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JP2002198808A - Pll回路および光通信受信装置 - Google Patents

Pll回路および光通信受信装置

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Publication number
JP2002198808A
JP2002198808A JP2001004617A JP2001004617A JP2002198808A JP 2002198808 A JP2002198808 A JP 2002198808A JP 2001004617 A JP2001004617 A JP 2001004617A JP 2001004617 A JP2001004617 A JP 2001004617A JP 2002198808 A JP2002198808 A JP 2002198808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
level
output signal
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001004617A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Takeshita
徹 竹下
Takashi Nishimura
隆志 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001004617A priority Critical patent/JP2002198808A/ja
Priority to US09/978,058 priority patent/US6915081B2/en
Priority to EP01402708A priority patent/EP1199805B1/en
Priority to DE60112528T priority patent/DE60112528T2/de
Publication of JP2002198808A publication Critical patent/JP2002198808A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D13/00Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations
    • H03D13/003Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations in which both oscillations are converted by logic means into pulses which are applied to filtering or integrating means
    • H03D13/004Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations in which both oscillations are converted by logic means into pulses which are applied to filtering or integrating means the logic means delivering pulses at more than one terminal, e.g. up and down pulses
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
    • H03L7/191Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number using at least two different signals from the frequency divider or the counter for determining the time difference
    • HELECTRICITY
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    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/089Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses
    • H03L7/0891Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses the up-down pulses controlling source and sink current generators, e.g. a charge pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号DATAの立ち上がりおよび立ち下
がりの各変化点でクロック信号ICLK,QCLKのサ
ンプリングを行うと、入力信号DATAにデューティ歪
があった場合に誤動作を起こす。 【解決手段】 位相検出回路11および周波数検出回路
12を有するPLL回路10において、入力信号DAT
Aに同期してその周期ごとに、立ち上がり変化点(また
は、立ち下がり変化点)でクロック信号ICLKをサン
プリングするD−FF124と、同様にクロック信号Q
CLKをサンプリングするD−FF125と、これらD
−FF124,125でサンプリングした信号と次にサ
ンプリングする信号とを論理演算する制御ロジック回路
126とによって周波数検出回路12を構成し、制御ロ
ジック回路126での論理演算結果に基づいてUPパル
ス信号またはDOWNパルス信号を発生するようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PLL(phase loc
ked loop;位相ロックループ)回路および光通信受信装置
に関し、特に位相検出回路および周波数検出回路を有す
るPLL回路およびこれを受信データのリタイミング処
理に用いるためのクロック信号の生成回路として用いた
光通信受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図11に、現在一般的に用いられている
PLL回路の構成を示す。このPLL回路は、位相検出
(PD)回路101および周波数検出(FD)回路10
2を有しており、その動作は次の通りである。
【0003】先ず、周波数検出回路102において、入
力信号DATAとクロック信号(ICLK,QCLK)
との周波数比較を行う。そして、その比較結果に基づい
てチャージポンプ(CP)回路104およびループフィ
ルタ105介してVCO(電圧制御発振器)106の周
波数クロックVCOCLKの周波数を制御することによ
り、目標の発振周波数に引き込む。尚、クロック信号
(ICLK,QCLK)は、クロック発生器107にお
いて、VCO106の発振周波数クロックVCOCLK
に基づいて生成される。
【0004】次に、位相検出回路101において、入力
信号DATAとVCO106の発振周波数クロックVC
OCLKとの位相比較を行う。そして、その比較結果に
基づいてチャージポンプ回路103およびループフィル
タ105を介してVCO106の発振周波数クロックV
COCLKの位相を制御することにより、入力信号DA
TAの位相に対してVCO106の発振周波数クロック
VCOCLKの位相を一致させる。
【0005】この種のPLL回路において、周波数比較
回路102として、従来、図12に示す構成のものが用
いられていた。以下、この周波数比較回路102の具体
的な回路構成およびその動作について説明する。
【0006】なお、ここでは、NRZ(non-return-to-z
ero;非ゼロ復帰)波形のディジタル信号DATAが周波
数比較回路102に入力されるものとする。また、クロ
ック発生器107では、VCO106の発振周波数クロ
ックVCOCLKを、所定の分周比1/n(本例では、
n=1)で分周することによってクロック信号ICLK
が、またこれを90°位相シフトすることによってクロ
ック信号QCLKがそれぞれ得られ、これらクロック信
号ICLK,QCLK周波数比較回路102に与えられ
るものとする。
【0007】先ず、NRZ波形の入力信号DATAが与
えられるデータ入力端子111は、D−FF(D型フリ
ップフロップ)112のD(データ)入力端子に接続さ
れるとともに、EX−OR(排他的論理和)ゲート11
3の一方の入力端子Aに接続されている。一方、クロッ
ク信号ICLKが与えられるICLK入力端子114は
ANDゲート116,117の各一方の入力端子Aに接
続され、クロック信号QCLKが与えられるQCLK入
力端子115はANDゲート116,117の各他方の
入力端子Bに接続されている。ただし、ANDゲート1
17の一方の入力端子Aは、クロック信号ICLKの極
性が反転されて入力される反転入力端子である。
【0008】ANDゲート116,117の各出力端子
は、D−FF118,119の各D入力端子に接続され
ている。これらD−FF118,119の各CLK(ク
ロック)入力端子には、EX−ORゲート113の出力
端子が接続されている。D−FF118,119の各Q
出力端子はD−FF120,121の各D入力端子に接
続され、これらD−FF120,121の各Q出力端子
はD−FF122,123の各D入力端子に接続されて
いる。なお、D−FF112およびD−FF120〜1
23の各CLK端子は、ICLK入力端子114に接続
されている。
【0009】D−FF122のQ出力端子は、ANDゲ
ート124の一方の入力端子Aに接続されている。D−
FF123のQ出力端子は、ANDゲート125の他方
の入力端子Bに接続されている。D−FF120のQ出
力端子はさらにANDゲート125の一方の入力端子A
に接続され、D−FF121のQ出力端子はさらにAN
Dゲート124の他方の入力端子Bに接続されている。
そして、ANDゲート124,125の各出力端子は、
回路出力端子126,127にそれぞれ接続されてい
る。
【0010】なお、ANDゲート124からはその出力
信号として、図11のVCO106の発振周波数を下げ
る方向に制御するDOWNパルス信号が導出され、AN
