JPH06291668A

JPH06291668A - 多値信号復号回路

Info

Publication number: JPH06291668A
Application number: JP9652493A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kawai; 一夫川井
Original assignee: NIPPON DENSHIN KOGYO KK
Current assignee: NIPPON DENSHIN KOGYO KK
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】パケット形式の多値データ信号の復号におい
て、復号用基準電圧を受信信号から作成することによっ
て、受信多値データ信号に対して相対的に正しい復号用
基準電圧が自動的に維持された復号回路を提供する。【構成】伝送されたパケット形式の多値データ信号に
含まれるビット同期信号の“１，０”の繰返しを検出す
る回路を設け、この検出出力により、少なくとも一回の
“１，０”に対する直流分と振幅を検出し、これを用い
て多値データ信号復号用多値基準電圧を作成保持すると
共に、この多値基準電圧を用いて多値データ信号を復号
するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パケット形式の多値デ
ータ伝送信号の復号をする復号回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】多値信号を伝送する有線あるいは無線の
伝送系において、温度や電源電圧等の環境条件の変動に
より伝送されている多値信号の振幅や直流中心レベルに
変動を受けるが、その変動が大きいとノイズマージンが
低下し、さらには復号化回路での判定に誤りを生じる。
従って、通常温度や電源電圧等の外部要因による影響を
出来るだけ受けないように回路設計，機構設計が行なわ
れるが、大量生産の場合には部品精度に限界があるた
め、達成性能に限界がある。また、自動振幅制御回路を
用いることができるが、この方法には次のような難点が
ある。即ち、振幅制御素子としては電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）のドレイン・ソース間の内部抵抗を利用す
るのが一般的であるが、制御電圧（ゲート・ソース間の
印加電圧）に対する上記内部抵抗の値は、個々のＦＥＴ
によりばらつきがあるため、制御系を閉ループとせざる
を得ない。従って、このループの動作の安定化のために
は、ループの動作が収斂するまでに或る程度の時間が必
要であり、しかもこの動作は多値信号に対しては行わせ
られないから、例えばパケットの先頭部分にこのトレー
ニング時間を設けて自動振幅制御を行ない、多値信号の
部分では自動制御系をそのままホールドさせるような構
成にする必要がある。自動制御系はその動作を高安定，
高精度にする程トレーニング時間を長くせねばならない
から、それに伴って伝送効率が低下することになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多値信号の伝送におい
て、ディジタル符号への復号回路の入力信号振幅を種々
の環境条件の影響をあまり受けないように維持するには
限界があり、閉ループ構成の自動振幅制御系の使用はそ
の必要トレーニング時間から伝送効率の低下につながら
ざるを得ない。

【０００４】本発明の目的は、入力信号振幅の変動に応
じて復号用基準電圧を追随変化させることによってノイ
ズマージンの低下を抑え、復号誤りの発生を低減するこ
とができる多値信号復号回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ディジタル信号の伝送に
は、通常伝送による符号誤りを検出するため、１２８バ
イト〜１０２４バイト長（８ビット符号の場合、１０２
４ビット〜８１９２ビット長に相当）程度の符号で構成
されたパケット（バーストあるいはブロックとも云われ
る）形式に区切られた信号が用いられ、このパケット信
号の先頭には、受信側で復調や復号を行なわせるために
必要なクロックを受信信号から押出，再生するため、通
常２値の交互の繰返し（伝送帯域幅の有効活用のため、
通常は正弦波とする）で数ビット〜数１０ビット長程度
のビット同期信号が伝送される。本発明では、このビッ
ト同期信号を用いて直流中心レベル及び振幅を検出し、
そのパケット信号区間に亘ってこの両電圧をホールドす
ると共に、この両電圧より復号回路用基準電圧を作成す
るので、常に正確な復号が行なえることになる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図２はパケット信号の構成例である。パケッ
トの先頭において、先ずＡで示すビット同期符号が数ビ
ット〜数１０ビット長程度伝送される。この信号は、前
述したように通常２値の繰返し信号であるが、ほぼ正弦
波（同期符号が４８００ｂｐｓの場合には２４００Ｈ
ｚ）として伝送され、多値データを伝送する場合でも、
図２のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのヘッダー部分については多値デ
ータ部分の最大振幅に等しい振幅の２値信号として伝送
される。ビット同期符号Ａは、正弦波状のアナログ波形
で伝送されるので、以下、アナログ波形を意味する場合
にはビット同期信号と云う。ビット同期信号は、通常，
最大振幅で一定振幅であるから、受信側ではこのビット
同期信号より直流中心レベル及び振幅を検出することが
出来、この両電圧から復号に必要な基準電圧を作成する
ことが出来る。従って、この基準電圧をそのパケット区
間中ホールドするようにしておけば、常に正しい復号動
作が維持出来ることになる。

