JPH07288472A - Nrz−rz信号変換回路 - Google Patents

Nrz−rz信号変換回路

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JPH07288472A
JPH07288472A JP10169494A JP10169494A JPH07288472A JP H07288472 A JPH07288472 A JP H07288472A JP 10169494 A JP10169494 A JP 10169494A JP 10169494 A JP10169494 A JP 10169494A JP H07288472 A JPH07288472 A JP H07288472A
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Kazuhiro Tsubota
一広 坪田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ジッタを含むNRZ信号を、クロック信号に
完全に同期したRZ信号に変換する。 【構成】 NRZ信号の立上がり微分信号をクロック信
号に同期して出力する立上り微分回路1と、クロック信
号に同期してカウントアップするn進カウンタ2と、デ
コーダ3と、ANDゲート4と、Dフリップフロップ5
と、クロック信号に同期したRZ信号11を出力するシー
ケンサ6とによって構成する。NRZ信号が立上がる
と、n進カウンタがカウントアップを始め、カウント数
が所定数に達したとき、デコーダがデコード信号を2入
力ANDゲートに出力し、2入力ANDゲートがサンプ
ル時刻を出力し、Dフリップフロップが2入力ANDゲ
ートの出力をクロックに同期させる。シーケンサは、D
フリップフロップの出力があった後、プログラムに設定
されたクロック信号の周期の間だけ出力信号を反転し、
クロック信号に完全に同期するRZ信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非同期デジタル通信の
復調回路に使用される、NRZ信号をRZ信号に変換す
る変換回路に関し、特に、安定したRZ信号への変換を
可能にしたものである。
【0002】
【従来の技術】無線通信では、伝送符号として、変調し
たときに高調波成分が少なく所要帯域幅の点で有利であ
るNRZ(Nonreturn to Zero)信号が使用され、一方、
ベースバンド信号の伝送では同期の取り易さ等の点から
RZ(Return to Zero)符号が広く使用されている。そ
のため受信機の復調回路では、NRZ信号をRZ信号に
変換するための操作が必要になる。
【0003】従来のNRZ−RZ信号変換回路は、図4
に示すように、ジッタを含むNRZ信号8が入力したと
き、クロック信号10の1クロック分だけ遅延させて出力
するDフリップフロップ13と、NRZ信号8の立上りを
検出する2入力ANDゲート14と、カウンタ16のロード
信号を出力する2入力NORゲート15と、ロードされた
値からカウントアップを開始する4ビットローダブルカ
ウンタ16と、NRZ信号のデータ1に対応して、カウン
タ16が途中の数値をカウントしてから最上位の数値をカ
ウントするまでの間だけ信号レベルを反転させ、RZ信
号12を出力するDフリップフロップ17とを備えている。
【0004】このジッタを含むNRZ信号8とは、非同
期通信の信号から復調されたNRZ信号であり、クロッ
ク信号10の1〜2周期ほどの時間的伸縮を含んだ状態で
クロック信号10に同期している。これに対して、同期通
信の信号を復調したNRZ信号は、クロック信号10の8
周期の間隔を1単位とする信号となり、時間的伸縮を一
切含まない。
【0005】ジッタを含むNRZ信号8は、定常状態で
はLOWを示し、このときには4ビットローダブルカウ
ンタ16のリセット信号9もLOWの状態にある。ジッタ
を含むNRZ信号8が入力すると、このデータは必ず1
から始まるので、2入力ANDゲート14の一方の入力が
HIGHになる。2入力ANDゲート14の他方に入力す
るDフリップフロップ13の出力NQは、次のクロック信
号10がDフリップフロップ13に入力するまではHIGH
を維持するので、2入力ANDゲート14は、クロック信
号の1周期の間、ジッタを含むNRZ信号8の始めの立
ち上がりを検出してHIGHを出力する。それと同時に
リセット信号9がHIGHになり、ローダブルカウンタ
16の動作が始まる。
【0006】このときのローダブルカウンタ16のRCO
はLOWの状態にある。2入力NORゲート15の出力
は、今までのHIGHの状態が、ジッタを含むNRZ信
号8の立ち上がりが検出されたことにより、クロック信
号10の1周期の間LOWになり、またHIGHに戻る。
従って、ローダブルカウンタ16のLOAD端子への入力
が1周期間LOWになるので、ローダブルカウンタ16の
出力には(Q3 ,Q2 ,Q1 ,Q0 )=(1,0,0,
0)がロードされる。
【0007】ローダブルカウンタ16は、ロードされた値
