JPH0211059B2 - - Google Patents

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JPH0211059B2
JPH0211059B2 JP60036327A JP3632785A JPH0211059B2 JP H0211059 B2 JPH0211059 B2 JP H0211059B2 JP 60036327 A JP60036327 A JP 60036327A JP 3632785 A JP3632785 A JP 3632785A JP H0211059 B2 JPH0211059 B2 JP H0211059B2
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JP
Japan
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circuit
frequency
timing
timing signal
signal component
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Application number
JP60036327A
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English (en)
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JPS60223243A (ja
Inventor
Garo Kokuryo
Yasuhiro Kita
Shigemichi Maeda
Kohei Ishizuka
Masahiro Furuya
Kazuhiko Takaoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Denshi KK
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Denshi KK, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Denshi KK
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Publication of JPH0211059B2 publication Critical patent/JPH0211059B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0331Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop with a digital phase-locked loop [PLL] processing binary samples, e.g. add/subtract logic for correction of receiver clock

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタイミング位相同期装置、特に、デー
タモデム等において、受信変調波からタイミング
信号成分を抽出し、デイジタル処理によつてタイ
ミング位相の同期をとるタイミング位相同期装置
に関するものである。
〔発明の背景〕
多相位相変調や振幅位相変調等においては、変
調波からデータを復調する場合、タイミング位相
の同期をとらなければならない。そのため、受信
した変調波からタイミング信号成分を狭帯域のフ
イルタ等により抽出し、その零クロス点を検出し
てタイミング位相同期をとるのが一般的である。
これをデイジタル処理で行なう場合、受信した変
調波からタイミング信号成分を抽出し、その平均
周波数をtとすると、sK×t(K≧2)のサン
プリング周波数sのサンプリングパルスで上記タ
イミング信号成分をサンプリングし、そのサンプ
ル値が零もしは零近傍であることにより零クロス
点を検出する。例えば、第1図に示すようにタイ
ミング信号成分の1周期間で矢印で示すように4
回のサンプリングをし、4つのサンプル値、のう
ち、特定の1サンプル値、例えばSa(θ)によつ
て零クロス点の検出を行ない、タイミング位相同
期をとる場合を考える。1サンプル値による零ク
ロス点の検出においては、サンプル値Sa(θ)の
符号が負から正に変化する零クロス点A、もしく
は正から負に変化する零クロス点Bのいずれか一
方だけを検出して、タイミング位相の同期を行な
う。その場合、4つのサンプル値の絶対値が同じ
値になるサンプリング位相のとき、零クロス点と
サンプルとの位相差は最大となる。従来では、サ
ンプリング周波数sとタイミング信号周波数t
K倍したものとの周波数差、つまり時間的な位相
ずれによつて、サンプル点が移動してサンプル値
が零もしくは零近傍になつたとき初めて同期状態
となつた。ところが、sK・tの関係のためそ
の位相ずれは非常に小さく、サンプリング位相と
零クロス点の位相差が0になるまで長い時間を必
要としていた。つまり、タイミング位相の同期引
込みを行なうのに長い時間を必要とする欠点があ
つた。
〔発明の目的〕 したがつて、本発明の目的は、サンプリング周
