JP2809518B2 - Nrz型パルストレーンからタイミング情報を再発生する方法及び装置 - Google Patents

Nrz型パルストレーンからタイミング情報を再発生する方法及び装置

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  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はNRZ型の情報搬送パル
ストレーンからタイミングパルスを再発生する方法及び
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】情報をパルストレーンとしてデジタルに
送信する一つの公知の方法はNRZ法(ノーリターンツ
ーゼロ)及びそれを修正したNRZ1法である。NRZ
法では、2進1がハイレベルで2進0がローレベルで表
わされ、NRZ−1法では、2進1が(それぞれローか
らハイ及びハイからローへの)レベルシフトで表わさ
れ、2進0は(ローもしくはハイの)非変化レベルで表
わされる。
【0003】送信される2進化メッセージの相互シーケ
ンシャルビットは必ずしもパルスで表わされないため、
別々のビット間隔で使用して2進化メッセージ内の信号
レベルを読み取ることができるタイミングパルスを再発
生する必要がある。前記タイミングパルスを再発生する
のに使用できるレベルシフト間に相当多数のビット間隔
を通すことができるため、レベルシフト発生時のみにタ
イミングパルスを発生する再発生タイミング信号にスロ
ットが生じる。
【0004】例えばスエーデン国特許明細書第3128
22号、独国特許出願第2141445号及び米国特許
明細書第2,957,045号から、入力パルスを微分
し微分パルスをQ値の高い発振回路へ送出することによ
り連続クロックパルストレーンを発生することが知られ
ている。入力パルスの周波数と一致する共振周波数を有
する発振回路はパルスにより励起されて連続波を発生
し、それはパルス形成及び位相調整を行った後2進化メ
ッセージを読み取る時にクロックパルスとして使用する
ことができる。NRZ型の情報搬送パルストレーンのタ
イミングを再発生するために、LC型発振回路の替りに
位相固定ループ(PLL回路)を使用することも知られ
ている。
【0005】情報搬送パルストレーンからタイミングパ
ルス及びクロックパルスを再発生する公知の技術は発振
回路及びPLL回路の両方にタイミングパルス周波数の
高品質共振器を必要とする。この種の共振器は高価であ
り通常取り付ける時に調整しなければならない。また、
非常に高価ではあるが、SAWフィルタを使用すること
もできる。
【0006】転流フィルタを使用して情報搬送パルスト
レーンからタイミングパルスを再発生することにより、
本発明の方法及び装置によってこれらの問題が解決され
る。本発明の装置は、例えば交換クロックを有する電話
交換等の、テレコミュニケーションシステムに応用さ
れ、前記パルストレーンは任意所望の位相位置を有する
交換クロック周波数に対応する周波数を有している。微
分及び整流回路の他に、本装置は前記転流フィルタをも
含み、それは情報搬送パルストレーンがレベルシフトを
含まない期間中にタイミングパルスを再発生するように
作動する。転流フィルタは数個のコンデンサ及び整流器
内でサイクリックシーケンスで整流された信号にコンデ
ンサを接続するように機能するサイクリックスイッチを
含んでいる。転流フィルタには交換クロックの周波数に
等しい共振周波数が与えられ、それはスイッチが各クロ
ック期間に対して一度各コンデンサを整流された信号と
順次スイッチすることを意味する。整流された信号内に
パルスが現れる各クロック期間に対して、一部のコンデ
ンサが充電されパルスを含まない各クロック期間に対し
ては、前に充電されたコンデンサが放電され、転流フィ
ルタは元の情報搬送パルストレーン内の各ビットに対し
て1パルスを含む連続クロック信号を送出する。
【0007】公知の技術の発振回路やPLL回路の替り
に本発明に従った転流フィルタを使用することによりい
くつかの利点が得られる。転流フィルタの共振周波数は
フィルタ要素の精度には依存せず、交換クロックの精度
に依存する。従って、転流フィルタの要素は高精度とす
る必要はなく、それによりフィルタは比較的廉価なる。
また、フィルタを調整する必要もない。また、転流フィ
ルタは公知の技術に従って使用する前記回路よりも容易
にシリコン上に集積することができる。最後に、転流フ
ィルタはNRZ信号の周波数がゆっくり駆動する時に発
生するタイミング信号が常にNRZ信号と同期化するよ
うにフィルタ内の電荷分布が移るような非常に有利な性
質を所有している。
【0008】
【実施例】本発明はNRZ型の情報搬送ビット分割パル
