位相比較器及びその位相比較器を用いたクロック・リカバリ回路
【課題】
クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相を高精度で検出することが可能な位相検出器を提供することである。
【解決手段】
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、第１受信データのサンプリング時刻及び第１データ値と、第２受信データのサンプリング時刻及び第２データ値とから補間計算により求めらる、第１ゼロクロス時刻とクロックとの位相関係に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、第１データ値及び第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、第２ゼロクロス時刻とクロックとの位相関係に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、判別信号の論理に対応して、第１位相情報又は第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相を高精度で検出することが可能な位相検出器を提供することである。
【解決手段】
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、第１受信データのサンプリング時刻及び第１データ値と、第２受信データのサンプリング時刻及び第２データ値とから補間計算により求めらる、第１ゼロクロス時刻とクロックとの位相関係に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、第１データ値及び第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、第２ゼロクロス時刻とクロックとの位相関係に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、判別信号の論理に対応して、第１位相情報又は第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
受信データがゼロ点と交差する時点(ゼロクロス点)のサンプリングクロックに対する位相情報を検出する位相比較器、及び、その位相比較器を用いたクロック・リカバリ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信器に使用されるクロック・データリカバリ回路は、受信器内部で発生した内部クロックにより、受信データ信号をサンプリングし、受信データ信号のエッジに同期させた復元クロックにより、受信データを出力する回路である。
クロック・データリカバリ回路は、ＡＤＣ(Analog DigitalConverter)回路、逆多重器、位相比較器、データ判定器、フィルタ、位相補間器、ＦＩＦＯ(First infirst out)から構成されている。
従って、クロック・データリカバリ回路において、受信データ信号のエッジに復元クロックを精度よく同期させるには、位相比較器において、受信データ信号のエッジの位相と内部クロック（サンプリングクロック）の位相の比較を精度よく行う必要がある。復元クロックは、内部クロックから、位相の調整を行って発生させるクロックだからである。
【０００３】
そこで、いわゆる、ゼロクロス点を利用した、位相誤差算出方法を実行する回路が提案されている（特許文献１：ＷＯ２００５／０２７１２２参照。）。
上記の位相誤差算出方法においては、以下のステップを備える。第１ステップは内部クロックによりサンプリングした複数の受信データの内、符号が異なる連続した２つの受信データを検出するステップである。次いで、第２ステップはその２つの受信データ間において、受信データが負値から正値へ変化した時点又は正値から負値へ変化した時点（ゼロクロス点）を検出するステップである。第３ステップはそのゼロクロス点を基準に、位相誤差を算出するステップである。
【０００４】
上記においては、サンプリングした２個の受信データから補間によってゼロクロス点を求めることになる。
【０００５】
しかし、一方の受信データがゼロレベルに近接している場合、ゼロクロス点を求めるための受信データ双方が、同一のデータ値の立ち上がり状態、又は、立ち下がり状態にあるとは限らない。例えば、クロックに同期して行われるサンプリングの間隔が、受信データ信号の周期の半分程度であると、先のサンプリングが、立ち上がり期間に行われても、後のサンプリングは半周期後のデータ値の立ち下がり状態のときに行われるようになるからである。
その結果、サンプリングされた２個の受信データを用いて補間によって求められるゼロクロス点は、実際のゼロクロス点からは離れたものとなる。後のサンプリングにより得られた受信データの影響により、補間によって求められるゼロクロス点は、後のサンプリングにより得られる受信データ側に位置することになるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００５／０２７１２２パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度に抽出することが可能な位相検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
第１受信データのサンプリング時刻及び第１データ値と、第２受信データのサンプリング時刻及び第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロレベルとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、
第１データ値及び第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロレベルとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、
判別信号の論理に対応して、第１位相情報又は第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【発明の効果】
【０００９】
内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度に抽出することが可能な位相検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は実施例１のクロック・データリカバリ回路１０を示す図である。
【図２】図２は実施例１の位相比較器４０を示す。
【図３】図３は、実施例１の位相比較器４０の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図４Ａ、Ｂは、タイミング判別器４１及び判別信号の論理を決定するパラメータについて説明する図である。
【図５】図５はゼロクロス抽出器４２を示す図である。
【図６】図６は、ゼロクロス位相情報選択器４２４の原理を示す図である。
【図７】図７Ａ、Ｂは、傾き利用のゼロクロス抽出器４４を示す図である。
【図８】図８は、傾き利用のゼロクロス位相情報選択器４４の原理を示す図である。
【図９】図９は、実施例２の位相比較器６０を示す。
【図１０】図１０Ａ、Ｂはタイミング判別器６１及び判別信号の論理を決定するパラメータについて説明する図である。
【図１１】図１１は実施例２のゼロクロス抽出器６２を示す。
【図１２】図１２は実施例３の位相比較器８０を示す図である。
【図１３】図１３はゼロクロス抽出器８１の詳細について説明する図である。
【図１４】図１４は、ゼロクロス抽出回路８１の動作原理について説明する図である。
【図１５】図１５は実施例４のゼロクロス抽出器１０１について説明する図である。
【図１６】図１６は、実施例４の論理判定回路１０５を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、以下に説明する実施例に対し、当業者が想到可能な、設計上の変更が加えられたもの、及び、実施例に現れた構成要素の組み換えが行われたものも含む。また、本発明は、その構成要素が同一の作用効果を及ぼす他の構成要素へ置き換えられたもの等も含み、以下の実施例に限定されない。
【実施例１】
【００１２】
図１は実施例１のクロック・データリカバリ回路１０を示す図である。クロック・データリカバリ回路１０はＡＤＣ(Analog Digital Converter)１、２、ＤＭＸ(Demux)回路３、位相比較器４０、データ判定器５、フィルタ６、ＦＩＦＯ(First in first out)７、位相補間回路８を備える。
ＡＤＣ１、２は、アナログ信号からなる受信データを内部クロックに応じて、サンプリングして、デジタル信号に変換する回路である。なお、ＡＤＣ１とＡＤＣ２とは、内部クロック（サンプリングクロック）の立ち上がり又は立ち下がりに応じて、交互に動作する。
ＤＭＸ回路３は、ＡＤＣ１、２から出力されるデジタル信号からなる受信データをビット幅を広げて多重化して、基本周期が長いデジタル信号からなる受信データに変換する回路である。
位相比較器４０は、ＤＭＸ回路３から出力される複数の連続してサンプリングされた、デジタル化した受信データから１次補間により求めた受信データがゼロレベルと交差するゼロクロス点のゼロクロス位相情報４６、及び、そのゼロクロス点に対するゼロクロスベクトルｐｈｉを生成する回路である。ここで、ゼロクロスベクトルＰｈｉとは、交差点の時間座標から、サンプリングされた第１の受信データの時間座標の差分をとったものである。
ゼロクロス位相情報４６とは、サンプルクロックの論理の立ち上がりから立ち下がりまでの間の位相が０から１／８までの第１範囲、１／８から１／４までの第２範囲、１／４から３／８までの第３範囲、３／８から１／２までの第４範囲に分割されたときに、ゼロクロス点の時間座標がどの範囲の位相に属しているかを示す２進数である。図２、３、４Ａ、４Ｂ、５、６、及び７を用いて、位相比較器４０の詳細動作を説明する。
【００１３】
フィルタ回路６は、ゼロクロス位相情報４６及びゼロクロスベクトルｐｈｉを受け、過去のゼロクロス位相情報及びゼロクロスベクトルｐｈｉをＮ個分記憶し、Ｎ個のゼロクロス位相情報及びゼロクロスベクトルＰｈｉを加算した後、Ｎで除して、平均化したゼロクロス位相情報及び平均ベクトルｐｈ０を求める回路である。
データ判定器５は、位相比較器４０から出力される、ゼロクロス位相情報４６及びゼロクロスベクトルｐｈｉと、フィルタ６から出力される過去のゼロクロスベクトルＰｈｉの平均ベクトルｐｈ０、平均化したゼロクロス位相情報を用いて、複数の連続した、デジタル化した受信データから、ゼロクロス点に対して一定の位相関係にある受信データを選択し、ＦＩＦＯ７に出力する回路である。
そこで、上記の受信データの選択は以下のように行う。まず、サンプリングされた受信データについてのゼロクロス位相情報４６を取得した結果、ゼロクロス点が属する位相範囲を特定する。次いで、ゼロクロス点の位相範囲が０から１／８の範囲、或いは、１／８から１／４の範囲であるときには、ゼロクロス位相情報４６、ゼロクロスベクトルＰｈｉ又は平均ベクトルＰｈ０に１／２位相加算した位置にデータ中心があるとする。一方、ゼロクロス点の位相範囲が１／４から３／４の範囲、或いは、３／４から１／２の範囲であるときには、ゼロクロス位相情報４６、ゼロクロスベクトルＰｈｉ又は平均ベクトルＰｈ０に１／２位相減算した位置に受信データの中心があるとする。次いで、データ判定器５は、受信データの中心に近い時間座標を有するサンプリングされた受信データを、選択する。次いで、データ判定器５はＦＩＦＯ７に向けて、選択した受信データを出力する。
位相補間回路８は、内部クロック（サンプリングクロック）を受け、フィルタ６からの出力された平均ベクトルｐｈ０に応じて、内部クロックの位相を調整し、復元クロックを発生させる回路である。
ＦＩＦＯ７は、データ判定器５から内部クロックに応じて出力される受信データを受け、受信データを復元クロックにより、復元した受信データとして出力する回路である。すなわち、ＦＩＦＯ７は、受信データを内部クロックから復元クロックに同期させるようにリタイミングする回路である。
【００１４】
図２は実施例１の位相比較器４０を示す。位相比較器４０は、タイミング判別器４１、ゼロクロス抽出器４２、傾き利用のゼロクロス抽出器４４、セレクタ４７から構成されている。
サンプリングした受信データは、その受信データのサンプリング時刻Ｔと、データ値Ｓとで表される。
【００１５】
タイミング判別器４１は、連続する２個のサンプリングした受信データのデータ値Ｓ１、Ｓ２と、与えられた閾値Ｖｔｈとの関係に応じた論理を備える判別信号を、出力する回路である。タイミング判別器４１の動作の詳細は、図４Ａ、４Ｂで詳細に説明する。
【００１６】
ゼロクロス抽出器４２は、連続する２個のサンプリングした受信データから線型補間によって求められた第１ゼロクロスデータに関して、２個の受信データのデータ値Ｓ１及びＳ２とから、第１ゼロクロス位相情報４３１を生成する回路である。後に、図５、図６により詳細に説明する。
【００１７】
傾き利用のゼロクロス抽出器４４は、連続する２個のサンプリングした受信データ内、データ値が小さい受信データを起点とする直線であって、過去の連続するサンプリングした受信データから得られた、データ値の増分と時刻の増分の割合を備える直線を用いて求められた第２ゼロクロスデータについて、過去の複数の受信データのデータ値Ｓ１の平均及び複数のデータ値Ｓ２の平均とから、第２ゼロクロス位相情報４５２を生成する回路である。後に、図７、図８により詳細に説明する。
【００１８】
セレクタ４７は、タイミング判別器４１からの判別信号４５の論理が論理”Ｈ”であるときに、ゼロクロス抽出器４２からの第１のゼロクロス位相情報４３１をゼロクロス位相情報として選択し、タイミング判別器４１からの判別信号４５の論理が論理”Ｌ”であるときに、傾き利用のゼロクロス抽出器４４からの第２のゼロクロス位相情報４５２を選択し、ゼロクロス位相情報４６として選択する。
【００１９】
図３は、実施例１の位相比較器４０の動作を説明するフローチャートである。
ｏｐ１０：位相比較器４０はＤＭＸ回路３から３個の受信データを受け取る。そして、３個の受信データの中から、任意の２個の受信データを選択する。
ｏｐ２０：タイミング判別器４１は、選択した任意の２個の受信データのデータ値Ｓ１、Ｓ２の積、すなわち、Ｓ１×Ｓ２が０未満（Ｓ１×Ｓ２＜０）であるかを判断する。Ｓ１×Ｓ２＜０である場合、受信データの遷移があると判断し、ｏｐ４０へ進む。しかし、Ｓ１×Ｓ２＜０でない場合、受信データの遷移がないと判断し、ｏｐ３０へ進む。
【００２０】
ｏｐ３０：位相比較器４０は、ｏｐ２０で扱った受信データとは異なる、他の２個の受信データを選択し、ｏｐ２０へ進む。
ｏｐ４０：タイミング判別器４１は、与えられた閾値Ｖｔｈと、受信データのデータ値Ｓ１、Ｓ２の絶対値それぞれと、大小比較を行う。その結果、データ値Ｓ１、Ｓ２の絶対値がともに閾値Ｖｔｈより大きい場合、２個の受信データがともにデータの遷移上に存在すると判断し、その後、ｏｐ５０へ進む。
一方、データ値Ｓ１、Ｓ２の絶対値のいずれかが閾値Ｖｔｈより小さい場合、１個の受信データのみがデータの遷移上に存在すると判断する。なお、データの遷移上に存在する受信データは、データ値が小さい受信データであるとする。その後、ｏｐ６０へ進む。
【００２１】
ｏｐ５０：タイミング判別器４１は論理”Ｈ”の判別信号４５をセレクタ４７に出力し、ｏｐ７０へ進む。
ｏｐ６０：タイミング判別器４１は論理”Ｌ”の判別信号４５をセレクタ４７に出力し、ｏｐ７０へ進む。
【００２２】
ｏｐ７０：ゼロクロス抽出器４２が第１のゼロクロス位相情報を生成する。その後、ｏｐ８０へ進む。
ｏｐ８０：セレクタ４７は、タイミング判別器４１から出力される判別信号４５の論理が”Ｈ”の場合、第１のゼロクロス位相情報をゼロクロス位相情報として出力し、判別信号４５の論理が”Ｌ”の場合、第２のゼロクロス位相情報をゼロクロス位相情報として出力する。
【００２３】
図４Ａ、Ｂは、タイミング判別器４１及び判別信号４５の論理を決定するパラメータについて説明する図である。
図４Ａはタイミング判別器４１を説明する図である。タイミング判別器４１は、連続した２個の受信データ５０のデータ値Ｓ１及びＳ２と、予め与えられた閾値Ｖｔｈとの関係に応じて、以下の論理を有する判別信号５４を出力する回路である。
Ｓ１とＳ２の積（Ｓ１×Ｓ２）が０未満であり、且つ、Ｓ１の絶対値及びＳ２の絶対値がともに予め与えられた閾値Ｖｔｈ以上であるときは、判定信号の論理は論理”Ｈ”である。
Ｓ１とＳ２の積（Ｓ１×Ｓ２）が０未満であり、且つ、Ｓ１の絶対値又はＳ２の絶対値の内、いずれかが、予め与えられた閾値Ｖｔｈ以下であるときは、判定信号の論理は論理”Ｌ”である。
【００２４】
図４Ｂは、判別信号４５の論理を決定するパラメータについて説明する図である。すなわち、図４Ｂは、縦軸にデータ値を表す軸、横軸に点線で表された時間軸を示す図である。判別信号４５の論理を決定するパラメータは、（ｔ１、Ｓ１）により表されるサンプリングされた受信データ５１、（ｔ２、Ｓ２）により表されるサンプリングされた受信データ５２、閾値Ｖｔｈ、閾値−Ｖｔｈである。
（ｔ１、Ｓ１）により表されるサンプリングされた受信データ５１は、受信信号ｄａｔａを時刻ｔ１にサンプリングすると、データ値はＳ１であることを示す。
（ｔ２、Ｓ２）により表されるサンプリングされた受信データ５２は、受信信号ｄａｔａを時刻ｔ２にサンプリングすると、データ値はＳ２であることを示す。
閾値Ｖｔｈは、データ値に対して予め設定された正の一定値である。閾値−Ｖｔｈは、データ値に対して予め設定された負の一定値である。
また、図４Ｂには、その他に、（ｔ３、Ｓ３）により表されるサンプリングされた受信データ５３、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点、実線かつ曲線で表された受信信号ｄａｔａ、点線かつ曲線で表された受信信号の反転信号ｄａｔａｘ、受信データ５１とゼロクロス点との時間座標の差分を表わしたゼロクロスベクトルＰｈｉ、データ値の０値上を走る点線が示されている。
（ｔ３、Ｓ３）により表されるサンプリングされた受信データ５２は、受信信号ｄａｔａを時刻ｔ３にサンプリングすると、データ値はＳ３であることを示す。
（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点は、受信データ５１と受信データ５２とを結ぶ実線の直線と、データ値のゼロレベル上の点線で表された時間軸との交点であり、実際の受信データを表す線と、データ値のゼロレベル上の点線で表された時間軸との交点であると近似される点である。
ゼロクロスベクトルｐｈｉは受信データ５１がサンプリングされた時刻ｔ１から、ゼロクロス点の時刻ｔｘとの間で、時間軸上で定義されるベクトルである。ただし、位相比較器４０から出力される際は、ｔｘとｔ１の差分データとして出力される。
【００２５】
図５はゼロクロス抽出器４２を示す図である。ゼロクロス抽出器４２は、演算器４２１、４２３、加算器４２２、ゼロクロス位相情報選択器４２４から構成されている。
演算器４２１は、入力端子４２５で受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値と、４とを乗算する回路である。
加算器４２２は、入力端子４２５、入力端子４２６から受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値及びデータ値Ｓ２の絶対値を加算する回路である。
演算器４２３は、入力端子４２６で受けた受信データのデータ値Ｓ２の絶対値と、４とを乗算する回路である。
ゼロクロス位相情報選択器４２４は、データ値Ｓ１及びデータ値Ｓ２に対して、以下の関係式のいずれかが成立する場合に、その関係式に対応する２進数で表現された位相を、ゼロクロス位相情報４３１として出力する回路である。
関係式１ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（１１）で表される位相４２７をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
関係式２ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＞｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（１０）で表される位相４２８をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
