JPH0614526Y2 - 受信装置のクロック抽出回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、バースト的に信号が伝送されるマルチドロッ
プ型ＬＡＮ(local area network)の受信装置等に使用さ
れるクロック抽出回路に係り、とくに回路構成の簡略化
に関する。

【背景の技術】

マルチドロップ型ＬＡＮは、例えばIEEE802.4 Token Bu
s規格中の位相同期変調信号（Phase Coherent Frequenc
y shift Keying modulation signal）を用いた同軸ＬＡ
Ｎがある。複数の局が共有する伝送媒体に並列接続さ
れ、時分割で伝送媒体を利用する。そこで、信号はバー
スト的になることが多く、無信号状態（サイレント状
態）も発生するという特徴がある。 第３図は従来の送受信回路（モデム）の構成ブロック図
である。図において、コネクタ１は伝送ケーブルとの接
続に使用する。プリアンプ２はコネクタ１で受信した信
号を増幅する。 復調用受信コンパレータ１１は、プリアンプ２の出力し
た信号を基準電圧と比較して正負いずれであるかを判別
し、論理レベル“０”若しくは“１”を出力する。タン
ク回路ドライバ部１２は、復調用受信コンパレータ１１
の出力によりタンク回路１３を駆動する。タンク回路１
３はビットタイミング検出用の回路で、例えばＬＣ回路
や水晶を利用したフィルタが用いられる。クロック用コ
ンパレータ１４は、タンク回路１３の出力する正弦波信
号を入力してデューティ比50％の論理信号レベルをクロ
ック信号として取出す。受信論理制御部１５は復調用受
信コンパレータ１１の信号をクロック用コンパレータ１
４の出力するクロックのタイミングで復調し、上位通信
制御部３０へ報告する。 受信信号存在検出用コンパレータ２１はプリアンプ２の
出力を入力し、しきい値を越える信号の入力がないとき
は出力が変化しない。ここでしきい値は、最小受信信号
レベルとゼロレベルの中間に定められることが多い。サ
イレント検出部２２は、受信信号存在検出用コンパレー
タ２１の出力信号を入力して、ケーブルの使用状態を観
測する。即ち、コンパレータ２１の出力が一定時間以上
変化しないときは、サイレントと見なして伝送ケーブル
があいていると認識する。この情報は、上位通信制御部
３０に伝送される。 上位通信制御部３０は、伝送プロトコルに基づいて、送
信権（トークンやバトンとも呼ばれる）の交換制御や伝
送エラー発生時の再送制御及びアプリケーション装置と
のインタフェイス等を行う。変調部４１は上位通信制御
部３０から送信指示された伝送情報に基づいて変調を行
い、ケーブルドライバ４２に出力する。ケーブルドライ
バ４２は変調部１０からの信号をレベル変換して、ケー
ブルへ出力する。 第４図は、このような位相同期変調信号の波形図で、
(A)は受信信号、(B)は復調用受信コンパレータ１１の出
力信号、(C)はクロック用コンパレータ１４の抽出した
クロックを示している。位相同期変調信号では、次のよ
うな性質がある。 ビットの境目と真ん中には必ずレベル変化がある。 １ビットタイムＴ１の間に１周期の信号があるときは
“１”を表しており、ビットの頭から1/4と3/4の箇所で
レベル変化がない。 １ビットタイムＴ１の間に２周期の信号があるときは
“０”を表しており、ビットの頭から1/4と3/4の箇所で
レベル変化がある。 非データビットは、ビットの真ん中で周波数変化があ
ると共に、ビットの頭から1/4と3/4の箇所のいずれか一
方にレベル変化がある。 そして、複数バイトよりなるフレームの始端終端の表示
には、非データビットを用いる。なお、フレームの先端
にはデータ０，１を交互に配したトレーニング用パター
ンが配置され、クロック抽出に役立てる。