から始めて、クロック信号10の立上がりエッヂで、順次
(1,0,0,1)(1,0,1,0)(1,0,1,
1)(1,1,0,0)(1,1,0,1)(1,1,
1,0)(1,1,1,1)とカウントアップする。こ
のとき(1,0,0,0)(1,0,0,1)(1,
0,1,0)(1,0,1,1)まではローダブルカウ
ンタ16の出力Q2 がLOWであり、Dフリップフロップ
17のCLK端子への入力がLOWのままであるため、D
フリップフロップ17のNQ出力はHIGHの状態であ
る。ローダブルカウンタ16のカウントが(Q3 ,Q2
1 ,Q0 )=(1,1,0,0)になると、出力Q2
が始めてHIGHになり、Dフリップフロップ17はロー
ダブルカウンタ16の出力Q2 の立上がりエッヂで、ジッ
タを含むNRZ信号8をサンプルし、Dフリップフロッ
プ17の出力がHIGHからLOWに変化する。このタイ
ミングは、基本的にクロック信号10の8周期間を信号の
単位としているNRZ信号の中心をサンプルしているこ
とになる。
【0008】ローダブルカウンタ16は、さらにクロック
信号10の立上がりエッヂでカウントアップを続け、(Q
3 ,Q2 ,Q1 ,Q0 )=(1,1,1,1)まで数え
ると同時にRCOを、クロック信号10の1周期の間、L
OWからHIGHに変える。このRCO出力は2入力N
ORゲート15に入力する。このとき、ジッタを含むNR
Z信号8は、次のデータが1の場合でも0の場合でも、
LOWからHIGHに変化することはないため、2入力
ANDゲート14の出力はLOWの状態を維持している。
そのため、2入力NORゲート15は、RCO出力によ
り、今までのHIGHの状態から、クロック信号10の1
周期の間だけLOWになり、またHIGHに戻る。
【0009】この2入力NORゲート15の出力がローダ
ブルカウンタ16のLOAD端子に加わり、ローダブルカ
ウンタ16の出力に(Q3 ,Q2 ,Q1 ,Q0 )=(1,
0,0,0)がロードされる。即ち、ローダブルカウン
タ16の出力(Q3 ,Q2 ,Q1 ,Q0 )は(1,1,
1,1)の次が(1,0,0,0)になる。
【0010】また、Dフリップフロップ17の出力は,2
入力NORゲート15の出力がLOWになることによって
非同期リセットが掛かり、出力はHIGHに戻る。
【0011】続いて、ローダブルカウンタ16は、先程と
同様に、クロック信号10の立上がりエッヂでカウントア
ップし、Dフリップフロップ17は、ローダブルカウンタ
16の出力Q2 がHIGHになった時点で、ジッタを含む
NRZ信号8の中心をサンプルする。サンプルしたデー
タが0、つまりLOWであれば、Dフリップフロップ17
の出力はHIGHのままであり、サンプルしたデータが
1、つまりHIGHであればDフリップフロップ17の出
力はLOWになる。ローダブルカウンタ16は、さらにカ
ウントアップを続け、最上位数までカウントするとRC
Oがクロック信号10の1周期間HIGHになり、2入力
NORゲート15の出力がクロック信号10の1周期間LO
Wになる。そのため、Dフリップフロップ17は非同期リ
セットされ、出力がHIGHの状態になる。こうした一
連の動作により、Dフリップフロップ17からはRZ信号
12が出力される。
【0012】ローダブルカウンタ16の出力(Q3 ,Q
2 ,Q1 ,Q0 )は、基本的には(1,0,0,0)か
ら(1,1,1,1)にカウントアップされ、(1,
1,1,1)の次に(1,0,0,0)がロードされ
る。しかし、Dフリップフロップ13と2入力ANDゲー
ト14とが、ジッタを含むNRZ信号8の立上がりを検出
した場合には、直ちに2入力NORゲート15からローダ
ブルカウンタ16のLOAD端子にクロック信号10の1周
期間LOWの信号が入力され、(1,0,0,0)がロ
ードされる。つまり、ローダブルカウンタ16は、その出
力(Q3 ,Q2 ,Q1,Q0 )がどのような状態にあっ
ても、NRZ信号8が入力したときには、出力を(1,
0,0,0)に戻すことができる。そのために、入力し
たNRZ信号8がジッタを含んでいる場合でも、クロッ
ク信号10に対して同期を取りながらRZ信号に変換する
ことが可能となる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のNRZ
−RZ信号変換回路では、クロック信号を受入れていな
いDフリップフロップ17からRZ信号を取出しており、
また、RZ信号12のLOWからHIGHへの立上がりを
Dフリップフロップ17のリセット信号で制御している。
そのため、得られるRZ信号12はクロック信号10に対し
て非同期となり、信号変換の動作に安定性を欠いたり、
信号の遅延が発生したりする。その結果、この変換回路
では、高速通信ができなかったり、厳しい車載環境で誤
動作を招く等の問題点を有していた。
【0014】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ジッタを含むNRZ信号を、クロック信
号に完全に同期したRZ信号に変換することができる、
