JPS63249976A - Clock extracting circuit - Google Patents
Clock extracting circuitInfo
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- JPS63249976A JPS63249976A JP62085013A JP8501387A JPS63249976A JP S63249976 A JPS63249976 A JP S63249976A JP 62085013 A JP62085013 A JP 62085013A JP 8501387 A JP8501387 A JP 8501387A JP S63249976 A JPS63249976 A JP S63249976A
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Landscapes
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
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再生装置において、デジタル信号
の中に含まれるクロック成分を抽出して再生用クロック
と発生させるクロック抽出回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a clock extraction circuit for extracting a clock component contained in a digital signal to generate a reproduction clock in a digital signal reproduction apparatus.
従来の技術
近年コンパクト・ディスクやデジタル・オーディオ・テ
ープやデジタル通信等のようにデジタル信号を再生する
機器が多く使用されるようになった。これらは再生用ク
ロックは特別に設けられておらず、デジタル信号から再
生用クロックを発生させている。2. Description of the Related Art In recent years, devices that reproduce digital signals, such as compact discs, digital audio tapes, and digital communications, have come into widespread use. These devices do not have a special reproduction clock, but generate the reproduction clock from a digital signal.
従来から再生用クロックを発生させるためのクロック抽
出回路にはフェイズ・ロックド拳ループ(以後PLLと
略す)が用いられてきた。Conventionally, a phase-locked loop (hereinafter abbreviated as PLL) has been used as a clock extraction circuit for generating a reproduction clock.
第6図は従来のクロック抽出回路のブロック図であり、
2は位相比較器、4はループフィルタ、5は電圧制御発
振器(以後vC○と略す)、6は分周器である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional clock extraction circuit.
2 is a phase comparator, 4 is a loop filter, 5 is a voltage controlled oscillator (hereinafter abbreviated as vC○), and 6 is a frequency divider.
以上のように構成されたクロック抽出回路について、以
下その動作を説明する。The operation of the clock extraction circuit configured as described above will be described below.
まず入力されたデジタル信号は位相比較器2でクロック
と位相比較され、その出力は第6図(a)のような周波
数特性を有するループフィルタ4に入力され、その、出
力は制御電圧としてVCO5に入クロックとなり、第6
図(b)に示されるような応答周波数特性を有するPL
Lが構成されており、デジタル信号に位相同期したクロ
ックが発生される。First, the input digital signal is phase-compared with the clock in the phase comparator 2, and its output is input into the loop filter 4 having frequency characteristics as shown in FIG. It becomes the incoming clock, and the 6th
PL with response frequency characteristics as shown in figure (b)
A clock whose phase is synchronized with the digital signal is generated.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら前記の従来の構成では、デジタル信号のク
ロックの周波数がPLLのキャプチャ0レンジのセンタ
ーになるように調整する必要があり、また温度変化等で
VCOの自走周波数がずれるとキャプチャゆレンジもず
れてPLLがロックしなかったりデジタル信号のドロッ
プアウトの時クロックがデジタル信号に対してスリップ
を起こすという問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional configuration described above, it is necessary to adjust the clock frequency of the digital signal to be at the center of the capture 0 range of the PLL, and the free-running frequency of the VCO may change due to temperature changes, etc. If the clock shifts, the capture range also shifts, causing problems such as the PLL not locking or the clock slipping with respect to the digital signal when the digital signal drops out.
本発明は前記問題点を解消するもので、調整が不要で温
度変化があってもキャプチャ・レンジが安定であり、ド
ロップアウト時にもクロックのスリップが少ないクロッ
ク抽出回路を提供できるものである。The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a clock extraction circuit that does not require adjustment, has a stable capture range even when there is a temperature change, and has less clock slips even in the event of a dropout.
問題点を解決するだめの手段
本発明は前記問題点を解決するために、基準信号とクロ
ックの周波数差に応じて出力を発生する周波数比較器を
付加することによりVCOの自走周波数が決まるように
して、またドロップアウト時にゲートによってデジタル
信号の人力を止めるようにしたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention adds a frequency comparator that generates an output according to the frequency difference between the reference signal and the clock, so that the free running frequency of the VCO is determined. In addition, a gate is used to stop the digital signal from being input in the event of a dropout.
作 用
本発明は前記の手段によりVCOの自走周波数が決まる
ので無調整でもクロック周波数がキャプチャ・レンジの
ほぼ中央になり、温度変化等で素子の値が変化してもキ
ャプチャ・レンジの変化は少ない。Function: In the present invention, since the free-running frequency of the VCO is determined by the above-mentioned means, the clock frequency will be approximately at the center of the capture range even without adjustment, and the capture range will not change even if the element values change due to temperature changes, etc. few.
