JP5495316B2 - Ｐｃｍ信号復調回路、該復調回路に用いられるｐｃｍ信号復調方法及びｐｃｍ信号復調プログラム - Google Patents
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Description
この発明は、ＰＣＭ信号復調回路、該復調回路に用いられるＰＣＭ信号復調方法及びＰＣＭ信号復調プログラムに係り、特に、ノイズが重畳されている入力ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）信号を復調すると共に、同入力ＰＣＭ信号から当該信号の基本周波数成分に同期したクロック信号を抽出する場合に用いて好適なＰＣＭ信号復調回路、該復調回路に用いられるＰＣＭ信号復調方法及びＰＣＭ信号復調プログラムに関する。
入力ＰＣＭ信号を復調するＰＣＭ信号復調回路では、ゼロクロス検出回路により、入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点が検出され、この検出タイミングに同期した信号が生成される。そして、この信号がＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路に入力され、入力ＰＣＭ信号の基本周波数成分に同期したクロック信号が抽出される。そして、抽出されたクロック信号に同期して入力ＰＣＭ信号が復調される。また、抽出されたクロック信号は、ＰＣＭ信号復調回路に付随する装置のシステムクロックとして用いられることもある。
この種の関連技術としては、たとえば、特許文献１に記載されたＰＣＭ信号復調回路がある。
このＰＣＭ信号復調回路は、図４に示すように、ゼロクロス回路１と、位相比較器２と、ＶＣＯ（電圧制御発振器）３と、位相シフト回路４と、ＦＦ（フリップフロップ）５とから構成されている。このＰＣＭ信号復調回路では、入力ＰＣＭ信号ａがゼロクロス回路１に入力され、ゼロクロス点が検出されてゼロクロス検出パルスｂが出力される。ゼロクロス検出パルスｂは、位相比較器２でＶＣＯ（電圧制御発振器）３の出力ｃと周波数位相比較が行われ、この位相差に応じた制御電圧により同ＶＣＯ３が制御される。これらの位相比較器２とＶＣＯ３とにより、ＰＬＬ回路が構成されている。このＰＬＬ回路のＶＣＯ３による発振出力ｃは、入力ＰＣＭ信号ａをラッチするＦＦ（フリップフロップ）５のクロック信号として使用され、ラッチ出力が復調データｄとなる。
このＰＣＭ信号復調回路は、図４に示すように、ゼロクロス回路１と、位相比較器２と、ＶＣＯ（電圧制御発振器）３と、位相シフト回路４と、ＦＦ（フリップフロップ）５とから構成されている。このＰＣＭ信号復調回路では、入力ＰＣＭ信号ａがゼロクロス回路１に入力され、ゼロクロス点が検出されてゼロクロス検出パルスｂが出力される。ゼロクロス検出パルスｂは、位相比較器２でＶＣＯ（電圧制御発振器）３の出力ｃと周波数位相比較が行われ、この位相差に応じた制御電圧により同ＶＣＯ３が制御される。これらの位相比較器２とＶＣＯ３とにより、ＰＬＬ回路が構成されている。このＰＬＬ回路のＶＣＯ３による発振出力ｃは、入力ＰＣＭ信号ａをラッチするＦＦ（フリップフロップ）５のクロック信号として使用され、ラッチ出力が復調データｄとなる。
この場合、ＶＣＯ３の発振出力ｃは、そのままクロック信号として使用されず、位相シフト回路４でシフトされたシフトパルスｓｃが使用され、ラッチが確実に行われるようになっている。すなわち、入力ＰＣＭ信号ａのレベル遷移点近傍で同信号ａをラッチすると、このレベル遷移点近傍のレベルは不安定であるので、正確なラッチが行われないことがある。このため、ラッチタイミングを、この不安定なレベル遷移点近傍からずらすことで、安定した正確なラッチが行われる。
ところが、このＰＣＭ信号復調回路では、入力ＰＣＭ信号ａにノイズが重畳して無効入力が多量に含まれていることがある。この場合、ゼロクロス回路１で誤ったゼロクロス点が検出されてＰＬＬ回路が動作し、クロック信号が乱れることになる。このクロック信号が乱れると、復調データｄに欠落や誤挿入が発生し、正確なデータの復調が行われないという問題点がある。
この問題点を解決するために、特許文献１では、図５に記載されたＰＣＭ信号復調回路が提案されている。このＰＣＭ信号復調回路では、入力ＰＣＭ信号ａのゼロクロス検出パルスｂがＰＬＬ回路に供給され、このＰＬＬ回路が動作する。このとき、＋Ｖ検出器７、−Ｖ検出器８及び判定回路９でゼロクロス点の前後の振幅値が参照され、また、カウント回路６でゼロクロス検出パルスｂの発生時間間隔が参照され、両者の少なくとも一方が許容値を満足しなければ、ＯＲ回路１０からリセットパルスｇが出力されることにより、当該ゼロクロス検出パルスｂがノイズに基づくものであると見なされ、ＰＬＬ回路がループ断となる。
また、特許文献２に記載されたデータ検出装置では、回転ヘッドにより、磁気テープ上に記録信号が記録される一方、磁気テープ上に記録されている信号が再生される。再生された信号は、アンプにより増幅される。等価回路により、増幅された再生信号に電磁変換系などにより加わった波形歪の整形処理が施される。演算処理回路により、等価後の再生信号に対して（１＋Ｄ）なる処理が行われる。コンパレータにより、演算処理後の再生信号が２値のディジタル信号に変換される。信号処理回路により、２値レベルに変換された再生データに対してデシャフリング、及び誤り検出／訂正処理が施される。
微分回路により、等価後の再生信号が微分処理される。遅延回路により、微分信号の１ビット遅延信号が生成される。ゼロクロス判定回路により、微分信号と１ビット遅延信号のレベル検出が行われ、特定パターンの信号変化が検出される。クロック検出回路により、ゼロクロス判定回路の出力と、ゼロクロス検出回路の出力とから、補償すべきクロック成分の抽出信号が生成される。遅延回路により、演算処理回路で処理された再生信号の特定の時間間隔の遅延信号が生成される。ゼロクロス検出回路により、特定の時間間隔の遅延信号よりゼロクロス点が検出される。ＰＬＬ回路により、クロック検出回路で生成されたクロック成分の抽出信号をもとに再生クロックが生成される。
また、特許文献３に記載されたクロック再生回路では、第１分周器により、入力クロックが分周されて第１基準位相信号が求められる。計時回路により、基本クロックを連続カウントすることにより定まる時刻値が第１基準位相信号の周期毎に標本化されて分周時刻値が求められ、平滑化回路により、分周時刻値の平均分周時刻値が求められる。第２分周器により、再生クロックが分周されて分周再生クロック、及び分周再生クロックが分周されて第１基準位相信号と同一周波数の第２基準位相信号が求められる。位相検出回路により、分周再生クロックと基本クロックとの位相関係を示す位相角信号が求められる。精密計時回路により、分周再生クロックと位相角信号とを用いて分周再生クロックの周期毎の時刻が基本クロックのカウント数で計測されて分周時刻値が求められる。比較差分回路により、分周時刻値と平均分周時刻値との差分をとり、差分信号が求められる。積分回路により、差分信号が積分され、ディジタル／アナログ変換器により、積分値がアナログの制御電圧に変換される。電圧制御発振器は、制御電圧に応答して再生クロックを発生する。
しかしながら、上記関連技術では、次のような課題があった。
すなわち、特許文献１に記載された図５のＰＣＭ信号復調回路では、ノイズが原因で発生した無用なゼロクロス検出パルスｂが排除されて正確なクロック信号が抽出され、正確なデータの復調が行われるが、この発明とは構成が異なる。
すなわち、特許文献１に記載された図５のＰＣＭ信号復調回路では、ノイズが原因で発生した無用なゼロクロス検出パルスｂが排除されて正確なクロック信号が抽出され、正確なデータの復調が行われるが、この発明とは構成が異なる。
特許文献２に記載されたデータ検出装置では、データ検出点に一致した精度の良いタイミング抽出が行われるが、この発明とは構成が異なる。
特許文献３に記載されたクロック再生回路では、高精度で安定したクロックが再生されるが、この発明とは構成や処理方法が異なる。
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、入力ＰＣＭ信号にノイズが含まれている場合でも、正確に復調すると共に、同入力ＰＣＭ信号から基本周波数成分に同期したクロック信号を正確に抽出するＰＣＭ信号復調回路、及び該復調回路に用いられるクロック信号抽出回路を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、ＰＣＭ信号復調回路に係り、入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、前記ゼロクロス点での前記入力ＰＣＭ信号の振幅を表すゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記入力ＰＣＭ信号からピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号を出力するピーク検出手段と、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成し、該データをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の予測情報を作成し、該予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号を出力する復調タイミング判定手段と、該復調タイミング判定手段から出力された前記復調タイミング信号に同期して前記入力ＰＣＭ信号を取り込んで復調データとして出力する復調手段とを備えてなることを特徴としている。
