JPH063901B2 - クロツク再生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、デジタル信号で通信を行なう通信装置におい
て使用されるクロック再生回路に関し、特に、無信号入
力となった場合にアラーム信号を発生するアラーム回路
を備えたクロック再生回路に関する。

［従来の技術］ 従来、デジタル信号によって通信を行なう通信機器のク
ロック再生回路は、第４図に示すように構成してあっ
た。すなわち、入力されたデジタルデータ信号１から微
分回路５によってクロック成分を抽出し、これを位相比
較器６１と、ローパスフィルタ６２と、制御信号増幅用
の直流増幅器６３と、電圧制御発振器６４からなるフェ
ーズロックループ回路６によって安定化して再生クロッ
ク信号４とし、これをフリップフロップ回路８によって
データ信号を整形してから安定なデータ信号３として出
力するとともに、デジタルデータ信号１が入力されなか
った場合には、アラーム回路９とゲート回路７が動作し
て、クロック信号とデータ信号との出力を停止するよう
になっている。そして、アラーム回路９は、第５図に示
すように、単安定マルチバイブレータ９３の入力９１に
デジタルデータ信号１を入力しておき、コンデンサ９４
と抵抗９５で定められる一定の時間以上入力信号がない
とアラーム出力９２が“１”レベルとなりアラーム状態
を表わすように構成してある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来のクロック再生回路においては、無入力を
検出するアラーム回路をデータ信号ラインから直接分岐
するので、インピーダンスの変化によって波形が影響を
受けやすい高速のデータ信号の伝送等に用いるのは好ま
しくなかった。さらに、アラーム回路には単安定マルチ
バイブレータを用いて時定数設定を行なうので、回路も
複雑になるという欠点があった。

本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、無
入力アラームの検出をデータ信号の波形に悪影響を与え
ることなく行なえるようにし、しかもアラーム回路の回
路構成を簡潔にしたクロック再生回路の提供を目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のクロック再生回路は、入力のデジタルデータ信
号を微分してクロック成分を抽出する微分回路と、前記
クロック成分を受信して再生クロック信号を発生するフ
ェーズロックループ回路とを備え、前記フェーズロック
ループ回路は前記再生クロック信号を発生する電圧制御
発振器と、この電圧制御発振器の出力信号と前記微分回
路の出力のリセット信号とによって前記デジタルデータ
信号を分周した後に平滑する第一のフリップフロップ回
路及び平滑回路を含む位相比較器と、この位相比較器の
出力の平滑信号から予め定められた高周波成分を除去す
るローパスフィルタと、このローパスフィルタの出力を
増幅して前記電圧制御発振器の制御信号として出力する
直流増幅器とを有するクロック再生回路において、前記
デジタルデータ信号の入力があり且つ前記フェーズロッ
クループ回路が安定に動作している場合には出力電圧を
０ボルトにオフセットし前記デジタルデータ信号の無入
力の状態では前記出力電圧を予め定められた電圧値に設
定し前記電圧値の出力の場合をアラーム信号とする前記
直流増幅器と、前記直流増幅器の出力に接続された抵抗
を通して前記アラーム信号が入力された場合に前記再生
クロック信号の出力を禁止するゲート回路と、このゲー
ト回路の出力をクロックとして前記デジタルデータ信号
を整形する第二のフリップフロップ回路とを備えてい
る。

［作用］ 本発明によるクロック再生回路は、アラーム回路とし
て、フェーズロックループ回路内の電圧制御発振器の制
御信号である直流信号を増幅する直流増幅器を利用し、
この直流増幅器の出力から抵抗を介して分岐させた信号
をアラーム信号としている。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について第１図乃至第３図を参
照して説明する。

