(57)【要約】【課題】データ通信における伝送品質の劣化を軽減する信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法を提供する。【解決手段】ＶＣＯ１０７は、クロック信号を発生する。位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７が発したクロック信号と入力信号との位相及び周波数を比較する。チャージポンプ１０５は、位相周波数比較部１０３の出力を基にＶＣＯ１０７の制御電圧を調整することでクロック信号の位相を調整する。振幅検出部１０２は、入力信号の振幅を取得し、取得した振幅を基に入力信号における同符号の連続の検出を行い、同符号の連続を検出した場合、ＶＣＯ１０７が発するクロック信号の位相の調整を停止させ、同符号の連続が中断した場合、ＶＣＯ１０７が発する前記クロック信号の位相の調整を実行させる。【選択図】図２
2019097080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号を発生する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器が発した前記クロック信号と入力信号との位相及び周波数を比較する位相周波数比較部と、
前記位相周波数比較部の出力を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整することで前記クロック信号の位相を調整する電圧調整部と、
前記入力信号の振幅を取得し、取得した前記振幅を基に前記入力信号における同符号の連続の検出を行い、前記同符号の連続を検出した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させ、前記同符号の連続が中断した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を実行させる制御部と
を備えたことを特徴とする信号再生回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記振幅が０となった場合に前記同符号の連続の中断を検出することを特徴とする請求項１に記載の信号再生回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記同符号の連続を検出した後、一定期間経過後に前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の信号再生回路。
【請求項４】
前記制御部は、電圧調整部に対して位相のずれが無いことを示す信号を入力させることで、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の信号再生回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記電圧調整部による前記制御電圧の調整を中断させることで、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の信号再生回路。
【請求項６】
前記電圧制御発振器により生成される前記クロック信号と前記入力信号との位相が同期した状態である位相ロックを検出するロック検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記ロック検出部により前記位相ロックが検出された場合に、前記同符号の連続を検出すると前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の信号再生回路。
【請求項７】
クロック信号を生成する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器が発した前記クロック信号と入力信号との位相及び周波数を比較する位相周波数比較部と、
前記位相周波数比較部の出力を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整することで前記クロック信号の位相を調整する電圧調整部と、
前記入力信号の振幅を取得し、取得した前記振幅を基に前記入力信号における同符号の連続の検出を行い、前記同符号の連続を検出した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させ、前記同符号の連続が中断した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を実行させる制御部と、
前記電圧制御発振器が発した前記クロック信号を基に前記入力信号の識別を行い識別信号を生成する識別部と、
前記識別信号を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
電圧制御発振器により発生されるクロック信号と入力信号との位相及び周波数の比較を行い、
比較結果を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整することで前記クロック信号の位相を調整し、
前記入力信号の振幅を取得し、取得した前記振幅を基に前記入力信号における同符号の連続の検出を行い、
前記同符号の連続が検出された場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止し、
前記同符号の連続が中断した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を実行させる
ことを特徴とする信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝送容量の増大に伴い、通信の分野においては、光ファイバなどを用いた光通信が飛躍的な発展を遂げている。光通信では、電気信号を光信号に変換する光モジュールなどの情報処理装置が用いられ、光ファイバなどの伝送路を介して送信側および受信側の情報処理装置の間で光信号によるデータの送受信が行われる。
【０００３】
このような光通信において、デジタル信号を確実に送受信するために、受信側の情報処理装置には、各データビットを正しいタイミングで判定することが好ましい。受信側の情報処理装置は、データを読み取るタイミングを決定するためのタイミング情報を用いて、データの判定を行う。このタイミング情報を取得する手段として、送信側の情報処理装置が、データ信号と並列にクロック信号を伝送する方法がある。この方法では、受信側の情報処理装置は、例えば受信したクロック信号の立ち上がりのタイミングでデータを読み取る。
【０００４】
これに対して、近年、光通信などの高速データ通信では伝送遅延のため並列伝送したクロックのタイミングをデータに合わせることが困難であることから、データ信号にクロック情報を埋め込み、受信側の情報処理装置にてクロックを再生する方法を採る場合が多い。クロックの再生は、受信側の情報処理装置の信号再生（ＣＤＲ：Clock  Data  Recovery）回路が行う。
【０００５】
