JPH04150338A - Clock extraction circuit - Google Patents

Clock extraction circuit

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JPH04150338A
JPH04150338A JP2272565A JP27256590A JPH04150338A JP H04150338 A JPH04150338 A JP H04150338A JP 2272565 A JP2272565 A JP 2272565A JP 27256590 A JP27256590 A JP 27256590A JP H04150338 A JPH04150338 A JP H04150338A
Authority
JP
Japan
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output
consecutive
circuit
shift register
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP2272565A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Taguchi
雅之 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04150338A publication Critical patent/JPH04150338A/en
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve immunity to consecutive 0s and to prevent out of synchronism by detecting consecutive 0s for a specific length or over, latching the state before the production of consecutive 0s and implementing VCXO control with the information latched on the occurrence of consecutive 0s. CONSTITUTION:A WDM phase comparator 10 receives a data and a shift register 11 fetches three data for in the preceding state and an adder 12 and a multiplier 13 are used to calculate An. The An is added to a data obtained by a multiplier 15 at an adder 14 to obtain an Sn. A consecutive Os detector 30 compares a reference level 32 with the An and consists of a comparator 31 outputting 1 when the An is small, a shift register 33 latching its output together with a past output, and an AND circuit 34 discriminating whether or not the output is all 1. On the other hand, the Sn for 15 preceding data are inputted to a mean value output circuit 40 and latched in a shift register 41. In this embodiment, when eight consecutive Os takes place, the mean value calculation circuit 42 calculates the Sn for 9-15 preceding data and the Sn are selected by a selector 50 and the result is outputted to a loop filter 20.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル伝送システムにおける受信側のク
ロック抽出回路に関し、特にディジタル位相同期回路を
用い、位相比較器には波形差分法(Wave Diff
erence Method :以下WDM法という)
を用いたクロック抽出回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a clock extraction circuit on the reception side in a digital transmission system, and in particular uses a digital phase synchronization circuit and uses a waveform difference method (Wave Diff) for the phase comparator.
erence Method: Hereinafter referred to as WDM method)
This invention relates to a clock extraction circuit using a clock extraction circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、波形差分法による位相比較器(以下WDM位相比
較器という)を用いたクロック抽出回路には、「昭和6
1年度電子通信学会通信部門全国大会論文JP2−18
のr2B+Dエコーキャンセラー用低ジッタPLLの検
討」(国米、篠塚他)に示されるものがある。その基本
構成を第7図のブロック図に示す。WDM位相比較器1
0の出力は、ループフィルタ20と可変分周器23とに
接続される。ループフィルタ20は、WDM位相比較器
10の出力に符号量干渉による雑音(パターンジッタ)
が現れるためにラグリード型よりも完全積分型の方が適
している。VCXO21は本来の伝送りロックレートよ
り数十倍高い周波数で発振するもので、この出力を可変
分周器23で分周して、抽出クロックを得る。その分周
比は初期トレーニング時のみWDM位相比較器10の出
力により制御される。
Conventionally, clock extraction circuits using phase comparators based on the waveform difference method (hereinafter referred to as WDM phase comparators)
1st Year IEICE Communication Division National Conference Paper JP2-18
``Study of Low Jitter PLL for r2B+D Echo Canceller'' (Kokubei, Shinozuka et al.). Its basic configuration is shown in the block diagram of FIG. WDM phase comparator 1
The output of 0 is connected to a loop filter 20 and a variable frequency divider 23. The loop filter 20 adds noise (pattern jitter) to the output of the WDM phase comparator 10 due to code amount interference.
appears, so the complete integral type is more suitable than the lag lead type. The VCXO 21 oscillates at a frequency several tens of times higher than the original transmission lock rate, and this output is divided by a variable frequency divider 23 to obtain an extracted clock. The frequency division ratio is controlled by the output of the WDM phase comparator 10 only during initial training.

ここでWDM法の原理を第8図及び第9図を用いて説明
する。
Here, the principle of the WDM method will be explained using FIGS. 8 and 9.

