JP3790731B2 - 複数のインタポレータを使用し相対的に低いサンプリングレートでのデータリカバリ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、データリカバリ方法及び関連の回路、より具体的には、データレートより低いサンプリングレートを可能にする複数のインタポレータを有するデータリカバリ方法及び関連の回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、高度な電子技術が発展するに連れて、情報の伝達及び交換は、デジタル信号伝送を介して非常に高速で行われている。例えば、デジタル・バーサトル・ディスク（ＤＶＤ）内の情報は、ＤＶＤドライブによって読取られ、データ処理はデジタル信号により行われる。実際に、コンピュータシステム内の様々なコンポーネント間の信号通信は全て、データバスを介するデジタル信号により容易にされている。更に、いたるところにあるコンピュータシステム間のコンピュータネットワーク及びインターネットを介する情報交換も、デジタル信号により処理される。
【０００３】
図１に示す連続波形図を参照するに、図１は時間を横軸にとり、もとのアナログ信号１０はデジタルデータ１４の搬送波として機能しているものとして示す。もとのアナログ信号１０は、ＤＶＤ光ピックアップ、データバスからの信号、又は、通信又はインターネットシステムにおける任意の他の電子信号であってよい。データクロック１２に支援されて、もとのアナログ信号１０の振幅はデジタルデータ１４の情報を運ぶよう変調される。データクロック１２は所定の時間長Ｔ０を有する複数のデータ期間を含む。各データ期間は、デジタルデータ１４における１ビットに相当し、ビットレベルはもとのアナログ信号１０の対応する振幅によって決められる。図１を参照するに、ｔ１、ｔ２、ｔ３等といったデータクロック１２のパルスの立ち上がりによって決められる特定の時間において、対応するデジタルデータ１４は、もとのアナログ信号１０の振幅が、通常はゼロレベルである所定の基準レベルＬ０より高いか否かによって決められる。
【０００４】
例えば、時間ｔ１においてもとのアナログ信号１０の振幅は基準レベルＬ０より高いので、対応するデジタルデータ１４のビットレベルＤ１は、「１」である。このことは、ビットレベルＤ２に対しても同じであり、時間ｔ２において「１」の値を有する。しかし、もとのアナログ信号１０の振幅は時間ｔ６及びｔ８においては基準レベルＬ０より低いので、デジタルデータ１４の対応するビットレベルＤ６及びＤ８は「０」である。従って、データクロック１２に支援されて、もとのアナログ信号１０の振幅は、デジタルデータ１４のビットレベルに対応付けられる。
【０００５】
実際には、もとのアナログ信号が唯一分析される信号である状況もある。例えば、もとのアナログ信号が、小型のディスクドライブ内の光ピックアップから来る場合、直ぐに利用できるデータクロックはない。同じような状況が、伝送のための信号がもとのアナログ信号しかない通信システムにおいても発生する。この理由から、データリカバリ回路を使用して、もとのアナログ信号からデジタルデータを抽出しなければならない。図２に、従来技術のデータリカバリ回路２０の回路ブロック図を示す。従来技術のデータリカバリ回路２０は、サンプラ２２、インタポレータ２４、計算モジュール２６、及び、データ回路２８を含む。データリカバリ回路２０はデジタル回路である。サンプラ２２は、図１に示すもとのアナログ信号１０と同一の種類の信号であるアナログ入力信号１６を、サンプリングクロック１８によって決められるサンプリング周波数で離散的なサンプリング信号２３に変換するよう使用される。サンプリングクロック１８は入力信号１６のデータクロックと同期されていないので、インタポレータ２４を使用してサンプリング信号２３を、入力信号１６に対応するデータクロックに支援される重み付け補間処理を介して、出力信号２５に変換する。出力信号２５、即ち、入力信号１６から回復された信号は、入力信号１６に対応するデータクロックと同期される。その後、コンパレータ、クリッパ等であってよいデータ回路２８による信号処理によって、入力信号１６からデジタルデータが回復される。インタポレータ２４の重み付け補間処理は、出力信号２５のフィードバックを介し計算モジュール２６によって生成される制御語３０によって制御される。