この発明の第２の構成は、ＰＣＭ信号復調方法に係り、ＰＣＭ信号復調回路を、ゼロクロス検出手段と、ピーク検出手段と、復調タイミング判定手段と、復調手段とから構成しておき、前記ゼロクロス検出手段が、入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、前記ゼロクロス点での前記入力ＰＣＭ信号の振幅を表すゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出処理と、前記ピーク検出手段が、前記入力ＰＣＭ信号からピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号を出力するピーク検出処理と、前記復調タイミング判定手段が、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成し、該データをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の予測情報を作成し、該予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号を出力する復調タイミング判定処理と、前記復調手段が、前記復調タイミング判定手段から出力された前記復調タイミング信号に同期して前記入力ＰＣＭ信号を取り込んで復調データとして出力する復調処理とを行うことを特徴としている。
この発明の構成によれば、入力ＰＣＭ信号にノイズが含まれている場合でも、同入力ＰＣＭ信号を高精度で復調するＰＣＭ信号復調回路を実現できる。
上記復調タイミング判定手段が、上記ゼロクロス検出手段（ゼロクロス検出部）から上記ゼロクロス検出信号を入力すると共に上記ピーク検出手段（ピーク検出部）から上記ピーク検出信号を入力して上記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成する一方、上記予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、上記復調タイミング信号を出力するタイミング制御手段（タイミング制御部）と、同タイミング制御手段（タイミング制御部）で生成された上記１周期分のデータを上記入力ＰＣＭ信号の周期に追従するように調整して伝送する伝送タイミング調整手段（ローカルクロック、ＰＬＬ）と、同伝送タイミング調整手段（ローカルクロック、ＰＬＬ）から伝送された上記１周期分のデータを上記エンベロープデータとして蓄積して上記基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、上記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、上記予測情報を作成する予測情報作成手段（エンベロープ予測部）とから構成されているＰＣＭ信号復調回路を実現する。
また、上記タイミング制御手段（タイミング制御部）は、上記ゼロクロス検出手段（ゼロクロス検出部）から出力される上記ゼロクロス検出信号の周期を第１の周期として算出する第１の周期算出手段（周期算出部）と、上記ピーク検出手段（ピーク検出部）から出力される上記ピーク検出信号に含まれる上記ピーク値を検出して上記入力ＰＣＭ信号のトップに対応する場合にトップ判定信号を出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号を出力するピーク判定手段（トップ／ボトム判定部）と、同ピーク判定手段（トップ／ボトム判定部）から出力される上記トップ判定信号の周期を第２の周期として算出する第２の周期算出手段（周期算出部）と、上記ピーク判定手段（トップ／ボトム判定部）から出力される上記ボトム判定信号の周期を第３の周期として算出する第３の周期算出手段（周期算出部）と、上記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号、第１の周期、第２の周期及び第３の周期を入力して平均周期算出用信号として出力する誤差評価手段（誤差評価部）と、上記平均周期算出用信号に基づいて、上記第１の周期、第２の周期及び第３の周期の平均周期を算出する平均周期算出手段（平均周期算出部）と、上記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号及び平均周期に基づいて、上記１周期分のデータを抽出して上記伝送タイミング調整手段（ローカルクロック、ＰＬＬ）へ送出するデータ抽出手段（データ抽出部）とから構成され、上記誤差評価手段（誤差評価部）は、上記平均周期算出用信号に対応する周期の後続の周期の位相及び振幅と上記予測情報作成手段（エンベロープ予測部）で作成された上記予測情報とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、上記復調タイミング信号を出力する構成とされている。
また、上記予測情報作成手段（エンベロープ予測部）は、上記伝送タイミング調整手段（ローカルクロック、ＰＬＬ）から伝送された上記１周期分のデータを取得するデータ取得手段（データ取得部）と、同データ取得手段（データ取得部）で取得された上記１周期分のデータのうちの上記ゼロクロス検出信号及びピーク検出信号に基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する振幅算出データ分類検出手段（振幅算出データ分類検出手段）と、上記第１のゼロクロス点の振幅を第１の基準値と比較して第１の比較結果を出力する第１の評価手段（０°ゼロクロス点評価部）と、同第１の比較結果に基づいて上記第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第１の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）と、同第１の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）による判定結果が上記有効を示すとき、上記第１のゼロクロス点に対応する上記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第１の標本データ補正手段（標本データ補正部）と、上記トップ点の振幅を第２の基準値と比較して第２の比較結果を出力する第２の評価手段（９０°トップ点評価部）と、同第２の比較結果に基づいて上記トップ点の振幅の有効／無効を判定する第２の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）と、同第２の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）による判定結果が上記有効を示すとき、上記トップ点に対応する上記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第２の標本データ補正手段（標本データ補正部）と、上記第２のゼロクロス点の振幅を第３の基準値と比較して第３の比較結果を出力する第３の評価手段（１８０°ゼロクロス点評価部）と、同第３の比較結果に基づいて上記第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第３の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）と、同第３の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）による判定結果が上記有効を示すとき、上記第２のゼロクロス点に対応する上記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第３の標本データ補正手段（標本データ補正部）と、上記ボトム点の振幅を第４の基準値と比較して第４の比較結果を出力する第４の評価手段（２７０°ボトム点評価部）と、同第４の比較結果に基づいて上記ボトム点の振幅の有効／無効を判定する第４の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）と、同第４の有効／無効判定手段（有効／無効判定部）による判定結果が上記有効を示すとき、上記ボトム点に対応する上記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第４の標本データ補正手段（標本データ補正部）と、上記第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する上記各基準位相標本情報及び基準周期情報を集計及び蓄積して、上記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の上記予測情報を作成する予測情報集計作成手段（周期補正部）とから構成されている。
また、上記予測情報集計作成手段（周期補正部）は、蓄積している上記各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより上記総量を一定値とする構成とされている。
