JPH08186562A - クロック発生回路、及び信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズモジュレーション成分を除去したクロ
ック発生回路、及びこのクロック発生回路を用いた信号
処理装置を提供する。 【構成】 クロック発生回路は所定の周期のクロック信
号を生成するクロック発生手段（３）と、このクロック
発生手段に対して形成される信号ライン、電源ライン、
グランドラインをアイソレートする絶縁手段（１、２、
６）で構成する。また、信号処理装置は上記したクロッ
ク発生回路（３）、及び信号発生手段（５）の信号ライ
ン、電源ライン、グランドラインを絶縁手段（１、２、
６）によってアイソレートするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば音声又は画像のデ
ジタル信号に含まれるノイズやジッターを除去するのに
好適なクロック発生回路、及び信号処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から例えば信号処理装置等におい
て、入力される信号に含まれているノイズやジッターを
除去するため、信号ラインをフォトカプラー等によって
アイソレートした信号処理装置が知られている。

【０００３】図７に上記したような外部回路とアイソレ
ートする機能を有する信号処理装置のブロック図の一例
を示す。この図において、４１（４１−１、４１−２）
及び４２（４２−１、４２−２）は例えばフォトカプラ
ー等により構成されているアイソレーション回路であ
り、図示されてない外部回路と信号処理装置との接続ラ
インを電気的に絶縁しながら所定の信号を伝送するよう
になされている。４３は内部基準クロック発生器であ
り、図示されていない前段の外部回路からアイソレーシ
ョン回路４１−２を介して入力される基準クロック信号
をアイソレーション回路４２−２を介して出力すると共
に、入力される基準クロック信号と発振器４４からのク
ロックを用いて所要の内部基準クロックを生成し、信号
処理回路４５に供給するようになされている。

【０００４】信号処理回路４５では、図示されていない
前段の外部回路からアイソレーション回路４１−１を介
して供給される例えばデジタル信号を上記した内部基準
クロック発生器４３で生成した内部基準クロック信号に
基づいて所定の処理を行い、処理を行ったデジタル信号
をアイソレーション回路４２−１を介して出力するよう
になされている。

【０００５】つまり、この信号処理装置は前段の外部回
路から供給される例えばデジタル信号をアイソレーショ
ン回路４１−１でアイソレートし、前段の外部回路から
供給される基準クロック信号はアイソレーション回路４
１−２でアイソレートしてから入力するようになされて
いる。

【０００６】また、信号処理回路４５で所定の処理がな
されたデジタル信号はアイソレーション回路４２−１に
よってアイソレートされて後段の外部回路に出力され、
内部基準クロック発生器４３を介して出力される基準ク
ロック信号はアイソレーション回路４２−２でアイソレ
ートされて後段の外部回路に出力される。

【０００７】すなわち、内部基準クロック発生器４３及
び信号処理回路４５は、アイソレーション回路４１、及
び４２によって外部回路とは電気的に絶縁され、外部回
路から信号処理装置内に流入してくるノイズやジッター
を阻止するようになされている。

【０００８】よって、この信号処理回路４５に例えば音
声や映像のデジタル信号を入力し、内部基準クロック発
生器４３で生成される内部基準クロック信号で波形整形
を行えば、入力される信号に含まれるノイズやジッター
が除去され、音質や画質を改善することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな信号処理装置の場合、外部回路から流入するノイズ
やジッターはアイソレーション回路４１及び４２によっ
て阻止することができるようになるが、内部基準クロッ
ク発生器４３はこの信号処理装置の他の回路、例えば信
号処理回路４５と電源ライン及びグランドラインが共通
に接続されているため、内部基準クロック発生器４３に
は信号処理回路４５で放出される電源ノイズや、グラン
ドノイズが電源ライン及びグランドラインを介して流入
することになる。

【００１０】このため、本来、内部基準クロック発生器
４３で生成される単一スペクトルであるクロック信号に
は、流入するノイズによって発振器４４の発振周波数が
変調されノイズモジュレーションが発生する。

【００１１】よって、このクロック信号に基づいて信号
処理回路４５で所定の処理が行われて出力されるデジタ
ル信号及び、内部基準クロック発生器４３から出力され
る基準クロック信号にはノイズモジュレーション成分が
含まれることになり、結果的にこのノイズによって発生
するジッターを除去することができないという欠点があ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、ノイズモジュレー
ション成分を除去したクロック信号を生成するクロック
発生回路を提供すると共に、このクロック発生回路を用
いて信号に含まれるノイズ及びジッタを除去する信号処
理装置を提供することを目的としている。

