JPH06197138A - ディジタルクロック再生回路 - Google Patents

ディジタルクロック再生回路

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JPH06197138A
JPH06197138A JP4343802A JP34380292A JPH06197138A JP H06197138 A JPH06197138 A JP H06197138A JP 4343802 A JP4343802 A JP 4343802A JP 34380292 A JP34380292 A JP 34380292A JP H06197138 A JPH06197138 A JP H06197138A
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JP
Japan
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phase
circuit
phase data
output
data
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Pending
Application number
JP4343802A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Shimoda
慎一 下田
Shigeyuki Sudo
茂幸 須藤
Katsumi Takeda
克美 竹田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】同一クロックで動作させるシフトレジスタのラ
ッチの数を減らし、クロックの配線遅延のばらつきによ
る回路の誤動作を低減すること。 【構成】角度変調波を位相量子化回路10で位相データ
とし、この位相データのビット数を微分回路11で圧縮
し、微分位相データを出力する。微分位相データを直接
伸長する第1の積分回路13aの出力と、シフトレジス
タ12を経由した微分位相データを伸長する第2の積分
回路13bの出力とを検出器14に入力し、検出器14
でこれら2つを減算することによって得られるアイパタ
ーンより伝送タイミングを検出し、DPLL15(ディ
ジタル位相同期ループ)に出力する。DPLL15はこ
の信号に同期したクロック再生を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号を角度
変調して伝送された角度変調波からディジタル信号を復
調するのに必要なタイミングクロックを再生するディジ
タルクロック再生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】受信機で復調された角度変調波(PSK
信号)をアイパターンの開いた最適点で識別するために
は、復調部において伝送タイミングに同期したクロック
信号を再生する必要がある。
【0003】従来、用いられているクロック再生回路と
しては特開平2−272840で開示されている方式が
知られている。この開示例の構成を簡略して図2に示
す。この再生回路は位相量子化回路10、シフトレジス
タ12、検出器14、ディジタル位相同期ループ(以下
DPLLと略す)15から構成される。
【0004】前記再生回路は、まずPSK信号を位相量
子化回路10により変調成分を抽出した量子化された位
相データに変換する。この位相データは、シフトレジス
タ12でPSK信号の1シンボルに相当する時間だけ遅
延されてから検出器14に入力されるものと、シフトレ
ジスタ12を経由せず、検出器14に直接入力されるも
のとに分けられる。検出器14ではこれらふたつのデー
タの減算を行う。これによって前記1シンボル期間の位
相の変化量が検出される。この位相の変化量を適当なオ
ーバサンプリングによってモニタするとアイパターンが
得られ、このアイパターンを基に検出タイミングを抽出
し、DPLL15に入力する。入力された検出タイミン
グを基準にDPLL15はクロック再生を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記開示例で使用する
シフトレジスタ12は位相データのビット数とシフトす
る段数により回路規模が決定し、ビット数×段数のラッ
チ数が必要となる。ここで、ビット数は位相データの分
解能であり、段数はタイミング時刻の分解能である。シ
フトレジスタは全て同一のクロックで動かす必要があ
り、全てのラッチのクロックのタイミングの一致が重要
である。一方、クロックは配線の引き回しによる遅延時
間が配線の浮遊容量,抵抗、等の影響で発生する。よっ
て、回路規模が増大すると配線での遅延により、それぞ
れのラッチのクロックタイミングにばらつきが生じ、誤
動作の可能性が増大する。
