JPH0462614B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、位相検出回路の改良に関し、特に、
変調波を復調したアナログ信号より抽出されるシ
ンボル・タイミングと基準クロツクとの位相差を
検出する位相検出回路に関する。

［従来の技術］ デイジタル信号により変調された変調波を復調
する復調器において、シンボル・タイミングの再
生は搬送波の再生とともに、重要な機能である。

従来のシンボル・タイミングの再生回路の例を
第３図に示す。ここで、１１は基準クロツク１１
ａを発生する基準クロツク発生回路、１２は基準
クロツクと周波数同期がとれた入力、１３は位相
検出回路、１４は位相推移回路、１５は再生され
たシンボル・タイミング位相同期のとれたクロツ
ク出力である。この回路では、復調器内部に持つ
基準クロツク１１と入力信号１２のシンボル・タ
イミングとの位相差を位相検出回路１３によつて
検出し、この誤差分を位相推移回路１４に作用さ
せ、基準クロツク１１に位相補正を加えてシンボ
ル・タイミングに位相同期したクロツク出力１５
を得ている。

上述の例からもわかるように、基準クロツクと
シンボル・タイミングとの位相差を低いＣ／Ｎ
（搬送波電力対雑音電力比）の条件のものにおい
ても精度良く検出できるか否かが復調器のシンボ
ル・タイミング再生能力を大きく左右する。

第４図は従来の位相検出回路の実施例である。
この回路は、高速クロツク源２１から出力された
高安定な高速クロツク２１ａを分周するカウンタ
２２と、アナログ復調信号２３と前記カウンタ２
２のアドレスとを入力として位相差を出力する位
相検波器２０と、前記位相検波器２０の出力を平
均化する平均化回路２８とからなつており、さら
に位相検波回路２０はタイミング抽出回路２４、
サンプル・ホールド回路２５、基準位相を示すア
ドレス２６および減算器２７で構成されている。

この位相検出回路の動作を以下に述べる。

高安定な発振器からなる高速クロツク源２１よ
り得られる高速クロツク２１ａを、０から（Ｎ−
１）までカウント・アツプを繰り返すカウンタ２
２でＮ分周する。高速クロツク２１ａの周波数を
o（Hz）、シンボル・タイミングの周波数をFs
（Hz）とし、Ｎ＝o／Fsに選べば前記カウンタ２
２は基準クロツクを生成し、そのアドレスは基準
クロツクの位相を表わしている。

ここで、入力信号２３が０から１、または１か
ら０へ遷移するタイミングをタイミング抽出回路
２４によつて抽出し、このタイミングで前記カウ
ンタ２２のアドレスをサンプル・ホールド回路２
５によつて保持する。そこで、前記入力信号２３
の遷移タイミングと比較されるべき基準となる位
相を表わすカウンタ・アドレス（例えばＮ／２）
と、前記サンプル・ホールド回路２５で保持され
たカウンタ・アドレスとの差を減算器２７で演算
すれば、この演算結果がシンボル・タイミングと
基準クロツクとの位相差になる。