【００１３】上記目的を達成するため、所定の周期のク
ロック信号を生成するクロック発生手段と、少なくとも
クロック発生手段に対して形成される信号ライン、電源
ライン、グランドラインをアイソレートする絶縁手段と
を有して構成する。

【００１４】また、所定の周期のクロック信号を生成す
るクロック発生手段と、所定の信号の処理を行う信号処
理手段とを有し、少なくともクロック発生手段と、信号
処理手段との間の信号ライン、電源ライン、グランドラ
インをアイソレートする。さらに、クロック発生手段に
対する信号ライン、電源ライン、グランドライン、及び
信号処理手段に対する信号ライン、電源ライン、グラン
ドラインをアイソレートする絶縁手段を有して構成す
る。

【００１５】

【作用】上記したように構成すると、クロック発生回路
においては、他の回路部との間での全てのラインに絶縁
手段が挿入されるため、クロック発生手段に流入するノ
イズ及びジッターは絶縁手段によって阻止され、ノイズ
モジュレーション成分が除去されたクロック信号を生成
することができる。

【００１６】また、信号処理装置においては、絶縁手段
によって外部回路から装置内に流入するノイズ及びジッ
ターを除去すると共に、絶縁手段によって装置内で発生
するノイズまたはジッターがクロック発生手段に流入す
るのを阻止しているため、ノイズやジッター成分を除去
した信号を出力することができるようになる。

【００１７】

【実施例】図１に本発明の実施例である信号処理装置の
ブロック図の一例を示す。この図において、１（１−
１、１−２）、及び２（２−１、２−２）は例えばフォ
トカプラー等により構成されているアイソレーション回
路を示し、外部回路との接続ラインを電気的に絶縁しな
がら所定の信号を伝送するようになされている。３は内
部基準クロック発生器を示し、前段の外部回路からアイ
ソレーション回路１−２を介して入力される基準クロッ
ク信号をアイソレーション回路２−２を介して出力する
と共に、入力される基準クロック信号と発振器４からの
クロックを用いて所要の内部基準クロック信号を生成
し、アイソレーション回路６を介して信号処理回路５に
印加するようになされている。

【００１８】５は信号処理回路であり、前段の外部回路
からアイソレーション回路１−１を介して入力されるデ
ジタル信号を、アイソレーション回路６を介して印加さ
れる内部基準クロック信号に基づいて所定の処理を行う
ようになされている。アイソレーション回路６は例えば
フォトカプラー等により構成されており、内部基準クロ
ック発生器３と信号処理回路５とを電気的に絶縁しなが
ら内部基準クロック信号を伝送するようになされてい
る。

【００１９】つまり、本実施例の信号処理装置は、前段
の外部回路から入力されるデジタル信号はアイソレーシ
ョン回路１−１でアイソレートされ、入力される基準ク
ロック信号はアイソレーション回路１−２でアイソレー
トされる。

【００２０】また、信号処理回路５で所定の処理がされ
たデジタル信号はアイソレーション回路２−１でアイソ
レートされて後段の外部回路に出力され、内部基準クロ
ック発生器３を介して出力される基準クロック信号はア
イソレーション回路２−２でアイソレートされて出力さ
れる。

【００２１】さらに、内部基準クロック発生器３で生成
された内部基準クロック信号は、アイソレーション回路
６でアイソレートされて信号処理回路５に印加される。
つまり、信号処理回路５及び内部基準クロック発生器３
の全てのラインはアイソレーション回路１、２、６、に
よってアイソレートされていることになる。

【００２２】ここで、図２に、フォトカプラーで構成し
た場合のアイソレーション回路の一例を示す。図２
（ａ）はアイソレーション回路１−１、１−２、及び６
の構成を示したものであり、この図で１０は入力バッフ
ァー、１１は抵抗、１２はＬＥＤ、１３は受光回路を示
し、１４はＬＥＤ１２及び受光回路１３で構成されてい
るフォトカプラー、１５は出力バッファを示している。
また、１６はアイソレーション回路１−１、１−２及び
６における電源ラインでの構成を示し、スイッチ１７、
絶縁トランス１８、整流ダイオード１９、平滑コンデン
サ２０からなる絶縁型のＤＣ−ＤＣコンバータで構成さ
れている。

