JPH0331025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、マンチエスタ変調データからこれ
に位相同期した再生クロツクを得る位相同期回路
に係り、特にクロツク再生回路が複数の動作モー
ドを有する位相同期回路に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第１図は従来のこの種の位相同期回路の構成例
を示すもので、クロツク再生回路Ａ、マンチエス
タ復号回路Ｂ、そしてワード同期回路Ｃによつて
構成されている。端子１より入力されたマンチエ
スタ変調データは微分回路２において変化点を検
出され、その出力微分パルスが擬似クロツク再生
回路３へ導かれる。擬似クロツク再生回路３では
入力微分パルスの選択が行なわれ、選択された微
分パルスだけが次のデイジタルPLL４へ供給さ
れる。デイジタルPLL４では入力微分パルスの
位相情報に従つて位相制御が行なわれ、入力マン
チエスタ変調データに位相同期した再生クロツク
CKRが生成される。このとき、クロツク再生回
路Ａにおける擬似クロツク再生回路３及びデイジ
タルPLL４では、マンチエスタ復号回路Ｂ及び
ワード同期回路Ｃを通して入力データ列から生成
されたワード同期信号SYNCに対応して、２つの
動作モード（一方をアタツク・モード、他方をプ
ロテクシヨンモードと呼ぶことにする）の切り換
えが行なわれる。

第２図は、第１図の位相同期回路の基本動作を
示す信号波形図で、特に擬似クロツク再生回路３
の働きを説明するために示されている。同図ａ，
ｂは、元のNRZデータとそのマンチエスタ変調
データをそれぞれ示すもので、同図からわかるよ
うに、マンチエスタ変調データは各ビツトタイム
の中間点で発生する真の変化点（“↑”印）と共
に、元のNRZデータに依存してビツトタイムの
境界で発生する別の種類の変化点（“↓”印）も
含んでいる。理想的な状態では、同図ｈに示され
るように、再生クロツクCKRの立ち上がり点が
前者の変化点に一致するようにデイジタルPLL
４が位相制御を行なうが、このためには後者の変
化点を除去することが必要になる。この目的のた
めに、第１図にあるようにデイジタルPLL４の
前に擬似クロツク再生回路３と呼ばれる一種のゲ
ート回路が挿入されており、不要な微分パルスの
通過を禁止している。

第３図は擬似クロツク再生回路３の一構成例を
示すもので、ワード同期信号SYNCに対応して２
つの動作モードの切り換えが行なわれるようにな
つている。

第１の動作モードはアタツク・モードと呼ばれ
るもので、入力端子５より入力された微分パルス
の１つがゲート回路６を通過するとカウンタ７は
クリアされ、これによりインバータ８の出力は
“Ｈ”となつてゲート回路９が開かれる。カウン
タ７は、ゲート回路９が開くと、端子１０より供
給されるクロツクによつて動作し、指定された数
だけ計数を行うと、その出力Ｑが“Ｈ”となる。
これによりインバータ８の出力が“Ｌ”となつて
カウンタ７へのクロツク入力が禁止される。そし
てこの状態はカウンタ７へ次のクリア信号が入力
されるまで継続する。今、端子１０へのクロツク
周波数をｆ（HZ）、又計数の個数をｎとすれば、
カウンタ９による計数時間はn/f（sec）となり、
この長さがほぼ１ビツト長の3/4倍になるように
設定されている。ここでインバータ８の出力はイ
ンバータ１１を経由してゲート回路６へ導かれて
いるから、結局カウンタ７の計数期間中、すなわ
ち約3/4ビツトタイムの間、次の微分パルスの通
過が禁止されることになる。

第２の動作モードはプロテクシヨン・モートと
呼ばれるもので、端子１２より入力された再生ク
ロツクCKRが遅延回路１３により90゜だけ位相シ
フトされた後、インバータ１１を経由してゲート
回路６へ導かれることによつて入力微分パルスに
対して禁止区間を設けている。このようにして、
いずれの動作モードにおいても選択された微分パ
ルスだけが端子１４より出力され、続くデイジタ
ルPLL４へ導かれる。

以上説明した擬似クロツク再生回路３の動作
は、第２図ｃ〜ｇの信号波形図に示されている。
即ち、同図ｃは入力マンチエスタ変調データの変
化点に相当する微分パルス列、同図ｄ，ｅはアタ
ツクモードにおけるゲート制御信号及びそれによ
つて選択された微分パルス列、そして同図ｆ，ｇ
はプロテクシヨンモードにおけるゲート制御信号
及びそれによつて選択された微分パルス列をそれ
ぞれ示している。