関係式３ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＞｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（０１）で表される位相４２９をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
関係式４ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＜｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（００）で表される位相４３０をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
入力端子４２５は、ゼロクロス位相情報選択器４２４、乗算器４２１、加算器４２２に接続する。入力端子４２６は、ゼロクロス位相情報選択器４２４、乗算器４２３、加算器４２２に接続する。
【００２６】
図６は、ゼロクロス位相情報選択器４２４の原理を示す図である。図６において、横軸は受信データをサンプリングするクロックにおける位相を表す。一方、縦軸は、サンプリングされた受信データのデータ値を表す。なお、クロックの１周期分を位相１としたとすると、受信信号のクロックによるサンプリングは、クロックの立ち上がり及び立ち下がりで行われるため、連続する２個の受信データの時間間隔は、クロックの１／２位相に相当する。
【００２７】
上記の関係式１を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（１）の右上がりの菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相３／８から位相１／２までの範囲内にある。ここで、ゼロクロス点の位相が位相３／８から位相１／２までの範囲内にある場合に、その位相を２進数（１１）で表さすこととしたため、ゼロクロス位相情報選択器４２４はゼロクロス位相情報４３１として位相４２７を出力する。
上記の関係式２を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（２）の菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／４から位相３／８までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４２４は２進数（１０）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
上記の関係式３を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（３）の菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／８から位相１／４までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４２４は２進数（０１）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
上記の関係式４を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（４）の菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相０から位相１／８までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４２４は２進数（００）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
なお、上記では、Ｓ１が負の数値であるときについて記載したが、Ｓ１が正の数値であるときには、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（１）、（２）、（３）、（４）に示す菱形領域とゼロレべルに対して線対象な菱形領域に含まれる。その結果、Ｓ１が正の数値であっても、関係式１、２、３、４に対応してゼロクロス位相情報４３１は（１１）、（１０）、（０１）、（００）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
すなわち、ゼロクロス位相情報選択器４２４は、連続する２個の受信データのデータ値に応じて、ゼロクロス点の位相に関するゼロクロス位相情報４３１を出力する。
【００２８】
図７Ａ、Ｂは、傾き利用のゼロクロス抽出器４４を示す図である。図７Ａで示す傾き利用のゼロクロス抽出器４４は、演算器４４１、４４３、平均値生成器４４２、ゼロクロス位相情報選択器４４４から構成されている。
演算器４４１は入力端子４４５で受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値と、４とを乗算する回路である。
演算器４４３は入力端子４４７で受けた受信データのデータ値Ｓ２の絶対値と、４とを乗算する回路である。
平均値生成器４４２は、受信データ５１及び受信データ５２のサンプリングが行われる以前にサンプリングした受信データを、受信データ５１を受ける端子、及び、受信データ５２を受ける端子それぞれに対応して、複数個保持している。そして、端子毎に過去に取得した受信データの平均値Ｍ１、Ｍ２を保持している。そして、判別信号５４を受け、判別信号５４の論理が”Ｌ”のときに動作を行い、平均値Ｍ１、Ｍ２、データ値Ｓ１の絶対値、データ値Ｓ２の絶対値から、図７Ｂで示す式で表される（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧを求める演算を行う。なお、平均値生成器４４２の論理回路例を、図７Ｂで示す。
ゼロクロス位相情報選択器４４４は、データ値Ｓ１及びデータ値Ｓ２に対して、以下の関係式のいずれかが成立する場合に、その関係式に対応する２進数で表現された位相を、ゼロクロス位相情報４５２として出力する回路である。
関係式５ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＜（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（１１）で表される位相４４８をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
関係式６ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＞（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（１０）で表される位相４４９をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
関係式７ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＞（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（０１）で表される位相４５０をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
関係式８ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＜（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（００）で表される位相４５１をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
【００２９】
図７Ｂは、平均値生成器４４２の論理図を示す。平均値演算部４４２は、加算器４５５、信号ゲート４５７、記憶回路４５６、演算器４５７、スイッチ４５８から構成されている。
平均値生成器４４２は、データ値Ｓ１とデータ値Ｓ２とを受け、データ値Ｓ１の絶対値とデータ値Ｓ２の絶対値との加算演算をおこなって、その加算値（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）（以下、Ｓ１Ｓ２加算という）を形成する加算部４５５と、データ値Ｓ１とデータ値Ｓ２以前に受け取ったデータ値であって、端子４４５から受けたデータ値Ｓ１の過去データに対応する平均値Ｍ１、端子４４５から受けたデータ値Ｓ２の過去データに対応する平均値Ｍ２、それぞれを記憶する記憶回路４５６と、下記の関係式９に沿った演算を行う演算器４５７と、加算部４５５と演算器４５７の結果の内どちらを出力するかを判別信号５４の論理によって選択するスイッチ４５８を備える回路である。すなわち、平均値生成器４４２は下記のような演算値を出力する。
判別信号の論理”Ｈ”の場合、（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧ＝（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）
判別信号の論理”Ｌ”の場合、（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧ
＝Ｋ１×Ｋ２×Ｍ／（ｓ２＋Ｋ１×ｓ＋Ｋ１×Ｋ２）
――――――関係式９
ここで、Ｋ１及びＫ２は、予め決められた定数である。また、ｓはサンプリングクロックの周波数である。Ｍは平均値Ｍ１と平均値Ｍ２の加算値である。
【００３０】
図８は、傾き利用のゼロクロス抽出器４４の原理を示す図である。図８において、横軸は受信データをサンプリングするクロックにおける位相を表す。一方、縦軸は、サンプリングされた受信データのデータ値を表す。なお、クロックの１周期分を位相１としたとすると、受信信号のクロックによるサンプリングは、クロックの立ち上がり及び立ち下がりで行われるため、連続する２個の受信データの時間間隔は、クロックの１／２位相に相当する。図８において、実線は実際の受信データである。また、一点鎖線は受信データ５１及び受信データ５２を結ぶ一点鎖線である。さらに、点線は、受信データ５１を起点とした直線であって、過去にサンプリングした受信データから求めた単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線を表す。なお、過去にサンプリングした受信データから求めた単位時間あたりのデータ値の増分（｜Ｍ１｜＋｜Ｍ２｜）／（Ｔ２−Ｔ１）により求められる。ここで、Ｍ１、Ｍ２は平均値生成器４４２に蓄積されたデータ値の平均値であり、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ、端子４４５、端子４４７から取り込まれた受信データのサンプリング時刻の平均値である。
なお、受信データ５１と受信データ５２とを結ぶ直線（一点鎖線）と、データ値がゼロレベルであることを示す線との交点の時間座標と、上記のゼロクロス点の時間座標を比較すると、上記のゼロクロス点の時間座標のほうが、実際の受信データ（実線）と、データ値がゼロレベルであることを示す線との交点の時間座標に近接していることが図８よりわかる。ゼロレベルに近い方の受信データ５１を起点とし、かつ、過去にサンプリングした受信データから求めた、単位時間あたりのデータの増分から求めた傾きを備える直線を用いてゼロクロス点を求めると、受信データ５２のデータ値に影響されることがないからである。
【００３１】
上記の関係式５を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去に連続してサンプリングされた受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（１）の菱形領域に入る。
従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相０から位相１／８までの範囲内にある。ここで、ゼロクロス点の位相が位相０から位相１／８までの範囲内にある場合に、その位相を２進数（１１）で表さすこととしたため、ゼロクロス位相情報選択器４４４はゼロクロス位相情報４５２として位相４４８を出力する。
上記の関係式６を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去にサンプリングした受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（２）の菱形領域に入る。
従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／８から位相１／４までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４４４は２進数（１０）で表さすゼロクロス位相情報４５２を出力する。
上記の関係式７を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去に連続してサンプリングされた受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（３）の菱形領域に入る。
従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／４から位相３／８までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４４４は２進数（０１）で表さすゼロクロス位相情報４５２を出力する。
上記の関係式８を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去に連続してサンプリングした受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（４）の菱形領域に入る。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相３／８から位相１／２までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４４４は２進数（００）で表さすゼロクロス位相情報４５２を出力する。
なお、上記では、Ｓ１が負の数値であるときについて記載したが、Ｓ１が正の数値であるときには、受信データ５１を起点とする線は、図８の（１）、（２）、（３）、（４）に示す菱形領域とゼロレバルに対して線対象な菱形領域に含まれる。その結果、Ｓ１が正の数値であっても、関係式１、２、３、４に対応してゼロクロス位相情報４５２は（１１）、（１０）、（０１）、（００）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
すなわち、ゼロクロス位相情報選択器４４４は、連続する２個の受信データから、ゼロクロス点の位相範囲に応じた位相情報、すなわちゼロクロス位相情報４５２を出力する。
【００３２】
以上より、クロックに同期してサンプリングされた第１受信データ及び第２受信データ間のゼロクロス点の位相を検出する実施例１の位相比較器４０は、
前記第１受信データの第１データ値及び前記第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器（タイミング判別器４１）と、
前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器４２）と、
前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりと前記第２ゼロクロス時刻との位相に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器４４）と、
前記判別信号の論理に対応して、前記第１位相情報又は前記第２位相情報の内の一方を選択するセレクタ（セレクタ４７）と、を備える位相比較器である。
なお、上記の第１データ値及び第２データ値に対応した論理は、第１データ値と第１閾値との比較結果及び第２データ値と第２閾値との比較結果とから導き出されることを特徴とする。
そうすると、第１受信データのデータ値の絶対値又は第２受信のデータ値の絶対値の一方が、第１閾値又は第２閾値以下或いは未満である場合は、セレクタ４７は第２ゼロクロス抽出器４４からの結果を選択する。一方、第１受信データのデータ値の絶対値又は第２受信のデータ値の絶対値の双方が、第１閾値又は第２閾値以上或いは閾値を超えたものである場合は、セレクタ４７は第１ゼロクロス抽出器４２からの結果を選択する。従って、位相比較器は、より、実際のゼロクロス点に近いゼロクロス点に基づいて、位相情報を抽出することができる。
【００３３】
さらに、前記実施例１の位相比較器４０において、
前記第１ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１データ値の絶対値と前記第２データ値の絶対値の平均値との比較結果に応じて前記第１位相情報を抽出し、
前記第２ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均値との比較結果に応じて前記第２位相情報を抽出することを特徴とする。
【００３４】
以上より、実施例１のクロック・リカバリ回路１０は、
複数の受信データをクロックに同期してサンプリングし、受信データのデータ値をアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記複数の受信データをサンプリング時刻順に連続して並べるデマックス回路と、
デマックス回路から前記複数の受信データを受け取り、その内の２個の受信データ間のゼロクロス点を抽出し、ゼロクロス点と前記クロックとの位相情報を出力する位相比較器４０と、
前記位相情報を受け取り、予め決められた数の前記位相情報を蓄積し、蓄積された前記位相情報から平均値を求めて平均位相情報とするフィルタと、
前記位相情報、及び、平均位相情報と、前記複数の受信データをを受け、位相情報と、平均位相情報とに基づいて、前記複数の受信データの内から一つを選択するデータ判定器と、
前記クロックを受け、前記位相情報又は平均位相情報に応じて、前記クロックの位相を調整して、復元クロックを形成する位相補間回路と、
前記クロックに同期して、前記複数の受信データの内から前記データ判定器が選択した受信データを記憶し、前記復元クロックに基づいて、前記データ判定器が選択した受信データを出力するＦＩＦＯと、を備えることを特徴とするクロック・リカバリ回路である。
そうすると、クロック・リカバリ回路は、内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度に抽出する位相比較器を備えるため、ゼロクロス点の位相を高精度に把握することができる。従って、クロック・リカバリ回路は、ゼロクロス点を受信データの境目であるとすると、より精度よく、受信データの境目を把握することができる。従って、クロック・リカバリ回路は、より実際のゼロクロス点に近い、位相比較器により推定されたゼロクロス点に基づいて、受信データの中心の位置を抽出することができ、受信データの中心に近い位置でサンプリングした受信データを復元クロックに同期して出力することができる。
【実施例２】
【００３５】
実施例１の位相比較器４０は、順次、受け取った３個の受信データの内、任意の連続した２個の受信データを選択し、選択した２個の受信データ間にゼロクロス点があるか否かを特定し、特定したゼロクロス点を間に有する２個の受信データからゼロクス位相情報４６を出力する位相比較器４０である。
そして、実施例１の位相比較器４０のタイミング判別器４１に、予め与えられた閾値をもとに、タイミング判定器４１が受信データの状態を判断させ、位相比較器４０は、その受信データの状態に応じて、傾き利用のデータ抽出器４４又はゼロクロス抽出器４２を動作させて、ゼロクロス位相情報４６を出力している。
しかし、実施例２の位相比較器は、連続した４個の受信データに基づいて、予め与えられた閾値を用いることなく、受信データの状態を判断する位相比較器である。
なお、実施例２の位相比較器６０においては、通常のゼロクロス抽出器の一部と、傾き利用のゼロクロス抽出器の一部を共通化して、回路の部品数を削減している。
図９は、実施例２の位相比較器６０を示す。位相比較器５０はタイミング判別器６１、ゼロクロス抽出器６２を備える。
