JPH0870332A - Clock reproduction device - Google Patents

Clock reproduction device

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JPH0870332A
JPH0870332A JP20494894A JP20494894A JPH0870332A JP H0870332 A JPH0870332 A JP H0870332A JP 20494894 A JP20494894 A JP 20494894A JP 20494894 A JP20494894 A JP 20494894A JP H0870332 A JPH0870332 A JP H0870332A
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JP
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output
clock
difference
delay
signal
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Application number
JP20494894A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Sugita
康 杉田
Masaki Nishikawa
正樹 西川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0054Detection of the synchronisation error by features other than the received signal transition
    • H04L7/007Detection of the synchronisation error by features other than the received signal transition detection of error based on maximum signal power, e.g. peak value, maximizing autocorrelation

Abstract

PURPOSE: To perform clock reproduction not influenced by the operation of a waveform equalization circuit. CONSTITUTION: An A/D converter 1 samples QAM signals at the timing of clocks from a clock oscillator 25 and first and second multipliers 3 and 5 quasi- synchronously orthogonally detect the output of the A/D converter 1 by detection signals from a local oscillator 7 and a π/2 phase shifter 9 and obtain I signals and Q signals. A first LPF 11 excludes a high band component from the I signals and a first square computing element 13 squares the output. A second LPF 15 excludes the high band component from the Q signals and a second square computing element 17 squares the output. An adder 19 adds the output of the first and second square computing elements 13 and 17 and extracts a clock frequency. A phase error detection circuit 21 detects an error corresponding to a clock frequency deviation and a phase deviation at the time of sampling from the output of the adder 19 and a D/A converter 23 replaces the amount of the error with the strength of analog signals. The clock oscillator 25 converts an oscillation frequency fs corresponding to signal strength from the D/A converter 23. The clocks generated in the clock oscillator 25 also become system clocks.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、放送及び通信の分野で
利用されている多値QAM(直交振幅変調)復調におい
て、データを復調するために必要なタイミングをQAM
信号から抽出するためのクロック再生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention, in multilevel QAM (Quadrature Amplitude Modulation) demodulation used in the fields of broadcasting and communication, determines the timing required for demodulating data by QAM.
A clock recovery device for extracting from a signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高能率符号化技術とディジタル伝
送方式の研究が行われている。中でも多値QAM(直交
振幅変調)方式を用いたディジタルTV放送は、CAT
Vを中心に実用化テストや検討が行われており、将来の
ディジタル伝送の要と目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, studies on high-efficiency coding techniques and digital transmission systems have been conducted. Above all, the digital TV broadcasting using the multilevel QAM (Quadrature Amplitude Modulation) system is CAT
Practical tests and studies have been conducted mainly on V, and it is expected to be the key to future digital transmission.

【0003】図8に、従来の多値QAM復調回路を示
す。同期検波回路101 は、QAM信号を同期直交検波し
てI信号を出力する。同期検波回路103 は、QAM信号
を同期直交検波してQ信号を出力する。多値判定回路11
1 は、I信号を受けて多値判定を行い、判定結果を並列
データの形で出力する。多値判定回路113 は、Q信号を
受けて多値判定を行い、判定結果を並列データの形で出
力する。並列直列変換回路115 は、多値判定回路111 及
び113 から出力される並列データを直列データに変換し
て、復調データとして出力する。
FIG. 8 shows a conventional multilevel QAM demodulation circuit. The synchronous detection circuit 101 performs synchronous quadrature detection on the QAM signal and outputs an I signal. The synchronous detection circuit 103 performs synchronous quadrature detection on the QAM signal and outputs a Q signal. Multi-value judgment circuit 11
1 receives the I signal, performs multi-valued determination, and outputs the determination result in the form of parallel data. The multi-level determination circuit 113 receives the Q signal, performs multi-level determination, and outputs the determination result in the form of parallel data. The parallel-serial conversion circuit 115 converts the parallel data output from the multi-level determination circuits 111 and 113 into serial data and outputs it as demodulated data.

【0004】また、搬送波再生回路105 は、同期検波回
路101 及び103 から出力されるI信号及びQ信号を受け
て、同期検波を行うのに必要な基準搬送波を再生し、再
生した基準搬送波を、同期検波回路101 には直接、同期
検波回路103 にはπ/2移相器107 を介して供給する。
またクロック再生回路109 は、同期検波回路101 からの
I信号を受けて、再生クロック信号を出力する。
Further, the carrier recovery circuit 105 receives the I signal and the Q signal output from the synchronous detection circuits 101 and 103, reproduces a reference carrier required for performing synchronous detection, and reproduces the reproduced reference carrier. It is supplied to the synchronous detection circuit 101 directly and to the synchronous detection circuit 103 via a π / 2 phase shifter 107.
The clock reproduction circuit 109 receives the I signal from the synchronous detection circuit 101 and outputs a reproduction clock signal.

【0005】しかし、ディジタルTV放送受信時を考え
ると同期復調の前に波形等化を行うことが一般的であ
り、その場合復調回路の構成は、図9のように同期検波
回路101 及び103 の前段に波形等化回路117 を配置する
ことになる。
However, considering the reception of digital TV broadcasting, it is common to perform waveform equalization before synchronous demodulation. In that case, the demodulation circuit has a structure of synchronous detection circuits 101 and 103 as shown in FIG. The waveform equalization circuit 117 is arranged in the previous stage.

