JP3479154B2 - 信号弁別回路 - Google Patents

信号弁別回路

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JP3479154B2 JP10295795A JP10295795A JP3479154B2 JP 3479154 B2 JP3479154 B2 JP 3479154B2 JP 10295795 A JP10295795 A JP 10295795A JP 10295795 A JP10295795 A JP 10295795A JP 3479154 B2 JP3479154 B2 JP 3479154B2
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    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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    • G01R19/16528Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values using digital techniques or performing arithmetic operations
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/08Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
    • H03K5/082Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、未知の振幅のデジタ
ル信号の弁別回路に関する。特に伝送線路等における波
形歪みのある未知振幅の信号波形からデジタル信号に正
規化する弁別回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に従来の信号弁別回路40の一構成
例を示す。図5は信号弁別回路40に与える被測定信号
100の波形図の一例を示す。ここで、被測定信号10
0は、未知の振幅の2値のアナログ信号であって、クロ
ック200信号のレートで発生しているものとし、ほぼ
一定したマーク率のパターンが印加されているものと仮
定する。また、クロック200と被測定信号100と
は、フリップフロップ44の入力端で遅延回路48によ
り、所望のタイミング関係に予め調整されているものと
仮定する。
【0003】信号弁別回路40の構成は、正ピーク検出
部52と、負ピーク検出部54と、加算部56と、コン
パレータ42と、フリップフロップ44と、遅延回路4
8とで成る。正ピーク検出部52は、被測定信号100
の正ピーク電圧Pposを検出し積分し、加算部56の一
方の入力端に供給する。負ピーク検出部54は、被測定
信号100の負ピーク電圧Pnegを検出し積分し、加算
部56の他方の入力端に供給する。加算部56では、両
者を加算して1/2した電圧Vcmp=1/2(Ppos+P
neg)をコンパレータ42の負入力端に供給する。即
ち、ハイレベルVhiとローレベルVlowの中間電圧をコ
ンパレータ42のスレッショルド・レベル電圧Vcmpと
して与える。
【0004】コンパレータ42は、被測定信号100を
電圧Vcmpで弁別してデジタル2値信号に変換した後、
フリップフロップ44のD入力端に供給する。フリップ
フロップ44は、クロック200によりリタイミングし
正規化されたパターンデータ120を外部に出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンパレー
タ42へのスレッショルド・レベル電圧Vcmpの生成回
路において、安定したスレッショルド・レベル電圧Vcm
pを生成できない場合がある。即ち、図5に示すよう
に、オーバーシュート波形90があるとすると、ハイレ
ベルの電圧は、このピーク電圧をハイレベル電位として
検出してしまう。この結果、偏ったスレッショルド・レ
ベル電圧Vcmpが生成されてしまい、安定したコンパレ
ータ42の動作点とはならなくなり、最適な弁別動作が
期待出来ないという不具合を生じる場合があり、利用上
の難点があった。
【0006】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、被測定信号100が発生するマーク率の変動が小さ