まず、第8図において、波形差分Anは次のように表わ
される。
First, in FIG. 8, the waveform difference An is expressed as follows.

An==anX (an−+  an++)     
 ・・・・・・(1)波形点anが波形のピーク点に重
なったとき、Anの値は0になることに着目し、VCX
O21の発振周波数を変動させてAnの値が常に0に近
づくように系を制御することにより、クロック成分を抽
出することができる。ただし、Anをそのまま用いて制
御を行うのでは系の安定性に問題があることから、実際
にはAnを積分して用いることが多い。例えば、 5n=An+2 An−+        −=  (
2)として、Sn>Oの時はVCXO21の発振周波数
を上げる制御、またSn<0のときはvcx。
An==anX (an-+ an++)
・・・・・・(1) Focusing on the fact that when the waveform point an overlaps the peak point of the waveform, the value of An becomes 0, and VCX
The clock component can be extracted by controlling the system so that the value of An always approaches 0 by varying the oscillation frequency of O21. However, if control is performed using An as it is, there is a problem with the stability of the system, so in practice, An is often integrated and used. For example, 5n=An+2 An-+ −= (
2) is control to increase the oscillation frequency of VCXO21 when Sn>O, and vcx when Sn<0.

の発振周波数を下げる制御、5n=Oのときは発振周波
数の変化なしという制御をそれぞれ行う。
Control is performed to lower the oscillation frequency of , and control is performed such that the oscillation frequency remains unchanged when 5n=O.

ンフ? 常に、第9図および第1表により、a、と入力波形のピ
ーク点との位相関係によりVCXO21の制御がどちら
になるかを示す。いずれの場合もa、のポイントが入力
波形のピーク点に近づくようにVCXOの発振周波数が
制御される。
Nhu? FIG. 9 and Table 1 always show which way the VCXO 21 is controlled depending on the phase relationship between a and the peak point of the input waveform. In either case, the oscillation frequency of the VCXO is controlled so that point a approaches the peak point of the input waveform.

第9図(a)の場合、a、−+、anが(Or a n
+1が(−)で、Anが(+)となり、VCXO21の
発振周波数を上げるよう制御される。第9図(b)〜(
d)も、これら第1表からその制御方向がわかる。
In the case of FIG. 9(a), a, -+, an are (Or a n
+1 becomes (-), An becomes (+), and the VCXO 21 is controlled to increase its oscillation frequency. Figure 9(b)-(
d), the control direction can also be found from Table 1.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この波形差分法は、入力波形にピーク点が存在する波形
(たとえばバイポーラ波形)が来ることを前提としたも
のである。したがって、バイポーラ波形の場合、伝送デ
ータ「1」が送られてくるときはピーク点がある波形に
なるが、伝送データ「0」が送られてくる場合、前述の
(1)式で示したAnの値が0となる確率が高い。この
ため抽出クロックが入力波形に同期している場合に長い
0の連続が入力されると、VCXOの制御がかからなく
なり、同期外れの起こしやすくなるという欠点がある。
This waveform difference method is based on the premise that the input waveform is a waveform (for example, a bipolar waveform) that has a peak point. Therefore, in the case of a bipolar waveform, when the transmission data "1" is sent, the waveform has a peak point, but when the transmission data "0" is sent, the An There is a high probability that the value of will be 0. For this reason, when the extracted clock is synchronized with the input waveform, if a long series of 0's is input, the VCXO will no longer be controlled, making it more likely to become out of synchronization.

特にvcxoの自走周波数偏差が大きい場合や、送信側
伝送りロックレートの偏差が存在する場合、その危険度
が高くなるという問題がある。
In particular, when the free-running frequency deviation of the VCXO is large, or when there is a deviation in the transmitting side transmission lock rate, there is a problem that the degree of risk increases.

