JPH0793593B2

JPH0793593B2 - パルス波形整形器および整形方法

Info

Publication number: JPH0793593B2
Application number: JP1132523A
Authority: JP
Inventors: ロジャー・コルベック; ピーター・ギリンガム
Original assignee: マイテル・コーポレーション
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: GB2220545A; US5021681A; CA1292520C; GB8911337D0; JPH0250631A; GB2220545B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、トランシーバに関し、更に詳述すればデジタ
ルデータを所定のパルス整形波に変換するパルス波形整
形器に関するものである。

デジタルラインインターフェイス回路における一般的な
デジタルデータレシーバはデジタルデータ、例えば一ボ
ー当たり２つのパラレルビットからなるデータ、を例え
ば−３、−１、＋１および＋３の４つにパルス波形に整
形されたシンボルのいずれか一つに変換するものであ
る。各整形波は時間的に一ボー以上長いので、出力パル
スは重なりあって、複合信号を構成する。この複合信号
は現在伝達されている信号に前回のボーのシンボルを加
算して構成されたものである。

複合信号には直線性が要求され、もし非直線的に変形さ
れれば伝送ループに用いられるエコー除去装置の性能が
劣ることになる。非直線性の原因の一つにジッターがあ
り、これによりパルス整形波の変形がもたらされる。

かかるトランシーバ用のトランスミッタにはデジタル／
アナログコンバータとこれに続くローパスフィルターか
らなるものがある。パルス幅を一定に保つ技術として、
ノンリターン20（NRZ）の技術を用いるより、リターン2
0（RZ）技術を用いてデジタル／アナログコンバータか
らパルス出力をさせるのが好ましい。

上述のシステムにおいて位相補正を行う場合、パルスは
おそかれ、はやかれ発生させられることになる。前回の
シンボルはパルス間において０に戻っているので、パル
ス波形そのものには変化がなく、単に移動されているだ
けである。現在のパルスの移動は、ジッター補正を伴う
エコー除去装置や他の手段によって補償されることがで
きる。

しかしながら、上述の構成ではパルス整形波が絶え間な
く動くアクティブフィルターにより形成され、係るアク
ティブフィルターはIC回路では精密に構成されないの
で、全体としてIC回路を構成するのに適切でない。

本発明は入力デジタル信号から出力パルス信号を形成す
るものであってIC化に適したものを提供することを目的
とする。又本発明に係るものはジッターによる影響を受
けない望ましいパルス整形波でもって信号が出力される
ものを提供するものである。本発明においては切り換え
コンデンサー式FIRフィルターを用いてパルス整形波を
整形し（以下パルス整形器という）、そしてパルス整形
器の駆動に用いられるデジタル信号のクロックタイミン
グを制御することにより、種々の素子のタイミングを制
御する。その結果出力信号にはジッターが含まれるが望
ましいパルス整形波として出力される。他方、ジッター
を感知する位相補正器はクロックのタイミングを制御す
ることができるので、出力パルス整形波はジッターの影
響を受けないものとすることができる。又、本発明にお
いては、絶え間なく動作するフィルターではなく、切り
換えコンデンサー式パルス整形器を用いているのでIC化
に適した構成とすることができる。

本発明の好ましい一実施例においては、デジタル信号を
受信する手段と、少なくとも２つの切り換えコンデンサ
ー式パルス波形整形器と、該デジタル信号の一ボーより
も短い時間からなる一連のデジタル信号の部分を、該パ
ルス波形整形器の対応する一つに供給する手段とを有
し、少なくともパルスの立ち上りおよび立ち下り部分を
含むパルス整形波を、該パルス波形整形器から出力させ
るようにしたことを特徴とするものである。又該２つの
パルス波形整形器の両出力を時間において加算し複合出
力パルスを形成する装置を有する。そして、最後に該複
合出力パルスは粗いローパスフィルターでフィルターさ
れアナログ出力パルス信号を形成する。

本発明に係る別の実施例は入力デジタル信号からアナロ
グパルス信号を出力するパルス波形の整形方法であっ
て、各々が一ボーよりも短い容量を持ち、直列接続され
た複数のシフトレジスタに入力デジタル信号を供給し、
出力信号の異なった部分を形成するためのシフトレジス
タの一つに保持された信号により切り換えられる切り換
えコンデンサー式パルス波形整形器を駆動し、複数の出
力信号を時間的に加算して複合出力信号を形成し、該複
合出力信号をローパスフィルターでフィルターしてアナ
ログパルス信号を形成するようにしたことを特徴とする
ものである。