【0006】波形等化回路117 もまたクロック再生回路
109 で再生したクロック信号に同期して動作する。波形
等化回路117 とクロック再生回路109 の2つを同期検波
回路101 及び103 並びに搬送波再生回路105 の前後に配
置した場合、波形等化回路117 がQAM信号の振幅及び
位相を変化させるので、クロック再生回路109 は正確に
クロック再生できない可能性がある。即ち、波形等化回
路117 の出力信号を使ってクロック再生する復調回路の
場合には、再生したクロックの位相と復調回路に入力す
るQAM信号の位相との間にずれが生じている可能性が
ある。再生したクロックに位相ずれがあると波形等化回
路においても入力信号の正常な波形等化は期待できな
い。その結果、同期検波回路101 及び103 による同期検
波もまた正常に行えなくなる。同期検波が行えないので
あれば、クロック再生も出来ない。
The waveform equalization circuit 117 is also a clock recovery circuit.
It operates in synchronization with the clock signal reproduced in 109. When the waveform equalization circuit 117 and the clock recovery circuit 109 are arranged before and after the synchronous detection circuits 101 and 103 and the carrier recovery circuit 105, since the waveform equalization circuit 117 changes the amplitude and phase of the QAM signal, the clock The reproduction circuit 109 may not be able to accurately reproduce the clock. That is, in the case of a demodulation circuit that reproduces a clock using the output signal of the waveform equalization circuit 117, there is a possibility that a phase difference between the reproduced clock and the phase of the QAM signal input to the demodulation circuit may occur. is there. If the reproduced clock has a phase shift, normal waveform equalization of the input signal cannot be expected even in the waveform equalization circuit. As a result, the synchronous detection by the synchronous detection circuits 101 and 103 cannot be normally performed. If synchronous detection cannot be performed, clock recovery cannot be performed.

【0007】以上のように、従来のクロック再生回路10
9 は、波形等化を行う場合には正常に動作しなくなると
いう欠点があった。
As described above, the conventional clock recovery circuit 10
9 has a drawback that it does not operate normally when waveform equalization is performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の復調回路におけ
るクロック再生回路の配置では波形等化を考えた場合正
常に復調出来ない。しかしながら、より良好なディジタ
ル復調を行うためには復調回路に波形等化回路は不可欠
である。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention The arrangement of the clock recovery circuit in the conventional demodulation circuit cannot normally demodulate when waveform equalization is considered. However, in order to perform better digital demodulation, the waveform equalizer circuit is indispensable in the demodulator circuit.

【0009】そこで、本発明は、波形等化回路の動作に
左右されずにクロック再生を行うクロック再生装置を提
供することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a clock reproducing device which reproduces a clock without being influenced by the operation of the waveform equalizing circuit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】多値QAM復調のクロッ
ク再生装置において、入力のQAM信号を準同期検波し
てI軸信号及びQ軸信号を得る直交検波手段と、前記直
交検波手段からのI軸信号のスペクトルを整形する第1
の低域通過フィルタと、前記直交検波手段からQ軸信号
のスペクトルを整形する第2の低域通過フィルタと、前
記第1の低域通過フィルタの出力を2乗する第1の演算
手段と、前記第2の低域通過フィルタの出力を2乗する
第2の演算手段と、前記第1及び第2の演算手段の出力
の和をとってクロック成分を抽出する加算手段と、前記
加算手段の出力からクロック位相誤差を検出する位相誤
差検出手段と、前記位相誤差検出手段からの出力に応じ
て発振周波数を変化するクロック発振手段とを具備す
る。
In a clock reproducing apparatus for multilevel QAM demodulation, quadrature detecting means for quasi-coherently detecting an input QAM signal to obtain an I-axis signal and a Q-axis signal, and I from the quadrature detecting means. First to shape the spectrum of the axis signal
Low-pass filter, a second low-pass filter that shapes the spectrum of the Q-axis signal from the quadrature detection means, and a first calculation means that squares the output of the first low-pass filter, A second arithmetic means for squaring the output of the second low-pass filter; an adder means for summing the outputs of the first and second arithmetic means to extract a clock component; A phase error detecting means for detecting a clock phase error from the output and a clock oscillating means for changing the oscillation frequency according to the output from the phase error detecting means are provided.

【0011】[0011]

【作用】波形等化回路及び位相同期回路に入力される以
前に、入力のQAM信号は直交検波手段によって準同期
検波されI信号とQ信号となる。これらI信号とQ信号
は、それぞれ第1と第2の低域通過フィルタでスペクト
ルが整形される。第1と第2の低域通過フィルタの出力
は、それぞれ第1と第2の演算手段で2乗される。
Before being input to the waveform equalizing circuit and the phase synchronizing circuit, the input QAM signal is quasi-coherently detected by the quadrature detecting means and becomes an I signal and a Q signal. The spectrum of the I signal and the Q signal is shaped by the first and second low-pass filters, respectively. The outputs of the first and second low pass filters are squared by the first and second computing means, respectively.

【0012】加算手段は、第1と第2の演算手段の出力
を加算してクロック成分を抽出する。位相誤差検出手段
は、加算手段の出力からクロック位相誤差を検出する。
クロック発振手段は、この位相誤差検出手段からのクロ
ック位相誤差に応じて発振周波数を変化し、クロック信
号を生成する。
The adding means adds the outputs of the first and second calculating means to extract a clock component. The phase error detecting means detects the clock phase error from the output of the adding means.
The clock oscillating means changes the oscillation frequency according to the clock phase error from the phase error detecting means and generates a clock signal.

