JP4108382B2

JP4108382B2 - デコーダのクロック信号を発生する装置

Info

Publication number: JP4108382B2
Application number: JP2002186264A
Authority: JP
Inventors: ウルリッヒ、メールマン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: US7221726B2; DE10131445A1; US20030003888A1; JP2003115759A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ信号をデコーディングするデコーダクロック信号を発生する装置に関する。このデータ信号は、クロック信号によって信号通知される所与のクロックで入手可能となる。このデータ信号は、データワード信号によって特徴付けられるデータワードに分割される。
【０００２】
【従来の技術】
一方では、デコーダクロック信号は、データ信号のクロック信号の周波数にロックインすべきである、すなわち、クロック信号の周波数に従って方位付けすべきである。その他方では、デコーダクロック信号の周波数の値は、データワード信号の周波数に対して固定した所定の比を保つべきである。しかしながら、クロック信号とデータワード信号双方の周波数は変化し得るため、デコーダクロック信号は、これら２つの信号のあらゆる任意の周波数比で上記の２つの条件に適合すべきである。
【０００３】
データ信号は、例えば、デコーディングに適したクロック信号をそれに対して入手可能とすべきディジタル音声信号であったりする。しかしながら、音声信号は、互いに異なったクロック信号中に存在し得る。さらに、データワード信号は、様々な値を持ち得るが、その場合、データワード信号は、音声信号の場合には、２つのチャネル間の変化を各データワード中で信号通知する。すると、データワード信号の周波数は、音声信号のサンプリング周波数に対応する。
【０００４】
先行技術から周知である位相制御回路では、調整可能な分割比を有する１つ以上のディバイダを備えている。したがって、このような位相制御回路は、所与の入力周波数、所与の出力周波数又は所与の動作周波数に合わせて設計されるように実現することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、クロック信号とデータワード信号の互いに異なった周波数に対して自身を自動的に調整することが、また、発生するあらゆる周波数比に対して、固定した所定の周波数比にあるデコーダクロック信号にデータワード信号の関連した発生周波数を供給することが可能な、デコーダクロック信号を発生する、最初にパラグラフで説明したタイプの装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴的機能によって達成される。
【０００７】
双方の信号共互いに異なった周波数を持ち得るクロック信号及びデータワードを信号通知するデータワード信号と共に入手可能であるデータ信号をデコーディングするデコーダクロック信号を発生する装置において、前記装置が：クロック信号を受信して自身の出力部からデコーダクロック信号を供給する位相制御回路であり、位相制御回路の入力部に配置されるのが望ましく、また、調整可能な分割比を有する少なくとも１つの調整可能ディバイダを備える位相制御回路と；少なくともクロック信号の周波数とデータワード信号の周波数間の周波数比を決定し、また、周波数比に基づいて、デコーダクロック信号の周波数が、クロック信号とデータワード信号間で発生し得るあらゆる周波数比に対し、データワード信号の周波数に対して固定した所定の周波数比を有するように調整可能ディバイダ中で分割比を調整する検出器と；を備える装置。
【０００８】
本発明による装置は、クロック信号を受信する位相制御回路を含む。この位相制御回路は、位相制御回路の入力部に配置されるのが望ましい少なくとも１つの調整可能ディバイダを含む。この調整可能ディバイダが動作する際の分割比は、調整可能である。
【０００９】
位相制御回路は、クロック信号を入力信号として受信するので、クロック信号の周波数に対する所与の周波数比でディバイダの調整された分割比に基づいて動作する。位相制御回路の出力信号は、本装置の出力信号、したがってデコーダクロック信号を表すが、クロック信号とは異なった周波数を持ち得るが、このクロック信号に対して固定した周波数比を有する、すなわち、データ信号のクロック信号にロックインする。