図１は、この発明の一実施形態であるＰＣＭ信号復調回路の要部の構成を示すブロック図である。
この形態のＰＣＭ信号復調回路２０は、同図に示すように、フィルタ２１と、ゼロクロス検出部２２と、ピーク検出部２３と、タイミング制御部２４と、ローカルクロック２５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）２６と、エンベロープ予測部２７と、復調部２８とから構成されている。フィルタ２１は、入力ＰＣＭ信号ｉａの信号成分以外のノイズを除去し、入力ＰＣＭ信号ｉｂを出力する。ゼロクロス検出部２２は、入力ＰＣＭ信号ｉｂからゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、同ゼロクロス点での入力ＰＣＭ信号ｉｂの振幅を表すゼロクロス検出信号ｚｂを出力する。
この形態のＰＣＭ信号復調回路２０は、同図に示すように、フィルタ２１と、ゼロクロス検出部２２と、ピーク検出部２３と、タイミング制御部２４と、ローカルクロック２５と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）２６と、エンベロープ予測部２７と、復調部２８とから構成されている。フィルタ２１は、入力ＰＣＭ信号ｉａの信号成分以外のノイズを除去し、入力ＰＣＭ信号ｉｂを出力する。ゼロクロス検出部２２は、入力ＰＣＭ信号ｉｂからゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、同ゼロクロス点での入力ＰＣＭ信号ｉｂの振幅を表すゼロクロス検出信号ｚｂを出力する。
ピーク検出部２３は、入力ＰＣＭ信号ｉｂからピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号ｐｂを出力する。タイミング制御部２４は、ゼロクロス検出部２２からゼロクロス検出信号ｚｂを入力すると共にピーク検出部２３からピーク検出信号ｐｂを入力して入力ＰＣＭ信号ｉｂの１周期分の位相及び振幅を含むデータｐｔを生成する一方、エンベロープ予測部２７からの予測情報ｅｆと後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号ｔｃを出力する。ローカルクロック２５は、ローカルクロック信号ｂｃを出力する。ＰＬＬ２６は、ローカルクロック信号ｂｃに同期して動作し、タイミング制御部２４で生成された１周期分のデータｐｔを入力ＰＣＭ信号ｉｂの周期に追従するように調整して１周期分のデータｐｉとして伝送すると共に復調クロックｍｃを生成する。
エンベロープ予測部２７は、ＰＬＬ２６から伝送された１周期分のデータｐｉをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、同基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、入力ＰＣＭ信号ｉｂの後続の周期の位相及び振幅の上記予測情報ｅｆを作成する。復調部２８は、タイミング制御部２４から出力された復調タイミング信号ｔｃに同期して入力ＰＣＭ信号ｉｂを取り込んで復調データｍｄとして出力する。上記タイミング制御部２４、ローカルクロック２５、ＰＬＬ２６及びエンベロープ予測部２７により、復調タイミング判定手段が構成されている。また、このＰＣＭ信号復調回路２０は、ＰＣＭ信号復調プログラムに基づいて機能するコンピュータで構成されている。
図２は、図１中のタイミング制御部２４の一構成例を示すブロック図である。
このタイミング制御部２４は、図２に示すように、トップ／ボトム判定部３１と、周期算出部３２と、周期算出部３３と、周期算出部３４と、誤差評価部３５と、平均周期算出部３６と、データ抽出部３７とから構成されている。周期算出部３２は、ゼロクロス検出部２２から出力されるゼロクロス検出信号ｚｂの周期を第１の周期ｎａとして算出する。トップ／ボトム判定部３１は、ピーク検出部２３から出力されるピーク検出信号ｐｂに含まれる同ピーク値を検出して同入力ＰＣＭ信号ｉｂのトップに対応する場合にトップ判定信号ｔｄを出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号ｂｄを出力する。
このタイミング制御部２４は、図２に示すように、トップ／ボトム判定部３１と、周期算出部３２と、周期算出部３３と、周期算出部３４と、誤差評価部３５と、平均周期算出部３６と、データ抽出部３７とから構成されている。周期算出部３２は、ゼロクロス検出部２２から出力されるゼロクロス検出信号ｚｂの周期を第１の周期ｎａとして算出する。トップ／ボトム判定部３１は、ピーク検出部２３から出力されるピーク検出信号ｐｂに含まれる同ピーク値を検出して同入力ＰＣＭ信号ｉｂのトップに対応する場合にトップ判定信号ｔｄを出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号ｂｄを出力する。
周期算出部３３は、トップ／ボトム判定部３１から出力されるトップ判定信号ｔｄの周期を第２の周期ｎｂとして算出する。周期算出部３４は、トップ／ボトム判定部３１から出力されるボトム判定信号ｂｄの周期を第３の周期ｎｃとして算出する。誤差評価部３５は、ゼロクロス検出信号ｚｂ、ピーク検出信号ｐｂ、第１の周期ｎａ、第２の周期ｎｂ及び第３の周期ｎｃを入力して平均周期算出用信号ｕとして出力する。平均周期算出部３６は、平均周期算出用信号ｕに基づいて、第１の周期ｎａ、第２の周期ｎｂ及び第３の周期ｎｃの平均周期ｖを算出する。データ抽出部３７は、ゼロクロス検出信号ｚｂ、ピーク検出信号ｐｂ及び平均周期ｖに基づいて、１周期分のデータｐｔを抽出してＰＬＬ２６へ送出する。また、上記誤差評価部３５は、平均周期算出用信号ｕに対応する周期の後続の周期の位相及び振幅とエンベロープ予測部２７で作成された予測情報ｅｆとを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、同復調タイミング信号ｔｃを出力する。
図３は、図１中のエンベロープ予測部２７の一構成例を示すブロック図である。
このエンベロープ予測部２７は、図３に示すように、データ取得部４１と、振幅算出データ分類検出部４２と、０°ゼロクロス点評価部４３1 と、有効／無効判定部４４1 と、標本データ補正部４５1 と、９０°トップ点評価部４３2 と、有効／無効判定部４４2 と、標本データ補正部４５2 と、１８０°ゼロクロス点評価部４３3 と、有効／無効判定部４４3 と、標本データ補正部４５3 と、２７０°ボトム点評価部４３4 と、有効／無効判定部４４4 と、標本データ補正部４５4 と、予測情報作成部４６とから構成されている。データ取得部４１は、ＰＬＬ２６から伝送された１周期分のデータｐｉを取得してデータｐｊとして出力する。振幅算出データ分類検出部４２は、データ取得部４１で取得された１周期分のデータｐｊのうちのゼロクロス検出信号ｚｂ及びピーク検出信号ｐｂに基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する。
このエンベロープ予測部２７は、図３に示すように、データ取得部４１と、振幅算出データ分類検出部４２と、０°ゼロクロス点評価部４３1 と、有効／無効判定部４４1 と、標本データ補正部４５1 と、９０°トップ点評価部４３2 と、有効／無効判定部４４2 と、標本データ補正部４５2 と、１８０°ゼロクロス点評価部４３3 と、有効／無効判定部４４3 と、標本データ補正部４５3 と、２７０°ボトム点評価部４３4 と、有効／無効判定部４４4 と、標本データ補正部４５4 と、予測情報作成部４６とから構成されている。データ取得部４１は、ＰＬＬ２６から伝送された１周期分のデータｐｉを取得してデータｐｊとして出力する。振幅算出データ分類検出部４２は、データ取得部４１で取得された１周期分のデータｐｊのうちのゼロクロス検出信号ｚｂ及びピーク検出信号ｐｂに基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する。
０°ゼロクロス点評価部４３1 は、第１のゼロクロス点の振幅を第１の基準値と比較して第１の比較結果ｋａを出力する。この第１の基準値は、第１のゼロクロス点の振幅の良否を判定するための値に設定されている。有効／無効判定部４４1 は、第１の比較結果ｋａに基づいて第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する。標本データ補正部４５1 は、有効／無効判定部４４1 による判定結果が同有効を示すとき、同第１のゼロクロス点に対応する同基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する。９０°トップ点評価部４３2 は、トップ点の振幅を第２の基準値と比較して第２の比較結果ｋｂを出力する。この第２の基準値は、トップ点の振幅の良否を判定するための値に設定されている。有効／無効判定部４４2 は、第２の比較結果ｋｂに基づいてトップ点の振幅の有効／無効を判定する。標本データ補正部４５2 は、有効／無効判定部４４2 による判定結果が有効を示すとき、トップ点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する。