い場合には、スレッショルド・レベルを変えることでハ
イレベル/ローレベルの位置でマーク率の急峻な変化と
して捕らえる点に着目して、被測定信号100より充分
広い電圧範囲のスレッショルド・レベルを与えてマーク
率を測定し、これから被測定信号100のハイレベル/
ローレベルの電圧値を特定し、これによって最適スレッ
ショルド・レベルを求めるて、常に安定した最適スレッ
ショルド・レベルで弁別可能な弁別回路を実現すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】第1図と第2図は、本発明
による第1の解決手段を示している。上記課題を解決す
るために、本発明の構成では、DA変換器12により被
測定信号100より広い電圧範囲のスレッショルド・レ
ベル電圧値をコンパレータ42に与えて、単位時間T0
毎のマーク率を測定するマーク率検出部30手段を設
け、前記で求めたマーク率分布から、マーク率が急峻に
変化する2カ所を平均ハイレベル電位と平均ローレベル
電位位置として特定し、これら平均ハイレベル電位と平
均ローレベル電位から最適なるスレッショルド・レベル
電圧値Vbestを算出し、DA変換器12に設定制御する
弁別制御部20手段を設ける構成手段にする。これによ
り、未知の電圧振幅の被測定信号100を受けて、DA
変換器12にスレッショルド・レベル電圧を与えてコン
パレータ42で被測定信号100を安定な最適スレッシ
ョルド・レベルで弁別する弁別回路を実現する。
【0008】第2図は、本発明による第2の解決手段を
示している。上記課題を解決するために、本発明の構成
では、コンパレータ42で弁別した信号をクロック20
0信号でリタイミングしてマーク率検出部30手段に供
給するリタイミング手段44を設け、DA変換器12に
より被測定信号100より広い電圧範囲のスレッショル
ド・レベル電圧値をコンパレータ42に与えて、単位時
間T0毎のマーク率を測定するマーク率検出部30手段
を設け、前記で求めたマーク率分布から、マーク率が急
峻に変化する2カ所を平均ハイレベル電位と平均ローレ
ベル電位位置として特定し、これら平均ハイレベル電位
と平均ローレベル電位から最適なるスレッショルド・レ
ベル電圧値Vbestを算出し、DA変換器12に設定制御
する弁別制御部20手段を設ける構成手段にする。
【0009】第1のマーク率検出部30手段としては
積分回路32とAD変換器34によりハイレベル/ロー
レベルの割合をマーク率として検出する構成手段があ
る。また第2のマーク率検出部30手段としては クロ
ック200信号でリタイミングしたハイレベルあるいは
ローレベル信号の発生回数を単位時間T0毎のマーク率
とした構成手段がある。
【0010】
【作用】クロック200信号でリタイミングしたハイレ
ベルあるいはローレベル信号の発生回数を単位時間T0
毎にカウントすることで現在のスレッショルド・レベル
におけるマーク率とした検出する作用がある。また、積
分回路32とAD変換器34によりハイレベル/ローレ
ベルの割合を量子化するマーク率検出部30において
も、現在のスレッショルド・レベルにおけるマーク率と
して検出する作用がある。
【0011】弁別制御部20は、未知の電圧振幅、未知
のマーク率で発生する被測定信号100を受けて、被測
定信号100より充分広い電圧範囲の電圧信号をDA変
換器12のスレッショルド・レベル電位を与えてコンパ
レータ42で弁別し、これをマーク率検出部30でマー
ク率を測定し、この測定を順次DA変換器12のスレッ
ショルド・レベル電位を変えながら繰り返し測定してマ
ーク率分布を求める。この分布データからマーク率が急
峻に変化する2カ所を平均ハイレベル電位と平均ローレ
ベル電位位置として特定し、これから最適なるスレッシ
ョルド・レベル電圧値Vbestを求め、これをDA変換器
12に設定することで、被測定信号100の波形状態に
依存しない常に安定した信号弁別機能を実現できる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例は、クロック200信号の周
期単位で変化する未知の電圧振幅の被測定信号100を
受けて、被測定信号100を弁別する弁別回路の例であ
る。本発明では、コンパレータ42に与えるスレッショ
ルド・レベル電圧を入力される被測定信号100波形の
振幅より充分広い範囲のスレッショルド・レベル電圧範
囲を順次変えながらマーク率を測定し、このマーク率分
布データからハイレベルとローレベル位置を明確に特定