【0013】クロック再生装置は、波形等化回路の出力
に依存しないので、波形等化回路の動作に影響されない
安定したクロックを再生することが出来る。
Since the clock reproduction device does not depend on the output of the waveform equalization circuit, it can reproduce a stable clock that is not affected by the operation of the waveform equalization circuit.

【0014】[0014]

【実施例】まず初めに、本発明のクロック再生装置を用
いた復調回路を、図2に示す。入力のQAM信号は、ア
ナログ−ディジタル(A/D)変換器1でサンプリング
されディジタル信号に変換される。第1の乗算器3は、
局部発振器7が発生する周波数を持つ検波信号によりデ
ィジタル信号を準同期検波してI信号を得る。第2の乗
算器5は、π/2移相器9を介して供給される局部発振
器7からの検波信号によりディジタル信号を準同期検波
してQ信号を得る。I信号及びQ信号は、それぞれ第3
の低域通過フィルタ(LPF)33及び第4の低域通過フ
ィルタ(LPF)35によりそれらの低域成分が抽出され
る。波形等化回路37は、第1及び第2の低域通過フィル
タ33及び35の出力の波形等化を行う。位相同期回路39
は、波形等化回路37の出力を位相同期し復調信号を得
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, FIG. 2 shows a demodulation circuit using the clock recovery device of the present invention. The input QAM signal is sampled by the analog-digital (A / D) converter 1 and converted into a digital signal. The first multiplier 3
A digital signal is quasi-coherently detected by a detection signal having a frequency generated by the local oscillator 7 to obtain an I signal. The second multiplier 5 quasi-coherently detects the digital signal by the detection signal from the local oscillator 7 supplied via the π / 2 phase shifter 9 to obtain the Q signal. The I signal and the Q signal are respectively the third
The low-pass filter (LPF) 33 and the fourth low-pass filter (LPF) 35 of (3) extract the low-pass components. The waveform equalization circuit 37 performs waveform equalization on the outputs of the first and second low pass filters 33 and 35. Phase synchronization circuit 39
Outputs the demodulated signal by phase-locking the output of the waveform equalization circuit 37.

【0015】次に、本発明のクロック再生装置の構成
を、図1に基づいて説明する。このクロック再生装置
は、図2の復調回路の一部を構成要素として使用する。
入力のQAM信号は、A/D変換器1においてクロック
発振器25からのクロックのタイミングでサンプリングさ
れ、ディジタル信号に変換される。第1の乗算器3は、
局部発振器7が発生する周波数(fo +Δf)を持つ検
波信号により、ディジタル信号を準同期検波してI信号
を得る。第2の乗算器5は、π/2移相器9を介して供
給される局部発振器7からの検波信号により、ディジタ
ル信号を準同期検波してQ信号を得る。このように、第
1と第2の乗算器3及び5に供給される検波信号は、周
波数の位相がπ/2ずれているので、QAM信号は直交
検波されることになる。第1の低域通過フィルタ(LP
F)11は、第1の乗算器3からのI信号から高周波成分
を除去する。第2の低域通過フィルタ(LPF)15は、
第2の乗算器5からのQ信号から高周波成分を除去す
る。
Next, the configuration of the clock recovery device of the present invention will be described with reference to FIG. This clock recovery device uses a part of the demodulation circuit of FIG. 2 as a constituent element.
The input QAM signal is sampled by the A / D converter 1 at the timing of the clock from the clock oscillator 25 and converted into a digital signal. The first multiplier 3
The I signal is obtained by quasi-coherent detection of the digital signal by the detection signal having the frequency (f o + Δf) generated by the local oscillator 7. The second multiplier 5 quasi-coherently detects the digital signal by the detection signal from the local oscillator 7 supplied via the π / 2 phase shifter 9 to obtain the Q signal. In this way, the detected signals supplied to the first and second multipliers 3 and 5 are out of phase with each other by π / 2 in frequency, so that the QAM signal is quadrature detected. First low pass filter (LP
F) 11 removes a high frequency component from the I signal from the first multiplier 3. The second low pass filter (LPF) 15 is
The high frequency component is removed from the Q signal from the second multiplier 5.

【0016】上述した直交検波とフィルタの動作を、図
3を使って説明する。図3(a)は、入力QAM信号
が、A/D変換器1によってサンプリングされた直後の
信号に見られるパワースペクトル例である。スペクトル
43は、サンプリングによって発生したスペクトク41の折
り返し成分である。スペクトル41は搬送波周波数fo
周りに分布しており、スペクトル43はサンプリングレー
トをfs としたときfs/2を中心にスペクトル41と対
称である。それぞれのスペクトルはほぼクロック周波数
c の幅を持って広がっている。
The operation of the above-mentioned quadrature detection and filter will be described with reference to FIG. FIG. 3A is an example of a power spectrum of the input QAM signal found in the signal immediately after being sampled by the A / D converter 1. Spectrum
Reference numeral 43 is a folded component of the spectrum 41 generated by sampling. The spectrum 41 is distributed around the carrier frequency f o , and the spectrum 43 is symmetrical to the spectrum 41 about f s / 2 when the sampling rate is f s . Each spectrum is spread with a width of approximately the clock frequency f c .