【０００６】
従来技術のデータリカバリ回路２０の動作をよりよく理解するために、図３に関連の信号の波形クロック図を示し、ここでは時間を横軸にとる。これらの波形図は、上から下に向かって、データクロック１２、入力信号１６、及び、サンプリングクロック１８に対応する。上述したように、データリカバリ回路２０は、もとのデータクロック１２に支援されることなく入力信号１６から直接デジタルデータを回復しなければならない。入力信号１６の波形は、図３中、点状の曲線として示す。図３のサンプリングクロック１８は、１／Ｔｐｓのサンプリング周波数に対応する所定の期間Ｔｐｓを有する複数のサンプリング期間を含むものとして示される。全てのサンプルは、サンプリング時間ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３等に関連付けられる。サンプリングクロック１８のトリガ制御を使用して、サンプラ２２は入力信号１６を、図３に示すように、離散的な時間信号であるサンプリング信号２３に変換することが可能にされる。しかし、データリカバリ回路２０内においてデータクロック１２を基準信号として使用しないと、サンプリングクロック１８は実際にはデータクロック１２とは同期されていない。従って、インタポレータ２４の主な機能は、サンプリング２３をシフトさせて、依然として離散的な時間信号ではあるが、重み付け補間処理を介してデータクロック１２と同期される出力信号２５にすることである。出力信号２５をうまく使用して、データ回路２８は、入力信号１６からデジタルデータを抽出することができる。
【０００７】
サンプリング信号２３から出力信号２５を回復するために、インタポレータ２４は、制御語３０をパラメータとして使用し、補間の処理を制御する。従来技術では、各サンプリング期間は、実際には、関連のサンプリング期間と最近のデータ期間との時間差に等しい位相差を推定するのに使用される制御語を有する。データリカバリ回路２０は、もとのデータクロック１２を使用することができないが、計算モジュール２６は、フィードバック制御信号としての出力信号２５にアクセスすることができる。サンプリングクロック１８とデータクロック１２間の対応する位相差の推定と、各サンプリング期間に対応する制御語は、オーバサンプリングレート（ＯＳＲ）調節と合わせて位相誤差検出に支援されて得ることができる。他の周知の従来技術の処理も使用されるが、明瞭のために、ここでは繰り返さない。計算モジュール２６によって制御語３０が生成された後、時間ｔａ１におけるサンプリング期間に対応する制御語ｍｐ１を使用して、そのサンプリング期間と時間ｔ１におけるデータ期間との位相差を推定する。同様に、制御語ｍｐ２を使用して、時間ｔａ２におけるサンプリング期間と時間ｔ２におけるデータ期間との位相差を推定する。しかし、時間ｔａ４において、対応するサンプリング期間に最も近いデータ期間は、時間ｔ３に位置するので、制御語ｍｐ４は、時間ｔａ４におけるサンプリング期間とｔ３におけるデータ期間との間の位相差を推定するのに使用される。
【０００８】
計算モジュール２６からの制御語３０がインタポレータ２４に入力された後、インタポレータ２４は、サンプリング信号２３に行われる重み付け補間処理によって出力信号２５を生成することができる。例えば、時間ｔ１における出力信号の振幅は、時間ｔａ１における制御語ｍｐ１に基づき、以下の重み付け補間式によって計算することができる。
【０００９】
【数１】

ただし、ｙ（ｔ１）は、出力信号２５の時間ｔ１における振幅であり、ｗ（〜）は、シンク関数といった所定の重み付け関数であり、これは、sinc (x) = sin (nx) / (nx)として定義付けられ、ｘ（〜）は、サンプリング信号２３の振幅である。Ｎ１及びＮ２は、加法の上限と下限を定義付ける整数である。つまり、時間ｔ１における出力信号は、時間ｔａ１におけるサンプリング信号２３、即ち、ｘ（ｔａ１）と重み付け関数ｗ（ｍｐ１）との積、時間ｔａ２におけるサンプリング信号２３、即ち、ｘ（ｔａ１＋Ｔｐｓ）と重み付け関数ｗ（ｍｐ１−Ｔｐｓ）との積、及び、時間ｔａ３におけるサンプリング信号２３、即ち、ｘ（ｔａ１＋２Ｔｐｓ）と重み付け関数ｗ（ｍｐ１−２Ｔｐｓ）との積等の合計により計算される。同様に、時間ｔ２における出力信号は、ｔａ１とｍｐ１をｔａ２とｍｐ２にそれぞれ置き換えた同様の手順により計算することができる。上述の処理に基づいて、インタポレータ２４は、サンプリング信号２３から出力信号２５を生成することができる。