またドロップアウト時はVCOが基準信号で定められた
自走周波数で発振するのでクロックのスリップが少なく
なるものである。Furthermore, at the time of dropout, the VCO oscillates at a free-running frequency determined by the reference signal, which reduces clock slips.
実施例
第1図は本発明のクロック抽出回路の一実施例のブロッ
ク図である。第1図において1はゲート、2は位相比較
器、3は加算器、4はループフィルタ、5はVCO,6
は分周器、7は周波数比較器5 \ ゛
である。Embodiment FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the clock extraction circuit of the present invention. In Figure 1, 1 is a gate, 2 is a phase comparator, 3 is an adder, 4 is a loop filter, 5 is a VCO, 6
is a frequency divider, and 7 is a frequency comparator 5\゛.
以上のように構成された本実施例のクロック抽出回路に
ついて以下その動作を説明する。The operation of the clock extraction circuit of this embodiment configured as described above will be described below.
まず入力されたデジタル信号はドロップアウトでない時
はゲート1を通過して位相比較器2でクロックと位相比
較される。また、クロックは周波数比較器7で基準信号
と周波数比較される。そしてそれぞれの出力は加算器3
によって加算され、第2図(a)で示されるような周波
数特性を有するループフィルタに入力され、その出力は
制御電圧としてVCO5に入力され、その発振出力は分
周器されるような応答周波数を有するPLLが構成され
、デジタル信号に同期したクロックが発生される。First, when the input digital signal is not dropped out, it passes through gate 1 and is phase-compared with a clock in phase comparator 2. Further, the frequency of the clock is compared with a reference signal by a frequency comparator 7. And each output is added to adder 3
and is input to a loop filter having frequency characteristics as shown in Fig. 2(a), its output is input to the VCO 5 as a control voltage, and its oscillation output has a response frequency that is divided by a frequency divider. A PLL is configured to generate a clock synchronized with a digital signal.
第2図(b)においてfcでゲイン・カーブが曲がるの
は周波数比較器7の働きによりクロック周波数が基準周
波数に近づくよう制御されるため、その制御帯域におい
てゲインが下がるためである。The reason why the gain curve curves at fc in FIG. 2(b) is because the clock frequency is controlled to approach the reference frequency by the function of the frequency comparator 7, so that the gain decreases in the control band.
またドロップアウト時はデジタル信号がゲート61・−
。In addition, when the digital signal drops out, the gate 61 -
.
1によって止められて位相比較器2の出力はなくなるだ
め、クロック周波数は周波数比較器7による周波数制御
で基準周波数とほぼ同じになる。1, the output of the phase comparator 2 disappears, and the clock frequency becomes almost the same as the reference frequency due to frequency control by the frequency comparator 7.
第3図は本発明のクロック抽出回路の一実施例の具体的
な回路図であり、第4図はそのタイミングチャートであ
る。FIG. 3 is a specific circuit diagram of one embodiment of the clock extraction circuit of the present invention, and FIG. 4 is a timing chart thereof.
第3図において、11(dORゲート、12,13゜2
7.32,33,34,38,39はDフリップフロッ
プ、14.15UEX−ORゲ−)、16,17,38
゜39はスイッチ、18,19,20,21.22.4
2 は抵抗、23.24はコンデンサ、25は演算増
幅器、26ii:VCO,28はカウンタ、29,30
゜31.35はNANDゲート、36.37はANDゲ
ートであり、第4図においてa−jは第3図のa−jに
対応するタイミングチャートであり、a−fとq−jは
時間軸のスケールが異なる。In Fig. 3, 11 (dOR gate, 12, 13°2
7. 32, 33, 34, 38, 39 are D flip-flops, 14. 15 UEX-OR game), 16, 17, 38
゜39 is a switch, 18, 19, 20, 21.22.4
2 is a resistor, 23.24 is a capacitor, 25 is an operational amplifier, 26ii: VCO, 28 is a counter, 29, 30
゜31.35 is a NAND gate, 36.37 is an AND gate, and in Fig. 4, a-j are timing charts corresponding to a-j in Fig. 3, and a-f and q-j are time axes. The scale of is different.
以上のように構成された本実施例のクロック抽出回路に
ついて以下その動作を説明する。The operation of the clock extraction circuit of this embodiment configured as described above will be described below.
壕ずORゲート11はドロップアウト時デジタル信号を
止め、ドロップアウトでない時通過させる。The trenchless OR gate 11 stops the digital signal when there is a dropout, and allows it to pass when there is no dropout.