Dゲート125からはその出力信号として上記発振周波
数を上げる方向に制御するUPパルス信号が導出され
る。そして、DOWNパルス信号およびUPパルス信号
は、回路出力端子126,127を介して図11のチャ
ージポンプ回路104へ供給される。
【0011】次に、上記構成の周波数検出回路の回路動
作について、図13のタイミングチャートを参照して説
明する。なお、図13のタイミングチャートにおいて、
波形(a)〜(o)は、図12の各ノード(a)〜
(o)の波形をそれぞれ示している。
【0012】先ず、クロック信号ICLK(a)は、時
刻t0で立ち上がって“H”レベルになり、時刻t2で
立ち下がって“L”レベルになるパルス波形である。以
下同様に、時刻t4,t8,t12,…で立ち上がり、
時刻t6,t10,…で立ち下がる。このクロック信号
ICLK(a)は、ICLK入力端子114を介してA
NDゲート116,117の各一方の入力端子Aに供給
されるとともに、D−FF112およびD−FF120
〜123の各CLK端子に供給される。
【0013】クロック信号ICLK(a)に対して、ク
ロック信号QCLK(b)は90°位相シフトされた、
具体的には90°位相が遅れたパルス波形となってい
る。すなわち、時刻t1,t5,t9,…で立ち上がっ
て“H”レベルになり、時刻t3,t7,t11,…で
立ち下がって“L”レベルになる。このクロック信号Q
CLK(b)は、QCLK入力端子115を介してAN
Dゲート116,117の各他方の入力端子Bに供給さ
れる。
【0014】ANDゲート116は、クロック信号IC
LK(a)とクロック信号QCLK(b)との論理積を
とることから、これらクロック信号ICLK,QCLK
が共に“H”レベルとなる期間、即ち時刻t1〜t2の
期間、時刻t5〜t6の期間、時刻t9〜t10の期間
で、その出力信号(c)が“H”レベルとなる。それ以
外の期間、即ち時刻t0〜t1、時刻t2〜t5の期
間、時刻t6〜t9の期間、時刻t10〜t12の期間
では、出力信号(c)は“L”レベルとなる。
【0015】一方、ANDゲート117は、クロック信
号ICLK(a)の反転クロック信号ICLKXとクロ
ック信号QCLK(b)との論理積をとることから、こ
れらクロック信号ICLKX,QCLKが共に“H”レ
ベルとなる期間、即ち時刻t2〜t3の期間、時刻t6
〜t7の期間、時刻t10〜t11の期間で、その出力
信号(d)が“H”レベルとなる。それ以外の期間、即
ち時刻t0〜t2、時刻t3〜t6の期間、時刻t7〜
t10の期間、時刻t11以降の期間では、出力信号
(d)は“L”レベルとなる。
【0016】図13のタイミングチャートにおいて、出
力信号(c)の“H”レベルの期間を期間A、出力信号
(d)の“H”レベルの期間を期間Bとそれぞれ記す。
【0017】一方、NRZの入力信号DATA(f)
は、データ入力端子111を介して直接、EX−ORゲ
ート113の一方の入力端子Aに供給されるとともに、
D−FF112のD入力端子に供給される。D−FF1
12は、クロック信号ICLK(a)の立ち上がりタイ
ミングでD入力端子の入力波形の“H”レベル/“L”
レベルを取り込む。この場合、時刻t0では入力信号D
ATA(f)が“H”レベルとすると、これを取り込む
ことでそのQ出力信号(e)が“H”レベルとなる。
【0018】また、時刻t1とt2の間で入力信号DA
TA(f)が変化し、その極性が反転していることか
ら、次のクロック信号ICLK(a)の立ち上がりタイ
ミングt4では、“L”レベルの入力信号DATA
(f)を取り込み、そのQ出力信号(e)が“L”レベ
ルになる。さらに、時刻t6とt7の間で入力信号DA
TA(f)の極性が再度反転していることから、次のク
ロック信号ICLK(a)の立ち上がりタイミングt8
で“H”レベルの入力信号DATA(f)の“H”レベ
ルを取り込み、そのQ出力信号(e)が“H”レベルに
なる。それ以降時刻t12までは、この“H”レベルを
維持し続ける。
【0019】このD−FF112のQ出力信号(e)
は、EX−ORゲート113の他方の入力端子Bに供給
され、このEX−ORゲート113において、その一方
の入力端子Aに供給される入力信号DATA(f)との
排他的論理和演算が行われる。その結果、EX−ORゲ
ート113の出力信号(g)は、図13のタイミングチ
ャートから明らかなように、時刻t1〜t2の期間中の
入力信号DATA(f)の反転時に“L”レベルから
“H”レベルに遷移し、D−FF112のQ出力信号
(e)が“L”レベルに遷移する時刻t4で“L”レベ
ルへ遷移する。
【0020】この時刻t4から入力信号DATA(f)
のデータ反転期間の間、EX−ORゲート113の出力
信号(g)は“L”レベルを維持し続ける。そして、時
刻t6とt7の間で入力信号DATA(f)が反転する
と、その反転タイミングでEX−ORゲート113の出
力信号(g)は“L”レベルから“H”レベルへ遷移す
る。
【0021】続いて、時刻t8になると、D−FF11
2のQ出力信号(e)が“L”レベルから“H”レベル
に遷移するので、入力信号DATA(f)の“H”レベ
ルとこのQ出力信号(e)の“H”レベルとの排他的論
理和演算が行われることで、EX−ORゲート113の
出力信号(g)が“L”レベルに遷移する。そして、そ
れ以降の時刻t8〜t12の期間においては、EX−O
Rゲート113の出力信号(g)のレベルは変化しな
い。
【0022】ANDゲート116,117の各出力信号
(c),(d)は、次段のD−FF118,119の各
D入力端子に供給される。D−FF118,119は、
EX−ORゲート113の出力信号(g)をCLK入力
としており、このクロック波形の立ち上がりのタイミン
グでD入力波形を取り込み、そのレベルをQ出力信号
(h),(k)として導出する。
【0023】ここで、EX−ORゲート113の出力信
号(g)が時刻t1〜t2の期間で立ち上がり、この期
間ではANDゲート116の出力信号(c)が“H”レ
ベル、ANDゲート117の出力信号(d)が“L”レ
ベルであるから、D−FF118のQ出力信号(h)が
“H”レベルに、D−FF119のQ出力信号(k)が
“L”レベルになる。
【0024】EX−ORゲート113の出力信号(g)
が次に“L”レベルから“H”レベルに遷移するタイミ
ングは、時刻t6〜t7の期間における入力信号DAT
A(f)の変化点である。このタイミングにおけるAN
Dゲート116の出力信号(c)が“L”レベル、AN
Dゲート117の出力信号(d)が“H”レベルである
から、D−FF118のQ出力信号(h)が“H”レベ
ルから“L”レベルに遷移し、D−FF119のQ出力
信号(k)が“L”レベルから“H”レベルに遷移し、
時刻t12までこれらのレベルを維持し続ける。
【0025】これらD−FF118,119の各Q出力
信号(h),(k)はD−FF120,121の各D入
力端子に供給される。D−FF120,121は、クロ
ック信号ICLK(a)をCLK入力としており、その
波形の立ち上がりタイミングでD入力波形を取り込む。
ここで、クロック信号ICLK(a)の立ち上がりタイ
ミングは時刻t4であり、そのときのD−FF118の
Q出力信号(h)が“H”レベル、D−FF119のQ
出力信号(k)が“L”レベルであるので、D−FF1
20のQ出力信号(i)は“H”レベルに、D−FF1
21のQ出力信号(l)は“L”レベルになる。
【0026】クロック信号ICLK(a)の次の立ち上
がりタイミングは時刻t8であり、このときのD−FF
118のQ出力信号(h)が“L”レベルであるので、
D−FF120のQ出力信号(i)は“L”レベルに遷
移し、またD−FF119のQ出力信号(k)が“H”
レベルであるので、D−FF121のQ出力信号(l)
は“H”レベルに遷移する。そして、これらQ出力信号
(i),(l)の各レベルは、時刻t12まで維持され
る。
【0027】D−FF120,121の各Q出力信号
(i),(l)は次段のD−FF122,123の各D
入力端子に供給される。これらD−FF122,123
も、クロック信号ICLK(a)をCLK入力としてお
り、その波形の立ち上がりタイミングでD入力波形を取
り込む。ここで、クロック信号ICLK(a)の立ち上
がりタイミングは時刻t8であり、この時点でのD−F
F120,121のQ出力信号(i),(l)の各レベ
ルを取り込むことになり、その結果、D−FF122の
Q出力信号(j)は“H”レベルに、D−FF123の
Q出力信号(m)は“L”レベルになる。
【0028】クロック信号ICLK(a)が次に立ち上
がるタイミングは時刻t12であり、そのタイミングで
のD−FF120のQ出力信号(i)が“L”レベル、
D−FF121のQ出力信号(l)が“H”レベルであ
るから、D−FF122のQ出力信号(j)は“H”レ
ベルから“L”レベルに、D−FF123のQ出力信号
(m)は“L”レベルから“H”レベルにそれぞれ遷移
する。
【0029】D−FF122のQ出力信号(j)は、A
NDゲート124の入力端子Aに供給される。ANDゲ
ート124の入力端子Bには、D−FF121のQ出力
信号(l)が供給される。これにより、ANDゲート1
24の出力信号(n)であるDOWNパルス信号は、時
刻t4でD−FF121のQ出力信号(l)が“L”レ
ベルに遷移するので“L”レベルになり、時刻t8にな
るとD−FF121,122の各Q出力信号(l),
(j)が共に“H”レベルに遷移するので“H”レベル
になる。
【0030】また、時刻t12になると、D−FF12
1のQ出力信号(l)のレベルは変化せず“H”レベル
のままであるが、D−FF122のQ出力信号(j)の
レベルが“H”レベルから“L”レベルに遷移するの
で、ANDゲート124の出力信号(n)、即ちDOW
Nパルス信号は“H”レベルから“L”レベルに遷移す
る。
【0031】一方、D−FF123のQ出力信号(m)
は、ANDゲート125の入力端子Bに供給される。A
NDゲート125の入力端子Aには、D−FF120の
Q出力信号(i)が供給される。これにより、ANDゲ
ート125の出力信号(o)であるUPパルス信号は、
時刻t8でD−FF120,123の各Q出力信号
(i),(m)が共に“L”レベルに遷移するので
“L”レベルとなる。また、時刻t12になると、D−
FF123のQ出力信号(m)が“H”レベルに遷移す
るが、D−FF120のQ出力信号(i)が“L”レベ
ルであるので、ANDゲート125の出力信号(o)は
“L”レベルを維持する。