【0017】第1及び第2の乗算器3及び5は、局部発
振器7が発生する(fo +Δf)の周波数によってこの
信号を準同期直交検波する。この結果、信号全体のパワ
ースペクトルは図3(b)に示すようになる。準同期直
交検波前に周波数fo の付近にあったスペクトル41は直
流付近に周波数移動され、スペクトル45で示したように
分布する。それと共に図3(a)のスペクトル43も47の
位置まで移動し、全体は図3(b)に45及び47で示され
たスペクトル分布となる。
The first and second multipliers 3 and 5 perform quasi-synchronous quadrature detection on this signal according to the frequency (f o + Δf) generated by the local oscillator 7. As a result, the power spectrum of the entire signal becomes as shown in FIG. Spectra 41 that was in the vicinity of the frequency f o before quasi-synchronous quadrature detection is frequency shift in the vicinity of DC, distributed as shown in the spectrum 45. Along with that, the spectrum 43 of FIG. 3A also moves to the position of 47, and the whole has the spectrum distribution shown by 45 and 47 in FIG. 3B.

【0018】ここで、スペクトル47は、以降の処理の際
にクロック成分抽出を妨害するのでこれを取り除く必要
がある。そこで、第1及び第2の低域通過フィルタ(L
PF)11及び15によってスペクトル47を取り除く。第1
及び第2の低域通過フィルタ(LPF)11及び15は、入
力QAM信号中のクロック周波数fc の半分であるfc
/2の周波数を通過帯域内に持ち、かつスペクトル47が
阻止帯域内にあるような特性であれば良く、例えば図5
(c)に示した遮断周波数fc の低域通過特性を持った
フィルタである。
Here, since the spectrum 47 interferes with the extraction of the clock component in the subsequent processing, it is necessary to remove it. Therefore, the first and second low pass filters (L
The spectrum 47 is removed by PF) 11 and 15. First
And the second low-pass filter (LPF) 11 and 15 is half the clock frequency f c in the input QAM signal f c
It suffices if the characteristics have a frequency of / 2 in the pass band and the spectrum 47 is in the stop band.
It is a filter having a low-pass characteristic of the cutoff frequency f c shown in (c).

【0019】第1の低域通過フィルタ11の出力は、第1
の2乗演算器13によって2乗される。第2の低域通過フ
ィルタ15の出力は、第2の2乗演算器17によって2乗さ
れる。加算器19は、第1及び第2の2乗演算器13及び17
の出力を加算して、クロック周波数fc を抽出する。
The output of the first low pass filter 11 is the first
Is squared by the square calculator 13 of. The output of the second low pass filter 15 is squared by the second squaring calculator 17. The adder 19 includes first and second squaring operators 13 and 17
And outputs the clock frequency f c to extract the clock frequency f c .

【0020】位相誤差検出回路21は、加算器19の出力か
らサンプリング時のクロック周波数ずれ及び位相ずれに
見合った誤差を検出する。D/A変換器23は、位相誤差
検出回路21からの誤差の量をアナログ信号の強度に置き
換える。クロック発振器25は、D/A変換器23の出力を
受け、その信号強度に見合っただけ発振周波数fs を変
化させる。このクロック発振器25からのクロックが、A
/D変換器1のサンプリングクロックとなると共に、シ
ステムクロックとなる。このようにフィードバックルー
プを構成して発振周波数を変化させることで、入力QA
M信号のクロック周波数とクロック発振器25の発振周波
数が同期し、クロック再生を行うことが出来る。
The phase error detection circuit 21 detects from the output of the adder 19 an error corresponding to the clock frequency shift and the phase shift at the time of sampling. The D / A converter 23 replaces the amount of error from the phase error detection circuit 21 with the strength of the analog signal. The clock oscillator 25 receives the output of the D / A converter 23 and changes the oscillation frequency f s in proportion to the signal strength thereof. The clock from this clock oscillator 25 is
It becomes the sampling clock of the / D converter 1 and the system clock. By configuring the feedback loop in this way and changing the oscillation frequency, the input QA
The clock frequency of the M signal and the oscillation frequency of the clock oscillator 25 are synchronized with each other, and the clock can be reproduced.

【0021】尚、図2のクロック抽出回路は、図1の第
1及び第2の低域通過フィルタ11及び15,第1及び第2
の2乗演算器13及び17,加算器19と位相誤差検出回路21
からなる。
The clock extraction circuit shown in FIG. 2 has the first and second low pass filters 11 and 15 and the first and second low pass filters shown in FIG.
Square calculators 13 and 17, adder 19 and phase error detection circuit 21
Consists of

【0022】図4に、位相誤差検出回路21の第1の具体
例を示す。信号51は、図1の加算器19の出力である。入
力51は、第1の遅延回路53によって1クロック時間遅延
され、さらに第2の遅延回路55によって1クロック時間
遅延される。加算平均回路57は、入力信号51と第2の遅
延回路55の出力の間の加算平均を演算する。第1の差分
器59は、第1の遅延回路53の出力から加算平均回路57の
出力を減算する。第2の差分器61は、第2の遅延回路55
の出力から入力信号51を減算する。第1の符号反転回路
63は、第2の差分器61の出力が正のときには第1の差分
器59の出力をそのまま出力し、第2の差分器61の出力が
負のときには第1の差分器59の出力を反転させて出力
し、クロック位相誤差信号とする。
FIG. 4 shows a first concrete example of the phase error detection circuit 21. Signal 51 is the output of adder 19 of FIG. The input 51 is delayed by one clock time by the first delay circuit 53 and further delayed by one clock time by the second delay circuit 55. The arithmetic mean circuit 57 calculates the arithmetic mean between the input signal 51 and the output of the second delay circuit 55. The first subtractor 59 subtracts the output of the averaging circuit 57 from the output of the first delay circuit 53. The second difference unit 61 includes a second delay circuit 55.
The input signal 51 is subtracted from the output of. First sign inversion circuit
63 outputs the output of the first difference unit 59 as it is when the output of the second difference unit 61 is positive, and inverts the output of the first difference unit 59 when the output of the second difference unit 61 is negative. Then, it is output and used as a clock phase error signal.