【００１０】
従来技術のデータリカバリ回路２０はデジタル回路によって実現することができる。しかし、従来技術では、１つのサンプリング期間は１つの制御語を予測するのにしか使用できない。制御語はサンプリング期間と最近のデータ期間との位相差を推測するのに使用される。従って、１つのサンプリング期間の継続時間Ｔｐｓは、１つのデータ期間の継続時間Ｔ０よりも長くてはならない。１つのサンプリング期間の継続時間Ｔｐｓが１つのデータ期間の継続時間Ｔ０より長い場合、１つのサンプリング期間は、１つ以上のデータ期間に対応する。１つの制御語しか、１つのデータ期間に対応する出力信号２５の振幅を推定することができないので、他のデータ期間は、出力信号２５を生成するための対応する制御語を有さなくなる。従って、従来技術のデータリカバリ回路２０のインタポレータ２４は、各対応するデータ期間から完全に出力信号２５を回復することができない。従って、サンプリング期間は、データ期間より長くてはならない。つまり、サンプリングクロックのサンプリング周波数は、データクロックの周波数より高くなくてはならない。デジタルデータの高速演算、アクセス、及び、伝送に対する需要が高くなってきているので、データ期間は短くなり、データクロックの周波数クロックは高くなってきている。従って、一層高いサンプリング周波数が必要とされている。この結果、従来技術のデータリカバリ回路は、電磁妨害、及び、他の関連の寄生作用といった高周波動作の副作用の影響を受ける。従来技術のもう１つの不利点は、高周波回路用の複雑な回路設計であり、これは、回路設計及び生産の両方の費用が高くなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、従来技術の問題を解決するべく、データクロック周波数より低いサンプリング周波数を有するデータリカバリ回路を提供することを主要な目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対応する入力信号からデジタルデータを回復するデータリカバリ方法であって、所定のサンプリング周波数を有するサンプリングクロックを最初に選択する段階を含み、サンプリングクロックは複数のサンプリング期間を含む。次に、各サンプリング期間において少なくとも１つの制御語を計算する段階を含み、各制御語は、サンプリング期間と対応するデータ期間との位相差を推定するのに使用される。最後に、対応する制御語によりデータクロックの各データ期間における入力信号のもとの振幅と、サンプリングクロックの各サンプリング期間における入力信号の振幅とを計算して、デジタルデータを回復する段階を含む。
【００１３】
本発明の１つの実施例では、データリカバリ回路は、サンプラ、第１のインタポレータ、第２のインタポレータ、計算モジュール、及び、データバッファユニットを含む。計算モジュールは更に、第１の計算ユニット及び第２の計算ユニットを含む。
【００１４】
本発明の利点は、データリカバリ回路が、データクロック周波数より高いサンプリング周波数、及び、関連の高価な高周波コンポーネントを必要とすることなく、出力信号を抽出することができる点である。
【００１５】
本発明の上記及び他の目的は、当業者には、以下に様々な図面に示す好適な実施例の説明を読んだ後に間違いなく明らかとなろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の幾つかのサンプル実施例を以下に詳細に示す。しかし、本発明は、例示的に説明する実施例以外の他の様々な実施例によっても実施可能であり、本発明の範囲は、特許請求の範囲に特定される以外は制限されないことを理解すべきである。
【００１７】