【００２３】例えばアイソレーション回路６の場合、内
部基準クロック発生器３で生成された内部基準クロック
信号は入力バッファ１０及び抵抗１１を介してフォトカ
プラー１４のＬＥＤ１２に供給される。そして、このク
ロック信号に伴うＬＥＤ１２の発光動作を受光回路１３
で検出して出力バッファ１５を介して信号処理回路５に
印加するようになされている。

【００２４】また、入力バッファ１０の動作電圧はＤＣ
−ＤＣコンバータ１６の出力電圧が供給され、受光回路
１３及び出力バッファ１５の動作電圧はＤＣ−ＤＣコン
バータ１６の入力電圧と同一の電源から供給されてい
る。つまり、この場合アイソレーション回路６の入力側
とされる入力バッファ１０の動作電圧と、出力側とされ
る受光回路１３及び出力バッファ１５の動作電圧とをＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１６を用いて分離している。

【００２５】図２（ｂ）はアイソレーション回路２−
１、２−２の構成を示したものである。なお、上記した
図２（ａ）と同一部品には同一番号を付し説明は省略す
る。この場合、例えば信号処理回路５で所定の処理がさ
れたデジタル信号は入力バッファ１０及び抵抗１１を介
してフォトカプラー１４を構成しているＬＥＤ１２に供
給される。そして、このデジタル信号に伴うＬＥＤ１２
の発光動作を受光回路１３で検出して出力バッファ１５
を介して後段の外部回路に出力するようになされる。

【００２６】また、入力バッファ１０の動作電圧は、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１６の入力電圧と同一の電源から供
給され、受光回路１３及び出力バッファ１５の動作電圧
はＤＣ−ＤＣコンバータ１６の出力電圧である。つま
り、この場合もアイソレーション回路の入力側とされる
入力バッファ１０の動作電源と、出力側とされる受光回
路１３及び出力バッファ１５の動作電源とをＤＣ−ＤＣ
コンバータ１６を用いて分離している。

【００２７】つまり、このような構成とすることにより
アイソレーション回路に入力される信号はフォトカプラ
ー１４によって電気的に絶縁されて出力される。また、
アイソレーション回路の入力側の電源及びグランドと、
出力側の電源及びグランドとをＤＣ−ＤＣコンバータで
完全に分離して、入力側若しくは出力側で電源ノイズや
グランドノイズが発生した場合でもアイソレーション回
路の入力側から出力側若しくは出力側から入力側への電
源ノイズ、グランドノイズの流入が阻止されることにな
る。

【００２８】よって、図１に示すような信号処理装置に
おいては、前段の外部回路から供給されるデジタル信号
及び基準クロック信号はアイソレーション回路１−１及
び１−２でアイソレートされることになり、これらの信
号に含まれるノイズは除去されることになる。また、後
段の外部回路に出力されるデジタル信号及び基準クロッ
ク信号はアイソレーション回路２−１、２−２でアイソ
レートされて出力されるため、後段の外部回路との接続
ラインから流入するノイズは阻止されることになる。

【００２９】さらに、アイソレーション回路６によっ
て、内部基準クロック発生器３と信号処理回路５を電気
的に分離することで、信号処理回路５で発生する電源ノ
イズ及びグランドノイズが内部基準クロック発生器３に
流入するのを阻止している。なお、内部基準クロック発
生器３のグランドラインは最も安定した基準アースに接
続するようにすることが好ましい。

【００３０】これによって、内部基準クロック発生器３
で生成される所定の発振周波数のクロック信号は、図３
（ａ）に示すようなノイズモジュレーション成分を含ん
だ信号とはならず、同図（ｂ）に示すようなノイズモジ
ュレーション成分が除去された所定の発振周波数の単一
スペクトルのクロック信号になる。

【００３１】従って、このノイズモジュレーション成分
を除去したクロック信号によって、信号処理回路５でア
イソレーション回路１−１から供給されるノイズが除去
された例えば音声又は画像のデジタル信号の処理を行え
ば、このデジタル信号に含まれるノイズやジッターがよ
り除去された信号を出力することができる。つまり、音
質や画質をより改善することができるようになる。

【００３２】次に、バランス伝送のアイソレーション回
路の構成を図４に示す。この図４（ａ）はバランス伝送
のアイソレーション回路にフォトカプラーを用いた場合
の一例であり、２１はアンバランス−バランス変換を行
うバッファ、２２−１、２２−２は抵抗、２３−１、２
３−２はフォトカプラー、２４はバランス−アンバラン
ス変換を行うバッファである。