タイミング判別器６１は、４個の受信データ（第０受信データ（ｔ０、Ｓ０）、第１受信データ（ｔ１、Ｓ１）、第２受信データ（ｔ２、Ｓ２）、第３受信データ（ｔ２、Ｓ３））を受け取り、各受信データのデータ値が図１０Ａの関係式で示される状態にあるとき、その状態に対応する論理を備える判別信号を出力する。図１０Ａの関係式及びそれに対応する判別信号の論理については、図１０Ａで後述する。
ゼロクロス抽出器６２は、判別信号の論理が論理”Ｌ”であるときには、実施例１において説明した傾き利用のゼロクロス抽出器４４として動作するが、判別信号の論理が論理”Ｈ”であるときには、実施例１において説明したゼロクロス抽出器４２として動作する回路である。なお、詳細な回路構成については、図１１を用いて説明する。
【００３６】
図１０Ａ、Ｂはタイミング判別器６１及び判別信号の論理を決定するパラメータについて説明する図である。図１０Ａに示すタイミング判定器６１は、（ｔ０、Ｓ０）で表される受信データ６４、（ｔ１、Ｓ１）で表される受信データ６５、（ｔ２、Ｓ２）で表される受信データ６６、（ｔ３、Ｓ３）で表される受信データ６７を受けて、受信データ６４−６７のデータ値それぞれに対して定められた関係に応じて、以下の論理を有する判別信号６３を出力する回路である。
条件１（Ｓ０×Ｓ１が０未満であり、かつ、Ｓ１×Ｓ２が０未満であり、かつ、Ｓ２の絶対値がＳ０の絶対値より大きい）を満たす、又は、条件２（Ｓ１×Ｓ２が０未満であり、かつ、Ｓ２×Ｓ３が０未満であり、かつ、Ｓ３の絶対値よりＳ１の絶対値が大きい）を満たす場合は、判定信号６３の論理は論理”Ｌ”である。
条件１を満たさず、かつ、条件２を満たさないときに判定信号６３の論理は論理”Ｈ”である。
「第０受信データのデータ値より、第２受信データのデータ値が大きく、かつ、第１受信データのデータ値より、第３受信データのデータ値が大きい」、という条件により、実施例１における「予め与えられた閾値の絶対値より、第１受信データの受信データと第２受信データのデータ値がともに大きい」という条件と同様な条件を、第１受信データ、第２受信データについて確保している。
そのようにする理由は、データ値０より、第１受信データのデータ値、及び、第２受信データのデータ値の双方が充分に大きな値であることが、通常のゼロクロス抽出器（傾き利用のゼロクロス抽出器ではないゼロクス抽出器）を用いるための条件だからである。
【００３７】
図１０Ｂは、判定信号６３の論理を決定するパラメータについて説明する図である。図４Ｂにおいて、縦軸はデータ値を表す軸、横軸は点線で示された時間軸を示す図である。判定信号６３の論理を決定するパラメータは（ｔ０、Ｓ０）で表される受信データ６４、（ｔ１、Ｓ１）で表される受信データ６５、（ｔ２、Ｓ２）で表される受信データ６６、（ｔ３、Ｓ３）で表される受信データ６７であり、実線で表された受信信号ｄａｔａを時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３に内部クロックによってサンプリングして得た受信データである。なお、点線の曲線は、受信信号ｄａｔａに対して反転論理を有する信号である。（ｔｘ、０）で表されるゼロクロス点は、受信データ６５と受信データ６６とを結ぶ実線の直線とデータ値０上の点線で表された時間軸との交点であり、実際の受信データを表す線と、データ値０上の点線で表された時間軸との交点であると推定される点である。
ゼロクロスベクトルｐｈｉは受信データ５１がサンプリングされた時刻ｔ１から、ゼロクロス点の時刻ｔｘとの間で、時間軸上で定義されるベクトルである。ただし、位相比較器６０から出力される際は、ｔｘとｔ１の差分データとして出力される。
【００３８】
図１１は実施例２のゼロクロス抽出器６２を示す。ゼロクロス抽出器６２は、演算器６２１、６２５、加算器６２２、セレクタ６２３、平均値生成器６２４、ゼロクロス位相情報選択器６３３から構成されている。
演算器６２１は、入力端子６２６で受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値と、４とを乗算する回路である。
加算器６２２は、入力端子６２８、入力端子６２８から受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値及びデータ値Ｓ２の絶対値を加算する回路である。
演算器６２５は、入力端子６２８で受けた受信データのデータ値Ｓ２の絶対値と、４とを乗算する回路である。
平均値生成器６２４は、判別信号６３を受け、判別信号６３の論理が”Ｌ”のときに動作を行い、データ値Ｓ１の絶対値、データ値Ｓ２の絶対値から、図７Ｂで示す式で表される（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧを求める演算を行う。なお、平均値生成器６２４は、平均値生成器４４２と同様に関係式９の演算を行う機能を有する回路である。
セレクタ６２３は、判別信号６３の論理が”Ｈ”であるときには、加算器６２２の演算結果を選択し、数値Ａを表す信号として出力する。一方、セレクタ６２３は、判別信号６３の論理が”Ｌ”であるときには、平均値生成器６２４の演算結果を選択し、数値Ａを表す信号として出力する。
ゼロクロス位相情報選択器６３３は、データ値Ｓ１及びデータ値Ｓ２に対して、以下の関係式のいずれかが成立する場合に、その関係式に対応する２進数で表現された位相を、ゼロクロス位相情報６４として出力する回路である。
関係式１０ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＜Ａが成立するときは、２進数（１１）で表される位相６２９をゼロクロス位相情報６４として出力する。
関係式１１ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＞Ａが成立するときは、２進数（１０）で表される位相６３０をゼロクロス位相情報６４として出力する。
関係式１２ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＞Ａが成立するときは、２進数（０１）で表される位相６３１をゼロクロス位相情報６４として出力する。
関係式１３ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＜Ａが成立するときは、２進数（００）で表される位相６３２をゼロクロス位相情報６４として出力する。
入力端子６２６は、平均値生成器６２４、乗算器６２１、加算器６２２、ゼロクロス位相情報選択器６３３に接続する。入力端子４２８は、平均値生成器６２４、乗算器６２５、加算器６２２、ゼロクロス位相情報選択器４２４に接続する。入力端子６２７は判別信号６３を受け、平均生成器６２４、セレクタ６２３に接続する。
【００３９】
以上より、実施例２の位相比較器６０は、
前記第１受信データの第１データ値及び前記第２受信データの第２データ値に対応した、論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器（タイミング判別器６１）と、
前記第１データ値と前記第２データ値との平均を求め第１平均値とする第１平均値生成器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均を求め第２平均値とする第２平均値生成器と、
前記判別信号の論理に応じて、第１平均値又は第２平均値を選択するセレクト回路と、
前記セレクト回路から第１平均値が出力されたときは、前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第１位相情報を、前記第１平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出し、
前記セレクト回路から第２平均値が出力されてときは、前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりと前記第２ゼロクロス時刻との位相に関する第２位相情報を、前記第２平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出する論理判別回路と、を備える位相比較器である。
ただし、実施例２の位相比較器６０は、タイミング判別器（タイミング判別器６１）が、連続してサンプリングされた、第０受信データの第０データ値（第１受信データより以前にサンプリングされた受信データ）と第１受信データの第１データ値との比較結果、第１受信データの第１データ値と第２受信データの第２データ値との比較結果、第２受信データの第２データ値と第３受信データの第３データ値（第２受信データより以後にサンプリングされた受信データ）との比較結果、及び、第３受信データの第３データ値と前記第０受信データの前記第０データ値との比較結果とから導き出された、前記第０データ値、前記第１データ値、前記第２データ値、及び、前記第３データ値の状態に対応した、論理を備える判別信号を発生することを特徴とする。
実施例２のゼロクロス抽出器６２は、演算器６２１、６２５、加算器６２２、セレクタ６２３、平均値生成器６２４、ゼロクロス位相情報選択器６３３から構成されている回路である。ここで、ゼロクロス位相情報選択器６３３は、セレクタ６２３から出力される数値Ａに応じて、実施例１のゼロクロス抽出器４２としても実施例１の傾き利用のゼロクロス抽出器４４としても動作する回路である。そうすると、実施例２のゼロクロス抽出器６２と実施例１のゼロクロス抽出器４２と同様な機能を有する回路である。
また、実施例２の位相比較器６０においては、タイミング判別器６１において、予め与えられた閾値を使用することがなく、第１受信データ又は第２受信データがゼロレベルに近接しているか否かをその前後の第０受信データ及び第３受信データを使用することにより検出することができる。
【実施例３】
【００４０】
実施例１の位相比較器４０は、順次、受け取った３個の受信データの内、任意の連続した２個の受信データを選択し、選択した２個の受信データ間にゼロクロス点があるか否かを特定し、特定したゼロクロス点を間に有する２個の受信データからゼロクス位相情報４６を出力する位相比較器４０である。
一方、実施例３の位相比較器は受け取った３個の受信データすべてから、ゼロクロス点を特定し、ゼロクロス情報を出力する位相比較器である。
図１２は実施例３の位相比較器８０を示す図である。位相比較器８０は３個のサンプリングされた受信データ（（ｔａ、Ｓａ）で表される受信データａ、（ｔｂ、ｓｂ）で表される受信データｂ、（ｔｃ、Ｓｃ）で表される受信データｃを受け、どの受信データの間にゼロクロス点があり、そのゼロクロス点についてのゼロクロス位相情報９６を出力する回路である。位相比較器８０はゼロクロス抽出器８１、８２、加算器８４、８５、２進コードデータ記憶回路８３、８６、演算回路８９、９１、１加算回路９０、９２、最上ビット設定回路８７、８８、セレクタ９４、モード回路９３、及び、４ビットラッチ回路９５から構成されている。
【００４１】
ゼロクロス抽出器８１は、２個の受信データａ、受信データｂを受け、ゼロクロス点が２個の受信データａ、ｂ間にあるか、及び、そのゼロクロス点の位相範囲がどの範囲にあるかを検出し、２進コードで表す回路であり、その詳細について図１３、１４を用いて説明する。なお、ゼロクロス抽出器８１、８２は、それぞれ、ゼロクロス点位相範囲を示す位相範囲２進コードｕ−ａｂ、ｕ−ｂｃと、ゼロクロス点が存在することを示す移行２進コードｔｒａｎ−ａｂ、ｔｒａｎ−ｂｃを出力する。なお、ゼロクロス抽出器８２は、２個の受信データｂ、ｃを受けて、ゼロクロス抽出器８１と同様な動作をする。
加算器８４は、ゼロクロス抽出器８１から出力される２進コードｕ−ａｂと、ゼロクロス抽出器８２から出力される２進コードｕ−ｂｃを加算し、加算後の２進コードｕ−ａｂｃを出力する回路である。
加算器８５は、加算器８４から出力される２進コードｕ−ａｂｃと２進コードデータ記憶回路８６から出力される（１１０１）で表される２進コード９７との加算を行う回路である。
演算回路８９、最上位ビット設定回路８７、１加算回路９０は、ゼロクロス抽出器８１から出力される２進コードｕ−ａｂに対して、２倍する演算を行い、最上位ビットに０を設定し、その結果得られた２進コードに１を加算する回路である。
演算回路９１、最上位ビット設定回路８８、１加算回路９２は、ゼロクロス抽出器８２から出力される２進コードｕ−ｂｃに対して、２倍する演算を行い、最上位ビットに０を設定し、その結果得られた２進コードに１を加算する回路である。
モード回路９３は、加算器８５から出力される２進コード９９について、モード１６演算、すなわち、下位４ビットを切り出す演算を行う回路である。
セレクタ９４はゼロクロス抽出器８１からの２進コードｔｒａｎ−ａｂの論理値と、ゼロクロス抽出器８２からの２進コードｔｒａｎ−ｂｃの論理値の組合せにより４つの入力信号から一つを選択して、選択した信号を出力する回路である。具体的には、セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（００）のときには２進コード記憶回路８３からの信号を出力する。セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（１０）のときには１加算回路９０からの信号を出力する。セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（０１）のときには１加算回路９２からの信号を出力する。セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（１１）のときにはモード回路９３からの信号を出力する。
【００４２】
図１３はゼロクロス抽出器８１の詳細について説明する図である。ゼロクロス抽出器８１は、演算回路８１１、８１３、引算回路８１２、８１４、加算回路８１５、８１６、論理判定回路８１７から構成されている。なお、ゼロクロス抽出器８２はゼロクロス抽出器８２と同様な構成の回路である。
演算回路８１１は入力された受信データａのデータ値Ｓａを４倍する回路である。引算回路８１２は、＋端子から入力された受信データａのデータ値Ｓａから、−端子から入力された受信データｂのデータ値Ｓｂを引算する回路である。引算回路８１４は、＋端子から入力された演算回路８１１からのデータ値４×Ｓａから、−端子から入力された引算回路８１２からのデータ値（Ｓａ−Ｓｂ）を引算し、その結果、データ値（３Ｓａ＋Ｓｂ）を出力する回路である。
加算回路８１５は、データ値Ｓａとデータ値Ｓｂを加算し、データ値（Ｓａ＋Ｓｂ）を出力する回路である。
演算回路８１３は入力された受信データｂのデータ値Ｓｂを４倍する回路である。加算回路８１６は、演算回路８１３からのデータ値４×Ｓｂから、引算回路８１２からのデータ値（Ｓａ−Ｓｂ）を引算し、その結果、データ値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）を出力する回路である。
論理判定回路８１７は、データ値Ｓａ、引算回路８１４からのデータ値（３Ｓａ＋Ｓｂ）、加算回路８１５からのデータ値（Ｓａ＋Ｓｂ）、加算回路８１６からのデータ値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）を受け、次の関係式１４、１５、１６、１７、１８を満たすか否かを判定する回路である。そして、論理判定回路８１７は、関係式１４、１５、１６、１７を満たす場合、それぞれの関係式に対応した、ゼロクロス点位相範囲を示す位相範囲２進コードｕ−ａｂを出力する。また、関係式１８を満たす場合、その関係式に対応する２進コードｔｒａｎ−ａｂを出力する。具体的には、関係式１４、１５、１６、１７、及び、その関係式に対応する２進コードｕ−ａｂは以下である。また、関係式１８及びその関係式に対応する２進コードｔｒａｎ−ａｂを出力する。
【００４３】
関係式１４ ＩＦ（（Ｓａ＞＝０）＆（３Ｓａ＋Ｓｂ＜０））ＯＲ（（Ｓａ＜＝０）＆（３Ｓａ＋Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード００を出力する。
関係式１５ ＩＦ（（３Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）＆（Ｓａ＋Ｓｂ＜０））ＯＲ（（３Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）＆（Ｓａ＋Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード０１を出力する。
関係式１６ ＩＦ（（Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）＆（Ｓａ＋３×Ｓｂ＜０））ＯＲ（（Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）＆（Ｓａ＋３Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード１０を出力する。
関係式１７ ＩＦ（（Ｓａ＋３Ｓｂ＞＝０）＆（Ｓｂ＜０））ＯＲ（（Ｓａ＋３Ｓｂ＜＝０）＆（Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード１１を出力する。
関係式１８ ＩＦ（（Ｓａ＞＝０）ＸＯＲ（（Ｓｂ＞＝０）を満たす場合、２進コードｔｒａｎ−ａｂとして、２進コード１を出力する。
【００４４】
図１４は、ゼロクロス抽出回路８１の動作原理について説明する図である。図１４において、縦軸はデータ値、横軸は位相を示す。
図１４において、時刻０においてサンプリングされた受信データａのデータ値はデータ値Ｓａであり、クロックの半周期後にサンプリングされた受信データｂのデータ値はデータ値Ｓｂである。ここで、クロックの立ち上がりを位相０とすると、クロックの半周期は位相１／２にあたる。また、位相０から位相１／８の範囲は（００）で表される２進数で示され、位相１／８から位相１／４の範囲は（０１）で表される２進数で示され、位相１／４から位相３／８の範囲は（１０）で表される２進数で示され、位相３／８から位相１／２の範囲は（１１）で表される２進数で示される。
図１４において、受信データａのデータ値Ｓａは正の値、受信データｂのデータ値Ｓｂは負の値である。また、受信データａのデータ値Ｓａは正の値であるが、（３Ｓａ＋Ｓｂ）／４は負の値である。
そこで、動作原理について以下に説明する。まず、ゼロクロス抽出回路８１はデータ値Ｓａの正負とデータ値Ｓｂ正負の組合せにおいて、関係式１８の条件を満たすときには、ゼロクロス点が受信データａと受信データｂとの間にあると判断し、２進コードｔｒａｎ−ａｂとして「１」を出力する。例えば、図１４においては、関係式１８の条件を満たす状態（すなわち、受信データａのデータ値Ｓａは正であり、受信データｂのデータ値Ｓｂは負の数である状態）であり、受信データａと受信データｂとの間にゼロクロス点が存在し、ゼロクロス抽出回路８１は２進コードｔｒａｎ−ａｂとして「１」を出力する。
次いで、ゼロクロス抽出回路８１は、値Ｓａと値Ｓｂとから得られる演算結果（すなわち、値Ｓａ、値（３Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（Ｓａ＋３Ｓｂ）／４）と値０を比較することにより、ゼロクロス点が存在する位相範囲を決定することができる。その理由は、値Ｓａ、値（３×Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（Ｓａ＋３Ｓｂ）／４は、座標（０、Ｓａ）と座標（１／２、Ｓｂ）とを結ぶ直線が、それぞれ、位相０、位相１／８、位相１／４、位相３／８、位相１／２と交差する点のデータ値座標に相当するからである。例えば、図１４においては、関係式１５の条件を満たす状態（すなわち、データ値Ｓａが正の値且つ（３Ｓａ＋Ｓｂ）が負値、又は、データ値Ｓａが負の値且つ（３Ｓａ＋Ｓｂ）が正値の状態）であり、ゼロクロス抽出回路８１は２進コードｕ−ａｂとして「００」を出力する。
【００４５】
以上より、実施例３の位相比較器８０は、
