JPS5984319A - デイジタル信号復元方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はディジタル信号復元方式、特に調歩同期式（
非同期式）伝送でＮＲＺ形パルス信号をベースバンド伝
送する場合等に用いて好適なディジタル信号復元方式に
関する。

背景技術とその問題点 斯の種ディジタル信号復元方式として従来種々の方式が
提案されておシ、例えば伝送波形を微分し、そのノＪ？
ルスビークを検出して元の信号を復元する第１図に示す
ような方法もその一例である。

即ち、同図において、第１図Ａに示すような２値ベース
バンド伝送波である原信号は、その伝送ライン等の帯域
制限等によシ第１図Ｂに示す様ないわゆるナマツメ信号
波形となる。この信号を微分すると、第１図Ｃに示す様
に原信号の”０″から１１２又は１”から“０”への変
化点にパルスが生じる。このパルスを更に第１図りに示
す様に微分し、その零クロス点を検出することによシ、
第１図Ｃの微分波形のピーク位置を検出し、このピーク
位置、に基いて、第１図Ｇに示す様に元の信号を復元す
る様にしている。

ところがこの様な従来方式の場合、第１図りの波形から
見ても解る様に正しいパルスピーク位置以外の部分でも
ノイズ等によって零クロス出力を生じてしまいやすい不
都合がある。特にとの坊象は原信号の“１″又は０″が
沢山続く場合にはその可能性が太きい。従って一般に磁
気記録に用いられているＭＦＭＦＭ記録方式いはＦＭ記
録方式においては、この様なことが生じない様な工夫が
されている。即ち例えば°１″又は”０″が長く続かな
い様に４３号フオーヤットを決めるか或いは微分動作を
２回行ない、第１図りに示す波形を適尚にナマラセル方
法、或いは再生されたクロック信号に基づいてパルスピ
ークのあるタイミング付近に、第１図Ｆに示す様なダー
ト１８号を設ける方法等でちる。

この様に従来法の場合、予め信号フォーマットを定める
必要があυ、信号伝送に成る制約を受けると共に信号処
理も複＃になる等の不都合がある。

そこで、本発明者は、特に信号フォーマットを定めるこ
となく、面接伝送されて来た原信号を正確に復元するこ
とができるディジタル信号復元方式を先に提案した。

第２図はその回路構成を示すもので、同図において、（
１）は伝送されて来たディジタル信号が供給される入力
端子、（２）はこのディジタル信号を微分する微分回路
、（３）は更にこの微分出力を微分する微分回路、（４
）は微分回路（３）の出力信号の正、角を検出するため
の正負検出回路、（５）は微分回路（２）の彼分出力の
レベルを検出するためのレベル検出回路、（６）はダー
ト手段例えばＤ形うッチ回路であって、このラッチ回路
（６）のデータ端子りには、正負検出回路（４）の出力
信号がデータイ６号として供給され、一方このラッチ回
路（６）のゲート端子Ｇにはレベル検出回路（５）から
の出力信−号がグートイぎ号と［７て供給される様にな
されている。そしてラッチ回路（６）の反転出力端子Ｑ
よシ出力端子（７）が取υ出される。

次にこの第２図の回路動作を第３図の信号波形を参照し
ながら説明する。

今、送信側より第３図Ａに示す様々ディジタル信号であ
る原信号が送出されると、この信号は、伝送ライン等の
帯域制限（％に高域における帯域制限）によって、第３
図Ｂに示す柿ないわゆるナマツタ波形を有するイ菖号Ｓ
１と左る。この信号Ｓ１が入力端子（１）より微分回路
（２）に供給されて微分される。この結果その出力側に
は１′、第３図Ｃに示す様な出力信号Ｓ２が得られる。

この信号Ｓ２は、同図からも解る様に、原信号の０″か
ら”１″又は１″から”θ″への変化点で＋、−の／４
ルス状の信号Ｓ２を生じていることが理勉される。この
信号Ｓ２は更に微分回路（３）で微分されて、第３図Ｅ
に示す様な信号Ｓ３となる。そしてこの信号Ｓ３を正負
検出回路（４）に供給し、その正、角を検出することに
よυその出力側には、第３図Ｆに示す様に信号Ｓ３の正
負に応じた信号Ｓ４が取９出される。そしてこの信号Ｓ
４はデータ信号としてラッチ回路（６）のデータ端子り
に供給される。

