JPS6249737A - クロツク信号再生配置 - 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】 本発明は、入力側が入力側子に接続され第１位相制御ル
ープを有する第１クロック信号再生器を具え、該第１位
相制御ループに第１゛発振信号を発生する第１電圧制御
発振器および該発振器の出力側に接続され第１再生クロ
ック信号を発生する第１分周器を設けて成るクロック信
号再生配置に関するものである。

この種クロック信号再生器はファンクシャウ第６巻１９
８３年、第６１−６８頁の論文゛′ファーゼンレーゲル
　クライス（ＰＬＬ）”に記載されており、この論文の
第２図には電圧制御発振器からの信号を分周器を経て位
相検波器に供給すると共にこの信号と入力信号との位相
差を決めるようにしだ位相制御ループが示されている。

この位相検波器では発生した位相差の信号を制御電圧回
路を経て電圧制御発振器に供給し、これにより電圧制御
発振器の出力周波数を位相差が減少するように変化させ
る。

しかし、かかるクロック信号再生器によれば適切な位ト
目精度の信頼し得る出力クロック信号を発生させること
ができる。特に、例えば制御電圧を欠陥のため電圧制御
発振器に供給しない場合にはこの発振器が“自走”状態
となる。

本発明の目的は、正確な位相で、信頼し得るフェイルセ
イフでシックの小さいクロック信号を発生するクロック
信号再生配置を提供せんとするにある。

本発明は入力側が入力側子に接続され第１位相制御ルー
プを有する第１クロック信号再生器を具え、該第１位相
制御ループに第１発振信号を発生する第１電圧制御発振
器および該発振器の出力側に接続され第１再生クロック
信号を発生する第１分周器を設けて成るクロック信号再
生配置において、入力側が入力側子に接続され第２位相
制御ループを有する第２クロック信号再生器を具え、該
第２位相制御ループには第２発振信号を発生する第２電
圧制御発振器および該第２電圧制御発振器の出力側に接
続され前記第１再生クロック信号とほぼ同一周波数の第
２再生クロック信号を発生する第２分周器を設け、ほか
に、前記第１クロック信号再生器の出力側に接続され、
時間的位置が前記第１再生クロック信号の時間的位置に
関連し、持続期間が前記第１発振信号の持続期間に関連
する第１時間窓信号を発生する第１時間窓信号発生器と
、前記第２クロック信号再生器の出力側に接続され、時
間的位置が前記第２再生クロック信号の時間的位置に関
連し、持続期間が前記第２発振信号の持続期間に関連す
る第２時間窓信号を発生する第２時間窓信号発生器と、
前記両クロック信号再生器の一方の出力側に接続される
と共に第１および第２時間窓信号発生器の出力側に接続
され、両再生クロック信号間の位相差が前記両持間窓信
号の位置および持続期間により決まる所定のスレシホル
ド値を越えない限りにおいてのみ信頼し得る出力クロッ
ク信号を出力端子に発生する逐次監視回路とを具えるよ
うにしたことを特徴とする。

本発明クロック信号再生配置の好適な例では、逐次監視
回路は、各々がデータ信号入力側子、データ信号出力端
子およびクロック信号入力側子を有する２段の縦続接続
シフトレジスタ段より成る第１シフトジスタを具え、第
１シフトレジスタ段のデータ信号入力側子を前記第１分
周器の出力側に接続し、第１シフトレジスタ段のクロッ
ク信号入力側子を第２時間窓信号発生器の出力端子に接
続し、第２シフトレジスタ段のクロック信号入力側子を
前記第１時間窓信号発生器の出力側に接続するようにし
たことを特徴とする。

従って監視回路は、それ自体を監視し、これによりフェ
イルセイフ作動を行い、信頼性の高い順序回路として配
設するのが好適である。

本発明クロック信号再生回路配置の他の好適な例では第
１時間窓信号発生器は、３段の縦続接続シフトレジスタ
段を有する第２シフトレジスタと、入力側が前記第２お
よび第３シフトレジスタ段の出力側に接続された第１排
他的ＯＲ回路とを具え、前記第２時間窓信号発生器は２
段の縦続接続シフトレジスタ段を有する第３シフトレジ
スタと、入力側が前記第１および第２シフトレジスタ役
の出力側に接続された第２排他的ＯＲ回路とを具え、第
２シフトレジスタの順次のシフトレジスタ段を前記第１
電圧制御発振器により発生する発振信号によってクロッ
ク作動させ、第３シフトレジスタの順次のシフトレジス
タ段を前記第２電圧制御発振器により発生する発振信号
によってクロック作動させ、第１および第２発振器号の
周期をほぼ同一とし得るようにする。