【００１０】
しかしながら、デコーダクロック信号の周波数は、データワード信号の周波数に対して固定した所定の周波数比を維持すべきである。しかしながら、位相検出器の入力部は、このデータワード信号ではなくクロック信号を受信するので、本発明による装置は検出器を有し、これが、クロック信号の周波数とデータワード信号の周波数との間の周波数の比を決定し、また、調整可能ディバイダ又は位相制御回路中に配置されたディバイダの分割比を調整し、これによって、位相制御回路の出力信号の周波数、したがってデコーダクロック信号の周波数が、クロック信号とデータワード信号間のあらゆる発生周波数比に対し、データワード信号の周波数に対する固定した所定の周波数比を有するようにする。
【００１１】
このようにして、一方では、デコーダクロック信号が、その周波数と位相動作に関してクロック信号にロックインされるようになる。他方では、その周波数は、データワード信号の周波数に対して固定した所定の周波数比に保持される。
【００１２】
これらは全て位相制御回路で達成され、これによって、互いに干渉しかねない複数の位相制御回路を装備することは不必要であるという特別な利点がある。
【００１３】
さらに、本装置は、自動的にクロック信号の様々な周波数に対して自身を調整し、したがって、クロック信号の周波数とは無関係にデコーダクロック信号を自動的に供給するが、このデコーダクロック信号は、データワード信号に対して所定の周波数比を有し、クロック信号に対してはロックインする。
【００１４】
発生する周波数次第で、また、位相制御回路の動作周波数次第で、本装置は、請求項２に記載の本発明の実施形態によるさらなるディバイダを備えると利点となる。全体として、３つのディバイダを装備するが、その内の少なくとも１つは、位相制御回路の入力部に配置するのが望ましく、調整可能である。位相制御回路の入力周波数、その出力周波数及びその動作周波数は、これらのさらなるディバイダによって広い範囲内で任意に調整することが可能であり、また、周波数比が異なっても少しは適応可能である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明によるさらなる実施形態によれば、検出器は、クロック信号の周波数とデータワード信号の周波数間で発生する様々な周波数比の分割比を再計算する必要はないが、その代わりにこれらの計算値を表から読み取ることが可能である。決定された周波数比に基づいて、この表は、調整可能な１つ以上のディバイダに対する調整されるべき分割比を提供するが、提供されると、この分割比は、検出器によってそれに従って調整される。
【００１６】
請求項４に記載の本発明によるさらなる実施形態によれば、データ信号は音声信号である。特にこのような音声信号は、様々な周波数と様々なデータワード周波数を有する。本発明による装置は、様々な周波数に対して自動的に調整されるので、これらの様々な音声形式に特に適している。
【００１７】
これまで記述した本発明による装置の第１の動作モードに加えて、請求項５に記載の装置の第２の動作モードでは、位相制御回路は、クオーツ発振器が発生した信号を受信する。位相制御回路の出力信号の周波数は、所与の値を有するように調整可能分割比によって調整されることになっている。この場合、デコーダ信号は、クロック信号の周波数に対して方位付けされるのではなく、クロック信号の周波数とは無関係に固定した周波数を有する。この第２の動作モードでは、本発明による装置は、例えば、変換目的、すなわちディジタル範囲内でアナログ音声信号をサンプリングする目的で用いられるマスター周波数信号を供給するために用いられる。これで、データ信号は、ディジタル音声信号として利用可能となり、そのサンプリング周波数は、デコーダ信号の周波数に対して方位付けされる。これによって、所望の周波数比が、再度自動的に確立される。この第２の動作モードでは、本発明による装置は、入力信号の周波数に対してロックインされるのではなく、むしろ逆に、本発明による装置の動作周波数に基づいて調整される。どちらの場合も、所望の周波数比を維持することが可能である。
【００１８】