安定した高速動作が可能なNRZ−RZ信号変換回路を
提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ジ
ッタを含むNRZ信号とクロック信号とを入力とし、N
RZ信号の立上がり微分信号をクロック信号に同期して
出力する立ち上がり微分回路と、この立ち上がり微分信
号とクロック信号とを入力とし、立ち上がり微分信号に
よりクロック信号に同期してリセットし、クロック信号
に同期してカウントアップするn進カウンタと、このn
進カウンタの出力を入力とし、n進カウンタの出力のデ
コード信号を出力するデコーダと、デコーダの出力とN
RZ信号とを入力とする2入力ANDゲートと、2入力
ANDゲートの出力とクロック信号とを入力とするDフ
リップフロップと、このDフリップフロップの出力とク
ロック信号とを入力とし、クロック信号に同期したRZ
信号を出力するシーケンサとによってNRZ−RZ信号
変換回路を構成している。
【0016】
【作用】そのため、NRZ信号が立ち上がると、立上が
り微分回路の出力を受けたn進カウンタがクロック信号
に同期してカウントアップを始め、カウント数が所定数
に達したとき、デコーダがデコード信号を2入力AND
ゲートに出力する。2入力ANDゲートは、デコード信
号を用いてサンプル用信号を出力し、Dフリップフロッ
プがこの2入力ANDゲートの出力をクロック信号に同
期させる。Dフリップフロップの出力はシーケンサに入
り、シーケンサは、Dフリップフロップの出力があった
後、プログラムに設定されたクロック信号の周期の間だ
け、出力信号を反転する。そのため、シーケンサから
は、クロック信号に完全に同期するRZ信号が出力され
る。
【0017】
【実施例】本発明の実施例におけるNRZ−RZ信号変
換回路は、図1に示すように、クロック信号10に同期し
てジッタを含むNRZ信号8の立上がり微分信号7を出
力する立上がり微分回路1と、リセット信号9によりク
ロック信号10に非同期でリセットされ、ジッタを含むN
RZ信号8の立上がり微分信号7によりクロック信号10
に同期してリセットされる8進カウンタ2と、8進カウ
ンタ2の出力をデコードするデコーダ3と、ジッタを含
むNRZ信号8のサンプル用信号を生成する2入力AN
Dゲート4と、2入力ANDゲート4の出力をクロック
信号10に同期させるDフリップフロップ5と、Dフリッ
プフロップ5の出力を受けてクロック信号10に同期した
RZ信号11を出力するようにプログラムに従って動作す
るシーケンサ6とを備えている。
【0018】次に実施例のNRZ−RZ信号変換回路の
動作について説明する。図2は、実施例の変換回路の各
部のタイミングチャートを示している。この図におい
て、NRZ信号8(b)の実線は、NRZ信号がクロッ
ク信号10(a)に同期している場合を示しており、ま
た、点線は、クロック信号10の1〜2周期程度の時間的
伸縮を含んでクロック信号10に同期している「ジッタを
含んだNRZ信号」を示している。同期通信の信号をN
RZ信号に復調した場合は実線ようになり、クロック信
号10の8周期間隔が信号の単位となる。
【0019】ジッタを含むNRZ信号8の入力タイミン
グ(b)に対して、リセット信号9は図2のiのように
入力し、8進カウンタ2を動作させる。8進カウンタ2
の出力は、ジッタを含まないNRZ信号の場合を図2の
d1に、ジッタを含むNRZ信号の場合を図2のd2に
示している。いずれの場合も、立上り微分回路の出力信
号7(c)の次のクロック信号aに合わせて0からのカ
ウントが開始される。ジッタを含まないNRZ信号の場
合は、0から7までのカウントが規則正しく繰返される
が、ジッタを含むNRZ信号8では、立上り微分回路の
出力信号7(c)の時間的位置が実線からずれるため、
それに連れてカウント数が不規則になっている。
【0020】デコーダ3は、8進カウンタ2の出力を受
け、8進カウンタ2の出力が3のときに、HIGHを出
力(図2e)する。
【0021】2入力ANDゲート4は、デコーダ3の出
力(e)とジッタを含むNRZ信号8(b)とを入力
し、デコーダ3の出力がHIGHで且つNRZ信号8の
データが1のときにだけ、クロック信号10の1周期間H
IGHの信号(図2f)を出力する。NRZ信号がジッ
タを含む場合は点線のようになる。この2入力ANDゲ
ート4は、デコーダ3の出力を使ってジッタを含むNR
Z信号8をサンプルしている。
【0022】Dフリップフロップ5は、2入力ANDゲ
ート4の出力とクロック信号10とを受け入れて、2入力
ANDゲート4の出力をクロック信号10に同期させて、
図2gの信号を出力する。
【0023】シーケンサ6は、プログラムに従って、図
3に示す状態遷移図に基づく動作を行なう。つまり、D
フリップフロップ5の出力(図2g)がクロック信号10
の1周期間に亙ってLOWのときは、RZ信号としてH
IGHを出力する。一方、Dフリップフロップ5の出力
がクロック信号10の1周期間に亙ってHIGHのとき
は、クロック信号10に同期したRZ信号の出力をLOW
