JPS643372B2 - - Google Patents

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JPS643372B2
JPS643372B2 JP56074301A JP7430181A JPS643372B2 JP S643372 B2 JPS643372 B2 JP S643372B2 JP 56074301 A JP56074301 A JP 56074301A JP 7430181 A JP7430181 A JP 7430181A JP S643372 B2 JPS643372 B2 JP S643372B2
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JP
Japan
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circuit
signal
timing
output
polarity
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Expired
Application number
JP56074301A
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English (en)
Other versions
JPS57190415A (en
Inventor
Botaro Hirosaki
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
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56074301A priority Critical patent/JPS57190415A/ja
Priority to CA000402991A priority patent/CA1180416A/en
Priority to US06/379,408 priority patent/US4423518A/en
Publication of JPS57190415A publication Critical patent/JPS57190415A/ja
Publication of JPS643372B2 publication Critical patent/JPS643372B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0054Detection of the synchronisation error by features other than the received signal transition
    • H04L7/0062Detection of the synchronisation error by features other than the received signal transition detection of error based on data decision error, e.g. Mueller type detection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K9/00Demodulating pulses which have been modulated with a continuously-variable signal
    • H03K9/02Demodulating pulses which have been modulated with a continuously-variable signal of amplitude-modulated pulses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、パルス振幅変調(PAM)信号の受
信部で使用されるタイミング抽出回路に関する。 一般に離散的なL個の振幅値を有するLレベル
のPAM信号を受信する場合は、受信信号を正し
いタイミング時点でサンプルして、タイミング時
点の振幅レベルを判定する必要がある。この場
合、正しいサンプル位置を決めるためのタイミン
グ信号が必要となる。タイミング信号は、通常受
信信号自身から何らかの形で抽出する自己タイミ
ング方式によつて得られる。従来の自己タイミン
グ方式の1つに、非線形抽出法がある。これは、
受信されたPAM信号に2乗操作等の非線形操作
を施すとクロツク周波数位置に輝線スペクトルが
生ずるという性質を利用してタイミング抽出する
ものである。このため、非線形操作を行なう非線
形回路を必要とし、さらにクロツク周波数位置に
生じた輝線スペクトルを通過させる帯域フイルタ
および輝線スペクトルのレベル変動を除去するた
めの振幅制限回路が必要である。このため、回路
が複雑であるという欠点がある。また、上述の非
線形回路および振幅制限回路等は、高周波領域で
は動作不全を起こし易い。そのため、抽出された
タイミング信号に不必要な位相雑音が混入しやす
いという欠点がある。 従来のもう1つの自己タイミング方式に、最尤
検出法がある。この方式は、受信PAM信号を微
分して微分波形の零交叉点にタイミング位置が来
るようにタイミング信号発生回路を制御するもの
である。この方式は、前述のような非線形回路を
必要とせず、しかも、タイミング信号発生部には
通常電圧制御発振器が使用されるため、常に一定
振幅のタイミング信号が得られ、振幅制限に伴な
う余分な位相雑音が混入してこないという特徴が
ある。しかし、微分回路および微分波形のサンプ
ル値(あるいはサンプル値の極性信号)を保持す
るサンプルホールド回路が必要であるため、回路
規模が大でかつ複雑となる欠点がある。さらに、
微分波形のサンプル値は、受信波形の波形変動に
敏感であるため、伝送路における波形劣化を極力
小さくする必要がある。すなわち、高価な伝送路
を必要とする欠点がある。 本発明の目的は、従来の自己タイミング方式に
おける上述の従来の欠点を解決し、受信波形の劣
化に対しても安定に動作し、しかも回路規模が著