クロック信号の周波数とデータワード信号の周波数間の周波数比の決定値が、所定の正常値のどれにも対応しないということがあり得る。このような場合に対して、請求項６に記載の本発明によるさらなる実施形態によって第３の動作モードが提供されるが、このような場合にこの第３のモードが選択される。この動作モードでは、マイクロプロセッサが、発生する周波数比の値を決定して、調整可能な１つ以上のディバイダの分割比を調整し、これによって、デコーダクロック信号の周波数とデータワード信号の周波数間で所望の固定した周波数比が再度維持されるようにする。本発明による装置は、この第３の動作モードのおかげでさらによりいっそう普遍的に用いることが可能であるが、それは、標準的でない比でもこのようにして処理することが可能であるからである。
【００１９】
本発明のこれら及び他の実施形態は、以下に記載する実施形態から明らかであり、また、これらの実施形態を参照すれば理解されよう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、デコーダクロック信号を発生するための本発明による装置のブロック図である。
【００２１】
デコーダクロック信号ｃｌｋの周波数は、データ信号（図示せず）の各々のデータワード変化を信号通知するデータワード信号ＷＳの周波数に対して所与の比に維持されるべきである。
【００２２】
データ信号は、例えば、所与のクロック内に存在するディジタル音声信号であり、クロック信号ｂｃｌｋによって信号通知される。データワード信号ＷＳは、データワード信号変化を信号通知するだけではなく、２つの音声チャネル間のデータ変化も信号通知する。さらに、データワード信号ＷＳの周波数は、音声信号のサンプリング周波数に対応している。
【００２３】
音声信号は、様々な周波数を取り得る、すなわちクロック信号ｂｃｌｋの周波数は、様々な所定の値を取り得る。それと対応して、データワード信号ＷＳの周波数もまた、音声信号のサンプリング周波数によって異なる。
【００２４】
デコーダクロック信号ｃｌｋの周波数は、データワード信号ＷＳの周波数に対して所与の比に維持されるべきである。しかしながら、デコーダクロック信号は、クロック信号ｂｃｌｋにロックインされるべきである、すなわち、その周波数と位相に関する限り、デコーダクロック信号は、このクロック信号に対して方位決めされるべきである。しかしながら、これは、クロック信号ｂｃｌｋが、データワード信号ＷＳの周波数とは無関係に様々な周波数を取り得るという問題を惹起する。
【００２５】
この問題を解決するために、図１に示す本発明による装置中に位相制御回路１に加えて検出器２を備える。データ信号（これまた図示せず）のクロック信号ｂｃｌｋとそのデータワード信号ＷＳは、検出器２の入力に印加される。検出器２は、これら２つの信号間の周波数比を計算し、それに基づいて、これらの分割比を決定し、次にこれらは、位相制御回路１中の１つ以上の調整可能ディバイダで調整される。
【００２６】
既に上述した信号ｂｃｌｋとＷＳは、検出器２に印加される。さらに、モード信号ｍ／ｓによって切り替え可能な第１のマルチプレクサ３が、備えられる。クロック信号ｂｃｌｋとクオーツ発振器（図示せず）から発信されるクロック信号ｘｔａｌとは、第１のマルチプレクサ３に印加される。モード信号ｍ／ｓに基づいて、これら２つのクロック信号が切り替えられ、それに対応する信号が位相制御回路１に印加される。
【００２７】
３つの入力部を持ちその内の１つが検出器２からの出力信号を受信する第２のマルチプレクサ４もまた装備される。これ以外の２つの入力部は、入力信号Ｔ_２とＴ_３を受信するが、これらの信号は、分割比を表し、図１の位相制御回路内の調整可能ディバイダで調整される。検出器２の出力信号と信号Ｔ_２及びＴ_３は、切り替え信号ｓｅｌによって切り替えられる。
【００２８】
このブロック図は、図１の装置が、３つのモードで動作することが可能であることを既に示している。最初に、この装置が正常動作する第１の動作モードを説明する。
【００２９】
このモードにおいては、第１のマルチプレクサ３は、モード信号ｍ／ｓによってその第２の入力に切り替えられ、これによって、位相制御回路１の入力が、データ信号のクロック信号ｂｃｌｋを受信するようになっている。したがって、位相制御回路は、この信号に対して方位決めされ、この信号にロックインする。
【００３０】