【0023】図4に示した位相誤差検出回路の動作を図
5を用いて説明する。図5(a)は、入力QAM信号に
対してA/D変換器1のサンプリング周波数が高い場合
の例である。図中に△印で示したタイミングが、入力Q
AM信号に同期したサンプリング・タイミングであり、
×印で示したタイミングが実際にサンプリングされたタ
イミングである。位相誤差検出回路21は、入力サンプル
値を第1及び第2の遅延回路53及び54によって値を保持
することが出来、この値は入力順にA,B,Cである。
The operation of the phase error detection circuit shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows an example in which the sampling frequency of the A / D converter 1 is high with respect to the input QAM signal. The timing indicated by a triangle in the figure is the input Q
The sampling timing is synchronized with the AM signal,
The timing indicated by X is the timing at which the actual sampling is performed. The phase error detection circuit 21 can hold the input sample value by the first and second delay circuits 53 and 54, and the values are A, B and C in the order of input.

【0024】位相誤差検出回路21は、加算平均回路57で
AとCの加算平均をとる。この加算平均値の値を線分65
で示す。このときBの値と加算平均値65に差があり、そ
の差Δφが第1の差分器59の出力となる。ここで、図か
ら分かるように再生クロック周波数が高く、かつA<C
の時はΔφが負となる。ここで、同じ条件でもA>Cの
時にはΔφが正となる。これは、A>Cとなった状態
が、例えば図5(a)を幾何学的に上下入れ換えた状態
と等化であることから明らかである。そこで、AとCの
大小に関係なく同符号の誤差を出力するために第2の差
分器61によってA−Cの正/負を見、これに伴ない第1
の符号反転回路63によってΔφの符号を反転させてい
る。つまり、例えばA−C>0のときにΔφそのままを
第1の符号反転回路63の出力とするなら、A−C<0の
ときにはΔφの符号を反転させた−Δφを第1の符号反
転回路63の出力とする。
In the phase error detection circuit 21, the arithmetic mean circuit 57 calculates the arithmetic mean of A and C. The value of this arithmetic mean value is calculated as line 65
Indicate. At this time, there is a difference between the value of B and the addition average value 65, and the difference Δφ becomes the output of the first difference unit 59. Here, as can be seen from the figure, the reproduction clock frequency is high and A <C
In case of, Δφ becomes negative. Under the same conditions, Δφ is positive when A> C. This is clear from the fact that the state of A> C is equalization to, for example, the state in which FIG. Therefore, in order to output the error of the same sign regardless of the magnitude of A and C, the positive / negative of A-C is checked by the second difference unit 61, and accordingly the first
The sign inverting circuit 63 of FIG. That is, for example, if Δφ is used as the output of the first sign inverting circuit 63 when A−C> 0, then −Δφ obtained by inverting the sign of Δφ when A−C <0 is used as the first sign inverting circuit. 63 output.

【0025】また、図5(b)は入力QAM信号に対し
てA/D変換器1のサンプリング周波数が低い場合の例
である。同図(a)と同じく、△印が入力QAM信号に
同期したサンプリング・タイミングを示し、×印が実際
にサンプリングされたタイミングを示す。位相誤差検出
回路21は、入力サンプル値を第1及び第2の遅延回路53
及び54によって値を保持することが出来、この値は入力
順にA,B,Cである。
Further, FIG. 5B shows an example in which the sampling frequency of the A / D converter 1 is low with respect to the input QAM signal. Similar to FIG. 4A, the symbol Δ indicates the sampling timing synchronized with the input QAM signal, and the symbol X indicates the timing at which the actual sampling is performed. The phase error detection circuit 21 converts the input sample value into the first and second delay circuits 53
And 54 can hold values, which are A, B, C in order of input.

【0026】加算平均回路27によって、AとCの加算平
均を求める。この加算平均値の値を線分67で示す。加算
平均値67とサンプル値Bの値には差があり、これはΔφ
で示されるように図5(a)とは逆の符号を持って現れ
る。このように、再生クロック波形数が高い場合と低い
場合とでΔφの符号が逆転することから、位相誤差検出
回路21の出力は再生クロックのクロック周波数ずれ及び
位相ずれを反映している。
The arithmetic mean circuit 27 calculates the arithmetic mean of A and C. The value of this arithmetic mean value is shown by the line segment 67. There is a difference between the arithmetic mean value 67 and the sample value B, which is Δφ
As shown in FIG. 5, it appears with a sign opposite to that of FIG. In this way, the sign of Δφ is reversed when the number of reproduced clock waveforms is high and when the number of reproduced clock waveforms is low, so the output of the phase error detection circuit 21 reflects the clock frequency deviation and phase deviation of the reproduced clock.

【0027】第1の差分器59の出力は、図5(a)を説
明した場合と同様に、第2の差分器61によってA−Cの
正/負を見、これに伴ない第1の符号反転回路63によっ
てΔφの符号を補正し、位相誤差検出回路21の出力とす
る。
The output of the first differentiator 59 sees the positive / negative of A-C by the second differentiator 61 as in the case of FIG. The sign inversion circuit 63 corrects the sign of Δφ, and outputs it as the output of the phase error detection circuit 21.