【０００７】図１は本発明の一実施例を示す回路構成図
である。図１において、１は伝送路が例えば周波数偏移
キーイング（ＦＳＫ）による無線伝送ならば周波数弁別
器出力であり、有線伝送ならば受信入力信号端子であっ
て、多値ベースバンド信号の入力端子である。２はディ
ジタル信号に復号された復号信号出力端子、３は直流中
心レベル及び振幅検出回路、４は制御パルス発生回路、
５は同期符号検出回路、６は基準電圧作成回路、７は復
号回路、８はクロック再生回路、９は基準周波数発生器
である。

【０００８】多値信号には種々のものがあるが、以下、
説明を容易にするため、４値でクロック速度４８００ｐ
ｐｓ、即ち、データ伝送速度９６００ｂｐｓの例につい
て説明する。図３は４値信号の波形例であって、中心レ
ベルや振幅に誤差が無い場合を示す。図３の波形Ａは図
２のビット同期信号であることを意味し、同様に波形Ｅ
は図２のデータ伝送符号であることを意味している。Ｐ
はクロック再生回路から得られた標本化用のクロックパ
ルスを示す。このクロックパルスによって標本化された
パルスの電圧が、基準電圧Ｖ₁以上ならば復号回路は
“１１”を出力し、基準電圧Ｖ₁とＶ₂の間にあれば
“１０”を、Ｖ₂とＶ₃の間にあれば“０１”を、Ｖ₃
以下ならば“００”を出力する。図３より明らかなよう
に、この場合の基準電圧Ｖ₂は波形Ａの中心電圧であ
り、基準電圧Ｖ₁及びＶ₃は波形Ａの正ピーク・負ピー
ク間電圧の１／３に相当する電圧だけＶ₂から正及び負
にシフトした電圧に夫々設定されている。これらの基準
電圧は、ノイズマージンを最大にするため、４値の入力
信号の相隣り合う２値の夫々中央の電圧になっている。
従って、入力信号の直流中心レベルや振幅が変わった場
合でも、その変動に応じて上記電圧関係を維持するよう
に各基準電圧を補正すればよいことになる。

【０００９】図３に示す波形の信号が図１の入力信号端
子１に加えられると、全体の動作は、先ず同期符号検出
回路５が動作することから始まる。ビット同期信号は、
前述したように数ビット〜数１０ビット長の２値の交互
の繰返し信号であるから、図４に示すような回路で簡単
に検出することが出来る。図４において、１０は交流結
合回路、１１は整形回路、１２はシフトレジスタ、１３
は一致検出回路である。入力信号の直流中心レベルが零
でなくても、交流結合回路１０によって直流オフセット
は無くなり、図３の波形Ａの状態で整形回路１１に加え
られ、ここで矩形波に整形される。ビット同期信号が２
４００Ｈｚの場合、この速度の矩形波は基準周波数発生
器９からの４８００ｐｐｓのクロックパルスによって、
シフトレジスタ１２に順次読み込まれる。シフトレジス
タ各段の内容は一致検出回路１３によって検査され、
“１”と“０”が交互に必要ビット数並べば一致出力が
得られ、これでビット同期符号が検出されたことにな
る。

【００１０】ビット同期符号が検出されれば、基準周波
数発生器９からの４８００ｐｐｓのクロックパルスによ
り制御パルス発生器４が動作する。制御パルス発生器４
の構成例を図５に示す。図５において、１４は基準周波
数発生器９からクロックパルス入力ライン、１５は１／
２分周回路、１６は分周回路出力ライン、１７はゲート
回路、１８はゲート回路出力ライン、１９はフリップフ
ロップ回路、２０はフリップフロップ回路出力ライン、
２１は同期符号検出回路５の出力ライン、２２はフリッ
プフロップ回路である。１４，１６，１８，２０，２１
の各ラインにおける波形を図５下段に同一番号で示す。
図５において、ライン１４の４８００ｐｐｓのクロック
は１／２分周回路１５によって分周され、ライン１６の
２４００ｐｐｓのクロックが作られる。一方、同期符号
検出回路５においてビット同期符号が検出されれば、２
１のような一致検出パルスがフリップフロップ２２をセ
ットするから、その出力によってゲート回路１７が聞
き、その出力に１８で示すパルスが生じる。このパルス
でフリップフロップ回路１９を駆動することによって、
２０に示すパルスが得られ、同時にフリップフロップ回
路２２はリセットされる。従って、ライン２０に出力さ
れるパルスは１／２４００秒の長さになっており、この
パルスが直流中心レベル及び振幅検出回路３を動作させ
る時間基準として用いられる。