１８０°ゼロクロス点評価部４３3 は、第２のゼロクロス点の振幅を第３の基準値と比較して第３の比較結果ｋｃを出力する。この第３の基準値は、第２のゼロクロス点の振幅の良否を判定するための値に設定されている。有効／無効判定部４４3 は、第３の比較結果ｋｃに基づいて第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する。標本データ補正部４５3 は、有効／無効判定部４４3 による判定結果が有効を示すとき、第２のゼロクロス点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する。２７０°ボトム点評価部４３4 は、ボトム点の振幅を第４の基準値と比較して第４の比較結果ｋｄを出力する。この第４の基準値は、ボトム点の振幅の良否を判定するための値に設定されている。有効／無効判定部４４4 は、第４の比較結果ｋｄに基づいてボトム点の振幅の有効／無効を判定する。標本データ補正部４５4 は、有効／無効判定部４４4 による判定結果が有効を示すとき、ボトム点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する。
予測情報作成部４６は、第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する各基準位相標本情報及び基準周期情報を集計及び蓄積して、入力ＰＣＭ信号ｉｂの後続の周期の位相及び振幅の予測情報ｅｆを作成する。また、予測情報作成部４６は、蓄積している各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより同総量を一定値とする。
次に、この形態のＰＣＭ信号復調回路２０に用いられるＰＣＭ信号復調方法の処理内容について説明する。
このＰＣＭ信号復調回路２０では、入力ＰＣＭ信号ｉａは、フィルタ２１によりノイズが除去され、同フィルタ２１から入力ＰＣＭ信号ｉｂが出力される。ゼロクロス検出部２２により、入力ＰＣＭ信号ｉｂからゼロクロス点が検出され、この検出タイミングに同期して、同ゼロクロス点での同入力ＰＣＭ信号ｉｂの振幅を表すゼロクロス検出信号ｚｂが出力される（ゼロクロス検出処理）。一方、ピーク検出部２３により、入力ＰＣＭ信号ｉｂからピーク点が検出され、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号ｐｂが出力される（ピーク検出処理）。
このＰＣＭ信号復調回路２０では、入力ＰＣＭ信号ｉａは、フィルタ２１によりノイズが除去され、同フィルタ２１から入力ＰＣＭ信号ｉｂが出力される。ゼロクロス検出部２２により、入力ＰＣＭ信号ｉｂからゼロクロス点が検出され、この検出タイミングに同期して、同ゼロクロス点での同入力ＰＣＭ信号ｉｂの振幅を表すゼロクロス検出信号ｚｂが出力される（ゼロクロス検出処理）。一方、ピーク検出部２３により、入力ＰＣＭ信号ｉｂからピーク点が検出され、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号ｐｂが出力される（ピーク検出処理）。
復調タイミング判定手段（タイミング制御部２４、ローカルクロック２５、ＰＬＬ２６、エンベロープ予測部２７）による復調タイミング判定処理では、タイミング制御部２４により、ゼロクロス検出部２２からゼロクロス検出信号ｚｂが入力されると共にピーク検出部２３からピーク検出信号ｐｂが入力されて入力ＰＣＭ信号ｉｂの１周期分の位相及び振幅を含むデータが生成される。ローカルクロック２５及びＰＬＬ２６により、タイミング制御部２４で生成された１周期分のデータｐｔが入力ＰＣＭ信号ｉｂの周期に追従するように調整されて伝送されると共に復調クロックｍｃが生成される（伝送タイミング調整処理）。エンベロープ予測部２７により、ＰＬＬ２６から伝送された１周期分のデータｐｉがエンベロープデータとして蓄積され、基準位相標本情報及び基準周期情報が作成されると共に、同基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、入力ＰＣＭ信号ｉｂの後続の周期の位相及び振幅の予測情報ｅｆが作成される（予測情報作成処理）。そして、タイミング制御部２４により、予測情報ｅｆと後続の周期の位相及び振幅とが比較されて誤差が所定の範囲内にある（たとえば、合致する）とき、復調タイミング信号ｔｃが出力される（タイミング制御処理）。復調部２８により、復調タイミング信号ｔｃに同期して入力ＰＣＭ信号ｉｂが取り込まれて復調データｍｄとして出力される（復調処理）。
この場合、上記タイミング制御部２４によるタイミング制御処理では、周期算出部３２により、ゼロクロス検出部２２から出力されるゼロクロス検出信号ｚｂの周期が第１の周期ｎａとして算出される（第１の周期算出処理）。トップ／ボトム判定部３１により、ピーク検出部２３から出力されるピーク検出信号ｐｂに含まれるピーク値が検出されて入力ＰＣＭ信号ｉｂのトップに対応する場合にトップ判定信号ｔｄが出力される一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号ｂｄが出力される（ピーク判定処理）。周期算出部３３により、トップ／ボトム判定部３１から出力されるトップ判定信号ｔｄの周期が第２の周期ｎｂとして算出される（第２の周期算出処理）。また、周期算出部３４により、トップ／ボトム判定部３１から出力されるボトム判定信号ｂｄの周期が第３の周期ｎｃとして算出される（第３の周期算出処理）。
誤差評価部３５に、ゼロクロス検出信号ｚｂ、ピーク検出信号ｐｂ、第１の周期ｎａ、第２の周期ｎｂ及び第３の周期ｎｃが入力され、平均周期算出用信号ｕとして出力される。
平均周期算出部３６により、平均周期算出用信号ｕに基づいて、第１の周期ｎａ、第２の周期ｎｂ及び第３の周期ｎｃの平均周期ｖが算出される（平均周期算出処理）。データ抽出部３７により、ゼロクロス検出信号ｚｂ、ピーク検出信号ｐｂ及び平均周期ｖに基づいて、１周期分のデータｐｔが抽出してＰＬＬ２６へ送出され（データ抽出処理）、同ＰＬＬ２６から１周期分のデータｐｉがエンベロープ予測部２７へ伝送される。
平均周期算出部３６により、平均周期算出用信号ｕに基づいて、第１の周期ｎａ、第２の周期ｎｂ及び第３の周期ｎｃの平均周期ｖが算出される（平均周期算出処理）。データ抽出部３７により、ゼロクロス検出信号ｚｂ、ピーク検出信号ｐｂ及び平均周期ｖに基づいて、１周期分のデータｐｔが抽出してＰＬＬ２６へ送出され（データ抽出処理）、同ＰＬＬ２６から１周期分のデータｐｉがエンベロープ予測部２７へ伝送される。
エンベロープ予測部２７による予測情報作成処理では、データ取得部４１により、ＰＬＬ２６から伝送された１周期分のデータｐｉが取得されてデータｐｊとして出力される（データ取得処理）。振幅算出データ分類検出部４２により、データ取得部４１から出力された１周期分のデータｐｊのうちのゼロクロス検出信号ｚｂ及びピーク検出信号ｐｂに基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅が算出される（振幅算出データ分類検出処理）。０°ゼロクロス点評価部４３1 により、第１のゼロクロス点の振幅が第１の基準値と比較されて第１の比較結果ｋａが出力される（第１の評価処理）。
有効／無効判定部４４1 により、第１の比較結果ｋａに基づいて第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効が判定される（第１の有効／無効判定処理）。標本データ補正部４５1 により、有効／無効判定部４４1 による判定結果が有効を示すとき、第１のゼロクロス点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報が更新される（第１の標本データ補正処理）。また、９０°トップ点評価部４３2 により、トップ点の振幅が第２の基準値と比較されて第２の比較結果ｋｂが出力される（第２の評価処理）。有効／無効判定部４４2 により、第２の比較結果ｋｂに基づいてトップ点の振幅の有効／無効が判定される（第２の有効／無効判定処理）。標本データ補正部４５2 により、有効／無効判定部４４2 による判定結果が有効を示すとき、トップ点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報が更新される（第２の標本データ補正処理）。
また、１８０°ゼロクロス点評価部４３3 により、第２のゼロクロス点の振幅が第３の基準値と比較されて第３の比較結果ｋｃが出力される（第３の評価処理）。有効／無効判定部４４3 により、第３の比較結果ｋｃに基づいて第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効が判定される（第３の有効／無効判定処理）。標本データ補正部４５3 により、有効／無効判定部４４3 による判定結果が有効を示すとき、第２のゼロクロス点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報が更新される（第３の標本データ補正処理）。また、２７０°ボトム点評価部４３4 により、ボトム点の振幅が第４の基準値と比較されて第４の比較結果ｋｄが出力される（第４の評価処理）。有効／無効判定部４４4 により、第４の比較結果ｋｄに基づいてボトム点の振幅の有効／無効が判定される（第４の有効／無効判定処理）。標本データ補正部４５4 により、有効／無効判定部４４4 による判定結果が有効を示すとき、ボトム点に対応する基準位相標本情報及び基準周期情報が更新される（第４の標本データ補正処理）。