一方微分回路（２）の出力信号Ｓ２がレベル検出回路（
５）に供給されてそのレベルが検出され、もってその出
力側には第３図りに示す様に信号Ｓ２（第３図Ｃ）の存
在する部分を示す信号Ｓ５が得られる。そしてこの信号
Ｓ５がデート信号としてラッチ回路（６）のダート端子
Ｇに供給される。従ってラッチ回路（６）は、レベル検
出回路（５）からのゲート信号Ｓ５によシ正負検出回路
（４）からの出力信号Ｓ４をラッチする。つまυこのラ
ッチ回路（６）は信号Ｓ５がノ・イレベルの時にはデー
タ信号である信号Ｓ４をそのまま通し、−力信号Ｓ５が
ローレベルの時にはそのデータをホールドするように働
く。仇ってこのラッチ回路（６）の反転出力端子てに接
続された出力端子（７）には、第３図Ｇに示す様な信号
Ｓ６が取シ出される。

つま９第３図Ａに示す様な原信号と等価な信号が受信側
で復元されたわけである。なお、この除に第３′図、Ｅ
に示すように信号Ｓ３−／）Ｎノイズ等により零クロス
し、結果として第３図Ｆに示すように４Ｎ号Ｓ４の他に
零クロス出力８４′が生じても、この出力８４′がラッ
チ回路（６）に供給される時点ではケ゛−ト信号Ｓ５は
伺等ラッチ回路（６）に供給されないので、この零クロ
ス出力８４′が出力端子（７）側にＷ５われることはな
い。

このようにして、請２図の回路では、従来の如く信号フ
ォーマットに対する制限を何等受けることなく任意のデ
ィジタル信号を確実に復元できる。

しかしながら、第２図の回路の場合、１次砕分信号Ｓ２
におけるパルスピーク位置を２次微分信号Ｓ３の零クロ
ス点よυ求めるようにしているので、伝送信号の周波数
がその伝送帯域限界まで高ぐ々ると、すなわち転送ボー
レートが伝送帯域の２倍近いものとなると、前後の隣接
するパルス同士が干渉し合って、１次微分化号Ｓ２にい
わゆるピークシフトを生じてしまい、このため正しく原
信号を復元できなくなる不都合が生じる。

発明の目的 この発明は斯る点に＠与、伝送信号のピークシフトによ
る誤差を減少して、確実に伝送されてきた原信号をゆ元
することができるディジタル信号復元方式を捉供するも
のである。

２次微分、３次微分及び４次微分し、この１次微分信号
と３次微分信号を乗鏝した信号をレベル検出してダート
信号を形成し、上記４次微分信号の正角を検出して得た
データ信号を上記ダート信号によシ選択的に取シ出すこ
とによシ、伝送信号のピークシフトによる誤差を減少し
て、確実に伝送されてきた原信号を復元することができ
る。

実施例 以下、この発明の一実施例を、ＮＲＺ形パルス信号をベ
ースバンド伝送するのに適用した場合を例にとシ、第４
図、第５図に基づいて詳しく説明する。

第４図は本実施例の回路構成を示すもので、同図におい
て、第２図と対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明は省略する。

本実施例では、微分回路（３）の出力イバ号を微分（３
次微分）する微分回路（６）と、この微分回路（８）の
出力信号と微分回路（２）の出力信号をｇＳ労する乗算
回路（９）とを設け、この乗算回路（９）の出力信号を
レベル検出回路（５）でレベル検出し、その検出信号を
ダート信号としてフリップフロップ回路（６）のダート
端子Ｇに供給するようにする。

また、微分回路（８）の出力信号を微分（４次微分）す
る微分回路αＯを設け、この微分回路０（カの出力信号
を止弁検出回路（４）に供給するようにする。その他の
構成は、第２図の回路と同様である。

なお、本実施例の各回路の具体的な回路構成は一例とし
て夫々破線の枠内に示すようなものが使用される。すな
わち、例えば微分回路（２）は抵抗器及びコンデンサか
ら成る微分器（２ａ）、この微分器（２ａ）と並列接続
の抵抗器（２ｂ）、反転増幅器（２Ｃ）で構成される。

抵抗器（２ｂ）は、伝送ライン等で伝送信号が高域だけ
でなく、低域をも帯域制限されると第５図Ｂに示すよう
な信号Ｓ１となるので、この低域成分を補強するために
挿入されている。従って伝送信号が高域だけ帯域制限さ
れて上述した第３図Ｂに示すような信号Ｓ１となるとき
は、必ずしもこの抵抗器（２ｂ）は入れる必要はない。