し、これから、最適なるスレッショルド・レベル電圧値
Vbestを得て、これをスレッショルド・レベルとして設
定することで、常に安定した弁別回路を実現する。
【0013】図1は、本発明による最適スレッショルド
・レベルで弁別可能な弁別回路の構成図の一実施例であ
る。被測定信号100は、未知の電圧振幅の信号とし、
未知のほぼ一定したマーク率で発生している信号と仮定
する。この被測定信号100波形のハイレベルのマーク
率を測定する為、スレッショルド・レベル電圧を充分低
い電圧Vminを与え、順次充分高い電位Vmax迄変えて各
々のマーク率データを測定する。
【0014】先ず、弁別制御部20から一致検出回路1
4の一方の入力端にローレベルの固定信号22を供給し
ておく。そして、弁別制御部20からDA変換器12に
最小電圧Vminを設定する。始めは最小電圧Vminである
から、コンパレータの弁別後のリタイミング出力データ
44datは常時ハイレベルであり、これを一致検出回路
14に供給して得られる出力信号14datも常時ハイレ
ベルである。
【0015】マーク率検出部30の内部構成は、パルス
化部16と、パルスカウンタ18と、ラッチレジスタ1
9で成る。パルス化部16では、上記出力信号14dat
を受けて、クロック200によりパルス信号に変換した
後、パルスカウンタ18のクロック入力端に供給して計
数する。このパルスカウンタ18は、単位時間T0毎に
入力パルス数を計数するカウンタであって、被測定信号
100であるビットストリームのマーク率を平均化でき
る程度となる例えば16ビット長のカウンタを使用す
る。
【0016】弁別制御部20からのカウントイネーブル
信号23は、単位時間T0期間のカウントイネーブル信
号をパルスカウンタ18に供給して計数させる。このカ
ウント値は、ロードパルス24によりラッチレジスタ1
9へラッチ保持させた後初期化クリヤされる。ラッチレ
ジスタ19がラッチしたデータは、弁別制御部20のメ
モリ26に順次格納保存される。その後、弁別制御部2
0がDA変換器12に与える次のスレッショルド・レベ
ル電圧に変えた後に、次の単位時間T0期間のカウント
イネーブル信号23を出す。これらの測定動作を順次繰
り返して各スレッショルド・レベル毎のカウントデータ
を取得する。
【0017】同様にして、今度は、被測定信号100波
形のローレベルのマーク率を測定する為、弁別制御部2
0から一致検出回路14の一方の入力端にハイレベルの
固定信号22を供給しておいた後、スレッショルド・レ
ベル電圧を充分高い電圧Vmaxを与え、順次充分低い電
位Vmin迄変えて各々のカウントデータを測定する。
【0018】これらによって取得したカウントデータを
メモリ26から読みだしてT0期間で除した値がマーク
率となる。このマーク率分布図を図3に示す。分布曲線
81はハイレベルのマーク率であり、分布曲線82はロ
ーレベルのマーク率曲線である。この図でマーク率が急
峻に変化する電位83が平均ハイレベル電位であり、電
位84が平均ローレベル電位位置として識別できる。こ
れから、コンパレータ42に与える最適なスレッショル
ド・レベル電圧は、両者の1/2の電位85が、最適な
スレッショルド・レベル電圧として求まる。
【0019】このようにして、被測定信号100波形に
依存しない、常に安定した最適スレッショルド・レベル
で弁別可能な弁別回路を実現できることとなる。
【0020】上記実施例の説明では、被測定信号100
波形のハイレベルのマーク率を測定し、またローレベル
のマーク率を測定する場合で説明していたが、一方のマ
ーク率は、1−(マーク率)の演算から他方を求めても
よく、この場合は、一致検出回路14を削除して、リタ
イミング出力データ44datを直接マーク率検出部30
に供給しても良く、同様にして実施できる。
【0021】上記実施例の説明では、被測定信号100
がクロック200周期で変化する場合であって、フリッ
プフロップ44でリタイミング出力データ44datをマ
ーク率検出部30に供給する場合で説明していたが、所
望により被測定信号100が未知の周期で変化する信号
であってクロック200入力が無く、フリップフロップ
44を削除した構成の場合でも、図2に示すマーク率検
出部30の構成例のように積分回路32とAD変換器3
4によりハイレベル/ローレベルの割合をマーク率とし
て測定することで、同様のマーク率分布が取得でき、こ
れから最適なスレッショルド・レベルを特定することが
でき、実施可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。ク