しく小さいタイミング抽出回路を提供することに
ある。 本発明のタイミング抽出回路は、パルス振幅変
調信号の受信部におけるタイミング抽出回路にお
いて、受信信号と受信信号を1クロツク遅延させ
た信号との差を出力する遅延差分回路と、制御電
圧によつて発振周波数が制御されたタイミング信
号を発生する電圧制御発振回路と、該電圧制御発
振回路の出力するタイミング信号により受信信号
と所定のしきい値との差の極性を判定する極性判
定回路と、該極性判定回路の出力信号に応じて前
記遅延差分回路の出力信号をそのまま又は極性反
転させて出力するゲート回路と、該ゲート回路の
出力を平滑するフイルタとを有し、該フイルタの
出力により前記電圧制御発振回路の発振周波数を
制御することを特徴とする。 次に、本発明について、図面を参照して詳細に
説明する。 第1図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。すなわち、入力端子1から入力した受信
PAM信号y(t)を遅延差分回路2および極性判
定回路3に入力させる。遅延差分回路2は、入力
信号y(t)と、1クロツクTだけの前の入力信
号y(t−T)との差をとつて差分信号を出力す
る回路であり、例えば差動増幅器と遅延回路によ
つて構成される。極性判定回路3は、電圧制御発
振回路6の出力するタイミング信号により、入力
信号y(t)と所定のしきい値との差の極性を判
定する。すなわち、サンプル時点において、受信
信号y(t)がしきい値より大であるときは“+
1”を出力し、受信信号がしきい値に満たないと
きは“−1”を出力する。ゲート回路4は、極性
判定回路3の出力信号が“+1”のときは前記遅
延差分回路2の出力する差分信号をそのままルー
プフイルタ5に入力させ、極性判定回路3の出力
信号が“−1”のときは前記差分信号の極性を反
転させてループフイルタ5に入力させる。例え
ば、利得1の増幅器と、反転回路とを極性判定回
路3の出力によつて切替接続するように構成すれ
ば良い。または、リング変調器と同様な接続によ
つて構成することもできる。そして、ゲート回路
4の出力信号は、ループフイルタ5によつて平滑
され電圧制御発振回路6に制御電圧として供給さ
れる。電圧制御発振回路6は、該制御電圧によつ
て発振周波数が制御されたタイミング信号を発生
し、該タイミング信号によつて前記極性判定回路
3の極性判定タイミングを得る。 次に、第1図および第2図を参照して本実施例
の動作の一例により本発明の原理を説明する。受
信PAM信号y(t)は、 y(t)=k=-∞ akg(t−kT) …(1) と表わすことができる。但しg(t)は単位受信
波形であり、{a〓}は、一般に多値符号系列で0,
1,2,…,L−1のL個のレベルのうちある値
を取る。簡単のため{a〓}を1,0の2値系列と
した場合は、受信信号y(t)は第2図aに示す
ような波形になる。 次に、遅延差分回路2の出力、すなわち1クロ
ツク遅延差分信号x(t)は、 x(t)=y(t)−y(t−T)=k=-∞ (a〓−a〓-1)g(t−kT) …(2) となる。第2図aに対する遅延差分信号x(t)
は、第2図bに示すような波形となる。 今電圧制御発振回路6の出力するタイミング信
号が、第2図cに示すように、正しいタイミング
位置からΔtだけずれて発生する場合を考えると、
受信信号y(t)を上記タイミングにより、しき
い値(L−1)/2に対して正負を判定して得ら
れる極性判定回路3の出力信号d(t)は、Δtが
小さい範囲では、 d(t)=k=-∞ b〓u(t−kT−Δt) …(3) と表わすことができる。但し、b〓は〔a〓−(L−
1)/2〕が正のとき+1となる値をとり、〔a〓
−(L−1)/2〕が負のとき−1なる値をとる
2値系列であり、u(t)は0≦t≦Tで1とな
りそれ以外では0となる矩形波である。第2図a
に示す受信信号に対して、第2図cに示すタイミ
ング信号により極性判定した出力信号d(t)は
第2図dに示すようになる。また第2図c′に示す
ように、正しいタイミング位置よりΔt′だけ進ん
だタイミング信号によつて極性判定した場合は第
2図d′に示すような判定出力信号となる。 次に、ゲート回路4の出力信号z(t)は、 z(t)= 〓nm (ao−ao-1)bng(t−nT)u(t−mT−Δt) …(4) 例えば、第2図dに示した判定出力信号d(t)
の場合のゲート回路4の出力信号z(t)は、第
2図eに示すようになり、第2図d′に示した判定
出力信号d′によつては、第2図e′に示すような出
力信号が得られる。これらの図から理解されるよ
うに、第2図eの場合の平均値は負であり、第2
図e′の場合の平均値は正であるから、ループフイ
ルタ5の出力により電圧制御発振回路6の発振周
波数を制御することによつて、正しいタイミング
位置からのずれΔtが小さいタイミング信号を得
ることができる。 上記信号z(t)の平均値()は、{ao}が
互に独立な定常ランダム系列である場合は、 ()= 〓nmoo-1)bng(t−nT)u(t−mT−Δt) = 〓n 〓 〓mo oδo.n on(1−δon)−o-1 o-1δ
o-1,no-1 n(1−δo-1,n)〕 ×g(t−nT)u(t−mT−Δt) …(5) ここでδo,nは、クロネツカデルタである(すな
わち、n=mのときδo,n=1,それ以外のとき
δo,n=0)。(5)式において、aoboおよびon
は、各々添字n,mに依存しないから、これらを
abおよびと表わすと、(5)式は次のように変
形することができる。 ()=(−) 〓 〓n g(t−nT)×〔u(t−nT−Δt)u(t−nT+T−
Δt)〕…(6) z(t)の直流成分をΔtの関数としてD(Δt)
と表わすと、D(Δt)は(6)式より、 と表わされる。ここでG(ω)およびU(ω)はそ
れぞれg(t)およびu(t)のフーリエ変換であ
り、U*(ω)はU(ω)の複素共役である。上記
(7)式は更に次の様に変形される。 ここで、g(t)およびu(t+T/2)は、それ ぞれt=0に関しほぼ偶対称な実関数であるか
ら、G(ω)および
【式】は各々ω= 0に関して偶対称な実関数となることが理解され