さて以上の２つの動作モードを対比させたと
き、アタツク・モードについては、再生クロツク
の状態が悪いときには、これに頼らざるを得ない
が、第２図ｅに示すように入力マンチエスタ変調
データの正しい位相に対して180゜だけ位相シフト
した微分パルスをいつたん取り込むと、受信
NRZデータの次の変化点まで正しい位相に戻れ
ないという特徴があり、従つて一般に雑音に対し
て弱いという欠点がある。一方、プロテクシヨ
ン・モードについては、再生クロツクの状態が悪
いときには使用できないが、逆に良い状態、すな
わち再生クロツクの位相が入力マンチエスタ変調
データの正しい位相に近い状態では特に有効なこ
とがわかる。

同様に、擬似クロツク再生回路３に続くデイジ
タルPLL４にもワード同期信号SYNCに対応し
た２つの位相制御モードがあつて、粗い位相制御
（アタツク・モード）と細かな位相制御（プロテ
クシヨン・モード）を時分割で切り換えている。
この場合にも、再生クロツクが良い状態では後者
のプロテクシヨン・モードで動作させた方が効果
的である。

ところが従来の位相同期回路では、単にワード
同期信号SYNCのみに対応して、擬似クロツク再
生回路３及びデイジタルPLL４の動作モードを
切り換えているため、いつたんワード同期がとれ
なくなると、再生クロツクCKRの位相が入力マ
ンチエスタ変調データの正しい位相に比較的よく
追随している場合にも、クロツク再生回路Ａ全体
をアタツク・モードで動作させることになる。従
つて、このような場合には再生クロツクの位相追
従性がかえつて悪化するため、結果的に符号誤り
率を増加させてしまうことになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、入力マンチエスタ変調データ
に対する位相の追従性がよく、ジツタの少ない再
生クロツクを生成することができる位相同期回路
を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明に係る位相同期回路は、ワード同期信号
のみならず再生クロツクの状態をも考慮してクロ
ツク再生回路の動作モードを切り換える制御回路
を設けたことを特徴としている。

即ち、この制御回路はマンチエスタ変調データ
と再生クロツクおよびワード同期の成立の有無を
示すワード同期信号を受け、再生クロツクとマン
チエスタ変調データとの位相差を常時検出し、そ
の位相差が連続して所定回数以上設定値以内にあ
るか否かを判定し、ワード同期信号よりワード同
期が成立している時および前記位相差が連続して
所定回数以上設定値以内にある時は前記クロツク
再生回路の動作モードをプロテクシヨンモード
（再生クロツクの細かな位相制御を行うモード）
とし、ワード同期が成立しておらず、かつ前記位
相差が連続して所定回数以上設定値以内にない時
は前記クロツク再生回路の動作モードをアタツク
モード（再生クロツクの粗い位相制御を行うモー
ド）とする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、特にワード同期がとれない状
態においても、クロツク再生回路の動作モードを
再生クロツクの状態に応じた最適モードに設定す
ることが可能となる。即ち、例えばワード同期が
とれないが再生クロツクの状態がよいとき、つま
り入力マンチエスタ変調データの位相によく追従
しているようなときは、クロツク再生回路の動作
モードをプロテクシヨン・モードに設定すること
により位相追従性やジツタ等の点で特性を向上さ
せ、結果的に符号誤り率の改善を図ることができ
る。

〔発明の実施例〕

第４図は、本発明の一実施例に係る位相同期回
路の概略構成図であり、クロツク再生回路Ａ、マ
ンチエスタ復号回路Ｂ、ワード同期回路Ｃ、そし
て制御回路Ｄによつて構成されている。入力端子
１よりマンチエスタ変調データがクロツク再生回
路Ａに入力されると、このデータの正しい位相に
一致するように再生クロツクCKRが生成され、
これがマンチエスタ復号回路Ｂへ導かれる。マン
チエスタ復号回路Ｂでは再生クロツクCKRと入
力マンチエスタ変調データより元のNRZデータ
が復号され、これがワード同期回路Ｃへ導かれ
る。そしてワード同期回路Ｃは入力データ列に従
つてワード同期信号SYNCを出力するが、このワ
ード同期信号SYNCはクロツク再生回路Ａより出
力された再生クロツクCKRと共に制御回路Ｄへ
導かれる。制御回路Ｄでは、ワード同期信号
SYNC及び再生クロツクCKRに対応して制御信
号を出力し、クロツク再生回路Ａの動作モードを
切り換える。