本発明の目的は、このような問題を解決し、信号「0」
が入力されても同期外れを起こしにくくしたクロック抽
出回路を提供することにある。
The purpose of the present invention is to solve such problems and to
To provide a clock extraction circuit which is less likely to become out of synchronization even if the clock is inputted.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の構成は、波形差分法によるディジタル位相比較
器と、ループフィルタ、VCXOとを含む位相同期ルー
プを用いたクロック抽出回路において、入力信号の伝送
符号系列の中の特定長以上の0連続を検出するO連検出
手段と、前記ディジタル位相比較器の過去の出力を保持
しその平均値を出力する平均値出力手段と、前記O連検
出手段の出力結果により前記ディジタル位相比較器の出
力と前記平均値出力手段の出力とを選択して前記ループ
フィルタに供給する選択手段とを備えることを特徴とす
る。
The configuration of the present invention is such that in a clock extraction circuit using a phase-locked loop including a digital phase comparator using a waveform difference method, a loop filter, and a VCXO, consecutive 0s of a specific length or more are detected in a transmission code sequence of an input signal. an O series detection means for detecting; an average value output means for holding past outputs of the digital phase comparator and outputting the average value thereof; and a selection means for selecting the output of the average value output means and supplying the selected output to the loop filter.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図、第3
図は第1図の各部の詳細を示した回路ブロック図である
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG.
The figure is a circuit block diagram showing details of each part of FIG. 1.

WDM位相比較器10は、入力端子1かも波形データを
入力し、シフトレジスタ11に過去3回分のデータをと
り込む。これらのデータをもとに加算器122乗算器1
3を用いてAn=anX(FL n−1a n+1 )
の計算を行う。Anはさらに加算器14にて乗算器15
で得られる+S、−1のデータと加算されてSnが得ら
れる。
The WDM phase comparator 10 also inputs waveform data through the input terminal 1, and takes in the data for the past three times into the shift register 11. Based on these data, adder 122 multiplier 1
An=anX(FL n-1a n+1 ) using 3
Perform the calculation. An is further added to the adder 14 and the multiplier 15
It is added to the +S and -1 data obtained in , and Sn is obtained.

0連検出器30は、基準レベル32とAnの値とを比較
し、Anの方が小さいときに1を出力する比較器31と
、その出力を過去の分も含めて保持するシフトレジスタ
33と、シフトレジスタの出力がすべてlかどうかを判
定するアンド回路34とから構成される。本実施例では
シフトレジスタを8段設けたことにより8個の0連続を
検出し、出力信号SELに1を出力する。
The zero series detector 30 includes a comparator 31 that compares the reference level 32 and the value of An and outputs 1 when An is smaller, and a shift register 33 that holds the output including the past one. , and an AND circuit 34 that determines whether the outputs of the shift registers are all l. In this embodiment, by providing eight stages of shift registers, eight consecutive 0s are detected and 1 is output as the output signal SEL.

一方、Snの値は過去15回分が過去の平均値出力回路
40においてシフトレジスタ41に保持される。Snは
積分しているので0連続が続くと最終的に0になってし
まい、vcxoに対しての制御がかからなくなってしま
うが、本実施例では0が8回続いたときに9回前から1
5回前までのSnの値について平均値算出回路42で計
算した値を、セレクタ50にてSnと切り替えてループ
フィルタ20に出力する。
On the other hand, the past 15 values of Sn are held in the shift register 41 in the past average value output circuit 40. Since Sn is integrated, if it continues to be 0, it will eventually become 0, and the vcxo will no longer be controlled. However, in this example, when 0 continues 8 times, from 1
The value calculated by the average value calculation circuit 42 for the values of Sn up to five times ago is switched to Sn by the selector 50 and output to the loop filter 20.

従って、0連続の区間においても、VCXO21に対し
ては0連続発生前と同じ向きの制御がかがることになり
、同期外れを起こしにくくなる。
Therefore, even in the period of continuous zeros, the VCXO 21 is controlled in the same direction as before the occurrence of continuous zeros, making it less likely that synchronization will occur.