第１受信データ（受信データａ）の第１データ値が正かつ第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が負であるとき、又は、第１受信データの第１データ値が負、かつ、第２受信データの第２データ値が正であるときは、第１ゼロクロス点が第１受信データと第２受信データの間にあると判断し、第１ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第１データ値と前記第２データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第１ゼロクロス点の第１位相範囲を決定する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が正かつ第３受信データ（受信データｃ）の第３データ値が負であるとき、又は、第２受信データの第２データ値が負、かつ、第３受信データの第３データ値が正であるときは、第２ゼロクロス点が第２受信データと第３受信データの間にあると判断し、第２ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第２データ値と前記第３データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第２ゼロクロス点の第２位相範囲を決定する第２ゼロクロス抽出器と、
第１ゼロクロス存在信号の論理、及び、第２ゼロクロス存在信号の論理とに応じて、第１位相範囲又は第２位相範囲の内の一つを選択するセレクタと、を備える位相比較器である。
実施例３の位相比較器８０は、第１受信データ、第２受信データとの間のゼロクロス点の抽出と、第２受信データ、第３受信データとの間のゼロクロス点の抽出とを行い、抽出されたゼロクロス点の位相範囲を出力する回路である。
なお、実施例３の第１ゼロクロス抽出器の第１位相情報及び第２のゼロクロス抽出器の第２位相情報は位相０から位相１／８までの第１位相範囲、位相１／８から位相１／４までの第２位相範囲、位相１／４から位相３／８までの第３位相範囲、位相３／８から位相１／２までの第４位相範囲の内の一つを示す情報を含むことを特徴とする。
【実施例４】
【００４６】
実施例３の位相比較器８０においては、受信データと受信データ間のゼロクロス点の位相範囲を、受信データそれぞれのデータ値から補間により求めた位相０、位相１／８、位相１／４、位相３／８、位相１／２に相当するデータ値と、「０」との比較によって、求めている。しかし、ゼロクロス点の位相範囲をさらに詳細に設定することもできる。
実施例４の位相比較器は、ゼロクロス点の位相範囲が、位相０から位相１／１６、位相１／１６から位相１／８、位相１／８から位相３／１６、位相３／１６から位相１／４、位相１／４から位相５／１６、位相３／１６から位相７／１６、位相７／１６から位相１／２の内、どの範囲にあるかを特定することができるゼロクロス抽出器１０１、１１０が、実施例３の位相比較器において、ゼロクロス抽出器８１、８２に替わって配置されている位相比較器である。ただし、ゼロクロス抽出器１０１は３ビットの２進数コードを出力することから、演算回路８９、９１及び１加算回路９０、９２は不要となる。
【００４７】
図１５は実施例４のゼロクロス抽出器１０１について説明する図である。ゼロクロス抽出器１０１は、実施例３のゼロクロス抽出器８１の変形例である。ゼロクロス抽出器１０１は、引算回路１０２、加算回路１０３、シフター＆アダー１０４、論理判定回路１０５を備える。
引算回路１０２は、受信データａのデータ値Ｓａから受信データｂのデータ値Ｓｂを引算する回路である。
加算回路１０３は、データ値Ｓａとデータ値Ｓｂの加算を行う回路である。
シフター＆アダー１０４は、加算回路１０３の計算結果（Ｓａ＋Ｓｂ）、引算回路１０２の計算結果（Ｓａ−Ｓｂ）、及び、データ端子からのデータ値Ｓａ、データ値Ｓｂを用いて、Ａ＝（７×Ｓａ＋ｂ）、Ｂ＝（３×Ｓａ＋Ｓｂ）、Ｃ＝（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ）、Ｄ＝（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ）、Ｅ＝（Ｓａ＋３×Ｓｂ）、Ｆ＝（Ｓａ＋７×Ｓｂ）を求める回路である。ただし、計算結果（Ｓａ＋Ｓｂ）、（Ｓａ−Ｓｂ）を用いて、以下のように変形した計算式に従って、加算はアダー、掛け算はシフターを使用してＡからＦまでを求める。
Ａ＝７×Ｓａ＋ｂ＝８×Ｓａ−（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｂ＝３×Ｓａ＋Ｓｂ＝４×Ｓａ−（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｃ＝５×Ｓａ＋３×Ｓｂ＝４×（Ｓａ＋Ｓｂ）＋（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｄ＝３×Ｓａ＋５×Ｓｂ＝４×（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｅ＝Ｓａ＋３×Ｓｂ＝４×Ｓｂ＋（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｆ＝Ｓａ＋７×Ｓｂ＝８×Ｓｂ＋（Ｓａ−Ｓｂ）
論理判定回路１０５は、後に図１６に示す関係式１９、２０、２１、２２が満たされるか否かに応じて、３ビットの２進コード（ｕ−ａｂ（２）、２進コードｕ−ａｂ（１）、２進コードｕ−ａｂ（０））及び１ビットの２進コードｔｒａｎを出力する。
【００４８】
図１６は、実施例４の論理判定回路１０５を示す図である。論理判定回路１０５は上記ＡからＦまでの入力を受け、関係式１９から２２までが満たされるかを判断し、どの関係式が満たされるかに応じて３ビットの２進コード（ｕ−ａｂ１０６（２）、２進コードｕ−ａｂ１０６（１）、２進コードｕ−ａｂ１０６（０））及び１ビットの２進コードｔｒａｎ１０７を出力する。
関係式１９ ｕ−ａｂ（２）＝（Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＜０）＋（Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＞０）
関係式２０ ｕ−ａｂ（１）＝［（３×Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＜０）＋（３×Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（Ｓａ＋３×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＜０）＋（Ｓａ＋３×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＞０）］
関係式２１ ｕ−ａｂ（０）＝［（７×Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（３×Ｓａ＋Ｓｂ＜０）＋（７×Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（３×Ｓａ＋Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＜０）＋（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋３×Ｓｂ＜０）＋（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋３×Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（Ｓａ＋７×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＜０）＋（Ｓａ＋７×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＞０）］
関係式２２ ｔｒａｎ＝（Ｓａ＞＝０）ＸＯＲ（Ｓｂ＞＝０）
ゼロクロス抽出回路１０５は値Ｓａ、値（７×Ｓａ＋Ｓｂ）／８、値（３×Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋７×Ｓｂ）／８、値Ｓｂと値０を比較することにより、ゼロクロス点が存在する位相範囲を決定することができる。その理由は、値Ｓａ、値（７×Ｓａ＋Ｓｂ）／８、値（３×Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋７×Ｓｂ）／８、値Ｓｂは、座標（０、Ｓａ）と座標（１／２、Ｓｂ）とを結ぶ直線が、それぞれ、位相０、位相１／１６、位相１／８、位相３／１６、位相１／４、位相５／１６、位相３／８、位相７／１６、位相１／２と交差する点のデータ値座標に相当するからである。
【００４９】
以上より、実施例４の位相比較器は、
第１受信データ（受信データａ）の第１データ値が正かつ第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が負であるとき、又は、第１受信データの第１データ値が負、かつ、第２受信データの第２データ値が正であるときは、第１ゼロクロス点が第１受信データと第２受信データの間にあると判断し、第１ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第１データ値と前記第２データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第１ゼロクロス点の第１位相範囲を決定する第１ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器１０１）と、
前記第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が正かつ第３受信データ（受信データｃ）の第３データ値が負であるとき、又は、第２受信データの第２データ値が負、かつ、第３受信データの第３データ値が正であるときは、第２ゼロクロス点が第２受信データと第３受信データの間にあると判断し、第２ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第２データ値と前記第３データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第２ゼロクロス点の第２位相範囲を決定する第２ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器１１０）と、
第１ゼロクロス存在信号の論理、及び、第２ゼロクロス存在信号の論理とに応じて、第１位相範囲又は第２位相範囲の内の一つを選択するセレクタと、を備える位相比較器である。
実施例４のゼロクロス抽出器の位相情報は位相０から位相１／１６までの第１位相範囲、位相１／１６から位相１／８までの第２位相範囲、位相１／８から位相３／１６までの第３位相範囲、位相３／１６から位相１／４までの第４位相範囲、位相１／４から位相５／１６までの第５位相範囲、位相５／１６から位相３／８までの第６位相範囲、位相３／８から位相７／１６までの第７位相範囲、位相７／１６から位相１／２までの第８位相範囲の内の一つを示す情報を含むことを特徴とする。
【００５０】
以下に本発明の特徴を付記する。
（付記１）
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロレベルとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロレベルとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、
前記判別信号の論理に対応して、前記第１位相情報又は前記第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【００５１】
（付記２）
前記第１受信データの前記第１データ値及び前記第２受信データの前記第２データ値に対応した前記論理は、前記第１データ値と第１閾値との比較結果及び前記第２データ値と第２閾値の比較結果とから導き出されることを特徴とする付記１記載の位相比較器。
【００５２】
（付記３）
前記第１ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１データ値の絶対値と前記第２データ値の絶対値の平均値との比較結果に応じて前記第１位相情報を抽出し、
前記第２ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均値との比較結果に応じて前記第２位相情報を抽出することを特徴とする付記１記載の位相比較器。
【００５３】
（付記４）
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１データ値と前記第２データ値との平均を求め第１平均値とする第１平均値生成器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均を求め第２平均値とする第２平均値生成器と、
前記判別信号の論理に応じて、第１平均値又は第２平均値を選択するセレクト回路と、
前記セレクト回路から第１平均値が出力されたときは、前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を、前記第１平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出し、
前記セレクト回路から第２平均値が出力されてときは、前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を、前記第２平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出する論理判別回路と、を備える位相比較器。
【００５４】
（付記５）
前記第１受信データの前記第１データ値及び前記第２受信データの前記第２データ値に対応した前記論理は、前記第１データ値と前記第１受信データより以前にサンプリングされた受信データの第０データ値との比較結果、前記第１データ値と前記第２データ値との比較結果と、前記第２データ値と前記第２受信データより以後にサンプリングされた受信データの第３データ値との比較結果、及び、前記第３データ値と前記第０受信データとの比較結果から導き出されることを特徴とする付記４記載の位相比較器。
【００５５】
（付記６）
第１受信データの第１データ値が正かつ第２受信データの第２データ値が負であるとき、又は、前記第１データ値が負、かつ、前記第２データ値が正であるときは、第１ゼロクロス点が前記第１受信データと前記第２受信データの間にあると判断し、第１ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第１データ値と前記第２データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第１ゼロクロス点の第１位相範囲を決定する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第２データ値が正かつ第３受信データの第３データ値が負であるとき、又は、前記第２データ値が負、かつ、前記第３データ値が正であるときは、第２ゼロクロス点が前記第２受信データと前記第３受信データの間にあると判断し、第２ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第２データ値と前記第３データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第２ゼロクロス点の第２位相範囲を決定する第２ゼロクロス抽出器と、
第１ゼロクロス存在信号の論理、及び、第２ゼロクロス存在信号の論理とに応じて、第１位相範囲又は第２位相範囲の内の一つを選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【００５６】
（付記７）
複数の受信データをクロックに同期してサンプリングし、受信データのデータ値をアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記複数の受信データをサンプリング時刻順に連続して並べるデマックス回路と、
デマックス回路から前記複数の受信データを受け取り、その内の２個の受信データ間のゼロクロス点を抽出し、ゼロクロス点と前記クロックとの位相情報を出力する位相比較器と、
前記位相情報を受け取り、予め決められた数の前記位相情報を蓄積し、蓄積された前記位相情報から平均値を求めて平均位相情報とするフィルタと、
前記位相情報、及び、平均位相情報と、前記複数の受信データをを受け、位相情報と、平均位相情報とに基づいて、前記複数の受信データの内から一つを選択するデータ判定器と、
前記クロックを受け、前記位相情報又は平均位相情報に応じて、前記クロックの位相を調整して、復元クロックを形成する位相補間回路と、
前記クロックに同期して、前記複数の受信データの内から前記データ判定器が選択した受信データを記憶し、前記復元クロックに基づいて、前記データ判定器が選択した受信データを出力するＦＩＦＯと、を備えることを特徴とするクロック・リカバリ回路。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度で検出することが可能な位相検出器を提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２ ＡＤＣ
３ ＤＭＸ回路
５ データ判定器
６ フィルタ
７ ＦＩＦＯ
８ 位相補間回路
１０ クロック・データリカバリ回路
４０、６０、８０ 位相比較器
４１ タイミング判別器
４２、８１、１０１ ゼロクロス抽出器
４４ 傾き利用のゼロクロス抽出器
４５ 判別信号
４６ ゼロクロス位相情報
４７ セレクタ
【技術分野】
【０００１】
受信データがゼロ点と交差する時点(ゼロクロス点)のサンプリングクロックに対する位相情報を検出する位相比較器、及び、その位相比較器を用いたクロック・リカバリ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信器に使用されるクロック・データリカバリ回路は、受信器内部で発生した内部クロックにより、受信データ信号をサンプリングし、受信データ信号のエッジに同期させた復元クロックにより、受信データを出力する回路である。
クロック・データリカバリ回路は、ＡＤＣ(Analog DigitalConverter)回路、逆多重器、位相比較器、データ判定器、フィルタ、位相補間器、ＦＩＦＯ(First infirst out)から構成されている。
従って、クロック・データリカバリ回路において、受信データ信号のエッジに復元クロックを精度よく同期させるには、位相比較器において、受信データ信号のエッジの位相と内部クロック（サンプリングクロック）の位相の比較を精度よく行う必要がある。復元クロックは、内部クロックから、位相の調整を行って発生させるクロックだからである。
【０００３】
そこで、いわゆる、ゼロクロス点を利用した、位相誤差算出方法を実行する回路が提案されている（特許文献１：ＷＯ２００５／０２７１２２参照。）。
上記の位相誤差算出方法においては、以下のステップを備える。第１ステップは内部クロックによりサンプリングした複数の受信データの内、符号が異なる連続した２つの受信データを検出するステップである。次いで、第２ステップはその２つの受信データ間において、受信データが負値から正値へ変化した時点又は正値から負値へ変化した時点（ゼロクロス点）を検出するステップである。第３ステップはそのゼロクロス点を基準に、位相誤差を算出するステップである。
【０００４】
上記においては、サンプリングした２個の受信データから補間によってゼロクロス点を求めることになる。
【０００５】
しかし、一方の受信データがゼロレベルに近接している場合、ゼロクロス点を求めるための受信データ双方が、同一のデータ値の立ち上がり状態、又は、立ち下がり状態にあるとは限らない。例えば、クロックに同期して行われるサンプリングの間隔が、受信データ信号の周期の半分程度であると、先のサンプリングが、立ち上がり期間に行われても、後のサンプリングは半周期後のデータ値の立ち下がり状態のときに行われるようになるからである。
その結果、サンプリングされた２個の受信データを用いて補間によって求められるゼロクロス点は、実際のゼロクロス点からは離れたものとなる。後のサンプリングにより得られた受信データの影響により、補間によって求められるゼロクロス点は、後のサンプリングにより得られる受信データ側に位置することになるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００５／０２７１２２パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度に抽出することが可能な位相検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