従ってスレシホルド値が第１および第２発振器の信号の
周期の１７２に等しくなり、これによりこの周期を適当
に選定することと相俟って出力クロック信号の位相精度
を任意の所望値に調整することができる。

図面につき本発明を説明する。

第１図は、ディジタル情報処理システム、例えばディジ
タル電話交換機に使用するに好適なりロック信号再生配
置１を示す。特にかかるシステムにおいてはクロック信
号を再生する。一般に理想的な信号伝送でないために歪
む傾向にあるこれらクロック信号のパルスは再生時に形
状、振幅および位相（タイミング）を正しくする。

例えば再生は、一般に既知の位相制御ループ（ＰＰいを
具えるクロック信号再生器２−１によって行う。

クロック信号再生器２−１は、周波数が例えば８゜１９
２　＋、１　Ｈｚの第１発振器号を発生する第１電圧制
御発振器３−１と、周波数が４　ｋＨｚの第１再生クロ
ック信号を発生する除数が例えば２０４８の第１分周器
４−１とを具える。第１発振器の周波数と除数との商を
適宜選定してこの商が第１再生クロック信号の周波数に
等しくなるようにし、この周波数は入力側子１８に供給
して再生すべきクロック信号の周波数に等しくする。

又、クロック信号再生器２−１は人力クロック信号およ
び第１再生クロック信号が供給される位相検波器５−１
と、制御電圧を発生し位相検波器５−１により検出され
た入力クロック信号と第１再生クロック信号との位相差
に依存して電圧制御発振器３−１を再同調する第１積分
器６−１とを具える。

関連する位相制御ループが不良となり、その結果、例え
ば入力クロック信号と関連する再生クロック信号との位
相差が正しく調整されていない場合には再生クロック信
号の位相が許容し得ない程度にドリフトし始めるように
なる。

これを補償するために第２クロック信号再生器２−２を
第１クロック信号再生器と並列に配設し、この第２クロ
ック信号再生器２−２にも入力クロック信号を供給する
。この第２クロック信号再生器２−２は第１クロック信
号再生器と同一の構成とするのが好適である。第２クロ
ック信号再生器２−２は、位相検波器５−２と、積分器
６−２と、電圧制御発振器３−２と、分周器４−２とを
具え、これら回路素子を第１クロック信号再生器２−１
の場合と同様に配設する。

本例では第２電圧制御発振器３−２によって第１電圧制
御発振器の第１発振信号と同一周波数およびほぼ同一位
相の第２発振信号を発生すると共に第２分周器４−２に
よって第１再生クロック信号と同一周波数およびほぼ同
一位相の第２再生クロック信号を発生する。

又、両再生クロック信号および両発振信号はダイナミッ
ク順序回路の形態の論理回路７に供給する。これにより
回路の状態が入力変数の瞬時値に依存するだけでなく過
去の入力変数の瞬時値にも依存する論理回路を構成する
。論理回路７は第１時間窓器号発生器８と、第２時間窓
器号発生器９と、監視回路１０とを具える。第１時間窓
器号発生器８は３段型のシフトレジスタ１１−１〜１１
−３と、反転器１３と、排他的ＯＲ回路の形態の読取り
回路１２とを具える。

第１，２および３図に示す文字記号は第１図のクロック
信号再生配置１に発生し得る信号を表わす。

第１再生クロック信号至は第１シフトレジスタ段１１−
１のデータ信号入力側子２０に供給する。順次の３段の
シフトレジスタ１１−１〜１１−３は第１発振信号ａに
より直接又は反転器１３を経て順次クロック動作させる
。これがため第１再生クロック信号至は、第２図に示す
ように第１発振信号の１／２周期宛互いに順次シフトさ
れた信号刈、工および」を形成するように処理される。