【００１１】図６は直流中心レベル及び振幅検出回路３
と基準電圧作成回路６の回路構成例を示す。図６におい
て、２３は正ピークホールド回路、２４は負ピークホー
ルド回路、２５は加算回路、２６は減算回路、２７は１
／２分圧回路、２８は１／３分圧回路、２９は加算回
路、３０は減算回路である。正ピークホールド回路２３
及び負ピークホールド回路２４は、制御パルス発生回路
４よりの１／２４００秒の長さを持つ制御パルスによ
り、この時間内に入力された信号中の正のピーク電圧及
び負のピーク電圧をそれぞれ検出し、ホールドする。従
って、これらの両電圧を加算回路２５により加算し、１
／２分圧回路２７により１／２に分圧すれば、直流中心
レベル（図３のＶ₂）が得られる。また、減算回路２６
により両電圧の差をとれば、正ピーク・負ピーク間の電
圧が得られるから、これを１／３に分圧して直流中心レ
ベルに加算及び減算すれば、図３を参照して説明した基
準電圧Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃が得られることになる。

【００１２】図７に復号回路の回路構成例を示す。図７
において、３１は標本化・ホールド回路、３２はその出
力ライン、３３，３５，３７はコンパレータ、３４，３
６，３８はそのそれぞれの出力ライン、３９はセレク
タ、４０はその出力ラインである。標本化・ホールド回
路３１は、クロック再生回路８より加えられる図３に示
す標本化パルスＰにより、入力信号（図３Ｅ）を標本化
し、次の標本値が得られるまでその電圧をホールドす
る。この動作を図８を用いて説明する。図８に示す点線
３２が、この標本化・ホールド波形である。コンパレー
タ３３，３５，３７には、基準電圧としてそれぞれ
Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃が加えられているので、その出力には
図８の３４，３６，３８に示す２値出力が得られる。３
４と３８はセレクタ３９に加えられ、ここで３６が
“１”の時は３４を、“０”の時は３８が選択されて４
０となって出力され、これで正しく復号されたことにな
る。

【００１３】図を参照して説明した直流中心レベル及び
振幅検出方法は、正ピーク及び負ピークから作成する方
法であったが、これはもちろん他の方法でも検出するこ
とが出来る。その一例を図９に示す。図１０は、図９の
各該当箇所の波形である。図９において、４１，４８は
ゲート回路、４２，４９はその出力ライン、４３，５０
は積分回路、４４，５１はその出力ライン、４５は減算
回路、４６はその出力ライン、４７は両波整流回路、５
２は制御パルス発生回路、５３，５４，５５，５６はそ
の出力ラインである。入力信号端子１より、図１０の波
形図において１に示すように、直流成分を有する同期符
号が加えられると、制御パルス発生回路５２より加えら
れる５３の波形で示す制御パルスにより、ゲート回路４
１は同期信号の丁度１周期に等しい間だけゲートを開
き、その出力を積分器４３で積分することによって、４
４に示すように直流中心レベルが検出され、以後その電
圧はホールドされる。５４に示すパルス波形は、積分器
４３の放電用パルスである。減算回路４５において、入
力信号から直流中心レベルが減算されるので、その出力
は波形図４６に示すように、直流成分の無い信号に補正
される。この信号は、両波整流回路４７を通じてゲート
回路４８，積分回路５０に加えられるが、ゲート回路４
８は５５に示す制御パルスで開くので、その出力波形は
４９で示す波形となり、積分回路５０の出力には５１で
示すように、振幅を表わす電圧が得られる。

【００１４】従って、図９の回路を用いれば、復号回路
の基準電圧は、図７の回路に適用する場合、Ｖ₂は零ボ
ルトにすることが出来、また積分回路５０の出力に直接
基準電圧Ｖ₁が得られるので、これを反転増幅（利得−
１）すればＶ₃が得られる。ただし、この場合には、図
７の復号回路７の入力は図９の減算回路４５の出力４６
からとることにより、予め直流中心レベルが零ボルトに
なるようにした入力多値データ信号について、図７の回
路により復号を行うことになる。すなわち、図６の構成
では、基準電圧Ｖ₂を入力信号の直流中心レベルの変動
に連動して変動させることにより、入力信号に対して相
対的に常に正しい基準電圧を得ることができるが、図９
の構成は、先ず直流中心レベルが零になるように補正
（ビット同期信号区間で動作するが、この補正動作は多
値信号区間でも維持される。）したのち、次にこの信号
について振幅を検出し、これよりＶ₁およびＶ₂を作成
する。従って、図９の場合には、常に多値信号の直流中
心レベルが零な補正されているので、基準電圧Ｖ₂は零
ボルトでよいことなる。

【００１５】また別の方法として、詳細説明は省略する
が、フーリエ解析法を用いても、直流成分，振幅を検出
することが出来る。この場合、検出時間長を或る程度以
上とれば、同期符号検出機能も持っているから、同期符
号検出回路５を省くことが出来る。

