JPH02260732A - タイミング抽出回路 - 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） 本発明は、ＰＣＭ受信機に適用されて好適なタイミング
抽出回路に関し、特に、Ｇｂ／ｓという高速の情報を伝
送する伝送系におけるタイミング抽出回路の特性、実現
性の向上に関する。

（従来の技術） 光伝送技術の進歩にともない、大容量／長距離伝送シス
テムの可能性として長波長帯の光デバイス／単一モード
ファイバを用いた超高速光伝送技術の検討が進められて
いる。特に画像、データ、音声の多種多様なサービスを
行う広帯域情報通信ネットワークの実現の為には光伝送
装置の高速化′、安定実用化が期待されつつある。この
ような広帯域情報通信ネットワークにおける基幹伝送系
の伝送容量としては、例えば時分割多重伝送系において
は数ギガビット／秒にも達し、その光送受信装置にも広
帯域／高速化が要求される０通常、伝送装置の受信器に
は、等化した波形に対して正しい識別を行わせるために
アイの中央の時点を与える役目を持つタイミング回路が
備えられ、一般にＰＣＭ再生中継の場合、伝送きれた符
号系列自体の中からタイミング成分を抽出するタイミン
グ抽出回路が用いられる。

第２図は従来のタイミング抽出回路の構成を示すブロッ
ク図である。入力信号の符号形式がＮＲ２であると仮定
する。ＮＲＺ符号やバイポーラ符号等はその信号自体タ
イミング成分を保有しないから、一般的に非線形タイミ
ング抽出法によりタイミング信号を抽出しクロック信号
を生成する。

第２図の回路では、入力端子１に入力されたＮＲＺ信号
について微分回路６で符号変化点検出が行われ、両波整
流回路７において両波整流をすることによりｆ、成分を
抽出する０両波整流回路７の出力信号はきらに共振回路
（タイミングタンク）に印加きれｆ、正弦波成分（クロ
ック信号）を抽出する。共振回路には、タイミング偏差
が重要な特性として重視きれるため、温度特性、経年変
化、離調等を考慮して比帯域Ｑを８００程度に設計した
弾性表面波フィルタ（ＳＡＷ）８が用いられる（弾性表
面波フィルタについては”表面波デバイスとその応用”
、日刊工業新聞社、に詳しい記述がある）、一方、入力
信号の符号形式がＲＺの場合、信号自体にクロック成分
を有するから、図において入力された信号９は直接弾性
表面波フィルタ８に印加して正弦波クロック信号を抽出
する。

（発明が解決しようとする課題） 上述の従来のタイミング抽出回路は、タイミングタンク
として高Ｑの弾性表面波フィルタを用いることにより、
ＧＨｚ領域のｆ、成分のクロック信号を生成する。しか
し、このような方式の回路では、弾性表面波フィルタの
微細加工上の問題から使用できる周波数領域に限界が生
じると共に、プロセス上の歩留まりが低下するという問
題があり、これを用いたＰＣＭ信号受信器の生産性の低
下にもつながるという欠点があった。また、仮に弾性表
面波フィルタが実現できる範囲内でＱを設定して用いた
場合、同符号連続入力に対するタイミング信号抽出の能
力が失われるという大きな問題があった。

すなわち、弾性表面波フィルタにおいて励振される表面
波の基本周波数ｆは、材料の表面波伝搬速度Ｖと電極ピ
ッチしによって決りｆ’　−Ｖ／Ｌとなる。従って、励
振周波数がＧＨｚ領域の場合、一般的に表面波伝搬速度
が３Ｘ１０’（ｍ／ｓ）であることから、電極幅が１μ
ｍ以下のものを作成しなければならない。具体例として
、基板の材料として水晶を用いると、４ＧｂｐＳの光再
生中継器に用いた弾性表面波フィルタの電極幅は０．２
μｍ１電極長としては４００μｍである（”４Ｇｂｐｓ
光再生中継器の試作”電子情報通信学会、昭和６２年総
合全国大会予稿集）、また一般的に得られる比帯域Ｑは
電極の数に比例している。従ってＱ−８００の場合、電
極の本数としても８００本近い数が必要となる。更に通
常、受信信号として同符号が連続した状態も考慮に入れ
ることが重要である。いま仮に”′０′”信号が連続し
て到来したとする。タイミング抽出フィルタの出力信号
はＶ＊　ｅ　ｘ　ｐ　（−πｎ　／　Ｑ　）の振幅特性
となる（ここで、■＝タイミングタンクへの最大入力振
幅、ｎ：ゼロ符号連続数）。即ち、ゼロ符号の連続によ
って包路線状に振幅が減少してくる。

このような狭い幅で数多くのそれも精度のよい電極の加
工には、ホトエツチングやレーザ加工等の微細加工技術
における微細化の限界があるから、弾性表面波フィルタ
の実現が困難となるとともにＧｂｐＩｉ領域におけるＰ
ＣＭ信号受信器のタイミング抽出回路が実現できなくな
る。このように従来のタイミング抽出回路には周波数領
域に関して解決すべき課題があった。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために本発明は、受信信号を入力
しこの受信信号に含まれるクロック成分を抽出してタイ
ミング信号として出力するタイミング抽出回路において
、前記受信信号を一方の入力信号とする論理和回路と、
前記論理和回路の出力信号か゛らタイミング信号を抽出
するタイミング抽出フィルタと、このタイミング抽出フ
ィルタで抽出きれたタイミング信号に一定の遅延時間を
与えて前記論理和回路の他方の入力信号とする遅延回路
とを備えることを特徴とするタイミング抽出回路を提供
する。