図４に、データリカバリ処理における関連の信号のスペクトルプロットを示し、横軸に周波数尺度をとり、縦軸に信号尺度をとる。もとのアナログ信号、即ち、デジタルデータ搬送波の波形のスペクトル１０ｆは、ＢＷの帯域幅を有し、ｆｃの最高周波数を有するものとして示される。もとのアナログ信号のデジタルデータに対応するデータクロックの周波数はｆｄである。図１に示すように、もとのアナログ信号の符号化変調の後、もとのアナログ信号波形１０の変更速度は、データクロック１２の変更速度より遅い。例えば、データクロック１２が１つの期間を経験する間に、もとのアナログ信号の波形１０は時間ｔ１から時間ｔ２にかけてゆっくりと増加しているに過ぎない。これは、もとのアナログ信号の帯域幅ＢＷは、対応するデータ期間の周波数ｆｄよりかなり低いことを意味する。サンプリング定理とも知られるナイキストの定理によると、第１の信号が第２の信号のサンプリングによって回復されるべき場合、サンプリング周波数は第２の信号の帯域幅の少なくとも２倍は高くなくてはならない。この理由から、図４に示すように、ナイキストの定理によると最も低いサンプリング周波数である周波数ｆＮは、周波数ｆｃの２倍である。実際の適用では、周波数ｆＮは、対応するデータ期間の周波数ｆｄより依然として低い。従来技術では、サンプラ内のサンプリングクロックのサンプリング周波数は、対応するデータ期間の周波数ｆｄより高くなくてはならない。図４に示す周波数ｆｐｓは、従来技術において使用されるサンプリング周波数である。しかし、出力信号が、サンプリングクロックに支援されて補間処理により回復されるべき場合、サンプリング周波数は、対応するデータ期間の周波数ｆｄではなくて、ナイキストの定理によって予測される周波数ｆＮより高いことだけが求められる。ナイキストの定理を有利に活用するに、Ｔｓ＝１／ｆｓのサンプリング期間を有する本発明のサンプリング周波数ｆｓは、ｆＮとｆｄとの間の周波数であるよう予め決定される。このことがどのように達成されるかに関する詳細な説明を以下にする。
【００１８】
図５に、本発明の好適な実施例によるデータリカバリ回路４０の機能ブロック図を示す。データリカバリ回路４０の機能は、関連のデータクロックに支援されることなく入力信号３６内のデジタルデータを回復することである。入力信号３６は、コンパクト・ディスク（ＣＤ）プレーヤ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル・バーサトル・ディスク（ＤＶＤ）装置等といった任意の従来の光ディスク記憶装置、或いは、任意の従来の磁気ディスク記憶装置から出力される。データリカバリ回路４０は、サンプラ４２、第１のインタポレータ４４Ａ、第２のインタポレータ４４Ｂ、データ回路４８、計算モジュール４６、及び、データバッファユニット５４を含む。図５に示すように、計算モジュール４６は、第１の計算ユニット５０Ａ及び第２の計算ユニット５０Ｂを含む。入力信号３６がデータリカバリ回路４０に入力された後、サンプラ４２によって行われるサンプリング処理が入力信号３６を、離散的な時間サンプリング値であるサンプリング信号４３に変換する。サンプラ４２のサンプリング周波数は、サンプリングクロック３８によって決定される。サンプリング信号４３は、重み付け補間処理を使用して第１のインタポレータ４４Ａ及び第２のインタポレータ４４Ｂにより処理され、データバッファユニット５４の２つの入力のための補間されたデータを生成する。データバッファユニット５４は、第１のインタポレータ４４Ａ及び第２のインタポレータ４４Ｂの両方からの補間された結果をまとめ、出力信号４５を生成する。図７に示す本発明の本実施例のデータバッファユニット５４は、第１のインタポレータ４４Ａ及び第２のインタポレータ４４Ｂを合わせるための２つの入力ポート及び１つの出力ポートを有する設計を有するが、使用されるインタポレータの数に応じて１つの入力ポート又は２つ以上の入力ポートとして設計されてもよい。更に、Data_Validラインが、データバッファユニット５４の入力端及び出力端の両方においてデータの検証を示すよう各ポートにおいて要求される場合もある。次に、出力信号４５に基づいて、データ回路４８は、デジタルデータを入力信号３６から正確に抽出することができる。