第２シフトレジスタ段１１−２および第３シフトレジス
タ段１１−３に発生する信号上および」を排他的ＯＲ回
路１２に供給し、これにより時間窓信号上ｇ−を発生さ
せるようにする。第２時間窓器号発生器９は２段型シフ
トレジスタ１４〜１．　１４−２と、反転器１６と、排
他的ＯＲ回路１５の形態の読取り回路１５とを具える。

第２再生クロック信号工を第１シフトレジスタ段１４−
１のデータ信号入力側子２１に供給する。２個の順次の
シフトレジスタ段１４−１．１４−２は第２発振信号ユ
により直接又は反転器１６を経てクロック作動させる。

これがため第２再生クロック信号工は、第２発振信号ユ
の１／２周期宛順次シフトレされた信号Ｓおよびｔを形
成するように処理される。これら信号上および」も信号
ｅおよびｆと同様に時間窓信号発生器９および排他的Ｏ
Ｒ回路１５で処理されて第２時間窓器号−翌一を形成す
る。

クロック信号再生器２−１．２−２が正しく作動する場
合には再生クロック信号Ｃ，ｒはその位相が等しく、第
２図に示すように作動する。この場合には発振信号旦、
ｉはその周期および位相が互いに等しい。第１再生クロ
ック信号工は３段のシフトレジスタ１１−１〜１１−３
を経てシフトされ、第２再生クロック信号ｒは２段のシ
フトレジスタ１４−１．１４−２を経てシフトされる。

これらシフトレジスタ段は周期が等しい発振信号により
クロック作動するため、時間窓信号ユおよびＵの位相差
も上記周期の１７２となる。

第１時間窓器号−９，の幅Ｔ１は第１発振信号旦の周期
に一致し、第２時間窓器号Ｕの幅Ｔ２は第２発振信号ユ
の周期に一致する。第２図に示す作動は発振信号旦、ユ
の周期が等しい場合を示し、この際これら幅はＴ１＝Ｔ
２となる。監視回路１０には２役型のシフトレジスタ１
７−１．１７−２を設ける。順次処理を行うためには第
１クロック信号再生器２−１から発生する第１再生クロ
ック信号Ｃを第１シフトレジスタ段１７−１のデータ信
号入力側子２２に供給し、この第１シフトレジスタ段を
第２クロック信号再生器２−２から取出した第２時間窓
器号Ｕによりクロック作動させるようにする。第２図の
タイムチャートでは第１シフトレジスタ１ｔ７−ｉの出
力を信号上で示す。例えば故障等により第２クロック信
号再生器２−２　により生ずる信号上およびユに対し第
１クロック信号再生器２−１により生ずる信号Ｃおよび
旦の位相がずれる場合には次に示す３つの異なる状態が
発生し得るようになる。

第１の状態では第１再生クロック信号Ｃのパルスは時間
的にみて、第２時間窓器号Ｕの第１立上り縁Ｕ′の前に
完全に位置する。

第２の状態では第１再生クロック信号Ｃのパルスは、時
間的にみて、第２時間窓器号Ｕの第２立上り緑ｕ′の後
に完全に位置する。

これら双方の状態では信号Ｃおよびａと信号ｒおよび−
９，との位相差が著しく大きく従って第１再生クロック
信号Ｃは監視回路１０の第１シフトレジスタ段１７−１
を経てもスイッチされず、その結果信号Ｘは論理値“０
”に保持されたままとなる。第１再生クロック信号Ｃお
よび第２再生クロック信の周期Ｔ１の半周期以上進んで
いる場合には第１の状態が発生し、第１再生クロック信
号工が第２再生クロック信号工よりも第２発復信号ユの
周期Ｔ２の１．５倍以上遅れる場合には第２の状態が発
生する。

第２図に示す状態では信号λは第２シフトレジスタ段１
７−２の信号入力側子に供給される。この第２シフトレ
ジスタ段１７−２は第１時間窓器号ユによりクロック作
動して出力端子１９に出力信号ｙを発生する。

上述した２つの状態のうちの一方により論理値“０”の
信号Ｘを発生する場合には第２シフトレジスタ段１７−
２によっても論理値ＩＩ　Ｏ１１を有する出力信号■を
発生する。これら２つの状態では第１再生クロック信号
−９−は出力端子１９に現われない。