第１受信データのサンプリング時刻及び第１データ値と、第２受信データのサンプリング時刻及び第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロレベルとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、
第１データ値及び第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロレベルとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、
判別信号の論理に対応して、第１位相情報又は第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【発明の効果】
【０００９】
内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度に抽出することが可能な位相検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は実施例１のクロック・データリカバリ回路１０を示す図である。
【図２】図２は実施例１の位相比較器４０を示す。
【図３】図３は、実施例１の位相比較器４０の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図４Ａ、Ｂは、タイミング判別器４１及び判別信号の論理を決定するパラメータについて説明する図である。
【図５】図５はゼロクロス抽出器４２を示す図である。
【図６】図６は、ゼロクロス位相情報選択器４２４の原理を示す図である。
【図７】図７Ａ、Ｂは、傾き利用のゼロクロス抽出器４４を示す図である。
【図８】図８は、傾き利用のゼロクロス位相情報選択器４４の原理を示す図である。
【図９】図９は、実施例２の位相比較器６０を示す。
【図１０】図１０Ａ、Ｂはタイミング判別器６１及び判別信号の論理を決定するパラメータについて説明する図である。
【図１１】図１１は実施例２のゼロクロス抽出器６２を示す。
【図１２】図１２は実施例３の位相比較器８０を示す図である。
【図１３】図１３はゼロクロス抽出器８１の詳細について説明する図である。
【図１４】図１４は、ゼロクロス抽出回路８１の動作原理について説明する図である。
【図１５】図１５は実施例４のゼロクロス抽出器１０１について説明する図である。
【図１６】図１６は、実施例４の論理判定回路１０５を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、以下に説明する実施例に対し、当業者が想到可能な、設計上の変更が加えられたもの、及び、実施例に現れた構成要素の組み換えが行われたものも含む。また、本発明は、その構成要素が同一の作用効果を及ぼす他の構成要素へ置き換えられたもの等も含み、以下の実施例に限定されない。
【実施例１】
【００１２】
図１は実施例１のクロック・データリカバリ回路１０を示す図である。クロック・データリカバリ回路１０はＡＤＣ(Analog Digital Converter)１、２、ＤＭＸ(Demux)回路３、位相比較器４０、データ判定器５、フィルタ６、ＦＩＦＯ(First in first out)７、位相補間回路８を備える。
ＡＤＣ１、２は、アナログ信号からなる受信データを内部クロックに応じて、サンプリングして、デジタル信号に変換する回路である。なお、ＡＤＣ１とＡＤＣ２とは、内部クロック（サンプリングクロック）の立ち上がり又は立ち下がりに応じて、交互に動作する。
ＤＭＸ回路３は、ＡＤＣ１、２から出力されるデジタル信号からなる受信データをビット幅を広げて多重化して、基本周期が長いデジタル信号からなる受信データに変換する回路である。
位相比較器４０は、ＤＭＸ回路３から出力される複数の連続してサンプリングされた、デジタル化した受信データから１次補間により求めた受信データがゼロレベルと交差するゼロクロス点のゼロクロス位相情報４６、及び、そのゼロクロス点に対するゼロクロスベクトルｐｈｉを生成する回路である。ここで、ゼロクロスベクトルＰｈｉとは、交差点の時間座標から、サンプリングされた第１の受信データの時間座標の差分をとったものである。
ゼロクロス位相情報４６とは、サンプルクロックの論理の立ち上がりから立ち下がりまでの間の位相が０から１／８までの第１範囲、１／８から１／４までの第２範囲、１／４から３／８までの第３範囲、３／８から１／２までの第４範囲に分割されたときに、ゼロクロス点の時間座標がどの範囲の位相に属しているかを示す２進数である。図２、３、４Ａ、４Ｂ、５、６、及び７を用いて、位相比較器４０の詳細動作を説明する。
【００１３】
フィルタ回路６は、ゼロクロス位相情報４６及びゼロクロスベクトルｐｈｉを受け、過去のゼロクロス位相情報及びゼロクロスベクトルｐｈｉをＮ個分記憶し、Ｎ個のゼロクロス位相情報及びゼロクロスベクトルＰｈｉを加算した後、Ｎで除して、平均化したゼロクロス位相情報及び平均ベクトルｐｈ０を求める回路である。
データ判定器５は、位相比較器４０から出力される、ゼロクロス位相情報４６及びゼロクロスベクトルｐｈｉと、フィルタ６から出力される過去のゼロクロスベクトルＰｈｉの平均ベクトルｐｈ０、平均化したゼロクロス位相情報を用いて、複数の連続した、デジタル化した受信データから、ゼロクロス点に対して一定の位相関係にある受信データを選択し、ＦＩＦＯ７に出力する回路である。
そこで、上記の受信データの選択は以下のように行う。まず、サンプリングされた受信データについてのゼロクロス位相情報４６を取得した結果、ゼロクロス点が属する位相範囲を特定する。次いで、ゼロクロス点の位相範囲が０から１／８の範囲、或いは、１／８から１／４の範囲であるときには、ゼロクロス位相情報４６、ゼロクロスベクトルＰｈｉ又は平均ベクトルＰｈ０に１／２位相加算した位置にデータ中心があるとする。一方、ゼロクロス点の位相範囲が１／４から３／４の範囲、或いは、３／４から１／２の範囲であるときには、ゼロクロス位相情報４６、ゼロクロスベクトルＰｈｉ又は平均ベクトルＰｈ０に１／２位相減算した位置に受信データの中心があるとする。次いで、データ判定器５は、受信データの中心に近い時間座標を有するサンプリングされた受信データを、選択する。次いで、データ判定器５はＦＩＦＯ７に向けて、選択した受信データを出力する。
位相補間回路８は、内部クロック（サンプリングクロック）を受け、フィルタ６からの出力された平均ベクトルｐｈ０に応じて、内部クロックの位相を調整し、復元クロックを発生させる回路である。
ＦＩＦＯ７は、データ判定器５から内部クロックに応じて出力される受信データを受け、受信データを復元クロックにより、復元した受信データとして出力する回路である。すなわち、ＦＩＦＯ７は、受信データを内部クロックから復元クロックに同期させるようにリタイミングする回路である。
【００１４】
図２は実施例１の位相比較器４０を示す。位相比較器４０は、タイミング判別器４１、ゼロクロス抽出器４２、傾き利用のゼロクロス抽出器４４、セレクタ４７から構成されている。
サンプリングした受信データは、その受信データのサンプリング時刻Ｔと、データ値Ｓとで表される。
【００１５】
タイミング判別器４１は、連続する２個のサンプリングした受信データのデータ値Ｓ１、Ｓ２と、与えられた閾値Ｖｔｈとの関係に応じた論理を備える判別信号を、出力する回路である。タイミング判別器４１の動作の詳細は、図４Ａ、４Ｂで詳細に説明する。
【００１６】
ゼロクロス抽出器４２は、連続する２個のサンプリングした受信データから線型補間によって求められた第１ゼロクロスデータに関して、２個の受信データのデータ値Ｓ１及びＳ２とから、第１ゼロクロス位相情報４３１を生成する回路である。後に、図５、図６により詳細に説明する。
【００１７】
傾き利用のゼロクロス抽出器４４は、連続する２個のサンプリングした受信データ内、データ値が小さい受信データを起点とする直線であって、過去の連続するサンプリングした受信データから得られた、データ値の増分と時刻の増分の割合を備える直線を用いて求められた第２ゼロクロスデータについて、過去の複数の受信データのデータ値Ｓ１の平均及び複数のデータ値Ｓ２の平均とから、第２ゼロクロス位相情報４５２を生成する回路である。後に、図７、図８により詳細に説明する。
【００１８】
セレクタ４７は、タイミング判別器４１からの判別信号４５の論理が論理”Ｈ”であるときに、ゼロクロス抽出器４２からの第１のゼロクロス位相情報４３１をゼロクロス位相情報として選択し、タイミング判別器４１からの判別信号４５の論理が論理”Ｌ”であるときに、傾き利用のゼロクロス抽出器４４からの第２のゼロクロス位相情報４５２を選択し、ゼロクロス位相情報４６として選択する。
【００１９】
図３は、実施例１の位相比較器４０の動作を説明するフローチャートである。
ｏｐ１０：位相比較器４０はＤＭＸ回路３から３個の受信データを受け取る。そして、３個の受信データの中から、任意の２個の受信データを選択する。
ｏｐ２０：タイミング判別器４１は、選択した任意の２個の受信データのデータ値Ｓ１、Ｓ２の積、すなわち、Ｓ１×Ｓ２が０未満（Ｓ１×Ｓ２＜０）であるかを判断する。Ｓ１×Ｓ２＜０である場合、受信データの遷移があると判断し、ｏｐ４０へ進む。しかし、Ｓ１×Ｓ２＜０でない場合、受信データの遷移がないと判断し、ｏｐ３０へ進む。
【００２０】
ｏｐ３０：位相比較器４０は、ｏｐ２０で扱った受信データとは異なる、他の２個の受信データを選択し、ｏｐ２０へ進む。
ｏｐ４０：タイミング判別器４１は、与えられた閾値Ｖｔｈと、受信データのデータ値Ｓ１、Ｓ２の絶対値それぞれと、大小比較を行う。その結果、データ値Ｓ１、Ｓ２の絶対値がともに閾値Ｖｔｈより大きい場合、２個の受信データがともにデータの遷移上に存在すると判断し、その後、ｏｐ５０へ進む。
一方、データ値Ｓ１、Ｓ２の絶対値のいずれかが閾値Ｖｔｈより小さい場合、１個の受信データのみがデータの遷移上に存在すると判断する。なお、データの遷移上に存在する受信データは、データ値が小さい受信データであるとする。その後、ｏｐ６０へ進む。
【００２１】
ｏｐ５０：タイミング判別器４１は論理”Ｈ”の判別信号４５をセレクタ４７に出力し、ｏｐ７０へ進む。
ｏｐ６０：タイミング判別器４１は論理”Ｌ”の判別信号４５をセレクタ４７に出力し、ｏｐ７０へ進む。
【００２２】
ｏｐ７０：ゼロクロス抽出器４２が第１のゼロクロス位相情報を生成する。その後、ｏｐ８０へ進む。
ｏｐ８０：セレクタ４７は、タイミング判別器４１から出力される判別信号４５の論理が”Ｈ”の場合、第１のゼロクロス位相情報をゼロクロス位相情報として出力し、判別信号４５の論理が”Ｌ”の場合、第２のゼロクロス位相情報をゼロクロス位相情報として出力する。
【００２３】
図４Ａ、Ｂは、タイミング判別器４１及び判別信号４５の論理を決定するパラメータについて説明する図である。
図４Ａはタイミング判別器４１を説明する図である。タイミング判別器４１は、連続した２個の受信データ５０のデータ値Ｓ１及びＳ２と、予め与えられた閾値Ｖｔｈとの関係に応じて、以下の論理を有する判別信号５４を出力する回路である。
Ｓ１とＳ２の積（Ｓ１×Ｓ２）が０未満であり、且つ、Ｓ１の絶対値及びＳ２の絶対値がともに予め与えられた閾値Ｖｔｈ以上であるときは、判定信号の論理は論理”Ｈ”である。
Ｓ１とＳ２の積（Ｓ１×Ｓ２）が０未満であり、且つ、Ｓ１の絶対値又はＳ２の絶対値の内、いずれかが、予め与えられた閾値Ｖｔｈ以下であるときは、判定信号の論理は論理”Ｌ”である。
【００２４】
図４Ｂは、判別信号４５の論理を決定するパラメータについて説明する図である。すなわち、図４Ｂは、縦軸にデータ値を表す軸、横軸に点線で表された時間軸を示す図である。判別信号４５の論理を決定するパラメータは、（ｔ１、Ｓ１）により表されるサンプリングされた受信データ５１、（ｔ２、Ｓ２）により表されるサンプリングされた受信データ５２、閾値Ｖｔｈ、閾値−Ｖｔｈである。
（ｔ１、Ｓ１）により表されるサンプリングされた受信データ５１は、受信信号ｄａｔａを時刻ｔ１にサンプリングすると、データ値はＳ１であることを示す。
（ｔ２、Ｓ２）により表されるサンプリングされた受信データ５２は、受信信号ｄａｔａを時刻ｔ２にサンプリングすると、データ値はＳ２であることを示す。
閾値Ｖｔｈは、データ値に対して予め設定された正の一定値である。閾値−Ｖｔｈは、データ値に対して予め設定された負の一定値である。
また、図４Ｂには、その他に、（ｔ３、Ｓ３）により表されるサンプリングされた受信データ５３、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点、実線かつ曲線で表された受信信号ｄａｔａ、点線かつ曲線で表された受信信号の反転信号ｄａｔａｘ、受信データ５１とゼロクロス点との時間座標の差分を表わしたゼロクロスベクトルＰｈｉ、データ値の０値上を走る点線が示されている。
（ｔ３、Ｓ３）により表されるサンプリングされた受信データ５２は、受信信号ｄａｔａを時刻ｔ３にサンプリングすると、データ値はＳ３であることを示す。
（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点は、受信データ５１と受信データ５２とを結ぶ実線の直線と、データ値のゼロレベル上の点線で表された時間軸との交点であり、実際の受信データを表す線と、データ値のゼロレベル上の点線で表された時間軸との交点であると近似される点である。
ゼロクロスベクトルｐｈｉは受信データ５１がサンプリングされた時刻ｔ１から、ゼロクロス点の時刻ｔｘとの間で、時間軸上で定義されるベクトルである。ただし、位相比較器４０から出力される際は、ｔｘとｔ１の差分データとして出力される。
【００２５】
図５はゼロクロス抽出器４２を示す図である。ゼロクロス抽出器４２は、演算器４２１、４２３、加算器４２２、ゼロクロス位相情報選択器４２４から構成されている。
演算器４２１は、入力端子４２５で受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値と、４とを乗算する回路である。
加算器４２２は、入力端子４２５、入力端子４２６から受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値及びデータ値Ｓ２の絶対値を加算する回路である。
演算器４２３は、入力端子４２６で受けた受信データのデータ値Ｓ２の絶対値と、４とを乗算する回路である。
ゼロクロス位相情報選択器４２４は、データ値Ｓ１及びデータ値Ｓ２に対して、以下の関係式のいずれかが成立する場合に、その関係式に対応する２進数で表現された位相を、ゼロクロス位相情報４３１として出力する回路である。
関係式１ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（１１）で表される位相４２７をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
関係式２ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＞｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（１０）で表される位相４２８をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
関係式３ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＞｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（０１）で表される位相４２９をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
関係式４ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＜｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜が成立するときは、２進数（００）で表される位相４３０をゼロクロス位相情報４３１として出力する。
入力端子４２５は、ゼロクロス位相情報選択器４２４、乗算器４２１、加算器４２２に接続する。入力端子４２６は、ゼロクロス位相情報選択器４２４、乗算器４２３、加算器４２２に接続する。
【００２６】
図６は、ゼロクロス位相情報選択器４２４の原理を示す図である。図６において、横軸は受信データをサンプリングするクロックにおける位相を表す。一方、縦軸は、サンプリングされた受信データのデータ値を表す。なお、クロックの１周期分を位相１としたとすると、受信信号のクロックによるサンプリングは、クロックの立ち上がり及び立ち下がりで行われるため、連続する２個の受信データの時間間隔は、クロックの１／２位相に相当する。
【００２７】
上記の関係式１を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（１）の右上がりの菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相３／８から位相１／２までの範囲内にある。ここで、ゼロクロス点の位相が位相３／８から位相１／２までの範囲内にある場合に、その位相を２進数（１１）で表さすこととしたため、ゼロクロス位相情報選択器４２４はゼロクロス位相情報４３１として位相４２７を出力する。
上記の関係式２を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（２）の菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／４から位相３／８までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４２４は２進数（１０）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
上記の関係式３を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（３）の菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／８から位相１／４までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４２４は２進数（０１）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
上記の関係式４を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（４）の菱形領域に含まれる。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相０から位相１／８までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４２４は２進数（００）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
なお、上記では、Ｓ１が負の数値であるときについて記載したが、Ｓ１が正の数値であるときには、受信データ５１と受信データ５２を結ぶ線は、図６の（１）、（２）、（３）、（４）に示す菱形領域とゼロレべルに対して線対象な菱形領域に含まれる。その結果、Ｓ１が正の数値であっても、関係式１、２、３、４に対応してゼロクロス位相情報４３１は（１１）、（１０）、（０１）、（００）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
すなわち、ゼロクロス位相情報選択器４２４は、連続する２個の受信データのデータ値に応じて、ゼロクロス点の位相に関するゼロクロス位相情報４３１を出力する。
【００２８】
図７Ａ、Ｂは、傾き利用のゼロクロス抽出器４４を示す図である。図７Ａで示す傾き利用のゼロクロス抽出器４４は、演算器４４１、４４３、平均値生成器４４２、ゼロクロス位相情報選択器４４４から構成されている。
演算器４４１は入力端子４４５で受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値と、４とを乗算する回路である。
演算器４４３は入力端子４４７で受けた受信データのデータ値Ｓ２の絶対値と、４とを乗算する回路である。