【0032】以上から、図12の周波数検出回路の動作
をまとめると次のようになる。あるDATA変化時点に
おいて(ICLK,QCLK)=(0,1)をサンプリ
ングした後の次のDATA変化時点で(1,1)をサン
プリングすると、クロック信号ICLKの1周期分の長
さのUPパルス信号を出力する。すなわち、この2つの
DATA変化点の間にm(mは任意の整数)ビットのデ
ータが存在すると、この間のクロック信号ICLKはm
サイクル以下存在することになるから、クロック信号I
CLKの周波数を高くするため、UPパルス信号のパル
スが生じることになる。
【0033】また、あるDATA変化時点において(I
CLK,QCLK)=(0,1)をサンプリングした後
の次のDATA変化時点で(0,0)をサンプリングす
ると、クロック信号ICLKの1周期分の長さのDOW
Nパルス信号を出力する。すなわち、この2つのDAT
A変化点の間にm′(m′は任意の整数)ビットのデー
タが存在すると、この間のクロック信号ICLKはm′
サイクル以上存在することになるから、クロック信号I
CLKの周波数を低くするため、DOWNパルス信号の
パルスが生じることになる。
【0034】クロック信号ICLKと入力信号DATA
の周波数が完全に一致しているときは、(0,0),
(0,1),(1,0)(1,1)のいずれかをDAT
A変化時点でサンプリングし続け、UPパルス信号、D
OWNパルス信号のパルスは発生しない。
【0035】このように、ANDゲート124の出力信
号(n)をDOWNパルス信号として、またANDゲー
ト125の出力信号(o)をUPパルス信号として、図
11のチャージポンプ回路104に供給する。そして、
これらDOWN/UPパルス信号によって当該チャージ
ポンプ回路104を制御し、その出力電流を平滑化(整
流)することで、ループフィルタ105を介してVCO
106の制御電圧を発生させる。
【0036】以上においては、入力信号DATAやクロ
ック信号(ICLK,QCLK)のデューティ比をそれ
ぞれ100%、50%として周波数検出回路102の動
作を説明した。しかしながら、特に光通信などにおいて
は、図14(b),(c)に示すように、伝送信号DA
TAにはデューティ歪が生じているため、PLL回路が
誤動作する可能性がある。図15に、デューティ歪のあ
る場合のクロックICLK,QCLKおよび伝送信号D
ATAの各波形を示す。
【0037】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
例に係る周波数検出回路では、入力信号DATAの変化
点でクロック信号ICLKとクロック信号QCLKの値
をサンプリングしているので、周波数が完全に一致して
いると、図13に対応した時刻t2とt3の期間のサン
プリング値はクロック信号ICLKが“0”、クロック
信号QCLKが“1”であり、また次のDATA変化点
t6とt7の間でのサンプリング値はクロック信号IC
LKが“0”、クロック信号QCLKが“1”、さらに
時刻t10とt11の間にDATA変化点が存在すると
すると、そのサンプリング値はやはりクロック信号IC
LKが“0”、クロック信号QCLKが“1”となり、
3つの変化点のサンプリング値はいずれも同じであるこ
とがわかる。
【0038】しかし、入力信号DATAが歪み、デュー
ティ比が異なる場合のタイミング関係を示す図15のタ
イミングチャートから明らかなように、クロック信号I
CLKを90°位相遅延したものがクロック信号QCL
Kであり、これに対して入力信号DATAのデューティ
比が大きくなり、その“H”レベルの1ビット分幅がク
ロック信号ICLKの周期よりも大きい場合、時刻t1
とt2間で入力信号DATAが立ち上がると、この立ち
上がりエッジでのクロック信号ICLKのレベルが
“1”、クロック信号QCLKのレベルが“1”であ
る。
【0039】次に、入力信号DATAの立ち下がりエッ
ジt7とt8の間においては、クロック信号ICLK,
QCLKのレベルが共に“0”となり、入力信号DAT
Aの立ち上がりと立ち下がりエッジにおけるクロック信
号ICLK,QCLKのサンプリング値は(1,1)か
ら(0,0)と変化してしまい、誤動作することが解か
る。
【0040】また、入力信号DATAのデューティ比が
小さくなり、その“H”レベルの1ビット分幅がクロッ
ク信号ICLKの周期よりも小さくなると、図示してあ
るように、時刻t3とt4の間にある立ち上がりエッジ
ではクロック信号ICLK,QCLKのレベルが共に
“0”となる。しかし、時刻t5とt6の期間にある入
力信号DATAの立ち下がりエッジのクロック信号IC
LK,QCLKのレベルが共に“1”となり、(0,
0)から(1,1)とクロック信号ICLK,QCLK
のサンプリング値が異なってくる。
【0041】その結果、周波数検出回路は誤動作してし
まう。すなわち、従来例に係る周波数検出回路では、入
力信号DATAの立ち上がりおよび立ち下がりの遷移点
の両方で、即ち入力信号DATAの1/2周期でクロッ
ク信号ICLKとクロック信号QCLKをサンプリング
しているため、入力信号DATAが歪み、デューティ比
が変化した場合に回路が誤動作するという課題があっ
た。
【0042】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、VCO、位相検出回路および周波数検
出回路を有するPLL回路、あるいはこのPLL回路を
用いた光通信受信装置において、周波数検出回路を次の
ように構成とした。すなわち、VCOの発振周波数信号
に基づく、位相の異なる第1,第2の信号を入力信号に
同期してその周期ごとに取り込むとともに、その取り込
んだ信号と1周期前に取り込んだ信号とを論理演算し、
その演算結果に基づいてVCOの発振周波数信号の周波
数を上げる第1の周波数制御信号または周波数を下げる
第2の周波数制御信号を出力する構成とする。
【0043】上記構成の周波数検出回路において、位相
の異なる第1,第2の信号を入力信号の周期ごとに取り
込む、即ち入力信号の立ち上がりタイミング(または、
立ち下がりタイミング)のみで行うことで、入力信号の
デューティ比が変化しても、入力信号と第1,第2の信
号との周波数が一致している場合、その取り込み値は常
に等しくなる。これにより、入力信号のデューティ比が
変化した場合であっても、入力信号と第1,第2の信号
との周波数が一致している限り、誤った第1/第2の周
波数制御信号を発生することはなく、安定したPLL動
作ができる。
【0044】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施形態に係るPLL回路の構成例を示すブロック図で
ある。ここでは、本PLL回路が例えば光通信における
受信装置に用いられる場合を例に採って説明するものと
するが、この適用例に限られるものではない。
【0045】図1において、本PLL回路10は、位相
検出(PD)回路11、周波数検出(FD)回路12、
チャージポンプ(CP)回路13,14、ループフィル
タ15、VCO(電圧制御発振器)16およびクロック
発生器17を有する構成となっている。そして、本PL
L回路10の回路入力端子18には、シリアルのディジ
タル信号DATAが入力信号される。ここで、光通信で
用いられるディジタル信号DATAとしては、NRZの
信号(波形)が採用されている。
【0046】回路入力端子18は、位相検出回路11の
一方の入力端子(データ入力端子)および周波数検出回
路12のデータ入力端子121に接続されている。位相
検出回路11の他方の入力端子は、VCO16の出力端
子に接続されている。周波数検出回路12のICLK入
力端子122およびQCLK入力端子123は、クロッ
ク発生器17のICLK出力端子171およびQCLK
出力端子172にそれぞれ接続されている。
【0047】位相検出回路11の出力端子は、チャージ
ポンプ回路13の入力端子に接続されている。チャージ
ポンプ回路13の出力端子は、ループフィルタ15を介
してVCO16の制御入力端子に接続されている。周波
数検出回路12の出力端子127,128は、チャージ
ポンプ回路14の対応する入力端子にそれぞれ接続され
ている。チャージポンプ回路14の出力端子も、ループ
フィルタ15を介してVCO16の制御入力端子に接続
されている。
【0048】ループフィルタ15は、例えば、チャージ
ポンプ回路13,14の各出力端子間に接続された抵抗
R11と、チャージポンプ回路14の出力端子とグラン
ドとの間に接続されたコンデンサC11とからなるロー
パスフィルタ構成となっている。VCO16の出力端子
は、先述したように、位相比較回路11の他方の入力端
子に接続されているとともに、回路出力端子19および
クロック発生器17のクロック入力端子173に接続さ
れている。
【0049】クロック発生器17は、分周器174およ
び移相回路175を有し、VCO16の発振周波数クロ
ックに基づいて互いに位相が異なる第1,第2の信号、
例えば、VCO発振周波数クロックと同相(In Ph
ase)のクロック信号ICLKとこのクロック信号I
CLKに対して例えば90°(QuadratureP
hase)位相シフト(移相)したクロック信号QCL
Kとを発生する。
【0050】具体的には、分周器174は、VCO16
の発振周波数クロックを所定の分周比(1/n)で分周
して移相回路175に供給する。移相回路175は、分
周器174での分周クロックを、そのままクロック信号
ICLKとして出力端子171から、またこのクロック
信号ICLKに対して例えば90°位相をシフトしてク
ロック信号QCLKとして出力端子172からそれぞれ
出力する。
【0051】上記構成のPLL回路10において、NR
Zのディジタル信号は、回路入力端子18を介して位相
検出回路11の一方の入力端子および周波数検出回路1
2のデータ入力端子121に供給される。一方、位相検
出回路の他方の入力端子にはVCO16の発振周波数ク
ロックが供給され、また周波数検出回路12のICLK
出力端子122およびQCLK出力端子123にはクロ
ック発生器17で発生されるクロック信号ICLK,Q
CLKがそれぞれ供給される。
【0052】周波数検出回路12は、2つのD−FF1
24,125および制御ロジック回路126を有する構
成となっている。D−FF124は、そのD入力端子が
ICLK入力端子122に、CLK端子がデータ入力端
子121にそれぞれ接続されている。D−FF125
は、そのD入力端子がQCLK入力端子123に、CL