第５図は、制御回路Ｄの動作を説明するための
図で、再生クロツクCKRの状態を状態遷移図に
よつて表わしたものである。すなわち、再生クロ
ツクCKRの立ち上がり点と入力マンチエスタ変
調データの変化点との位相差を検出器によつて常
時検出し、その誤差が設定値Θ_O以内にあるとき
は、フローグラフを１つだけ前進させ、そうでな
いときは状態S_Oに戻す。このとき、第５図の状態
遷移図を使えば、制御回路Ｄの動作は次のように
説明される。すなわち、状態S_Nは良い状態がＮ
回連続した後なので、ワード同期がとれている状
態に準ずるものとして、プロテクシヨン・モード
でクロツク再生回路Ａを動作させる。一方、状態
S_O〜S_N-1にあるときは、再生クロツクCKRが依
然不確かな状態なので、もしワード同期がとれて
いなければ、従来通りアタツク・モードでクロツ
ク再生回路Ａを動作させる。このようにして、従
来ではプロテクシヨン・モードとアタツク・モー
ドの選択を プロテクシヨン・モード…同期がとれているとき アタツク・モード…ワード同期がとれていないと
き としていたのに対し、本実施例においては プロテクシヨン・モード…ワード同期がとれてい
るとき又は第５図で状態S_Nにあるとき アタツク・モード…ワード同期がとれていなく
て、しかも第５図で状態S_O〜S_N-1のいずれかに
あるとき とする。

第６図は本実施例における制御回路Ｄの具体的
構成例を示すものである。入力端子１５より入力
されたマンチエスタ変調データは微分回路１６に
おいて変化点を検出され、その微分パルスが位相
比較回路１９へ導かれる。一方、入力端子１７よ
り入力された再生クロツクCKRは立ち上がり微
分回路１８においてその立ち上がり点を検出さ
れ、その微分パルスが同じく位相比較回路１９へ
導かれる。位相比較回路１９においては、両者の
位相差が検出され、微分回路１６からの微分パル
スのうち、微分回路１８からの微分パルスに対し
てその位相差がΘ_O以内にあるものは、シフトレ
ジスタ２０へのクロツク入力として、又そうでな
いものはクリア信号として入力される。従つて位
相差が連続してＮ回以上にわたりΘ_O以内にとど
まれば、シフトレジスタ２０のＮ段目の出力Q_N
は“Ｈ”となり、この状態は次のクリア信号の到
来、すなわち、位相差が最初にΘ_Oより大きくな
る時点まで継続する。シフトレジスタ２０の出力
Q_Nは、続くフリツプ・フロツプ２１のデータ入
力端子に導かれ、一方微分回路１６の出力微分パ
ルスはインバータ２２を経由してフリツプ・フロ
ツプ２１のクロツク入力端子へ供給されており、
その結果シフトレジスタ２０の内容はラツチ動作
により取り込まれる。このとき、シフトレジスタ
２０の出力Q_N＝“Ｈ”の状態は、第５図で状態S_N
に相当しているから、フリツプ・フロツプ２１の
反転出力＝“Ｈ”の状態は、状態S_O〜S_N-1のい
ずれかに対応することになる。さて、フリツプ・
フロツプ２１の反転出力は端子２３より入力さ
れた信号（ワード同期がとれていないとき
“Ｈ”）と共にゲート回路２４へ導かれる。このゲ
ート回路２４の出力は、ワード同期がとれていな
くて、かつ第５図で状態S_O〜S_N-1のいずれかにあ
るとき“Ｈ”となるから、その反転出力を含めた
これらの信号はそれぞれ端子２６，２７よりクロ
ツク再生回路Ａにおける擬似クロツク再生回路３
及びデイジタルPLL４へ導かれ、動作モードを
切り換える。

以上述べた回路動作は第７図の信号波形図に示
されている。尚、第７図ａ〜ｇの各波形は第６図
の波形観測点に対応している。同図からわかるよ
うに、本実施例によれば、再生クロツクCKRの
状態に応じてプロテクシヨン・モードの時間帯が
従来の方式（第７図ｆ参照）に比べて増大し（第
７図ｇ参照）、結果的に符号誤り率の改善が期待
できる。このことは実験によつても確かめられ
た。実験は第６図に示す制御回路Ｄを用い、Ｎ＝
３、Θ_O＝45゜と設定して行なつた。また、本発明
の効果を具体的に調べるために、＝“Ｈ”
すなわち、従来の方式ではアタツク・モードに相
当する場合に対して、従来の方式による符号誤り
率と本実施例の方式を採用したときの符号誤り率
をそれぞれ測定した。その結果、信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）が0dB以下の範囲で従来の方法に比較
して７〜10％の特性改善が見られ、またS/Nが悪
い程、改善効果のあることも同時に確かめられ
た。