平均値生成器４４２は、受信データ５１及び受信データ５２のサンプリングが行われる以前にサンプリングした受信データを、受信データ５１を受ける端子、及び、受信データ５２を受ける端子それぞれに対応して、複数個保持している。そして、端子毎に過去に取得した受信データの平均値Ｍ１、Ｍ２を保持している。そして、判別信号５４を受け、判別信号５４の論理が”Ｌ”のときに動作を行い、平均値Ｍ１、Ｍ２、データ値Ｓ１の絶対値、データ値Ｓ２の絶対値から、図７Ｂで示す式で表される（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧを求める演算を行う。なお、平均値生成器４４２の論理回路例を、図７Ｂで示す。
ゼロクロス位相情報選択器４４４は、データ値Ｓ１及びデータ値Ｓ２に対して、以下の関係式のいずれかが成立する場合に、その関係式に対応する２進数で表現された位相を、ゼロクロス位相情報４５２として出力する回路である。
関係式５ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＜（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（１１）で表される位相４４８をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
関係式６ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＞（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（１０）で表される位相４４９をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
関係式７ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＞（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（０１）で表される位相４５０をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
関係式８ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＜（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧが成立するときは、２進数（００）で表される位相４５１をゼロクロス位相情報４５２として出力する。
【００２９】
図７Ｂは、平均値生成器４４２の論理図を示す。平均値演算部４４２は、加算器４５５、信号ゲート４５７、記憶回路４５６、演算器４５７、スイッチ４５８から構成されている。
平均値生成器４４２は、データ値Ｓ１とデータ値Ｓ２とを受け、データ値Ｓ１の絶対値とデータ値Ｓ２の絶対値との加算演算をおこなって、その加算値（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）（以下、Ｓ１Ｓ２加算という）を形成する加算部４５５と、データ値Ｓ１とデータ値Ｓ２以前に受け取ったデータ値であって、端子４４５から受けたデータ値Ｓ１の過去データに対応する平均値Ｍ１、端子４４５から受けたデータ値Ｓ２の過去データに対応する平均値Ｍ２、それぞれを記憶する記憶回路４５６と、下記の関係式９に沿った演算を行う演算器４５７と、加算部４５５と演算器４５７の結果の内どちらを出力するかを判別信号５４の論理によって選択するスイッチ４５８を備える回路である。すなわち、平均値生成器４４２は下記のような演算値を出力する。
判別信号の論理”Ｈ”の場合、（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧ＝（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）
判別信号の論理”Ｌ”の場合、（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧ
＝Ｋ１×Ｋ２×Ｍ／（ｓ２＋Ｋ１×ｓ＋Ｋ１×Ｋ２）
――――――関係式９
ここで、Ｋ１及びＫ２は、予め決められた定数である。また、ｓはサンプリングクロックの周波数である。Ｍは平均値Ｍ１と平均値Ｍ２の加算値である。
【００３０】
図８は、傾き利用のゼロクロス抽出器４４の原理を示す図である。図８において、横軸は受信データをサンプリングするクロックにおける位相を表す。一方、縦軸は、サンプリングされた受信データのデータ値を表す。なお、クロックの１周期分を位相１としたとすると、受信信号のクロックによるサンプリングは、クロックの立ち上がり及び立ち下がりで行われるため、連続する２個の受信データの時間間隔は、クロックの１／２位相に相当する。図８において、実線は実際の受信データである。また、一点鎖線は受信データ５１及び受信データ５２を結ぶ一点鎖線である。さらに、点線は、受信データ５１を起点とした直線であって、過去にサンプリングした受信データから求めた単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線を表す。なお、過去にサンプリングした受信データから求めた単位時間あたりのデータ値の増分（｜Ｍ１｜＋｜Ｍ２｜）／（Ｔ２−Ｔ１）により求められる。ここで、Ｍ１、Ｍ２は平均値生成器４４２に蓄積されたデータ値の平均値であり、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ、端子４４５、端子４４７から取り込まれた受信データのサンプリング時刻の平均値である。
なお、受信データ５１と受信データ５２とを結ぶ直線（一点鎖線）と、データ値がゼロレベルであることを示す線との交点の時間座標と、上記のゼロクロス点の時間座標を比較すると、上記のゼロクロス点の時間座標のほうが、実際の受信データ（実線）と、データ値がゼロレベルであることを示す線との交点の時間座標に近接していることが図８よりわかる。ゼロレベルに近い方の受信データ５１を起点とし、かつ、過去にサンプリングした受信データから求めた、単位時間あたりのデータの増分から求めた傾きを備える直線を用いてゼロクロス点を求めると、受信データ５２のデータ値に影響されることがないからである。
【００３１】
上記の関係式５を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去に連続してサンプリングされた受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（１）の菱形領域に入る。
従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相０から位相１／８までの範囲内にある。ここで、ゼロクロス点の位相が位相０から位相１／８までの範囲内にある場合に、その位相を２進数（１１）で表さすこととしたため、ゼロクロス位相情報選択器４４４はゼロクロス位相情報４５２として位相４４８を出力する。
上記の関係式６を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去にサンプリングした受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（２）の菱形領域に入る。
従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／８から位相１／４までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４４４は２進数（１０）で表さすゼロクロス位相情報４５２を出力する。
上記の関係式７を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去に連続してサンプリングされた受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（３）の菱形領域に入る。
従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相１／４から位相３／８までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４４４は２進数（０１）で表さすゼロクロス位相情報４５２を出力する。
上記の関係式８を満たし、Ｓ１が負の数値であるときは、受信データ５１を一方の起点とする直線であって、過去に連続してサンプリングした受信データから求めた、単位時間あたりのデータ値の増分から求めた傾きを備える直線は、図８の（４）の菱形領域に入る。従って、（ｔｘ、０）で表されたゼロクロス点の位相は位相３／８から位相１／２までの範囲内にある。そうすると、上記と同様に、ゼロクロス位相情報選択器４４４は２進数（００）で表さすゼロクロス位相情報４５２を出力する。
なお、上記では、Ｓ１が負の数値であるときについて記載したが、Ｓ１が正の数値であるときには、受信データ５１を起点とする線は、図８の（１）、（２）、（３）、（４）に示す菱形領域とゼロレバルに対して線対象な菱形領域に含まれる。その結果、Ｓ１が正の数値であっても、関係式１、２、３、４に対応してゼロクロス位相情報４５２は（１１）、（１０）、（０１）、（００）で表されるゼロクロス位相情報４３１を出力する。
すなわち、ゼロクロス位相情報選択器４４４は、連続する２個の受信データから、ゼロクロス点の位相範囲に応じた位相情報、すなわちゼロクロス位相情報４５２を出力する。
【００３２】
以上より、クロックに同期してサンプリングされた第１受信データ及び第２受信データ間のゼロクロス点の位相を検出する実施例１の位相比較器４０は、
前記第１受信データの第１データ値及び前記第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器（タイミング判別器４１）と、
前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器４２）と、
前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりと前記第２ゼロクロス時刻との位相に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器４４）と、
前記判別信号の論理に対応して、前記第１位相情報又は前記第２位相情報の内の一方を選択するセレクタ（セレクタ４７）と、を備える位相比較器である。
なお、上記の第１データ値及び第２データ値に対応した論理は、第１データ値と第１閾値との比較結果及び第２データ値と第２閾値との比較結果とから導き出されることを特徴とする。
そうすると、第１受信データのデータ値の絶対値又は第２受信のデータ値の絶対値の一方が、第１閾値又は第２閾値以下或いは未満である場合は、セレクタ４７は第２ゼロクロス抽出器４４からの結果を選択する。一方、第１受信データのデータ値の絶対値又は第２受信のデータ値の絶対値の双方が、第１閾値又は第２閾値以上或いは閾値を超えたものである場合は、セレクタ４７は第１ゼロクロス抽出器４２からの結果を選択する。従って、位相比較器は、より、実際のゼロクロス点に近いゼロクロス点に基づいて、位相情報を抽出することができる。
【００３３】
さらに、前記実施例１の位相比較器４０において、
前記第１ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１データ値の絶対値と前記第２データ値の絶対値の平均値との比較結果に応じて前記第１位相情報を抽出し、
前記第２ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均値との比較結果に応じて前記第２位相情報を抽出することを特徴とする。
【００３４】
以上より、実施例１のクロック・リカバリ回路１０は、
複数の受信データをクロックに同期してサンプリングし、受信データのデータ値をアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記複数の受信データをサンプリング時刻順に連続して並べるデマックス回路と、
デマックス回路から前記複数の受信データを受け取り、その内の２個の受信データ間のゼロクロス点を抽出し、ゼロクロス点と前記クロックとの位相情報を出力する位相比較器４０と、
前記位相情報を受け取り、予め決められた数の前記位相情報を蓄積し、蓄積された前記位相情報から平均値を求めて平均位相情報とするフィルタと、
前記位相情報、及び、平均位相情報と、前記複数の受信データをを受け、位相情報と、平均位相情報とに基づいて、前記複数の受信データの内から一つを選択するデータ判定器と、
前記クロックを受け、前記位相情報又は平均位相情報に応じて、前記クロックの位相を調整して、復元クロックを形成する位相補間回路と、
前記クロックに同期して、前記複数の受信データの内から前記データ判定器が選択した受信データを記憶し、前記復元クロックに基づいて、前記データ判定器が選択した受信データを出力するＦＩＦＯと、を備えることを特徴とするクロック・リカバリ回路である。
そうすると、クロック・リカバリ回路は、内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度に抽出する位相比較器を備えるため、ゼロクロス点の位相を高精度に把握することができる。従って、クロック・リカバリ回路は、ゼロクロス点を受信データの境目であるとすると、より精度よく、受信データの境目を把握することができる。従って、クロック・リカバリ回路は、より実際のゼロクロス点に近い、位相比較器により推定されたゼロクロス点に基づいて、受信データの中心の位置を抽出することができ、受信データの中心に近い位置でサンプリングした受信データを復元クロックに同期して出力することができる。
【実施例２】
【００３５】
実施例１の位相比較器４０は、順次、受け取った３個の受信データの内、任意の連続した２個の受信データを選択し、選択した２個の受信データ間にゼロクロス点があるか否かを特定し、特定したゼロクロス点を間に有する２個の受信データからゼロクス位相情報４６を出力する位相比較器４０である。
そして、実施例１の位相比較器４０のタイミング判別器４１に、予め与えられた閾値をもとに、タイミング判定器４１が受信データの状態を判断させ、位相比較器４０は、その受信データの状態に応じて、傾き利用のデータ抽出器４４又はゼロクロス抽出器４２を動作させて、ゼロクロス位相情報４６を出力している。
しかし、実施例２の位相比較器は、連続した４個の受信データに基づいて、予め与えられた閾値を用いることなく、受信データの状態を判断する位相比較器である。
なお、実施例２の位相比較器６０においては、通常のゼロクロス抽出器の一部と、傾き利用のゼロクロス抽出器の一部を共通化して、回路の部品数を削減している。
図９は、実施例２の位相比較器６０を示す。位相比較器５０はタイミング判別器６１、ゼロクロス抽出器６２を備える。
タイミング判別器６１は、４個の受信データ（第０受信データ（ｔ０、Ｓ０）、第１受信データ（ｔ１、Ｓ１）、第２受信データ（ｔ２、Ｓ２）、第３受信データ（ｔ２、Ｓ３））を受け取り、各受信データのデータ値が図１０Ａの関係式で示される状態にあるとき、その状態に対応する論理を備える判別信号を出力する。図１０Ａの関係式及びそれに対応する判別信号の論理については、図１０Ａで後述する。
ゼロクロス抽出器６２は、判別信号の論理が論理”Ｌ”であるときには、実施例１において説明した傾き利用のゼロクロス抽出器４４として動作するが、判別信号の論理が論理”Ｈ”であるときには、実施例１において説明したゼロクロス抽出器４２として動作する回路である。なお、詳細な回路構成については、図１１を用いて説明する。
【００３６】
図１０Ａ、Ｂはタイミング判別器６１及び判別信号の論理を決定するパラメータについて説明する図である。図１０Ａに示すタイミング判定器６１は、（ｔ０、Ｓ０）で表される受信データ６４、（ｔ１、Ｓ１）で表される受信データ６５、（ｔ２、Ｓ２）で表される受信データ６６、（ｔ３、Ｓ３）で表される受信データ６７を受けて、受信データ６４−６７のデータ値それぞれに対して定められた関係に応じて、以下の論理を有する判別信号６３を出力する回路である。
条件１（Ｓ０×Ｓ１が０未満であり、かつ、Ｓ１×Ｓ２が０未満であり、かつ、Ｓ２の絶対値がＳ０の絶対値より大きい）を満たす、又は、条件２（Ｓ１×Ｓ２が０未満であり、かつ、Ｓ２×Ｓ３が０未満であり、かつ、Ｓ３の絶対値よりＳ１の絶対値が大きい）を満たす場合は、判定信号６３の論理は論理”Ｌ”である。
条件１を満たさず、かつ、条件２を満たさないときに判定信号６３の論理は論理”Ｈ”である。
「第０受信データのデータ値より、第２受信データのデータ値が大きく、かつ、第１受信データのデータ値より、第３受信データのデータ値が大きい」、という条件により、実施例１における「予め与えられた閾値の絶対値より、第１受信データの受信データと第２受信データのデータ値がともに大きい」という条件と同様な条件を、第１受信データ、第２受信データについて確保している。
そのようにする理由は、データ値０より、第１受信データのデータ値、及び、第２受信データのデータ値の双方が充分に大きな値であることが、通常のゼロクロス抽出器（傾き利用のゼロクロス抽出器ではないゼロクス抽出器）を用いるための条件だからである。
【００３７】
図１０Ｂは、判定信号６３の論理を決定するパラメータについて説明する図である。図４Ｂにおいて、縦軸はデータ値を表す軸、横軸は点線で示された時間軸を示す図である。判定信号６３の論理を決定するパラメータは（ｔ０、Ｓ０）で表される受信データ６４、（ｔ１、Ｓ１）で表される受信データ６５、（ｔ２、Ｓ２）で表される受信データ６６、（ｔ３、Ｓ３）で表される受信データ６７であり、実線で表された受信信号ｄａｔａを時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３に内部クロックによってサンプリングして得た受信データである。なお、点線の曲線は、受信信号ｄａｔａに対して反転論理を有する信号である。（ｔｘ、０）で表されるゼロクロス点は、受信データ６５と受信データ６６とを結ぶ実線の直線とデータ値０上の点線で表された時間軸との交点であり、実際の受信データを表す線と、データ値０上の点線で表された時間軸との交点であると推定される点である。
ゼロクロスベクトルｐｈｉは受信データ５１がサンプリングされた時刻ｔ１から、ゼロクロス点の時刻ｔｘとの間で、時間軸上で定義されるベクトルである。ただし、位相比較器６０から出力される際は、ｔｘとｔ１の差分データとして出力される。
【００３８】
図１１は実施例２のゼロクロス抽出器６２を示す。ゼロクロス抽出器６２は、演算器６２１、６２５、加算器６２２、セレクタ６２３、平均値生成器６２４、ゼロクロス位相情報選択器６３３から構成されている。
演算器６２１は、入力端子６２６で受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値と、４とを乗算する回路である。
加算器６２２は、入力端子６２８、入力端子６２８から受けた受信データのデータ値Ｓ１の絶対値及びデータ値Ｓ２の絶対値を加算する回路である。
演算器６２５は、入力端子６２８で受けた受信データのデータ値Ｓ２の絶対値と、４とを乗算する回路である。
平均値生成器６２４は、判別信号６３を受け、判別信号６３の論理が”Ｌ”のときに動作を行い、データ値Ｓ１の絶対値、データ値Ｓ２の絶対値から、図７Ｂで示す式で表される（｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜）ＡＶＧを求める演算を行う。なお、平均値生成器６２４は、平均値生成器４４２と同様に関係式９の演算を行う機能を有する回路である。
セレクタ６２３は、判別信号６３の論理が”Ｈ”であるときには、加算器６２２の演算結果を選択し、数値Ａを表す信号として出力する。一方、セレクタ６２３は、判別信号６３の論理が”Ｌ”であるときには、平均値生成器６２４の演算結果を選択し、数値Ａを表す信号として出力する。
ゼロクロス位相情報選択器６３３は、データ値Ｓ１及びデータ値Ｓ２に対して、以下の関係式のいずれかが成立する場合に、その関係式に対応する２進数で表現された位相を、ゼロクロス位相情報６４として出力する回路である。
関係式１０ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＜Ａが成立するときは、２進数（１１）で表される位相６２９をゼロクロス位相情報６４として出力する。
関係式１１ ｜Ｓ２｜＜｜Ｓ１｜かつ ４×｜Ｓ２｜＞Ａが成立するときは、２進数（１０）で表される位相６３０をゼロクロス位相情報６４として出力する。