K端子がデータ入力端子121にそれぞれ接続されてい
る。
【0053】ここで、2つのD−FF124,125お
よび制御ロジック回路126からなる周波数検出回路1
2の回路動作にいて、図2のタイミングチャートを用い
て説明する。
【0054】先ず、ICLK入力端子122に供給され
るクロック信号ICLKのタイミング波形は、時刻t0
から時刻t2の期間で“H”レベル、時刻t2から時刻
t4の期間で“L”レベル、時刻t4から時刻t6の期
間で“H”レベル、時刻t6から時刻t8の期間で
“L”レベル、時刻t8から時刻t10の期間で“H”
レベル、時刻t10から時刻t12の期間で“L”レベ
ル、さらに時刻t12から時刻t14の期間で“H”レ
ベルとなっている。
【0055】また、QCLK入力端子123に供給され
るクロック信号QCLKは、クロック信号ICLKに対
して90°位相を遅延した波形であり、時刻t1から時
刻t3の期間で“H”レベル、時刻t3から時刻t5の
期間で“L”レベル、時刻t5から時刻t7の期間で
“H”レベル、時刻t7から時刻t9の期間で“L”レ
ベル、時刻t9から時刻t11の期間で“H”レベル、
時刻t11から時刻t13の期間で“L”レベル、さら
に時刻t13から時刻t15の期間で“H”レベルとな
っている。
【0056】一方、データ入力端子121に供給される
入力信号DATAの波形は、時刻t0から時刻t2まで
“L”レベル、時刻t2から時刻t6まで“H”レベ
ル、時刻t6から時刻t10まで“L”レベル、時刻t
10から時刻t13まで“H”レベル、時刻t13以降
“L”レベルとなっている。
【0057】ここで、D−FF124,125のD入力
データの取り込みタイミングをクロックの立ち上がりと
すると、時刻t2のタイミングでクロック信号ICLK
とクロック信号QCLKの論理レベル、(ICLK,Q
CLK)=(0,1)を取り込み、そのデータに対応し
た値をQ出力信号として次段の制御ロジック回路126
に供給する。
【0058】この周波数検出回路12は、D−FF12
4,125のD入力端子に供給されるデータが特定の値
(0,1)をサンプリングしたときにウインドウを開
き、次のサンプリング値によって比較結果を出力する機
能を持っている。
【0059】入力信号DATAの時刻t2の次の立ち上
がりタイミングにおいて、その立ち上がりタイミングが
時刻t10であると、D−FF124,125における
D入力端子のデータ取り込み値は(0,1)となる。こ
のときは、次段の制御ロジック回路126において、周
波数が一致していると判断し、何も出力しない。
【0060】また、(0,1)を取り込んだ後、次の取
り込みタイミングが時刻t9とt10の間とすると、デ
ータの取り込み(サンプリング)は(1,1)となる。
このときは、次段の制御ロジック回路126において、
クロックの周波数が低いと判断し、周波数を高めるため
のUPパルス信号を出力する。一方、(0,1)を取り
込んだ後、次の取り込みタイミングが時刻t11とt1
2で(0,0)をサンプリングする場合、制御ロジック
回路126において、クロックの周波数が高いと判断
し、周波数を低めるためのDOWNパルス信号を出力す
る。
【0061】このように、周波数検出回路12で周波数
検出して得られたUP/DOWNパルス信号のディジタ
ル信号(パルス信号)は、次段のチャージポンプ回路1
4に供給され、当該回路14のトランジスタをON/O
FFして例えば電流の流出/流入を行う。この電流制御
するチャージポンプ回路14は、例えばMOSトランジ
スタやバイポーラトランジスタによって構成される。チ
ャージポンプ回路14の出力電流は、ループフィルタ1
5で整流されてDC電圧(直流信号)に変換される。
【0062】このDC電圧は、VCO16にその制御電
圧として与えられる。VCO16は例えばバリキャップ
を有する構成となっており、このバリキャップに対して
制御電圧が印加される。バリキャップは、その印加され
る制御電圧に応じて容量が変化することによってVCO
16の発振周波数クロックの周波数を制御する。この発
振周波数クロックは、クロック発生器17を介して周波
数検出回路12に帰還される。
【0063】周波数検出回路12は、この帰還されたク
ロック信号ICLK,QCLKとNRZのディジタル信
号DATAとの周波数比較を行う。上述した周波数比較
による周波数制御の動作が繰り返されることによってV
CO16の発振周波数クロックの周波数が入力信号DA
TAの目標周波数にロックされる。このロック状態でル
ープフィルタ15の出力電圧は一定になり、これ以降、
周波数が変動しない限り変化しない。
【0064】VCO16の発振周波数クロックの周波数
が入力信号DATAの目標周波数にロックされると、周
波数検出回路12の動作は固定された状態(即ち、周波
数検出回路12の出力信号であるUP/DOWN信号が
“L”レベル固定の状態)になる。このとき、チャージ
ポンプ回路14のコンデンサC11の電荷を充放電する
電流がチャージポンプ回路13のそれに比べて十分大き
いとすると、この周波数検出回路12の動作に引き続い
て、位相検出回路11が実質的に動作することになる。
【0065】すなわち、周波数検出回路12の検出出力
に基づくDC電圧に、位相検出回路11の検出出力に基
づくDC電圧がループフィルタ15で重畳されてVCO
16に印加する制御電圧をさらに変化させることによ
り、VCO16の発振周波数クロックの位相を制御す
る。
【0066】具体的には、位相検出回路11において、
入力信号DATAに対するVCO16の発振周波数クロ
ックの位相の遅れ/進みを検出する。この位相の遅れ/
進みに応じて位相検出回路11の出力ディジタル(パル
ス)信号は、次段のチャージポンプ回路13に供給さ
れ、当該回路13のトランジスタをON/OFFして例
えば電流の流出/流入を行う。この電流制御するチャー
ジポンプ回路13は、周波数検出回路12側のチャージ
ポンプ回路14と同様に、例えばMOSトランジスタや
バイポーラトランジスタによって構成される。
【0067】チャージポンプ回路13の出力電流は、ル
ープフィルタ15で整流されてDC電圧に変換される。
このDC電圧は、周波数検出回路12側のDC電圧にル
ープフィルタ15で重畳されてVCO16にその制御電
圧として供給され、先述したバリキャップに印加され
る。バリキャップは、その印加される制御電圧に応じて
容量が変化することによってVCO16の発振周波数ク
ロックについてその位相を制御する。
【0068】この位相が制御されたVCO16の発振周
波数クロックは、位相比較回路11に帰還される。位相
検出回路11は、この帰還されたVCO16の発振周波
数クロックとNRZのディジタル信号DATAとの位相
比較を行う。そして、上述した位相検出および位相制御
の動作が繰り返されて、最終的には、VCO16の発振
周波数クロックの位相も入力信号DATAと一致するこ
とになる。
【0069】なお、本PLL回路10では、チャージポ
ンプ回路13,14としてシングル出力構成のものを、
VCO16としてシングル入力構成のものをそれぞれ用
いるとともに、ループフィルタ15として、チャージポ
ンプ回路13,14の各出力端子間に接続された抵抗R
11と、チャージポンプ回路14の出力端子とグランド
との間に接続されたコンデンサC11とからなるものを
用いる構成としたが、PLL回路としてはこの構成のも
のに限られるものではない。
【0070】すなわち、例えば図3に示すように、チャ
ージポンプ回路13′,14′として差動出力構成のも
のを、VCO16′として差動入力構成のものをそれぞ
れ用いるとともに、ループフィルタ20として、チャー
ジポンプ回路13′,14′の各一方の出力端子間に接
続された抵抗R12と、チャージポンプ回路14′の差
動出力端子間に接続されたコンデンサC12と、チャー
ジポンプ回路14′,13′の各他方の出力端子間に接
続された抵抗R13とからなる構成のPLL回路10′
であっても良い。
【0071】図4に、上述した本発明に係るPLL回路
10(10′)で用いられる周波数検出回路12の具体
的な回路構成の一例、特に先述した制御ロジック回路1
26の内部構成の一例を示す。先ず、その回路構成につ
いて説明する。
【0072】図4において、ICLK入力端子31には
クロック信号ICLKが、QCLK入力端子32にはク
ロック信号QCLKがそれぞれ供給される。また、デー
タ入力端子33にはNRZのディジタル信号DATAが
供給される。ここで、ICLK入力端子31、QCLK
入力端子32およびデータ入力端子33は、図1のIC
LK入力端子122、QCLK入力端子123およびデ
ータ入力端子121にそれぞれ対応している。
【0073】ICLK入力端子31はD−FF34のD
入力端子に接続され、QCLK入力端子32はD−FF
35のD入力端子に接続されている。データ入力端子3
3は、D−FF34,35の各CLK端子に接続されて
いる。これらD−FF34,35は、図1のD−FF1
24,125にそれぞれ対応している。
【0074】これら各D−FF34,35は、クロック
CLKの立ち上がりでD入力データを取り込む構成とな
っている。すなわち、D−FF34は入力信号DATA
の立ち上がりでクロック信号ICLKをサンプリングす
る機能を持ち、D−FF35は入力信号DATAの立ち
上がりでクロック信号QCLKをサンプリングする機能
を持っている。
【0075】D−FF34のQ出力端子は、2入力OR
ゲート36の入力端子Aに接続されるとともに、3入力
ORゲート38の反転入力端子Aに接続され、さらに3
入力のORゲート39の入力端子Bに接続されている。
また、D−FF35のQ出力端子は、ORゲート36の
反転入力端子Bに接続されるとともに、ORゲート38
の反転入力端子Bに接続され、さらにORゲート39の
入力端子Cに接続されている。
【0076】ORゲート36の出力端子は、D−FF3
7のD入力端子に接続されている。D−FF37のCL
K入力端子は、ICLK入力端子31に接続されてい
る。D−FF37のQ出力端子は、ORゲート38の入
力端子Cに接続されるとともに、ORゲート39の入力
端子Aに接続されている。
【0077】ORゲート38,39の各出力端子は、D
−FF40,41の各D入力端子にそれぞれ接続されて
いる。D−FF40,41の各CLK入力端子は、IC
LK入力端子31に接続されている。D−FF40,4
1の各Q出力端子は、回路出力端子42,43にそれぞ
れ接続されている。なお、D−FF40,41の各Q出