【従来の技術】

第５図は位相同期変調信号を受信する回路において、従
来のクロック抽出回路の構成ブロック図を示したもので
ある。尚第５図において、前記第３図と同一作用をする
ものには同一符号をつけ説明を省略する。図において、
モノマルチ121は１ビットタイムの四半分(T1/4)幅のパ
ルスを、復調用受信コンパレータ１１の出力信号のエッ
ジでトリガされて発生するものである。第１の遅延調整
部122はモノマルチ121の出力信号を入力して所定時間遅
延させて、モノマルチ121に供給するものである。第１
の遅延調整部122の出力信号がＨである間は復調用受信
コンパレータ１１の出力信号にエッジが発生してもトリ
ガされなくなる。第２の遅延調整部123はモノマルチ121
の出力信号を入力して所定時間遅延させて、タンク回路
６に供給する。 このように構成された装置の動作を次に説明する。第６
図は第５図の各要素の出力信号の波形図で、(B)は復調
用受信コンパレータ１１、(D)はモノマルチ121、(E)は
第１の遅延調整部122、(F)は第２の遅延調整部123、(G)
はタンク回路、(C)はクロック用コンパレータ１４の抽
出したクロックを示している。モノマルチ121は復調用
受信コンパレータ１１の取出した１ビットタイムの信号
から２倍の周波数を取出すものである。非データビット
におけるレベルの遷移は第１の遅延調整部122が信号を
送り、モノマルチ121のトリガが掛からないようにして
いる。第２の遅延調整部123は、モノマルチ121が出力し
た信号を所定の位相遅延させる。タンク回路６は矩形波
から正弦波を抽出し、クロック用コンパレータ１４でゼ
ロレベルと比較して１ビットタイムの半分の周期の抽出
クロックを受信論理制御部１５に送る。

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来装置では遅延調整部122,123が複数存在し
ており、部品点数の増大や調整工数の増大を招来すると
いう課題があった。 さらに、例えば10Mbpsなどの高速通信の場合には、論理
素子として高速動作するＥＣＬ等の高価な素子を使用す
るか、若しくはＴＴＬで論理を構成した場合には第１の
遅延調整部122の出力信号によりエッジに対してマスキ
ングを掛けるのが容易でないという課題があった。 本考案はこのような課題を解決したもので、遅延調整部
を単一にして構成を単純化すると共に、ＴＴＬ等の比較
的動作の遅い素子でも動作できる受信装置のクロック抽
出回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成する本考案は、バースト的に信号
が伝送される伝送ケーブルの位相同期変調信号を入力
し、ゼロレベル入力に対応するしきい値を備えた復調用
受信コンパレータ（１１）と、この復調用受信コンパレ
ータの出力信号からビットタイミング抽出用の正弦波を
発生するタンク回路（１６）と、このタンク回路の出力
信号と、当該タンク回路がドライブされていない状態に
相当するしきい値電圧とを比較して、デューティ比50％
のクロック信号を出力するクロック用コンパレータ（１
７）と、所定のクロック信号のタイミングで復調用受信
コンパレータの出力する信号から情報を取出す受信論理
制御部（１９）とを有する受信装置であって、前記位相
同期変調信号は、ビットの境目と真ん中には必ずレベル
変化があり、１ビットタイムＴ１の間に１周期の信号が
あるときは“１”を表し、１ビットタイムＴ１の間に２
周期の信号があるときは“０”を表し、非データビット
はビットの真ん中で周波数変化があり、当該位相同期変
調信号のトレーニング部分では“０”，“１”が繰り返
されるものにおいて、次の構成としたものである。 即ち、前記復調用受信コンパレータの出力する信号のエ
ッジで当該位相同期変調信号の１ビットタイム(T1)の８
分の１の幅のパルス信号を発生するモノマルチ（１２
４）と、このモノマルチの発生する信号を入力して所定
時間位相を遅延させて前記タンク回路に供給する位相調
整手段（１２５）と、前記クロック用コンパレータで抽
出された前記１ビットタイムの４分の１を周期とするク
ロックを入力し、1/2分周して前記１ビットタイムの半
分(T1/2)のクロックを前記受信論理制御部にクロック信
号として供給する分周回路（１８）と、前記復調用受信
コンパレータの出力信号と当該分周回路の出力するクロ
ック信号とを入力し、当該クロック信号の立下りとこれ
に連続する立上りとで前記出力信号レベルが相違してい
るか比較する同期監視回路（２０）とを具備している。 そして、この同期監視回路がサンプリング結果が同じと
認める場合であって、当該同期監視回路若しくは前記分
周回路が当該位相同期変調信号のトレーニング部分にあ
ると認める場合は、前記分周回路が入力クロックに対し
て１クロック分分周動作を休止し、前記位相調整手段の
遅延時間は、前記分周回路のクロック信号の立上りが前
記復調用受信コンパレータの出力信号の立上りよりも前
記１ビットタイムの８分の１以下の範囲で遅延させたこ
とを特徴としている。

【作用】

本考案の各構成要素はつぎの作用をする。モノマルチは
１ビットタイムの８分の１幅のパルス信号を発生する。
位相調整手段は抽出クロックの位相を復調用受信コンパ
レータの出力信号に適当な値にする。タンク回路は１ビ
ットタイムの四半分周期の正弦波を生成して、クロック
用コンパレータはこの信号による１ビットタイムの四半
分周期のクロック信号を発生する。分周回路は１ビット
タイムの半分周期のクロック信号を受信論理制御部に供
給する。 同期監視回路はトレーニング期間中に分周回路の出力す
るクロック信号が同期が取れていないと認める場合は、
同期を取るために分周回路の分周動作を１回休止して同
期を取る。