【0006】さらに再生タイミングがずれればシンボル
点(アイパターンの開口部)からずれた位置で復調する
事になり、位相判定に誤りが増加しビットエラーレート
(BER)特性の劣化につながり、回線品質が悪くな
る。
【0007】本発明は、シフトレジスタの前段に微分回
路、後段に積分回路を設け、シフトレジスタの回路規模
(ビット数)を低減することにより、同一クロックで動
作するシフトレジスタの数を低減し、クロックの配線遅
延のばらつきによる誤動作の危険性を回避するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に記載
のディジタルクロック再生回路の動作原理を示すブロッ
ク図である。
【0009】本発明は、受信されたPSK信号の位相を
量子化した位相データに変換する位相量子化回路と、位
相量子化回路から得られる量子化データの位相の進み・
遅れを検出し、それに応じて量子化データのビット数を
圧縮した微分位相データを出力する微分回路と、前記微
分回路からの信号を1シンボル遅延させるシフトレジス
タと、そのシフトレジスタを経由した前記微分位相デー
タを伸張する第1の積分回路、またそれとは別に前記微
分回路からの圧縮された微分位相データを直接、伸張す
る第2の積分回路と、さらに、前記第1の積分回路出力
と第2の積分回路出力をそれぞれ入力し、その減算値で
あるアイパターンから、シンボルタイミングを検出する
検出器と、検出器で検出したシンボルタイミングに応じ
て再生クロックを発生するDPLLとを備えて構成す
る。
【0010】
【作用】タイミング抽出回路において、シフトレジスタ
の前段と後段にそれぞれ微分回路,積分回路を設けるこ
とにより、シフトレジスタで遅延させる量子化した位相
データのビット数を削減し、シフトレジスタのラッチの
数を削減する。これにより、同一クロックで動作させる
ラッチの数を減らし、クロックの配線遅延のばらつきに
よる回路の誤動作を低減する。
【0011】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の第1の実施例に
ついて説明する。
【0012】図3において、線で囲んだ位相量子化回路
10の構成を説明すると、30はリミッタ、31は位相
変調成分を取り出すのに必要な発振器、32はリミッタ
30の出力と発振器31の発振出力との位相を比較して
位相変調成分を取り出し位相情報を得る位相比較回路、
33は位相情報をディジタル信号(位相データ)に変換
するnビットのA/D変換器、である。
【0013】次に、量子化した位相データを圧縮する微
分回路11の構成を説明する。34は得られた位相デー
タを1サンプル遅延させるラッチ、35は直接入力され
た量子化データとラッチ34の出力とを減算し、位相回
転量を検出してその値に対応した圧縮された位相微分デ
ータを出力する減算器で構成される。
【0014】さらに、12は圧縮された位相微分データ
を1シンボルに相当する時間だけ遅延させるシフトレジ
スタ、13a及び13bは圧縮された位相微分データを
伸長する積分回路(カウンタ)、14は圧縮・伸長され
た位相データと、シフトレジスタにより1シンボル遅延
され圧縮・伸長された位相データとを減算し、得られた
アイパターンから零クロス点を検出ポイントとして検出
する検出器である。
【0015】15は、検出器14で得られたクロックタ
イミングを基にクロックを再生するDPLLである。以
上によって本実施例は構成される。
【0016】次に、実施例の回路の詳細な動作について
説明する。
【0017】図3,図4において、位相量子化回路10
では、入力されたPSK信号はリミッタ30により図4
に示す方形波のリミッタ出力となる。位相比較回路は発
振器31からの角度変調波の搬送波周波数と同じ周波数
である発振器出力と、リミッタ出力位相を比較し、位相
差γn(n=1,2,3・・・)に比例した電圧を出力
する。この電圧信号をA/D変換器33で量子化し、量
子化したでデータに対応する位相データに変換する。こ
の時の模式的な説明図を図5に示す。位相比較回路32
から得られる位相情報γnをこの場合は4ビットにディ
ジタル変換し量子化データとする。
【0018】微分回路11の部分では、減算器35で、
直接減算器35に入力される位相データとラッチ34で
1サンプル遅延させてから減算器35に入力する位相デ
ータとの減算を行い、サンプル間隔の位相回転量を求
め、例えば、進み,変化無し,遅れの3段階で識別し
て、位相データのビット数を2ビットに圧縮する。この
操作により、次段のシフトレジスタのラッチ数が、例え
ば図9(a)に示すように、この場合は4ビット(位相
の解像度)×6倍オーバサンプリング(タイミング時間
の解像度)で24個となるところが、本発明の構成を用
いると同図(b)に示すように2ビット×6倍オーバサ
ンプリングで半分の12個に低減できる。