波数とタイミング周波数との関係に係らず、零ク
ロス点を簡易に検出し、高速でタイミング位相同
期を行うことができるタイミング位相同期方式を
実現することである。
〔発明の概要〕
本発明は上記目的を達成するため、受信信号か
ら抽出したタイミング信号成分をサンプリングす
るサンプリング信号の位相制御を2つのサンプリ
ングされたタイミング信号成分の除算結果から零
クロス点を検出し、この検出された信号によつ
て、上記サンプリング信号の位相制御を行うよう
にしたことを特徴とする。
本発明の装置によれば、2つのサンプリング値
を除算するだけで直ちに零クロス点が検出される
ため、タイミング位相同期を高速で行なうことが
できる。又除算演算回路は簡単な回路で構成され
るが、モデム等にはデイジタル信号処理回路が使
用されているので、これを兼用して使用すること
ができる。
〔発明の実施例〕
以下図面を用いて、本発明を詳細に説明する。
第2図は本発明による装置の一実施例のブロツ
ク図であり、1は1/M分周回路、2は分周の初
期値プリセツト可能な1/N分周回路、3はサン
プリング回路、4はタイミング信号成分抽出回
路、5は除算回路、6は正負符号判定回路、7は
分周初期設定回路である。基準周波数0のパルス
は分周回路1により1/Mに分周され、分周回路
2によつて更に1/Nに分周されて周波数sのパ
ルスとなり、サンプリング回路3ではこのパルス
によりサンプリングが行なわれる。サンプリング
された結果はタイミング信号成分抽出回路4に出
力される。このタイミング信号成分抽出回路4
は、デイジタル狭帯域フイルタ等により構成さ
れ、タイミング信号成分が重畳したデータ信号か
らタイミング信号を抽出する。このタイミング成
分抽出回路としては、一般にタイミング成分周波
数の1/2の周波数の狭帯域のフイルタをプリフイ
ルタとして用い、そのプリフイルタの出力を2乗
し、その2乗出力をタイミング成分周波数の狭帯
域フイルタに加えて、タイミング信号を得ること
が知られている。次に、上記実施例の動作につい
て説明する。なお、分周回路1および2、サンプ
リング回路3、タイミング信号成分抽出回路4の
動作は従来よく知られているので説明は省略す
る。
説明の便宜上、サンプリング周波数sがタイミ
ング周波数tの4倍(s=4t)の場について説明
する。タイミング信号成分抽出回路4の出力は第
1図のサンプル値(矢印で示す)が符号化された
信号となる。特定のサンプル値Sa(θ)およびサ
ンプリング周期(位相ではπ/2)遅れたサンプル 値Sb(θ)は次のように表わされる。
Sa(θ)=Asinθ (1) Sb(θ)=Asin(θ+π/2)=Acosθ (2) 但し、Aはタイミング信号の振幅、θはタイミ
ング信号の符号が負から正へ変化する零クロス点
Aからサンプリング点までの位相差である。
これら二つのサンプル値Sa(θ)、Sb(θ)は除
算回路5に出力され、除算回路5では次の除算が
行なわれる。
D(θ)=Sa(θ)/Sb(θ)=Asinθ/Acosθ=
tanθ(3) 除算結果の商D(θ)は分周初期設定回路7に
出力される。
ここで、サンプル値Sa(θ)のθは≦θ<2πの
範囲をとり、その範囲において、第3図に示す如
く例えばD(θ)=D1という値をとつた場合、θ
はθ1とθ2の二つの値を取り、D(θ)に対してθ
の値は一義的に決まらない。そこで、θの範囲を
0≦θ<πとπ≦θ<2πと二つに分けることに
より、それぞれの場合において、D(θ)に対し
θの値が一義的に決まる。つまり、0≦θ<πの
範囲ではSa(θ)は正、π≦θ<2πの範囲ではSa
(θ)は負である。タイミング信号成分抽出回路
4から出力されるサンプル値Sa(θ)の符号が正
負符号判定回路6にて判定され、その結果は分周
初期値設定回路7に出力される。従つて、分周初
期値設定回路7では、正負符号判定回路から出力
されるサンプル値Sa(θ)の符号判定結果と、除
算回路6から出力される除算結果の商D(θ)と
からサンプリングパルス位相零クロス点との位相
差は、次のように求められる。
(i) Sa(θ)が正でかつ (a) D(θ)が正の場合 θ=tan-1D(θ) (4) (b) D(θ)が負の場合 θ=tan-1D(θ)+π (5) (ii) Sa(θ)が負でかつ (a) D(θ)が正の場合 θ=tan-1D(θ)+π (6) (b) (θ)が負の場合 θ=tan-1D(θ)+2π (7) 商D(θ)は求めた位相差θに相当するシフト
量Lに変換され、1/N分周回路2に対して、出
力され、1/N分周回路2ではシフト量Lが分周
の初期値としてプリセツトされる。1/N分周回
路2ではプリセツトされた値Lから、分周を開始
することにより、サンプリングパルスの位相がθ
だけシフトし、その結果θ=0となつてサンプル
値Sa(θ)を得るサンプルパルスの位相が零クロ
ス点Aに一致し、タイミング位相同期状態とな
る。
上記説明は、タイミング信号成分の1周期間で
4回のサンプリングを行なう場合であるが、第4
図に示す如く一般的にn回(n>2)サンプリン
グを行なつた場合、位相差(0<<2π、≠
π)をもつた二つのサンプル値は Sa(θ)=Asinθ (8) Sk(θ)=Asin(θ+) (9) となり、除算結果D(θ)は次の如くとなる。
D(θ)=Sa(θ)/Sk(θ)=Asinθ/Asin(θ+
