JP2007181000A - Timing extraction circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】 入力データに対して周波数および位相が正確に同期した再生クロックを抽出する。
【解決手段】 VCO1と周波数比較器2でPLLループを構成し、入力データ4のデータレートと同じ周波数の参照クロック5の周波数でVCO1において再生クロック7を発振させ、且つそのVCO1の位相制御端子1aに入力データ4を入力して、再生クロック7の位相を入力データ4のタイミングに合わせて瞬時に調整する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To extract a reproduction clock whose frequency and phase are accurately synchronized with input data.
A VCO1 and a frequency comparator 2 form a PLL loop, and a VCO1 oscillates a reproduction clock 7 at a frequency of a reference clock 5 having the same frequency as the data rate of input data 4, and a phase control terminal 1a of the VCO1. The input data 4 is input to the input signal 4 and the phase of the reproduction clock 7 is instantaneously adjusted in accordance with the timing of the input data 4.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、入力データに対して位相と周波数の合った再生クロックを抽出するタイミング抽出回路に関するものである。 The present invention relates to a timing extraction circuit that extracts a reproduction clock having a phase and a frequency that match input data.
FTTH(Fiber To The Home)を実現する手法として開発が進められているPON(Passive Optical Network)方式等ではバーストデータを扱う必要がある。これらのシステムにおいては非同期で受け取るバーストデータに対し瞬時に位相同期を確立して再生クロックを抽出し、その再生クロックを使用してデータをリタイミングするCDR(Clock Data Recovery)回路が必須である。この種の回路は、たとえば非特許文献1において参照できる。
The PON (Passive Optical Network) system, which is being developed as a technique for realizing FTTH (Fiber To The Home), needs to handle burst data. In these systems, a CDR (Clock Data Recovery) circuit that establishes phase synchronization instantaneously for burst data received asynchronously, extracts a recovered clock, and retimes data using the recovered clock is essential. This type of circuit can be referred to in
図3はこのような用途に用いられるタイミング抽出回路の構成例を示している。メインVCO(電圧制御発振器)11の位相制御入力端子11aには入力データ4が入力され、このメインVCO11は当該入力データ4のタイミング、つまり電圧値遷移点をトリガとしてその発振位相が入力データ4の位相と合うように調整される。位相を調整された発振信号は入力データ4との位相が合った再生クロック7としてメインVCO11から取り出され、フリップフロップ(F/F)3のクロック端子3bに入力し、そのデータ入力端子3aに入力する入力データ4のリタイミングを行う。これにより、そのフリップフロップ3の出力端子3cから再生データ6が出力する。
FIG. 3 shows a configuration example of a timing extraction circuit used for such a purpose. Input data 4 is input to a phase
一方、メインVCO11と同じ回路構成のサブVCO12が、周波数比較器2とともにPLL(Phase-Locked Loop)を形成しており、入力データ4のデータレートと等しい周波数又はその周波数の整数分の1の周波数の参照クロック5の周波数と同じ周波数で発振している。そして周波数比較器2の出力端子2cから出力する制御信号8は、同時にメインVCO11の周波数制御端子11bとサブVCO12の周波数制御端子12bに供給され、サブVCO12の出力端子12cとメインVCO11の出力端子11cから出力する再生クロック7の周波数が同じになるように制御される。
On the other hand, the
このような構成により、メインVCO11は、入力データ4が入力されていないときでもその入力データ4のデータレートと同じ周波数で再生クロック7の発振を継続することができ、入力データ4が入力された場合には位相のみを合わせることで、再生クロック7が非常に短い時間で入力データ4と同位相に制御され同期を確立することができる。
上記で説明した構成によれば、理想的に動作をすれば、入力データ4のデータレートとメインVCO11から出力する再生クロック7の周波数は常に一致しているので、入力データ4が入力された時にはメインVCO11は位相だけ合わせればよく、瞬時にデータとの同期を確立することが可能である。
According to the configuration described above, since the data rate of the input data 4 and the frequency of the
しかし、実際には、タイミング抽出回路を構成する素子のばらつき、電流値の違い、温度の不均一等のさまざまな原因により、同じ制御信号8を与えてもメインVCO11とサブVCO12で発振周波数に誤差が生じる。サブVCO12は前記PLLループにより、データレートと同じ周波数の参照クロック5にロックして発振しているので、メインVCO11とサブVCO12の発振周波数に誤差があると、メインVCO11と入力データ4の周波数に誤差が生じることになる。メインVCO11と入力データ4の周波数に誤差があると、入力データ4に同符号が連続する間はメインVCO11での位相調整がなされないので、周波数誤差により入力データ4に対してメインVCO11の再生クロック7の位相は徐々にずれていく。そして、次のデータ遷移点で入力データ4と再生クロック7の位相が合うようにメインVCO11の発振位相が急激にずらされる。このような動作が繰り返し生じる結果、再生クロック7のジッタが大きなものになってしまう。
However, actually, even if the same control signal 8 is given due to various causes such as variations in elements constituting the timing extraction circuit, differences in current values, temperature non-uniformity, etc., an error in the oscillation frequency occurs between the
さらに、両VCO11,12間の発振周波数誤差が大きくなり、入力データ4の最大同符号連続時間内における位相差が360度以上になると、メインVCO11において位相を合わせること自体ができなくなり、再生データ6にビットエラーが生じてしまう。
Further, when the oscillation frequency error between the
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、入力データに対して周波数および位相が正確に同期した再生クロックを抽出できるようにしたタイミング抽出回路を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a timing extraction circuit capable of extracting a reproduction clock whose frequency and phase are accurately synchronized with input data.