力端子は反転出力端子となっている。
【0078】上述したORゲート36、D−FF37、
ORゲート38,39およびD−FF40,41によ
り、図1の制御ロジック回路126が構成されている。
但し、この回路構成は一例に過ぎず、これに限定される
ものではない。
【0079】次に、上記構成の周波数検出回路の回路動
作について、図5および図6のタイミングチャートを用
いて説明する。なお、図5はUPパルス信号を出力する
ときのタイミングチャート、図6はDOWNパルス信号
を出力するときのタイミングチャートをそれぞれ示して
いる。また、図5および図6において、波形(a)〜
(k)は、図4の各ノード(a)〜(k)の波形をそれ
ぞれ示している。
【0080】先ず、図5のタイミングチャートを用い
て、UPパルス信号を出力するときの回路動作について
説明する。今、入力信号DATA(c)の波形が、時刻
t2とt3の間で“L”レベルから“H”レベルに変化
し、時刻t6付近で“H”レベルから“L”レベルに変
化し、時刻t9とt10の間で“L”レベルから“H”
レベルに変化し、それ以降は“H”レベルを維持してい
るものとする。
【0081】D−FF34,35は、入力信号DATA
(c)の波形の立ち上がりエッジでクロック信号ICL
K(a),QCLK(b)をそれぞれ取り込む。時刻t
2〜t3の期間では、クロック信号ICLK(a)が
“L”レベル、クロック信号QCLK(b)が“H”レ
ベルであるため、これらのレベルをD−FF34,35
が取り込むことで、D−FF34のQ出力信号(d)が
“L”レベル、D−FF35のQ出力信号(e)が
“H”レベルになる。
【0082】D−FF34,35の各CLK端子に供給
される入力信号DATA(c)の波形の次の立ち上がり
エッジは、時刻t9とt10の間に存在し、その時点に
おけるクロック信号ICLK(a)とクロック信号QC
LK(b)の各レベルはそれぞれ“H”レベルである。
したがって、D−FF34のQ出力信号(d)は、時刻
t9とt10の間で“L”レベルから“H”レベルに変
化する。
【0083】このとき、クロック信号QCLK(b)の
レベルが“H”レベルであるため、D−FF35のQ出
力信号(e)は変化せず、“H”レベルのままである。
これ以降時刻t16までは、入力信号DATA(c)の
波形は変化せず、また波形の立ち上がりがないため、D
−FF34,35の各Q出力信号(d),(e)は変化
せず、それまでのレベルをそのまま維持する。
【0084】入力信号DATA(c)が時刻t2とt3
の間で変化する時点において、D−FF34のQ出力信
号(d)の“L”レベルがORゲート36の入力端子A
に、D−FF35のQ出力信号(e)の“H”レベルが
ORゲート36の反転入力端子Bにそれぞれ供給される
ため、ORゲート36の出力信号(f)は“L”レベル
となる。また、入力信号DATA(c)の次の変化点の
“L”レベルから“H”レベルへの遷移は時刻t9とt
10の間で起こる。
【0085】この“L”レベルから“H”レベルへの遷
移タイミングにおいて、D−FF34のQ出力信号
(d)は“L”レベルから“H”レベルに変化し、D−
FF35のQ出力信号(e)は“H”レベルのままであ
るから、ORゲート36の出力信号(f)は、“L”レ
ベルから“H”レベルに変化する。これ以降時刻t16
まで入力信号DATA(c)の波形の変化は無いので、
ORゲート36の出力信号(f)は“H”レベルを維持
し続ける。
【0086】ORゲート36の出力信号(f)はD−F
F37のD入力端子に供給される。このD−FF37に
はそのCLK入力として、D−FF34,35と異な
り、クロック信号ICLK(a)が供給されている。こ
れにより、D−FF37は、クロック信号ICLK
(a)の立ち上がりエッジでそのD入力であるORゲー
ト36の出力信号(f)を取り込む。
【0087】すなわち、D−FF37において、クロッ
ク信号ICLK(a)の立ち上がりタイミングt4でO
Rゲート36の出力信号(f)が取り込まれ、その出力
信号(g)が“L”レベルになる。また、次のクロック
信号ICLK(a)の立ち上がりタイミングt8におい
ては、ORゲート36の出力信号(f)が“L”レベル
であるから、D−FF37のQ出力信号(g)は変化せ
ず、“L”レベルを維持している。
【0088】さらに、時刻t12でのクロック信号IC
LK(a)の立ち上がりエッジにおいては、ORゲート
36の出力信号(f)が“H”レベルであるから、D−
FF37のQ出力信号(g)は“L”レベルから“H”
レベルへ変化する。また、時刻t16においても同様
に、ORゲート36の出力信号(f)が“H”レベルで
あるから、D−FF37のQ出力信号(g)も“H”レ
ベルであり、時刻t16以降もこの“H”レベルの状態
を維持する。
【0089】3入力のORゲート38には、その反転入
力端子AにD−FF34のQ出力信号(d)が、その反
転入力端子BにD−FF35のQ出力信号(e)が、そ
の入力端子CにD−FF37のQ出力信号(g)がそれ
ぞれ供給される。
【0090】ここで、D−FF34のQ出力信号(d)
の反転信号が、時刻t2とt3の間のDATA立ち上が
りエッジから時刻t9とt10の間のDATA立ち上が
りエッジまでは“H”レベルになり、このDATA立ち
上がりエッジのタイミング以降は“L”レベルであり、
D−FF35のQ出力信号(e)の反転信号が、時刻t
2とt3の間のDATA立ち上がりエッジ以降は“L”
レベルになり、さらにD−FF37のQ出力信号(g)
が、時刻t4からt12までは“L”レベル、t12以
降は“H”レベルになっている。したがって、ORゲー
ト38の出力信号(h)は、時刻t4から時刻t9とt
10の間のDATA立ち上がりエッジまで“H”レベル
になり、このDATA立ち上がりエッジの時点から時刻
t12まで“L”レベルになり、時刻t12以降は
“H”レベルとなる。
【0091】一方、3入力のORゲート39には、その
入力端子AにD−FF37のQ出力信号(g)が、その
入力端子BにD−FF34のQ出力信号(d)が、その
入力端子CにD−FF35のQ出力信号(e)がそれぞ
れ供給される。
【0092】ここで、D−FF34のQ出力信号(d)
が、時刻t2とt3の間のDATA立ち上がりエッジか
ら時刻t9とt10の間のDATA立ち上がりエッジま
では“L”レベルになり、このDATA立ち上がりエッ
ジのタイミング以降は“H”レベルであり、D−FF3
5のQ出力信号(e)が、時刻t2とt3の間のDAT
A立ち上がりエッジ以降は“H”レベルになり、さらに
D−FF37のQ出力信号(g)が、時刻t4からt1
2までは“L”レベル、t12以降は“H”レベルにな
っている。したがって、ORゲート39の出力信号
(i)は、時刻t4以降は“H”レベルを維持すること
になる。
【0093】ORゲート38の出力信号(h)はD−F
F40のD入力端子に供給される。D−FF40は、D
入力データであるORゲート38の出力信号(h)をク
ロック信号ICLK(a)に同期して取り込む。すなわ
ち、D−FF40において、時刻t8のクロック信号I
CLK(a)の立ち上がりエッジでORゲート38の出
力信号(h)の“H”レベルが取り込まれる。
【0094】これにより、D−FF40の反転Q出力信
号(j)が“L”レベルとなる。次のクロック信号IC
LK(a)の立ち上がりエッジは時刻t12であり、そ
の時点でのORゲート38の出力信号(h)が“L”レ
ベルであるから、D−FF40の反転Q出力信号(j)
が“H”レベルへ変化する。さらに、次のクロック信号
ICLK(a)の立ち上がりエッジが時刻t16で、こ
のときのORゲート38の出力信号(h)が“H”レベ
ルであるため、D−FF40の反転Q出力信号(j)
は、“H”レベルから“L”レベルへ変化する。このD
−FF40の反転Q出力信号(j)をUPパルス信号と
して用い、回路出力端子42から次段のチャージポンプ
回路(図1におけるチャージポンプ回路14)に供給す
る。
【0095】一方、ORゲート39の出力信号(i)は
D−FF41のD入力端子に供給される。このD−FF
41にも、クロック信号ICLK(a)がD入力として
供給されているので、D入力データの取り込みはD−F
F40と同じ取り込みタイミングとなる。すなわち、時
刻t8において、ORゲート39の出力信号(i)が
“H”レベルであるから、D−FF41の反転Q出力信
号(k)は“L”レベルとなる。
【0096】また、次のクロック信号ICLK(a)の
立ち上がりタイミングt12,t16においても同様
に、ORゲート39の出力信号(i)が“H”レベルで
あるから、D−FF41の反転Q出力信号(k)は
“L”レベルを出力し続ける。このD−FF41の反転
Q出力信号(k)をDOWNパルス信号として用い、回
路出力端子43から次段のチャージポンプ回路(図1に
おけるチャージポンプ回路14)に供給する。
【0097】次に、図6のタイミングチャートを用い
て、DOWNパルス信号を出力するときの回路動作につ
いて説明する。ここで、入力信号DATAの波形が時刻
t2とt3の間で“L”レベルから“H”レベルに変化
し、時刻t6付近で“H”レベルから“L”レベルに変
化し、時刻t11とt12の間で再び“L”レベルから
“H”レベルに変化し、その以降は“H”レベルを維持
しているとする。
【0098】D−FF34,35は、入力信号DATA
(c)の波形の立ち上がりエッジでD入力データ、即ち
クロック信号ICLK(a),QCLK(b)をそれぞ
れ取り込む。時刻t2〜t3の期間では、クロック信号
ICLK(a)が“L”レベル、クロック信号QCLK
(b)が“H”レベルであるため、これらのレベルをD
−FF34,35がサンプリングして取り込むことで、
D−FF34のQ出力信号(d)が“L”レベル、D−
FF35のQ出力信号(e)が“H”レベルになる。
【0099】D−FF34,35の各CLK端子に供給
される入力信号DATA(c)の波形の次の立ち上がり
エッジは、時刻t11とt12との間に存在し、その時
点におけるクロック信号ICLK(a)とクロック信号
QCLK(b)の各レベルはそれぞれ“L”レベルであ
る。したがって、D−FF34のQ出力信号(d)は、
“L”レベルを維持する。
【0100】一方、クロック信号QCLK(b)のレベ
ルも“L”レベルであるため、D−FF35のQ出力信
号(e)は“H”レベルから“L”レベルに変化する。
それ以降は、入力信号DATA(c)の波形が変化せ
ず、また波形の立ち上がりがないため、D−FF34,