（作用） 本発明のタイミング抽出回路では、受信信号の入力段に
論理和回路を設け、その論理和回路の出力信号を比較的
低Ｑのタイミングタンク（タイミング抽出フィルタ）に
加えてタイミング信号を抽出し、そのタイミングタンク
から得られるタイミング信号を分岐し、分岐信号のうち
の一方の信号をある一定の遅延時間を有する遅延回路を
介して論理和回路の他方の入力端に導き、前記受信信号
との論理和処理を行う。このような構成の本発明では、
ＧＨｚ領域におけるタイミング抽出回路の実現性を向上
させることができると共に、同符号連続に対して耐力の
あるタイミング抽出回路を実現する三とができ、通信性
能の向上を図ることができる。

（実施例） 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例であるタイミング抽出回路の
構成を示すブロック図である。なお、以下の説明におい
ては受信信号の符号形式がＲＺ（リターン　トウ　ゼロ
）符号であると仮定する。

入力端９に入力されたＲＺ受信信号は論理和回路２２に
入力される。この論理和回路２２では、遅延回路２６か
ら入力される信号とタイミング回路への入力信号との論
理和信号を生成する。いま、時間過程として初期を仮定
すると、遅延回路２６からの信号は無信号であるから、
この論理和回路２２からは、入力端９に入力された信号
成分が支配的となった信号が出力される。論理和回路２
２から出力された信号は、タイミング抽出フィルタ２４
に入力される。タイミング抽出フィルタ２４では、中心
周波数をｆ、に設定すること、タイミング偏差、離調な
どを考慮して高い比帯域Ｑに設定することが必要である
。ただし、比帯域Ｑは、ＧＨｚ領域においては実現可能
な値に設定しておけば良い、特に経年変化、温度特性等
を考慮するとタイミングタンクとしては弾性表面波フィ
ルタ（ＳＡＷフィルタ）を用いることが望ましい。

いま第１図の実施例において、ｆ、を４ＧＨｚｓＱを１
００とする。タイミング抽出フィルタ２４が基板材料を
水晶とした弾性表面波フィルタとすると、すだれ状電極
のストリップ幅とギャップを等しく選べば、ストリップ
幅は約０．２μｍであるが、Ｑが１００であるから、電
極総数は１２０本程度で良い。このような電極パターン
は通常のフォトエツチング技術で作成できる。

タイミング抽出フィルタ２４で抽出された安定な特性を
持つｆ、のクロック信号は、出力端４から出力される。

また、この安定なｆ、クロック信号は、同時に分岐され
遅延回路２６にも入力され、一定の遅延が与えられたの
ち論理和回路２２に供給きれる。したがって、論理和回
路２２からは、遅延回路２６から入力された安定なｒ、
クロック信号と入力端９に入力きれた２値信号との論理
和処理を行った結果として必ずｆｅスペクトル成分を有
する信号が出力きれる。

通常、受信信号として同符号が連続した状態も考慮に入
れることが重要である。いま仮に”０”信号が連続して
到来したとする。タイミング抽出フィルタ２４の出力信
号はＶ＊ｅｘｐ（−πｎ／Ｑ）の振幅特性となる（ここ
で、Ｖ：タイミングタンクへの最大入力振幅、ｎ：ゼロ
符号連続数）、即ち、ゼロ符号の連続によって包路線状
に振幅が減少してくる。したがって、もし論理和回路２
２がなく入力端９の信号を直接タイミングタンク入力し
た場合、出力端４におけるタイミング信号が不安定なも
のとなり、通信システムとして誤りを生じる原因となる
。

しかし、本発明のタイミング抽出回路では論理和回路２
２において、一定遅延を持った安定なｆ０タイミング信
号と入力ＲＺ倍信号の論理和処理を行いその結果である
出力信号がタイミング抽出フィルタ２４に入力きれてい
るから、受信信号にゼロ連続が生じても出力端４では安
定なｆ、クロック信号が得られる。

このように、タイミング抽出回路の入力段において抽出
されたタイミング信号と入力信号との論理和をとる形態
とすることにより、高速ＰＣＭ信号伝送系のタイミング
抽出回路の実現性が低Ｑフィルタを用いても向上する。

とともに安定なりロック信号を識別回路に対して供給す
ることができる。

これまでの説明においては、受信信号の符号形式がＲＺ
の場合について述べてきたが、ＮＲＺの場合にも本発明
は有効であり、第２図に示した従来例のごとく微分回路
６、両波整流回路７の非線形手段を経たのち、第１図に
破線で示す経路で入力端９に接続することにより同様の
機能が得られる。

（発明の効果） このように本発明によれば、従来の回路より高い周波数
においても安定して作動し、Ｇｂ／Ｓという高速のＰＣ
Ｍ信号伝送系にも適用できるタイミング抽出回路の実現
性を著しく向上できる。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は従来のタイミング抽出回路の構成を示すブロック
図である。

１．９・・・入力端、４・・・出力端、６・・・微分回
路、７・・・両波整流回路、８・・・弾性表面波フィル
タ、２２・・・論理和回路、２４・・・タイミング抽出
フィルタ、２６・・・遅延回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受信信号を入力しこの受信信号に含まれるクロック成分
   を抽出してタイミング信号として出力するタイミング抽
   出回路において、前記受信信号を一方の入力信号とする
   論理和回路と、前記論理和回路の出力信号からタイミン
   グ信号を抽出するタイミング抽出フィルタと、このタイ
   ミング抽出フィルタで抽出されたタイミング信号に一定
   の遅延時間を与えて前記論理和回路の他方の入力信号と
   する遅延回路とを備えることを特徴とするタイミング抽
   出回路。