JPH06232857A - クロック信号抽出回路 - Google Patents

クロック信号抽出回路

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JPH06232857A
JPH06232857A JP5020383A JP2038393A JPH06232857A JP H06232857 A JPH06232857 A JP H06232857A JP 5020383 A JP5020383 A JP 5020383A JP 2038393 A JP2038393 A JP 2038393A JP H06232857 A JPH06232857 A JP H06232857A
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JP
Japan
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circuit
signal
clock signal
delay
clock
Prior art date
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Pending
Application number
JP5020383A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Hara
弘 原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定のクロック周期に同期してNRZ符号化
された入力デジタル信号から、周囲温度の変化に影響さ
れることなく常に一定のデューティのクロック信号を抽
出するクロック信号抽出回路を提供する。 【構成】 クロック周期より短い遅延時間で入力デジタ
ル信号を遅延する第1の遅延回路から出力された信号と
入力デジタル信号との排他的論理和演算処理を行う排他
的論理和回路と、排他的論理和回路の出力信号を一方の
入力端子に入力し出力端子にクロック信号を発生する反
転論理和回路と、反転論理和回路のクロック信号をクロ
ック周期より短い遅延時間で遅延して反転論理和回路の
他方の入力端子に帰還入力させる第2の遅延回路と、反
転論理和回路のクロック信号のデューティに比例した直
流信号を発生してその直流信号のレベルに応じて上記第
1,第2の遅延回路の遅延時間を可変制御するフィルタ
回路とを備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル伝送システ
ムにおける受信器等に適用され、受信したNRZのデジ
タル信号からクロック信号を再生するクロック信号抽出
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、このようなクロック信号抽出回路
としては、特公平3−101411号に開示されたもの
が知られている。この回路は、図6に示すように、所定
のクロック周期Tに同期して符号化されたNRZ(ノン
リターンゼロ)の入力データAから周期Tのクロック信
号Eを抽出する回路であり、第1の遅延素子1と、Ex
−ORゲート2と、ORゲート3と、第2の遅延素子4
で構成されている。そして、例えば、図7に示すような
入力データAを受信すると、第1の遅延素子1がT/2
周期遅延したデータBを出力し、Ex−ORゲート2が
データAとデータBとの排他的論理和演算を行うことに
よって、入力データAの論理が反転する時点に同期した
データCを出力する。更に、第2の遅延素子4がORゲ
ートの出力データEをT/2周期遅延させたデータDを
出力し、ORゲート3がデータCとデータDの論理和演
算処理をすることによってデータEを出力する。
【0003】このような構成によると、第1の遅延素子
1とEx−ORゲート2から成る初段回路が入力データ
Aに同期したデータCを発生し、更に第2の遅延素子2
とORゲート4から成る後段回路が所定周期Tに同期し
た発振動作を行うことにより、最終的に抽出したクロッ
ク信号として出力データEを発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のクロック信号抽出回路にあっては、遅延素子
1,4の遅延時間が周囲温度の影響によって変動するた
めに、クロック信号Eのデューティが変動する問題があ
った。例えば、図8に示すように、入力データAに対し
て正規のクロック信号Eが実線で示すデューティ50%
の矩形信号であるべきところ、周囲温度が上昇するのに
伴って遅延素子1,4の遅延時間が長くなるために、ク
ロック信号Eは点線にて示すように論理“1”となる期
間TH が論理“0”となる期間TL よりも長くなってし
まう問題があった。
【0005】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
成されたものであり、周囲温度の変化に影響されること