35の各Q出力信号(d),(e)は変化せず、それま
でのレベルをそのまま維持する。
【0101】入力信号DATA(c)が時刻t2とt3
の間で変化する時点において、D−FF34のQ出力信
号(d)の“L”レベルがORゲート36の入力端子A
に、D−FF35のQ出力信号(e)の“L”レベルが
ORゲート36の反転入力端子Bにそれぞれ供給される
ため、ORゲート36の出力信号(f)は“L”レベル
となる。また、入力信号DATA(c)の次の変化点の
“L”レベルから“H”レベルへの遷移は時刻t11と
t12の間で起こる。
【0102】この“L”レベルから“H”レベルへの遷
移タイミングにおいて、D−FF34のQ出力信号
(d)は“L”レベルのままであり、またD−FF35
のQ出力信号(e)は“H”レベルから“L”レベルに
変化するから、ORゲート36の出力信号(f)は、
“L”レベルから“H”レベルに変化する。これ以降入
力信号DATA(c)の波形の変化は無いので、ORゲ
ート36の出力信号(f)は“H”レベルを維持し続け
る。
【0103】ORゲート36の出力信号(f)はD−F
F37のD入力端子に供給される。このD−FF37に
はそのCLK入力として、D−FF34,35のCLK
入力端子に供給されている入力信号DATAと異なり、
クロック信号ICLK(a)が供給されている。これに
より、D−FF37は、クロック信号ICLK(a)の
立ち上がりエッジでそのD入力であるORゲート36の
出力信号(f)を取り込む。
【0104】すなわち、D−FF37において、クロッ
ク信号ICLK(a)の立ち上がりタイミングt4でO
Rゲート36の出力信号(f)が取り込まれ、その出力
信号(g)が“L”レベルになる。また、次のクロック
信号ICLK(a)の立ち上がりタイミングt8におい
ては、ORゲート36の出力信号(f)が“L”レベル
であるから、D−FF37のQ出力信号(g)は変化せ
ず、“L”レベルを維持している。
【0105】さらに、時刻t12でのクロック信号IC
LK(a)の立ち上がりエッジにおいて、ORゲート3
6の出力信号(f)が“H”レベルであるから、D−F
F37のQ出力信号(g)は“L”レベルから“H”レ
ベルへ変化する。また、時刻t16においても同様に、
ORゲート36の出力信号(f)が“H”レベルである
から、D−FF37のQ出力信号(g)も“H”レベル
であり、時刻t16以降もこの“H”レベルの状態を維
持する。
【0106】3入力のORゲート38には、その反転入
力端子AにD−FF34のQ出力信号(d)が、その反
転入力端子BにD−FF35のQ出力信号(e)が、そ
の入力端子CにD−FF37のQ出力信号(g)がそれ
ぞれ供給される。
【0107】ここで、D−FF34のQ出力信号(d)
の反転信号が、時刻t2とt3の間のDATA立ち上が
りエッジから時刻t18までは“H”レベルになり、D
−FF35のQ出力信号(e)の反転信号が、時刻t2
とt3の間のDATA立ち上がりエッジから時刻t11
とt12の間までは“L”レベルで、またこの遷移以降
は“H”レベルに変化し、さらにD−FF37のQ出力
信号(g)が、時刻t4からt12までは“L”レベ
ル、t12以降は“H”レベルになっている。したがっ
て、ORゲート38の出力信号(h)は、時刻t4以降
“H”レベルになっている。
【0108】一方、3入力のORゲート39には、その
入力端子AにD−FF37のQ出力信号(g)が、その
入力端子BにD−FF34のQ出力信号(d)が、その
入力端子CにD−FF35のQ出力信号(e)がそれぞ
れ供給される。
【0109】ここで、D−FF34のQ出力信号(d)
が、時刻t2とt3の間のDATA立ち上がりエッジ以
降は“L”レベルになり、D−FF35のQ出力信号
(e)が、時刻t2とt3の間のDATA立ち上がりエ
ッジから時刻t11とt12の間の入力信号DATAの
波形の立ち上がりエッジまで“H”レベルで、それ以降
“L”レベルであり、さらにD−FF37のQ出力信号
(g)が、時刻t4からt12までは“L”レベル、t
12以降は“H”レベルになっている。したがって、O
Rゲート39の出力信号(i)は、時刻t4から時刻t
11とt12の間の入力信号DATAの立ち上がりエッ
ジ間で“H”レベル、またこのDATA立ち上がりエッ
ジから時刻t12の間は“L”レベルとなる。さらに、
時刻t12以降の期間は“H”レベルを維持し続ける。
【0110】ORゲート38の出力信号(h)はD−F
F40のD入力端子に供給される。D−FF40は、D
入力データであるORゲート38の出力信号(h)をク
ロック信号ICLK(a)に同期して取り込む。すなわ
ち、D−FF40において、時刻t8のクロック信号I
CLK(a)の立ち上がりエッジでORゲート38の出
力信号(h)の“H”レベルが取り込まれる。
【0111】その結果、D−FF40の反転Q出力信号
(j)が“L”レベルとなる。次のクロック信号ICL
K(a)の立ち上がりエッジは時刻t12,t16であ
り、その時点でのORゲート38の出力信号(h)が
“H”レベルであるから、D−FF40の反転Q出力信
号(j)は“L”レベルを維持する。
【0112】一方、ORゲート39の出力信号(i)は
D−FF41のD入力端子に供給される。このD−FF
41にも、クロック信号ICLK(a)がD入力として
供給されているので、D入力データの取り込みはD−F
F40と同じ取り込みタイミングとなる。すなわち、時
刻t8において、ORゲート39の出力信号(i)が
“H”レベルであるから、D−FF41の反転Q出力信
号(k)は“L”レベルとなる。
【0113】また、次のクロック信号ICLK(a)の
立ち上がりエッジのタイミングt12において、ORゲ
ート39の出力信号(i)が“L”レベルであるから、
D−FF41の反転Q出力信号(k)は“H”レベルへ
変化する。また、時刻t16でORゲート39の出力信
号(i)が“H”レベルであるから、D−FF41の反
転Q出力信号(k)は“H”レベルから“L”レベルへ
変化する。このD−FF41の反転Q出力信号(k)を
DOWNパルス信号として用い、回路出力端子43から
次段のチャージポンプ回路(図1におけるチャージポン
プ回路14)に供給する。
【0114】このように、D−FF40の反転Q出力信
号であるUPパルス信号(j)は時刻t8からt18の
期間で“L”レベルを維持し続ける一方、D−FF41
の反転Q出力信号であるDOWNパルス信号(k)は時
刻t12からt16の期間で“H”レベルを維持し、次
段のチャージポンプ回路14に対する電流制御を行うこ
とにより、VCO16への制御電圧を発生する。
【0115】以上から、図4の周波数検出回路の回路動
作をまとめると次のようになる。あるDATA立ち上が
りエッジの時点において、(ICLK,QCLK)=
(0,1)をサンプリングした後の次のDATA立ち上
がりエッジ時点に(1,1)をサンプリングすると、ク
ロック信号ICLKの1周期分の長さのUPパルス信号
を出力する。すなわち、この2つのDATA立ち上がり
エッジの時点間にm(mは任意の整数)ビットのデータ
が存在すると、この間のクロック信号ICLKはmサイ
クル以下存在することになるから、クロック信号ICL
Kの周波数を高くするために、UPパルス信号のパルス
が生じることになる。
【0116】また、あるDATA立ち上がりエッジ時点
において(ICLK,QCLK)=(0,1)をサンプ
リングした後の次のDATA立ち上がりエッジ時点に
(0,0)をサンプリングすると、クロック信号ICL
Kの1周期分の長さのDOWNパルス信号を出力する。
すなわち、この2つのDATA立ち上がりエッジの時点
の間にm′(m′は任意の整数)ビットのデータが存在
すると、この間のクロック信号ICLKはm′サイクル
以上存在することになるから、クロック信号ICLKの
周波数を低くするために、DOWNパルス信号のパルス
が生じることになる。
【0117】入力信号DATAにデューティ歪が無い場
合、クロック信号ICLKと入力信号DATAの周波数
が完全に一致しているときは、(0,0),(0,
1),(1,0),(1,1)のいずれかを入力信号D
ATAの立ち上がりエッジ時点でサンプリングし続け、
UPパルス信号、DOWNパルス信号のいずれのパルス
も生じることはない。
【0118】入力信号DATAにデューティ歪がある場
合でも、クロック信号ICLKと入力信号DATAの周
波数が完全に一致しているときは、図7のタイミングチ
ャートに示すように、クロック信号ICLK,QCLK
を入力信号DATAの立ち上がりエッジのみでサンプリ
ングするため、そのサンプリング値の組み合わせは常に
一定となる。
【0119】上述したように、PLL回路10(1
0′)の周波数検出回路14(14′)として、本実施
形態に係る周波数検出回路を用いることにより、NRZ
のシリアル入力信号DATAの立ち上がりエッジ(タイ
ミング)のみでクロック信号ICLKとクロック信号Q
CLKのサンプリングを行うと、入力信号DATAのデ
ューティ比が変化しても、データとクロックの周波数が
一致している場合に、そのサンプリング値は常に等しく
なり、誤ったUPパルス信号やDOWNパルス信号を発
生することが無くなり、安定したPLL動作ができる。
【0120】なお、上記実施形態では、シリアル入力信
号DATAの立ち上がりエッジで、クロック信号ICL
Kの“L”レベル(論理“0”)を、クロック信号QC
LKの“H”レベル(論理“1”)をそれぞれサンプリ
ングするとしたが、その論理の組み合わせは任意であ
る。ただし、本実施形態に係る論理の組み合わせを採っ
た場合には、図7のタイミングチャートから明らかなよ
うに、その論理の組み合わせが入力信号DATAの1周
期のほぼ中央に位置することになるため、周波数調整後
の位相調整時の制御を入力信号DATAの1周期の中央
付近で行えることになるため、位相制御の制御範囲を広
くとれるという利点がある。
【0121】また、上記実施形態においては、入力信号
DATAの立ち上がりエッジのみでクロック信号ICL
Kとクロック信号QCLKのサンプリングを行うとした
が、入力信号DATAの立ち下がりエッジのみでクロッ
ク信号ICLKとクロック信号QCLKのサンプリング
を行うことも可能可能であり、この場合にも同様に、誤
ったUPパルス信号やDOWNパルス信号を発生するこ
とが無くなり、安定したPLL動作ができる。
【0122】次に、本発明に係るPLL回路10(1
0′)で用いられる位相検出回路11について説明す
る。図8に、その回路構成の一例を示す。先ず、位相検