ロック200信号でリタイミングしたハイレベルあるい
はローレベル信号の発生回数を単位時間T0毎にカウン
トすることで現在のスレッショルド・レベルにおけるマ
ーク率とした検出する効果がある。また、積分回路32
とAD変換器34によりハイレベル/ローレベルの割合
を量子化するマーク率検出部30においても、現在のス
レッショルド・レベルにおけるマーク率として検出する
効果がある。
【0023】弁別制御部20は、未知の電圧振幅、未知
のマーク率で発生する被測定信号100を受けて、被測
定信号100より充分広い電圧範囲の電圧信号をDA変
換器12のスレッショルド・レベル電位を与えてコンパ
レータ42で弁別し、これをマーク率検出部30でマー
ク率を測定する。これらの測定動作を順次DA変換器1
2のスレッショルド・レベル電位を変えながら繰り返し
測定してマーク率分布を求め、この分布データからマー
ク率が急峻に変化する2カ所を平均ハイレベル電位83
と平均ローレベル電位84位置として特定識別する効果
がある。これら平均ハイレベル電位83と平均ローレベ
ル電位84から、最適なるスレッショルド・レベル電圧
値Vbestを設定でき、被測定信号100波形に依存しな
い常に安定した最適な信号弁別回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、最適スレッショルド・レベルで弁別
可能な弁別回路の一実施例である。
【図2】本発明の、積分回路とAD変換器でマーク率検
出部30を構成した弁別回路の一実施例である。
【図3】本発明の、被測定信号100を測定したマーク
率分布図を説明する図である。
【図4】従来の、信号弁別回路40の一構成例である。
【図5】被測定信号100のオーバーシュートを有する
入力波形の一例である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 未知の電圧振幅の被測定信号(100)
    を受けて、DA変換器にスレッショルド・レベル電圧を
    与えてコンパレータで被測定信号(100)を弁別する
    弁別回路において、 DA変換器により被測定信号(100)より広い電圧範
    囲のスレッショルド・レベル電圧値をコンパレータに与
    えて、単位時間T0毎のマーク率を測定するマーク率検
    出部手段を設け、 前記で求めたマーク率分布から、マーク率が急峻に変化
    する2カ所を平均ハイレベル電位と平均ローレベル電位
    位置として特定し、これら平均ハイレベル電位と平均ロ
    ーレベル電位から最適なるスレッショルド・レベル電圧
    値を算出し、DA変換器に設定制御する弁別制御手段を
    設け、 以上を具備していることを特徴とした信号弁別回路。
  2. 【請求項2】 クロック(200)信号の周期単位で変
    化する未知の電圧振幅の被測定信号(100)を受け
    て、DA変換器にスレッショルド・レベル電圧を与えて
    コンパレータで被測定信号(100)を弁別する弁別回
    路において、 コンパレータで弁別した信号をクロック(200)信号
    でリタイミングしてマーク率検出部手段に供給するリタ
    イミング手段を設け、 DA変換器により被測定信号(100)より広い電圧範
    囲のスレッショルド・レベル電圧値をコンパレータに与
    えて、単位時間T0毎のマーク率を測定するマーク率検
    出部手段を設け、 前記で求めたマーク率分布から、マーク率が急峻に変化
    する2カ所を平均ハイレベル電位と平均ローレベル電位
    位置として特定し、これら平均ハイレベル電位と平均ロ
    ーレベル電位から最適なるスレッショルド・レベル電圧
    値を算出し、DA変換器に設定制御する弁別制御手段を
    設け、 以上を具備していることを特徴とした信号弁別回路。
  3. 【請求項3】 マーク率検出部手段は、 積分回路(32)とAD変換器(34)によりハイレベ
    ル/ローレベルの割合をマーク率として検出する請求項
    1、2記載の信号弁別回路。
  4. 【請求項4】 マーク率検出部手段は、 クロック(200)信号でリタイミングしたハイレベル
    あるいはローレベル信号の発生回数を単位時間(T0)
    毎のマーク率とした検出手段の請求項2記載の信号弁別
    回路。
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