信号再生回路には、位相/周波数比較器、ループフィルタ及び電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage  Controlled  Oscillator）などを有する位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase  Locked  Loop）回路が用いられる。信号再生回路は、例えば、位相同期ループ回路を使って、受信したデータ信号の立ち下がりや立ち上がりにあたるデータエッジで、内部の基準クロック信号の位相と比較して、クロック用ＶＣＯの制御電圧を調整することでクロック信号を再生する。
【０００６】
ここで、クロック信号の再生手法として、同符号連続を検出した場合に位相検出をマスクすることで位相ずれを抑制する従来技術がある。また、周波数検出器を用いて位相同期ループの同期引き込み範囲を広げる従来技術がある。また、所定数のクロックをまとめてそのまとめたユニットグループの周期毎に制御電圧の調整を行う従来技術がある。また、参照クロック信号の供給断時に参照クロック信号の供給断前の出力周波数を保持する従来技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−７３７００号公報
【特許文献２】特開平１０−２８５１５０号公報
【特許文献３】特開２０１３−１７０７６号公報
【特許文献４】実開平５−６８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、位相同期ループ回路を用いたクロック再生回路では、データエッジが無ければ、その時点での位相比較は行われない。そのため、データ信号として長時間同符号が続いた場合、クロック用ＶＣＯの制御電圧が変動し、クロック信号の位相ずれ、すなわちジッタが発生してしまう。これにより、各データを正しいタイミングで判定することができず、符号誤りなどが発生し、伝送品質の劣化を招くおそれがある。
【０００９】
また、同符号連続を検出した場合に位相検出をマスクする従来技術では、容量の充電速度が早く放電速度が遅いという容量の充放電の非対称を用いて同符号連続の検出が行われる。そのため、放電の速度を早くすることに限界があり、孤立した「１」パターンや孤立した「０」パターンなど、短パルスの遷移を検出することは困難である。したがって、この従来技術では、同符号連続の瞬間的な断絶を検出することは困難であり、同符号連続が途絶えたにもかかわらず位相検出はマスクされ続けてしまい、伝送品質の劣化するおそれがある。
【００１０】
また、ユニットグループの周期毎に制御電圧の調整を行う従来技術を用いた場合、位相のずれの検出を逃すおそれがあり、伝送品質が劣化するおそれがある。また、参照クロック信号の供給断時に供給断前の出力周波数を保持する従来技術では、同符号連続は考慮されておらず、同符号連続による伝送品質の劣化を軽減することは困難である。
【００１１】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、データ通信における伝送品質の劣化を軽減する信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の開示する信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法の一つの態様において、電圧制御発振器は、クロック信号を発生する。位相周波数比較部は、前記電圧制御発振器が発した前記クロック信号と入力信号との位相及び周波数を比較する。電圧調整部は、前記位相周波数比較部の出力を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整することで前記クロック信号の位相を調整する。制御部は、前記入力信号の振幅を取得し、取得した前記振幅を基に前記入力信号における同符号の連続の検出を行い、前記同符号の連続を検出した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を停止させ、前記同符号の連続が中断した場合、前記電圧制御発振器が発する前記クロック信号の位相の調整を実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
１つの側面では、本発明は、データ通信における伝送品質の劣化を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、光モジュールを用いた情報システムのシステム構成の一例の図である。
【図２】図２は、実施例１に係る光モジュールのブロック図である。
【図３】図３は、位相周波数比較部の一例を示す図である。
【図４】図４は、位相周波数比較部による信号のサンプリングを説明するための図である。
【図５】図５は、振幅検出部を実現する回路の一例を示す図である。
【図６】図６は、振幅検出部に入力されるデータ信号と振幅検出部による振幅検出結果との関係を表す図である。
【図７】図７は、実施例１に係る信号再生回路における位相比較結果のマスクの動作を表すタイミングチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係る信号再生回路におけるクロック信号の調整処理のフローチャートである。
【図９】図９は、実施例１に係る信号再生回路の動作確認のシミュレーション結果を表す図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係る信号再生回路を用いた場合と用いない場合の生成されるクロック信号のシミュレーションを表す図である。
【図１１】図１１は、実施例２に係る光モジュールのブロック図である。
【図１２】図１２は、実施例２に係る信号再生回路における位相比較結果のマスクの動作を表すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、実施例３に係る光モジュールのブロック図である。
【図１４】図１４は、実施例３に係る信号再生回路における制御電圧の調整の動作を表すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、実施例４に係る光モジュールのブロック図である。
【図１６】図１６は、実施例４に係る信号再生回路における位相比較結果のマスクの動作を表すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本願の開示する信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、光モジュールを用いた情報システムのシステム構成の一例の図である。図１に示すように、光モジュール１０は、例えば、サーバなどの情報処理装置１の間の通信に用いられる。情報処理装置１は、光モジュール１０同士が光ファイバなどの光通信用のケーブルを用いて接続されている。
【００１７】