【0028】図6に、位相誤差検出回路21の第2の具体
例を示す。信号71は、図1の加算器19の出力である。入
力信号71は、第3の遅延回路73によって1クロック時間
遅延される。第3の差分器75は、第3の遅延回路73の出
力から入力信号71を減算する。第4の遅延回路77は、第
3の差分器75の出力を1クロック時間遅延させる。第4
の差分器79は、第4の遅延回路77の出力から第3の差分
器75の出力を減算する。第5の遅延回路83は、第4の差
分器79の出力を1クロック時間遅延させる。第6の遅延
回路85は、第5の遅延回路83の出力を1クロック時間遅
延させる。第5の差分器87は、第6の遅延回路85の出力
から第4の差分器79の出力を減算する。第2の符号反転
回路89は、第5の差分器87の出力が正のときには第5の
遅延回路83の出力Bをそのまま出力し、第5の差分器87
の出力が負のときには第5の遅延回路83の出力Bの出力
を反転させて出力し、クロック位相誤差信号とする。
FIG. 6 shows a second specific example of the phase error detection circuit 21. Signal 71 is the output of adder 19 of FIG. The input signal 71 is delayed by one clock time by the third delay circuit 73. The third differentiator 75 subtracts the input signal 71 from the output of the third delay circuit 73. The fourth delay circuit 77 delays the output of the third difference unit 75 by one clock time. Fourth
The differencer 79 of subtracts the output of the third differencer 75 from the output of the fourth delay circuit 77. The fifth delay circuit 83 delays the output of the fourth difference unit 79 by one clock time. The sixth delay circuit 85 delays the output of the fifth delay circuit 83 by one clock time. The fifth difference unit 87 subtracts the output of the fourth difference unit 79 from the output of the sixth delay circuit 85. The second sign inversion circuit 89 outputs the output B of the fifth delay circuit 83 as it is when the output of the fifth difference device 87 is positive, and the fifth difference device 87 outputs the output B as it is.
When the output of is negative, the output of the output B of the fifth delay circuit 83 is inverted and output, and is used as the clock phase error signal.

【0029】図6に示した位相誤差検出回路の動作を図
7を用いて説明する。クロック成分である入力信号71の
波形は図7(a)であり、サンプル周期が入力信号71の
周期の4分の1であるようにサンプルした値を黒点で示
す。第3の差分器75の出力の波形は、図7(b)であ
る。更に、第4の差分器79の出力の波形は、図7(c)
である。このようにサンプル値の差分を2回とることに
よって、再生クロックが入力QAM信号に位相同期した
ときのサンプリングのタイミングと入力QAM信号のシ
ンボルタイミングを一致させることが出来る。第5と第
6の遅延回路83,85によって差分波形上のサンプル値
A,B,Cを保持し、Bの値を位相誤差として出力する
が、第2の符号反転回路89は、第5の差分器87の出力が
負のときにはBの符号を反転する。
The operation of the phase error detection circuit shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. The waveform of the input signal 71, which is the clock component, is shown in FIG. 7A, and the values sampled so that the sampling period is a quarter of the period of the input signal 71 are indicated by black dots. The waveform of the output of the third difference unit 75 is shown in FIG. Further, the waveform of the output of the fourth differencer 79 is as shown in FIG.
Is. By taking the difference between the sample values twice in this way, the sampling timing and the symbol timing of the input QAM signal when the reproduced clock is phase-synchronized with the input QAM signal can be matched. The sample values A, B and C on the difference waveform are held by the fifth and sixth delay circuits 83 and 85, and the value of B is output as a phase error, but the second sign inversion circuit 89 When the output of the differentiator 87 is negative, the sign of B is inverted.

【0030】つまり、図7(c)に示したように値A,
B,CがA<Cのときには、第2の符号反転回路89はB
の値をそのまま出力するが、A>Cのときには符号を反
転して−Bとして出力する。これは、前述したようにク
ロック周波数ずれまたは位相ずれが分からなくても、位
相誤差検出回路21に入力するサンプル値によって逆符号
の位相誤差が出力されるのを防ぐために必要である。ま
た符号反転以外に、AとCが同符号或いは同値の時には
ゼロを出力するという条件を付加しても良い。
That is, as shown in FIG. 7C, the value A,
When B and C are A <C, the second sign inversion circuit 89
The value is output as it is, but when A> C, the sign is inverted and output as -B. This is necessary to prevent the output of the phase error having the opposite sign due to the sample value input to the phase error detection circuit 21 even if the clock frequency shift or the phase shift is unknown as described above. In addition to the sign inversion, a condition that zero is output when A and C have the same sign or the same value may be added.