ストレーンからタイミング情報を再発生する方法及び装
置に関する。本方法及び装置は、例えば送出信号のタイ
ミングを決定する交換クロックを有する電話交換機等
の、テレコミュニケーションシステムに使用するもので
ある。交換機に到来する信号は、導体遅延により位相位
置は完全にランダムであるが、通常このタイミングから
逸脱していない。従って、NRZ型の情報搬送パルスト
レーンは電話交換機においてクロック周波数に応答する
が任意の位相位置の周波数を有する。本発明の方法の目
的は情報搬送パルストレーン同期したタイミング信号を
供給して、パルストレーン情報を読み取る時にクロック
信号パルスをクロックパルスとして使用できるようにす
ることである。タイミング信号は図1に示す装置により
情報搬送パルストレーンから生成される。情報搬送パル
ストレーンはパルストレーン信号もしくはNRZ信号と
も呼ばれる。
【0009】本装置はパルストレーン信号1を微分する
微分回路10を含んでいる。微分回路10の出力には微
分回路10から引き出される信号を整流するように機能
する整流器11が接続されている。整流器11の出力に
は元のパルストレーン信号11内にレベルシフトが生じ
ない期間にわたってタイミングパルスを発生するように
機能する転流フィルタ12が接続されている。転流フィ
ルタ12はタイミング信号4を発生し、それはフィルタ
12に接続された増幅器13に送出される。最後に本装
置は遅延回路14を含み、その入力は増幅器13の出力
に接続されている。遅延回路14はその出力に遅延タイ
ミング信号を発生し、それは元のパルストレーン1から
情報を読み取る時に使用することができる。
【0010】図2はNRZ型のパルストレーン信号1の
例を示す。NRZ信号は交換クロックと同じ周波数を有
するため、信号の各ビットは交換クロックのクロック期
間Tに対応する期間の占有する。実施例において、パ
ルストレーン信号1のレベルシフトは大げさに遅く示さ
れており、それはこのようなレベルシフトが前記タイミ
ング信号の発生に使用されるためである。タイミング信
号の生成は、公知の方法で、微分回路10においてパル
ストレーン1を最初に微分して開始される。微分された
パルストレーン信号2は情報搬送パルストレーン1がレ
ベル変化する時のパルスを含んでおり、これらのパルス
はローからハイレベルへの変化の場合は正のパルスであ
りハイからローレベルへの変化の場合は負のパルスであ
る。微分されたパルストレーン2は次に、公知の方法
で、整流器11により整流され、そのために整流された
パルストレーン信号3において負のパルスは正のパルス
へ変換される。元のパルストレーン信号1が一つのレベ
ルからもう一つのレベルへ変化する時のみ整流されたパ
ルストレーン信号3はパルスを含んでおり、パルストレ
ーン1がレベル変化しない限定期間中にもタイミングパ
ルスを生成するために、整流されたパルストレーン3は
転流フィルタ12へ送出される。
【0011】転流フィルタ12はいくつかのコンデンサ
,…Cと、抵抗器Rとサイクリック作動スイッチ
qとを含み、同スイッチは抵抗器Rと増幅器13の入力
との間で各コンデンサをサイクリックシーケンスで前記
整流されたパルストレーン信号13に結合する。転流フ
ィルタ12には交換クロックの周波数に対応する共振周
波数が与えられ、スイッチqは動作上クロック期間T
中に一回転する、すなわちクロック期間中に一度各コン
デンサC,…Cが整流されたパルストレーン信号3
に結合される。クロック期間の始めにスイッチqが例え
ば、第1のコンデンサCに整流されたパルストレーン
信号を接続すると、スイッチはクロック期間の終りに第
NコンデンサCへ整流されたパルストレーン信号を接
続することになる。倍音も通過することができるため、
信号がフィルタの共振周波数に等しいかもしくはほぼ等
しい周波数を有する場合には転流フィルタ12は曲線状
を維持する信号も通すことができる。整流されたパルス
トレーン3は転流フィルタの共振周波数と同じ周波数を
有するため、パルスは常に転流フィルタ12内の同じコ
ンデンサを充電する。パルスは時間Tの一部期間中し
か生じないため、一部のコンデンサC,…Cだけが
充電される。整流されたパルストレーン信号3内にパル
スが無い場合、すなわち元の信号1内の2つのビット間
にレベルシフトが無い場合には、前に充電されたコンデ
ンサは放電され、そのため増幅器13の入力のタイミン
グ信号4にパルスが再発生される。再発生されるタイミ
ング信号4は元のパルストレーン1内の各ビットに対し
て1個のタイミングパルスを含んでいる。数個のパルス
を順次再発生できるようにするように、できるだけ長く
コンデンサを充電された状態とするために、交換クロッ
クの期間Tに関して非常に大きな値のフィルタの時定