情報処理装置１に搭載されたＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１１は、メモリ１２及びＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）１３などを用いて演算処理を行う。そして、ＣＰＵ１１は、光モジュール１０を介して他の情報処理装置１との間で通信を行う。光モジュール１０は、例えばイーサネット（登録商標）等を用いて通信を行う。
【００１８】
具体的には、ＣＰＵ１１は、光モジュール１０に対して、他の情報処理装置１へ伝送するデータ信号を送信する。この時、ＣＰＵ１１は、クロック信号をデータ信号に埋め込む。そして、光モジュール１０は、ＣＰＵ１１から受信したデータ信号を電気信号から光信号へ変換する。そして、光モジュール１０は、光信号に変更したデータ信号を他の情報処理装置１の光モジュール１０へ出力する。
【００１９】
また、光モジュール１０は、他の情報処理装置１の光モジュール１０から光信号を受信した場合、受信したデータ信号を電気信号に変換する。そして、本実施例に係る光モジュール１０は、光信号から電気信号に変換し、電気データ信号からクロックを再生する。その後、光モジュール１０は、再生したクロックを用いて、受信したデータ信号を判定する。そして、光モジュール１０は、判定したデータ信号をＣＰＵ１１へ送信する。
【００２０】
ここでは、情報処理装置１としてサーバを例に説明したが、情報処理装置１はデータ信号の送受信を行う機器であれば他の機器でもよく、例えば、ストレージなどでもよい。また、光モジュール１０は、ＣＰＵ１１以外からデータ信号を受信してもよい。また、クロック再生回路は、光モジュールに限定せず、電気信号の送受信回路でもよい。情報処理装置１が有する光モジュール１０は、データの送信側及び受信側の何れにもなりうる。
【００２１】
図２は、実施例１に係る光モジュールのブロック図である。光モジュール１０は、信号再生回路１００、入力バッファ１０１、識別部１０８、ドライバ１０９及び発光素子１１０を有する。
【００２２】
入力バッファ１０１は、ＣＰＵ１１からデータ信号の入力を受ける。そして、入力バッファ１０１は、受信した信号に対して整形を行う。その後、入力バッファ１０１は、データ信号を振幅検出部１０２、位相周波数比較部１０３及び識別部１０８へ出力する。ここで、入力バッファ１０１から出力されるデータ信号には、ＣＰＵ１１から光モジュール１０までの信号の伝送によって生じるノイズやジッタが含まれ、正確な情報を有するデータ信号ではない。
【００２３】
信号再生回路１００は、データ信号からクロック信号を再生する回路である。信号再生回路１００は、振幅検出部１０２、位相周波数比較部１０３、スイッチ１０４、チャージポンプ１０５、ループフィルタ１０６及びＶＣＯ１０７を有する。
【００２４】
ＶＣＯ１０７は、入力された制御電圧によって、発振周波数が変化する発振器である。ＶＣＯ１０７は、ループフィルタ１０６から電圧の入力を受ける。そして、ＶＣＯ１０７は、入力された電圧にしたがい発振することでクロック信号を生成する。ＶＣＯ１０７は、生成したクロック信号を位相周波数比較部１０３及び識別部１０８へ出力する。このＶＣＯ１０７が、「電圧制御発振器」の一例にあたる。
【００２５】
位相周波数比較部１０３は、クロック信号の入力をＶＣＯ１０７から受ける。また、位相周波数比較部１０３は、入力バッファ１０１から出力されたデータ信号を取得する。そして、位相周波数比較部１０３は、データ信号とクロック信号との周波数及び位相を比較する。例えば、位相周波数比較部１０３は、クロック信号の立ち下がりのタイミングと、データ信号の立ち上がり又は立ち下がりにあたるエッジのタイミングのずれから位相差を判定する。その後、位相周波数比較部１０３は、比較結果、すなわちデータ信号とクロック信号との誤差に比例した信号をチャージポンプ１０５へ向けて出力する。具体的には、位相周波数比較部１０３は、誤差に応じてＶＣＯ１０７へ入力する電圧の調整量、すなわち、電圧をどの程度下げるか又はどの程度上げるかを示す情報をチャージポンプ１０５へ出力する。
【００２６】
図３は、位相周波数比較部の一例を示す図である。この場合、位相周波数比較部１０３は、Ｄ−ｔｙｐｅ  Ｆｌｉｐ−Ｆｌｏｐ回路からなり、クロック信号をデータ信号の立ち上がり又は立ち下がりにあたるエッジのタイミングでサンプルする。
【００２７】
そして、図３で示される位相周波数比較部１０３は、以下のようにクロック信号のサンプリングを行う。図４は、位相周波数比較部による信号のサンプリングを説明するための図である。図４におけるグラフ１３１は、クロック信号の位相が遅れている状態を表す。また、グラフ１３２は、クロック信号の位相が進んでいる状態を表す。また、グラフ１３３は、クロック信号の位相が最適な状態を表す。
【００２８】
グラフ１３１〜１３２の紙面に向かって上段のＣＬＫ（Clock）はクロック信号を表し、中段のＤｉｎ（Data  in）は入力バッファ１０１に入力されたデータ信号を表し、下段のＰＤ（Phase  Detector）は位相周波数比較部１０３からの出力信号を表す。グラフ１３１〜１３３の縦軸は、クロック信号、入力されたデータ信号、及び、位相周波数比較部１０３からの出力信号の値を表す。また、グラフ１３１〜１３３の横軸は、時間の経過を表す。
【００２９】
グラフ１３１は、グラフ１３３と比較することで、クロック信号の位相がデータ信号の位相に対して遅れていることが分かる。また、グラフ１３２は、グラフ１３３と比較することで、クロック信号の位相がデータ信号の位相に対して進んでいることが分かる。
【００３０】
この場合、グラフ１３１に示すように、データエッジのタイミングがクロック信号の立ち下がりエッジより進んでいれば、位相周波数比較部１０３は、クロック信号の「１」をサンプルリングする。また、グラフ１３２に示すように、データエッジのタイミングがクロック信号の立ち下がりエッジより遅れていれば、位相周波数比較部１０３は、クロック信号の「０」をサンプリングする。これにより、位相周波数比較部１０３は、データ信号に対するクロック信号の位相関係を検出することができる。この場合、位相周波数比較部１０３を１つのＤ−ｔｙｐｅ  Ｆｌｉｐ−Ｆｌｏｐ回路で実現できるため、簡易な構成で位相検出が可能となる。
【００３１】
例えば、位相周波数比較部１０３は、クロック信号の位相がデータ信号の位相に対して遅れている場合、Ｈｉｇｈの値を表す信号を出力する。すなわち、位相周波数比較部１０３は、「＋１」の値を有する信号を出力する。これにより、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７から出力されるクロック信号の位相を進ませる。一方、クロック信号の位相がデータ信号の位相に対して進んでいる場合、位相周波数比較部１０３は、Ｌｏｗの値を表す信号を出力する。すなわち、位相周波数比較部１０３は、「−１」の値を有する信号を出力する。これにより、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７から出力されるクロック信号の位相を遅らせる。
【００３２】