に変え、これをクロック信号10の4周期間に亙って続
け、その後HIGH出力に戻る。
【0024】このシーケンサ6の出力を図2hに示して
いる。この出力は、クロック信号10に完全に同期したR
Z信号出力11となる。
【0025】このように、実施例のNRZ−RZ信号変
換回路では、ジッタを含むNRZ信号のデータ1が入力
したとき、それに対応して、シーケンサ6からクロック
信号10の4周期間に亙ってLOWとなるRZ信号11を出
力しており、クロック信号に完全に同期したRZ信号に
変換することができる。この変換は、クロック信号に完
全に同期しているため、動作が安定しており、また、遅
延を伴わなうことがなく高速動作が可能になる。
【0026】なお、実施例では、ジッタを含むNRZ信
号の基本周期をクロック信号の8周期間としているた
め、8進カウンタ、つまりn=8のn進カウンタを用
い、デコーダでは、カウンタ出力の3に合わせて信号を
出力し、また、シーケンサでは、NRZ信号のデータ1
に対応して、クロック信号の4周期間だけLOWになる
RZ信号を出力するようにプログラムを設定している。
【0027】しかし、ジッタを含むNRZ信号の基本周
期は、nを任意の整数として、クロック信号のn周期間
とすることができる。この場合には、カウンタにn進カ
ウンタを用い、デコーダからは、n進カウンタの出力が
n/2−1またはn/2±0.5(この値が整数となる
いずれか一方)の数値の時にデコード信号を出力させ、
また、シーケンサは、NRZ信号のデータ1に対応し
て、クロック信号のn/2またはn/2±0.5(この
値が整数となるいずれか一方)の数値の周期間に亙って
出力を反転するようにプログラムする。
【0028】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のNRZ−RZ信号変換回路は、ジッタを含
むNRZ信号からRZ信号を生成する場合に、クロック
信号に完全に同期したRZ信号を出力することができる
ため、変換動作が安定しており、遅延の発生も避けられ
る。そのため、高速通信が可能であり、また、厳しい車
載環境などにおいても安定した動作を行なうことができ
る。
【0029】また、本発明の回路を、FPGA等のユー
ザが自由に書込むことが可能な論理回路にプログラムし
て利用する場合にも、本発明のNRZ−RZ信号変換回
路はクロック信号に同期して動作するため、各デバイス
特有の遅延に依存することがない。そのため、回路構成
に変更を加える必要がなく、どのようなデバイスにも対
応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNRZ−RZ信号変換回路の一実施例
を示すブロック図、
【図2】実施例のNRZ−RZ信号変換回路におけるタ
イミングチャート、
【図3】実施例のNRZ−RZ信号変換回路に使用する
シーケンサの状態遷移図、
【図4】従来のNRZ−RZ信号変換回路を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 立上がり微分回路 2 8進カウンタ 3 デコーダ 4、14 2入力ANDゲート 5、13 Dフリップフロップ 6 シーケンサ 7 立上がり微分信号 8 ジッタを含むNRZ信号 9 リセット信号 10 クロック信号 11 クロック信号に同期したRZ信号 12 RZ信号 13 Dフリップフロップ 15 2入力NORゲート 16 4ビットローダブルカウンタ 17 リセット端子付きDフリップフロップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NRZ信号をRZ信号に変換する信号変
    換回路において、 ジッタを含むNRZ信号とクロック信号とを入力とし、
    前記NRZ信号の立上がり微分信号を前記クロック信号
    に同期して出力する立ち上がり微分回路と、 前記立ち上がり微分信号と前記クロック信号とを入力と
    し、前記立ち上がり微分信号により前記クロック信号に
    同期してリセットし、前記クロック信号に同期してカウ
    ントアップするn進カウンタと、 前記n進カウンタの出力を入力とし、前記n進カウンタ
    の出力のデコード信号を出力するデコーダと、 前記デコーダの出力と前記NRZ信号とを入力とする2
    入力ANDゲートと、 前記2入力ANDゲートの出力と前記クロック信号とを
    入力とするDフリップフロップと、 前記Dフリップフロップの出力と前記クロック信号とを
    入力とし、前記クロック信号に同期したRZ信号を出力
    するシーケンサとを備えることを特徴とするNRZ−R
    Z信号変換回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010021626A (ja) * 2008-07-08 2010-01-28 Fujitsu Ten Ltd データ通信装置

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