JPH06268699A

JPH06268699A - クロック位相制御装置

Info

Publication number: JPH06268699A
Application number: JP5050301A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Ishikawa; 敏朗石川; Akira Kariyado; 晃假宿
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】位相引き込み動作が素早く得られ、かつ位相引
き込み状態では安定性があり、かつ変調信号の種類が変
わっても対応できるようにする。【構成】乗算器１２においてベースバンド信号に変換さ
れたデジタル変調信号は、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタル
かされデータ再生部に送られるが、Ａ／Ｄ変換器１６で
用いるサンプリングクロックの位相制御は次のように行
われる。ゼロクロス検出部１７はデジタル出力のゼロク
ロス点を検出し、この時のエラー信号が選別回路１８、
加算器２４を介してＶＣＯ２６の制御信号とされる。ま
た、先のエラー信号は積分器１９で積分され、積分出力
は比較器２０で所定値と比較され、その比較結果が周期
的にラッチ回路２１でラッチされ、そのラッチ出力が積
分器２２、加算器２４を介して先のＶＣＯ２６の制御信
号とされる。ＶＣＯ２６の出力は分周器２７を介してサ
ンプリングクロックとして用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、デジタル変調信号を
受信し復調する装置等に使用されるクロック位相制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波地上通信や衛星通信の分野の
デジタルデータ伝送方式として、例えば、位相変調（Ｐ
ＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）等がある。デジタルデ
ータ伝送された信号を復調する受信装置においては、同
期検波方式を採用しており、変調波自体から搬送波成分
を抽出して搬送波再生を行い、これを用いて変調波をベ
ースバンド信号に復調している。また、復調されたベー
スバンド信号からデータ再生を行うために、位相変調の
特徴（特定の位相位置にデータが存在する）を利用して
クロック再生を行い、ベースバンド信号をサンプリング
しデジタル化を行っている。

【０００３】クロック再生においては、位相同期回路を
用いて、クロック再生を行っているが、クロック位相が
ずれると正確にデータサンプリングを行うことができな
い。そこで、クロックの位相を人為的に調整するシステ
ム、あるいは自動化して調整するシステムが考えられて
いる（例えば特公平３−２３０２１号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来のシステム
であると、再生されたデータに対して所定の論理演算を
施し、位相補正データを得る方法である。このために、
再生データを用いてシステム論理演算を行う方法である
ために、変調信号の種類｛多値（２値、４値等）変調信
号｝に応じて融通性がないと言う問題がある。さらに位
相引き込みの過渡期においては、演算結果の極端な変化
が多く、かつ、クロック位相を移相器により制御してい
るため、調整範囲が狭く、安定状態に至るまでに時間が
掛かることがある。さらに位相引き込み状態において、
ノイズ等が混入した場合、急に大きな位相補正データが
出力され、位相引き込み状態が不安定になることがあ
る。また、急激にサンプリングクロックの位相ずれを生
じることもある。

【０００５】そこでこの発明は、位相引き込み動作が素
早く得られ、かつ位相引き込み状態では安定性があり、
かつ変調信号の種類が変わっても対応できるようにした
クロック位相制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、デジタル変
調された信号をベースバンド信号に復調する復調手段
と、前記ベースバンド信号をサンプリングするサンプリ
ング手段と、前記サンプリング手段の出力を用いてデジ
タルデータの再生を行うデータ再生手段とを具備した受
信装置において、前記サンプリング手段のサンプリング
出力のゼロクロス点を検出し、この時のサンプリング出
力をエラー信号として抽出するエラー抽出手段と、前記
サンプリング手段のサンプリングクロックを発生してお
り、前記エラー抽出手段の出力に基づいて前記サンプリ
ングクロックの周波数及び位相が制御する可変電圧制御
発振手段とを備えるものである。