また、位相周波数比較部１０３は、データ信号のエッジのタイミングで位相差を判定することから、データ信号において同符号が続く場合、位相差の判定は行わない。そのため、データ信号において同符号が続く場合、位相周波数比較部１０３は、図３に示した方式の位相周波数比較部１０３を用いた場合、同符号の連続開始時の出力値を出力し続ける。例えば、位相周波数比較部１０３は、Ｈｉｇｈの値を表す信号を出力した後にデータ信号において同符号が連続した場合、データ信号の符号が変化するまでＨｉｇｈの値を表す信号を出力し続ける。
【００３３】
振幅検出部１０２は、入力バッファ１０１から出力されたデータ信号を取得する。そして、振幅検出部１０２は、入力されたデータ信号の振幅を検出する。振幅検出部１０２は、データ信号の振幅として最大値又は最小値を検出した場合、位相周波数比較部１０３から延びる経路をチャージポンプ１０５に接続する指示をスイッチ１０４に対して出力する。また、振幅検出部１０２は、データ信号の振幅として「１」を検出した場合、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する指示をスイッチ１０４に対して出力する。
【００３４】
図５は、振幅検出部を実現する回路の一例を示す図である。図５に示す回路は、ギルバート型乗算回路と呼ばれる差動回路で、上側のトランジスタ対に入力された信号と、下側のトランジスタ対に入力された信号とを掛け合わせた結果を出力する回路である。図５に示す回路を振幅検出部１０２に用いた場合、振幅検出部１０２は、入力端子１２１及び１２２にデータ信号が入力される。また、端子１２３に電源電圧のポジティブ側が接続され、端子１２４に電源電圧のネガティブ側が接続される。そして、出力端子１２５及び１２６から、演算結果が出力される。この場合、振幅検出部１０２は、上側のトランジスタ対に入力された信号と、下側のトランジスタ対に入力された信号とに同一の信号が入力されているため、入力端子１２１及び１２２に対する差動入力の、同一信号を掛けあわせた結果、すなわち２乗値を出力する。
【００３５】
したがって、入力端子１２１及び１２２にデジタル信号であるデータ信号として最大振幅の値である「＋１」又は「−１」が入力された場合、振幅検出部１０２は、出力端子１２５及び１２６から「１」を出力する。また、入力端子１２１及び１２２に、デジタル信号であるデータ信号として最大振幅の値として「０」が入力された場合、振幅検出部１０２は、出力端子１２５及び１２６から「０」を出力する。
【００３６】
図６は、振幅検出部に入力されるデータ信号と振幅検出部による振幅検出結果との関係を表す図である。図６におけるグラフ１２７はデータ信号の振幅を表し、グラフ１２８は振幅検出部１０２による振幅検出結果を表す。図６は、横軸で時間の経過を表し、縦軸でグラフ１２７に対しては振幅の大きさを表し、グラフ１２８に対しては振幅検出部１０２からの出力値を表す。図６に示すように、グラフ１２７の振幅が最大値となる部分に対応する位置では、グラフ１２８は「１」となる。そして、振幅が最大値から最小値に遷移する間にグラフ１２８は「０」となる。すなわち、振幅の最大値から最小値への遷移点で、振幅検出部１０２は、「０」を出力する。
【００３７】
ここで、振幅検出部１０２の出力に対して、「１」を位相検出の動作停止、「０」を位相検出の動作実行に割り当てると、振幅検出部１０２は、データ信号において同符号連続中は位相検出を停止させ、信号遷移点で位相検出を実行させることができる。そこで、図２に示す本実施例に係る光モジュール１０では、振幅検出部１０２の出力が「０」の場合、スイッチ１０４に位相周波数比較部１０３から延びる経路をチャージポンプ１０５に接続させる。また、振幅検出部１０２の出力が「１」の場合、スイッチ１０４にチャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続させる。これにより、振幅検出部１０２の振幅検出結果に応じて光モジュール１０における位相検出動作が制御される。この振幅検出部１０２が、「制御部」の一例にあたる。そして、振幅検出部１０２が「０」以外の振幅を連続して検出した場合が、「同符号の連続の検出」にあたる。また、振幅検出部１０２が「０」の振幅を検出した場合が、「同符号の連続が中断した」場合にあたる。
【００３８】
図２に戻って説明を続ける。スイッチ１０４は、位相周波数比較部１０３から延びる経路をチャージポンプ１０５に接続する指示の入力を振幅検出部１０２から受けた場合、位相周波数比較部１０３とチャージポンプ１０５とを接続する。例えば、振幅検出部１０２が図５に示す回路構成を有する場合、スイッチ１０４は、「０」の値を有する信号の入力を受けると、位相周波数比較部１０３とチャージポンプ１０５とを接続する。
【００３９】
また、スイッチ１０４は、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する指示の入力を振幅検出部１０２から受けた場合、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する。例えば、振幅検出部１０２が図３に示す回路構成を有する場合、スイッチ１０４は、「１」の値を有する信号の入力を受けると、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する。スイッチ１０４がチャージポンプ１０５に対する入力経路がグランドに接続し、チャージポンプ１０５に対してグランド電圧の信号を入力させることが、位相検出結果が「遅れ」でも「進み」でもない中立の信号を供給する、すなわち「位相のずれが無いことを示す信号を入力させる」ことの一例にあたる。
【００４０】
チャージポンプ１０５は、スイッチ１０４により位相周波数比較部１０３とチャージポンプ１０５とが接続された場合、ＶＣＯ１０７へ入力する電圧の調整量の入力を位相周波数比較部１０３から受ける。そして、チャージポンプ１０５は、入力された調整量に応じて、ループフィルタ１０６に対して電荷の充放電を行わせる。
【００４１】
これに対して、スイッチ１０４によりチャージポンプ１０５に対する入力経路がグランドに接続された場合、チャージポンプ１０５は、位相検出結果が「遅れ」でも「進み」でもない中立の信号の入力を受ける。グランド電圧が入力されると、チャージポンプ１０５は、ループフィルタ１０６が行う電荷の充放電を維持させる。すなわち、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７に印加する制御電圧の調整を停止し、ＶＣＯ１０７が出力するクロック信号を現在の状態に維持させる。これにより、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相及び周波数の調整が停止される。このチャージポンプ１０５が、「電圧調整部」の一例にあたる。
【００４２】
ループフィルタ１０６は、チャージポンプ１０５からの制御にしたがい、電荷の充放電を行い、且つノイズを除去する。そして、ループフィルタ１０６は、保持する電荷量にしたがってＶＣＯ１０７に制御電圧を入力する。
【００４３】