上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、周波数制御入力端子と再生クロックを出力する出力端子と該再生クロックの位相を制御するための位相制御入力端子とを有する発振回路と、参照クロックと前記再生クロックとを入力してそれらの周波数を比較しその結果を制御信号として前記発振回路の前記周波数制御入力端子に入力する周波数比較器を備え、該周波数比較器は前記再生クロックの周波数を参照クロックの周波数に合わせるように閉ループ制御を行い、前記発振回路は入力データを前記位相制御入力端子に入力することにより前記入力データのタイミングに合わせて前記再生クロックの位相を瞬時に調整するようにしたことを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1にかかる発明において、前記再生クロックと前記参照クロックの周波数を各々1/n倍、1/m倍(n、mは整数でn=mまたはn≠m)に分周する分周器をそれぞれ具備し、該各分周器から出力された信号を前記周波数比較器に入力することを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2にかかる発明において、前記入力データをデータ入力端子に入力し前記再生クロックをクロック入力端子に入力してリタイミング動作を行い、再生データを出力するフリップフロップを備えることを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項3にかかる発明において、前記フリップフロップをFIFOに置き換えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
The invention according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein the frequencies of the recovered clock and the reference clock are respectively 1 / n times and 1 / m times (n and m are integers and n = m or n ≠ m). ), And a signal output from each frequency divider is input to the frequency comparator.
The invention according to claim 3 is the invention according to
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, characterized in that the flip-flop is replaced with a FIFO.
本発明によれば、入力データとの位相調整、参照クロックとの周波数調整を1個のVCOに担わせるので、従来の2つのVCOを使用したタイミング再生回路で問題となっていた再生クロックの周波数誤差による再生データのビットエラーを低減することができる。 According to the present invention, since the phase adjustment with the input data and the frequency adjustment with the reference clock are performed by one VCO, the frequency of the recovered clock, which has been a problem in the conventional timing recovery circuit using two VCOs. Bit errors of reproduced data due to errors can be reduced.
[第1の実施例]
図1は本発明の第1の実施例のタイミング抽出回路示す図である。図1において、1はVCOであり、位相制御入力端子1aと周波数制御入力端子1bと発振出力端子1cをもつ。2は周波数比較器であり、入力端子2a,2bとそこに入力する2つの周波数を比較してその差分に応じた制御電圧を出力する出力端子2cをもつ。これらVCO1と周波数比較器2はPLLループを構成している。3はフリップフロップであり、データ入力端子3aとクロックが入力するクロック端子3bとデータ出力端子3cをもつ。4は入力データ、5は入力データ4のデータレートと同じ周波数の参照クロック、6は再生データ、7は再生クロック、8は制御信号である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a timing extraction circuit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
入力データ4はVCO1の位相制御入力端子1aとフリップフロップ3のデータ入力端子3aに入力される。VCO1は制御信号(電圧)8に応じた周波数で再生クロック7を発振し、入力データ4のタイミング、つまり電圧値の遷移タイミングに合致するように位相が調整される。フリップフロップ3は、VCO1から出力される再生クロック7により入力データ4をリタイミングし、再生データ6を出力する。周波数比較器2においては、参照クロック5と再生クロック7の周波数が比較され、その周波数差に比例した制御信号8がVCO1に送られる。
Input data 4 is input to the phase
したがって、VCO1は入力データ4のデータレートと同じ周波数の参照クロック5と同じ周波数で発振するので、再生クロック7は入力データ4と位相および周波数が合致したクロックとなる。これにより、フリップフロップ3におけるリタイミング時にビットエラーが起きなくなる。
Therefore, since the
ここで、VCO1への制御信号8は、周波数比較器2の出力が接続されているが、制御信号8をゆつくりと動作させるために、周波数比較器2とVCO1の間にチャージポンプとローパスフィルタを接続してもよいことはいうまでもない。
Here, the control signal 8 to the
また、周波数比較器2は参照クロック5と再生クロック7の2つの入力に周波数差があると制御信号8を変化させるが、ある一定以下の周波数誤差の時には制御信号8を変化させないよう制御にしてもよい。
The
さらに、フリップフロップ3は、これをFIFO(Fast-In-Fast-Out)に置き換え、入力データ4書き込みのタイミングと再生データ6の読み出しのタイミングを別にする構成にしてもよい。
Further, the flip-flop 3 may be replaced with a FIFO (Fast-In-Fast-Out) so that the timing of writing the input data 4 and the timing of reading the
[第2の実施例]
図2は本発明の第2の実施例であって、VCO1から出力する再生クロック7および参照クロック5を分周器9,10により各々1/n倍、1/m倍(n、mは整数)に分周した後に周波数比較器2で周波数差を検出するよう構成したものである。
[Second embodiment]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which the recovered
VCO1の発振周波数が高い場合には、本実施例のように分周した後の周波数を比較することで、周波数比較器2に要求される動作速度を緩和することができる。この場合、参照クロック5の周波数は、入力データ4のデータレートのm/nの周波数に設定しておく。このように分周器9,10で分周されたクロック信号同士を周波数比較器2で比較する構成としても、本発明の効果が損なわれることはない。ここで、nまたはmを1、すなわち分周器9または分周器10のどちらかを削除した構成としてもよい。
When the oscillation frequency of the
1,11,12:VCO
2:周波数比較器
3:フリップフロップ
4:入力データ
