JPS63200640A - クロツク信号再生装置 - 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、ディジタル情報を有するディジタル変調信号
からその信号処理に必要なクロック信号３へ を再生するクロック信号再生装置に関する。

従来の技術 一般に、ディジタル情報の伝送または記録再生に際して
はディジタル変調して変調信号とし、伝送または記録さ
れる。そして、受信側または再生時には変調信号から信
号処理に必要なクロック信号を再生する。

以下図面と共に、従来のクロック信号再生装置の一例に
ついて説明する。第２図は従来のクロック信号再生装置
のブロック図である。第２図において、２１は変調信号
を入力する変調信号入力端子、２２は周波数制御可能な
クロック信号を発生するＶＣＯ（電圧制御発振器）、２
３は変調信号とクロック信号の位相を比較して位相誤差
信号を出力する位相比較器、２４は信号処理回路である
。

以上のように構成されたクロック信号再生装置について
、以下その動作について説明する。まず、ディジタル情
報を有する変調信号が変調信号入力端子２１を介して、
位相比較器２３．信号処理回路２４に与えられる。一方
、ＶＣＯ２２ではクロック信号が発生され、位相比較器
２３．信号処理回路２４に与えられる。位相比較器２３
では変調信号とクロック信号の位相が比較されその出力
に位相誤差信号が得られＶＣＯ２２に与えられ、クロッ
ク信号の周波数が制御される。つまり、ｖＣＯ２２と位
相比較器２３でＰＬＬ（フェイズロックドループ）が構
成され、結果として、ＶＣＯ２２の出力に、変調信号と
位相同期したクロック信号が得られる。そして、信号処
理回路２４ではこのクロック信号によって信号処理がな
される。

発明が解決しようとする問題点 第３図は第２図の各部信号の波形図を示すものであるが
、（７）は各時点でのディジタル情報、（イ）は変調信
号の波形、（つ）は理想的なタイミングのクロック信号
の波形を示す。なお、この変調信号（イ）は、ディジタ
ル情報が°゛１”のときはビット境界で極性反転し、０
”のときはさらにビット中心でも極性反転するような波
形となっており、極性反転周期の違いによってディジタ
ル情報が伝送される。

一般に、変調信号の伝送では伝送系のＳ　’／　Ｎ比劣
６へ一゛ 化等の伝送歪により受信側での変調信号では破線で示す
ように位相変動が生じる。そこで、この位相変動の影響
が最っとも少ない時点（ｔｏ、ｔ４．ｔ２゜・・・・・
・）で変調信号のリフロッキングを行うことが望ましい
。このリフロッキングをクロック信号の立上シ時点で行
うとすれば、理想的なタイミングのクロック信号は（つ
のような信号となる。なお、Ｔｍは前記位相変動に対す
る余裕度を示す余裕時間である。

ところで、第２図のような構成では、温度変化等によｐ
ＶｃＯ２２の中心周波数が変化した場合、変調信号とク
ロック信号とのクロック位相が変化し、前記の理想的な
タイミングからずれて余裕時間が少くなる。第３図に）
はＶＣＯ２２の中心周波数が高くなったときのクロック
信号の波形を示すもので、Δｔの時間ずれが生じこの分
だけ時間余裕が減少し、変調信号の前記位相変動の影響
を受けやすくなる。