識別部１０８は、入力バッファ１０１からデータ信号の入力を受ける。また、識別部１０８は、ＶＣＯ１０７が生成したクロック信号の入力を受ける。そして、識別部１０８は、受信したデータ信号の識別を行う。すなわち、識別部１０８は、取得したクロック信号が示すタイミングでデータ信号を判定して、データ信号が有する情報を確定する。
【００４４】
例えば、識別部１０８は、クロック信号の立ち下りのタイミングをデータ信号の立ち上り又は立ち下りのタイミングとして、データ信号の値を取得する。識別部１０８によって識別が行われることにより、データ信号は正確なデータを有することになる。識別部１０８は、情報を判定したデータ信号をドライバ１０９へ出力する。
【００４５】
次に、図７を参照して、本実施例に係る信号再生回路１００における位相比較結果のマスクの動作について説明する。ここで、位相比較結果のマスクとは、位相比較結果によるクロック信号の調整の停止を指す。図７は、実施例１に係る信号再生回路における位相比較結果のマスクの動作を表すタイミングチャートである。
【００４６】
図７において、ＣＬＫ（Clock）はクロック信号にあたり、グラフ２０１はクロック信号の波形を表す。また、Ｄｉｎ（Data  in）は入力バッファ１０１に入力されたデータ信号を表し、グラフ２０２は入力されたデータ信号の波形を表す。グラフ２０３は、振幅検出部１０２による振幅検出結果の信号であるＰＤｍａｓｋの遷移を表す。グラフ２０４は、位相周波数比較部１０３からの出力信号であるＰＤ＃１の遷移を表す。グラフ２０５は、チャージポンプ１０５へ入力される位相比較結果の信号であるＰＤ＃２の遷移を表す。グラフ２０６は、ＶＣＯ１０７に入力される制御電圧であるＶＣＯｃｎｔ（Control）の遷移を表す。
【００４７】
図７の横軸は、時間経過を表す。また、グラフ２０１における縦軸は、クロック信号の値を表す。グラフ２０２における縦軸は、データ信号の振幅を表す。グラフ２０３における縦軸は、振幅検出部１０２からの出力信号の値を表す。ここでは、振幅検出部１０２が図５に示す回路を有するとして、グラフ２０３における縦軸は、紙面に向かって上限値が「＋１」を表し、下限値が「０」を表す。グラフ２０４における縦軸は位相周波数比較部１０３の出力信号の値を表し、紙面に向かって上限値がＨｉｇｈの値を表し、下限値がＬｏｗの値を表す。グラフ２０５における縦軸は、チャージポンプ１０５への入力信号の値を表し、紙面に向かって上限値がＨｉｇｈの値を表し、下限値がＬｏｗの値を表す。グラフ２０６の縦軸は、制御電圧の電圧値を表す。
【００４８】
ＶＣＯ１０７は、グラフ２０１で示されるクロック信号を出力する。また、入力バッファ１０１には、グラフ２０２で示されるデータ信号が入力される。この場合、振幅検出部１０２及び位相周波数比較部１０３にも同様にグラフ２０２で示されるデータ信号が入力される。
【００４９】
位相周波数比較部１０３は、クロック信号の立ち下がりとデータ信号のエッジを比較する。位相周波数比較部１０３は、クロック信号の立ち上がりのタイミングＴ１で、クロック信号の立ち上がりとデータ信号の立ち上がりのタイミングとを比較する。この場合、クロック信号の位相がデータ信号の位相に比べて進んでいるため、位相周波数比較部１０３は、グラフ２０４に示すように位相比較結果としてＬｏｗの値の信号を出力する。同様に、タイミングＴ２〜Ｔ１２においてグラフ２０２に示すようにデータ信号のエッジが存在するので、位相周波数比較部１０３は、タイミングＴ２〜Ｔ１２のそれぞれのタイミングで位相の比較を行い、グラフ２０４に示す位相比較結果の信号を出力する。
【００５０】
一方、グラフ２０２に示すように、データ信号は、正側の振幅Ｙ１及び負側の振幅Ｙ２を有する。また、データ信号は、振幅Ｙ１からＹ２に遷移する際に、基準線Ｓを通過する。基準線Ｓの値との交点で、データ信号の振幅が「０」となる。振幅検出部１０２は、データ信号が振幅Ｙ１又はＹ２を有する場合、振幅検出結果として「１」を出力する。また、振幅検出部１０２は、グラフ２０２と基準線Ｓとの交点で、振幅検出結果として「０」を出力する。すなわち、振幅検出部１０２は、データ信号が振幅Ｙ１から振幅Ｙ２へ遷移するタイミングで「０」を出力しそれ以外は「１」を出力する。そのため、振幅検出結果の信号は、グラフ２０３のように、タイミングＴ１〜Ｔ１２で０となる。
【００５１】
振幅検出結果の信号が「０」になったことを受けて、スイッチ１０４は、チャージポンプ１０５に繋がる経路を位相周波数比較部１０３に接続する。スイッチ１０４が経路を振幅検出結果の信号が「０」の期間は、位相比較結果の信号がチャージポンプ１０５へ入力され、その後、スイッチ１０４が経路を切り替えるとグランド電圧の信号がチャージポンプ１０５に入力される。すなわち、チャージポンプ１０５への入力信号は、グラフ２０５に示されるように変化する。このように、グラフ２０４により示される位相周波数比較部１０３から出力された位相比較結果の信号は、マスクされ、グラフ２０５により示される信号がチャージポンプ１０５に入力される。
【００５２】
位相周波数比較部１０３から出力された位相比較結果の信号が入力された場合、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７が生成するクロックの周波数を変化させる制御電圧を出力するようにループフィルタ１０６に出力する。この場合、ＶＣＯ１０７に印加される制御電圧は変化する。これに対して、グランド電圧の信号が入力された場合、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７が生成するクロックの周波数を維持させる制御電圧を出力するようにループフィルタ１０６に出力する。すなわち、この場合、ＶＣＯ１０７に印加される制御電圧の調整は停止される。これにより、ＶＣＯ１０７に印加される制御電圧は、グラフ２０６に示されるように変化する。
【００５３】
例えば、グラフ２０２における期間Ｌ１では、データ信号において同符号が連続する。これに対応するグラフ２０４における期間Ｌ２では、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相を同じ方向に変化させる位相比較結果の信号を出力する。しかし、データ信号において同符号が連続する場合には位相比較結果の信号はマスクされ、グラフ２０５における期間Ｌ３では、グランド電圧の信号がチャージポンプ１０５に入力される。そのため、期間Ｌ３では、制御電圧は変化しなくなる。これにより、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相及び周波数の調整が停止される。
【００５４】
次に、図８を参照して、本実施例に係る信号再生回路１００におけるクロック信号の調整処理の流れについて説明する。図８は、実施例１に係る信号再生回路におけるクロック信号の調整処理のフローチャートである。
【００５５】
入力バッファ１０１は、データ信号を受信する（ステップＳ１）。そして、入力バッファ１０１は、受信したデータ信号を振幅検出部１０２及び位相周波数比較部１０３へ出力する。
【００５６】