【００１６】また、以上は４値データの復号を例にとっ
て説明したが、その動作説明より明らかなように、本発
明は４値以上の多値データの復号に対しても適用出来る
ことは勿論である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、パケット形式の多値データ伝送信号の復号におい
て、復号用基準電圧はパケットのヘッダ部にあるビット
同期信号を用いて作成するので、受信信号の直流中心レ
ベルや振幅に変動があっても、受信信号に対して相対的
に正しい復号用基準電圧が常に得られることになり、常
にノイズマージンを最大の状態に維持出来ることにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】本発明に適用される伝送信号のパケットの内容
を説明するためのパケット構造例である。

【図３】４値信号の波形と復号用基準電圧の関係を示す
波形図である。

【図４】図１の実施例の構成要素の一つである同期符号
検出回路の回路構成図である。

【図５】図１の実施例の構成要素の一つである制御パル
ス発生回路の回路構成図である。

【図６】図１の実施例の構成要素の一つである直流中心
レベル及び振幅検出回路の回路構成図である。

【図７】図１の実施例の構成要素の一つである復号回路
の回路構成図である。

【図８】復号回路の動作を説明するための波形図であ
る。

【図９】図６の例とは異なる直流中心レベル及び振幅検
出回路構成例を示す回路構成図である。

【図１０】図９の回路の動作を説明するための波形図で
ある。

【符号の説明】

１多値データ信号入力端子２復号信号出力端子３直流中心レベル及び振幅検出回路４制御パルス発生回路５同期符号検出回路６基準電圧作成回路７復号回路８クロック再生回路９基準周波数発生器１０交流結合回路１１整形回路１２シフトレジスタ１３一致検出回路１４クロック入力ライン１５１／２分周回路１６分周回路出力ライン１７ゲート回路１８ゲート回路出力ライン１９フリップフロップ回路２０制御パルス発生回路出力ライン２１同期符号検出回路出力ライン２２フリップフロップ回路２３正ピークホールド回路２４負ピークホールド回路２５加算回路２６減算回路２７１／２分圧回路２８１／３分圧回路２９加算回路３０減算回路３１標本化・ホールド回路３２標本化・ホールド回路出力ライン３３コンパレータ３４コンパレータ出力ライン３５コンパレータ３６コンパレータ出力ライン３７コンパレータ３８コンパレータ出力ライン３９セレクタ４０セレクタ出力ライン４１ゲート回路４２ゲート回路出力ライン４３積分回路４４積分回路出力ライン４５減算回路４６減算回路出力ライン４７両波整流回路４８ゲート回路４９ゲート回路出力ライン５０積分回路５１積分回路出力ライン５２制御パルス発生回路５３，５４，５５，５６制御パルス発生回路出力ライ
ン

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【手続補正書】

【提出日】平成５年５月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パケット形式の多値データ信号の復号回
路において、伝送されたパケット形式の該多値データ信号に含まれる
ビット同期信号の“１，０”の繰返しを検出した検出出
力から、少なくとも一回の“１，０”の振幅と当該振幅
の中央値に相当する直流分とを検出する検出回路と、該振幅と該直流分を用いて前記多値データ信号復号用の
多値基準電圧を作成保持する基準電圧作成回路とを備え
たことを特徴とする多値信号復号回路。
【請求項２】パケット形式の多値データ信号の復号回
路において、伝送された該多値データ信号の各パケットのヘッダ部に
位置するビット同期信号の正のピーク値と負のピーク値
を検知し保持するホールド回路と、該ホールド回路から得られる前記正のピーク値と前記負
のピーク値から前記ビット同期信号の振幅と該正のピー
ク値と該負のピーク値の中央値に相当する直流分をとり
出す検出回路と、該直流分に相当する直流中心レベルと該直流分に前記ビ
ット同期信号の振幅に比例する所要の電圧を加減算して
得られる複数の基準電圧により前記多値データ信号の復
号用多値基準電圧を作成する基準電圧作成回路とを備え
たことを特徴とする多値信号復号回路。
【請求項３】パケット形式の多値データ信号の復号回
路において、伝送されたパケット形式の該多値データ信号に含まれる
ビット同期信号の一周期区間内に含まれる直流分を検出
して保持し該保持された直流分を前記ビット同期信号か
ら差し引くことにより直流分を含まない前記パケット形
式の多値データ信号をとり出す第１の検出回路と、該直流信号を含まないパケット形式の多値データ信号内
の前記ビット同期信号を両波整流して該ビット同期信号
の振幅に比例する電圧をとり出す第２の検出回路と、前記ビット同期信号の振幅の中央値に相当する零電位と
前記比例する電圧から前記直流信号を含まない多値デー
タ信号の復号用の多値基準電圧を作成保持する基準電圧
作成回路とを備えたことを特徴とする多値信号復号回
路。