本発明は、ＶＣＯの中心周波数の変動を自動的に補償し
て中心周波数の安定化を行い、変調信号とクロック信号
とのタイミングずれが少ないクロック信号再生装置を提
供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明のクロック信号再生
装置は、ディジタル情報を有し、ある期間Ｔ１　　に信
号があり次の期間Ｔ２　　で無信号であるような周期Ｔ
、十Ｔ２の間欠変調信号からクロック信号を再生する装
置であって、周波数が制御可能なクロック信号を発生す
る第１の手段と、前記変調信号とクロック信号との位相
を比較してその位相差に応じた位相誤差電圧を有する第
１の周波数制御信号を得る第２の手段と、周波数が基準
周波数と等しく単一周波数信号である基準周波数信号を
発生する第３の手段と、クロック信号と基準周波数信号
を入力し前記期間Ｔ２　のほぼ最初から始まりＴ２　　
よシ短い期間Ｔ３　では基準周波数信号を出力し、それ
以外の期間ではクロック信号を出力するように切換えて
複合信号を得る第４の手段と、複合信号の周波数を検出
し周波数に応じた電圧を有する周波数検出信号を出力す
る第６の手段と、７ヘーノ 周波数検出信号の中で前記基準周波数信号に対応する電
圧をサンプリングして保持し基準電圧信号を得る第６の
手段と、前記周波数検出信号と基準電圧信号との電圧を
比較してこれらの電圧差を有する周波数差分信号を得る
第７の手段と、前記期間Ｔ３　の終シから始まり、前記
期間Ｔ、の初めまでの期間Ｔ４　では周波数差分信号を
そのまま出力し、これ以外の期間ではＴ４　の終シの時
点における周波数差分信号の電圧を保持して前記クロッ
ク信号の中心周波数を制御するための第２の周波数制御
信号を得る第８の手段と、前記第１の周波数制御信号と
第２の周波数制御信号を加算して前記第１の手段で発生
されるクロック信号の周波数を制御する第３の周波数制
御信号を得る第９の手段を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、第１の手段によシクロ
ツク信号を発生し、第２の手段で変調信号とクロック信
号との位相を比較してその位相差に応じた位相誤差電圧
を有するＭｌの周波数制御信号を得る。次に、第３の手
段で基準周波数信号　　　゛を発生し、第４の手段によ
って、前記期間Ｔ２　のほぼ最初から始ま！１ｌＴ２　
　よシ短い期間Ｔ３　では基準周波数信号、それ以外の
期間ではクロック信号を出力するように切換えて複合信
号を得、第５の手段によってこの複合信号の周波数に応
じた電圧を有する周波数検出信号を得る。そして、第６
の手段により周波数検出信号の中で前記基準周波数信号
に対応する電圧をサンプリングして保持し基準電圧信号
を得、第７の手段によって前記周波数検出信号と基準電
圧信号との電圧差を有する周波数差分信号を得る。次に
、第８の手段によって、前記期間Ｔ３　の終シから始ま
り前記期間Ｔ、の初めまでの期間で４　　では周波数差
分信号をそのまま出力し、これ以外の期間ではＴ４　　
の終シの時点における周波数差分信号の電圧を保持して
、前記クロック信号の中心周波数を制御するための第２
の周波数制御信号を得る。そして、第９の手段によって
第１の周波数制御信号と第２の周波数制御信号を加算し
て第３の周波数制御信号を得、この信９　ベーン 号によってクロック信号の周波数を制御する。以上の作
用によって変調信号の無信号期間Ｔ２　において、第１
の手段で発生されるクロック信号の中心周波数の安定化
がなされる。

実施例 以下本発明の一実施例のクロック信号再生装置について
、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施
例のブロック図を示すものであるが、第１図において、
１は変調信号を入力する変調信号入力端子、２は周波数
制御可能なクロック信号を発生するＶＣｏ、３は変調信
号とクロック信号との位相を比較してその位相差に応じ
た位相誤差電圧を有する第１の周波数制御信号を発生す
る位相比較器、４は加算器、６は基準周波数信号を発生
する基準周波数信号発生器、６はクロック信号と基準周
波数信号とを切換えて複合信号を得る切換スイッチ、７
は複合信号の周波数を検出し周波数に応じた電圧を有す
る周波数検出信号を得る周波数検出器、８は周波数検出
信号の中で前記基準信号に対応する電圧をサンプリング
して保持１ｏ・′・−１ し基準電圧信号を得るサンプルホールド回路、９は前記
周波数検出信号と基準電圧信号との電圧を比較してこれ
らの電圧差を有する周波数差分信号を得る電圧比較器、
１ｏはある期間（サンプリング期間）では周波数差分信
号をそのまま通過させ、その期間の終シの時点での周波
数差分信号の電圧を次の期間（ホールド期間）で保持す
るサンプルホールド回路、１１は切換スイッチ６、サン
プルホールド回路８．サンプルホールド回路１ｏを制御
するための制御信号を発生する制御信号発生回路、１２
は信号処理回路である。

