JPH0650881B2 - タイミング抽出回路 - Google Patents

タイミング抽出回路

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JPH0650881B2
JPH0650881B2 JP62170614A JP17061487A JPH0650881B2 JP H0650881 B2 JPH0650881 B2 JP H0650881B2 JP 62170614 A JP62170614 A JP 62170614A JP 17061487 A JP17061487 A JP 17061487A JP H0650881 B2 JPH0650881 B2 JP H0650881B2
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JP
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clock
phase
circuit
output
signal
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JP62170614A
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小山  徹
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、周波数fO/2,fによる位相連続FSK信号
を用い、ペアケーブルによるデータ伝送を行う際に、受
信信号がペアケーブルの低域通過特性により歪んだ場合
においても、ジッタの少い受信クロックの発生を可能と
するタイミング抽出回路に関する。
(従来の技術) 従来用いられている、周波数fO/2,fによる位相連続
FSK信号からのタイミング抽出に用いられ、位相同期
発振器からなるタイミング抽出回路の例を第4図に示
す。同図に於て2は位相比較器、3はデジタルループフ
ィルタ、4はデジタル電圧制御発信器、5は分周回路、
6,17はEXOR(排他的論理和)回路、7はワード同
期回路である。入力2値信号100 はデジタル位相比較器
2において、分周回路5から出力された周波数2f
クロックと比較される。位相比較器2は2fクロック
の変化点の位相が入力2値信号の変化点の位相に対して
進んでいるか又は遅れているかを判別する。この位相比
較器2における判別結果を表す信号102 はデジタルルー
プフィルタ3に入力されて平均化される。ループフィル
タ3の出力の平均化信号103 によりデジタル電圧制御発
振器4の発振周波数が制御される。デジタル電圧制御発
振器4の出力クロック104 は分周回路5に入力され、分
周回路5からは2fクロック及びfクロックが出力
される。この2fクロックは位相比較器2の基準クロ
ックとして使用される。
第4図の位相同期発振回路は上述の動作説明からも明ら
かな様に、2fクロックの変化点が入力2値信号100
の変化点に一致する様に制御されるから、fクロック
が位相0゜に収束するか、 180゜に収束するかは、分周
回路5の初期状態により決まり、不確定である。この不
確定性を除くために、ワード同期回路7が使用されてい
る。ワード同期回路7の入力側に設けてあるEXOR回
路17には、出力fクロック101 及び入力2値信号100
が入力される。出力fクロック101 の立上り位相と入
力2値信号100 のワードの区切り(すなわち位相連続F
SK信号が常に変化点をもつ位相)とが一致した場合に
は、fクロック101 の隣接する立上り変化点の間でE
XOR回路17の出力は2個所の2fクロックの立上り
点でみて変化する場合としない場合があるが、fクロ
ックの立上り位相がワードの区切りに対して 180゜位相
がずれている場合は変化しない。この性質を用いてEX
OR回路17の出力を一定時間2fクロックの立上り位
相で監視し、fクロックの隣接する立上り変化点の間
でデータの変化がない場合にはワード同期回路の出力を
反転させ出力fクロックの位相を反転させることによ
りfクロックの立上り変化点をワードの区切りに一致
させ、ワード同期のとれたfクロックの抽出が可能と
なる。
(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来のタイミング抽出回路は、受信位相連続F
SK信号の1周期に対して、位相0゜及び 180゜の点で
入力信号変化点に対して2fクロックの立上りを同期
させる動作を行っている。位相 180゜の入力信号変化点
が、位相0゜の隣接する変化点の中央にある場合には良
好な特性を示すが、伝送に使用しているペアケーブルの
長さが長い場合にはfクロックとfO/2クロックのペア
ケーブル上での伝送遅延量が異なることに起因して位相
180゜の入力信号変化点が位相0゜の隣接する変化点の
中央からずれ、そのために抽出したクロックのジッタが
増大するという欠点がある。また、相関検波方式により
受信信号の検出を行う場合、 180゜の位相に於ける変化
点のずれに追従するfクロックが必要となるが、従来
の回路では出力されないという欠点もある。
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本発明が提供するタイミ