ここで、タイミング抽出回路２４、サンプル・
ホールド回路２５および減算器２７により構成さ
れている前記位相検波器２０の位相検波特性を第
５図に示す。前記入力信号２３には、通常雑音が
加わつており、このような場合、前記位相検波器
２０の出力は期待値の回りに分散する。この分散
はＣ／Ｎの低下、すなわち、入力信号に加わる雑
音電力の増加とともに大きくなる。そこで、前記
一連の操作を複数回繰り返し、得られた複数個の
位相差を平均化回路２８で平均化し、平均化回路
２８の出力２９を推定された位相差としていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来の位相検出回路中の位相検波器２
０は、第５図のような特性を示しており、位相差
が（2n＋１）π（rad）（ｎ＝０，１，２，…）の
とき出力に不連続点が存在するため、この位相付
近に分散したサンプルの平均化を行なつても真の
位相差が得られないという欠点を有していた。例
えば、Ｎ／２と−Ｎ／２が同じ回数だけ検出され
たとすると平均値は０となり、真の位相差がπ
（rad）にもかかわらず、０（rad）として検出し
てしまう。特に、低いＣ／Ｎのもので動作してい
る前記位相検波器２０のサンプルは、不連続点付
近の位相差の回りの分散が増加し、上述した欠点
が顕著に表われ正しい位相推定ができなかつた。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので
あり、位相検波器の持つ位相検波特性の不連続点
を除去することにより、シンボル・タイミングと
基準クロツクとの位相差の推定を正しく行なうこ
とのできる位相検出回路の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の位相検出回路は、基準クロツクを発生
する基準クロツク発生回路と、このクロツクと同
一周波数で変化する入力信号および前記基準クロ
ツクを示す信号とを入力し、これらの位相差を出
力するとともに、その出力特性が2πの周期で繰
り返される周期関数であつて、かつこの周期ごと
に不連続点を有する位相検波器と、この位相検波
器からの複数回の検波出力を入力し、各検波出力
の絶対値の平均を算出する絶対値平均化回路と、
前記複数回の検波出力を入力し、各検波出力の
正、負の符号のうち多数決で求められた一方の符
号を出力する符号多数決回路と、前記絶対値平均
化回路の出力と前記符号多数決回路の出力を乗算
する乗算器とを有した構成としてある。

また、必要に応じ、前記基準クロツク発生回路
を、高速クロツク源と、この高速クロツク源出力
を分周するカウンタとから構成し、前記位相検波
器を、入力信号が０から１または１から０へ遷移
するタイミングを抽出するタイミング回路と、前
記タイミングで前記カウンタの値を保持するサン
プル・ホールド回路と、前記サンプル・ホールド
回路に保持された値と入力信号の遷移タイミング
と比較されるべき基準となる位相を表わす値との
差を演算する演算器とで構成してある。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

第１図は、本発明実施例に係る位相検出回路の
ブロツク図である。

同図において、位相検波器１は基準クロツク発
生回路７からの基準クロツク７ａおよびこのクロ
ツク７ａと同一周波数で変化する入力信号８の位
相差を出力するものであり、その詳細は例えば、
前述した第４図に示す位相検波器２０と同様であ
る。したがつて、この位相検波器１の位相検波特
性は、前述した第５図に示す通りである。

なお、前記基準クロツク発生回路７は、第４図
に示すものと同様に、高速クロツク源２１から出
力される高安定な高速クロツク２１をカウンタ２
２で分周して基準クロツク７ａを発生する構成と
なつている。

この位相検波器１の検波出力は、絶対値平均化
回路９および符号多数決回路１０に入力されるよ
うになつている。前記絶対値平均化回路９は、前
記検波出力を複数回入力して各検波出力の絶対値
を出力する絶対値回路２と、この絶対値回路２よ
り出力された複数の絶対値の平均値を算出する平
均化回路３とからなつている。一方、前記符号多
数決回路１０は、前記検波出力を複数回入力して
各検波出力の正、負の符号を判定して出力する符
号判定回路４と、判定された正、負の符号のうち
数の多い符号を多数決により求める多数決回路５
とからなつている。

また、乗算器６は、前記絶対値平均化回路９に
て平均化された絶対値と、前記符号多数決回路１
０にて多数決された符号を乗算し、この乗算結果
を位相差として出力するものである。

以上のように構成された装置の作用について、
第２図を参照して説明する。

まず、デイジタル信号により変調された変調波
が復調されて、アナログ信号として従来の位相検
波特性を持つ位相検波器１に入力される。位相検
波器１は、基準クロツク７ａの位相と入力された
アナログ復調信号のシンボル・タイミングとの位
相差を従来通り検出して出力する。この出力は、
第５図にも示したように例えばＮ／２から−Ｎ／
２までの正、負の両方の領域に存在し、しかも不
連続な点が存在している。