出回路11の回路構成について説明する。
【0123】図8において、入力信号DATAが供給さ
れるデータ入力端子51は、D−FF53のD入力端子
に接続されるとともに、2入力のEX−OR(排他的論
理和)ゲート55の一方の入力端子Aに接続されてい
る。一方、VCO16の発振周波数クロックが供給され
るCLK入力端子52は、D−FF53のCLK端子に
接続されるとともに、D−FF54の反転CLK端子に
接続されている。
【0124】D−FF53のQ出力端子は、EX−OR
ゲート55の他方の入力端子B、2入力のEX−ORゲ
ート56の一方の入力端子AおよびD−FF54のD入
力端子にそれぞれ接続されている。D−FF54のQ出
力端子は、EX−ORゲート56の他方の入力端子Bに
接続されている。EX−ORゲート55の出力端子はU
P出力端子57に、EX−ORゲート56の出力端子は
DOWN出力端子58にそれぞれ接続されている。
【0125】続いて、上記構成の位相検出回路11の回
路動作について、図9のタイミングチャートを用いて説
明する。図9のタイミングチャートにおいて、波形
(a)〜(f)は、図8の各ノード(a)〜(f)の波
形をそれぞれ示している。
【0126】今、CLK入力端子52に入力されるVC
O16の発振周波数クロックVCOCLK(a)の立ち
上がりを時刻t0,t2,t4,t6,t8,t10,
t12,t14とし、また立ち下がりを時刻t1,t
3,t5,t7,t9,t11,t13,t15とす
る。
【0127】入力信号DATA(b)の波形は、時刻t
1とt2の間で立ち下がり、時刻t5とt6の間で立ち
上がり、この間は“L”レベルであるとし、時刻t8と
t9の間で立ち下がり、この期間“H”レベルを維持
し、時刻t10とt11の間で立ち上がり、この期間
“L”レベルを維持し、さらに時刻t12とt13の間
で立ち下がり、この期間“H”レベルを維持し、それ以
降時刻t15まで“L”レベルとする。
【0128】D−FF53において、クロックVCOC
LK(a)の立ち上がりタイミングt2で入力信号DA
TA(b)の“L”レベルを取り込む。これにより、D
−FF53のQ出力信号(c)は“L”レベルに変化す
る。次のクロックVCOCLK(a)の立ち上がりタイ
ミングt4では、入力信号DATAが変化せず“L”レ
ベルのままであるから、D−FF53のQ出力信号
(c)も変化せず、“L”レベルを維持する。
【0129】クロックVCOCLK(a)の次の立ち上
がりタイミングt6で入力信号DATAが“H”レベル
であるから、D−FF53のQ出力信号(c)は“H”
レベルに変化する。また、時刻t8におけるクロックV
COCLK(a)の立ち上がりタイミングでは、入力信
号DATAが“H”レベルであり、この“H”レベルを
取り込むので、D−FF53のQ出力信号(c)は変化
せず、“H”レベルのままである。
【0130】時刻t10になると、入力信号DATAが
“L”レベルに変化しているから、D−FF53のQ出
力信号(c)も“H”レベルから“L”レベルへ変化す
る。時刻t12になると、入力信号DATAが“H”レ
ベルであるから、D−FF53のQ出力信号(c)が
“H”レベルになり、次のクロックVCOCLK(a)
の立ち上がりタイミングt14になると、入力信号DA
TAが“L”レベルになっている。これにより、D−F
F53ではこの“L”レベルを取り込み、そのQ出力信
号(c)が“L”レベルへ変化する。
【0131】一方、D−FF54にはそのCLK入力と
して、クロックVCOCLK(a)の反転クロックが与
えられている。したがって、D−FF54は、クロック
VCOCLK(a)の立ち下がりの時刻t1,t3,t
5,t7,t9,t11,t13,t15において入力
信号DATAを取り込むことになる。
【0132】時刻t1において、D−FF53のQ出力
信号(c)が“H”レベルであるから、D−FF54の
Q出力信号(d)は“H”レベルになり、次のクロック
VCOCLK(a)の立ち下がりタイミングt3まで、
“H”レベルを維持する。時刻t3になると、D−FF
53のQ出力信号(c)が“L”レベルであるから、こ
の“L”レベルを取り込むことで、D−FF54のQ出
力信号(d)は“H”レベルから“L”レベルに変化
し、時刻t5を経て時刻t7の直前まで“L”レベルを
維持する。
【0133】時刻t7のクロックVCOCLK(a)の
立ち下がりタイミングでは、D−FF53のQ出力信号
(c)が“H”レベルであるから、この“H”レベルを
取り込むことにより、D−FF54のQ出力信号(d)
は“H”レベルに変化する。時刻t9において、D−F
F53のQ出力信号(c)は変化せず、時刻t10で
“L”レベルに変化し、時刻t12までこの“L”レベ
ルを維持し続けている。時刻t11では、D−FF53
のQ出力信号(c)が“L”レベルになっており、D−
FF54はこの“L”レベルを取り込むので、そのQ出
力信号(d)が“H”レベルから“L”レベルへ変化す
る。
【0134】時刻t13において、D−FF53のQ出
力信号(c)が“H”レベルにあるからD−FF54は
この“H”レベルを取り込み、そのQ出力信号(d)が
“H”レベルから“H”レベルへ変化する。また、この
“H”レベルは次のクロックVCOCLK(a)の立ち
下がりタイミングt15まで維持され、そこでD−FF
53のQ出力信号(c)の“L”レベルがD−FF54
に取り込まれる。これにより、D−FF54のQ出力信
号(d)が“H”レベルから“L”レベルへ変化する。
【0135】次に、UPパルス信号(e)を発生するE
X−ORゲート55の動作について、図9のタイミング
チャートを用いて説明する。なお、EX−ORゲート5
5の入力端子A,Bには、入力信号DATA(b)とD
−FF53のQ出力信号(c)がそれぞれ供給されてい
る。
【0136】ここで、入力信号DATA(b)とD−F
F53のQ出力信号(c)の論理値が互いに異なる期間
は、時刻t1とt2の間で入力信号DATA(b)が
“H”レベルから“L”レベルに変化する時点からD−
FF53のQ出力信号(c)が“H”レベルである時刻
t2までの期間、時刻t5とt6の間で入力信号DAT
A(b)が“L”レベルから“H”レベルに変化する時
点からD−FF53のQ出力信号(c)が“L”レベル
から“H”レベルに変化する時点(t6)までの期間、
時刻t8とt9の間で入力信号DATA(b)が“H”
レベルから“L”レベルに変化する時点から時刻t10
までの期間、時刻t10とt11の間で入力信号DAT
A(b)が“L”レベルから“H”レベルに変化する時
点から時刻t12までの期間、さらに時刻t12とt1
3の間で入力信号DATA(b)が“H”レベルから
“L”レベルに変化する時点から時刻t14までの期間
の各期間である。
【0137】そして、これらの期間中、EX−ORゲー
ト55の出力信号(e)は“H”レベルとなる。また、
それ以外の期間では、入力信号DATA(b)とD−F
F53のQ出力信号(c)の各信号レベルがそれぞれ
“H”レベルと“H”レベル、または“L”レベルと
“L”レベルになっているので、EX−ORゲート55
の出力信号(e)は“L”レベルとなる。このEX−O
Rゲート55の出力信号(e)がUPパルス信号とな
る。
【0138】次に、DOWNパルス信号(f)を発生す
るEX−ORゲート56の動作について、図9のタイミ
ングチャートを用いて説明する。なお、EX−ORゲー
ト56の入力端子A,Bには、D−FF53のQ出力信
号(c)とD−FF54のQ出力信号(d)がそれぞれ
供給されている。
【0139】ここで、D−FF53のQ出力信号(c)
とD−FF54のQ出力信号(d)の論理値が互いに異
なる期間は、時刻t2からt3の期間、時刻t6からt
7の期間、時刻t10からt11の期間、時刻t12か
らt13の期間、さらに時刻t14からt15の期間の
各期間である。
【0140】そして、これらの期間中、EX−ORゲー
ト56の出力信号(f)は“H”レベルとなる。また、
それ以外の期間では、D−FF53のQ出力信号(c)
とD−FF54のQ出力信号(d)の各信号レベルがそ
れぞれ“H”レベルと“H”レベル、または“L”レベ
ルと“L”レベルになっているので、EX−ORゲート
56の出力信号(f)は“L”レベルとなる。このEX
−ORゲート56の出力信号(f)がDOWNパルス信
号となる。
【0141】このようにして、入力信号DATAが変化
する度にUPパルス信号(e)とDOWNパルス信号
(f)のパルス波形がそれぞれ1回ずつ発生する。この
回路例の場合には、DOWNパルス信号(f)のパルス
幅は常に一定であり、UPパルス信号(e)のパルス幅
を調整することにより、位相の制御が行われることにな
る。
【0142】図10は、本発明に係る光通信受信装置の
構成例を示すブロック図である。図10において、光信
号が光検出器(PD)61で受光され、ここで電気信号
に変換されて信号電流として出力される。この信号電流
は、I(電流)−V(電圧)変換回路62で信号電圧に
変換され、アンプ63で増幅されてリタイミング回路6
4およびPLL回路65に供給される。
【0143】PLL回路65は、増幅器63から供給さ
れる受信データからそれに含まれるクロック成分を抽出
し、このクロック成分に位相同期した新たなクロック信
号を生成してリタイミング回路64に供給するために設
けられたものである。このPLL回路65として、先述
した実施形態に係るPLL回路10(10′)が用いら
れる。リタイミング回路64は、PLL回路65から与
えられるクロック信号に基づいて、増幅器63から供給
される受信データをリタイミング(一種の波形整形)し
て出力する。
【0144】このように、例えばNRZのディジタルデ
ータを用いる光通信において、その受信装置のPLL回
路65として先述した実施形態に係るPLL回路を用い
ることにより、当該PLL回路は入力信号のデューティ
比が変化しても安定したPLL動作が可能であるため、
デューティ歪が生じ易い伝送信号のデータに対してもP
LL回路65が誤動作することがなく、したがってリタ
イミング回路64でのリタイミング処理をより確実に行
えることになる。
【0145】なお、ここでは、光通信の受信装置に適用
した場合を例に採って説明したが、この適用例に限られ
るものではなく、特にデューティ歪が生じ易いデータを
処理する処理系全般に適用可能である。
【0146】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