ング抽出回路は、デジタル式の位相同期発振器Aとデジ
タル式の位相同期発振器Bとレベルコンパレータとから
なり、fの周波数の部分とfO/2の周波数の部分との位
相が連続であってボーレートがfである位相連続FS
K信号を受信して、この位相連続FSK信号を前記レベ
ルコンパレータにより2値化して2値信号を生成し、こ
の2値信号を前記位相同期発振器A及びBの入力信号と
し;前記位相同期発振器Aは位相比較器A,ループフィ
ルタA,電圧制御発振器A,分周回路A及びワード同期
回路からなり;前記位相比較器Aは前記2値信号と基準
入力Bとの位相を比較し,初期状態において前記基準入
力Bとして前記分周回路Aの出力の2fクロックを用
いることにより,前記2値信号の変化点に対して前記2
クロックを同期させ;前記分周回路Aは前記2f
クロックを更に1/2分周することによりfクロック
を同時に出力し;前記ワード同期回路Aは,前記f
ロックの立上り点の前後(1/2)・fの時間内に前
記入力信号の立上り変化点または立下り変化点が常に存
在するという条件を満すか否かを判別し,その条件を満
す場合は前記fクロックは正しい位相であるとの判定
をして当該fクロックをそのまま出力し,前記条件が
満されない場合は前記fクロックは 180゜反転した位
相状態にあるとの判定をして前記fクロックの反転ク
ロックを出力し,前記判定が行われた時点で前記位相比
較器Aの前記基準入力Aのクロックを2fクロックか
らfクロックへ切り替えて前記位相同期発振器Aを2
クロック引き込みモードからfクロック引き込み
モードへ切り替えるセレクタがその位相同期発振器Aに
備えてあり、前記位相同期発振器Bは位相比較切B,ル
ープフィルタB,電圧制御発振器B,分周回路B及び位
相判定回路からなり;前記位相比較回路Bは前記2値信
号と基準入力Bとの位相を比較し,当該基準入力Bとし
て前記分周回路Bの出力のfクロックを使用し,前記
2値信号に対してそのfクロックを同期させ,同期確
立状態においては前記分周回路Bの出力の前記fクロ
ックと前記ワード同期回路の出力のfクロックとの位
相を比較し,これら両fクロックの位相が一致してい
るときには前記分周回路Bの出力の前記fクロックを
反転させて得た反転fクロックを前記基準入力Bとし
て入力し,この反転fクロックに再引き込みすること
を特徴とする。
(実施例) 次に、本発明について図面を参照して説明する。第1図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図および第
3図はその実施例の作動説明のためにその実施例に関連
する信号のタイミングを示す図である。第1図に示す様
に本発明によるタイミング抽出回路はデジタル位相同期
発振器A(DPLL(A))とデジタル位相同期発振器
B(DPLL(B))とからなっている。この実施例に
は第4図の従来の回路と同じく、受信フィルタを通った
後のバイフェーズ2値化受信信号(以後、2値信号と略
記する)100 が入力される。この2値信号100 が入力さ
れると、DPLL(A)内の2fOA基準クロックに対し
て2値信号100 の位相が進んでいるか又は遅れているか
を位相比較器2が判定する。デジタルループフィルタ3
は、その位相比較器2の判定結果に応じてデジタル電圧
制御発振器4の発振周波数を制御する。この電圧制御発
振器4の発振周波数によりDPLL(A)内の基準クロ
ックの周波数が決まる。分周回路5は電圧制御発振器4
の出力104 の周波数を分周してfOAクロック及び2fOA
クロックを生成する。fOAクロック及び2fOAクロック
は2値信号 100に同期している。EXOR回路およびワ
ード同期回路7は2値信号100 の立上りと同期してf
が立上るように制御を行う。そして、fが2値信号10
0 に同期して立上ると、ワード同期回路7の出力107bに
よってセレクタ8を制御して、位相比較器2で位相比較
するための基準クロックを2fOAからfOAに切り替え
る。即ち、この実施例ではDPLL(A)において2f
OAにまず引き込んだ後に、このDPLL(A)の発振器
周波数をfOAに切り替えることによって、従来の方式に
よるジッタ量の増加を防いでいる。
その抽出したfOAクロックの位相が分周回路15の出力f
OBの反転クロック▲▼と同じであれば、EXOR
回路16の出力は低電位レベル“L”となりカウンタ9の
出力は“L”となり、位相比較器12の基準クロックfOB
はfOAと同じになる。ここで、フリップフロップ10の出
力は初期設定時にリセットして高電位レベル“H”にし
てある。また分周回路15の出力fOBの反転クロック▲
▼とfOAが逆位相(周波数は同じ)であるときは、
EXOR回路16の出力は“H”となり、一定時間の後に
フリップフロップ10の出力が“L”になり、EXOR回
路11の出力は反転し逆位相となり、fOAと等しくなる。
するとEXOR回路16の出力は“L”になり固定する。
かくして、fOBはfOAと同位相に安定する。このよう
に、DPLL(B)の方は、バイフェーズ受信信号のゼ
ロクロス点に対してfクロックの立上り変化点を引き
込む動作を行う。これは第3図(a)に示した様に受信
信号のゼロクロス点が中央に存在する場合には、2値信
号100 の変化点も同様に中央にあるが、ケーブルが長く
受信信号波形が歪んでいる場合には第3図(b)に示し