【０００７】

【作用】上記の手段によると、ゼロクロス点を検出する
だけであり、どの様な多値信号であってもエラー検出が
可能である。またエラー信号により可変電圧制御発振器
を制御してサンプリングクロックの位相を制御している
ために制御範囲が広く安定性がある。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【０００９】図１はこの発明の一実施例である。図１に
おいて、入力端子１１にはデジタル変調信号が入力さ
れ、乗算器１２（同期検波部）に入力される。乗算器１
２には、キャリア再生部１３からのキャリアが供給され
ており、ここで同期検波が行われる。乗算器１２から出
力されたベースバンド信号は、低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）１４、バッファ増幅器１５を介して、アナログデジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器１６に入力される。Ａ／Ｄ変換器
１６には、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２６の発振出力が
分周器２７で分周され、サンプリングクロックとして供
給されている。これにより、Ａ／Ｄ変換器１６からは、
ベースバンド信号をデジタル化したデジタル出力が得ら
れる。このデジタル出力は、データ再生回路２６に入力
され、ここで多値データの再生が行われる。

【００１０】さらにＡ／Ｄ変換器１６の出力は、サンプ
リングクロックの位相を適性とするための制御ループに
導入される。即ち、Ａ／Ｄ変換器１６に出力は、ゼロク
ロス検出部１７、積分器１９、選別回路１８に入力され
る。

【００１１】ゼロクロス検出部１７は、デジタル出力の
ゼロクロス時点を検出し、この時の検出信号を積分器１
９、係数器２３、選別回路１８の制御端に供給する。積
分器１９は、ゼロクロス検出信号が入力した時に、Ａ／
Ｄ変換器１６の出力（エラー成分）を取り込み積分す
る。選別回路１８は、ゼロクロス検出信号が入力した時
に、Ａ／Ｄ変換器１６の出力（エラー成分）をスルー
し、加算器２４に与える。さらに係数器２３は、ゼロク
ロス検出信号を計数し、所定値になると、積分器１９を
リセットすると共に、ラッチ回路２１にラッチパルスを
与える。

【００１２】積分器１９の積分出力は、比較器２０に入
力されて所定値と比較されている。比較器２０は、積分
出力が所定値以上になると、その判定出力を得る。この
判定出力は、一定の周期（先のゼロクロス検出信号が所
定値になる度）に、ラッチされ、積分器２２に与えられ
る。この積分器２２は、ループフィルタとして動作し、
その出力を加算器２４に入力している。よって加算器２
４は、選別回路１８からの出力と、積分出力とを加算し
た結果を得て、Ｄ／Ａ変換器２５に与える。このＤ／Ａ
変換器２５の出力が、電圧制御発振器１６の周波数及び
位相制御信号として用いられる。

【００１３】この結果、Ａ／Ｄ変換器１６で用いられる
サンプリングクロックに位相誤差があった場合、この位
相制御が行われ適性なサンプリング位相に引き込まれる
ことになる。

【００１４】図２を参照して上記の位相制御装置の動作
をさらに説明する。今、サンプリングクロックが、図２
（Ａ）に示すように、正しく収束していないものとする
と、ゼロクロス検出部１７からゼロクロス検出信号が得
られる。ゼロクロス検出部１７は、例えば図３に示すよ
うに、２つのサンプリングデータＤ１、Ｄ０、Ｄ２を順
次取り込むラッチ回路を有し、Ｄ１、Ｄ２の極性が＋か
ら−、あるいは−から＋に変化したときにゼロクロスが
あったものと判定する。例えばこの実施例では、立ち下
がり（＋から−への変化）を検出している。ゼロクロス
検出信号が得られると、積分器１９、選別回路１８には
タイミング調整されたデータＤ０がエラー信号として取
り込まれるようになっている。また、計数器２３はカウ
ントアップする。これにより、選別回路１８からは、直
接エラー信号が得られ加算器２４に導入されるようにな
っている。このために、サンプリングクロックの位相が
大きくずれているときは、一挙に大きな補正が行われる
ことになる。その後は、積分器１９、比較器２０、ラッ
チ回路２１、積分器２２により微調整ループによる補正
が行われることになる。加算器２４において選別回路１
８の出力の保持機能がない場合は、この実施例で良い
が、保持機能がある場合には、スイッチ２８が制御され
る。スイッチ２８がオンされる期間は、例えばシステム
の電源投入時、あるいはチャンネル切り換え時等であ
る。サンプリングクロックの位相が安定した後は、スイ
ッチ２８がオフされて、微調整ループのみが動作するよ
うになっている。この実施例では、エラー信号の値が大
きい場合には、サンプリングクロックの位相を進めるよ
うに動作し、エラー信号の値が小さい場合にはサンプリ
ングクロックの位相を遅らせるように動作する。なおサ
ンプリングデータＤ１、Ｄ０、Ｄ２を標本化しているサ
ンプリングレートはシンボルレートの整数倍である。