以上のように構成されたクロック信号再生装置について
、以下第１図および第４図を用いてその動作について説
明する。第４図は第１図の各部の波形を示す説明図であ
るが、まず、変調信号ａが変調信号入力端子１を介して
、位相比較器３．信号処理回路１２に与えられる。なお
、この変調信号ａは第４図に示すように期間Ｔ、に信号
を有し、期間Ｔ２　では無信号となる周期Ｔ１＋Ｔ２の
間欠信号であるものとする。

１１バ 一方、ｖＣＯ２ではクロック信号が発生され位相比較器
３．切換スイッチ６、信号処理回路１２に与えられる。

位相比較器３では変調信号とこのクロック信号の位相が
比較されその位相に応じた誤差電圧を有する第１の周波
数制御信号が得られ、加算器４を介してｖＣＯ２に与え
られてクロック信号の周波数を制御する。ｖＣＯ２、位
相比較器３、加算器４によってＰＬＬが構成され、結果
として第２図の従来例と同様に変調信号に位相同期した
クロック信号が得られる。

次に、基準周波数信号発生器５では単一周波数の基準周
波数信号が発生され切換スイッチ６に与えられる。なお
、この基準周波数信号発生器５は水晶等を用いた周波数
安定度の良い発振器であり、また基準周波数信号の周波
数はｖＣＯ２の目標中心周波数と等しい周波数となって
いる。切換スイッチ６では制御信号発生回路１１からの
制御信号すによって切換え制御され、この制御信号すが
１１　Ｈ１ルベルのとき基準周波数信号　＋＋　Ｌ　１
ルベルのときクロック信号が選択されその出力に複合信
号Ｃが得られ周波数検出器７に与えられる。この複合信
号Ｃは第４図に示すように、Ａ部分では基準周波数信号
、Ｂ部分でクロック信号となっている。

周波数検出器７ではこの複合信号の周波数が検出され周
波数に応じた電圧を有する周波数検出信号ｄが得られる
。第４図ｄの実線は後述するようにフィードバックがか
かったときの波形、破線はフィードバックがかからない
ときの波形を示す。

また、同図ではクロック信号と基準周波数信号とで周波
数が異った場合を示しておシ、複合信号ＣのＡ部分とＢ
部分に対応して電位差ΔＶを生じる。

次に、この周波数検出信号ｄはサンプルホールド回路８
．電圧比較器９に与えられる。サンプルホールド回路８
には制御信号発生回路１１から制御信号ｅが与えられて
おシ、この制御信号ｅが”Ｈ”レベルのときに周波数検
出信号ｄのＴ３　期間部分の電圧Ｖ。（基準周波数信号
の周波数に対応する電圧）をサンプリングし、Ｌ”レベ
ルのときにこの電圧Ｖ。を保持して基準電圧信号ｆが１
３　ペーノ 得られる。つまり、周波数検出信号ｄの中から基準周波
数信号の周波数に対応した電圧Ｖ。のみが得られること
になる。そして、この基準電圧信号ｆは電圧比較器９に
与えられ、電圧比較器９では周波数検出信号ｄと基準電
圧信号ｆとの電圧を比較してこれらの電圧差を有する周
波数差分信号ｇが得られる。なお第４図（ｇ）では実線
がフィードバックがかかったとき、破線がフィードバッ
クがかからないときの波形を示すが、この周波数差分信
号ｇはクロック信号と基準周波数信号との周波数差に対
応した電圧を有する信号となっている。

次に、この周波数差分信号ｇはサンプルホールド回路１
ｏに与えられる。サンプルホールド回路１ｏでは、制御
信号発生回路１１から制御信号りが与えられておシ、こ
の制御信号りが”Ｈ”レベルのとき（Ｔ４期間）にサン
プリングされ周波数差分信号ｇがそのまま出力され、Ｌ
”レベルのときにはＴ４期間の終シの時点における周波
数差分信号ｇの電圧が保持され、その出力にｖＣＯ２の
中心周波数を制御するだめの第２の周波数安定度１４へ 号が得られ、加算器４を介してｖＣＯ２に与えられる。

