JPH01240024A - クロック再生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、移動無線において、受信波からタイミングク
ロックを作り出すために用いられるクロック再生回路に
関するものである。

「従来の技術」 この種のタイミングクロックは、ディジタル信号復調時
のデータの識別、及び符号再生に用いられる。

第８図は、クロック信号の同期確立にタンク回路とリミ
タ回路を用いた従来のクロック再生回路を示すしのであ
る。

微分回路１には受信波（入力信号）が人力され、その波
形の変化点が検出される。この微分出力は、全波整流回
路２で全波整流された後、タンク回路３に通され、受信
信号の２倍の周波数成分を持つ正弦波とされる。タンク
回路３の出力結果は、リミタ回路４によって矩形波に変
換された後、パルス発生器５によってエツジ検出が行わ
れ、タイミングクロックが作り出される。

この構成では、タンク回路３の中心周波数の調整が難し
いため精度に問題がある。このため、ＰＬＬを用いたク
ロック再生回路が多く用いられている。

ＰＬＬを用いたクロック再生回路について説明する。Ｐ
ＬＬとしては、アナログＰＬＬとディジタルＰＬＬがあ
るが、原理的には同様なので、ここではディジタルＰＬ
Ｌを使用した例を説明する。

第９図は、ディジタルＰ　Ｌ　Ｌを用いたクロック再生
回路の従来例を示すものである。

この回路は、入力信号がデータの変化点においてゼロを
横切ること、即ちゼロクロスを利用しており、これをト
リガとしてディジタルＰＬＬを動作させてクロック信号
の同期を確立している。

位相比較器６は、入力信号と分周器８の出力信号（再生
クロック）との位相を比較して、その差に対応する信号
を出力する。この差信号は、順序フィルタ７へ入力され
る。

順序フィルタ７は、内蔵するカウンタによって、上記差
信号のｒｌＪ、「０」の部分、つまり、進み信号、遅れ
信号をカウントして、進み確率が大きいか、遅れ確率が
大きいか判定する。すなわち、順序フィルタ７のカウン
タは、初期値Ｋを設定し、遅れ信号の時はカウンタの値
を１増し、進み信号の時は１減らす。そして、カウンタ
の値が２にの時は前進信号を、カウンタの値が０の時は
後退信号を順序フィルタ７から出力する。

位相制御回路９は、上記前進信号、あるいは後退信号に
よって、再生クロックのＮ倍のパルスを発生する高安定
固定発１ｎｔｏからのパルス信号を調整する。すなわち
、順序フィルタ７の出力信号が後退信号の時は、上記パ
ルス信号の一部を除去し、前進信号の時は一部付加し、
分周器８を通して再生クロックを生成する。

順序フィルタ７のカウンタは、そのカウント値が２Ｋ又
は０になった時、再び値がＫに設定され、上述した動作
を繰り返す。この一連の動作により、再生クロックは信
号に同期する。

「発明が解決しようとする課題」 上述したディジタルＰＬＬを用いたクロック再生回路を
移動通信に適用した場合、激しいフェージングの影響を
受けるため、本来のデータの変化点以外でもゼロクロス
が頻繁に発生する。このため、上述したようにゼロクロ
スを利用してクロック再生を行うと、再生クロックが不
安定になる。

安定した再生クロックを得る公知の手段としては、順序
フィルタ７のカウンタの初期値Ｋを大きくとってクロッ
ク再生回路の時定数を大きくし、本来のデータの変化点
以外のところにゼロクロスが発生した場合でも、クロッ
クの位相に与える影響を相対的に小さくする方式がある
。

しかし、この方式は、制御能力、すなわちクロックを信
号に同期させるための感度を下げることとなるので、デ
ィジタルＰＬＬのロックレンジの減少を招くという問題
が生じる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、フェ
ージング下においても同期感度を下げることなく、安定
したクロックが再生できるようにしたクロック再生回路
を提供することを目的とする。

「課題を解決するだめの手段」 以上の課題を解決するため、本発明は、入力データ信号
のゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスに対し、制
御入力のＮＪ　　ｒＯＪに応じてそれぞれ出力又は出力
停止の選択を行うゼロクロス選択回路と、 ゼロクロス選択回路の出力信号であるゼロクロス信号を
人力とし、同期を確立してクロックを再生し、この再生
クロックを出力とするクロック抽出回路と、 再生されたクロックに基づいて、次に到来するゼロクロ
スを予測し、このゼロクロスの回りで所定の期間のみ「
１」となる制御出力信号を発生する時間窓信号発生口路
と から構成され、前記時間窓信号発生回路の制御出力信号
を前記ゼロクロス選択回路の制御入力とすることを特徴
とする。

「作用」 時間窓信号発生回路は、ある時間に発生したゼロクロス
を基準として、次のゼロクロスの発生する時間軸上での
位置を予想し、その位置から大きく外れるゼロクロスに
ついてはクロック再生には利用しない。