ここで、位相検波器１への入力信号８には、前
述したように通常雑音が含まれているため、位相
検波器１からの複数回の検波出力を平均する必要
があるが、位相検波器１の位相検波特性が上述し
たように従来通りであるので、単に平均したので
は従来の欠点を解消し得ない。

そこで、まず前記位相検波器１の複数回の検波
出力をそれぞれ絶対値回路２に入力し、ここで各
検波出力の絶対値を出力する。さらに、この各検
波出力の絶対値の平均を平均化回路３によつて計
算しておく。

また、以上の動作と並行して前記位相検波器１
の出力の正、負の符号を符号判定回路４において
判定し、多数決回路５によつて前記符号判定回路
４の出力中、正と負のどちらかの数が多いかを判
定する。前記多数決回路５は、正の符号が多いか
もしくは正、負等しければ＋１を出力し、負の符
号が多ければ−１を出力する。

ここで、前記絶対値回路２と符号判定回路４と
による位相検波特性を第２図に示す。同図におい
て、検波出力は正側のみに現われ（絶対値をとつ
ているため）、このために不連続点がなくなつて
いる。また、図中＋および−それぞれ符号判定回
路４の出力に対応している。

このように、位相検波器１の検波出力の絶対値
をとることで位相検波特性の不連続点をなくすこ
とができ、不連続点がないのでサンプル点がどこ
の位相の回りに分散してもその平均値は真の位相
差に近い値を示していることになる。

さらに、符号の多数決によつて得られた情報に
より＋の領域か−の領域かが判断できる。したが
つて、前記平均化回路３によつて計算した絶対値
の平均に、前記多数決回路５の出力を乗算器６に
より乗ずれば真の位相差に近い位相の推定が可能
である。さらに、前記位相検波器１の出力のサン
プル数を増やすことにより、前記乗算器６の出力
を真の位相差に限りなく近づけることが可能とな
る。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、位相検波器の持つ位相
検波特性の不連続点を除去することにより、アナ
ログ復調信号のシンボル・タイミングと基準クロ
ツクとの位相差の推定を、入力の位相差の大きさ
に左右されずに正しく行なうことができる。

さらに、本発明の回路は、演算が簡単であるの
でデイジタル回路で容易に実現できるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は位相検波器の出力を絶対値回路と符号判定回
路に入力したときの位相検波器特性を示す特性
図、第３図は従来の位相検出回路のブロツク図、
第４図は従来のシンボル・タイミング再生回路の
ブロツク図、第５図は従来の位相検波器の位相検
波特性を示す特性図である。 １：位相検波器、６：乗算器、９：絶対値平均
化回路、１０：符号多数決回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基準クロツクを発生する基準クロツク発生回
   路と、このクロツクと同一周波数で変化する入力
   信号および前記基準クロツクを示す信号とを入力
   し、これらの位相差を出力するとともに、その出
   力特性が2πの周期で繰り返される周期関数であ
   つて、かつこの周期ごとに不連続点を有する位相
   検波器と、 この位相検波器からの複数回の検波出力を入力
   し、各検波出力の絶対値の平均を算出する絶対値
   平均化回路と、 前記複数回の検波出力を入力し、各検波出力の
   正、負の符号のうち多数決で求められた一方の符
   号を出力する符号多数決回路と、 前記絶対値平均化回路の出力と前記符号多数決
   回路の出力を乗算する乗算器とからなることを特
   徴とする位相検出回路。 ２ 前記基準クロツク発生回路を、高速クロツク
   源と、この高速クロツク源出力を分周するカウン
   タとから構成し、 前記位相検波器を、入力信号が０から１または
   １から０へ遷移するタイミングを抽出するタイミ
   ング回路と、前記タイミングで前記カウンタの値
   を保持するサンプル・ホールド回路と、前記サン
   プル・ホールド回路に保持された値と入力信号の
   遷移タイミングと比較されるべき基準となる位相
   を表わす値との差を演算する減算器とで構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位
   相検出回路。