実施例本発明に係るIC化に適したトランシーバにあっては、入
力デジタル信号は一ボー当たり２つのパラレルビットで
構成され、それは４つのパルス整形波レベル、即ち−
３、−１、＋１および＋３のいずれか一つに変換され
る。パルス整形波が連続されたものが第1A図に示されて
いる。各整形波の部分は時間的に一ボーよりも大きいの
で、出力パルスは重なり合って第1B図に示すような複合
信号を形成する。各複合信号は、現在伝達されているシ
ンボルに前回のボーのシンボルが加算されたものに等し
い。

もしデジタル入力信号が一つのシフトレジスタに入力さ
れ一つの切り換えコンデンサー式パルス波形整形器によ
りパルス整形波に変換されたとすれば、加算器を構成す
るところのオペアンプは加算が絶え間なく動くフィルタ
ーではなくサンプルデータ回路の出力により行われるの
で、ジッターの影響を受けるものとなる。ジッターは切
り換えコンデンサー用のクロックのパルス幅を変えるの
で、パルス整形波の波形が変形されることになる。上述
したように、これにより出力信号の非直線性がもたらさ
れ、送信回路に用いられるエコー除去装置の動作を劣悪
なものとする。これに対し、本発明においては２つもし
くはそれ以上の切り換えコンデンサー式パルス波形整形
器が用いられ、例えば第２図の実施例においては２つの
パルス波形整形器10および11が用いられ以下これらにつ
いて詳述する。

一ボー当たり２つのパラレルビットで構成されるデジタ
ル入力信号は、入力ライン12で受信される。その信号
は、更にシフトレジスタ13の入力に与えられ、該シフト
レジスタ13は、別のシフトレジスタ14に直列に接続され
ている。これら２つのシフトレジスタは、個別のクロッ
ク源CK1およびCK2よりクロックされる。

シフトレジスタ13および14の並列出力は、それぞれ切り
換えコンデンサー式パルス波形整形器10および11に加え
られる。この切り換えコンデンサー式パルス波形整形器
は、切り換えコンデンサー式デジタル／アナログコンバ
ータとも称され、その機能を説明する。

切り換えコンデンサー式パルス波形整形器の出力は、共
に加算器15に加えられ、それらの出力信号はそこにおい
て加算され、加算器15の出力は、粗いローパスフィルタ
ー16の入力に加えられる。そして、合成された出力信号
はフィルター16の出力ライン17から出力される。

切り換えコンデンサー式パルス波形整形器のそれぞれに
ついての詳細な説明は「メモリ補償エコー除去装置を備
えた160-KB/Sデジタル加入者ループトランシーバ（A160
-KB/S Digital Subscriber Loop tranceiver with Memo
ry Compensation Echo Canceller）」著者：コルベック
（R.P.Colbeck）及びギリンガム（P.B.Gillingham）、
出版社IEEE JSSC,Vol.SC-21,No.1,pp65−72,Feb.1986に
記載されている。

切り換えコンデンサー式パルス波形整形器のそれぞれは
一連のスイッチ18により構成され、該スイッチは正また
は負の単位電圧を対応する一連のコンデンサー19に与え
る。コンデンサー21および23はオペアンプ、22に協働し
て設けた公知のフィードバック用コンデンサであるが、
コンデンサ20、21、23において充電を適当に分けること
により、シフトレジスタ13に保持されたデジタル信号
は、オペアンプ22の出力においてパルス信号に変換され
る一方、シフトレジスタ14に保持されたデジタル信号
は、切り換えコンデンサ式パルス波形整形器11のオペア
ンプ22の出力において、単一のパルス信号に変換され
る。

尚、切り換えコンデンサをコンデンサ23に対し内付けま
たは外付けすることにより、出力電圧を３倍にすること
ができ、それにより出力を＋１または−１ではなく、＋
３または−３のパルス振幅を有するものにすることが可
能となる。

次に、動作を説明する。入力信号はシフトレジスタ14に
直列接続されたシフトレジスタ13に連続して入力され
る。この時点ではクロックCK1およびCK2は同期して出力
される。各シフトレジスタは入力信号の一ボーよりも少
ない容量のものを保持するものとする。

位相補正が必要な場合は、クロックCK1のタイミングが
変えられ、現在のパルスの発生を遅らせたり、進ませた
りする。その間クロックCK2は前と同じタイミングでも
って前のパルスの後半部分のタイミングを制御する。