予測情報作成部４６により、上記第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する各基準位相標本情報及び基準周期情報が集計及び蓄積され、入力ＰＣＭ信号ｉｂの後続の周期の位相及び振幅の予測情報ｅｆが作成される（予測情報集計作成処理）。この予測情報集計作成処理では、予測情報作成部４６により、蓄積されている各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより同総量が一定値とされる。この後、タイミング制御部２４の誤差評価部３５により、平均周期算出用信号ｕに対応する周期の後続の周期の位相及び振幅とエンベロープ予測部２７で作成された予測情報ｅｆとが比較されて誤差が所定の範囲内にある（たとえば、合致）とき、復調タイミング信号ｔｃが出力される（誤差評価処理）。
以上のように、この実施形態では、復調タイミング判定手段（タイミング制御部２４、ローカルクロック２５、ＰＬＬ２６、エンベロープ予測部２７）により、入力ＰＣＭ信号ｉｂの後続の周期の位相及び振幅の予測情報ｅｆが作成され、同予測情報ｅｆと後続の周期の位相及び振幅とが比較されて誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号ｔｃが出力されるので、入力ＰＣＭ信号ｉｂのゼロクロス点付近にノイズが重畳している場合でも、復調部２８により、入力ＰＣＭ信号ｉｂの復調が高精度で行われる。
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限定されない。
（付記１）入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、前記ゼロクロス点での前記入力ＰＣＭ信号の振幅を表すゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記入力ＰＣＭ信号からピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号を出力するピーク検出手段と、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成し、該データをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の予測情報を作成し、該予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号を出力する復調タイミング判定手段と、該復調タイミング判定手段から出力された前記復調タイミング信号に同期して前記入力ＰＣＭ信号を取り込んで復調データとして出力する復調手段とを備えてなるＰＣＭ信号復調回路。
（付記２）前記復調タイミング判定手段は、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成する一方、前記予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力するタイミング制御手段と、 該タイミング制御手段で生成された前記１周期分のデータを前記入力ＰＣＭ信号の周期に追従するように調整して伝送する伝送タイミング調整手段と、該伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを前記エンベロープデータとして蓄積して前記基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記予測情報を作成する予測情報作成手段とから構成されている付記１記載のＰＣＭ信号復調回路。
（付記３）前記タイミング制御手段は、前記ゼロクロス検出手段から出力される前記ゼロクロス検出信号の周期を第１の周期として算出する第１の周期算出手段と、前記ピーク検出手段から出力される前記ピーク検出信号に含まれる前記ピーク値を検出して前記入力ＰＣＭ信号のトップに対応する場合にトップ判定信号を出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号を出力するピーク判定手段と、該ピーク判定手段から出力される前記トップ判定信号の周期を第２の周期として算出する第２の周期算出手段と、前記ピーク判定手段から出力される前記ボトム判定信号の周期を第３の周期として算出する第３の周期算出手段と、前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号、第１の周期、第２の周期及び第３の周期を入力して平均周期算出用信号として出力する誤差評価手段と、前記平均周期算出用信号に基づいて、前記第１の周期、第２の周期及び第３の周期の平均周期を算出する平均周期算出手段と、前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号及び平均周期に基づいて、前記１周期分のデータを抽出して前記伝送タイミング調整手段へ送出するデータ抽出手段とから構成され、前記誤差評価手段は、前記平均周期算出用信号に対応する周期の後続の周期の位相及び振幅と前記予測情報作成手段で作成された前記予測情報とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力する構成とされている付記２記載のＰＣＭ信号復調回路。
（付記４）前記予測情報作成手段は、前記伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを取得するデータ取得手段と、該データ取得手段で取得された前記１周期分のデータのうちの前記ゼロクロス検出信号及びピーク検出信号に基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する振幅算出データ分類検出手段と、前記第１のゼロクロス点の振幅を第１の基準値と比較して第１の比較結果を出力する第１の評価手段と、該第１の比較結果に基づいて前記第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第１の有効／無効判定手段と、該第１の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第１のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第１の標本データ補正手段と、前記トップ点の振幅を第２の基準値と比較して第２の比較結果を出力する第２の評価手段と、該第２の比較結果に基づいて前記トップ点の振幅の有効／無効を判定する第２の有効／無効判定手段と、該第２の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記トップ点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第２の標本データ補正手段と、前記第２のゼロクロス点の振幅を第３の基準値と比較して第３の比較結果を出力する第３の評価手段と、該第３の比較結果に基づいて前記第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第３の有効／無効判定手段と、該第３の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第２のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第３の標本データ補正手段と、前記ボトム点の振幅を第４の基準値と比較して第４の比較結果を出力する第４の評価手段と、該第４の比較結果に基づいて前記ボトム点の振幅の有効／無効を判定する第４の有効／無効判定手段と、該第４の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記ボトム点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第４の標本データ補正手段と、前記第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する前記各基準位相標本情報及び基準周期情報を集計及び蓄積して、前記予測情報を作成する予測情報集計作成手段とから構成されている付記２又は３記載のＰＣＭ信号復調回路。
（付記５）前記予測情報集計作成手段は、蓄積している前記各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより前記総量を一定値とする構成とされている付記４記載のＰＣＭ信号復調回路。