る。従つて(8)式の複積分関数の第1項すなわち、 はωに関する奇関数となり、この積分は0とな
る。故に、(8)式は更に簡略化されて、 となる。また(9)式より明かに、 D(Δt)=−D(−Δt) すなわち、D(Δt)はΔtに関する奇関数である。
従つて、例えば制御信号Dによつて電圧制御発振
器の出力周波数を制御し、Δtが正のとき発振周
波数を上昇させ、Δtが負のときは発振周波数を
低下させることにより、常に正しいタイミング位
置を示すタイミング信号を抽出することができ
る。 また、単位波形g(t)は通常高域側(ωTが
2πに近い周波数領域)での歪を受け易いため、
G(ω)はこれに応じて理想状態からずれてくる。
しかし、(9)式から理解されるように、ωT=2π近
傍の周波数成分はsinωT/2によつて抑圧されるた め、Dの値はg(t)の歪の影響を受け難いとい
う効果がある。換言すれば、伝送路の伝送特性が
劣悪な場合においても正しいタイミング信号を抽
出することができる。 以上のように、本発明においては、受信信号の
1クロツク遅延差分信号の極性を、受信信号をタ
イミング信号によつて識別した信号によつて正、
逆転させた信号を平滑して前記タイミング信号の
周波数を制御するように構成したから、受信波形
の劣化による影響を受け難いという効果がある。
すなわち、伝送特性が劣悪な場合にも使用するこ
とができる。なお、伝送路で受けた歪を例えば等
化増幅器によつて等化した信号を入力すればさら
に良好な結果が得られることは勿論である。な
お、本発明の構成は簡単であり、回路規模も小で
ある。また遅延差分回路は通常の差動増幅器など
で簡単に構成され、ゲート回路には市販のアナロ
グマルチプレクサ等を用いることができる。ま
た、これらは高周波まで安定して動作することが
できるという利点もある。例えば、小さな消費電
力が要求されるPCM中継器等に適しており、実
用上の効果はすこぶる大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あり、第2図は上記実施例の動作を説明するため
の主要各部における信号の一例を示す波形図であ
る。 図において、2……遅延差分回路、3……極性
判定回路、4……ゲート回路、5……ループフイ
ルター、6……電圧制御発振回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 パルス振幅変調信号の受信部におけるタイミ
    ング抽出回路において、受信信号と受信信号を1
    クロツク遅延させた信号との差を出力する遅延差
    分回路と、制御電圧によつて発振周波数が制御さ
    れたタイミング信号を発生する電圧制御発振回路
    と、該電圧制御発振回路の出力するタイミング信
    号により受信信号と所定のしきい値との差の極性
    を判定する極性判定回路と、該極性判定回路の出
    力信号に応じて前記遅延差分回路の出力信号をそ
    のまま又は極性反転させて出力するゲート回路
    と、該ゲート回路の出力を平滑するフイルタとを
    有し、該フイルタの出力により前記電圧制御発振
    回路の発振周波数を制御することを特徴とするタ
    イミング抽出回路。
JP56074301A 1981-05-19 1981-05-19 Timing extracting circuit Granted JPS57190415A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56074301A JPS57190415A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Timing extracting circuit
CA000402991A CA1180416A (en) 1981-05-19 1982-05-14 Timing recovery circuit
US06/379,408 US4423518A (en) 1981-05-19 1982-05-18 Timing recovery circuit

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JP56074301A JPS57190415A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Timing extracting circuit

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JPS57190415A JPS57190415A (en) 1982-11-24
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JP56074301A Granted JPS57190415A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Timing extracting circuit

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10629240B2 (en) 2016-03-09 2020-04-21 Yamaha Corporation Recorded data processing method and recorded data processing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10629240B2 (en) 2016-03-09 2020-04-21 Yamaha Corporation Recorded data processing method and recorded data processing device

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JPS57190415A (en) 1982-11-24

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