本発明は種々変形して実施が可能である。例え
ば実施例ではクロツク再生回路がアタツク・モー
ドとプロテクシヨン・モードの２つの動作モード
を有するものとして説明したが、動作モードがさ
らに多数の場合でも、制御回路への入力信号を増
やす等によつてそれらの動作モードを切り換える
ことが可能となる。これらは使用目的に合わせて
最適な組み合わせを考えればよい。

また、第６図に示す制御回路Ｄの構成も単なる
一例であつて、その目的を変更しない範囲で他の
任意の構成のものを用いることができる。

さらに“Ｎ”及び“Θ_O”の選び方に自由度の
あることは勿論であり、適宜最適化して設定すれ
ばよい。

このように、本発明によれば比較的簡単な制御
回路を付加することによつて、クロツク再生回路
の動作モードをより効果的に切り換え、しかして
入力マンチエスタ変調データの位相への追従性に
優れ、しかもジツタの少ない再生クロツクを生成
せしめ、結果的に符号誤り率を減少させ得る位相
同期回路を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相同期回路の一例を示す回路
構成図、第２図はその基本動作を示す信号波形
図、第３図は擬似クロツク再生回路の一構成例を
示す回路図、第４図は本発明の一実施例に係る位
相同期回路の概略構成図、第５図は同実施例の動
作を説明するための再生クロツクの状態に注目し
た状態遷移図、第６図は同実施例における制御回
路の具体的構成例を示す回路図、第７図はこの制
御回路の動作を示す信号波形図である。 Ａ…クロツク再生回路、Ｂ…マンチエスタ復号
回路、Ｃ…ワード同期回路、Ｄ…制御回路、１…
マンチエスタ変調データ入力端子、２…微分回
路、３…擬似クロツク再生回路、４…デイジタル
PLL、６，９…ゲート回路、７…カウンタ、８，
１１…インバータ、１３…遅延回路、１６，１８
…微分回路、１９…位相比較回路、２０…シフト
レジスタ、２１…フリツプ・フロツプ、２２，２
５…インバータ、２４…ゲート回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マンチエスタ変調データを入力とし、再生ク
   ロツクを生成する、少なくとも再生クロツクの粗
   い位相制御を行うアタツクモード及び細かな位相
   制御を行うプロテクシヨンモードの二つの動作モ
   ードをもつクロツク再生回路と、 前記再生クロツクを用いて前記マンチエスタ変
   調データより元のデータを復号し復号データ列を
   出力するマンチエスタ復号回路と、 前記復号データ列に従つてワード同期の成立の
   有無を示すワード同期信号を出力するワード同期
   回路と、 前記マンチエスタ変調データと前記ワード同期
   信号及び前記再生クロツクの状態に基いて前記ク
   ロツク再生回路の動作モードを切り換える制御回
   路とを具備し、 前記制御回路は前記再生クロツクと前記マンチ
   エスタ変調データとの位相差を常時検出し、その
   位相差が連続して所定回数以上設定値以内にある
   か否かを判定し、前記ワード同期が成立している
   時および前記位相差が連続して所定回数以上設定
   値以内にある時は前記クロツク再生回路の動作モ
   ードをプロテクシヨンモードとし、前記ワード同
   期が成立しておらず、かつ前記位相差が連続して
   所定回数以上設定値以内にない時は前記クロツク
   再生回路の動作モードをアタツクモードとするこ
   とを特徴とする位相同期回路。 ２ 前記クロツク再生回路は、前記マンチエスタ
   変調データを微分して変化点を検出するための微
   分回路と、この微分回路より出力された前記微分
   パルスを選択して擬似クロツクとして出力する擬
   似クロツク再生回路と、ごの擬似クロツク再生回
   路により選択された微分パルスを基準信号入力と
   して、前記再生クロツクを出力するデイジタル
   PLLとから構成され、前記擬似クロツク再生回
   路及びデイジタルPLLが前記二つの動作モード
   をもつことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の位相同期回路。