なく常に一定のデューティのクロック信号を発生するク
ロック信号抽出回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、所定のクロック周期(T)に同期し
てNRZ符号化された入力デジタル信号から該クロック
周期(T)に同期したクロック信号を抽出するクロック
信号抽出回路において、前記クロック周期(T)より短
い遅延時間(τ)で前記入力デジタル信号を遅延する第
1の遅延回路と、該第1の遅延回路の出力信号と上記入
力デジタル信号との排他的論理和演算処理を行う排他的
論理和回路と、該排他的論理和回路の出力信号を一方の
入力端子に入力すると共に、出力端子にクロック信号を
発生する反転論理和回路と、該反転論理和回路のクロッ
ク信号をクロック周期(T)より短い遅延時間(τ)で
遅延して反転論理和回路の他方の入力端子に帰還入力さ
せる第2の遅延回路と、該反転論理和回路のクロック信
号を積分することによりその信号の論理“1”と“0”
のデューティに比例した直流信号を発生すると共に、そ
の直流信号のレベルに応じて上記第1,第2の遅延回路
の遅延時間を可変制御するフィルタ回路とを具備する構
成とした。
【0007】
【作用】このような構成を有する本発明によれば、排他
的論理和回路が入力デジタル信号と第1の遅延回路の出
力信号との排他的論理和演算処理を行うことにより、入
力デジタル信号の論理が反転するのに同期して論理が反
転する出力信号を発生させ、反転論理和回路と第2の遅
延回路から成る後段回路が、この出力信号に同期して発
振動作する発振回路となるので、抽出すべきクロック信
号が反転論理和回路から出力される。更に、このクロッ
ク信号が所定のデューティからずれると、フィルタ回路
が出力する直流信号のレベルがそのデューティのずれ量
に比例して変化する。そして、直流信号のレベルに応じ
て第1,第2の遅延回路の遅延時間が自動的に可変調整
される。したがって、周囲温度の変化によってクロック
信号にデューティの変動が発生すると、フィルタ回路が
自動的に正規のデューティに戻すように第1,第2の遅
延回路の遅延時間を制御するので、クロック信号は常に
正規のデューティに保持される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、図1に基いて回路構成を説明すると、第1の
遅延回路5と排他的論理和ゲート(以下、Ex−ORゲ
ートという)6で構成される初段回路と、反転論理和ゲ
ート(以下、NORゲートという)7と第2の遅延回路
8で構成される後段回路と、ローパスフィルタ9とバッ
ファ回路10から成る帰還制御回路を有している。
【0009】初段回路にあっては、所定のクロック周期
Tに同期してNRZ符号化された入力デジタル信号Sin
がデジタル通信システム等の伝送路等を介して入力され
ると、第1の遅延回路5がこれを遅延して遅延出力信号
a を発生し、Ex−ORゲート7が遅延出力信号Sa
と入力デジタル信号Sinを排他的論理和演算処理するこ
とにより、排他的論理和信号Sb を出力する。ここで、
第1の遅延回路5に設定されている正規の遅延時間τ
は、0<τ<Tの範囲に設定されるが、この実施例で
は、周囲温度が変動しない正常の環境温度(室温)にお
いてτ=T/2となるように設定されている。この結
果、室温では、図2に示すように、所定周期Tの入力デ
ジタル信号Sinに対して、遅延出力信号Sa は時間T/
2だけ遅れた信号となり、排他的論理和信号Sb は入力
デジタル信号Sinの論理が反転するのに同期して反転を
繰り返す矩形信号となる。
【0010】一方、NORゲート7と第2の遅延回路8
から成る後段回路は、第2の遅延回路8による帰還制御
によってT/2の周期で反転を繰り返す矩形信号Sck
発生する発振回路を実現している。そして、第2の遅延
回路8も第1の遅延回路5と等しい遅延時間τに設定さ
れている。即ち、第2の遅延回路8も、周囲温度が変動
しない正常の環境温度(室温)において0<τ<Tの範
囲に設定されるが、この実施例では、T/2に設定され
ている。そして、周囲温度が変動しない正常の環境温度
(室温)においては、NORゲート7は、第2の遅延回
路8を介して入力されるT/2周期前のクロック信号S
ck(即ち、信号Sc )と遅延出力信号Sb との論理和の
反転出力を再びクロック信号Sckとする動作を繰り返す
ことにより、図2に示すような、周期T/2で論理が反
転するクロック信号Sckを発生する。
【0011】ローパスフィルタ9とバッファ回路10で
構成される帰還制御回路は、まず、ローパスフィルタ9
は、時定数がクロック信号Sckの周期よりも大きな値に
設定されているので、クロック信号Sckを積分処理を行
うことにより、クロック信号Sckの論理“1”と“0”
のデューティに比例した直流レベルの信号を発生し、こ
れをバッファ回路10が一定の増幅率で増幅することに
よって直流信号Sg を発生する。そして、この直流信号