しかし、第１クロック信号再生器２−１からの信号至お
よびａと、第２クロック信号再生器２−２からの信号上
および−９，との位相差に対し、第３の状態を得ること
もできる。第３図に１例を示すこの第３の状態は、第１
再生クロック信号Ｃが第２再生クロック信号工よりも第
２発復信号ユの周期Ｔ２の１／２倍以上且つ１．５倍以
下遅延する場合に発生する。

本例では第１再生クロック信号至の値を、第２時間窓器
号ユの立上り縁Ｕ′およｄｕ′で監視回路１０の信号上
に割当てる。次いで信号上を第１時間窓器号工ｇ−の立
上り縁ｇ’、ｇ’でクロック作動させた後出力信号ｌに
論理値“１”を与えるようにする。本例では２つの分周
器４−１．４−２が異なる発振信号旦、ユの２０４８周
期を更に計数した後に発生するかかる状態を第３図の破
線の右側に示す。

第２時間窓器号−易、の立上り縁ｕ’、ｕ’では信号上
は第１再生クロック信号至の値となる。この信号−３，
は第２図に示す状態の信号の場合とは逆となる。この信
号上を立上りＲｇ’、ｇ’でクロック作動させると出力
信号ｌは論理値“１”のままとなる。これがため、この
第３の状態、即ち上述した位相差では第１再生クロック
信号至も出力端子１９に現われなくなる。

上述した状態を要約するに、再生クロック信号至および
工の位相差が２個の再生信号ａ、−ｑ、の１／２周期に
等しいスレシホルド値よりも低い場合にのみ第１再生ク
ロック信号−９−を出力端子１９に発生するクロック信
号再生配置１を設ける。これがため、出力端子１９には
信頼性が高く、フェイルセイフでジッタの少ない再生出
力信号ｙを得ることができ、この出力信号を例えばディ
ジクル情報処理システムのクロック信号として用いるこ
とができる。このスレシホルド値は、分周器４−１．４
−２の除数を選定することと相俟って発振信号ａ、ｑの
周波数を選定することによって簡単に選定することがで
きる。特にこのスレシホルド値を減少することにより出
力信号ｌの位相を監視する精度を増大することができる
。

本発明によればクロック信号再生配置の信号を逐次処理
するため、システムの故障により生ずる信頼性の乏しい
クロック信号が出力端子１９に出力信号として発生する
のを防止することができる。

例えば、ブレークダウンにより第１時間窓器号ユによっ
て論理値“０”又は“１”を連続して保持する場合には
出力端子１９にクロック信号が現われなくなる。例えば
信号ｔが論理値“０”又は“１”を連続して保持する場
合にも上述した所と同様の状態が発生する。

クロック信号再生配置１を逆に配置して２つの時間窓信
号ｑｕにより第１再生クロック信号至を逐次監視するこ
とができる。斯様に作動することによりクロック信号再
生配置１によってそれ自体を監視し、これによりフエイ
セイフ作動を行い且つ外部テストを省略し得るようにす
る。

本発明クロック信号再生配置１は１個のＩＣに組込み得
るディジ２２１回路を用いて形成することができる。

本発明では論理回路７に組込まれたシフトレジスタは、
各クロック入力側子に供給される信号の豆上り縁に応答
するシフトレジスタ段１１−１〜１１−３゜１４−１．
１４−２．　１７−１．　１７−２を具えるものとして
説明した。しかし、正論理又は負論理が用いられること
に関係なく立下り縁に応答するシフトレジスタを用いる
こともできる。