【0019】前記位相変化データを基に検出器14に含
まれる減算器35からアイパターンを得るため、遅延検
波を行う。ここで、角度変調信号としてπ/4シフトQ
PSK変調信号を例にとりアイパターンを得る方法及び
再生クロックを得る過程を説明する。まず、π/4シフ
トQPSK変調信号を説明する。図13はπ/4シフト
QPSK信号の信号空間ダイヤグラムで、2値のディジ
タルデータ2ビットの情報(それぞれ記号Xk、Ykで
示す。)を下記表1に示す差動符号化規則に則り1シン
ボル期間の相対的な位相遷移(遷移パターンを記号ΔΦ
で示す。)に対応させたものである。
【0020】
【表1】
【0021】例えば図13に示すように時刻tk−1に
Φk−1にあった場合、1シンボル期間経過後は2ビッ
トのディジタルデータに対応して、〇で示したいずれか
の点に遷移する。
【0022】このπ/4シフトQPSK信号の検波はシ
ンボルタイミング時刻毎の受信位相を検出して、連続す
るシンボル時刻の相対的な位相遷移量を計算し(差動論
理と定義する)、求めた遷移に最も近い遷移パターンを
判定することで行う。アイパターンは、この位相遷移量
の計算値の時間的変化を表したものである。
【0023】π/4シフトQPSK信号のアナログ遅延
検波方式のアイパターンを図6に示す。本発明はこれを
量子化した位相データを用いて実現しようとするもので
ある。まず、位相微分データとシフトレジスタ12で1
シンボルに相当する期間遅延させた位相微分データを、
積分回路13a及び13bそれぞれでアップダウンカウ
ントしていく。即ち、位相微分データが進みならアップ
カウント、変化無しならカウントせず、遅れならダウン
カウントする。それぞれのカウント値を減算器35で減
算し、そのカウント値の時間的変化を数シンボル重ね合
わせたものが量子化した位相データを用いて実現したア
イパターンとなる。以上のようにして得られたアイパタ
ーンを図7に示す。
【0024】さて、このアイパターンを基にシンボルタ
イミングを零クロス検出器36で検出する際に、零クロ
ス検出器36は、図8に示すように減算器35から出力
される値が0を交差したときに検出ポイントがあると判
断し、検出パルスを発生する。DPLL15は、この検
出パルスの位相から半シンボルずれた位相(逆相)に同
期するよう動作してクロックを再生する。
【0025】以上により、ディジタル回路のシフトレジ
スタの部分の回路規模を低減し、かつ良好なクロック再
生を行うことが可能となった。
【0026】次に、本発明の第2の実施例について図面
に基づいて説明する。
【0027】なお、図3に示される第1の実施例と同様
の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【0028】図10は、図3に示す本発明の第1の実施
例の位相量子化回路にあたる部分を位相データ変換器と
いう別の構成で実現した第2の実施例である。
【0029】図11には位相データ変換器101の構成
が示されている。
【0030】位相データ変換器101は、リミッタ30
と、発振器31と、発振器31からの出力を遅延させて
θ1〜θ8のそれぞれ異なる基準信号を発生させるシフ
トレジスタ113と、前記リミッタ30からの出力と、
前記シフトレジスタ113からの基準信号θ1〜θ8と
の位相をそれぞれ比較する8個の位相比較器111−1
〜111−8と、この位相比較器111−1〜8の出力
に応じて変調信号の位相を判定して位相データを出力す
る位相データ判定回路112と、から構成される。
【0031】以下は、位相データ変換器からの出力であ
る位相データを基に、微分回路,シフトレジスタ,積分
回路,検出器,DPLLを用いてクロックの再生を行
う。この構成は実施例1と同様である。
【0032】次にこの実施例の動作について説明する。
【0033】図11には位相データ変換器の詳細な構成
が示されている。
【0034】また、図12には、この実施例における前
記位相データ変換器の動作が示されている。
【0035】図11に示す発振器31からの出力をシフ
トレジスタ113にとりこみ、基準信号θ1〜θ8がそ
れぞれ45゜ずつ異なる位相を出力するようにする。例
えば、基準信号θ1は0゜、基準信号θ2は45゜、
…、基準信号θ8は315゜の位相である。
【0036】ここで、シンボルnにおいて、角度変調波
信号θnが位相データ変換器に入力されるとする。位相
比較器111−1〜111−8はそれぞれの基準信号θ
1〜θ8と入力された角度変調波信号θnとを比較す
る。位相比較器は比較した結果、一致した場合は”H”
信号を、不一致の場合は”L”信号を出力する。図12
の例で説明すると、入力された角度変調波信号θnが例
えば200゜の位相であった場合、位相比較器111−
1〜111−8の出力は比較の結果、それぞれ”H,
H,H,H,H,L,L,L”となる。