【００１９】
本発明の回路４０と従来技術との最も重要な違いは、重み付け補間の演算処理にある。図２に示す従来技術では、インタポレータ２４は、各サンプリング期間Ｔｐｓにおいて、１つの制御語３０に支援されて、１つのデータ期間に対応する出力信号２５の振幅を計算する。本発明では、複数のインタポレータ（本実施例の図５には２つのインタポレータを示す）は、各サンプリング期間Ｔｓにおいて、複数の異なる制御語（本実施例の図５には２つの制御語を示す）に支援されて、複数のデータ期間に対応する複数の出力信号４５の振幅を計算する。出力信号４５をデータリカバリ回路４０内のフィードバック信号として使用することにより、計算モジュール４６の第１の計算ユニット５０Ａ及び第２の計算ユニット５０Ｂが、第１の制御語５２Ａ及び第２の制御語５２Ｂをそれぞれ生成する。同一のサンプリング期間Ｔｓにおいて、第１のインタポレータ４４Ａは第１の制御語５２Ａによって１つのデータ期間に対応する振幅を有する出力信号を生成し、第２のインタポレータ４４Ｂは第２の制御語５２Ｂによって別のデータ期間に対応する振幅を有する出力信号を生成する。インタポレータの出力は、生成された後、データバッファユニット５４内に格納される。データバッファユニット５４によるバッファリング処理の後、データバッファユニット５４は、２つの制御語による１つのサンプリング期間における２つのデータ期間に対応する振幅を有する出力信号４５を計算する。第１の計算ユニット５０Ａ及び第２の計算ユニット５０Ｂの両方における制御語の計算方法はそれぞれ、この技術において周知である。
【００２０】
本発明による図５に示すデータリカバリ回路４０の動作をよりよく理解するために、関連の信号の波形図を図６に示し、この図では、時間を横軸にとる。本発明と従来技術との比較のために、図６の入力信号３６は、図１及び図３の入力信号１６と同一であると仮定する。これらの波形図は、上から下に向かって、データクロック１２、入力信号３６、及び、サンプリングクロック３８である。入力信号３６の波形は、図６では点状の曲線として示す。データクロック１２を使用することなく、サンプラ４２は、サンプリング期間Ｔｓを有するサンプリングクロック３８のトリガによって入力信号３６をサンプリングすることにより、サンプリング信号４３を生成する。
【００２１】
時間ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３等に位置する各サンプリング期間における入力信号３６によるサンプリング信号４３の振幅は、図６に示す横軸に向けて伸ばされる実線を有する×印が付けられた○によって示す。上述したように、サンプリングクロック３８のサンプリング周波数ｆｓは、対応するデータクロック１２の周波数ｆｄより低い。従って、サンプリング期間Ｔｓの継続時間は、データ期間Ｔ０の継続時間より長くなる。つまり、１つのサンプリング期間は、１つ以上のデータ期間に対応する。このような状況に対し、計算処理は、各サンプリング期間において複数の制御語を計算して、実際には、サンプリング期間と対応する複数のデータ期間との時間差である位相差を推定するよう設計される。図６に示すように、計算モジュール４６は、１つのサンプリング期間における時間ｔｓ１において第１の制御語ｍ１ａ及び第２の制御語ｍ１ｂを計算する。制御語ｍ１ａ及びｍ１ｂは、サンプリング期間と時間ｔ１及びｔ２におけるデータ期間との位相差を推定するよう使用される。第１の制御語ｍ１ａに基づいて、第１のインタポレータ４４Ａは、補間処理を使用して時間ｔ１における出力信号の振幅を計算することができる。同様に、第２の制御語ｍ１ｂに基づいて、第２のインタポレータ４４Ｂは、補間処理を使用して時間ｔ２における出力信号を計算することができる。計算モジュール４６は同様の方法で、別のサンプリング期間の時間ｔｓ２における第１の制御語ｍ２ａと第２の制御語ｍ２ｂを計算する。制御語ｍ２ａ及びｍ２ｂは、サンプリング期間と時間ｔ３及びｔ４におけるデータ期間との位相差を推定するよう使用される。時間ｔｓ５におけるサンプリング期間に対応して、第１の制御語ｍ５ａ及び第２の制御語ｍ５ｂは、サンプリング期間と時間ｔ８及びｔ９におけるデータ期間との間の位相差を推定するよう使用される。