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JPH0834463B2 - Timing extraction circuit - Google Patents
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JPH0834463B2 - Timing extraction circuit - Google Patents

Timing extraction circuit

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JPH0834463B2
JPH0834463B2 JP63066488A JP6648888A JPH0834463B2 JP H0834463 B2 JPH0834463 B2 JP H0834463B2 JP 63066488 A JP63066488 A JP 63066488A JP 6648888 A JP6648888 A JP 6648888A JP H0834463 B2 JPH0834463 B2 JP H0834463B2
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timing
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timing extraction
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frequency
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイミング抽出回路に関し、特に数ギガビッ
ト/秒の情報を伝送する伝送系における受信機のタイミ
ング抽出回路に関する。
The present invention relates to a timing extraction circuit, and more particularly to a timing extraction circuit of a receiver in a transmission system that transmits information of several gigabits / second.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光伝送技術の進歩に伴ない、大容量・長距離伝送シス
テムの可能性として長波長帯の光デバイス・単一モード
光ファイバを用いた超高速光伝送技術の検討が進めら
れ、特に画像・データ・音声の多種多様なサービスを行
なう広帯域情報通信ネットワークの実現のためには光伝
送装置の高速化、安定な実用化が期待されつつある。こ
のような広帯域情報通信ネットワークにおける基幹伝送
系の伝送容量としては、例えば、時分割多重伝送系にお
いては、数ギガビット/秒にも達し、その光送受信装置
にも広帯域・高速化が要求される。
With the progress of optical transmission technology, studies on ultra-high-speed optical transmission technology using long-wavelength band optical devices and single-mode optical fibers are being pursued as a possibility for large-capacity, long-distance transmission systems, especially for images and data. -In order to realize a wideband information communication network that provides a wide variety of voice services, it is expected that optical transmission equipment will operate at high speed and be put into practical use. The transmission capacity of the backbone transmission system in such a broadband information communication network reaches, for example, several gigabits per second in a time division multiplex transmission system, and the optical transmitter / receiver is required to have a wide band and high speed.

通常、伝送装置の受信機には、等化した波形に対して
正しい識別を行なわせるためにアイの中央の時点を与え
る役目を持つタイミング回路が備えられ、一般にPCM再
生中継の場合、伝送された符号系列自体の中からタイミ
ング成分を抽出するタイミング抽出回路が用いられてい
る。
Normally, the receiver of the transmission device is equipped with a timing circuit that serves to give the time point at the center of the eye in order to make a correct identification for the equalized waveform. Generally, in the case of PCM reproduction relay, it is transmitted. A timing extraction circuit that extracts a timing component from the code sequence itself is used.

第2図は従来のタイミング抽出回路の一例のブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram of an example of a conventional timing extraction circuit.

入力信号の符号形式がNRZ符号であると仮定する。NRZ
符号やバイポーラ符号等はその信号自体にタイミング成
分を保有しないため、一般的に非線形タイミング抽出法
によりタイミング信号を抽出しクロック信号を生成す
る。
Assume that the code format of the input signal is an NRZ code. NRZ
Since a code or a bipolar code does not have a timing component in the signal itself, a timing signal is generally extracted by a non-linear timing extraction method to generate a clock signal.

第2図において、入力端子1に入力されたNRZ信号は
微分回路2で符号変化点検出が行なわれ、両波整流回路
3において両波整流をすることにより周波数f0のクロッ
ク成分を抽出する。両波整流回路3の出力信号3はさら
に共振回路(タイミング・タンク)に印加され、周波数
f0の正弦波成分(クロック信号)が抽出される。共振回
路としては、タイミング偏差が重要な特性として重視さ
れるため、温度特性,経年変化,離調などを考慮して比
帯域Qを800程度に設計した弾性表面波フィルタ4(参
照:“表面波デバイスとその応用”日刊工業新聞社)が
用いられる。
In FIG. 2, the NRZ signal input to the input terminal 1 is subjected to sign change point detection in the differentiating circuit 2 and double-wave rectified in the double-wave rectifying circuit 3 to extract the clock component of frequency f 0 . The output signal 3 of the double wave rectification circuit 3 is further applied to the resonance circuit (timing tank),
The sine wave component (clock signal) of f 0 is extracted. Since the timing deviation is important as an important characteristic of the resonance circuit, the surface acoustic wave filter 4 (see “Surface wave”) is designed to have a relative bandwidth Q of about 800 in consideration of temperature characteristics, aging, detuning, etc. The device and its application "Nikkan Kogyo Shimbun" are used.