g が第1,第2の遅延回路5,8の遅延時間を制御す
る。
【0012】第1の遅延回路5は、図3に示すように、
入力デジタル信号Sinを固定電圧増幅率G0 で増幅する
第1のバッファ回路BF1と、入力デジタル信号Sin
直流信号Sg の電圧レベルに応じた電圧利得Gで増幅す
る第2のバッファ回路BF2と、これらのバッファ回路
BF1とBF2の出力端子間に接続された容量素子Cで
構成されている。そして、より具体的な回路例として
は、図4に示すようなSCFL (source coupled FET l
ogic) 回路が適用されている。
【0013】図4に示すバッファ回路BF1は、入力デ
ジタル信号Sinがゲートに入力される電界効果トランジ
スタQ1とゲートが基準電圧Vref で直流バイアスされ
た電界効果トランジスタQ2との共通ソースに、定電流
源となる電界効果トランジスタQ3のドレインが接続さ
れ、夫々のトランジスタQ1,Q2のドレインが負荷抵
抗R1,R2及び抵抗R3を介して電源電圧端子VDD
接続されることによって形成される固定電圧利得G0
差動増幅器を備えると共に、更に、夫々の負荷抵抗R
1,R2の一端に接続される電界効果トランジスタQ
4,Q5と、レベルシフト動作を行うダイオードD1,
D2,D3,D4及び、電流負荷となる電界効果トラン
ジスタQ6,Q7で構成されるソースフォロワ型の電力
増幅回路を有している。そして、ダイオードD4の一端
に遅延出力信号Sa を発生する。
【0014】一方、バッファ回路BF2は、回路構成上
はバッファ回路BF1と同様であるが、差動増幅器を構
成する電界効果トランジスタQ1’,Q2’の共通ソー
スに接続される電流源となる電界効果トランジスタQ
3’のゲートにバッファ回路10からの直流信号Sg
印加され、この直流信号Sg の電圧レベルに比例した電
流Ig を流すことによって、この差動増幅器の電圧利得
Gを可変制御するようになっている。そして、増幅され
た信号Sa ’がダイオードD4’の一端に発生される。
尚、直流信号Sg の電圧レベルが上がるのに比例して電
流Ig が増加するので、この差動増幅器の電圧利得Gも
増加する関係となる。
【0015】容量素子Cは、バッファ回路BF1,BF
2の出力端子間に接続されており、遅延出力信号Sa
信号Sa ’の差電圧Vcpが充電される。尚、これらのバ
ッファ回路BF1,BF2の電圧利得は、常にG0 >G
の関係となるように設計されているので、電圧利得Gが
増加しても差電圧Vcpは常に正の電圧となる。
【0016】このような構成による第1の遅延回路5
は、バッファ回路BF1の電圧利得G 0 が常に一定であ
るのに対して、バッファ回路BF2の電圧利得Gは直流
信号Sg の電圧レベルが上昇するのに従ってバッファ回
路BF2の電圧利得Gが増加するので、直流信号Sg
電圧レベルが上昇するほど差電圧Vcpは小さくなる。よ
って、差電圧Vcpが小さくなるほど容量素子Cへの充電
時間が短くなることとなるので、遅延回路5の見掛上の
時定数が小さくなり、遅延時間も短くなる。
【0017】一方、第2の遅延回路8も図3及び図4に
示したのと等しい回路構成となっており、同じ機能を有
している。但し、第2の遅延回路8の入力信号はORゲ
ート7が発生するクロック信号Sck、出力信号は第1の
バッファ回路BF1から出力される信号Sc であり、容
量素子Cに充電される差電圧Vcp’は、この信号Sc
第2のバッファ回路BF2から出力される信号Sc ’と
の差の電圧となる。
【0018】因みに、これらの機能を図5の特性図に基
づいて説明すると、まず、周囲温度の変化の影響により
第1,第2の遅延回路5,8の遅延時間τが変動し、そ
の結果、クロック信号Sckが論理“1”となる期間TH
と論理“0”となる期間TLとのデューティ(TH /T
L )が正規の値「1」からずれると、図5(a)に示す
ように、ローパスフィルタ9とバッファ回路10から成
る帰還回路の直流信号Sg の電圧レベルも正規の値Vg2
を中心として変化する。そして、図5(b)に示すよう
に、第1,第2の遅延回路5,8内の第2のバッファ回
路BF2の電圧利得Gが直流信号Sg の電圧レベルに比
例して変化する。更に、図5(c)に示すように、第2
のバッファ回路BF2の電圧利得Gの変化に従って容量
素子Cの差電圧Vcp,Vcp’が変化し、この結果、図5
(d)に示すように、第1,第2の遅延回路5,8の遅
延時間τは、−ΔτないしΔτの範囲で増減調整され
る。
【0019】このように、この実施例によれば、第1,
第2の遅延回路5,8の夫々の遅延時間τが周囲温度の
変動に伴って増減変動し、その結果、クロック信号Sck
のデューティが50%からずれようとしても、ローパス
フィルタ9とバッファ回路10から成る帰還制御回路か
ら出力される直流信号Sg によって、第1,第2の遅延
回路5,8の遅延時間τの変動が自動的に抑制されるの
で、クロック信号Sckのデューティは一定に保持され、