現在のボーの終端において、クロックCK2のタイミング
はクロックCK1のタイミングと同じになるように変えら
れる。これにより、出力パルスの残りの部分は正しいタ
イミングでもって発生させられるように第２のシフトレ
ジスタ14が駆動される。再び同期がとられたクロックCK
1およびCK2は、次の位相補正が必要されるまで、このま
ま動作し続け、以上の工程が繰り返される。

なお、シフトレジスタは一ボーの容量またはジッターが
繰り返えされる時間よりも小さな容量のいずれか小さい
方よりも小さい容量を有する。また、ステージ11からの
出力が０である場合は、クロックCK1およびCK2は同期が
取られているものとする。

第４図および第５図は、出力信号の一例を示すもので、
シンプルと一つのパルスのシーケンスを示すものであ
る。なお時間軸は左から右に向っているものとする。

第４図に示すパルス24は、補正を必要としないので、同
期したクロックCK1およびCK2によって発生される。今、
トランシーバのフェーズ・ロックド・ループ（PLL）が
入力信号（これにより次の実線で示されるパルスが出力
される）においてジッターを感知したものとすれば、公
知の方法によりエラー信号が出力される。この場合、位
相補正が必要となる。位相補正は、次のパルスの立ち上
がりエッジを位置25に進めるか、又は位置26に遅らせる
かのいずれかによって行われる。位相補正を行うために
は、クロックCK1のタイミングが外部から変えられ、パ
ルス27の発生を進ませるか、又は遅らせるかによって行
われる。これによりパルスの第１部分は新しい立ち上が
りエッジのタイミングで発生させられ、前のパルス24の
後半部分は、クロックCK2の前のクロックタイミングを
用いて、シフトレジスタ14に保持された信号を基づいて
発生させられる。

第５図のグラフＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおいて、かかる様子が
示されており、グラフＡ、Ｂではボーの第１パルスは立
ち上がりエッジ28Aと、立ち下がりエッジ28Bにより、完
成されたパルス28が形成されることをグラフＣと共に示
す一方、ボーの第２パルスは、立ち上がりエッジ29A
と、立ち下がりエッジ29Bにより、完成されたパルス29
（グラフＤ）を構成することが示され、それは第４図に
示すパルス27に相当するものである。

切り換えコンデンサ式フィルター11の出力が０になる
と、そのステージにおける出力パルスが終了されたこと
を示すのであるが、クロックCK2は、クロックCK1と同期
がとられた状態になる。ここでクロックCK2は、クロッ
クCK1と同期されているので、パルス27の残りの部分は
正しいパルス幅でもって出力される。従って、パルスが
立ち上がりエッジ25に基づいて進められた、又は立ち下
がりエッジ26に基づいて遅らされたかのいずれかによ
り、パルス27の立ち下がりエッジが25A又は26Aのいずれ
かに一致する。その後の連続するパルスは、新しく同期
が取られたクロックCK1およびCK2に従って発生させられ
る。その後、再び位相補正が必要となれば、以上と同じ
動作が繰り返される。

以上のことは第５図からもわかるように、ボーの第２パ
ルスの立ち上がりエッジ29Aは、クロックCK1の位相ジャ
ンプにより位相補正がなされる一方、第２パルス29Bの
立ち下がりエッジは、クロックCK2の位相ジャンプによ
り位相補正がなされ、これにより完成された第２パルス
29が形成される。進みまたは遅れパルス位置が示された
グラフＡ、Ｂ、Ｃにより位相補正の様子が示されている
が、ここでは第４図に用いた参照番号（25、25Aおよび2
6、26A）と同じ参照番号が用いられ、パルス間の関係を
一層明確なものとする。グラフＣには複合パルス28およ
び29、または28、25および25A、又は28、26およひ26Aが
加えられる前の状態が示されている。

各切り換えコンデンサ式パルス波形整形器10、11の出力
信号は、共に加算器15に加えられ、そこで加算される。
加算器15は、第３図に示すように、単に抵抗28、29で形
成することができ、これら両者の入力はそれぞれオペア
ンプ22の出力に接続されている。抵抗28、29の連結され
た点からの出力は出力線17に加えられ、更にそれはバイ
パスコンデンサ30にも接続されている。抵抗28、29はコ
ンデンサ30と共に粗いローパスフィルターを形成し、こ
れにより低価格ではあるが必要な出力信号を得るには十
分なものを構成することができる。この結果、全体信号
30は、第５図のグラフＤに示されている。