つまシ、この微分回路（２）は伝送信号が伝送中に如何
に変化されるかに応じて、その信号処理に対応した回路
に変更し得るものである。

微分回路（３）は抵抗器及びコンデンサから成る微分器
（３ａ）、反転増幅器（３ｂ）で構成され、同様に微分
回路（８）及びＯＱも、微分器（８Ｅ）、反転増幅器（
８ｂ）及び微分器（１０ａ）、反転ｍ　ＩＦＡ器（１０
ｂ：＞で４４成される。正負検出回路（４）は、非反転
入力端子が微分回路００の出力側に接続され、反転入力
端子が接地され、出力端子がラッチ回路（６）のデータ
端子りに接続された比較器（４ａ）から成る。また、レ
ベル検出回路（５）は、比較器（５ａ）及び、可変抵抗
・器（５ｂ）で第１ｑ成され、比較器（５ａ）の反転入
力端子が来初−器（９）の出力側に接続され、非反転入
力端子が可変抵抗！ａ（５ｂ）の摺動端子に接続され、
出力端子がラッチ回路（６）のダート端子Ｇに接続され
、可変抵抗器（５ｂ）を可変することによシ、比較器（
５ａ）におけるスレッシヨレペルＴ１□が可変できるよ
うにされている。勿論、これ等の回路の構成は、同様の
イハ号処理ができれは、その他の回路構成を用いてもよ
い。

次にこの第４図の回路動作を第５図の信号波形を参胛し
ながら説明する。

いま、送信側よシ第５図Ａに示すよう々デイジメル信号
である原信号が送出されると、この信号し、伝送ライン
等の帯域制限を受け、例えば高域及び低域が共に制限さ
れると、第５図Ｂに示す様ないわゆるナマツタ波形を有
する信号β１となる。

この信号Ｓ１が入力端子（１）より微分回路（２）に供
給されて微分（１次微分）される。この結果その出力側
には、第５図Ｃに示す様な出力信号Ｓ２が得られる。こ
の信号Ｓ２は、同図からも解る様に、原信号の“０＃か
ら”１″又は“１”から０＃への変化点で＋、−のノク
ルス状の信号Ｓ２を生じていることが理解される。

この信号Ｓ２は更に微分回路（３）で微分（２次微分）
されて、第５図りに示す様な信号Ｓ３となる。ぞして、
この第５図Ｃ及びＤからもわかるように、１次り分波形
の信号Ｓ２におけるパルスピーク位置を、２次微分波形
である信号Ｓ３の零クロス点よシ求め今と、そのピーク
位置が矢印ａで示す方向に移動した、いわゆるピークシ
フトを生じる。これは、上述したように、伝送信号の周
波数が伝送帯域限界１で高くなると、前後の隣接するパ
ルス同士が干渉し合うことによるものである。そしてこ
の信号Ｓ３は微分回路（８）で微分（３次微分）されて
、第５図Ｅに示ずような信号Ｓ４となる。この信号Ｓ４
は更に微分回路αＱで微分（４次微分）されて、第５図
Ｆに示すよう々信号Ｓ５となる。この第５図Ｅ及びＦよ
シ３次微分波形の信号８４のノクルスビーク位置を４次
微分波形の信号Ｓ４の零クロス点より求めるとそのピー
ク位置が矢印すで示す方向に移動し、つまシ実質的にピ
ークシフト分だけ元に戻された状態で検出されることが
わかる。

即ち、信号Ｓ２にピークシフトがあっても、その曲率最
大点は余り変っていなりので、これを検出することによ
シビークシフト現象の影響を小さくすることができる。

そしてこの信号ｓ５を正負検出回Ｍ　（４）　Ｋ　供給
し、この正、負を検出することＫよシその出力側には、
第５図Ｉに示す様に信号ｓ５の正負に応じた信号Ｓ６が
取シ出される。そしてこのイへ号５６ｕ−データ信号と
してラッチ回路（６）のデータ端子りに供給される。

力お、微分回路００の出力信号ｓ５を［白接正９検出回
路（４）に供給する代シに、第４図に破線で示すように
、この信号Ｓ５と、微分回路（３）の出力信号ｓ３を反
転回路α■で位相反転した信号とを加算回路ｏ２で加算
した後正負検波回路（４）に供給するようにしてもよい
。これによって、余計シネクロス点がダート信号よシ除
外され、よシ正確な原信号の復元が可能となる。