一方、入力信号の符号形式がRZの場合、信号自体にク
ロック成分を有するため、入力端子5に入力されたRZ信
号を直接弾性表面波フィルタ4に印加して正弦波のクロ
ック信号を抽出する。
On the other hand, when the code format of the input signal is RZ, since the signal itself has a clock component, the RZ signal input to the input terminal 5 is directly applied to the surface acoustic wave filter 4 to extract a sine wave clock signal.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかし、このような従来のタイミング抽出回路の形
式、すなわち、タイミング・タンクとして弾性表面波フ
ィルタを用いGHz領域の周波数のクロック信号を直接生
成する形式では、弾性表面波フィルタの微細加工上の問
題から使用できる周波数域に限界が生じると共に、プロ
セス上の歩留りが低下するという問題があり、これを用
いたPCM信号受信機の生産性の低下にもつながるという
欠点がある。
However, in such a conventional timing extraction circuit format, that is, a format in which a surface acoustic wave filter is used as a timing tank to directly generate a clock signal of a frequency in the GHz range, there is a problem in fine processing of the surface acoustic wave filter. There is a problem that the usable frequency range is limited and the process yield is reduced, which leads to a reduction in the productivity of the PCM signal receiver using this.

すなわち、弾性表面波フィルタにおいて励振される表
面波の基本周波数fは、材料の表面波伝搬速度Vと電極
ピッチLとによって決まり、f=V/Lとなる。したがっ
て、励振周波数がGHz領域の場合、一般的に表面波伝搬
速度Lが3×103m/s程度であることから、電極幅が1ミ
クロン以下のものを製作しなければならない。具体例と
して、4Gbpsの光再生中継器に用いた弾性表面波フィル
タの電極幅は、材料として水晶基板を用いて0.2ミクロ
ン、電極長として400ミクロンである(参照:昭和62年
総合全国大会予稿集“4Gbps光再生中継器の試作”電子
情報通信学会)。
That is, the fundamental frequency f of the surface wave excited in the surface acoustic wave filter is determined by the surface wave propagation velocity V of the material and the electrode pitch L, and f = V / L. Therefore, when the excitation frequency is in the GHz range, the surface wave propagation velocity L is generally about 3 × 10 3 m / s, so that the electrode width must be 1 micron or less. As a specific example, the electrode width of the surface acoustic wave filter used in the 4 Gbps optical regenerator is 0.2 micron using a quartz substrate as the material and 400 micron as the electrode length (Reference: 1987 General National Convention Proceedings) "Prototype of 4Gbps optical regenerator" IEICE.

このような電極幅を精度よく加工するためにはホトエ
ッチングやレーザ加工などの加工技術では限界が生じる
ために、弾性表面波フィルタの実現が困難となり、Gbps
領域におけるPCM信号受信機のタイミング抽出回路が実
現できなくなるという大きな問題がある。
In order to accurately process such an electrode width, there is a limit in processing technology such as photo etching and laser processing, so it is difficult to realize a surface acoustic wave filter, and Gbps
There is a big problem that the timing extraction circuit of the PCM signal receiver in the area cannot be realized.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のタイミング抽出回路は、受信信号を入力しク
ロック信号を出力するタンク回路を備えたPCM信号受信
機のタイミング抽出回路において、入力した前記受信信
号から粗いタイミング成分を抽出する第1のタイミング
抽出フィルタと、この第1のタイミング抽出フィルタの
出力信号を1/Nに分周する分周回路と、この分周回路の
出力信号から安定なタイミング信号を抽出する第2のタ
イミング抽出フィルタと、この第2のタイミング抽出フ
ィルタで抽出したタイミング信号をN倍に逓倍する逓倍
回路とを備えて構成される。
The timing extraction circuit of the present invention is a timing extraction circuit of a PCM signal receiver including a tank circuit for inputting a reception signal and outputting a clock signal, the first timing extraction for extracting a coarse timing component from the input reception signal. A filter, a frequency dividing circuit for dividing the output signal of the first timing extraction filter into 1 / N, a second timing extraction filter for extracting a stable timing signal from the output signal of the frequency dividing circuit, And a multiplication circuit for multiplying the timing signal extracted by the second timing extraction filter by N times.