特にこれらシフトレジスタとして゛縁部トリガ型ｕ　Ｄ
−フリップフロップを用いることができる。

或いは又クロック信号として本発明で用いるクロック信
号の周波数以外の周波数のクロック信号、又は電圧制御
発振器３−１．３−２からの発振信号ａ。

ｑの周波数以外の周波数の信号と、分周器４−１．４−
２の除数以外の除数とを組合せて形成したクロック信号
を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明クロック信号再生配置の構成を示すブロ
ック図、 第２図は第１図のクロック信号再生配置の種々の個所の
信号波形を示す時間ダイアグラム、第３図は第２図の信
号を適宜選択した場合の信号波形を示す時間ダイアグラ
ムである。 １・・・クロック信号再生配置 ２−１・・・クロック信号再生器 ２−２・・・第２クロック信号再生器 ３−１・・・第１電圧制御発振器 ３−２・・・第２電圧制御発振器 ４−１・・・第１分周器　　　４−２・・・第２分周器
５−１・・・位相検波器　　　５−２・・・位相検波器
６−１・・・第１積分器　　　６−２・・・積分器７・
・・論理回路 訃・・第１時間窓器号発生器 ９・・・第２時間窓器号発生器 １０・・・監視回路　　　　　１１−１・・・シフトレ
ジスタ１１−２・・・シフトレジスタ　１１−３・・・
シフトレジスタ１２・・・排他的ＯＲ回路　　　１３・
・・反転器１４−１・・・シフトレジスタ　１４−２・
・・シフトレジスタ１５・・・排他的ＯＲ回路　　　１
６・・・反転器１７−１・・・シフトレジスタ　１７−
２・・・シフトレジスタ１８・・・入力側子　　　　　
１９・・・出力端子２０・・・データ信号入力側子（１
１−１）２１・・・データ信号入力側子（１４−１）２
２・・・データ信号入力側子（１７−１）特許出願人　
　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペンツアフ
リケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力側が入力端子に接続され第１位相制御ループを
   有する第１クロック信号再生器を具え、該第１位相制御
   ループに第１発振信号を発生する第１電圧制御発振器お
   よび該発振器の出力側に接続され第１再生クロック信号
   を発生する第１分周器を設けて成るクロック信号再生配
   置において、入力側が入力端子に接続され第２位相制御
   ループを有する第２クロック信号再生器を具え、該第２
   位相制御ループには第２発振信号を発生する第２電圧制
   御発振器および該第２電圧制御発振器の出力側に接続さ
   れ前記第１再生クロック信号とほぼ同一周波数の第２再
   生クロック信号を発生する第２分周器を設け、ほかに、
   前記第１クロック信号再生器の出力側に接続され、時間
   的位置が前記第１再生クロック信号の時間的位置に関連
   し、持続期間が前記第１発振信号の持続期間に関連する
   第１時間窓信号を発生する第１時間窓信号発生器と、前
   記第２クロック信号再生器の出力側に接続され、時間的
   位置が前記第２再生クロック信号の時間的位置に関連し
   、持続期間が前記第２発振信号の持続期間に関連する第
   ２時間窓信号を発生する第２時間窓信号発生器と、前記
   両クロック信号再生器の一方の出力側に接続されると共
   に第１および第２時間窓信号発生器の出力側に接続され
   、両再生クロック信号間の位相差が前記両時間窓信号の
   位置および持続期間により決まる所定のスレシホルド値
   を越えない限りにおいてのみ信頼し得る出力クロック信
   号を出力端子に発生する逐次監視回路とを具えるように
   したことを特徴とするクロック信号再生配置。 ２、逐次監視回路は、各々がデータ信号入力端子、デー
   タ信号出力端子およびクロック信号入力端子を有する２
   段の縦続接続シフトレジスタ段より成る第１シフトジス
   タを具え、第１シフトレジスタ段のデータ信号入力端子
   を前記第１分周器の出力側に接続し、第１シフトレジス
   タ段のクロック信号入力端子を第２時間窓信号発生器の
   出力端子に接続し、第２シフトレジスタ段のクロック信
   号入力端子を前記第１時間窓信号発生器の出力側に接続
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のクロック信号再生配置。 ３、第１時間窓信号発生器は、３段の縦続接続シフトレ
   ジスタ段を有する第２シフトレジスタと、入力側が前記
   第２および第３シフトレジスタ段の出力側に接続された
   第１排他的ＯＲ回路とを具え、前記第２時間窓信号発生
   器は２段の縦続接続シフトレジスタ段を有する第３シフ
   トレジスタと、入力側が前記第１および第２シフトレジ
   スタ段の出力側に接続された第２排他的ＯＲ回路とを具
   え、第２シフトレジスタの順次のシフトレジスタ段を前
   記第１電圧制御発振器により発生する発振信号によって
   クロック作動させ、第３シフトレジスタの順次のシフト
   レジスタ段を前記第２電圧制御発振器により発生する発
   振信号によってクロック作動させ、第１および第２発振
   信号の周期をほぼ同一としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載のクロック信号再生配置
   。