第１図は実施例クロック再生回路の回路構成図、第２図
は位相比較器の回路構成図、第３図は位相比較器の各部
信号波形図を示す。これらの図面において、１はデジタ
ルデータ信号、２は外部へ出力するアラーム信号、３は
出力デジタル信号、４は再生クロック信号を示す。ま
た、５は入力データ信号の立上りおよび立下りを、クロ
ック成分を含む幅の狭いパルスとして抽出する微分回
路、６はリセット機能付きの第一のフリップフロップ回
路６１４による位相比較器（ＰＤ）６１と、ローパスフ
ィルタ６２と、直流増幅器６３と、電圧制御発振器（Ｖ
ＣＸＯ）６４とからなるフェーズロックループ回路（Ｐ
ＬＬ）、７はゲート回路、８は第二のフリップフロップ
回路、１０は分岐用の抵抗である。

したがって、入力されたデジタルデータ信号１の一方
は、クロック成分抽出のための微分回路５に分岐され、
他方はゆらぎの除去を行なう第二のフリップフロップ回
路８に入力され整形・安定化された出力デジタルデータ
信号３となり、再生クロック信号４とアラーム信号２と
ともに出力される。そして、微分回路５側に分岐された
信号は、微分回路５で信号の立上りおよび立下りをクロ
ック成分を含む幅の狭いパルス信号として抽出され、第
一のフリップフロップ回路６１４からなる位相比較器６
１のリセット信号６１１として用いられ、電圧制御発振
器６４からの再生クロック信号６１２をこのフリップフ
ロップ回路６１４で２分周する。

リセット信号６１１は、抽出クロック信号の動きに応じ
て時間的に変化するので、分周信号６１７ａのパルスの
デューティはそれに対応して変化する。この分周信号６
１７ａを抵抗６１５とコンデンサ６１６とで平滑すると
入力信号の動きに応じて電圧の変化する直流信号６１３
ａが得られる。この直流６１３ａが位相比較器６１の出
力となり、ローパスフィルタ６２を通って直流増幅器６
３に供給される。このときの各部の波形は第３図に示す
ようになる。

ここで、入力のデジタルデータ信号１がなくなると、微
分回路５からリセット信号６１１が出力されなくなるの
で、位相比較器６１によってクロック信号６１２は完全
に２分周される。これにより、位相比較器６１からの出
力パルスのデューティは５０％と高くなり、これを平滑
すると、直流電圧も高くなる。この場合の分周信号６１
７ｂと直流信号６１３ｂとを第３図において併せ示す。

直流増幅器６３の出力は、フェーズロックループ回路６
が安定動作しているときは、一定の電圧を中心にして微
小変動しているが、この一定の電圧を０ボルトになるよ
うにオフセットしておく。また、前述のように入力のデ
ジタルデータ信号１がなくなって位相比較器６１の出力
の直流電圧が高くなり、直流増幅器６３の入力が大きく
なった場合には、直流増幅器６３の出力が過大となり直
流増幅器６３の、例えば、電源電圧に等しくなるように
直流増幅器６３の増幅度を設定しておく。さらに詳述す
ると、直流増幅器６３の増幅度を例えば１００倍に予め
設定し、フェーズロックループ回路６が安定に動作して
いる状態で直流増幅器６３の出力電圧を０Ｖにオフセッ
トし、入力のデジタルデータ信号１が無入力の状態では
直流増幅器６３の出力電圧を電源電圧の１２Ｖに予め設
定しておく。

今、デジタルデータ信号１があり、直流増幅器６３に、
例えばバイアス直流電圧4.5Ｖに対し微小変動分0.01Ｖ
が重畳した信号が入力すると、直流増幅器６３の出力に
は、直流分がオフセットされて、微小変動分のみが出力
される。即ち、０Ｖを中心に１Ｖの増幅された微小変動
分が出力される。

一方、デジタルデータ信号１が無入力となって、直流増
幅器６３の入力が６Ｖになったとすると、安定時の4.5
Ｖに比べ1.5Ｖ高くなり、これが増幅されて直流増幅器
６３の出力は１５０Ｖとなるべきだが、電源電圧の１２
Ｖに制限されているので、１２Ｖが直流増幅器６３から
出力される。