7 ′・
D−yリップフロップ12 、13トEX−OR14゜
15で位相比較器が構成されてお5.ORゲート11を
通過したデジタル信号aはクロックの立上りエッヂでD
フリップフロップ12によってラッチされCとなり、更
に立下りエッヂでDフリップフロップでラッチされdと
なる。aとCはEX−OR14によってeと々す、Cと
dはEX−OR15によってfとなる。eのパルス幅は
クロック速すぎの時は広く、遅すぎの時は狭くなる。f
のスイッチ16を、fによってスイッチ17をON高く
、遅すぎの時は低くなる。また演算増幅器25とR20
,21,22,C23,24でループフィルタが構成さ
れており、後述のR42で周波数比較器の出力が加算さ
れる加算器を兼ねている。5. A phase comparator is constituted by 7' and D-y flip-flops 12 and 13 and EX-OR14 and 15. The digital signal a passed through the OR gate 11 becomes D at the rising edge of the clock.
It is latched by the flip-flop 12 and becomes C, and further latched by the D flip-flop at the falling edge and becomes d. A and C become e by EX-OR14, and C and d become f by EX-OR15. The pulse width of e is wide when the clock is too fast, and narrow when the clock is too slow. f
The switch 16 is turned on by f, and the switch 17 is turned on high, and when it is too slow, it becomes low. Also, operational amplifier 25 and R20
, 21, 22, C23, and 24 constitute a loop filter, and R42, which will be described later, also serves as an adder to which the output of the frequency comparator is added.
R18,19は演算増幅器25にバイアス電圧を与えて
いる。演算増幅器25の出力はVCO26の発振周波数
を制御しており、コンノくクト・ディスク再生器の場合
はその発振周波数は通常8.6436札を中心に動作し
ている。VCo26の出力ばDフリップフロップ27で
デユーティ−50チの通常4.3218 hKを中心に
動作するクロックbに分周される。このクロックbがデ
ジタル信号より抽出されたクロックであり、Dフリップ
フロップ12がクロックbにより時間軸方向に整形され
たデータ信号となる。カウンタ28 、NANDゲート
29゜30.31,35、AND ゲート36.37
、Dフリップフロップ32 、33 、34 、38
、39で周波数比較器が構成されており、88.2kH
zの基準信号がDフリップフロップ32で分周されデユ
ーティ−50%の基準信号が作られDフリップフロップ
33でクロックbに同期した信号qに変換され、Dフリ
ップフロップ34とNANDゲート35でトリガーパル
スを発生し、NANDゲート30と31によるRSフリ
ップフロップを反転し、h信号がHになってカウンタ2
8を起動する。カウンタ28は49クロツクをカウント
するとNANDゲート29によってNANDゲート30
と31による9 へ−
RSフリップフロップを反転して、h信号(dLになる
。クロックの周波数がちょうど良い時はqとhは重なる
が、速すぎる時FihのH区間が短かくなりANDゲー
ト36からパルス信号iを発生し、遅すぎる時はH区間
が長くなりANDゲート37からパルス信号jを発生す
る。i及びjはDフリップフロップ38及び39でゲー
ト遅延差によるハザードが除去されスイッチ40及び4
1を動作させ抵抗42を介して演算増幅器25に加算さ
れる。R18 and R19 provide a bias voltage to the operational amplifier 25. The output of the operational amplifier 25 controls the oscillation frequency of the VCO 26, and in the case of a connoct disc player, the oscillation frequency normally operates around 8.6436 notes. The output of the VCo 26 is frequency-divided by a D flip-flop 27 into a clock b which operates around a normal frequency of 4.3218 hK with a duty of -50. This clock b is a clock extracted from the digital signal, and the D flip-flop 12 becomes a data signal shaped in the time axis direction by the clock b. Counter 28, NAND gate 29° 30.31, 35, AND gate 36.37
, D flip-flops 32 , 33 , 34 , 38
, 39 constitute a frequency comparator, and the frequency is 88.2kHz.
The reference signal z is frequency-divided by the D flip-flop 32 to create a reference signal with a duty of -50%, which is converted into a signal q synchronized with the clock b by the D flip-flop 33, and a trigger pulse is generated by the D flip-flop 34 and the NAND gate 35. is generated, the RS flip-flop formed by NAND gates 30 and 31 is inverted, and the h signal becomes H, and the counter 2
Start 8. When the counter 28 counts 49 clocks, the NAND gate 29 outputs the NAND gate 30.
and 31 to 9 - The RS flip-flop is inverted and becomes the h signal (dL. When the clock frequency is just right, q and h overlap, but when it is too fast, the H section of Fih becomes short and the AND gate 36 When it is too slow, the H section becomes long and a pulse signal j is generated from the AND gate 37.I and j are processed by D flip-flops 38 and 39 to remove the hazard caused by the difference in gate delay, and the switches 40 and 4
1 is activated and added to the operational amplifier 25 via the resistor 42.