第4図は以上説明した動作概要をまとめたフローチャー
トである。WDMの位相比較からセレクタまでの1回の
動作をPAD図で表わしたものであり、実際にはこのフ
ローが無限にくり返される。
FIG. 4 is a flowchart summarizing the operation outlined above. This is a PAD diagram representing one operation from WDM phase comparison to selector, and in reality, this flow is repeated infinitely.

本実施例について、計算機シミュレーションにより抽出
クロックの入力信号波形ピークに対する位相誤差を計算
した。伝送符号はバイポーラ符号でランダムパターンを
連続で送り途中3箇所において「0」を30個挿入した
。この場合、従来構成では位相がずれてしまうのに対し
、本実施例では0連の影響が現われないことが分かった
Regarding this example, the phase error of the extracted clock with respect to the input signal waveform peak was calculated by computer simulation. The transmission code was a bipolar code, and 30 "0"s were inserted at three locations during continuous transmission of random patterns. In this case, it has been found that in contrast to the phase shift in the conventional configuration, the effect of zero series does not appear in this embodiment.

なお第1図において、ループフィルタ20は抵抗とコン
デンサを用いた完全積分型であり、分周器22の分周比
は固定としている。
In FIG. 1, the loop filter 20 is of a complete integration type using a resistor and a capacitor, and the frequency division ratio of the frequency divider 22 is fixed.

次に、本実施例のO連検出手段としては、第5図に示す
ような構成においても実現可能であり、第8図にその動
作を示すフローチャー) (PAD図)を示している。
Next, the O-connection detection means of this embodiment can also be implemented in a configuration as shown in FIG. 5, and FIG. 8 shows a flowchart (PAD diagram) showing its operation.

まず、WDM位相検出器11の出力信号Anは絶対値変
換回路35により正の値に変換される。加算器36とラ
ッチ37とからなる積算回路により、Anの積算が行な
われる。
First, the output signal An of the WDM phase detector 11 is converted into a positive value by the absolute value conversion circuit 35. An integration circuit consisting of an adder 36 and a latch 37 performs integration of An.

積算するたびにカウンタ39がカウントアツプされ、8
回になったところで比較器38により、積算値2と基準
レベル32とが比較される。0が続いた場合、積算値は
Oあるいはこれに近い値になるので、0連続かどうかの
判定が容易に行える。
The counter 39 counts up every time it is added up, and the count reaches 8.
At the end of the cycle, the comparator 38 compares the integrated value 2 with the reference level 32. If 0 continues, the integrated value becomes O or a value close to O, so it can be easily determined whether 0 continues.

以降の動作については第一の実施例と重複するので省略
する。
The subsequent operations are the same as those in the first embodiment, and will therefore be omitted.

なお、本実施例におけるループフィルタはアナログ回路
を想定しているが、ディジタルフィルタを用いてもよい
Note that although the loop filter in this embodiment is assumed to be an analog circuit, a digital filter may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、特定長以上のO連続を検
出する手段と、この0連続が発生する以前の状態を保持
しておき0連続の発生時に保持しておいた状態の情報に
もとづいてvcxoの制御を行うようにしているので、
波形差分法を用いた位相比較器によるPLL系における
0連続耐力を向上し、vcxoの発振周波数偏差や送信
側伝送りロックレートの偏差に対しても、同期外れを起
こしにくくするという効果がある。
As explained above, the present invention is based on a means for detecting a continuous 0 of a specific length or more, a state before the occurrence of the continuous 0, and information on the state held when the continuous 0 occurs. Since the VCXO is controlled by
This has the effect of improving the continuous zero tolerance in a PLL system using a phase comparator using the waveform difference method, and making it difficult for synchronization to occur even with deviations in the oscillation frequency of the vcxo and deviations in the transmission lock rate on the transmitting side.