（付記６）ＰＣＭ信号復調回路を、ゼロクロス検出手段と、ピーク検出手段と、復調タイミング判定手段と、復調手段とから構成しておき、前記ゼロクロス検出手段が、入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、前記ゼロクロス点での前記入力ＰＣＭ信号の振幅を表すゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出処理と、前記ピーク検出手段が、前記入力ＰＣＭ信号からピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号を出力するピーク検出処理と、前記復調タイミング判定手段が、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成し、該データをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の予測情報を作成し、該予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号を出力する復調タイミング判定処理と、前記復調手段が、前記復調タイミング判定手段から出力された前記復調タイミング信号に同期して前記入力ＰＣＭ信号を取り込んで復調データとして出力する復調処理とを行うＰＣＭ信号復調方法。
（付記７）前記復調タイミング判定手段を、タイミング制御手段と、伝送タイミング調整手段と、予測情報作成手段とから構成しておき、前記復調タイミング判定処理では、前記タイミング制御手段が、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成する一方、前記予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力するタイミング制御処理と、前記伝送タイミング調整手段が、前記タイミング制御手段で生成された前記１周期分のデータを前記入力ＰＣＭ信号の周期に追従するように調整して伝送する伝送タイミング調整処理と、前記予測情報作成手段が、前記伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを前記エンベロープデータとして蓄積して前記基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記予測情報を作成する予測情報作成処理とを行う付記６記載のＰＣＭ信号復調方法。
（付記８）前記タイミング制御手段を、第１の周期算出手段と、ピーク判定手段と、第２の周期算出手段と、第３の周期算出手段と、誤差評価手段と、平均周期算出手段と、データ抽出手段とから構成しておき、前記タイミング制御処理では、前記第１の周期算出手段が、前記ゼロクロス検出手段から出力される前記ゼロクロス検出信号の周期を第１の周期として算出する第１の周期算出処理と、前記ピーク判定手段が、前記ピーク検出手段から出力される前記ピーク検出信号に含まれる前記ピーク値を検出して前記入力ＰＣＭ信号のトップに対応する場合にトップ判定信号を出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号を出力するピーク判定処理と、前記第２の周期算出手段が、前記ピーク判定手段から出力される前記トップ判定信号の周期を第２の周期として算出する第２の周期算出処理と、前記第３の周期算出手段が、前記ピーク判定手段から出力される前記ボトム判定信号の周期を第３の周期として算出する第３の周期算出処理と、前記誤差評価手段が、前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号、第１の周期、第２の周期及び第３の周期を入力して平均周期算出用信号として出力し、前記平均周期算出手段が、前記平均周期算出用信号に基づいて、前記第１の周期、第２の周期及び第３の周期の平均周期を算出する平均周期算出処理と、前記データ抽出手段が、前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号及び平均周期に基づいて、前記１周期分のデータを抽出して前記伝送タイミング調整手段へ送出するデータ抽出処理とを行い、前記誤差評価手段が、前記平均周期算出用信号に対応する周期の後続の周期の位相及び振幅と前記予測情報作成手段で作成された前記予測情報とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力する誤差評価処理を行う付記７記載のＰＣＭ信号復調方法。
（付記９）前記予測情報作成手段を、データ取得手段と、振幅算出データ分類検出手段と、第１の評価手段と、第１の有効／無効判定手段と、第１の標本データ補正手段と、第２の評価手段と、第２の有効／無効判定手段と、第２の標本データ補正手段と、第３の評価手段と、第３の有効／無効判定手段と、第３の標本データ補正手段と、第４の評価手段と、第４の有効／無効判定手段と、第４の標本データ補正手段と、予測情報集計作成手段とから構成しておき、前記予測情報作成処理では、前記データ取得手段が、前記伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを取得するデータ取得処理と、前記振幅算出データ分類検出手段が、前記データ取得手段で取得された前記１周期分のデータのうちの前記ゼロクロス検出信号及びピーク検出信号に基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する振幅算出データ分類検出処理と、前記第１の評価手段が、前記第１のゼロクロス点の振幅を第１の基準値と比較して第１の比較結果を出力する第１の評価処理と、前記第１の有効／無効判定手段が、前記第１の比較結果に基づいて前記第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第１の有効／無効判定処理と、前記第１の標本データ補正手段が、前記第１の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第１のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第１の標本データ補正処理と、前記第２の評価手段が、前記トップ点の振幅を第２の基準値と比較して第２の比較結果を出力する第２の評価処理と、前記第２の有効／無効判定手段が、前記第２の比較結果に基づいて前記トップ点の振幅の有効／無効を判定する第２の有効／無効判定処理と、前記第２の標本データ補正手段が、前記第２の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記トップ点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第２の標本データ補正処理と、前記第３の評価手段が、前記第２のゼロクロス点の振幅を第３の基準値と比較して第３の比較結果を出力する第３の評価処理と、前記第３の有効／無効判定手段が、前記第３の比較結果に基づいて前記第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第３の有効／無効判定処理と、前記第３の標本データ補正手段が、前記第３の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第２のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第３の標本データ補正処理と、前記第４の評価手段が、前記ボトム点の振幅を第４の基準値と比較して第４の比較結果を出力する第４の評価処理と、前記第４の有効／無効判定手段が、前記第４の比較結果に基づいて前記ボトム点の振幅の有効／無効を判定する第４の有効／無効判定処理と、前記第４の標本データ補正手段が、前記第４の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記ボトム点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第４の標本データ補正処理と、前記予測情報集計作成手段が、前記第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する前記各基準位相標本情報及び基準周期情報を集計及び蓄積して、前記予測情報を作成する予測情報集計作成処理とを行う付記７又は８記載のＰＣＭ信号復調方法。
（付記１０）前記予測情報集計作成処理では、前記予測情報集計作成手段が、蓄積している前記各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより前記総量を一定値とする付記９記載のＰＣＭ信号復調方法。
（付記１１）コンピュータを、付記１乃至５のいずれか一に記載のＰＣＭ信号復調回路として機能させるＰＣＭ信号復調プログラム。
この発明は、ＰＣＭ信号復調回路全般に適用でき、特に、精度が要求されるタイムコード信号を扱う装置などに用いて有効である。
２０ ＰＣＭ信号復調回路
２２ ゼロクロス検出部（ゼロクロス検出手段）
２３ ピーク検出部（ピーク検出手段）
２４ タイミング制御部（復調タイミング判定手段の一部、タイミング制御手段）
２５ ローカルクロック（復調タイミング判定手段の一部、伝送タイミング調整手段の一部）
２６ ＰＬＬ（Phase Locked Loop）（復調タイミング判定手段の一部、伝送タイミング調整手段の一部）
２７ エンベロープ予測部（復調タイミング判定手段の一部、予測情報作成手段）
２８ 復調部（復調手段）
３１ トップ／ボトム判定部（ピーク判定手段）
３２ 周期算出部（第１の周期算出手段）
３３ 周期算出部（第２の周期算出手段）
３４ 周期算出部（第３の周期算出手段）