これにより、受信状態の良いときは、ゼロクロスが予想
位置から大きく外れることがないので、ゼロクロスの選
択を行わない場合と同様の動作が行われろ。

一方、受信状態が悪く、データの変化点以外にもゼロク
ロスが発生ずる場合には、ゼロクロスの選択が行われ、
不要なゼロクロス点が取り除かれることとなる。

すなわち、受信状態の良い時には、多数のゼロクロス信
号により十分な同期制御を行い、受信状態が劣化した期
間は、異常なゼロクロス信号を無視することにより、異
常な制御を抑圧する。

したがって、フェージングによりレベルが十分なときに
制御を行い、レベルが劣化すると制御を抑圧してＰＬＬ
を自走させるという適応作用が可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

実施例！ 第１図は、本発明の実施例１の構成を示すブロック図で
ある。

このクロック再生回路は、第９図のクロック再生回路（
以下、この回路をクロック抽出回路Ｉ５とよぶ）に、時
間窓信号発生回路１１と、ゼロクロス選択回路１２とを
付加した構成となっている。

すなわち、時間窓信号発生回路１１から送られる時間窓
信号１０３に基づいて、ゼロクロス選択回路！２におい
て入力信号から不要なゼロクロスを取り除き、位相比較
Ｄ　１３に入力する構成となっている。

以下、時間窓信号発生回路１１とゼロクロス選択回路１
２について具体的に説明する。

第２図は、時間窓信号発生回路１１の具体例を示すもの
である。

この時間窓信号発生回路１１は、第１図の分周器８から
、再生クロックの４倍の周波数のクロックと、２倍の周
波数のクロックと、再生クロックとの供給を受けている
。第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、これらの
波形を示すものである。これらのクロックは、具体的に
は分周器１５に含まれるカウンタから取り出され、その
位相関係は第３図に示す通りである。

ここで、上述した４倍周波敗のクロック（第３図（ａ）
の波形）をＤフリップフロップ１８のクロック入力端子
ＣＫへ、２倍周波敗のクロック（第３図（ｂ）の波形）
をＤフリップフロップ１８のデータ入力端子りとＤフリ
ップフロップ１９のクロック入力端子ＣＫへそれぞれ入
力し、さらに再生クロック（第３図（Ｃ）の波形）を、
Ｄフリップフロップ１９のデータ入力端子りへ入力する
。

この場合、第３図（ａ）のクロックの立ち上がりが第３
図（ｂ）の波形のｒｌＪ及び「０」の部分の中央に位置
するようになる。よって、Ｄフリップフロップ１８のＱ
出力１０１は、第３図（ｂ）の波形の位相をπ／２だけ
ずらしたものとなる。これを第３図（ｄ）に示す。

同様にして、Ｄフリップフロップ１９のＱ出力は、第３
図（ｃ）の波形の位相をπ／２だけずらしたものとなり
、Ｑ出力１０２はこの否定となる。

これらの波形を第３図（ｅ）、（Ｄにそれぞれ示す。

上記出力！０２と出力１０１は、ＡＮＤゲート２０に入
力され、それらの論理積がとられる。この論理積出力１
０３を第３図（ｇ）に示す。この波形は、第３図（ｃ）
に示した再生クロックの立ち上がりの前後の、ある一定
期間だけｒｌＪになる波形であり、この出力１０３が時
間窓信号となる。よってこの回路により、時間窓信号１
０３を発生させることができる。

次に、第４図は、ゼロクロス選択回路１２の具体例を示
すものである。この選択回路！２は、時ｕ）１窓器号１
０３を使って、データの変化点で発生ずるゼロクロスの
みを検波後の出力から取り出すものである。

まず、コンパレータ２１には、第５図（ａ）に示す復調
信号が入力される。このコンパレータ２１の出力１０４
は、第５図（ｂ）に示すように、復調信号のレベルが０
より大きい所でｒｌＪとなり、０より小さい所で「０」
となる。よって、復調信号のゼロクロスの所でエツジが
立つこととなる。

この出力１０４をＤフリップフロップ２５のデータ人ツ
ノ端子りへ、時間窓信号＋０３をＤフリップフロップ２
５のクロック端子Ｔへ、時間窓信号１０３をインバータ
２６で反転した信号をＤフリップフロップ２５のクリア
端子Ｒにそれぞれ人力する。このときのＤフリップフロ
ップ２５の出力１０５を第５図（ｄ）に示す。この出力
１０５は、時間窓信号！０３の立ち上がりの位置におけ
る、コンパレータ２ｔの出力１０４の状態により、時間
窓信号＋０３を出力、あるいは出力停止したときの波形
である。

この出力＋０５と出力１０４をイクスクルーシブオアゲ
ート２２に入力する。イクスクルーシブオアゲート２２
の出力１０６は、第５図（ｅ）のようになる。この出力
１０６には、出力１０４のエツジが含まれており、エツ
ジ検出が行われたこととなる。