【0037】位相比較器からの出力を基に位相データ判
定回路は角度変調波信号の位相の範囲を判定する。前述
の例の場合、位相比較器の出力がそれぞれ”H,H,
H,H,H,L,L,L”なので、角度変調波信号の位
相は、位相比較器の出力が”H”から”L”に変化する
θ5からθ6の範囲(180゜〜225゜)と判定す
る。そして、位相データ判定回路は、この場合、180
゜〜225゜を代表する値、たとえば202.5゜を位
相データとして出力する。
【0038】位相データ出力から以後の動作は前述の実
施例1に記述したものと同様である。
【0039】
【発明の効果】本発明の効果は、タイミング再生回路に
おいて、シフトレジスタの回路規模を低減し、クロック
信号の配線遅延のばらつきによる回路の誤動作の危険性
を回避することにある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載のディジタルクロック再生回路
の原理を示すブロック図である。
【図2】従来のディジタルクロック再生回路を示すブロ
ック図である。
【図3】請求項1に記載のディジタルクロック再生回路
の第1の実施例の構成を示す図である。
【図4】角度変調波の位相情報を取り出す説明図であ
る。
【図5】量子化したデータを対応する位相データに変換
する動作を説明する図である。
【図6】π/4シフトQPSK信号のアナログ遅延検波
方式のアイパターンを示す図である。
【図7】量子化した位相データを用いて実現したアイパ
ターンを示す図である。
【図8】零クロス検出の説明図である。
【図9】シフトレジスタの構成図である。
【図10】請求項1に記載のディジタルクロック再生回
路の第2の実施例の構成を示す図である。
【図11】位相データ変換器の詳細な構成図である。
【図12】位相データ変換器の動作を説明する図であ
る。
【図13】π/4シフトQPSK信号空間ダイヤグラム
を示す図である。
【符号の説明】
10…位相量子化回路、11…微分回路、12…シフト
レジスタ、13a及び13b…積分回路、14…検出
器、15…ディジタル位相同期ループ(DPLL)、3
0…リミッタ、31…発振器、32…位相比較回路、3
3…A/D変換器、34…ラッチ、35…減算器、36
…零クロス検出器、101…位相データ変換器、111
…位相比較器、112…位相データ判定回路、113…
シフトレジスタ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 7/00 F 7741−5K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信された角度変調信号から位相情報をサ
    ンプリングして量子化した位相データに変換する位相量
    子化手段と、 この位相データのサンプル間隔の変化量を検出する微分
    手段と、 前記微分手段の出力を所定の時間遅延させる遅延手段
    と、 前記遅延手段を介し、微分手段の出力を入力し、積分を
    行う第1の積分手段と、またそれとは別に前記微分手段
    の出力を直接入力し、積分を行う第2の積分手段と、 前記第1,第2の積分手段の出力の減算を行って得られ
    るアイパターンより角度変調信号のシンボルタイミング
    を検出する検出手段と、 前記検出手段が検出したシンボルタイミングに同期して
    再生クロックを出力するディジタル位相同期ループとを
    備えたことを特徴とするディジタルクロック再生回路。
JP4343802A 1992-12-24 1992-12-24 ディジタルクロック再生回路 Pending JPH06197138A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206272B2 (en) 2000-04-20 2007-04-17 Yamaha Corporation Method for recording asynchronously produced digital data codes, recording unit used for the method, method for reproducing the digital data codes, playback unit used for the method and information storage medium
JP2009188759A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Rohm Co Ltd 差動位相偏移変調(DifferentialPhaseShiftKeying)された信号の復調回路、それを利用した無線機器

Cited By (3)

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