【００３３】この場合、入力される例えばデジタル信号
はアンバランス−バランス変換を行うバッファ２１でア
ンバランス信号からバランス信号に変換され、抵抗２２
−１及び２２−２を介してフォトカプラー２３−１及び
２３−２に供給される。そして、デジタル信号はフォト
カプラー２３−１及び２３−２でアイソレートされ、バ
ランス−アンバランス変換を行うバッファ２４でアンバ
ランス信号に変換されて出力される。

【００３４】図４（ｂ）はトランスを用いた場合のアイ
ソレーション回路の一例であり、２５はトランス、２６
は抵抗を示している。なお、上記した同一部品には同一
符号を付し説明は省略する。この場合、入力される例え
ばデジタル信号はバッファ２１でアンバランス信号から
バランス信号に変換され、抵抗２２を介してトランス２
５の１次コイルに供給される。そして、デジタル信号は
トランス２５の２次コイルからアイソレートされて出力
され、バッファ２４でバランス信号からアンバランス信
号に変換されて出力される。

【００３５】図４（ｃ）はコンデンサを用いた場合のア
イソレーション回路の一例であり、２７−１、２７−２
はコンデンサを示している。なお、同一部品には同一符
号を付し説明は省略する。この場合、入力される例えば
デジタル信号はバッファ２１でアンバランス信号からバ
ランス信号に変換され、コンデンサ２７−１及び２７−
２に供給される。そして、デジタル信号はコンデンサ２
７−１及び２７−２でアイソレートされて出力され、バ
ッファ２４でバランス信号からアンバランス信号に変換
されて出力される。

【００３６】なお、このようなバランス伝送のアイソレ
ーション回路の場合の動作電源も例えばＤＣ−ＤＣコン
バータ等によって入力側の電源及びグランドと出力側の
電源及びグランドは分離されている。

【００３７】このように信号ラインをバランス伝送にす
ることによって、信号ラインのノイズやジッタをさらに
低減することが可能であり、例えばデジタルの音声信号
や画像信号を入力信号とすれば、デジタル信号に含まれ
るノイズやジッターをさらに除去することが可能であ
り、音質や画質をさらに改善することができる。

【００３８】なお、アイソレーション回路の構成は入力
側と出力側の信号ライン、電源ライン、グランドライン
を電気的に絶縁するような構成であれば良い。

【００３９】図５に第２の実施例である信号処理装置の
ブロック図の一例を示す。この図において、３１は例え
ばフリップフロップで構成されたラッチ回路を示してい
る。なお、図１と同一部品には同一符号を付し説明は省
略する。この場合、信号処理回路５は前段の外部回路と
アイソレーション回路を介さずに直接に接続されている
ため、信号処理回路５で所定の処理がされて出力される
デジタル信号にはノイズが含まれた信号となる。

【００４０】しかしながら、このノイズが含まれたデジ
タル信号はアイソレーション回路１−１でアイソレート
されているため、信号に含まれるノイズが除去されてラ
ッチ回路３１に供給される。また、基準クロック信号は
アイソレーション回路１−２でアイソレートされて内部
基準クロック発生器３に入力される。

【００４１】なお、この内部基準クロック発生器３はア
イソレーション回路１−２、２−２、６−１、６−２に
より全ての信号ラインがアイソレートされているため、
電源ライン及びグランドラインを介して流入するノイズ
が阻止され、基準クロック信号に同期したノイズモジュ
レーション成分を含まない内部基準クロック信号を生成
する。

【００４２】そして、ラッチ回路３１ではアイソレーシ
ョン回路６−２を介して内部基準クロック発生器３から
供給される内部基準クロック信号によってデータラッチ
を行うため、これによって信号処理回路５の出力データ
に含まれるジッター成分がキャンセルされたデータが生
成される。そのラッチ回路３１の出力データはアイソレ
ーション回路２−１を介して後段の外部回路に出力され
る。

【００４３】このように構成すると信号処理回路５の構
成が大きくなった場合に信号処理回路５自体が発生する
ノイズによってデジタル信号にジッターが含まれる場合
でも、上述した図１の信号処理装置より有利にジッター
の除去を行うことができる。