【0031】更に、本発明のクロック再生回路が適用さ
れる復調回路が図2に示したように波形等化回路37を具
備していることを考えると、A/D変換器1で入力QA
M信号をサンプリングした際に発生するサンプリングの
位相誤差を波形等化回路37が補償することも考えられ
る。このとき、図6の点線81で囲んだ第4の遅延回路77
及び第4の差分器79の部分を取り去り、第3の差分器75
の出力を第5の遅延回路83と第5の差分器87に供給する
ことも考えられる。このとき発生する再生クロックによ
るサンプリングのタイミングと入力QAM信号のシンボ
ルタイミングの位相誤差は、波形等化回路37によって除
去する。
Further, considering that the demodulation circuit to which the clock recovery circuit of the present invention is applied includes the waveform equalization circuit 37 as shown in FIG. 2, the input QA in the A / D converter 1 is considered.
It is also possible that the waveform equalization circuit 37 compensates for a sampling phase error that occurs when the M signal is sampled. At this time, the fourth delay circuit 77 surrounded by the dotted line 81 in FIG.
And the part of the fourth differencer 79 is removed, and the third differencer 75
It is also conceivable to supply the output of the above to the fifth delay circuit 83 and the fifth difference unit 87. The waveform equalization circuit 37 removes the phase error between the sampling timing by the reproduced clock and the symbol timing of the input QAM signal generated at this time.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、本発明によれば位相同期処理以前
の信号からクロック再生を行うので、位相同期回路また
は波形等化回路の出力の影響を受けることが無い安定し
たクロック再生を行うことが出来る。
As described above, according to the present invention, since the clock is reproduced from the signal before the phase synchronization processing, the stable clock reproduction can be performed without being influenced by the output of the phase synchronization circuit or the waveform equalization circuit. I can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のクロック再生装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a clock recovery device of the present invention.

【図2】本発明のクロック再生装置を用いた多値QAM
復調回路を示す図である。
FIG. 2 is a multilevel QAM using the clock recovery device of the present invention.
It is a figure which shows a demodulation circuit.

【図3】本発明のクロック再生装置の動作を説明するた
めの波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the clock recovery device of the present invention.

【図4】本発明のクロック再生装置の位相誤差検出回路
の第1の具体例である。
FIG. 4 is a first specific example of the phase error detection circuit of the clock recovery device of the present invention.

【図5】図4の位相誤差検出回路の動作を説明するため
の波形図である。
5 is a waveform diagram for explaining the operation of the phase error detection circuit in FIG.

【図6】本発明のクロック再生装置の位相誤差検出回路
の第2の具体例である。
FIG. 6 is a second specific example of the phase error detection circuit of the clock recovery device of the present invention.

【図7】図6の位相誤差検出回路の動作を説明するため
の波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the phase error detection circuit of FIG.

【図8】従来の多値QAM復調回路を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional multilevel QAM demodulation circuit.