一方、微分回路（８）の出力信号ｓ４が乗算回路（９）
の一方の入力側に供給され、この乗算回路（９）　（Ｄ
　他方の入力側には微分回路（２）の出力信号Ｓ２が供
給され、両信号が乗獅−される１、この結釆、乗算回路
（９）の出力（１１！＋には、第５図Ｇに示すような出
力信号Ｓ７が得られる。この信号Ｓ７は、同図からもわ
かるように、実質的に信号Ｓ２のパルスピーク付近のみ
にパルスを有【７、その他の部分は反対極性或いは殆ん
ど零に近い値になっていることがわかる。

乗算回路（９）の出力信号Ｓ７はレベル検出回路（５）
に供給すれ、ここで所定のスレッショルドレベルＴＨと
比較されてそのレベルが検出され、もってその出力側に
は第５図Ｈに示すような出力信号Ｓ８が得られる。そし
てこの信号Ｓ８がダート信号とし７てラッチ回路（６）
のダート端子Ｇに供給される。なお、”　ベル検８３　
回路（５）のスレッショルドレベルＴｆＩハ、入力され
る信号Ｓ７がダート信号として必賛な部分以外は反対極
性或いは殆んど零になるため、零近辺に設定することが
でき、従ってレベル検出回路（５）の出力側には、信号
Ｓ２のピークシフト前の真の／’Ｐルスピーク位置に対
応した信号Ｓ８をダート信号として得ることができる。

ラッチ回路（６）は、レベル検出回路（５）かラノター
ト信号Ｓ８によシ止弁検出回路（４）からの出力信号ｓ
６をランチする。っま多このラッチ回路（６）は信号ｓ
８がハイレベルの時にはデータ信号である信号ｓ６をそ
のｔま通し、一方信号ｓ８がローレベルの時にはそのデ
ータをホールドするように働く。従ってこのラッチ回路
（６）の反転出力端子ＣＩＫ接続されノこ出力ｔ８．１
子（７）には、第５図Ｊに示す様な信号Ｓ、が取シ出さ
れる。っま多相５図Ａに示す符・な原イ占乞と等価な信
号が受信側で稈元されたわけである。

このように本実施例では、ダート信号を得るのに、従来
の１次微分波形のピーク検出の代シに３次微分波形のピ
ーク検出を４次微分波形の零クロス点よシ求めるよう糺
したので、ピークシフトの影響を小さくすることができ
る。

応用例 尚、上述の実施例でＱ」、この発明を、ＮＲＺ朋パルス
信号をベースバンド伝送するのに適用した場合を例にと
り説明したが、これに限定されることなく、その他のデ
ィジタル信号を伝送する場合にも同様に適用可能である
。

発明の効呆 上述の如くこの発明によれは、伝送されてきたディジタ
ル信号を夫々１次微分、２次像分、３次微分及び４次像
分し、この１次像分信号と３次微分信号？乗算しノヒ（
＠　月＝をレベル検出してケ゛−ト信号を形成し、上記
４次微分信号の正負を検出して得たデータ信号を上記ケ
°−ト信号によシ選択的に取り出す様にしたので、伝送
信号の周波数がその伝送帯域限界まで高くなっても、伝
送信号のピークシフトによる誤差を減少でき、仕草のデ
ィジタル伝送信号を確実に復元することができる。又、
１ザイクルで２ビツト使用す−ることになるので伝送帯
域の２倍の′ボーレートまで伝送可能でアシ、高速伝送
が可能となる。更に原信号には伺等クロック信号は含ま
れな−ので、クロックによるｒＭＭのできない調歩同期
式即ち非同期式転送に用いて極めて有用である〇

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の説明に供するための信号波形図、第２
図は従来方式の一例を示す系統図、第３図は第２の動作
説明に供するためのイ；？刊波形図、＠４区ｌ―：この
発明の一実施例を示す系統し１、第５図は第４図の動作
説明に供するための侶“月波飛ν１である。 （２）　、　（３）　、　（８）　、α０Ｆｉ微分回路
、（４）　ｉＪ　ＩＥ違検出回路、（５）はレベル検出
回路、（６）はラッグ−回路、αυｌｄ反転回路、０４
は加算回路である。 第１図 ６丁 第２図 第３図 ０１１００１０１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝送されてきたディジタル信号を夫々１次徽分、２次微
   分（３次微分及び４次微分し、該１次微分信号と３次微
   分信号を乗算した信号をレベル検出してダート信号を形
   成し、上記４次微分信号の止弁を検出して得たデータ信
   号を上記ダート信号によシ選択的に取シ出す様にしたこ
   とを特徴とするディジタル信号復元方式。