振幅検出部１０２は、データ信号の入力を入力バッファ１０１から受ける。そして、振幅検出部１０２は、入力されたデータ信号の振幅の検出を行う（ステップＳ２）。
【００５７】
次に、振幅検出部１０２は、検出した振幅が「０」か否かを判定する（ステップＳ３）。振幅が「０」である場合（ステップＳ３：肯定）、振幅検出部１０２は、位相周波数比較部１０３から延びる経路をチャージポンプ１０５に接続する指示をスイッチ１０４に対して出力する。スイッチ１０４は、振幅検出部１０２から入力された指示にしたがい、チャージポンプ１０５へ繋がる経路を位相比較結果の出力経路に接続する（ステップＳ４）。
【００５８】
チャージポンプ１０５は、位相比較結果の信号の入力を受けるので、制御電圧を調整するようにループフィルタ１０６に出力し、ＶＣＯ１０７に印加する制御電圧の調整を行う（ステップＳ５）。この場合、制御電圧の変化に伴い、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相が変化する。
【００５９】
一方、振幅が「０」でない場合（ステップＳ３：否定）、振幅検出部１０２は、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する指示をスイッチ１０４に対して出力する。スイッチ１０４は、振幅検出部１０２から入力された指示にしたがい、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する（ステップＳ６）。
【００６０】
チャージポンプ１０５は、グランド電圧の信号の入力を受けるので、その時点での制御電圧を維持するようにループフィルタ１０６に出力し、ＶＣＯ１０７に印加する制御電圧の調整を停止する（ステップＳ７）。この場合、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整は停止され、クロック信号の位相は変化しない。
【００６１】
その後、位相周波数比較部１０３は、入力バッファ１０１から入力されたデータ信号とＶＣＯ１０７から入力されたクロック信号との位相及び周波数の比較を行い、比較結果の信号を出力する（ステップＳ８）。また、識別部１０８は、ＶＣＯ１０７から出力されたクロック信号を用いてデータ信号の識別を行う。識別されたデータ信号は、ドライバ１０９により、発光素子１１０を介して受信側の光モジュール１０へ送信される。その後、光モジュール１０の各部が行う制御電圧の調整処理は、ステップＳ１へ戻る。
【００６２】
図９は、実施例１に係る信号再生回路の動作確認のシミュレーション結果を表す図である。グラフ２１１は、データ信号の波形を表す。グラフ２１２は、振幅検出結果を反転させた信号を表す。グラフ２１３は、位相比較結果の信号を表す。グラフ２１４は、チャージポンプ１０５への入力信号を表す。
【００６３】
グラフ２１１の期間Ｌ１１において、データ信号は同符号が連続する。振幅検出部１０２は、期間Ｌ１１において振幅の最大値又は最小値を表す振幅検出結果の信号を出力する。そこで、グラフ２１２に示すように、位相比較結果を反転させた信号は期間Ｌ１１では、０を表す信号を出力する。また、位相周波数比較部１０３は、期間Ｌ１２においてクロック信号の位相を同方向に移動させるための位相比較結果の信号を出力する。
【００６４】
チャージポンプ１０５への入力信号は、位相比較結果の信号と振幅検出結果を反転させた信号との論理積として表される。そこで、チャージポンプ１０５への入力信号は、グラフ２１４に示すように、期間Ｌ１３において、位相を「遅らせる」でも「進ませる」でもない中立の信号であるグランド電圧の信号となる。そのため、期間Ｌ１３では、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整が停止される。すなわち、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相及び周波数の調整が停止される。
【００６５】
図１０は、本実施例に係る信号再生回路を用いた場合と用いない場合の生成されるクロック信号のシミュレーションを表す図である。グラフ２２１は、本実施例に係る光モジュール１０を用いない場合のクロック信号の遷移を表す。また、グラフ２２３は、本実施例に係る光モジュール１０を用いた場合のクロック信号の遷移を表す。
【００６６】
本実施例に係る光モジュール１０を用いない場合、グラフ２２１に示すように、クロック信号の位相は大きく変化する。例えば、最大で、変化２２２で示すようにクロック信号の位相はずらされる。これに対して、本実施例に係る光モジュール１０を用いた場合、グラフ２２３に示すように、クロック信号の位相の変化を抑えることができる。例えば、最大でも、変化２２４で示す程度にクロック信号の位相のずれが抑えられる。本実施例に係る光モジュール１０を用いることで、変化２２２を変化２２４に抑えることができ、このように位相ずれを抑制することで、クロック信号のジッタを低減することができる。
【００６７】
以上に説明したように、本実施例に係る信号再生回路は、同符号が連続すると、ＶＣＯの制御電圧の調整を停止する。これにより、データ信号として長時間同符号が続いた場合、クロック用ＶＣＯの制御電圧の変動によるクロック信号の位相ずれを抑えることができ、ジッタを低減することができる。そして、ジッタを低減したクロック信号を用いてデータ信号を識別することで、各データ信号を正確に識別することができ、符号誤りなどの発生が抑えられ、データ信号の伝送品質が向上する。
【実施例２】
【００６８】
図１１は、実施例２に係る光モジュールのブロック図である。本実施例に係る信号再生回路１００は、振幅検出部１０２から出力された振幅検出結果の信号の立ち上がりを鈍らせて、スイッチ１０４による経路切り替えまでの時間を一定時間確保することが実施例１と異なる。以下の説明では、実施例１と同様の各部の動作については説明を省略する。
【００６９】
本実施例に係る信号再生回路１００では、振幅検出部１０２からスイッチ１０４へ延びる振幅検出結果の信号の送信経路上に、ローパスフィルタ１１１が配置される。
【００７０】
本実施例に係るローパスフィルタ１１１は、振幅検出部１０２からスイッチ１０４へ延びる振幅検出結果の信号の送信経路上に配置された抵抗１１２を有する。さらに、ローパスフィルタ１１１は、抵抗１１２とスイッチ１０４との間にキャパシタ１１３を介してグランドへ接続する経路を有する。
【００７１】
ローパスフィルタ１１１は、振幅検出結果の信号の入力を振幅検出部１０２から受ける。そして、ローパスフィルタ１１１は、振幅検出結果の信号の低周波成分を抽出する。そして、ローパスフィルタ１１１は、抽出した振幅検出結果の信号の低周波成分をスイッチ１０４へ出力する。これにより、スイッチ１０４へ入力される振幅検出結果の信号の立ち上がりを鈍らせることができる。
【００７２】
スイッチ１０４は、立ち上がりを鈍らせた振幅検出結果の信号の入力を受ける。スイッチ１０４は、所定の閾値を入力された振幅検出結果の信号が超えた時点で、チャージポンプ１０５に延びる経路がグランドに接続するように切り替える。そのため、入力される振幅検出結果の立ち上がりが鈍らされると、スイッチ１０４は、接続を切り替えるまでの時間が伸びる。また、振幅検出結果の信号が所定の閾値までに達する前にデータ信号における同符号の連続が途絶えれば、スイッチ１０４は、経路の切り替えを行わずに、位相比較結果の信号はチャージポンプ１０５へ入力され続ける。