つまシ、ｖＣＯ２，切換スイッチ６、周波数検出器７．
電圧比較器９．サンプルホールド回路１０．加算器４に
よって、クロック信号の中心周波数を安定化するフィー
ドバック系が構成される。そして、Ｔ４　期間でこのフ
ィードバックが動作し結果としてクロック信号の周波数
は基準周波数信号の周波数に等しくなるように制御され
、周波数検出信号ｄ９周波数差分信号ｇの波形は実線の
ようになる。このようにして、Ｔ４　期間で周波数の安
定化がなされ、Ｔ１　期間（変調信号が有る期間）では
この安定化された周波数に保持され、ｖＣＯ２，位相比
較器３．加算器４で構成されるＰＬＬに対して訪客を与
えることはない。以上のようにして得られたクロック信
号は信号処理のためのクロック信号として信号処理回路
に与えられる。

発明の効果 以上のように本発明は、ｖＣＯの中心周波数を安定化す
ることによって、ｖｃｏの温度変化等に１６　ヘー。

よる中心周波数の変化によって、変調信号とクロック信
号とのタイミングが最適な状態からずれるという問題が
解決でき信頼性の向上したクロック信号再生装置を提供
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のクロック信号再生装置のブ
ロック図、第２図は従来のクロック信号再生装置のブロ
ック図、第３図は第２図の各部の波形を示す説明図、第
４図は第１図の各部の波形を示す説明図である。 １・・・・・・変調信号入力端子、２・・・・・・ｖｃ
ｏ、ｓ・・・・・・位相比較器、４・・・・・・加算器
、５・・・・・・基準周波数信号発生器、６・・・・・
・切換スイッチ、７・・・・・・周波数検出器、８・・
・・・・サンプルホールド回路、９・・・・・・電圧比
較器、１０・・・・・・サンプルホールド回路、１１・
・・・・・制御信号発生回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタル情報を有し、ある期間Ｔ＿１に信号があり次
   の期間Ｔ＿２で無信号であるような周期Ｔ＿１＋Ｔ＿２
   の間欠変調信号からクロック信号を再生するクロック信
   号再生装置であって、周波数が制御可能なクロック信号
   を発生する第１の手段と、前記変調信号とクロック信号
   との位相を比較してその位相差に応じた位相誤差電圧を
   有する第１の周波数制御信号を得る第２の手段と、周波
   数が基準周波数と等しく単一周波数信号である基準周波
   数信号を発生する第３の手段と、クロック信号と基準周
   波数信号を入力し前記期間Ｔ＿２のほぼ最初から始まり
   Ｔ＿２より短い期間Ｔ＿３では基準周波数信号を出力し
   、それ以外の期間ではクロック信号を出力するように切
   換えて複合信号を得る第４の手段と、複合信号の周波数
   を検出し周波数に応じた電圧を有する周波数検出信号を
   出力する第５の手段と、周波数検出信号の中で前記基準
   周波数信号に対応する電圧をサンプリングとして保持し
   基準電圧信号を得る第６の手段と、前記周波数検出信号
   と基準電圧信号との電圧を比較してこれらの電圧差を有
   する周波数差分信号を得る第７の手段と、前記期間Ｔ＿
   ３の終りから始まり、前記期間Ｔ＿１の初めまでの期間
   Ｔ＿４では周波数差分信号をそのまま出力し、これ以外
   の期間ではＴ＿４の終りの時点における周波数差分信号
   の電圧を保持して、前記クロック信号の中心周波数を制
   御するための第２の周波数制御信号を得る第８の手段と
   、前記第１の周波数制御信号と第２の周波数制御信号を
   加算して、前記第１の手段で発生されるクロック信号の
   周波数を制御する第３の周波数制御信号を得る第９の手
   段を具備したことを特徴とするクロック信号再生装置。