数NRCが与えられる。転流フィルタ12からのタイミ
ングパルス4の電圧レベルの平均値は整流されたパルス
トレーン3のパルスレベルの半分であるため、本装置は
タイミングパルス4を増幅する増幅器13も含んでい
る。(信号図に示されていない)増幅されたタイミング
信号5が増幅器13の出力に生じる。
【0012】位相調整の後、タイミング信号4を使用し
て元の情報搬送パルストレーン1の情報を読み取られな
ければならない。発生されるタイミング信号4はパルス
トレーン1のビットシフトごとにクロックパルスを含ん
でいる。クロックパルスのタイミング信号4を使用して
個別の各ビット間隔において情報搬送パルストレーン1
の信号レベルを読み取らなければならない。発生される
タイミング信号4のタイミングパルスを使用して各ビッ
トの中央において情報搬送パルストレーン1をクロック
できるようにするために、増幅されたタイミング信号5
は遅延回路14において180°遅延され読み取りの目
的と適した遅延タイミング信号6を発生するようにす
る。第2図に破線で示すように、遅延タイミング信号6
のパルスの先縁で読み取りが行われる場合には、情報搬
送パルストレーン1の各ビットの中央でパルスレベルが
読み取られる。また、回転スイッチを使用して前記した
ように180°位相偏位の読み取りを行うこともでき
る。
【0013】元のパルストレーン1、従って整流された
パルストレーン3の周波数が交換クロックの周波数に精
密に等しいものとして本発明を説明してきた。しかしな
がら、情報搬送パルストレーン1の周波数は幾分ドリフ
トして転流フィルタ12に到来する信号の周波数が(交
換クロックの周波数に対応する)所与の共振周波数から
幾分逸脱することもある。従って、転流フィルタ12は
コンデンサC,…Cの充電状態が1回転中にゆるや
かに置換されるような影響を受け、この周波数変化に係
らず常にNRZ信号1と同期するタイミング信号4を発
生するようにする。サイクリックスイッチqのサイクル
時間は常に一定で交換クロックの期間に等しい。この周
波数の逸脱を調整してコンデンサの電荷分布をゆっくり
置換するのに充分な時間を整流コンデンサ12に与える
ために、フィルタの時定数N・R・Cが周波数変化の最
短時間よりも短くなされるようにフィルタ要素が選定さ
れる。
【0014】NRZ信号が交換クロックの周波数と完全
に異なる周波数を有する場合にも本発明を応用すること
ができる。例えば、NRZ信号の周波数は2倍高くする
ことができる。この場合には、NRZ信号の周波数に対
応する共振周波数が転流フィルタに与えられ、スイッチ
qはNRZ信号のクロック期間に対応するサイクル時間
を得る。スイッチqは次にNRZ信号の各期間について
各コンデンサC,…Cをパルストレーン信号3に接
続する。従って、転流フィルタには常にNRZ信号の周
波数に対応する共振周波数が与えられる。
【0015】微分段階からの負パルスを正パルスへ整流
する替りに、正パルスを負パルスへ整流することも考え
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置を示す図。
【図2】入信号に及ぼす装置の影響を示す信号図。
【符号の説明】
10 微分回路 11 整流器 12 転流フィルタ 13 増幅器 14 遅延回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−260937(JP,A) 特開 平2−65541(JP,A) 特開 昭57−75047(JP,A) 特開 昭51−69996(JP,A) 特開 昭51−65839(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 7/027 H04L 7/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレコミュニケーションシステムにおい
    てNRZ型の情報搬送ビット分割パルストレーンからタ
    イミングパルス再発生する方法において、タイミングパ
    ルスを再発生する時に情報搬送パルストレーン(1)は
    微分されて情報搬送パルストレーンの電圧レベルがロー
    からハイへ切り替る時には微分されたパルストレーン信
    号(2)は正のパルスを含んで電圧レベルがハイからロ
    ーへ切り替る時には負のパルスを含むようにされ、微分
    されたパルストレーン信号(2)は整流され、前記負の
    パルスは整流されたパルストレーン信号(3)内では正
    のパルスに変換されているか、又は前記正のパルスは整
    流されたパルストレーン信号(3)内では負のパルスに
    変換されている、前記方法は、 情報搬送パルストレーンの周波数に対応する共振周波数