関係式１２ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＞Ａが成立するときは、２進数（０１）で表される位相６３１をゼロクロス位相情報６４として出力する。
関係式１３ ｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜かつ ４×｜Ｓ１｜＜Ａが成立するときは、２進数（００）で表される位相６３２をゼロクロス位相情報６４として出力する。
入力端子６２６は、平均値生成器６２４、乗算器６２１、加算器６２２、ゼロクロス位相情報選択器６３３に接続する。入力端子４２８は、平均値生成器６２４、乗算器６２５、加算器６２２、ゼロクロス位相情報選択器４２４に接続する。入力端子６２７は判別信号６３を受け、平均生成器６２４、セレクタ６２３に接続する。
【００３９】
以上より、実施例２の位相比較器６０は、
前記第１受信データの第１データ値及び前記第２受信データの第２データ値に対応した、論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器（タイミング判別器６１）と、
前記第１データ値と前記第２データ値との平均を求め第１平均値とする第１平均値生成器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均を求め第２平均値とする第２平均値生成器と、
前記判別信号の論理に応じて、第１平均値又は第２平均値を選択するセレクト回路と、
前記セレクト回路から第１平均値が出力されたときは、前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相に関する第１位相情報を、前記第１平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出し、
前記セレクト回路から第２平均値が出力されてときは、前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりと前記第２ゼロクロス時刻との位相に関する第２位相情報を、前記第２平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出する論理判別回路と、を備える位相比較器である。
ただし、実施例２の位相比較器６０は、タイミング判別器（タイミング判別器６１）が、連続してサンプリングされた、第０受信データの第０データ値（第１受信データより以前にサンプリングされた受信データ）と第１受信データの第１データ値との比較結果、第１受信データの第１データ値と第２受信データの第２データ値との比較結果、第２受信データの第２データ値と第３受信データの第３データ値（第２受信データより以後にサンプリングされた受信データ）との比較結果、及び、第３受信データの第３データ値と前記第０受信データの前記第０データ値との比較結果とから導き出された、前記第０データ値、前記第１データ値、前記第２データ値、及び、前記第３データ値の状態に対応した、論理を備える判別信号を発生することを特徴とする。
実施例２のゼロクロス抽出器６２は、演算器６２１、６２５、加算器６２２、セレクタ６２３、平均値生成器６２４、ゼロクロス位相情報選択器６３３から構成されている回路である。ここで、ゼロクロス位相情報選択器６３３は、セレクタ６２３から出力される数値Ａに応じて、実施例１のゼロクロス抽出器４２としても実施例１の傾き利用のゼロクロス抽出器４４としても動作する回路である。そうすると、実施例２のゼロクロス抽出器６２と実施例１のゼロクロス抽出器４２と同様な機能を有する回路である。
また、実施例２の位相比較器６０においては、タイミング判別器６１において、予め与えられた閾値を使用することがなく、第１受信データ又は第２受信データがゼロレベルに近接しているか否かをその前後の第０受信データ及び第３受信データを使用することにより検出することができる。
【実施例３】
【００４０】
実施例１の位相比較器４０は、順次、受け取った３個の受信データの内、任意の連続した２個の受信データを選択し、選択した２個の受信データ間にゼロクロス点があるか否かを特定し、特定したゼロクロス点を間に有する２個の受信データからゼロクス位相情報４６を出力する位相比較器４０である。
一方、実施例３の位相比較器は受け取った３個の受信データすべてから、ゼロクロス点を特定し、ゼロクロス情報を出力する位相比較器である。
図１２は実施例３の位相比較器８０を示す図である。位相比較器８０は３個のサンプリングされた受信データ（（ｔａ、Ｓａ）で表される受信データａ、（ｔｂ、ｓｂ）で表される受信データｂ、（ｔｃ、Ｓｃ）で表される受信データｃを受け、どの受信データの間にゼロクロス点があり、そのゼロクロス点についてのゼロクロス位相情報９６を出力する回路である。位相比較器８０はゼロクロス抽出器８１、８２、加算器８４、８５、２進コードデータ記憶回路８３、８６、演算回路８９、９１、１加算回路９０、９２、最上ビット設定回路８７、８８、セレクタ９４、モード回路９３、及び、４ビットラッチ回路９５から構成されている。
【００４１】
ゼロクロス抽出器８１は、２個の受信データａ、受信データｂを受け、ゼロクロス点が２個の受信データａ、ｂ間にあるか、及び、そのゼロクロス点の位相範囲がどの範囲にあるかを検出し、２進コードで表す回路であり、その詳細について図１３、１４を用いて説明する。なお、ゼロクロス抽出器８１、８２は、それぞれ、ゼロクロス点位相範囲を示す位相範囲２進コードｕ−ａｂ、ｕ−ｂｃと、ゼロクロス点が存在することを示す移行２進コードｔｒａｎ−ａｂ、ｔｒａｎ−ｂｃを出力する。なお、ゼロクロス抽出器８２は、２個の受信データｂ、ｃを受けて、ゼロクロス抽出器８１と同様な動作をする。
加算器８４は、ゼロクロス抽出器８１から出力される２進コードｕ−ａｂと、ゼロクロス抽出器８２から出力される２進コードｕ−ｂｃを加算し、加算後の２進コードｕ−ａｂｃを出力する回路である。
加算器８５は、加算器８４から出力される２進コードｕ−ａｂｃと２進コードデータ記憶回路８６から出力される（１１０１）で表される２進コード９７との加算を行う回路である。
演算回路８９、最上位ビット設定回路８７、１加算回路９０は、ゼロクロス抽出器８１から出力される２進コードｕ−ａｂに対して、２倍する演算を行い、最上位ビットに０を設定し、その結果得られた２進コードに１を加算する回路である。
演算回路９１、最上位ビット設定回路８８、１加算回路９２は、ゼロクロス抽出器８２から出力される２進コードｕ−ｂｃに対して、２倍する演算を行い、最上位ビットに０を設定し、その結果得られた２進コードに１を加算する回路である。
モード回路９３は、加算器８５から出力される２進コード９９について、モード１６演算、すなわち、下位４ビットを切り出す演算を行う回路である。
セレクタ９４はゼロクロス抽出器８１からの２進コードｔｒａｎ−ａｂの論理値と、ゼロクロス抽出器８２からの２進コードｔｒａｎ−ｂｃの論理値の組合せにより４つの入力信号から一つを選択して、選択した信号を出力する回路である。具体的には、セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（００）のときには２進コード記憶回路８３からの信号を出力する。セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（１０）のときには１加算回路９０からの信号を出力する。セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（０１）のときには１加算回路９２からの信号を出力する。セレクタ９４は、２進コードｔｒａｎ−ａｂ、２進コードｔｒａｎ−ｂｃが（１１）のときにはモード回路９３からの信号を出力する。
【００４２】
図１３はゼロクロス抽出器８１の詳細について説明する図である。ゼロクロス抽出器８１は、演算回路８１１、８１３、引算回路８１２、８１４、加算回路８１５、８１６、論理判定回路８１７から構成されている。なお、ゼロクロス抽出器８２はゼロクロス抽出器８２と同様な構成の回路である。
演算回路８１１は入力された受信データａのデータ値Ｓａを４倍する回路である。引算回路８１２は、＋端子から入力された受信データａのデータ値Ｓａから、−端子から入力された受信データｂのデータ値Ｓｂを引算する回路である。引算回路８１４は、＋端子から入力された演算回路８１１からのデータ値４×Ｓａから、−端子から入力された引算回路８１２からのデータ値（Ｓａ−Ｓｂ）を引算し、その結果、データ値（３Ｓａ＋Ｓｂ）を出力する回路である。
加算回路８１５は、データ値Ｓａとデータ値Ｓｂを加算し、データ値（Ｓａ＋Ｓｂ）を出力する回路である。
演算回路８１３は入力された受信データｂのデータ値Ｓｂを４倍する回路である。加算回路８１６は、演算回路８１３からのデータ値４×Ｓｂから、引算回路８１２からのデータ値（Ｓａ−Ｓｂ）を引算し、その結果、データ値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）を出力する回路である。
論理判定回路８１７は、データ値Ｓａ、引算回路８１４からのデータ値（３Ｓａ＋Ｓｂ）、加算回路８１５からのデータ値（Ｓａ＋Ｓｂ）、加算回路８１６からのデータ値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）を受け、次の関係式１４、１５、１６、１７、１８を満たすか否かを判定する回路である。そして、論理判定回路８１７は、関係式１４、１５、１６、１７を満たす場合、それぞれの関係式に対応した、ゼロクロス点位相範囲を示す位相範囲２進コードｕ−ａｂを出力する。また、関係式１８を満たす場合、その関係式に対応する２進コードｔｒａｎ−ａｂを出力する。具体的には、関係式１４、１５、１６、１７、及び、その関係式に対応する２進コードｕ−ａｂは以下である。また、関係式１８及びその関係式に対応する２進コードｔｒａｎ−ａｂを出力する。
【００４３】
関係式１４ ＩＦ（（Ｓａ＞＝０）＆（３Ｓａ＋Ｓｂ＜０））ＯＲ（（Ｓａ＜＝０）＆（３Ｓａ＋Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード００を出力する。
関係式１５ ＩＦ（（３Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）＆（Ｓａ＋Ｓｂ＜０））ＯＲ（（３Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）＆（Ｓａ＋Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード０１を出力する。
関係式１６ ＩＦ（（Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）＆（Ｓａ＋３×Ｓｂ＜０））ＯＲ（（Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）＆（Ｓａ＋３Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード１０を出力する。
関係式１７ ＩＦ（（Ｓａ＋３Ｓｂ＞＝０）＆（Ｓｂ＜０））ＯＲ（（Ｓａ＋３Ｓｂ＜＝０）＆（Ｓｂ＞０））＝１ を満たす場合、２進コードｕ−ａｂとして、２進コード１１を出力する。
関係式１８ ＩＦ（（Ｓａ＞＝０）ＸＯＲ（（Ｓｂ＞＝０）を満たす場合、２進コードｔｒａｎ−ａｂとして、２進コード１を出力する。
【００４４】
図１４は、ゼロクロス抽出回路８１の動作原理について説明する図である。図１４において、縦軸はデータ値、横軸は位相を示す。
図１４において、時刻０においてサンプリングされた受信データａのデータ値はデータ値Ｓａであり、クロックの半周期後にサンプリングされた受信データｂのデータ値はデータ値Ｓｂである。ここで、クロックの立ち上がりを位相０とすると、クロックの半周期は位相１／２にあたる。また、位相０から位相１／８の範囲は（００）で表される２進数で示され、位相１／８から位相１／４の範囲は（０１）で表される２進数で示され、位相１／４から位相３／８の範囲は（１０）で表される２進数で示され、位相３／８から位相１／２の範囲は（１１）で表される２進数で示される。
図１４において、受信データａのデータ値Ｓａは正の値、受信データｂのデータ値Ｓｂは負の値である。また、受信データａのデータ値Ｓａは正の値であるが、（３Ｓａ＋Ｓｂ）／４は負の値である。
そこで、動作原理について以下に説明する。まず、ゼロクロス抽出回路８１はデータ値Ｓａの正負とデータ値Ｓｂ正負の組合せにおいて、関係式１８の条件を満たすときには、ゼロクロス点が受信データａと受信データｂとの間にあると判断し、２進コードｔｒａｎ−ａｂとして「１」を出力する。例えば、図１４においては、関係式１８の条件を満たす状態（すなわち、受信データａのデータ値Ｓａは正であり、受信データｂのデータ値Ｓｂは負の数である状態）であり、受信データａと受信データｂとの間にゼロクロス点が存在し、ゼロクロス抽出回路８１は２進コードｔｒａｎ−ａｂとして「１」を出力する。
次いで、ゼロクロス抽出回路８１は、値Ｓａと値Ｓｂとから得られる演算結果（すなわち、値Ｓａ、値（３Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（Ｓａ＋３Ｓｂ）／４）と値０を比較することにより、ゼロクロス点が存在する位相範囲を決定することができる。その理由は、値Ｓａ、値（３×Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（Ｓａ＋３Ｓｂ）／４は、座標（０、Ｓａ）と座標（１／２、Ｓｂ）とを結ぶ直線が、それぞれ、位相０、位相１／８、位相１／４、位相３／８、位相１／２と交差する点のデータ値座標に相当するからである。例えば、図１４においては、関係式１５の条件を満たす状態（すなわち、データ値Ｓａが正の値且つ（３Ｓａ＋Ｓｂ）が負値、又は、データ値Ｓａが負の値且つ（３Ｓａ＋Ｓｂ）が正値の状態）であり、ゼロクロス抽出回路８１は２進コードｕ−ａｂとして「００」を出力する。
【００４５】
以上より、実施例３の位相比較器８０は、
第１受信データ（受信データａ）の第１データ値が正かつ第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が負であるとき、又は、第１受信データの第１データ値が負、かつ、第２受信データの第２データ値が正であるときは、第１ゼロクロス点が第１受信データと第２受信データの間にあると判断し、第１ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第１データ値と前記第２データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第１ゼロクロス点の第１位相範囲を決定する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が正かつ第３受信データ（受信データｃ）の第３データ値が負であるとき、又は、第２受信データの第２データ値が負、かつ、第３受信データの第３データ値が正であるときは、第２ゼロクロス点が第２受信データと第３受信データの間にあると判断し、第２ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第２データ値と前記第３データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第２ゼロクロス点の第２位相範囲を決定する第２ゼロクロス抽出器と、
第１ゼロクロス存在信号の論理、及び、第２ゼロクロス存在信号の論理とに応じて、第１位相範囲又は第２位相範囲の内の一つを選択するセレクタと、を備える位相比較器である。
実施例３の位相比較器８０は、第１受信データ、第２受信データとの間のゼロクロス点の抽出と、第２受信データ、第３受信データとの間のゼロクロス点の抽出とを行い、抽出されたゼロクロス点の位相範囲を出力する回路である。
なお、実施例３の第１ゼロクロス抽出器の第１位相情報及び第２のゼロクロス抽出器の第２位相情報は位相０から位相１／８までの第１位相範囲、位相１／８から位相１／４までの第２位相範囲、位相１／４から位相３／８までの第３位相範囲、位相３／８から位相１／２までの第４位相範囲の内の一つを示す情報を含むことを特徴とする。
【実施例４】
【００４６】
実施例３の位相比較器８０においては、受信データと受信データ間のゼロクロス点の位相範囲を、受信データそれぞれのデータ値から補間により求めた位相０、位相１／８、位相１／４、位相３／８、位相１／２に相当するデータ値と、「０」との比較によって、求めている。しかし、ゼロクロス点の位相範囲をさらに詳細に設定することもできる。
実施例４の位相比較器は、ゼロクロス点の位相範囲が、位相０から位相１／１６、位相１／１６から位相１／８、位相１／８から位相３／１６、位相３／１６から位相１／４、位相１／４から位相５／１６、位相３／１６から位相７／１６、位相７／１６から位相１／２の内、どの範囲にあるかを特定することができるゼロクロス抽出器１０１、１１０が、実施例３の位相比較器において、ゼロクロス抽出器８１、８２に替わって配置されている位相比較器である。ただし、ゼロクロス抽出器１０１は３ビットの２進数コードを出力することから、演算回路８９、９１及び１加算回路９０、９２は不要となる。
【００４７】
図１５は実施例４のゼロクロス抽出器１０１について説明する図である。ゼロクロス抽出器１０１は、実施例３のゼロクロス抽出器８１の変形例である。ゼロクロス抽出器１０１は、引算回路１０２、加算回路１０３、シフター＆アダー１０４、論理判定回路１０５を備える。
引算回路１０２は、受信データａのデータ値Ｓａから受信データｂのデータ値Ｓｂを引算する回路である。
加算回路１０３は、データ値Ｓａとデータ値Ｓｂの加算を行う回路である。
シフター＆アダー１０４は、加算回路１０３の計算結果（Ｓａ＋Ｓｂ）、引算回路１０２の計算結果（Ｓａ−Ｓｂ）、及び、データ端子からのデータ値Ｓａ、データ値Ｓｂを用いて、Ａ＝（７×Ｓａ＋ｂ）、Ｂ＝（３×Ｓａ＋Ｓｂ）、Ｃ＝（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ）、Ｄ＝（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ）、Ｅ＝（Ｓａ＋３×Ｓｂ）、Ｆ＝（Ｓａ＋７×Ｓｂ）を求める回路である。ただし、計算結果（Ｓａ＋Ｓｂ）、（Ｓａ−Ｓｂ）を用いて、以下のように変形した計算式に従って、加算はアダー、掛け算はシフターを使用してＡからＦまでを求める。
Ａ＝７×Ｓａ＋ｂ＝８×Ｓａ−（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｂ＝３×Ｓａ＋Ｓｂ＝４×Ｓａ−（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｃ＝５×Ｓａ＋３×Ｓｂ＝４×（Ｓａ＋Ｓｂ）＋（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｄ＝３×Ｓａ＋５×Ｓｂ＝４×（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｅ＝Ｓａ＋３×Ｓｂ＝４×Ｓｂ＋（Ｓａ−Ｓｂ）、Ｆ＝Ｓａ＋７×Ｓｂ＝８×Ｓｂ＋（Ｓａ−Ｓｂ）
論理判定回路１０５は、後に図１６に示す関係式１９、２０、２１、２２が満たされるか否かに応じて、３ビットの２進コード（ｕ−ａｂ（２）、２進コードｕ−ａｂ（１）、２進コードｕ−ａｂ（０））及び１ビットの２進コードｔｒａｎを出力する。
【００４８】
図１６は、実施例４の論理判定回路１０５を示す図である。論理判定回路１０５は上記ＡからＦまでの入力を受け、関係式１９から２２までが満たされるかを判断し、どの関係式が満たされるかに応じて３ビットの２進コード（ｕ−ａｂ１０６（２）、２進コードｕ−ａｂ１０６（１）、２進コードｕ−ａｂ１０６（０））及び１ビットの２進コードｔｒａｎ１０７を出力する。
関係式１９ ｕ−ａｂ（２）＝（Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＜０）＋（Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＞０）
関係式２０ ｕ−ａｂ（１）＝［（３×Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＜０）＋（３×Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（Ｓａ＋３×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＜０）＋（Ｓａ＋３×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＞０）］