なお本実施し11では位相制御のループフィルタと周波
数制御のループフィルタを共用したが別けても良く、加
算器とループフィルタと共通の演算増幅器で構成したが
別々に構成しても良い。In the eleventh embodiment, a phase control loop filter and a frequency control loop filter are commonly used, but they may be separated, and although the adder and the loop filter are configured with a common operational amplifier, they may be configured separately.
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、vc。Effect of the invention As described above, according to the present invention, vc.
の自走周波数を調整しなくてもVCOの自走周波数が基
準周波数8.6436+、計に近づこうとする作用があ
るので、クロック周波数がキャップチャ・レンジのほぼ
中央になり、温特や素子ばらつきに0 l −
よる影響を受は難いため安定に無調整化できる。Even without adjusting the free-running frequency of the VCO, the free-running frequency of the VCO tends to approach the reference frequency of 8.6436+, so the clock frequency becomes approximately in the center of the cap challenge range, reducing temperature characteristics and element variations. Since it is hardly affected by 0 l -, it can be stably made unadjusted.
またドロップアウト時はVCOがほぼ基準周波数で発振
するのでクロックのスリップが少ないためドロップアウ
トに強いという効果がある。Furthermore, at the time of dropout, the VCO oscillates at approximately the reference frequency, so there is little clock slip, which has the effect of being resistant to dropouts.
第1図は本発明の一実施し1」におけるクロック抽出回
路のブロック図で、第2図(a)はそのループフィルタ
の周波数特性図、同図(b)は全体ループの応答周波数
特性図、第3図は本発明の一実施flすにあ・けるクロ
ック抽出回路の具体的な回路図で、第4図はそのタイミ
ング・チャート、第6図は従来のクロック抽出回路のブ
ロック図で、第6図(a)はそのループフィルタの周波
数特性図、同図(b)は全体ループの応答周波数特性図
である。
1・・・・・・ゲート、2・・・・・・位相比較器、3
・・・・・・加算器、4・・・・・・ループフィルタ、
5・・・・・・VCo、6・・・・・・分周器、7・・
・・・・周波数比較器。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第4
図
グロッフの位相1−−うで良。、 速1さ−差す
う、。
特開口UG3−24997G (5)第5図
第6図
′Y■)う2
、)1\、 −周汲散
・・・11\ −゛″′−FIG. 1 is a block diagram of a clock extraction circuit in Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2(a) is a frequency characteristic diagram of its loop filter, and FIG. 2(b) is a response frequency characteristic diagram of the entire loop. FIG. 3 is a specific circuit diagram of a clock extraction circuit that can be used in one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a timing chart thereof, and FIG. 6 is a block diagram of a conventional clock extraction circuit. 6(a) is a frequency characteristic diagram of the loop filter, and FIG. 6(b) is a response frequency characteristic diagram of the entire loop. 1...Gate, 2...Phase comparator, 3
... Adder, 4 ... Loop filter,
5... VCo, 6... Frequency divider, 7...
...Frequency comparator. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 4
Figure Groff's phase 1--Udera. , Speed 1 - insert. Special opening UG3-24997G (5) Fig. 5 Fig. 6'Y■) U2 ,)1\, -Surrounding...11\ -゛'''-
Claims (2)
発生する位相比較器と、基準信号とクロックの周波数差
に応じた出力を発生する周波数比較器と、前記位相比較
器の出力と前記周波数比較器の出力を加算して必要な周
波数特性を与えるループフィルタと、制御電圧に応じて
発振周波数が変化する電圧制御発振器から構成されたこ
とを特徴とするクロック抽出回路。(1) A phase comparator that generates an output according to the phase difference between the digital signal and the clock, a frequency comparator that generates an output according to the frequency difference between the reference signal and the clock, and the output of the phase comparator and the frequency A clock extraction circuit comprising a loop filter that adds the outputs of a comparator to give necessary frequency characteristics, and a voltage-controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to a control voltage.
するゲートを有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のクロック抽出回路。(2) The clock extraction circuit according to claim 1, further comprising a gate that blocks the digital signal by a dropout signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62085013A JPS63249976A (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Clock extracting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62085013A JPS63249976A (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Clock extracting circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63249976A true JPS63249976A (en) | 1988-10-17 |
Family
ID=13846862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62085013A Pending JPS63249976A (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Clock extracting circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63249976A (en) |
Cited By (6)
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-
1987
- 1987-04-07 JP JP62085013A patent/JPS63249976A/en active Pending
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