    を転流フィルタ(12)に与へ、 整流されたパルストレーン信号にパルスが生じないクロ
    ック期間中にクロックパルスを発生する転流フィルタ
    (12)へ整流されたパルストレーン信号(3)を送出
    し、前記転流フィルタ(12)は情報搬送パルストレー
    ン(1)の各ビットに対するパルスを含むタイミング信
    号(4)を送出するように機能する、ステップを特徴と
    するタイミングパルス再発生法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法において、前記タイ
    ミング信号(4)を遅延させ、遅延されたタイミング信
    号(6)を使用して情報搬送パルストレーンの各ビット
    中心における信号レベル読み取る、ことを特徴とするタ
    イミングパルス再発生法。
  3. 【請求項3】 テレコミュニケーションシステムにおい
    てNRZ型の情報搬送ビット分割パルストレーンからタ
    イミング信号を再発生する装置において、該装置は情報
    搬送パルストレーン(1)を微分して元のパルストレー
    ンのレベルシフトにより生じる正及び負パルスを含む微
    分パルストレーン信号(2)を形成する微分回路(1
    0)を含み、さらに微分されたパルストレーン信号
    (2)を整流して前記正パルス又は負パルスを整流され
    たパルストレーン信号(3)内の負のパルス又は正のパ
    ルスに変換する整流器(11)を備え、元の情報搬送パ
    ルストレーンが各ビットに対してレベルを変えないよう
    な限定された期間中にもタイミングパルスを再発生する
    ために、前記装置は情報搬送パルストレーンの周波数に
    対応する共振周波数を有する転流フィルタ(12)を含
    み、前記転流されたパルストレーン信号(3)は前記転
    流フィルタへ送出され、且つ転流フィルタは元の情報搬
    送パルストレーン(1)の各ビットに対して1パルスを
    含むタイミング信号(4)を発生するように構成されて
    いることを特徴とする、タイミング信号再発生装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の装置において、前記転流
    フィルタ(12)は複数個のコンデンサ(C,…
    )及びコンデンサを前記整流されたパルストレーン
    信号(3)に順次接続するサイクリックスイッチ(q)
    含み、前記スイッチは情報搬送パルストレーンのクロッ
    ク期間に対応するサイクル時間を有して前記スイッチ
    (q)は各クロック期間に対して一度各コンデンサをパ
    ルストレーン信号に接続するように機能して、整流され
    たパルストレーン信号内にパルスが生じるようなクロッ
    ク期間中に一部のコンデンサが、常に同様に、充電さ
    れ、整流されたパルストレーン信号内にパルスが生じな
    いようなクロック期間中は前記充電されたコンデンサが
    放電されてパルスを発生し、前記転流フィルタは情報搬
    送パルストレーン(1)の各ビットに対して1パルスを
    含む前記タイミング信号(4)を発生する、ことを特徴
    とするタイミング信号再発生装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の装置において、サイクリ
    ックスイッチ(q)は交換クロックと同相で回転するこ
    とを特徴とする、タイミング信号再発生装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の装置において、各ビット
    の中央で情報搬送ビット分割パルストレーンを読み取る
    目的で、前記装置は前記転流フィルタ(12)内のスイ
    ッチ(q)に対して実現された180°位相偏位を読み
    取るサイクリックスイッチを含むこと特徴とする、タイ
    ミング信号再発生装置。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の装置において、該装置は
    発生するタイミング信号(4)を遅延させて使用して各
    ビットの中央で情報搬送ビット分割パルストレーンの読
    み取りを可能にする遅延回路(14)をも含むことを特
    徴とする、タイミング信号再発生装置。
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JPH03296341A (ja) 1991-12-27
GB2239751A (en) 1991-07-10
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