この出力１０６と時間窓信号！０３をＡＮＤゲート２３
へ入力する。ＡＮＤゲート２３からの出力１０７は第５
図（ｒ）のようになる。これは、検出したエツジのうち
、時間窓信号１０３が「１」のときのらのだけを取り出
した信号である。

よって、この選択回路１２により、・時間窓信号＋０３
を使ってゼロクロスを選択することができる。

また、第４図のＡＮＤゲート２３の後段に接続されてい
るＲＳフリップフロップ２４は、時間窓信号＋０３のパ
ルス幅が広く、その時間内にゼロクロスが２ケ所発生し
た場合、そのうちの１つを取り除くことを目的としてい
る。

このようにして、ゼロクロス選択回路１２によって得ら
れろ信号の立ち上がりをトリガとしてクロック再生を行
うことにより、安定なりロック再生回路を実現すること
ができる。

なお、この実施例１は、ディジタルＰＬＬを使用した場
合について説明したが、アナログＰＬＬを用いたクロッ
ク再生回路においても、同様の手法で本発明を適用でき
る。

実施例２ 第６図は、本発明をさらに効果的に実施できるようにし
た実施例２の構成を示すものである。

これは、第１図の回路にロック検出回路３１を付は加え
たものである。

ロック検出回路３１は、分周器８の出力の位相変動を検
出し、その変動があらかじめ設定した値より小さくなっ
たときに、クロックが信号にロックしたと判定する。

この回路の動作としては、クロックが信号にロックする
まではゼロクロスの選択を行わず、ロック検出回路３１
によりクロック信号にロックしたと判断された後、ゼロ
クロスの選択を行うものである。

この実施例によれば、ロックするまでに長い時間を要す
るという上記実施例Ｉの不都合が解消できる。

実施例３ さらに本発明は、第８図のタンク回路３とリミタ回路４
を用いたものにも適用でき、その溝成図を第７図に示す
。この場合の＋Ｒ成、動作は、実施例１と同様なので説
明を省略する。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明は、入力データ信号に基
づいてクロック信号の同期を確立するクロック再生回路
において、人力データ信号に対し時間窓を設けることに
より、フェージング伝送路のように受信状態が時々刻々
大幅に変化するような場合でも、ロックレンジの減少を
招くことなく、安定したクロックを再生できるクロック
再生回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例１を説明するための図
で、第１図は同実施例の全体構成を示すブロック図、第
２図は同実施例の時間窓信号発生回路ＩＩのｔ１カ成例
を示ず回路図、第３図は上記時間窓信号発生回路Ｉ！の
動作を示すタイムチャート、第４図は同実施例のゼロク
ロス選択回路！２の構成例を示す回路図、第５図は上記
ゼロクロス選択回路１２の動作を示すタイムチャート、
第６図は本発明の実施例２の構成を示すブロック図、第
７図は本発明の実施例３の構成を示すブロック図、第８
図はタンク・リミタ回路を使用した従来のクロック再生
回路の構成例を示すブロック図、第９図はディジタルＰ
ＬＬを使用した従来のクロック再生回路の構成例を示す
ブロック図である。 ！・・・・・・微分回路、２・・・・・・全波整流回路
、３・・・・・・タンク回路、４・・・・・・リミタ回
路、５・・・・・・パルス発生器、６・・・・・・位相
比較器、７・・・・・・順序フィルタ、８・・・・・・
分周器、９・・・・・・位相制御回路、１０・・・・・
・高安定固定発振器、１１・・・・・・時間窓信号発生
回路、１２・・・・・・ゼロクロス選択回路、１８・・
・・・・Ｄフリップフロップ、１９・・・・・・Ｄフリ
ップフロップ、２０・・・・・・ＡＮＤゲート、２１・
・・・・・コンパレータ、２２・・・・・・イクスクル
ーシブオアゲート、２３・・・・・・ＡＮＤゲート、 ２４・・・・・・Ｉｔ　Ｓフリップフロップ、２５・・
・・・・Ｉ）フリップフロップ、２６・・・・・・イン
バータ、３Ｉ・・・・・・ロック検出回路。 覧よ（膳二Ｎ２Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力データ信号のゼロクロスを検出し、検出したゼロク
   ロスに対し、制御入力の「１」「０」に応じてそれぞれ
   出力又は出力停止の選択を行うゼロクロス選択回路と、 ゼロクロス選択回路の出力信号であるゼロクロス信号を
   入力とし、同期を確立してクロックを再生し、この再生
   クロックを出力とするクロック抽出回路と、 再生されたクロックに基づいて、次に到来するゼロクロ
   スを予測し、このゼロクロスの回りで所定の期間のみ「
   １」となる制御出力信号を発生する時間窓信号発生回路
   と から構成され、前記時間窓信号発生回路の制御出力信号
   を前記ゼロクロス選択回路の制御入力とすることを特徴
   とするクロック再生回路。