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

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図、第3
図は第1図の各部詳細を示す回路ブロック図、第4図は
第1図から第3図までの動作を示すフローチャート、第
5図は第1図のO連検出器の他の例の回路ブロック図、
第6図は第5図の実施例のフローチャート、第7図は従
来の波形差分法を用いたクロック抽出回路の一例のブロ
ック図、第8図、第9図は波形差分法の原理を説明する
波形図である。 10・・・・・・WDM位相比較器、11,33.41
・・・・シフトレジスタ、12,14.36・・・・・
・加算器、13.15・・・・・・乗算器、20・・・
・・・ループフィルタ、21・・・・・・vcxo、2
2・・・・・・分周器、23・・・・・・可変分周器、
30・・・・・・0連検出器、31.38・・・・・・
比較器、32・・・・・・基準レベル、34・・・・・
・AND回路、35・・・・・・絶対値変換回路、37
・・・・・・ラッチ回路、39・・・・・・カウンタ、
40・・・・・・平均値出力回路、42・・・・・・平
均値算出回路、50・・・・・・セレクタ。 代理人 弁理士  内 原   晋
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG.
The figure is a circuit block diagram showing details of each part of Fig. 1, Fig. 4 is a flowchart showing the operation from Fig. 1 to Fig. 3, and Fig. 5 is a circuit of another example of the O-link detector shown in Fig. 1. Block Diagram,
Fig. 6 is a flowchart of the embodiment shown in Fig. 5, Fig. 7 is a block diagram of an example of a clock extraction circuit using the conventional waveform difference method, and Figs. 8 and 9 explain the principle of the waveform difference method. FIG. 10...WDM phase comparator, 11, 33.41
...Shift register, 12,14.36...
・Adder, 13.15... Multiplier, 20...
...Loop filter, 21...vcxo, 2
2... Frequency divider, 23... Variable frequency divider,
30...0 series detector, 31.38...
Comparator, 32...Reference level, 34...
・AND circuit, 35... Absolute value conversion circuit, 37
...Latch circuit, 39...Counter,
40...Average value output circuit, 42...Average value calculation circuit, 50...Selector. Agent Patent Attorney Susumu Uchihara

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、波形差分法によるディジタル位相比較器と、ループ
フィルタ、VCXOとを含む位相同期ループを用いたク
ロック抽出回路において、入力信号の伝送符号系列の中
の特定長以上の0連続を検出する0連検出手段と、前記
ディジタル位相比較器の過去の出力を保持しその平均値
を出力する平均値出力手段と、前記0連検出手段の出力
結果により前記ディジタル位相比較器の出力と前記平均
値出力手段の出力とを選択して前記ループフィルタに供
給する選択手段とを備えることを特徴とするクロック抽
出回路。 2、0連検出手段が、入力信号の基準レベルと比較する
比較器と、この比較器の出力を入力し一定長のデータを
保持するシフトレジスタと、このシフトレジスタの各段
の出力の論理積をとる論理積回路とからなるものである
請求項1、記載のクロック抽出回路。
[Claims] 1. In a clock extraction circuit using a phase-locked loop including a digital phase comparator based on the waveform difference method, a loop filter, and a VCXO, a clock extraction circuit using a phase-locked loop including a digital phase comparator based on the waveform difference method, a loop filter, and a VCXO, 0 series detection means for detecting continuity; average value output means for holding past outputs of the digital phase comparator and outputting the average value thereof; and an output of the digital phase comparator based on the output result of the 0 series detection means. and a selection means for selecting and supplying the output of the average value output means to the loop filter. 2. The 0-run detection means consists of a comparator that compares the input signal with a reference level, a shift register that receives the output of this comparator and holds a certain length of data, and a logical product of the outputs of each stage of this shift register. 2. The clock extraction circuit according to claim 1, further comprising an AND circuit that takes .
JP2272565A 1990-10-11 1990-10-11 Clock extraction circuit Pending JPH04150338A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202871A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp Phase locked loop circuit
US5687176A (en) * 1995-06-09 1997-11-11 Hubbell Incorporated Zero byte substitution method and apparatus for telecommunications equipment

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