【実施例】

以下図面を用いて、本考案を説明する。 第１図は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。尚第１図において、前記第３図と同一作用をするも
のには同一符号をつけ説明を省略する。図において、モ
ノマルチ124は、復調用受信コンパレータ１１の出力す
る信号のエッジで当該位相同期変調信号の１ビットタイ
ム(T1)の８分の１の幅のパルス信号を発生する。位相調
整手段125は、モノマルチ124の発生する信号を入力して
所定時間位相を遅延させてタンク回路１６に供給する。
タンク回路１６は位相調整手段125の出力する信号か
ら、１ビットタイムの４分の１(T1/4)を周期とする正弦
波信号を取出す。クロック用コンパレータ１７はタンク
回路１６の出力する正弦波から、１ビットタイムの４分
の１を周期とするディーテ比50％のクロック信号を取出
す。分周回路１８はクロック用コンパレータ１７で抽出
されたクロックを入力し、1/2分周して１ビットタイム
の半分(T1/2)のクロック（サブビットクロック）を受信
論理制御部１９にクロック信号として供給する。受信論
理制御部１９は復調用受信コンパレータ１１の出力する
信号を分周回路１８の出力するタイミングで復調し、必
要に応じて上位通信制御部３０に報告をする。 同期監視回路２０は、復調用受信コンパレータ１１の出
力信号と分周回路１８の出力するクロック信号とを入力
し、当該クロック信号の立下りとこれに連続する立上り
とで前記出力信号レベルが相違しているか比較する。サ
ンプリング結果が同じである場合は同期が取れていない
異常な状態なので分周回路１８に知らせる。分周回路１
８は受信論理制御部１９の出力するトレーニング検出信
号を入力し、同期監視回路２０から位相同期ずれの信号
を受けた場合がトレーニング受信中である場合にかぎ
り、クロックに対して１クロック分分周動作を休止す
る。 位相調整手段125は、復調用コンパレータ１１の出力エ
ッジが、分周回路１８から得られるサブビットクロック
の隣接エッジの真ん中に位置するように位相調整してい
る。このようにすることで、受信信号のジッタが大きく
ても、同期状態と非同期状態の判別を正しく行えるよう
になる。位相調整手段125の具体的な遅延時間は、分周
回路１８のクロック信号の立上りを復調用受信コンパレ
ータ１１の出力信号のエッジよりも、前記１ビットタイ
ムのゼロを越えて８分の１以下の範囲で遅延させて、モ
ノマルチ１２４、タンク回路１６、コンパレータ１７及
び分周回路１８の回路素子による遅れを吸収するもので
ある。 このように構成された装置の動作を次に説明する。第２
図は第１図の各要素の出力信号の波形図で、(B)は復調
用受信コンパレータ１１、(H)は位相調整手段125、(I)
はタンク回路１６、(J)はクロック用コンパレータ１
７、(K)は分周回路１８、(L)は同期監視回路２０の同期
異常表示信号、(M)は受信論理制御部１９のトレーニン
グ検出信号である。 クロック用コンパレータ１７の出力するクロック信号は
１ビットタイムの四半分を単位としており、分周回路１
８の抽出するクロックは１ビットタイムの半分となるか
ら、位相状態として二つの関係が選択しうる。一方は同
期状態であり、他方は非同期状態である。 まず、トレーニング用パターンが送られると、トレーニ
ング検出信号がＨとなると共に、非同期状態となる場合
を取り上げる。時刻（イ）では、分周回路１８のクロッ
ク信号が立ち下がるが、復調用受信コンパレータ１１の
出力する信号レベルはＨとなっている。時刻（ロ）では
分周回路１８のクロック信号が立ち上がるが、復調用受
信コンパレータ１１の出力する信号レベルは依存として
Ｈとなっている。そこで、時刻（ハ）では同期監視回路
２０が同期異常表示信号をＨにすると共に、分周回路１
８が入力クロックに対して１クロック分分周動作を停止
する。この停止期間が終了した時刻（ニ）で、同期監視
回路２０が同期異常表示信号をＬに戻す。すると、時刻
（ホ）以降は同期状態に遷移する。 同期状態では、トレーニング期間中であれば必ず分周回
路１８の出力するクロック信号の立下りとこれに連続す
る立上りとの間で、復調用受信コンパレータ１１の出力
する信号レベルは相違する。即ち、位相同期変調信号が
“０”である場合、分周回路１８の出力するクロック信
号の立下り（時刻ヘ）とこれに連続する立上り（時刻
ト）との間で、復調用受信コンパレータ１１の出力する
信号レベルはそれぞれＬとＨであるから相違している。
同様に、位相同期変調信号が“１”である場合、分周回
路１８の出力するクロック信号の立下り（時刻チ）とこ
れに連続する立上り（時刻リ）との間で、復調用受信コ
ンパレータ１１の出力する信号レベルはそれぞれＨとＬ
であるから相違している。 なお、メッセージに入ると同期監視回路２０で同期異常
と認めても、非データビットが存在するので通信が異常
であるとは限らない。 尚、上記実施例においては分周回路１８にトレーニング
検出信号を入力して同期異常信号の適否を判断していた
が、同期監視回路２０側にトレーニング検出信号を入力
して、同期異常信号の正当性を分周回路１８が判断しな
くてすむようにしてもよい。