【図9】従来の多値QAM復調回路を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional multilevel QAM demodulation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アナログ−ディジタル(A/D)変換器、3…第1
の乗算器、5…第2の乗算器、7…局部発振器、9…π
/2移相器、11…第1の低域通過フィルタ(LPF)、
13…第1の2乗演算器、15…第2の低域通過フィルタ
(LPF)、17…第2の2乗演算器、19…加算器、21…
位相誤差検出回路、23…ディジタル−アナログ(D/
A)変換器、25…クロック発振器、31…クロック抽出回
路、33…第3の低域通過フィルタ(LPF)、35…第4
の低域通過フィルタ(LPF)、37…波形等化回路、39
…位相同期回路、53…第1の遅延回路、55…第2の遅延
回路、57…加算平均回路、59…第1の差分器、61…第2
の差分器、63…第1の符号反転回路、73…第3の遅延回
路、75…第3の差分器、77…第4の遅延回路、79…第4
の差分器、83…第5の遅延回路、85…第6の遅延回路、
87…第5の差分器、89…第2の符号反転回路。
1 ... Analog-digital (A / D) converter, 3 ... 1st
, 5 ... Second multiplier, 7 ... Local oscillator, 9 ... π
1/2 phase shifter, 11 ... First low-pass filter (LPF),
13 ... 1st square arithmetic unit, 15 ... 2nd low pass filter (LPF), 17 ... 2nd square arithmetic unit, 19 ... Adder, 21 ...
Phase error detection circuit, 23 ... Digital-analog (D /
A) converter, 25 ... clock oscillator, 31 ... clock extraction circuit, 33 ... third low-pass filter (LPF), 35 ... fourth
Low pass filter (LPF), 37 ... Waveform equalization circuit, 39
... phase synchronization circuit, 53 ... first delay circuit, 55 ... second delay circuit, 57 ... arithmetic mean circuit, 59 ... first difference device, 61 ... second
Differentiator, 63 ... First sign inversion circuit, 73 ... Third delay circuit, 75 ... Third differencer, 77 ... Fourth delay circuit, 79 ... Fourth
Differentiator, 83 ... Fifth delay circuit, 85 ... Sixth delay circuit,
87 ... Fifth differencer, 89 ... Second sign inversion circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多値QAM復調のクロック再生装置にお
いて、 入力のQAM信号を準同期検波してI軸信号及びQ軸信
号を得る直交検波手段と、 前記直交検波手段からのI軸信号のスペクトルを整形す
る第1の低域通過フィルタと、 前記直交検波手段からQ軸信号のスペクトルを整形する
第2の低域通過フィルタと、 前記第1の低域通過フィルタの出力を2乗する第1の演
算手段と、 前記第2の低域通過フィルタの出力を2乗する第2の演
算手段と、 前記第1及び第2の演算手段の出力の和をとってクロッ
ク成分を抽出する加算手段と、 前記加算手段の出力からクロック位相誤差を検出する位
相誤差検出手段と、 前記位相誤差検出手段からの出力に応じて発振周波数を
変化するクロック発振手段とを具備したことを特徴とす
るクロック再生装置。
1. A multi-level QAM demodulation clock recovery device, wherein quadrature detection means for quasi-coherently detecting an input QAM signal to obtain an I-axis signal and a Q-axis signal, and a spectrum of the I-axis signal from the quadrature detection means. A first low-pass filter that shapes the signal, a second low-pass filter that shapes the spectrum of the Q-axis signal from the quadrature detector, and a first square that squares the output of the first low-pass filter. Calculating means, second calculating means for squaring the output of the second low-pass filter, and adding means for extracting a clock component by taking the sum of the outputs of the first and second calculating means. A clock error detecting means for detecting a clock phase error from the output of the adding means, and a clock oscillating means for changing the oscillation frequency according to the output from the phase error detecting means. Apparatus.
【請求項2】 前記位相誤差検出手段は、 前記加算手段の出力を1クロック時間遅延させる第1の
遅延手段と、 前記第1の遅延手段の出力を1クロック時間遅延させる
第2の遅延手段と、 前記加算手段の出力と前記第2の遅延手段の出力を加算
平均する第1の加算平均手段と、 前記第1の遅延手段の出力から前記加算平均手段の出力
を減算する第1の差分手段と、 前記第2の遅延手段の出力から前記加算手段の出力を減
算する第2の差分手段と、 前記第2の差分手段の出力が正のときには前記第1の差
分手段の出力をそのままクロック位相誤差信号として出
力し、前記第2の差分手段の出力が負のときには前記第
1の差分手段の出力を反転させてクロック位相誤差信号
として出力する第1の符号反転手段とを具備することを
特徴とする請求項1記載のクロック再生装置。
2. The phase error detection means includes first delay means for delaying the output of the addition means by 1 clock time, and second delay means for delaying the output of the first delay means by 1 clock time. A first averaging means for averaging the output of the adding means and the output of the second delay means, and a first difference means for subtracting the output of the averaging means from the output of the first delay means A second difference means for subtracting the output of the adder means from the output of the second delay means; and when the output of the second difference means is positive, the output of the first difference means is used as it is for the clock phase. A first sign inverting means for outputting an error signal and inverting the output of the first difference means when the output of the second difference means is negative to output as a clock phase error signal. Billing Item 2. The clock regenerator according to Item 1.
【請求項3】 前記位相誤差検出手段は、 前記加算手段の出力を1クロック時間遅延させる第3の
遅延手段と、 前記第3の遅延手段の出力から前記加算手段の出力を減
算する第3の差分手段と、 前記第3の差分手段の出力を1クロック時間遅延させる
第4の遅延手段と、 前記第4の遅延手段の出力を1クロック時間遅延させる
第5の遅延手段と、 前記第5の遅延手段の出力から前記第3の差分手段の出
力を減算する第4の差分手段と、 前記第4の差分手段の出力が正のときには前記第4の遅
延手段の出力をそのままクロック位相誤差信号として出
力し、前記第4の差分手段の出力が負のときには前記第
4の遅延手段の出力を反転させてクロック位相誤差信号
として出力する第2の符号反転手段とを具備することを
特徴とする請求項1記載のクロック再生装置。
3. The phase error detecting means includes a third delay means for delaying the output of the adding means by one clock time, and a third delay means for subtracting the output of the adding means from the output of the third delay means. A difference means; a fourth delay means for delaying the output of the third difference means by 1 clock time; a fifth delay means for delaying the output of the fourth delay means by 1 clock time; and a fifth delay means. Fourth difference means for subtracting the output of the third difference means from the output of the delay means, and when the output of the fourth difference means is positive, the output of the fourth delay means is used as it is as the clock phase error signal. Second sign inverting means for outputting and inverting the output of the fourth delay means and outputting it as a clock phase error signal when the output of the fourth difference means is negative. Item 1 Clock reproduction device.
【請求項4】 前記位相誤差検出手段は、 前記加算手段の出力を1クロック時間遅延させる第6の
遅延手段と、 前記第6の遅延手段の出力から前記加算手段の出力を減
算する第5の差分手段と、 前記第5の差分手段の出力を1クロック時間遅延させる
第7の遅延手段と、 前記第7の遅延手段の出力から前記第5の差分手段の出
力を減算する第6の差分手段と、 前記第6の差分手段の出力を1クロック時間遅延させる
第8の遅延手段と、 前記第8の遅延手段の出力を1クロック時間遅延させる
第9の遅延手段と、 前記第9の遅延手段の出力から前記第6の差分手段の出
力を減算する第7の差分手段と、 前記第7の差分手段の出力が正のときには前記第8の遅
延手段の出力をそのままクロック位相誤差信号として出
力し、前記第7の差分手段の出力が負のときには前記第
8の遅延手段の出力を反転させてクロック位相誤差信号
として出力する第3の符号反転手段とを具備することを
特徴とする請求項1記載のクロック再生装置。
4. The phase error detecting means includes sixth delay means for delaying the output of the adding means by one clock time, and fifth delay means for subtracting the output of the adding means from the output of the sixth delay means. Difference means, seventh delay means for delaying the output of the fifth difference means by one clock time, and sixth difference means for subtracting the output of the fifth difference means from the output of the seventh delay means An eighth delay means for delaying the output of the sixth difference means by one clock time, a ninth delay means for delaying the output of the eighth delay means by one clock time, and the ninth delay means And a seventh difference means for subtracting the output of the sixth difference means from the output of the sixth difference means, and when the output of the seventh difference means is positive, the output of the eighth delay means is directly output as a clock phase error signal. , The seventh difference means Output inverts clock reproducing apparatus according to claim 1, characterized by comprising a third sign inversion means for outputting a clock phase error signal output of the delay means of the eighth when negative.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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