このように、デジタルデータ信号１が平常に入力されて
いる状態では、直流増幅器６３から制御電圧発振器６４
の追従する電圧が出力され、デジタルデータ信号が無入
力の状態では、予め設定した電源電圧の１２Ｖが出力さ
れて、フェーズロックループ回路６はその機能を維持し
て動作する。

一方、ゲート回路７は、“１”レベルを電源電圧とし、
“０”レベルを０ボルトとするとともに、ゲート回路７
の第一の入力が“１”レベルのときには第二の入力の信
号が通過しないようにしておく。この第一の入力として
直流増幅器６３の出力を抵抗１０を介して接続し、第二
の入力としては電圧制御発振器６４の出力を接続する。
このようにすることによって、抵抗１０を介して出力さ
れた信号は、入力のデジタルデータ信号１がなくなった
ときに“１”レベルとなるのでそのままアラーム信号２
として使うことができる。また、このときゲート回路７
が閉じるので、データ信号とクロック信号との出力、停
止を制御することができる。

［発明の効果］ 上述したように本発明は、デジタルデータ信号の無入力
の検出に、デジタルデータ信号を直接利用するのではな
く、従来のフェーズロックループ回路の構成を維持し直
流増幅器の出力の直流信号を抵抗で分岐して利用する構
成となっているので、入力デジタルデータ信号に悪影響
を与えることなく、且つ電圧制御発振器への入力電圧の
瞬断の発生の可能性等もなくすることができて、信頼性
を上げることができます。また、直流増幅器の出力が予
め定められた電圧値のときアラーム“有”とみなし、そ
の出力をアラーム信号として電圧制御発振器への出力を
抵抗で分岐しているので、アラーム状態の電圧検出のた
めに用いるコンパレータも不要となり、回路構成を非常
に簡単にすることができて経済的な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はクロック再生回路の回路構成図、第２図は位相
比較器の回路構成図、第３図は第２図の位相比較器の各
部の信号波形図を示し、第４図および第５図は従来例の
クロック再生回路の回路構成図およびアラーム回路の回
路構成図を示す。 １：デジタルデータ信号、２：アラーム信号 ３：出力デジタルデータ信号 ４：再生クロック信号、５：微分回路 ６：フェーズロックループ回路 ６１：位相比較器、６３：直流増幅器 ６１４：第一のフリップフロップ回路 ７：ゲート回路 ８：第二のフリップフロップ回路 １０：抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力のデジタルデータ信号を微分してクロ
   ック成分を抽出する微分回路と、前記クロック成分を受
   信して再生クロック信号を発生するフェーズロックルー
   プ回路とを備え、前記フェーズロックループ回路は前記
   再生クロック信号を発生する電圧制御発振器と、この電
   圧制御発振器の出力信号と前記微分回路の出力のリセッ
   ト信号とによって前記デジタルデータ信号を分周した後
   に平滑する第一のフリップフロップ回路及び平滑回路を
   含む位相比較器と、この位相比較器の出力の平滑信号か
   ら予め定められた高周波成分を除去するローパスフィル
   タと、このローパスフィルタの出力を増幅して前記電圧
   制御発振器の制御信号として出力する直流増幅器とを有
   するクロック再生回路において、前記デジタルデータ信
   号の入力があり且つ前記フェーズロックループ回路が安
   定に動作している場合には出力電圧を０ボルトにオフセ
   ットし前記デジタルデータ信号を無入力の状態では前記
   出力電圧を予め定められた電圧値に設定し前記電圧値の
   出力の場合をアラーム信号とする前記直流増幅器と、前
   記直流増幅器の出力に接続された抵抗を通して前記アラ
   ーム信号が入力された場合に前記再生クロック信号の出
   力を禁止するゲート回路と、このゲート回路の出力をク
   ロックとして前記デジタルデータ信号を整形する第二の
   フリップフロップ回路とを備えることを特徴とするクロ
   ック再生回路。