精度の良いクロック信号Sckを抽出することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ロック周期より短い遅延時間でNRZの入力デジタル信
号を遅延する第1の遅延回路から出力された信号と入力
デジタル信号との排他的論理和演算処理を行う排他的論
理和回路と、排他的論理和回路の出力信号を一方の入力
端子に入力し出力端子にクロック信号を発生する反転論
理和回路と、反転論理和回路のクロック信号をクロック
周期より短い遅延時間で遅延して反転論理和回路の他方
の入力端子に帰還入力させる第2の遅延回路と、反転論
理和回路のクロック信号のデューティに比例した直流信
号を発生してその直流信号のレベルに応じて上記第1,
第2の遅延回路の遅延時間を可変制御するフィルタ回路
とを備える構成とし、クロック信号が所定のデューティ
からずれると、フィルタ回路が出力する直流信号のレベ
ルがそのデューティのずれ量に比例して変化し、そし
て、直流信号のレベルに応じて第1,第2の遅延回路の
遅延時間が自動的に可変調整されるようにしたので、周
囲温度の変化によってクロック信号のデューティが変動
しようとしても、フィルタ回路が自動的に正規のデュー
ティに戻すように第1,第2の遅延回路の遅延時間を制
御する。この結果、周囲温度の影響を受けず常に正規の
デューティに保持されるクロック信号を抽出するクロッ
ク信号抽出回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるクロック信号抽出回路の一実施例
の構成を示す回路図である。
【図2】一実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図3】一実施例中の第1,第2の遅延回路の構成を示
す回路図である。
【図4】第1,第2の遅延回路の構成を更に詳細に示し
た回路図である。
【図5】第1,第2の遅延回路及びフィルタ回路の特性
を示す特性図である。
【図6】従来のクロック信号抽出回路を示す回路図であ
る。
【図7】従来のクロック信号抽出回路の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
【図8】従来のクロック信号抽出回路の問題点を説明す
るためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
5…第1の遅延回路、6…Ex−ORゲート、7…NO
Rゲート、8…第2の遅延回路、9…ローパスフィル
タ、10…バッファ回路、BF1…第1のバッファ回
路、BF2…第2のバッファ回路、Q1〜Q7,Q1’
〜Q7’…電界効果トランジスタ、R1〜R3,R1’
〜R3’…抵抗、D1〜D4,D1’〜D4’…ダイオ
ード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のクロック周期(T)に同期してN
    RZ符号化された入力デジタル信号から該クロック周期
    (T)に同期したクロック信号を抽出するクロック信号
    抽出回路において、 前記クロック周期(T)より短い遅延時間(τ)で前記
    入力デジタル信号を遅延する第1の遅延回路と、 該第1の遅延回路の出力信号と上記入力デジタル信号と
    の排他的論理和演算処理を行う排他的論理和回路と、 該排他的論理和回路の出力信号を一方の入力端子に入力
    すると共に、出力端子にクロック信号を発生する反転論
    理和回路と、 該反転論理和回路のクロック信号をクロック周期(T)
    より短い遅延時間(τ)で遅延して反転論理和回路の他
    方の入力端子に帰還入力させる第2の遅延回路と、 該反転論理和回路のクロック信号を積分することにより
    その信号の論理“1”と“0”のデューティに比例した
    直流信号を発生すると共に、その直流信号のレベルに応
    じて上記第1,第2の遅延回路の遅延時間を可変制御す
    るフィルタ回路とを具備したことを特徴とするクロック
    信号抽出回路。
JP5020383A 1993-02-08 1993-02-08 クロック信号抽出回路 Pending JPH06232857A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038743A1 (en) * 1997-02-27 1998-09-03 Honeywell Inc. Temperature independent, wide range frequency clock multiplier
EP2346172A1 (en) 2010-01-08 2011-07-20 Fujitsu Limited Analog-to-digital converter and digital-to-analog converter

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