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば位相調整手段125
を単一にして構成を単純化しているので、ＴＴＬ等の比
較的動作の遅い手段でも高速通信に追従できるというと
いう実用上の効果がある。 また、分周回路１８や同期監視回路２０は論理機能の増
加となるが、ゲートアレイの作製に当たっては、第１の
遅延調整部122が不要となり、モノマルチ121のエッジマ
スク機能も不要となる利点の方がはるかに大きく、製造
が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図、第
２図は第１図の装置の動作を説明する波形図である。 第３図はクロック抽出回路を使用する従来の送受信回
路、第４図は移相同期変調信号の波形図、第５図は従来
の受信装置のクロック抽出回路の構成ブロック図、第６
図は第５図の装置の動作を説明する波形図である。 １１……復調用受信コンパレータ、１２４……モノマル
チ、１２５……位相調整手段、１６……タンク回路、１
７……クロック用コンパレータ、１８……分周回路、１
９……受信論理制御部、２０……同期監視回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バースト的に信号が伝送される伝送ケーブ
   ルの位相同期変調信号を入力し、ゼロレベル入力に対応
   するしきい値を備えた復調用受信コンパレータ（１１）
   と、この復調用受信コンパレータの出力信号からビット
   タイミング抽出用の正弦波を発生するタンク回路（１
   ６）と、このタンク回路の出力信号と、当該タンク回路
   がドライブされていない状態に相当するしきい値電圧と
   を比較して、デューティ比50％のクロック信号を出力す
   るクロック用コンパレータ（１７）と、所定のクロック
   信号のタイミングで復調用受信コンパレータの出力する
   信号から情報を取出す受信論理制御部（１９）とを有す
   る受信装置であって、 前記位相同期変調信号は、ビットの境目と真ん中には必
   ずレベル変化があり、１ビットタイムＴ１の間に１周期
   の信号があるときは“１”を表し、１ビットタイムＴ１
   の間に２周期の信号があるときは“０”を表し、非デー
   タビットはビットの真ん中で周波数変化があり、当該位
   相同期変調信号のトレーニング部分では“０”，“１”
   が繰り返されるものにおいて、 前記復調用受信コンパレータの出力する信号のエッジで
   当該位相同期変調信号の１ビットタイム(T1)の８分の１
   の幅のパルス信号を発生するモノマルチ（１２４）と、
   このモノマルチの発生する信号を入力して所定時間位相
   を遅延させて前記タンク回路に供給する位相調整手段
   （１２５）と、前記クロック用コンパレータで抽出され
   た前記１ビットタイムの４分の１を周期とするクロック
   を入力し、1/2分周して前記１ビットタイムの半分(T1/
   2)のクロックを前記受信論理制御部にクロック信号とし
   て供給する分周回路（１８）と、前記復調用受信コンパ
   レータの出力信号と当該分周回路の出力するクロック信
   号とを入力し、当該クロック信号の立下りとこれに連続
   する立上りとで前記出力信号レベルが相違しているか比
   較する同期監視回路（２０）とを具備すると共に、 この同期監視回路がサンプリング結果が同じと認める場
   合であって、当該同期監視回路若しくは前記分周回路が
   当該位相同期変調信号のトレーニング部分にあると認め
   る場合は、前記分周回路が入力クロックに対して１クロ
   ック分分周動作を休止し、 前記位相調整手段の遅延時間は、前記分周回路のクロッ
   ク信号の立上りが前記復調用受信コンパレータの出力信
   号の立上りよりも前記１ビットタイムの８分の１以下の
   範囲で遅延させたことを特徴とする受信装置のクロック
   抽出回路。