本発明は、デジタル入力信号を整形された出力パルスに
変換する回路であって、IC化に適した装置を提供し、本
発明に係る回路によりジッター等によりパルス波形が変
形されても、その影響を受けないパルス波形を出力する
ものである。すなわち、本発明は、デジタル式トランシ
ーバであって、チップに組み込み可能で、低価格の回路
に改良したものを提供するものである。

以上詳述したごとく、本発明は所期の目的を達成する有
益なものであり、請求項に記載の範囲内に含まれる変形
例や変更等は本願発明の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第1A図はデジタル入力信号で伝達されるべきパルス信号
の波形図、第1B図は第1A図の信号に基づいて形成され伝
送線上に送られる出力パルス信号の波形図、第２図は本
発明に係る回路のブロック線図、第３図は第２図に示し
た回路に用いられる出力フィルターの回路図、第４図及
び第５図は本発明の説明のためのパルス信号の部分およ
び完成された形状を示す波形図である。 10,11……切り換えコンデンサ方式パルス波形整形器、1
3,14……シフトレジスタ、15……加算器、16……ローパ
スフィルター、18……スイッチ、19……コンデンサ、2
0,21,23……コンデンサ、22……オペアンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−276410（ＪＰ，Ａ) 米国特許4751666（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス波形整形器であって、（ａ）デジタル信号を受信する手段と、（ｂ）該デジタル信号の一ボーよりも短い部分からなる
一連のデジタル信号の部分であって、少なくともパルス
の立ち上り部分および立ち下り部分を出力する第１、第
２出力手段と、（ｃ）該第１、第２出力手段からパルスの立ち上り部分
および立ち下り部分をそれぞれ受け、該パルスの立ち上
り部分および立ち下り部分のパルス波形をそれぞれ整形
する第１、第２の切り換えコンデンサー式パルス波形整
形器と、（ｄ）第１、第２の切り換えコンデンサー式パルス波形
整形器からの出力を複合し、複合出力パルスを形成する
手段と、（ｅ）該複合出力パルスをローパスフィルターでフィル
ターし、アナログ出力パルス信号を形成する手段とから
なることを特徴とするもの。
【請求項２】請求項１記載のパルス波形整形器であっ
て、該第１、第２出力手段の少なくともいずれか一方の
出力速さを変化させ、複合出力パルスの立ち上り、立ち
下りの少なくともいずれか一方のエッジの位相を補正す
る位相補正手段を設けたことを特徴とするもの。
【請求項３】請求項２記載のパルス波形整形器であっ
て、該第１、第２出力手段は、個別にクロック信号が供
給され、直列配列された第１、第２シフトレジスタ手段
を有することを特徴とするもの。
【請求項４】請求項３記載のパルス波形整形器であっ
て、該位相補正手段は、該第１、第２シフトレジスタ手
段の夫々に接続される個別のクロック供給源で構成され
ることを特徴とするもの。
【請求項５】請求項４記載のパルス波形整形器であっ
て、第１、第２シフトレジスタ手段は、直列接続された
第１、第２シフトレジスタより構成され、各シフトレジ
スタは個別のクロック信号により駆動され複合出力パル
スの異なった部分を遅らせたり進ませたりすることを可
能とすることを特徴とするもの。
【請求項６】請求項５記載のパルス波形整形器であっ
て、該ローパスフィルター手段は、抵抗とコンデンサー
からなるフィルターにより構成されることを特徴とする
もの。
【請求項７】入力されるデジタル信号からアナログパル
ス信号を出力するパルス波形の整形方法であって、夫々
が一ボーよりも短い部分からなる一連のデジタル信号の
部分であって、少なくともパルスの立ち上り部分および
立ち下り部分のいずれか一方の位相を制御し、位相が制
御された該パルスの立ち上り部分および立ち下り部分を
複合してアナログパルス信号を形成するようにしたこと
を特徴とするもの。
【請求項８】請求項７記載の方法であって、該パルスの
立ち上り部分及び立ち下り部分を異なった速度の第１、
第２クロックで読み取ることにより出力信号の個々の部
分を時間的に進ませたり遅らせたりし、ジッターによる
影響をなくすようにしたことを特徴とする方法。
【請求項９】請求項８記載の方法であって、位相補正が
必要とされない場合は該第１、第２クロックを同期させ
る一方、位相補正を行う場合は、少なくとも第１、第２
クロックの一方を進ませたり遅らせたりして、ジッター
の影響を受けない完成されたパルスを出力するようにし
たことを特徴とする方法。