しかしながら、デコーダクロック信号ｃｌｋの周波数は、データワード信号ＷＳの周波数に対して所与の比に維持すべきであるにもかかわらず、クロック信号ｂｃｌｋは、様々な周波数を持ち得るという問題がある。
【００３１】
この理由によって、検出器２は、クロック信号ｂｃｌｋとデータワード信号ＷＳ間の周波数比を決定し、この比に基づいて、所与の分割比を決定し、この分割比は、これに従って調整された切り替え信号ｓｅｌによってマルチプレクサ４を介して位相制御回路１に供給される。位相制御回路１は、以下に説明するような仕方で１つ以上の調整可能ディバイダを備えるが、これらディバイダの分割比は、検出器２が供給したこの信号に従って調整される。これまた以下に説明するが、分割比を適切に選択することによって、デコーダクロック信号ｃｌｋの周波数は、データワード信号ＷＳの周波数に対して所与の比に維持されていながらも、その周波数と位相動作に関する限りクロック信号ｂｃｌｋに対して方位決めされるようにする、すなわち所与の周波数比でこのクロック信号にロックインされるようにすることが可能である。
【００３２】
クロック信号ｂｃｌｋの周波数が様々に変化しても、すなわちこの信号とデータワード信号ＷＳ間の周波数比が様々に変化しても、検出器２は上記のように常に、デコーダクロック信号ｃｌｋの周波数がデータワード信号ＷＳの周波数に対して所与の比に維持されるような条件を維持することが可能である。
【００３３】
本発明による装置は、このようにして自動的に調整される、すなわち、本発明による装置は、上記の条件が自動的に維持されるように、様々な周波数比に対して自動的に適応される。
【００３４】
いずれの場合でも、これは、クロック信号ｂｃｌｋとデータワード信号ＷＳ間の周波数比が所与の基準適合値を満足する限り可能である。特殊な条件下では、これら２つの信号間の周波数比が基準を満足せず又は新しい未知の値を取るということがあり得る。このような場合、図１に示す本発明による装置は、第３の動作モードに切り替えることができるが、これは切り替え信号ｓｅｌを第２のマルチプレクサ４の第３の入力に印加し、これによって、調整可能分割比が、位相制御回路１内の対応する調整可能ディバイダに印加される信号Ｔ_３によって決定されるようにすることによってなされる。この動作モードにおいては、したがって、検出器２は、もはや固定した所定の分割比を選択することはなく、これらの分割比は、外部のマイクロプロセッサ（図示せず）によって計算される。このマイクロプロセッサは、クロック信号ｃｌｋの周波数とデータワード信号ＷＳの周波数に基づいて調整される分割比を計算して、信号Ｔ_３に従って位相制御回路１内の調整可能ディバイダを調整する。
【００３５】
通常は、この第３の動作モードは、標準モードではなく、検出器が分割比を決定する第１の動作モードが、適合性がなかったり周波数比が新しく変わったりして適用不可能になった場合に選択されるだけのモードである。
【００３６】
さらに、第２の動作モードがあるが、このモードでは、第１のマルチプレクサ３がモード信号ｍ／ｓによってその入力に切り替えられ、第２のマルチプレクサ４が切り替え信号ｓｅｌによってその入力に切り替えられる。この動作モードにおいては、デコーダクロック信号ｃｌｋは、もはやクロック信号ｂｃｌｋに対して方位決めされることはなく、クオーツ発振器（図示せず）が供給した固定周波数を有する信号ｘｔａｌに対して方位決めされる。位相制御回路中の調整可能ディバイダは、信号Ｔ_２が示す所与の分割比にさらに調整される。これらの分割比は、位相制御回路１の出力部に現れる信号ｘｔａｌの周波数に基づいて、デコーダクロック信号ｃｌｋは、所望の固定した周波数で発生する。
【００３７】
この第２の動作モードは、デコーダクロック信号を、その周波数と位相に関する限りデータ信号のクロック信号ｘｔａｌに対して方位決めすべきではなく、自身がそれとは無関係に、マスタークロック信号を疑似表示すべきである場合に選択できれば利点となる。この動作モードは、例えば、図示されていないが、音声信号が、アナログ音声信号をサンプリングすることによって、そして、そのサンプリング周波数がデコーダクロック信号ｃｌｋの周波数に対して方位決めされている場合に発生する。この場合、クロック信号ｂｃｌｋとデータワード信号ＷＳの周波数は、デコーダクロック信号ＣＬＫに対して所与の比に維持され、これによって上記の周波数比が再度維持されるようにする。しかしながら、この動作モードでは、本発明による装置は、周波数ｂｃｌｋとＷＳが方位決めされる対象であるマスター周波数を疑似供給するが、これはまさに第１の動作モードとは逆である。どちらの場合においても、上記の周波数比が維持されるという結果になる。