5:参照クロック
6:再生データ
7:再生クロック
8:制御信号
9,10:分周器
1, 11, 12: VCO
2: frequency comparator 3: flip-flop 4: input data 5: reference clock 6: reproduction data 7: reproduction clock 8: control signal 9, 10: frequency divider
Claims (4)
該周波数比較器は前記再生クロックの周波数を参照クロックの周波数に合わせるように閉ループ制御を行い、前記発振回路は入力データを前記位相制御入力端子に入力することにより前記入力データのタイミングに合わせて前記再生クロックの位相を瞬時に調整するようにしたことを特徴とするタイミング抽出回路。 An oscillation circuit having a frequency control input terminal, an output terminal for outputting a recovered clock, and a phase control input terminal for controlling the phase of the recovered clock, and inputting a reference clock and the recovered clock and comparing their frequencies And a frequency comparator for inputting the result to the frequency control input terminal of the oscillation circuit as a control signal,
The frequency comparator performs closed loop control so that the frequency of the recovered clock matches the frequency of the reference clock, and the oscillation circuit inputs the input data to the phase control input terminal to match the timing of the input data. A timing extraction circuit characterized by instantaneously adjusting the phase of a recovered clock.
4. The timing extraction circuit according to claim 3, wherein the flip-flop is replaced with a FIFO.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009182898A (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Frequency control circuit and CDR circuit |
| JP2013519312A (en) * | 2010-02-04 | 2013-05-23 | アルテラ コーポレイション | Clock and data recovery circuit with auto speed negotiation and other possible features |
| US9350527B1 (en) | 2015-03-24 | 2016-05-24 | Sony Corporation | Reception unit and receiving method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06303133A (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Oscillation circuit, frequency voltage conversion circuit, phase locked loop circuit and clock extract circuit |
| JPH09247137A (en) * | 1996-03-05 | 1997-09-19 | Sony Corp | Phase error detection circuit and digital PLL circuit |
| JP2000349623A (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Phase locked loop circuit |
| JP2001186112A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Data extraction circuit and data extraction system |
| WO2005057840A1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-23 | Nec Corporation | Clock data reproduction circuit |
-
2005
- 2005-12-28 JP JP2005378230A patent/JP2007181000A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06303133A (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Oscillation circuit, frequency voltage conversion circuit, phase locked loop circuit and clock extract circuit |
| JPH09247137A (en) * | 1996-03-05 | 1997-09-19 | Sony Corp | Phase error detection circuit and digital PLL circuit |
| JP2000349623A (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Phase locked loop circuit |
| JP2001186112A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Data extraction circuit and data extraction system |
| WO2005057840A1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-06-23 | Nec Corporation | Clock data reproduction circuit |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009182898A (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Frequency control circuit and CDR circuit |
| JP2013519312A (en) * | 2010-02-04 | 2013-05-23 | アルテラ コーポレイション | Clock and data recovery circuit with auto speed negotiation and other possible features |
| US9350527B1 (en) | 2015-03-24 | 2016-05-24 | Sony Corporation | Reception unit and receiving method |
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