【００７３】
チャージポンプ１０５は、振幅検出結果の信号の立ち上がりが鈍らせられることで、データ信号の同符号が連続しても、一定期間は位相比較結果の信号の入力を受け続ける。その間、チャージポンプ１０５は、制御電圧を調整するようにループフィルタ１０６を制御し、ＶＣＯ１０７に印加する制御電圧の調整を行う。また、振幅検出結果の信号が所定の閾値までに達する前にデータ信号における同符号の連続が途絶えれば、グランド電圧の信号の入力は行われず、位相比較結果の信号の入力が継続するため、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整を継続する。
【００７４】
次に、図１２を参照して、本実施例に係る信号再生回路１００における位相比較結果のマスクの動作について説明する。図１２は、実施例２に係る信号再生回路における位相比較結果のマスクの動作を表すタイミングチャートである。
【００７５】
図１２において、グラフ３０１はクロック信号の波形を表す。グラフ３０２は入力されたデータ信号の波形を表す。グラフ３０３は、振幅検出部１０２による振幅検出結果の信号の遷移を表す。グラフ３０４は、立ち上がりを鈍らせた振幅検出結果の信号であるＰＤｍａｓｋ＿ｆｉｌ（Filter）の遷移を表す。グラフ３０５は、位相周波数比較部１０３からの出力信号の遷移を表す。グラフ３０６は、チャージポンプ１０５へ入力される位相比較結果の信号の遷移を表す。
【００７６】
図１２の横軸は、時間経過を表す。また、グラフ３０１における縦軸は、クロック信号の値を表す。グラフ３０２における縦軸は、データ信号の振幅を表す。グラフ３０３における縦軸は、振幅検出部１０２からの出力信号の値を表す。グラフ３０４における縦軸は、立ち上がりを鈍らせた振幅検出部１０２からの出力信号の値を表す。グラフ３０５における縦軸は、位相周波数比較部１０３の出力信号の値を表す。グラフ３０６における縦軸は、チャージポンプ１０５への入力信号の値を表す。
【００７７】
この場合も、グラフ３０２における期間Ｌ２１では、データ信号において同符号が連続する。これに対応するグラフ３０５における期間Ｌ２２では、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相を同じ方向に変化させる位相比較結果の信号を出力する。
【００７８】
一方、データ信号において同符号が連続する場合には、グラフ３０３に示すような、位相比較結果の信号をマスクするための振幅検出結果の信号が振幅検出部１０２から出力される。そして、ローパスフィルタ１１１により振幅検出結果の信号の立ち上がりが鈍らされ、グラフ３０４で示される信号がスイッチ１０４へ入力される。
【００７９】
ここで、スイッチ１０４は、入力された振幅検出結果の信号の値がスレッショルドＴｈを超えると、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続するように切り替える場合で説明する。この場合、タイミングＴ３１で〜Ｔ３２及びＴ３２〜Ｔ３３の間では、データ信号における同符号の連続が発生するが、振幅検出結果の信号の値がスレッショルドＴｈを超えないため、スイッチ１０４は、接続の切り替えを行わない。すなわち、この間では、位相比較結果の信号のマスクが行われず、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整は継続される。すなわち、この間は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整が継続する。
【００８０】
これに対して、グラフ３０２における期間Ｌ２１では、振幅検出結果の信号の値がスレッショルドＴｈを超えるため、スイッチ１０４は、接続の切り替えを行う。ただし、振幅検出結果の信号の値がスレッショルドＴｈを超えてから、スイッチ１０４は、切り替えを開始するため、立ち上がりを鈍らせない振幅検出結果の信号を用いた場合に比べて、グラフ３０６の期間Ｌ２３のように、チャージポンプ１０５にグランド電圧が入力されるタイミングが遅れる。すなわち、期間Ｌ２２と期間Ｌ２３との差の間、チャージポンプ１０５には位相比較結果の信号が入力され続ける。その間、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整を継続する。すなわち、その間は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整が行われ、その後、クロック信号の位相の調整が停止される。
【００８１】
以上に説明したように、本実施例に係る信号再生回路は、データ信号の符号が遷移してから所定時間経過後にＶＣＯの制御電圧の調整を停止する。これにより、データ信号が連続して直ぐにＶＣＯの制御電圧の調整を停止する場合に比べて、位相検出の利得を増やすことができ、データ信号の符号の変化による位相検出の利得変動を抑制することができる。すなわち、クロック信号のジッタを低減することができるとともに、クロック信号の位相及び周波数の調整を適切に行うことができ、符号誤りなどの発生が抑えられ、データ信号の伝送品質を向上させることができる。
【実施例３】
【００８２】
図１３は、実施例３に係る光モジュールのブロック図である。本実施例に係る信号再生回路１００は、チャージポンプ１０５の出力電流を制御することでＶＣＯ１０７のクロック信号の位相の調整を停止することが実施例１と異なる。以下の説明では、実施例１と同様の各部の動作については説明を省略する。
【００８３】
振幅検出部１０２は、入力バッファ１０１から出力されたデータ信号を取得する。そして、振幅検出部１０２は、入力されたデータ信号の振幅を検出する。振幅検出部１０２は、データ信号の振幅として最大値又は最小値を検出した場合、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整停止の指示をチャージポンプ１０５に対して出力する。例えば、振幅検出部１０２は、データ信号の振幅として最大値又は最小値を検出した場合、電流の出力をオフにする指示をチャージポンプ１０５に対して出力する。
【００８４】
また、振幅検出部１０２は、データ信号の振幅として「０」を検出した場合、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整実行の指示をチャージポンプ１０５に対して出力する。例えば、振幅検出部１０２は、データ信号の振幅として０を検出した場合、電流の出力をオンにする指示をチャージポンプ１０５に対して出力する。
【００８５】
チャージポンプ１０５は、データ信号において同符号が連続した場合、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整停止の指示を振幅検出部１０２から受ける。そして、チャージポンプ１０５は、電流の出力をオフにする。これにより、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７へ印加する制御電圧の調整を停止する。