３５ 誤差評価部（誤差評価手段）
３６ 平均周期算出部（平均周期算出手段）
３７ データ抽出部（データ抽出手段）
４１ データ取得部（データ取得手段）
４２ 振幅算出データ分類検出部（振幅算出データ分類検出手段）
４３1 ０°ゼロクロス点評価部（第１の評価手段）
４３2 ９０°トップ点評価部（第２の評価手段）
４３3 １８０°ゼロクロス点評価部（第３の評価手段）
４３4 ２７０°ボトム点評価部（第４の評価手段）
４４1 有効／無効判定部（第１の有効／無効判定手段）
４４2 有効／無効判定部（第２の有効／無効判定手段）
４４3 有効／無効判定部（第３の有効／無効判定手段）
４４4 有効／無効判定部（第４の有効／無効判定手段）
４５1 標本データ補正部（第１の標本データ補正手段）
４５2 標本データ補正部（第２の標本データ補正手段）
４５3 標本データ補正部（第３の標本データ補正手段）
４５4 標本データ補正部（第４の標本データ補正手段）
４６ 予測情報作成部（予測情報集計作成手段）
２２ ゼロクロス検出部（ゼロクロス検出手段）
２３ ピーク検出部（ピーク検出手段）
２４ タイミング制御部（復調タイミング判定手段の一部、タイミング制御手段）
２５ ローカルクロック（復調タイミング判定手段の一部、伝送タイミング調整手段の一部）
２６ ＰＬＬ（Phase Locked Loop）（復調タイミング判定手段の一部、伝送タイミング調整手段の一部）
２７ エンベロープ予測部（復調タイミング判定手段の一部、予測情報作成手段）
２８ 復調部（復調手段）
３１ トップ／ボトム判定部（ピーク判定手段）
３２ 周期算出部（第１の周期算出手段）
３３ 周期算出部（第２の周期算出手段）
３４ 周期算出部（第３の周期算出手段）
３５ 誤差評価部（誤差評価手段）
３６ 平均周期算出部（平均周期算出手段）
３７ データ抽出部（データ抽出手段）
４１ データ取得部（データ取得手段）
４２ 振幅算出データ分類検出部（振幅算出データ分類検出手段）
４３1 ０°ゼロクロス点評価部（第１の評価手段）
４３2 ９０°トップ点評価部（第２の評価手段）
４３3 １８０°ゼロクロス点評価部（第３の評価手段）
４３4 ２７０°ボトム点評価部（第４の評価手段）
４４1 有効／無効判定部（第１の有効／無効判定手段）
４４2 有効／無効判定部（第２の有効／無効判定手段）
４４3 有効／無効判定部（第３の有効／無効判定手段）
４４4 有効／無効判定部（第４の有効／無効判定手段）
４５1 標本データ補正部（第１の標本データ補正手段）
４５2 標本データ補正部（第２の標本データ補正手段）
４５3 標本データ補正部（第３の標本データ補正手段）
４５4 標本データ補正部（第４の標本データ補正手段）
４６ 予測情報作成部（予測情報集計作成手段）
Claims (10)
- 入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、前記ゼロクロス点での前記入力ＰＣＭ信号の振幅を表すゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出手段と、
前記入力ＰＣＭ信号からピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号を出力するピーク検出手段と、
前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成し、該データをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の予測情報を作成し、該予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号を出力する復調タイミング判定手段と、
該復調タイミング判定手段から出力された前記復調タイミング信号に同期して前記入力ＰＣＭ信号を取り込んで復調データとして出力する復調手段とを備えてなることを特徴とするＰＣＭ信号復調回路。 - 前記復調タイミング判定手段は、
前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成する一方、前記予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力するタイミング制御手段と、
該タイミング制御手段で生成された前記１周期分のデータを前記入力ＰＣＭ信号の周期に追従するように調整して伝送する伝送タイミング調整手段と、
該伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを前記エンベロープデータとして蓄積して前記基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記予測情報を作成する予測情報作成手段とから構成されていることを特徴とする請求項１記載のＰＣＭ信号復調回路。 - 前記タイミング制御手段は、
前記ゼロクロス検出手段から出力される前記ゼロクロス検出信号の周期を第１の周期として算出する第１の周期算出手段と、
前記ピーク検出手段から出力される前記ピーク検出信号に含まれる前記ピーク値を検出して前記入力ＰＣＭ信号のトップに対応する場合にトップ判定信号を出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号を出力するピーク判定手段と、
該ピーク判定手段から出力される前記トップ判定信号の周期を第２の周期として算出する第２の周期算出手段と、
前記ピーク判定手段から出力される前記ボトム判定信号の周期を第３の周期として算出する第３の周期算出手段と、
前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号、第１の周期、第２の周期及び第３の周期を入力して平均周期算出用信号として出力する誤差評価手段と、
前記平均周期算出用信号に基づいて、前記第１の周期、第２の周期及び第３の周期の平均周期を算出する平均周期算出手段と、
前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号及び平均周期に基づいて、前記１周期分のデータを抽出して前記伝送タイミング調整手段へ送出するデータ抽出手段とから構成され、
前記誤差評価手段は、
前記平均周期算出用信号に対応する周期の後続の周期の位相及び振幅と前記予測情報作成手段で作成された前記予測情報とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力する構成とされていることを特徴とする請求項２記載のＰＣＭ信号復調回路。 - 前記予測情報作成手段は、
前記伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを取得するデータ取得手段と、
該データ取得手段で取得された前記１周期分のデータのうちの前記ゼロクロス検出信号及びピーク検出信号に基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する振幅算出データ分類検出手段と、
前記第１のゼロクロス点の振幅を第１の基準値と比較して第１の比較結果を出力する第１の評価手段と、
該第１の比較結果に基づいて前記第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第１の有効／無効判定手段と、
該第１の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第１のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第１の標本データ補正手段と、
前記トップ点の振幅を第２の基準値と比較して第２の比較結果を出力する第２の評価手段と、
該第２の比較結果に基づいて前記トップ点の振幅の有効／無効を判定する第２の有効／無効判定手段と、
該第２の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記トップ点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第２の標本データ補正手段と、
前記第２のゼロクロス点の振幅を第３の基準値と比較して第３の比較結果を出力する第３の評価手段と、
該第３の比較結果に基づいて前記第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第３の有効／無効判定手段と、
該第３の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第２のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第３の標本データ補正手段と、
前記ボトム点の振幅を第４の基準値と比較して第４の比較結果を出力する第４の評価手段と、
該第４の比較結果に基づいて前記ボトム点の振幅の有効／無効を判定する第４の有効／無効判定手段と、
該第４の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記ボトム点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第４の標本データ補正手段と、