【００３８】
図２は、図１に示す位相制御回路１のブロック図である。図２に示す位相制御回路１は、位相検出器１１と、フィルタ２と、制御発振器３から成っている。その入力部、すなわち位相検出器の上流側では、調整可能ディバイダ１４が配置されているが、これは、図１に示す装置の第２のマルチプレクサ４の出力信号である信号Ｔ_ｘを受信する。
【００３９】
調整可能ディバイダ１４が動作する分割比は、この信号Ｔ_ｘに基づいて調整可能である。
【００４０】
図２に示す位相検出器は、２つのさらなるディバイダ１５と１６から成るが、これらは、調整可能となるように選択されず、固定した分割比を有している。
【００４１】
第２のディバイダ１５は、位相検出器の出力部、すなわち、その制御可能発振器１３の下流側に配置されていて、位相制御回路の出力信号を供給する。
【００４２】
第３のディバイダ１６は、位相制御回路のフィードバックループ中、すなわち制御可能発振器１３の出力と位相検出器１１の第２の入力との間に配置されている。
【００４３】
既に上述したように、調整可能ディバイダ１４は、信号Ｔ_ｘに基づいて動作するが、これは、図１の回路の第１の動作モードでは、その分割比が検出器２によって決定されることを意味する。
【００４４】
同図に示す実施形態では、これらさらなる２つのディバイダ１５と１６が、固定した分割比で動作する。他の実施形態では、もちろん、これらのディバイダ１５と１６に調整可能分割比を付与することも可能であり、また、図１の装置の第１の動作モードでは、これらディバイダの分割比を検出器２によって事前決定することも可能である。図３に、図１と図２に示す装置の様々な周波数比と分割比を表す表を示す。
【００４５】
この表の第１の列は、クロック信号ｂｃｌｋとデータワード信号ＷＳ間の周波数比を表している。この列は、この周波数比が極めて様々な値を取り得ることを示している。さらに、第２、第３及び第４の列は、ｍ、ｎ及びｐでそれぞれ示され、これらは、図２の位相制御回路のディバイダ１４、１５及び１６とさらに図１の位相制御回路１のディバイダそれぞれが動作する除数である。これらの除数によって、ディバイダ１４、１５及び１６の分割比が決定される。
【００４６】
これらの除数は、図１の回路装置の第１動作モードで検出器２によって供給される。他の２つの動作モードでは、これらの除数は、信号Ｔ_２とＴ_３によって決定される。
【００４７】
図３の表を見ると、本実施形態では、除数ｎの可変値を有するだけで、すなわちそれを検出器２で事前決定するだけで十分であることが分かる。その一方では、図２に示す位相制御回路のディバイダ１５と１６の分割比を一定に維持することが可能である。
【００４８】
これが可能である理由は、データワード信号ＷＳの周波数が表に示すように３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚと様々な値をとっても、図１に示す装置のデコーダクロック信号ｃｌｋが、データワード信号ＷＳの周波数に対して所与の周波数比に維持され、また、図１の位相制御回路１又は図２の位相制御回路の動作周波数を位相制御回路の正常な動作周波数範囲内に維持することが可能であるとする状態を維持することが可能である。
【００４９】
図３の表の第５、６及び７番目の列に、データワード信号ＷＳの周波数３２ｋＨｚに対して、また、第１番目の列に示す様々な周波数比に対して、クロック信号ｂｃｌｋの周波数、図２に示す位相検出器１１の入力部での周波数並びに図２の位相制御回路もしくは図１の位相制御回路１の出力部での周波数を示す。これに対応する周波数比を、データワード信号の周波数４４．１ｋＨｚと４８ｋＨｚに対応して第８〜１３番目の列に示す。
【００５０】
図３の表を見ると、位相制御乖離の出力信号の周波数が常に、クロック信号ｂｃｌｋとデータワード信号ＷＳ間の周波数比とは無関係に、すなわちクロック信号の周波数とは無関係に、データワード信号ＷＳの周波数に対して所与の比に維持されていることが分かる。
【００５１】
検出器２は、組み込まれた表から直接に、図３の表に示す分割比ｍ、ｎ及びｐの値を誘導することが可能である、すなわち、これらの値は、発生する全ての分割比に対して再計算する必要が無く直接的に調整可能である。