同様に、時間ｔｓ６におけるサンプリング期間に対応して、第１の制御語ｍ６ａ及び第２の制御語ｍ６ｂは、サンプリング期間と時間ｔ９及びｔ１０におけるデータ期間との位相差を推定するよう使用される。図６に示すように、制御語ｍ５ｂ及びｍ６ａは共に、時間ｔ９における出力信号４５の振幅を推定するよう使用することができる。つまり、時間ｔ９における出力信号４５の振幅は、制御語ｍ５ｂに基づいて第２のインタポレータ４４Ｂの計算、又は、制御語ｍ６ａに基づいた第１のインタポレータ４４Ａの計算のいずれかから推定することができる。この場合、データバッファユニット５４を使用して、時間ｔ９において出力信号４５の振幅を供給するインタポレータの内の１つを選択する。従って、本発明では、１つのサンプリング期間に対応する複数の制御語に基づいて、複数のインタポレータは、各データ期間においてサンプリング信号４３から出力信号４５の振幅を補間することができる。
【００２２】
本発明において、データクロック１２に対し使用されるサンプリングクロック３８のサンプリング周波数が低い場合でも、出力信号４５は、サンプリング信号４３に補間処理を行うことにより正確に推定することができる。サンプリング期間は、１つ以上のデータ期間に対応するので、複数のデータ期間に対応する複数の制御語が計算され、各サンプリング期間における出力信号４５の振幅を推定するよう使用される。図６に示すように、横軸に伸びている破線を有する●により示し、第１のインタポレータ４４Ａ及び第２のインタポレータ４４Ｂの両方により正確に生成される離散的な出力信号４５は、実際にデータクロック１２と同期される。従って、入力信号３６に関連するデジタルデータは、データ回路４８によって同期された出力信号４５から抽出可能となる。サンプリング信号４３、第１の制御語５２Ａ、及び、第２の制御語５２Ｂに基づいて第１のインタポレータ４４Ａの出力信号及び第２のインタポレータ４４Ｂの出力信号を計算する方法は、以下の式によって表すことができ、この式は、時間ｔ１及びｔ２における出力信号４５の振幅を計算するものである。
【００２３】
【数２】

ただし、Ｙ（ｔ１）は、時間ｔ１における出力信号４５の振幅であり、Ｙ（ｔ２）は、時間ｔ２における出力信号４５の振幅であり、Ｗ（〜）は、所定の重み付け関数であり、Ｘ（〜）は、サンプリング信号４３の振幅である。Ｎ１及びＮ２は、加法の上限及び下限を定義付ける整数である。式１では、時間ｔ１における出力信号４５の振幅は、第１の制御語ｍ１ａに支援されて計算可能であり、第１の制御語ｍ１ａは時間ｔｓ１におけるサンプリング期間と時間ｔ１におけるデータ期間との位相差を推定するのに使用される。式１では、時間ｔｓ１におけるサンプリング信号４３、即ち、Ｘ（ｔｓ１）と重み付け関数Ｗ（ｍ１ａ）の積、時間ｔｓ２におけるサンプリング信号４３、即ち、Ｘ（ｔｓ１＋Ｔｓ）と重み付け関数Ｗ（ｍ１ａ−Ｔｓ）の積、時間ｔｓ３におけるサンプリング信号４３、即ち、Ｘ（ｔｓ１＋２Ｔｓ）と重み付け関数Ｗ（ｍ１ａ−２Ｔｓ）の積等を合計することにより、時間ｔ１における出力信号４５の振幅が計算される。従って、第１のインタポレータ４４Ａは、時間ｔ１における出力信号４５の振幅を式１により計算することができる。同様に、時間ｔｓ１におけるサンプリング期間と時間ｔ２におけるデータ期間との位相差が、第２の制御語ｍ１ｂによって推定され、第２のインタポレータ４４Ｂは、時間ｔ２における出力信号４５の振幅を式２により計算することができる。従って、同一のサンプリング期間に生成される２つの制御語に基づいて、第１のインタポレータ及び第２のインタポレータは、式１及び式２によって２つのデータ期間に対応する出力信号４５の振幅を推定することができる。この理由から、サンプリング信号４３がデータクロック１２と同期されていなくても、第１のインタポレータ４４Ａ及び第２のインタポレータ４４Ｂによって生成される出力信号４５は、図６に示すようにデータクロック１２と同期される。従って、入力信号３６に関連するデジタルデータは、データ回路４８によって同期される出力信号４５から抽出可能となる。上述の説明は、時間ｔｓ１におけるサンプリング期間に基づいているが、当業者は、他のサンプリング期間において出力信号４５の振幅を推定する方法を容易に識別することができる。図６に示すように、本発明では、サンプリング信号４３を生成するのに使用されるサンプリング周波数は低く、これは、サンプリング信号４３におけるサンプリングデータ密度が低いことを意味するが、各データ期間に対応する出力信号の振幅は、正確に生成することができる。