【００４４】図６に第３の実施例である信号処理装置の
ブロック図の一例を示す。この場合、前段の外部回路か
ら入力されるデジタル信号はアイソレーション回路１−
１でアイソレートされてラッチ回路３１に供給される。
また、基準クロック信号はアイソレーション回路１−２
でアイソレートされて内部基準クロック発生器３に入力
される。

【００４５】なお、この内部基準クロック発生器３はア
イソレーション回路１−２、２−２、６で全ての信号ラ
インがアイソレートされているため、電源ライン及びグ
ランドラインを介して流入するノイズが阻止され、基準
クロック信号に同期したノイズモジュレーション成分を
含まないクロック信号が生成する。

【００４６】そして、ラッチ回路３１ではアイソレーシ
ョン回路６を介して内部基準クロック発生器３から供給
される内部基準クロック信号によってジッターを低減し
たデータを生成してアイソレーション回路２−１を介し
て後段の外部回路に出力するようにしている。

【００４７】よって、ラッチ回路３１からアイソレーシ
ョン回路２−１を介して出力されるデジタル信号のジッ
ターは除去されることになり、ジッターのみを除去する
場合は、このような構成で実現することが可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のクロック
発生回路においては、他の回路部との間で形成される全
ての信号ライン、電源ライン、グランドラインをアイソ
レートすることによってクロック発生手段に流入するノ
イズを阻止することができるため、ノイズモジュレーシ
ョン成分が除去されたクロック信号を生成することがで
きるようになる。

【００４９】また、信号処理装置においては、クロック
発生手段及び信号処理手段を外部回路からアイソレート
すると共に、クロック発生手段と信号処理手段とをアイ
ソレートすることで、ノイズ及びジッターを除去した信
号を出力することが可能になる。よって、この信号処理
装置によって音声又は画像のデジタル信号を処理するよ
うにすれば、音質や画質をより改善することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である信号処理装置のブロック
図を示した図である。

【図２】フォトカプラーで構成されるアイソレーション
回路を示した図である。

【図３】内部基準クロック発生器で生成される内部基準
クロック信号の波形を示した図である。

【図４】信号ラインをバランス伝送とした場合のアイソ
レーション回路の構成を示した図である。

【図５】本発明の第２の実施例である信号処理装置のブ
ロック図を示した図である。

【図６】本発明の第３の実施例である信号処理装置のブ
ロック図を示した図である。

【図７】従来の信号処理装置のブロック図を示した図で
ある。

【符号の説明】

１、２、６ アイソレーション回路 ３ 内部基準クロック発生器 ４ 発振器 ５ 信号処理回路 １０、１５ バッファ １１ 抵抗 １２ ＬＥＤ １３ 受光回路 １４ フォトカプラー １６ ＤＣ−ＤＣコンバータ １７ スイッチ １８ トランス １９ ダイオード ２０ 平滑コンデンサ ３１ ラッチ回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の周期のクロック信号を生成するク
   ロック発生手段と、 少なくとも上記クロック発生手段に対して形成される信
   号ライン、電源ライン、グランドラインをアイソレート
   する絶縁手段と、 を有して構成されることを特徴とするクロック発生回
   路。
2. 【請求項２】 所定の周期のクロック信号を生成するク
   ロック発生手段と、 所定の信号の処理を行う信号処理手段と、を有し、 少なくとも上記クロック発生手段と、上記信号処理手段
   との間の信号ライン、電源ライン、グランドラインをア
   イソレートすると共に、上記クロック発生手段に対して
   形成される信号ライン、電源ライン、グランドライン、
   及び上記信号処理手段に対して形成される信号ライン、
   電源ライン、グランドラインをアイソレートする絶縁手
   段を有して構成されることを特徴とする信号処理装置。
3. 【請求項３】 上記信号ラインはバランス伝送方式で形
   成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロッ
   ク発生回路、又は請求項２に記載の信号処理装置。
4. 【請求項４】 上記絶縁手段はフォトカプラーで構成さ
   れること特徴とする請求項１に記載のクロック発生回
   路、又は請求項２に記載の信号処理装置。
5. 【請求項５】 上記絶縁手段はトランス結合で構成され
   ること特徴とする請求項１に記載のクロック発生回路、
   又は請求項２に記載の信号処理装置。
6. 【請求項６】 上記絶縁手段はコンデンサ結合で構成さ
   れること特徴とする請求項１に記載のクロック発生回
   路、又は請求項２に記載の信号処理装置。