PLL回路に用いられる周波数検出回路において、位相
の異なる第1,第2の信号を入力信号の周期ごとに取り
込むようにしたことにより、入力信号のデューティ比が
変化した場合であっても、入力信号と第1,第2の信号
との周波数が一致している限り、誤った第1/第2の周
波数制御信号を発生することがないため、安定したPL
L動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るPLL回路の構成例
を示すブロック図である。
【図2】図1に示す周波数検出回路の回路動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図3】本実施形態に係るPLL回路の変形例を示すブ
ロック図である。
【図4】周波数検出回路の具体的な回路構成を示すブロ
ック図である。
【図5】図4に示す周波数検出回路のUPパルス信号を
出力するときの回路動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図6】図4に示す周波数検出回路のDOWNパルス信
号を出力するときの回路動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
【図7】入力信号DATAにデューティ歪があるときの
回路動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図8】位相検出回路の具体的な回路構成を示すブロッ
ク図である。
【図9】位相検出回路の回路動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
【図10】本発明に係る光通信受信装置の要部の構成を
示すブロック図である。
【図11】PLL回路の基本構成を示すブロック図であ
る。
【図12】周波数検出回路の従来例を示すブロック図で
ある。
【図13】従来例に係る周波数検出回路の回路動作を説
明するためのタイミングチャートである。
【図14】デューティ歪が有る場合と無い場合の入力信
号DATAの波形図である。
【図15】入力信号DATAにデューティ歪が有る場合
の従来例に係る周波数検出回路の回路動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
【符号の説明】
11…位相検出回路、12…周波数検出回路、13,1
3′,14,14′…チャージポンプ回路、15,20
…ループフィルタ、16,16′…VCO(電圧制御発
振器)、17…クロック発生器
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Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発振周波数が可変な発振器と、 前記発振器の発振周波数信号と入力信号との位相を比較
    し、その比較結果に基づいて前記発振器の発振周波数信
    号の位相を進める第1の位相制御信号または位相を遅ら
    せる第2の位相制御信号を出力する位相検出回路と、 前記発振器の発振周波数信号に基づいて位相の異なる第
    1,第2の信号を発生する信号発生回路と、 前記信号発生回路で発生される前記第1,第2の信号を
    前記入力信号に同期してその周期ごとに取り込むととも
    に、その取り込んだ信号と1周期前に取り込んだ信号と
    を論理演算してその演算結果に基づいて前記発振器の発
    振周波数信号の周波数を上げる第1の周波数制御信号ま
    たは周波数を下げる第2の周波数制御信号を出力する周
    波数検出回路とを備えたことを特徴とするPLL回路。
  2. 【請求項2】 前記第1,第2の信号がクロック信号で
    あることを特徴とする請求項1記載のPLL回路。
  3. 【請求項3】 前記第1,第2の信号の位相が互いに9
    0°異なることを特徴とする請求項2記載のPLL回
    路。
  4. 【請求項4】 前記周波数検出回路は、前記入力信号に
    同期してその周期ごとに前記第1の信号を取り込む第1
    のサンプリング回路と、前記入力信号に同期してその周
    期ごとに前記第2の信号を取り込む第2のサンプリング
    回路と、前記第1,第2のサンプリング回路で取り込ま
    れた信号を保持し、その保持した信号と前記第1,第2
    のサンプリング回路で次に取り込まれる信号とを論理演
    算してその演算結果に基づいて前記第1の周波数制御信
    号または前記第2の周波数制御信号を発生する制御ロジ
    ック回路とからなることを特徴とする請求項1記載のP
    LL回路。
  5. 【請求項5】 前記制御ロジック回路は、前記第1,第
    2のサンプリング回路の各出力信号を論理演算する第1
    の論理演算回路と、前記第1の論理演算回路の出力信号
    を格納する第1の格納回路と、前記第1,第2のサンプ
    リング回路の各出力信号と前記第1の格納回路の格納信
    号とを論理演算する第2の論理演算回路と、前記第1,
    第2のサンプリング回路の各出力信号を論理処理した信
    号と前記第1の格納回路の格納信号とを論理演算する第
    3の論理演算回路と、前記第2の論理演算回路の出力信
    号を格納する第2の格納手段と、前記第3の論理演算回
    路の出力信号を格納する第3の格納手段とを有すること
    を特徴とする請求項4記載のPLL回路。
  6. 【請求項6】 前記第1,第2のサンプリング回路は、
    前記入力信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイミン
    グで前記第1,第2の信号をそれぞれサンプリングする
    ことを特徴とする請求項4記載のPLL回路。
  7. 【請求項7】 前記第1,第2のサンプリング回路は、
    フリップフロップによって構成されていることを特徴と
    する請求項4記載のPLL回路。
  8. 【請求項8】 前記フリップフロップがD型フリップフ
    ロップであることを特徴とする請求項7記載のPLL回
    路。
  9. 【請求項9】 前記D型フリップフロップは、そのクロ
    ック入力の立ち上がりタイミングで前記第1,第2の信
    号を取り込むことを特徴とする請求項8記載のPLL回
    路。
  10. 【請求項10】 前記第1,第2および第3の論理演算
    回路は、OR回路によって構成されていることを特徴と
    する請求項5記載のPLL回路。
  11. 【請求項11】 前記第1,第2および第3の格納回路
    は、フリップフロップによって構成されていることを特
    徴とする請求項5記載のPLL回路。
  12. 【請求項12】 前記フリップフロップがD型フリップ
    フロップであることを特徴とする請求項11記載のPL
    L回路。
  13. 【請求項13】 光信号を受光し、この光信号を電気信
    号に変換して出力する受光手段と、前記受光手段の出力
    信号に同期したクロック信号を生成するPLL回路と、
    前記PLL回路で生成されたクロック信号に基づいて前
    記受光手段の出力信号に対してリタイミング処理を行う
    リタイミング回路とを具備する光通信受信装置であっ
    て、 前記PLL回路は、 発振周波数が可変な発振器と、 前記発振器の発振周波数信号と入力信号との位相を比較
    し、その比較結果に基づいて前記発振器の発振周波数信
    号の位相を進める第1の位相制御信号または位相を遅ら
    せる第2の位相制御信号を出力する位相検出回路と、 前記発振器の発振周波数信号に基づいて位相の異なる第
    1,第2の信号を発生する信号発生回路と、 前記信号発生回路で発生される前記第1,第2の信号を
    前記入力信号に同期してその周期ごとに取り込むととも
    に、その取り込んだ信号と1周期前に取り込んだ信号と
    を論理演算してその演算結果に基づいて前記発振器の発
    振周波数信号の周波数を上げる第1の周波数制御信号ま
    たは周波数を下げる第2の周波数制御信号を出力する周
    波数検出回路とを有することを特徴とする光通信受信装
    置。
  14. 【請求項14】 前記第1,第2の信号がクロック信号
    であることを特徴とする請求項13記載の光通信受信装
    置。
  15. 【請求項15】 前記第1,第2の信号の位相が互いに
    90°異なることを特徴とする請求項14記載の光通信
    受信装置。
  16. 【請求項16】 前記周波数検出回路は、前記入力信号
    に同期してその周期ごとに前記第1の信号を取り込む第
    1のサンプリング回路と、前記入力信号に同期してその
    周期ごとに前記第2の信号を取り込む第2のサンプリン
    グ回路と、前記第1,第2のサンプリング回路で取り込
    まれた信号を保持し、その保持した信号と前記第1,第
    2のサンプリング回路で次に取り込まれる信号とを論理
    演算してその演算結果に基づいて前記第1の周波数制御
    信号または前記第2の周波数制御信号を発生する制御ロ
    ジック回路からなることを特徴とする請求項13記載の
    光通信受信装置。
  17. 【請求項17】 前記制御ロジック回路は、前記第1,
    第2のサンプリング回路の各出力信号を論理演算する第
    1の論理演算回路と、前記第1の論理演算回路の出力信
    号を格納する第1の格納回路と、前記第1,第2のサン
    プリング回路の各出力信号と前記第1の格納回路の格納
    信号とを論理演算する第2の論理演算回路と、前記第
    1,第2のサンプリング回路の各出力信号を論理処理し
    た信号と前記第1の格納回路の格納信号とを論理演算す
    る第3の論理演算回路と、前記第2の論理演算回路の出
    力信号を格納する第2の格納手段と、前記第3の論理演
    算回路の出力信号を格納する第3の格納手段とを有する
    ことを特徴とする請求項16記載の光通信受信装置。
  18. 【請求項18】 前記第1,第2のサンプリング回路
    は、前記入力信号の立ち上がりまたは立ち下がりのタイ
    ミングで前記第1,第2の信号をそれぞれサンプリング
    することを特徴とする請求項16記載の光通信受信装
    置。
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