【００５２】
上記の第３の動作モードは、図３の表の第１の列中の分割比のどれもが存在せず、逸脱した又は新たな分割比が発生した場合に用いられるべきである。この場合、分割比ｍ、ｎ及びｐの値は、実際に発生する分割比に従ってマイクロプロセッサで計算して調整すべきである。
【００５３】
本発明による装置は、その周波数とは無関係に、その位相動作に関する限り、クロック信号ｂｃｌｋにロックインするデコーダクロック信号ｃｌｋを出力する。本装置は、この信号の周波数がデータワード信号ＷＳの周波数に対して所定の比に常に維持されるように自動的に構成される。これによって、デコーダクロック信号は、データ信号をデコーディングするのに理想的に適するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可能な３つの動作モードを用いて、デコーダクロック信号を発生するための本発明による装置のブロック図である。
【図２】図１に示す装置の位相制御回路のブロック図である。
【図３】図１に示す装置の信号の発生する可能性のある周波数及び周波数比並びに図１と図２に示す位相制御回路のディバイダの可能な分割比の図である。
【符号の説明】
１位相制御回路
２検出器
１４調整可能ディバイダ

Claims

双方の信号共互いに異なった周波数を持ち得るクロック信号及びデータワードを伝送するデータワード信号と共に利用可能であるデータ信号をデコーディングするためのデコーダクロック信号を発生する装置において、前記装置が：
前記クロック信号またはクオーツ発振器で生成された第２のクロック信号を受信して自身の出力部から前記デコーダクロック信号を供給する位相制御回路と、
前記位相制御回路の入力部に配置可能で、分周比を調整可能な少なくとも一つの可変分周比ディバイダと、
前記クロック信号の周波数と前記データワード信号の周波数との周波数比を少なくとも決定し、この周波数比に応じて前記可変分周比ディバイダの分周比を調整し、これにより、前記クロック信号と前記データワード信号との周波数比にかかわらず、前記デコーダクロック信号の周波数が前記データワード信号の周波数に対して固定の予め定めた周波数比を持つようにする検出器と、
を備える装置。
前記装置が、第１〜第３ディバイダを備え、
前記第１ディバイダは、前記可変分周比ディバイダであり、
前記第１および第２ディバイダは、前記位相制御回路の入力部と出力部にそれぞれ配置され、
前記第３ディバイダは、制御発振器と位相比較器の間に配置される前記位相制御回路のフィードバックループ内に配置され、
前記第１ディバイダを含む前記第１〜第３ディバイダの少なくとも一つは、前記位相制御回路の入力部に配置されて、調整可能な分周比を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記クロック信号の周波数と前記データワード信号の周波数間で発生し得るあらゆる周波数比に対して、１つ以上の前記可変分周比ディバイダの分周比の適切な値が選択可能である表が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
前記データ信号がディジタル音声信号であり、前記データワード信号が、前記ディジタル音声信号のサンプリング周波数に対応する周波数を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
前記装置中の前記位相制御回路が前記クロック信号の代わりにクオーツ発振器の信号を受信し、また、前記デコーダクロック信号の周波数が所定の値になるように、また、アナログ音声信号が前記デコーダクロック信号の周波数に基づいてサンプリングされて前記装置にデータ信号として印加されるように、前記可変分周比ディバイダの分周比が、選択された所定の値に調整される第２の動作モードが設けられることを特徴とする請求項４に記載の装置。
前記クロック信号の周波数と前記データワード信号の周波数間で発生する周波数比が、複数の所定の公称値のどれでもない場合に選択され、また、マイクロプロセッサが、前記発生する周波数比の値から適切な分周比を計算して、それに従って前記可変分周比ディバイダを調整する第３のモードが設けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。