【００１５】このようにサンプリングクロックの位相制
御がなされ、図２（Ｂ）に示すように、サンプリングク
ロック位相が適性な位相になると、ゼロクロス検出部１
７はゼロクロス検出信号を得ないので、その制御状態が
維持されることになる。ゼロクロス検出部１７は、常時
ゼロクロスを検出するが、サンプリングクロックが適性
な位相である限り、この時のエラー信号は０であるか、
電圧制御発振器１６に対する制御信号の値が変化するこ
とはない。

【００１６】上記した実施例によると、ゼロクロス点を
検出するだけであり、どの様な多値信号であってもエラ
ー検出が可能である。またエラー信号により可変電圧制
御発振器を制御してサンプリングクロックの位相をして
いるために制御範囲が広く安定性がある。さらに安定動
作状態においてノイズ等があり一時的にエラー信号が検
出されたとしても、積分器１９、比較器２０、ラッチ回
路２１、積分器２２のループがあるために、急激に位相
制御が行われることはなく安定性が高い。また、このシ
ステムにおいては、経年変化等によりサンプリングクロ
ックの位相がずれたような場合でも、電圧制御発振器１
６を制御するので性能維持の上での信頼性が高い。

【００１７】この発明は上記の実施例に限定されるもの
ではない。例えば図４に示すように選別回路１８と加算
器２４との間にデータ変換器３２を設けても良い。そし
て、データ変換動作をモード信号により切り換えられる
ように構成するものである。このようにすると、有料放
送等の特に特定視聴者向けの放送時に、例えばモード信
号によりデータ変換動作を切り換え、サンプリングクロ
ック位相をランダムに制御されるようにすることができ
る。すると、正常なモード信号を得ることができるユー
ザ以外は、正常なデータ再生を得られなくなる。つまり
スクランブル機能を得ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
位相引き込み動作が素早く得られ、かつ位相引き込み状
態では安定性があり、かつ変調信号の種類が変わっても
対応できる信頼性の高いクロック位相制御を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】この発明の装置の動作例を説明するために示し
たサンプリング位相の説明図。

【図３】図１のゼロクロス検出部の動作例を説明するた
めに示したサンプリングデータの説明図。

【図４】この発明の応用例を示す図。

【符号の説明】

１２…乗算器、１３…キャリア再生部、１４…低域通過
フィルタ、１５…バッファ増幅器、１６…Ａ／Ｄ変換
器、１７…ゼロクロス検出部、１８…選別回路、１９…
積分器、２０…比較器、２１…ラッチ回路、２２…積分
器、２３…計数器、２４…加算器、２５…Ｄ／Ａ変換
器、２６…電圧制御発振器、２７…分周器、２８…スイ
ッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル変調された信号をベースバンド
信号に復調する復調手段と、前記ベースバンド信号をサ
ンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング
手段の出力を用いてデジタルデータの再生を行うデータ
再生手段とを具備した受信装置において、前記サンプリング手段のサンプリング出力のゼロクロス
点を検出し、この時の前記サンプリング出力をエラー信
号として抽出するエラー抽出手段と、前記サンプリング手段で用いるサンプリングクロックを
発生しており、前記エラー抽出手段の出力に基づいて前
記サンプリングクロックの周波数及び位相が制御する可
変電圧制御発振手段とを具備したことを特徴とするクロ
ック位相制御装置。
【請求項２】前記エラー抽出手段は、前記ゼロクロス点検出時の記サンプリング出力を所定回
数積分して、積分出力が所定レベル以上のときその出力
を第１のエラー信号として導出する手段と、前記前記ゼロクロス点検出時の記サンプリング出力を直
接導出して第２のエラー信号とする手段と、前記第１と第２のエラー信号を加算して前記可変電圧制
御発振手段の制御信号とする手段を具備したことを特徴
とする請求項１記載のクロック位相制御装置。