【００２４】
要約するに、本発明は、ナイキストの定理を有利に利用して、サンプリング周波数を、対応するデータ期間の周波数よりも小さい値にする。１つのサンプリング期間に複数の対応する制御語が推定され、同じサンプリング期間における対応する複数のデータ期間を表す。１つのサンプリング期間における複数の制御語に基づいて、複数のサンプリング期間に対応する出力信号の振幅を推定することができる。上述したように、従来技術では、１つのデータ期間に対応する出力信号の振幅は、１つのサンプリング期間において、同一のサンプリング期間に推定される１つの制御語によって生成可能である。これは、サンプリング周波数は、対応するデータ期間の周波数より低くてはならないことを意味する。
【００２５】
従来技術とは対照的に、本発明は、低くサンプリング周波数で動作することが可能である。本発明は、デジタルロジック回路によって実現されるので、現代の情報ネットワークの最新デジタルシステムに容易に組み込むことが可能である。回路設計から生産シミュレーションに亘る全ての工程は、デジタル回路技術に基づいている。本発明は、サンプリング品質を低下することのない低い動作周波数を有する。これは、電磁妨害及び他の関連の寄生作用といった高周波動作の副作用を回避できることを意味する。更に、複雑且つ高価な高周波回路設計が必要でなくなる。
【００２６】
当業者は、本発明の教示内容を保ちながら、変更及び装置の変形を容易に観察することができるであろう。従って、上述の開示内容は、特許請求の範囲にしか制限されないものとして理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるもとのアナログ信号、データクロック、及びデジタルデータ信号の波形を示す図である。
【図２】従来技術のデータリカバリ回路を示すブロック図である。
【図３】図２に示す入力信号及びサンプリングクロックでのデータクロックを示す波形図である。
【図４】本発明によるデータリカバリ処理における関連の信号の周波数スペクトルプロットを示す図である。
【図５】本発明の好適な実施例によるデータリカバリ回路を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明によるデータクロック、入力信号、サンプリング信号、出力信号、及び、サンプリングクロックの波形を示す図である。
【図７】本発明の図５のデータバッファユニットをより詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ もとのアナログ信号
１２ データクロック
１４ デジタルデータ
１６ 入力信号
１８ サンプリングクロック
２０ 従来技術のデータリカバリ回路
２２ サンプラ
２３ サンプリング信号
２４ インタポレータ
２５ 出力信号
２６ 計算モジュール
２８ データ回路
３０ 制御語
３６ 入力信号
３８ サンプリングクロック
４０ 本発明のデータリカバリ回路
４２ サンプラ
４３ サンプリング信号
４４Ａ 第１のインタポレータ
４４Ｂ 第２のインタポレータ
４５ 出力信号
４８ データ回路
５０Ａ 第１の計算ユニット
５０Ｂ 第２の計算ユニット
５２Ａ 第１の制御語
５２Ｂ 第２の制御語
５４ データバッファユニット

Claims (9)

1. 対応する入力信号からデジタルデータを回復するデータリカバリ方法であって、
   上記デジタルデータはデータクロックに同期され、
   上記データクロックは複数のデータ期間を含み、
   上記データクロックの各データ期間における上記入力信号の振幅は上記デジタルデータを表し、
   上記方法は、
   複数のサンプリング期間を含み、所定のサンプリング周波数を有するサンプリングクロックを選択する段階と、