)=θsinθ/sin(θ+) (10) θ=X+π/2−とおいて式(10)を変形すれば D(θ)=sin{X+(π/2−)}/sin(X+
π/2)=sinXcos(π/2−)+cosXsin(π/2−
)/cosX=sintanX+cos(11) θ=π/2−+tan-1(D(θ)−cos/sin
)(12) 従つて、θの範囲を0≦θ<πとπ≦θ<2π
とに分けることによつて、それぞれの場合におい
てD(θ)に対してθの値が一義的に決まること
がわかる。つまり、二つのサンプル値Sa(θ)、Sk
(θ)の位相差を決めれば先に述べた実施例と
同様、正負符号判定回路6から出力されるサンプ
ル値Sa(θ)の符号判定結果と、除算回路6から
出力される除算結果の商D(θ)とから、サンプ
ル値Sa(θ)のサンプルパルスの位相とタイミン
グ信号の零クロス点Aとの位相差θを求めること
ができる。この位相差θに相当する分周初期値L
を分周初期設定回路7で変換し、1/N分周回路
2に出力してやれば、全く同様にしてタイミング
位相同期状態にすることができる。
上記の実施例は正負符号判定回路6を使用する
場合について述べたが、これを使用しなくても本
発明の実現することができる。上記のタイミング
信号の一周期を4つのサンプリングで行なう場
合、サンプル値Sa(θ)の値で計算した場合、分
周回路2では、求めた位相差θに相当するシフト
量Lだけプリセツトする場合について説明した
が、4つのサンプリング時点のいずれかが零クロ
ス点までシフトされればよいから、シフト量θ′は
−π/4≦θ′≦π/4と限定できる。又、一般に、タ
イ ミング信号の一周期に、n回(n>2)サンプリ
ングを行なつた場合、前述の第(12)式に示した如く
位相差θが求まり、を予めある値に決めること
により、−π/n≦θ≦π/nという条件から、D(θ
) が求まれば、θ′の値は一義的に決まることがわか
る。つまり二つのサンプル値Sa(θ)とSk(θ)と
の位相差をある値に決めれば、先に述べた実施
例と同様、除算回路5から出力される除算結果の
商D′(θ)から、サンプル値Sa(θ)の位相と零
クロス点との位相差θを求めることができる。従
つて周初期値設定回路6でサンプル値の位相差
によつて変換する位相シフト量Lを予め設定して
おき、除算回路5からの除算結果D′(θ)に対応
した位相シフト量Lを1/N分周回路にプリセツ
トすることにより、先に述べた実施例と同様、タ
イミング位相同期状態にすることができる。
以上説明した如く本発明によれば、受信変調波
から抽出したタイミング信号成分をサンプリング
し、お互いに位相の異なる二つのサンプル値の除
算を行ない、除算結果から零クロス点を推定し、
推定された零クロス点にサンプリング位相をシフ
トすることによつて、高速でタイミング位相の同
期を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第4図はタイミング信号成分のサ
ンプリング説明図、第2図は本発明の実施例のブ
ロツク図、第3図はサンプリングパルスと零クロ
ス点との位相差の説明図である。 1……分周回路、2……分周の初期値プリセツ
ト可能な分周回路、3……サンプリング回路、4
……タイミング信号成分抽出回路、5……除算回
路、6……正負符号判定回路、7……分周初期値
設定回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 受信変調波長から抽出したタイミング信号成
    分の零クロス点を検出してタイミング位相同期を
    とる装置において、基準周波数の信号を分周して
    サンプリング周波数のサンプリングパルスを得る
    分周手段、上記サンプリングパルスによつて上記
    タイミング信号成分をサンプリングするサンプリ
    ング回路、上記サンプリング回路の出力信号から
    タイミング信号を得るタイミング信号成分抽出回
    路、上記タイミング信号成分抽出回路の出力する
    二つのサンプル値の除算を行なう除算回路、少な
    くとも上記除算回路の除算結果を入力とし、零ク
    ロス点を推定し、サンプリング位相と零クロス点
    との位相差を出力する分周初期設定回路、上記分
    周初期設定回路の出力により、分周初期変更する
    制御回路を備えて構成されたことを特徴とするタ
    イミング位相同期装置。 2 第1項記載のタイミング位相同期装置におい
    て上記タイミング信号成分抽出回路が上記タイミ
    ング信号成分の周波数の1/2の周波数の狭帯域フ
    イルタと、上記狭帯域フイルタの出力の2乗の出
    力を入力とするタイミング信号成分の周波数の帯
    域フイイルタとで構成されたタイミング位相同期
    装置。 3 第1項又は第2項記載のタイミング位相同期
    装置において、上記分周初期設定回路は上記除算
    回路の出力および上記タイミング信号成分抽出回
    路の出力の正負の情報を入力とするように構成さ
    れたタイミング位相同期装置。
JP60036327A 1985-02-27 1985-02-27 タイミング位相同期装置 Granted JPS60223243A (ja)

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