た様に、マイパターンの中央の変化点が前にずれる。D
PLL(B)において、位相比較器12で使用している基
準fクロックは、受信信号の中央より引き込ませるこ
とになるから、第3図(a)の場合には中央の変化点に
引き込まれる。他方、第3図(b)の場合には、最初は
同図(a)と同様に基準クロックfOBの立上りはCの位
置にくるが、そこからDPLL(B)が作動し、結局
C′に引き込まれる。
このように、本実施例においては、受信信号がひずんだ
場合においても、中央の変化点の位置を正しく認識する
ことができる。
(発明の効果) 以上の説明から明らかな様に、本発明のタイミング抽出
回路では位相同期発振器(A)と位相同期発振器(B)
とを用い、位相同期発振器(A)は初期状態で2f
ロックを入力2値信号の変化点に同期させた後、ワード
同期をとり、その後、位相比較器の基準クロックを切り
替えることによりfクロックを入力2値信号の変化点
に同期させ、更に位相同期発振器(B)でfクロック
を入力2値信号変化点に同期させ、その結果が入力2値
信号の中央の変化点に一致していなかった場合にはその
クロックを反転させて改めて引き込み動作を行わせ
る。このように作動する本発明の回路は、入力信号波形
の歪により中央のゼロクロス点がずれた場合にもジッタ
の少いクロックを抽出でき、しかも中央のゼロクロス点
に同期したクロックを出力できる。本発明にはこのよう
な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第2
図および第3図はその実施例の動作を説明する信号タイ
ミング図、第4図は従来のタイミング抽出回路を示すブ
ロック回路図である。 2,12……位相比較器、3,13……ループフィルタ、
4,14……電圧制御発振器、5,15……分周回路、6,
11,16……EXOR回路、7……ワード同期回路、8…
…セレクタ、9……カウンタ、10……フリップフロップ
回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】デジタル式の位相同期発振器Aとデジタル
    式の位相同期発振器Bとレベルコンパレータとからな
    り、fの周波数の部分とfO/2の周波数の部分との位相
    が連続であってボーレートがfである位相連続FSK
    信号を受信して、この位相連続FSK信号を前記レベル
    コンパレータにより2値化して2値信号を生成し、この
    2値信号を前記位相同期発振器A及びBの入力信号と
    し; 前記位相同期発振器Aは位相比較器A,ループフィルタ
    A,電圧制御発振器A,分周回路A及びワード同期回路
    からなり; 前記位相比較器Aは前記2値信号と基準入力Bとの位相
    を比較し,初期状態において前記基準入力Bとして前記
    分周回路Aの出力の2fクロックを用いることによ
    り,前記2値信号の変化点に対して前記2fクロック
    を同期させ;前記分周回路Aは前記2fクロックを更
    に1/2分周することによりfクロックを同時に出力
    し; 前記ワード同期回路Aは,前記fクロックの立上り点
    の前後(1/2)・fの時間内に前記入力信号の立上
    り変化点または立下り変化点が常に存在するという条件
    を満すか否かを判別し,その条件を満す場合は前記f
    クロックは正しい位相であるとの判定をして当該f
    ロックをそのまま出力し,前記条件が満されない場合は
    前記fクロックは 180゜反転した位相状態にあるとの
    判定をして前記fクロックの反転クロックを出力し, 前記判定が行われた時点で前記位相比較器Aの前記基準
    入力Aのクロックを2fクロックからfクロックへ
    切り替えて前記位相同期発振器Aを2fクロック引き
    込みモードからfクロック引き込みモードへ切り替え
    るセレクタがその位相同期発振器Aに備えてあり、 前記位相同期発振器Bは位相比較器B,ループフィルタ
    B,電圧制御発振器B,分周回路B及び位相判定回路か
    らなり; 前記位相比較回路Bは前記2値信号と基準入力Bとの位
    相を比較し,当該基準入力Bとして前記分周回路Bの出
    力のfクロックを使用し,前記2値信号に対してその
    クロックを同期させ,同期確立状態においては前記
    分周回路Bの出力の前記fクロックと前記ワード同期
    回路の出力のfクロックとの位相を比較し,これら両
    クロックの位相が一致しているときには前記分周回
    路Bの出力の前記fクロックを反転させて得た反転f
    クロックを前記基準入力Bとして入力し,この反転f
    クロックに再引き込みすることを特徴とするタイミン
    グ抽出回路。
JP62170614A 1987-07-07 1987-07-07 タイミング抽出回路 Expired - Lifetime JPH0650881B2 (ja)

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GB2332857B (en) * 1998-01-06 2001-10-10 Keith Lyons A suspending device

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