測手段と、観測結
    果に基づいて波形歪みを検出する波形歪み検出手段と、
    前記波形歪み検出手段で波形歪みが検出された場合に波
    形歪み発生期間、受信信号を反転することにより波形の
    補正を行う波形補正手段とを備えたことを特徴とするDU
    TY補正回路。
  2. 【請求項2】 前記波形歪み検出手段は、受信信号の波
    形とリファレンス波形を比較することにより波形歪みを
    検出することを特徴とする請求項1に記載のDUTY補正回
    路。
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