〔作用〕[Action]

入力信号から粗いタイミング成分を抽出し、この粗い
タイミング成分を1/Nの周波数領域に分周した後高安定
なタイミング・タンクでクロック信号を生成し、このク
ロック信号をN逓倍する構成をとることにより、GHz領
域におけるタイミング抽出回路の実現性を向上させるこ
とができる。
Extracting a coarse timing component from the input signal, dividing this coarse timing component into a frequency range of 1 / N, generating a clock signal with a highly stable timing tank, and multiplying this clock signal by N. As a result, the feasibility of the timing extraction circuit in the GHz region can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

いま、受信等化波形の符号形式がRZ符号であるとす
る。
Now, it is assumed that the code format of the reception equalization waveform is the RZ code.

入力端子5に入力されたRZ信号は第1のタイミング抽
出フィルタ11に印加される。この第1のタイミング抽出
フィルタ11では、入力されたRZ信号の等化波形からその
クロック周波数f0に同期したクロック信号を粗い精度で
抽出する。したがって、用いるタイミング・タンクとし
ては、タイミング・ジッタ量にあまり影響しない程度の
クロック信号を抽出できる比帯域Qを有するフィルタで
良い(Qがおよそ数百)。第1のタイミング抽出フィル
タ11で抽出された粗いf0成分のクロック信号は1/N分周
回路12において任意の分周比でカウントダウンされる。
この分周回路12の分周比は、高Qのタイミング・タンク
が実現できうる領域まで分周する比率に任意に選択する
ことができる。1/N分周回路12で1/Nに分周されたクロッ
ク信号は第2のタイミング抽出フィルタ13に入力され
る。この第2のタイミング抽出フィルタ13は、その中心
周波数をf0/Nに設定すること、タイミング偏差,離調な
どを考慮し高い比帯域Qに設定する必要がある。特に経
年変化,温度特性等を考慮すると、タイミング・タンク
としては弾性表面波フィルタを用いる事が望ましい。
The RZ signal input to the input terminal 5 is applied to the first timing extraction filter 11. The first timing extraction filter 11 extracts a clock signal synchronized with the clock frequency f 0 from the equalized waveform of the input RZ signal with coarse accuracy. Therefore, the timing tank to be used may be a filter having a ratio band Q capable of extracting a clock signal that does not significantly affect the amount of timing jitter (Q is about several hundreds). The clock signal of the coarse f 0 component extracted by the first timing extraction filter 11 is counted down by the 1 / N frequency dividing circuit 12 at an arbitrary frequency division ratio.
The frequency division ratio of the frequency dividing circuit 12 can be arbitrarily selected to a frequency division ratio to a region where a high Q timing tank can be realized. The clock signal divided into 1 / N by the 1 / N divider circuit 12 is input to the second timing extraction filter 13. The second timing extraction filter 13 needs to have its center frequency set to f 0 / N, and set to a high specific band Q in consideration of timing deviation, detuning, and the like. Considering aging and temperature characteristics, it is desirable to use a surface acoustic wave filter as the timing tank.

いま、クロック周波数f0を4GHz、分周比Nを8とする
と、f0/Nは500MHzとなる。第2のタイミング抽出フィル
タ13を、水晶を材料とした弾性表面波フィルタとする
と、弾性表面波波長は約6.3μmである。すだれ状電極
のストリップ幅とギャップ幅とを等しく選ぶと、ストリ
ップ幅は約1.6μmであり、このような電極パターンは
通常のフォトエッチング技術で作成できる。
Now, assuming that the clock frequency f 0 is 4 GHz and the division ratio N is 8, f 0 / N is 500 MHz. When the second timing extraction filter 13 is a surface acoustic wave filter made of quartz, the surface acoustic wave wavelength is about 6.3 μm. If the strip width and the gap width of the interdigital electrode are selected to be equal, the strip width is about 1.6 μm, and such an electrode pattern can be formed by a normal photoetching technique.