   各サンプリング期間において、上記サンプリング期間と対応するデータ期間との間の位相誤差を推定するために使用する複数の制御語を複数の計算ユニットにより計算する段階と、
   上記デジタルデータを回復するよう上記対応する制御語と上記サンプリングクロックの各サンプリング期間における上記入力信号の振幅とにより複数のインタポレータを用いて上記データクロックの各データ期間における上記入力信号のもとの振幅を計算する段階と、
   上記対応する制御語の上記入力信号の上記もとの振幅を格納する段階と、
   を含み、
   上記サンプリング周波数は、周波数領域において、上記入力信号の帯域幅の最大周波数より高く、上記データクロックの周波数より低いデータリカバリ方法。
2. 上記回復されたデジタルデータを使用して、上記制御語を更に調節する段階を更に含む請求項１記載のデータリカバリ方法。
3. 上記対応する制御語と各サンプリング期間における上記入力信号の上記振幅とにより各データ期間における上記入力信号の上記もとの振幅を計算するために、重み付け補間アルゴリズムを使用する請求項１記載のデータリカバリ方法。
4. 相対的に低いサンプリング周波数でデジタルデータを回復するデータリカバリ回路であって、
   アナログの入力信号をサンプリングして、それぞれ固定の継続時間を有し上記サンプリング周波数と反比例する各サンプリング期間における上記入力信号の振幅を表す一連の離散的な時間サンプル値を生成するサンプリング装置と、
   出力信号に応答して、各サンプリング期間において、上記サンプリング期間とデータクロック期間との間の位相誤差を推定するために使用する複数の制御語を計算する計算モジュールと、
   上記離散的な時間サンプル値のそれぞれと共に１つのサンプリング期間における各制御語をそれぞれ処理し、上記データクロック期間のそれぞれにおける上記入力信号の振幅を計算して、上記デジタルデータを回復する複数のインタポレータと、
   を含み、
   上記計算モジュールは、上記複数の制御語を生成するための複数の計算ユニットを含むデータリカバリ回路。
5. 上記複数のインタポレータに接続され、上記データクロック期間のそれぞれにおける上記入力信号の上記振幅を受信し、上記出力信号を生成する記憶媒体を更に含む請求項４記載のデータリカバリ回路。
6. 上記サンプリング周波数は、周波数領域において、上記入力信号の帯域幅の最大周波数より高く、上記データクロックの周波数より低い請求項４記載のデータリカバリ回路。
7. 上記インタポレータは、上記対応する制御語と各サンプリング期間における上記入力信号の振幅とにより各データ期間における上記入力信号のもとの振幅を計算するために、重み付け補間アルゴリズムを使用する請求項４記載のデータリカバリ回路。
8. 相対的に低いサンプリング周波数でデジタルデータを回復するデータリカバリ回路であって、
   アナログの入力信号をサンプリングして、それぞれ固定の継続時間を有し上記サンプリング周波数と反比例する各サンプリング期間における上記入力信号の振幅を表す一連の離散的な時間サンプル値を生成するサンプリング装置と、
   回復されたデジタルデータに応答する複数の計算ユニットを有し、各サンプリング期間において、上記サンプリング期間とデータクロック期間との間の位相誤差を推定するために使用する複数の制御語を計算する計算モジュールと、
   上記離散的な時間サンプル値のそれぞれと共に１つのサンプリング期間における各制御語をそれぞれ処理し、上記データクロック期間のそれぞれにおける上記入力信号の振幅を計算して、上記デジタルデータを回復する複数のインタポレータと、
   上記複数のインタポレータに接続され、上記データクロック期間のそれぞれにおける上記入力信号の上記振幅を受信し、上記回復されたデジタルデータを生成するデータバッファと、
   を含み、
   上記サンプリング周波数は、周波数領域において、上記入力信号の帯域幅の最大周波数より高く、上記データクロックの周波数より低いデータリカバリ回路。
9. 上記インタポレータは、上記対応する制御語と各サンプリング期間における上記入力信号の振幅とにより各データ期間における上記入力信号のもとの振幅を計算するために重み付け補間アルゴリズムを使用する請求項８記載のデータリカバリ回路。

Images