関係式２１ ｕ−ａｂ（０）＝［（７×Ｓａ＋Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（３×Ｓａ＋Ｓｂ＜０）＋（７×Ｓａ＋Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（３×Ｓａ＋Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＜０）＋（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋３×Ｓｂ＜０）＋（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓａ＋３×Ｓｂ＞０）］ＯＲ［（Ｓａ＋７×Ｓｂ＞＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＜０）＋（Ｓａ＋７×Ｓｂ＜＝０）ＡＮＤ（Ｓｂ＞０）］
関係式２２ ｔｒａｎ＝（Ｓａ＞＝０）ＸＯＲ（Ｓｂ＞＝０）
ゼロクロス抽出回路１０５は値Ｓａ、値（７×Ｓａ＋Ｓｂ）／８、値（３×Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋７×Ｓｂ）／８、値Ｓｂと値０を比較することにより、ゼロクロス点が存在する位相範囲を決定することができる。その理由は、値Ｓａ、値（７×Ｓａ＋Ｓｂ）／８、値（３×Ｓａ＋Ｓｂ）／４、値（５×Ｓａ＋３×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋Ｓｂ）／２、値（３×Ｓａ＋５×Ｓｂ）／８、値（Ｓａ＋３×Ｓｂ）／４、値（Ｓａ＋７×Ｓｂ）／８、値Ｓｂは、座標（０、Ｓａ）と座標（１／２、Ｓｂ）とを結ぶ直線が、それぞれ、位相０、位相１／１６、位相１／８、位相３／１６、位相１／４、位相５／１６、位相３／８、位相７／１６、位相１／２と交差する点のデータ値座標に相当するからである。
【００４９】
以上より、実施例４の位相比較器は、
第１受信データ（受信データａ）の第１データ値が正かつ第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が負であるとき、又は、第１受信データの第１データ値が負、かつ、第２受信データの第２データ値が正であるときは、第１ゼロクロス点が第１受信データと第２受信データの間にあると判断し、第１ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第１データ値と前記第２データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第１ゼロクロス点の第１位相範囲を決定する第１ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器１０１）と、
前記第２受信データ（受信データｂ）の第２データ値が正かつ第３受信データ（受信データｃ）の第３データ値が負であるとき、又は、第２受信データの第２データ値が負、かつ、第３受信データの第３データ値が正であるときは、第２ゼロクロス点が第２受信データと第３受信データの間にあると判断し、第２ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第２データ値と前記第３データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第２ゼロクロス点の第２位相範囲を決定する第２ゼロクロス抽出器（ゼロクロス抽出器１１０）と、
第１ゼロクロス存在信号の論理、及び、第２ゼロクロス存在信号の論理とに応じて、第１位相範囲又は第２位相範囲の内の一つを選択するセレクタと、を備える位相比較器である。
実施例４のゼロクロス抽出器の位相情報は位相０から位相１／１６までの第１位相範囲、位相１／１６から位相１／８までの第２位相範囲、位相１／８から位相３／１６までの第３位相範囲、位相３／１６から位相１／４までの第４位相範囲、位相１／４から位相５／１６までの第５位相範囲、位相５／１６から位相３／８までの第６位相範囲、位相３／８から位相７／１６までの第７位相範囲、位相７／１６から位相１／２までの第８位相範囲の内の一つを示す情報を含むことを特徴とする。
【００５０】
以下に本発明の特徴を付記する。
（付記１）
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロレベルとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロレベルとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、
前記判別信号の論理に対応して、前記第１位相情報又は前記第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【００５１】
（付記２）
前記第１受信データの前記第１データ値及び前記第２受信データの前記第２データ値に対応した前記論理は、前記第１データ値と第１閾値との比較結果及び前記第２データ値と第２閾値の比較結果とから導き出されることを特徴とする付記１記載の位相比較器。
【００５２】
（付記３）
前記第１ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１データ値の絶対値と前記第２データ値の絶対値の平均値との比較結果に応じて前記第１位相情報を抽出し、
前記第２ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均値との比較結果に応じて前記第２位相情報を抽出することを特徴とする付記１記載の位相比較器。
【００５３】
（付記４）
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１データ値と前記第２データ値との平均を求め第１平均値とする第１平均値生成器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均を求め第２平均値とする第２平均値生成器と、
前記判別信号の論理に応じて、第１平均値又は第２平均値を選択するセレクト回路と、
前記セレクト回路から第１平均値が出力されたときは、前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を、前記第１平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出し、
前記セレクト回路から第２平均値が出力されてときは、前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を、前記第２平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出する論理判別回路と、を備える位相比較器。
【００５４】
（付記５）
前記第１受信データの前記第１データ値及び前記第２受信データの前記第２データ値に対応した前記論理は、前記第１データ値と前記第１受信データより以前にサンプリングされた受信データの第０データ値との比較結果、前記第１データ値と前記第２データ値との比較結果と、前記第２データ値と前記第２受信データより以後にサンプリングされた受信データの第３データ値との比較結果、及び、前記第３データ値と前記第０受信データとの比較結果から導き出されることを特徴とする付記４記載の位相比較器。
【００５５】
（付記６）
第１受信データの第１データ値が正かつ第２受信データの第２データ値が負であるとき、又は、前記第１データ値が負、かつ、前記第２データ値が正であるときは、第１ゼロクロス点が前記第１受信データと前記第２受信データの間にあると判断し、第１ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第１データ値と前記第２データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第１ゼロクロス点の第１位相範囲を決定する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第２データ値が正かつ第３受信データの第３データ値が負であるとき、又は、前記第２データ値が負、かつ、前記第３データ値が正であるときは、第２ゼロクロス点が前記第２受信データと前記第３受信データの間にあると判断し、第２ゼロクロス存在信号を出力し、
前記第２データ値と前記第３データ値とから演算により求めた結果と、ゼロを比較することにより、前記第２ゼロクロス点の第２位相範囲を決定する第２ゼロクロス抽出器と、
第１ゼロクロス存在信号の論理、及び、第２ゼロクロス存在信号の論理とに応じて、第１位相範囲又は第２位相範囲の内の一つを選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【００５６】
（付記７）
複数の受信データをクロックに同期してサンプリングし、受信データのデータ値をアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記複数の受信データをサンプリング時刻順に連続して並べるデマックス回路と、
デマックス回路から前記複数の受信データを受け取り、その内の２個の受信データ間のゼロクロス点を抽出し、ゼロクロス点と前記クロックとの位相情報を出力する位相比較器と、
前記位相情報を受け取り、予め決められた数の前記位相情報を蓄積し、蓄積された前記位相情報から平均値を求めて平均位相情報とするフィルタと、
前記位相情報、及び、平均位相情報と、前記複数の受信データをを受け、位相情報と、平均位相情報とに基づいて、前記複数の受信データの内から一つを選択するデータ判定器と、
前記クロックを受け、前記位相情報又は平均位相情報に応じて、前記クロックの位相を調整して、復元クロックを形成する位相補間回路と、
前記クロックに同期して、前記複数の受信データの内から前記データ判定器が選択した受信データを記憶し、前記復元クロックに基づいて、前記データ判定器が選択した受信データを出力するＦＩＦＯと、を備えることを特徴とするクロック・リカバリ回路。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
内部クロックによりサンプリングされた受信データ間のゼロクロス点の位相情報を高精度で検出することが可能な位相検出器を提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２ ＡＤＣ
３ ＤＭＸ回路
５ データ判定器
６ フィルタ
７ ＦＩＦＯ
８ 位相補間回路
１０ クロック・データリカバリ回路
４０、６０、８０ 位相比較器
４１ タイミング判別器
４２、８１、１０１ ゼロクロス抽出器
４４ 傾き利用のゼロクロス抽出器
４５ 判別信号
４６ ゼロクロス位相情報
４７ セレクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記第１受信データの第１データ値及び前記第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロレベルとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロレベルとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、
前記判別信号の論理に対応して、前記第１位相情報又は前記第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【請求項２】
前記第１受信データの前記第１データ値及び前記第２受信データの前記第２データ値に対応した前記論理は、前記第１データ値と第１閾値との比較結果及び前記第２データ値と第２閾値の比較結果とから導き出されることを特徴とする請求項１に記載した位相比較器。
【請求項３】
前記第１ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１データ値の絶対値と前記第２データ値の絶対値の平均値との比較結果に応じて前記第１位相情報を抽出し、
前記第２ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均値との比較結果に応じて前記第２位相情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載した位相比較器。
【請求項４】
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１データ値と前記第２データ値との平均を求め第１平均値とする第１平均値生成器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均を求め第２平均値とする第２平均値生成器と、
前記判別信号の論理に応じて、第１平均値又は第２平均値を選択するセレクト回路と、
前記セレクト回路から第１平均値が出力されたときは、前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を、前記第１平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出し、
前記セレクト回路から第２平均値が出力されてときは、前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を、前記第２平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出する論理判別回路と、を備える位相比較器。
【請求項５】
複数の受信データをクロックに同期してサンプリングし、受信データのデータ値をアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記複数の受信データをサンプリング時刻順に連続して並べるデマックス回路と、
デマックス回路から前記複数の受信データを受け取り、その内の２個の受信データ間のゼロクロス点を抽出し、ゼロクロス点と前記クロックとの位相情報を出力する位相比較器と、
前記位相情報を受け取り、予め決められた数の前記位相情報を蓄積し、蓄積された前記位相情報から平均値を求めて平均位相情報とするフィルタと、
前記位相情報、及び、平均位相情報と、前記複数の受信データをを受け、位相情報と、平均位相情報とに基づいて、前記複数の受信データの内から一つを選択するデータ判定器と、
前記クロックを受け、前記位相情報又は平均位相情報に応じて、前記クロックの位相を調整して、復元クロックを形成する位相補間回路と、
前記クロックに同期して、前記複数の受信データの内から前記データ判定器が選択した受信データを記憶し、前記復元クロックに基づいて、前記データ判定器が選択した受信データを出力するＦＩＦＯと、を備えることを特徴とするクロック・リカバリ回路。
【請求項１】
前記第１受信データの第１データ値及び前記第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロレベルとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を抽出する第１ゼロクロス抽出器と、
前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロレベルとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を抽出する第２ゼロクロス抽出器と、
前記判別信号の論理に対応して、前記第１位相情報又は前記第２位相情報の内の一方を選択するセレクタと、を備える位相比較器。
【請求項２】
前記第１受信データの前記第１データ値及び前記第２受信データの前記第２データ値に対応した前記論理は、前記第１データ値と第１閾値との比較結果及び前記第２データ値と第２閾値の比較結果とから導き出されることを特徴とする請求項１に記載した位相比較器。
【請求項３】
前記第１ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１データ値の絶対値と前記第２データ値の絶対値の平均値との比較結果に応じて前記第１位相情報を抽出し、
前記第２ゼロクロス抽出器は、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値と、前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均値との比較結果に応じて前記第２位相情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載した位相比較器。
【請求項４】
第１受信データの第１データ値及び第２受信データの第２データ値に対応した論理を備える判別信号を発生するタイミング判別器と、
前記第１データ値と前記第２データ値との平均を求め第１平均値とする第１平均値生成器と、
前記第１受信データのサンプリング時刻又は前記第２受信データのサンプリング時刻以前にサンプリングされた複数の第３受信データの第３データ値の平均を求め第２平均値とする第２平均値生成器と、
前記判別信号の論理に応じて、第１平均値又は第２平均値を選択するセレクト回路と、
前記セレクト回路から第１平均値が出力されたときは、前記第１受信データのサンプリング時刻及び前記第１データ値と、前記第２受信データのサンプリング時刻及び前記第２データ値とから補間計算により求めらる、データ値がゼロとなる第１ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第１位相情報を、前記第１平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出し、
前記セレクト回路から第２平均値が出力されてときは、前記第１データ値及び前記第１受信データのサンプリング時刻に基づいて、単位時間当たりのデータ値の増分を用いて求められた、データ値がゼロとなる第２ゼロクロス時刻とサンプリングクロックの立ち上がりとの位相関係に関する第２位相情報を、前記第２平均値と、前記第１データ値の絶対値又は前記第２データ値の絶対値内の小さいほうの値を２倍して得られた結果値との比較結果に応じて抽出する論理判別回路と、を備える位相比較器。
【請求項５】
複数の受信データをクロックに同期してサンプリングし、受信データのデータ値をアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路と、
前記複数の受信データをサンプリング時刻順に連続して並べるデマックス回路と、
デマックス回路から前記複数の受信データを受け取り、その内の２個の受信データ間のゼロクロス点を抽出し、ゼロクロス点と前記クロックとの位相情報を出力する位相比較器と、
前記位相情報を受け取り、予め決められた数の前記位相情報を蓄積し、蓄積された前記位相情報から平均値を求めて平均位相情報とするフィルタと、
前記位相情報、及び、平均位相情報と、前記複数の受信データをを受け、位相情報と、平均位相情報とに基づいて、前記複数の受信データの内から一つを選択するデータ判定器と、
前記クロックを受け、前記位相情報又は平均位相情報に応じて、前記クロックの位相を調整して、復元クロックを形成する位相補間回路と、
前記クロックに同期して、前記複数の受信データの内から前記データ判定器が選択した受信データを記憶し、前記復元クロックに基づいて、前記データ判定器が選択した受信データを出力するＦＩＦＯと、を備えることを特徴とするクロック・リカバリ回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
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【公開番号】特開２０１１−３５８４６（Ｐ２０１１−３５８４６Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８２８７６（Ｐ２００９−１８２８７６）
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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