第2のタイミング抽出フィルタ13で抽出された安定な
特性を持つ周波数f0/Nのクロック信号は、N逓倍回路14
によって、入力端子5に入力されたRZ信号に同期した周
波数f0にN逓倍される。N逓倍回路14で得られた周波数
f0のクロック信号は、通常、逓倍回路による高調波成分
を有している。したがって、帯域通過フィルタ15によっ
て高調波成分及び低域側雑音を取除き、出力端から周波
数f0のクロック信号として出力される。
The clock signal of the frequency f 0 / N having the stable characteristic extracted by the second timing extraction filter 13 is the N multiplication circuit 14
Thus, the frequency is multiplied by N to the frequency f 0 synchronized with the RZ signal input to the input terminal 5. Frequency obtained by N multiplication circuit 14
The clock signal at f 0 usually has harmonic components due to the multiplier circuit. Therefore, the band pass filter 15 removes the harmonic component and the low frequency side noise, and outputs the clock signal of the frequency f 0 from the output end.

一般的に、タイミング抽出回路の出力端には、符号系
列のマーク率変動によるクロック信号振幅の変動を抑制
するために、リミッタ増幅回路を従属接続している。本
発明によるタイミング抽出回路の出力端にも、当然、同
様のリミッタ増幅回路が接続される。
Generally, a limiter amplifier circuit is subordinately connected to the output end of the timing extraction circuit in order to suppress the fluctuation of the clock signal amplitude due to the fluctuation of the mark rate of the code sequence. A similar limiter amplifier circuit is naturally connected to the output terminal of the timing extraction circuit according to the present invention.

受信等化波形の符号形式がNRZの場合にも本発明は有
効であり、第1図に示すごとく、入力端子1に入力され
たNRZ信号は、そのスペクトルにクロック成分を持たな
いため、微分回路2,両波整流回路3の非線形手段によっ
て周波数f0のクロック成分を生成した後、第1のタイミ
ング抽出フィルタ11に入力する。
The present invention is also effective when the code format of the reception equalized waveform is NRZ, and as shown in FIG. 1, the NRZ signal input to the input terminal 1 does not have a clock component in its spectrum, so that a differentiating circuit is provided. 2. After the clock component of frequency f 0 is generated by the non-linear means of the both-wave rectification circuit 3, it is input to the first timing extraction filter 11.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、タイミング抽出を行な
うために必要な高Qの弾性表面波フィルタを1/N分周比
の領域で用いることによって、高速PCM信号伝送系のタ
イミング抽出回路の実現性を向上することができると共
に、安定なクロック信号を識別回路に対して供給するこ
とができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the feasibility of the timing extraction circuit of the high-speed PCM signal transmission system is achieved by using the high-Q surface acoustic wave filter necessary for performing the timing extraction in the region of the 1 / N frequency division ratio. And a stable clock signal can be supplied to the identification circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
従来のタイミング抽出回路の一例を示すブロック図であ
る。 11…第1のタイミング抽出回路、12…1/N分周回路、13
…第2のタイミング抽出回路、14…N逓倍回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional timing extraction circuit. 11 ... First timing extraction circuit, 12 ... 1 / N frequency dividing circuit, 13
... second timing extraction circuit, 14 ... N multiplication circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】受信信号を入力しクロック信号を出力する
タンク回路を備えたPCM信号受信機のタイミング抽出回
路において、入力した前記受信信号から粗いタイミング
成分を抽出する第1のタイミング抽出フィルタと、この
第1のタイミング抽出フィルタの出力信号を1/Nに分周
する分周回路と、この分周回路の出力信号から安定なタ
イミング信号を抽出する第2のタイミング抽出フィルタ
と、この第2のタイミング抽出フィルタで抽出したタイ
ミング信号をN倍に逓倍する逓倍回路とを備えたことを
特徴とするタイミング抽出回路。
1. A timing extraction circuit of a PCM signal receiver having a tank circuit for receiving a received signal and outputting a clock signal, comprising: a first timing extraction filter for extracting a coarse timing component from the inputted received signal; A frequency divider circuit that divides the output signal of the first timing extraction filter into 1 / N, a second timing extraction filter that extracts a stable timing signal from the output signal of the frequency divider circuit, and a second timing extraction filter A timing extraction circuit comprising: a multiplication circuit for multiplying the timing signal extracted by the timing extraction filter by N times.
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