前記第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する前記各基準位相標本情報及び基準周期情報を集計及び蓄積して、前記予測情報を作成する予測情報集計作成手段とから構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載のＰＣＭ信号復調回路。 - 前記予測情報集計作成手段は、
蓄積している前記各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより前記総量を一定値とする構成とされていることを特徴とする請求項４記載のＰＣＭ信号復調回路。 - ＰＣＭ信号復調回路を、ゼロクロス検出手段と、ピーク検出手段と、復調タイミング判定手段と、復調手段とから構成しておき、
前記ゼロクロス検出手段が、入力ＰＣＭ信号からゼロクロス点を検出し、この検出タイミングに同期して、前記ゼロクロス点での前記入力ＰＣＭ信号の振幅を表すゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出処理と、
前記ピーク検出手段が、前記入力ＰＣＭ信号からピーク点を検出し、この検出タイミングに同期して、ピーク値を表すピーク検出信号を出力するピーク検出処理と、
前記復調タイミング判定手段が、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成し、該データをエンベロープデータとして蓄積して基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記入力ＰＣＭ信号の後続の周期の位相及び振幅の予測情報を作成し、該予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、復調タイミング信号を出力する復調タイミング判定処理と、
前記復調手段が、前記復調タイミング判定手段から出力された前記復調タイミング信号に同期して前記入力ＰＣＭ信号を取り込んで復調データとして出力する復調処理とを行うことを特徴とするＰＣＭ信号復調方法。 - 前記復調タイミング判定手段を、タイミング制御手段と、伝送タイミング調整手段と、予測情報作成手段とから構成しておき、
前記復調タイミング判定処理では、
前記タイミング制御手段が、前記ゼロクロス検出手段から前記ゼロクロス検出信号を入力すると共に前記ピーク検出手段から前記ピーク検出信号を入力して前記入力ＰＣＭ信号の１周期分の位相及び振幅を含むデータを生成する一方、前記予測情報と後続の周期の位相及び振幅とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力するタイミング制御処理と、
前記伝送タイミング調整手段が、前記タイミング制御手段で生成された前記１周期分のデータを前記入力ＰＣＭ信号の周期に追従するように調整して伝送する伝送タイミング調整処理と、
前記予測情報作成手段が、前記伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを前記エンベロープデータとして蓄積して前記基準位相標本情報及び基準周期情報を作成すると共に、前記基準位相標本情報及び基準周期情報に基づいて、前記予測情報を作成する予測情報作成処理とを行うことを特徴とする請求項６記載のＰＣＭ信号復調方法。 - 前記タイミング制御手段を、第１の周期算出手段と、ピーク判定手段と、第２の周期算出手段と、第３の周期算出手段と、誤差評価手段と、平均周期算出手段と、データ抽出手段とから構成しておき、
前記タイミング制御処理では、
前記第１の周期算出手段が、前記ゼロクロス検出手段から出力される前記ゼロクロス検出信号の周期を第１の周期として算出する第１の周期算出処理と、
前記ピーク判定手段が、前記ピーク検出手段から出力される前記ピーク検出信号に含まれる前記ピーク値を検出して前記入力ＰＣＭ信号のトップに対応する場合にトップ判定信号を出力する一方、ボトムに対応する場合にボトム判定信号を出力するピーク判定処理と、
前記第２の周期算出手段が、前記ピーク判定手段から出力される前記トップ判定信号の周期を第２の周期として算出する第２の周期算出処理と、
前記第３の周期算出手段が、前記ピーク判定手段から出力される前記ボトム判定信号の周期を第３の周期として算出する第３の周期算出処理と、
前記誤差評価手段が、前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号、第１の周期、第２の周期及び第３の周期を入力して平均周期算出用信号として出力し、
前記平均周期算出手段が、前記平均周期算出用信号に基づいて、前記第１の周期、第２の周期及び第３の周期の平均周期を算出する平均周期算出処理と、
前記データ抽出手段が、前記ゼロクロス検出信号、ピーク検出信号及び平均周期に基づいて、前記１周期分のデータを抽出して前記伝送タイミング調整手段へ送出するデータ抽出処理とを行い、
前記誤差評価手段が、前記平均周期算出用信号に対応する周期の後続の周期の位相及び振幅と前記予測情報作成手段で作成された前記予測情報とを比較して誤差が所定の範囲内にあるとき、前記復調タイミング信号を出力する誤差評価処理を行うことを特徴とする請求項７記載のＰＣＭ信号復調方法。 - 前記予測情報作成手段を、データ取得手段と、振幅算出データ分類検出手段と、第１の評価手段と、第１の有効／無効判定手段と、第１の標本データ補正手段と、第２の評価手段と、第２の有効／無効判定手段と、第２の標本データ補正手段と、第３の評価手段と、第３の有効／無効判定手段と、第３の標本データ補正手段と、第４の評価手段と、第４の有効／無効判定手段と、第４の標本データ補正手段と、予測情報集計作成手段とから構成しておき、
前記予測情報作成処理では、
前記データ取得手段が、前記伝送タイミング調整手段から伝送された前記１周期分のデータを取得するデータ取得処理と、
前記振幅算出データ分類検出手段が、前記データ取得手段で取得された前記１周期分のデータのうちの前記ゼロクロス検出信号及びピーク検出信号に基づいて、位相が０度の第１のゼロクロス点の振幅、位相が９０度のトップ点の振幅、位相が１８０度の第２のゼロクロス点の振幅、及び位相が２７０度のボトム点の振幅を算出する振幅算出データ分類検出処理と、
前記第１の評価手段が、前記第１のゼロクロス点の振幅を第１の基準値と比較して第１の比較結果を出力する第１の評価処理と、
前記第１の有効／無効判定手段が、前記第１の比較結果に基づいて前記第１のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第１の有効／無効判定処理と、
前記第１の標本データ補正手段が、前記第１の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第１のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第１の標本データ補正処理と、
前記第２の評価手段が、前記トップ点の振幅を第２の基準値と比較して第２の比較結果を出力する第２の評価処理と、
前記第２の有効／無効判定手段が、前記第２の比較結果に基づいて前記トップ点の振幅の有効／無効を判定する第２の有効／無効判定処理と、
前記第２の標本データ補正手段が、前記第２の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記トップ点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第２の標本データ補正処理と、
前記第３の評価手段が、前記第２のゼロクロス点の振幅を第３の基準値と比較して第３の比較結果を出力する第３の評価処理と、
前記第３の有効／無効判定手段が、前記第３の比較結果に基づいて前記第２のゼロクロス点の振幅の有効／無効を判定する第３の有効／無効判定処理と、
前記第３の標本データ補正手段が、前記第３の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記第２のゼロクロス点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第３の標本データ補正処理と、
前記第４の評価手段が、前記ボトム点の振幅を第４の基準値と比較して第４の比較結果を出力する第４の評価処理と、
前記第４の有効／無効判定手段が、前記第４の比較結果に基づいて前記ボトム点の振幅の有効／無効を判定する第４の有効／無効判定処理と、
前記第４の標本データ補正手段が、前記第４の有効／無効判定手段による判定結果が前記有効を示すとき、前記ボトム点に対応する前記基準位相標本情報及び基準周期情報を更新する第４の標本データ補正処理と、
前記予測情報集計作成手段が、前記第１のゼロクロス点、トップ点、第２のゼロクロス点及びボトム点に対応する前記各基準位相標本情報及び基準周期情報を集計及び蓄積して、前記予測情報を作成する予測情報集計作成処理とを行うことを特徴とする請求項７又は８記載のＰＣＭ信号復調方法。 - 前記予測情報集計作成処理では、
前記予測情報集計作成手段が、蓄積している前記各基準位相標本情報及び基準周期情報の総量が規定値以上となる場合、最も過去の情報を消去することにより前記総量を一定値とすることを特徴とする請求項９記載のＰＣＭ信号復調方法。
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