【００８６】
また、データ信号が連続していなければ、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整実行の指示を振幅検出部１０２から受ける。そして、チャージポンプ１０５は、位相比較結果の信号に応じた電流をループフィルタ１０６へ出力する。これにより、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７へ印加する制御電圧の調整を実行する。
【００８７】
この場合、チャージポンプ１０５からの電流の出力が停止すると、ＶＣＯ１０７は、その時点で生成するクロック信号の出力を維持する。一方、チャージポンプ１０５からの電流の出力が行われると、ＶＣＯ１０７は、チャージポンプ１０５の出力電流に応じて位相及び周波数の調整を行ったクロック信号を生成する。このチャージポンプ１０５からの電流の出力の停止が、「制御電圧の調整の中断」の一例にあたる。
【００８８】
次に、図１４を参照して、本実施例に係る信号再生回路１００における制御電圧の調整の動作について説明する。図１２は、実施例３に係る信号再生回路における制御電圧の調整の動作を表すタイミングチャートである。
【００８９】
図１４において、グラフ４０１はクロック信号の波形を表す。グラフ４０２は入力されたデータ信号の波形を表す。グラフ４０３は、振幅検出部１０２による振幅検出結果の信号の遷移を表す。グラフ４０４は、位相周波数比較部１０３からの出力信号の遷移を表す。グラフ４０５は、チャージポンプ１０５から出力されるＣＰ（Charge  Pump）電流であるＣＰｏｕｔの遷移を表す。グラフ４０６は、ＶＣＯ１０７へ印加される制御電圧の遷移を表す。
【００９０】
図１４の横軸は、時間経過を表す。また、グラフ４０１における縦軸は、クロック信号の値を表す。グラフ４０２における縦軸は、データ信号の振幅を表す。グラフ４０３における縦軸は、振幅検出部１０２からの出力信号の値を表す。グラフ４０４における縦軸は、位相周波数比較部１０３の出力信号の値を表す。グラフ４０５における縦軸は、ＣＰ電流の電流値を表す。グラフ４０６における縦軸は、ＶＣＯ１０７へ印加される制御電圧の電圧値を表す。
【００９１】
この場合も、グラフ４０２における期間Ｌ３１では、データ信号において同符号が連続する。これに対応するグラフ４０４における期間Ｌ３２では、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相を同じ方向に変化させる位相比較結果の信号を出力する。
【００９２】
一方、データ信号において同符号が連続する場合には、グラフ４０３に示すＶＣＯ１０７の制御電圧を制御する振幅検出結果の信号が振幅検出部１０２から出力される。チャージポンプ１０５は、グラフ４０３で示される振幅検出結果の信号の入力を受ける。そして、入力された振幅検出結果の信号が「１」の場合、チャージポンプ１０５は、電流を出力する。これに対して、入力された振幅検出結果の信号が「０」の場合、チャージポンプ１０５は、電流の出力をオフにする。これにより、チャージポンプ１０５が出力するＣＰ電流は、グラフ４０５のようになる。
【００９３】
例えば、グラフ４０４における期間Ｌ３２では、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相を同じ方向に変化させる位相比較結果の信号を出力する。これに対して、チャージポンプ１０５は、データ信号における同符号の連続が発生した場合、電流の出力をオフにする指示を受けるため、期間Ｌ３３ではＣＰ電流の出力を停止する。これにより、期間Ｌ３３では、グラフ４０６に示すように、ＶＣＯ１０７に印加される制御電圧の調整が停止される。すなわち、その間は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整が停止される。
【００９４】
以上に説明したように、本実施例に係る信号再生回路は、同符号が連続すると、チャージポンプの電流の出力をオフにすることで、ＶＣＯの制御電圧の調整を停止する。このように、チャージポンプが出力する電流を制御する構成でも、データ信号として長時間同符号が続いた場合、クロック用ＶＣＯの制御電圧の変動によるクロック信号の位相ずれを抑えることができ、ジッタを低減することができる。そして、ジッタを低減したクロック信号を用いてデータ信号を識別することで、各データ信号を正確に識別することができ、符号誤りなどの発生が抑えられ、データ信号の伝送品質を向上させることができる。
【実施例４】
【００９５】
図１５は、実施例４に係る光モジュールのブロック図である。本実施例に係る信号再生回路１００は、参照信号とフィードバック信号との位相が同期しロックが発生した後に位相の調整を停止することが実施例１と異なる。以下の説明では、実施例１と同様の各部の動作については説明を省略する。
【００９６】
本実施例に係る信号再生回路１００は、実施例１の各部に加えてロック検出部１１４及びＡＮＤ回路１１５をさらに有する。
【００９７】
ロック検出部１１４は、位相周波数比較部１０３から出力された位相比較結果の信号の入力を受ける。そして、ロック検出部１１４は、参照信号であるデータ信号とフィードバック信号であるクロック信号との位相が同期しロック状態となったか否かを判定する。
【００９８】
ロック検出部１１４は、ロック状態を検出しない場合、Ｌｏｗの値を有する信号をＡＮＤ回路１１５へ出力する。また、ロック状態を検出した場合、ロック検出部１１４は、Ｈｉｇｈの値を有する信号をＡＮＤ回路１１５へ出力する。
【００９９】
振幅検出部１０２は、振幅の検出結果が最大値又は最小値の場合、Ｈｉｇｈの値を有する信号をＡＮＤ回路１１５へ出力する。また、振幅の検出結果が「０」の場合、振幅検出部１０２は、Ｌｏｗの値を有する信号をＡＮＤ回路１１５へ出力する。
【０１００】
ＡＮＤ回路１１５は、振幅検出部１０２から入力された信号とロック検出部１１４から入力された信号との論理積をスイッチ１０４へ出力する。
【０１０１】
スイッチ１０４は、Ｈｉｇｈの値を有する信号の入力をＡＮＤ回路１１５から受けた場合、チャージポンプ１０５へ繋がる経路をグランドに接続する。また、スイッチ１０４は、Ｌｏｗの値を有する信号の入力をＡＮＤ回路１１５から受けた場合、チャージポンプ１０５と位相周波数比較部１０３とを接続する。
【０１０２】
これにより、ロック状態となった後に、データ信号における同符号の連続が検出されると、チャージポンプ１０５にグランド電圧の信号が入力され、位相比較結果の信号がマスクされる。したがって、ロック状態となった後に、データ信号における同符号の連続した場合に、ＶＣＯ１０７の制御電圧の調整が停止され、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整が停止される。
【０１０３】
次に、図１６を参照して、本実施例に係る信号再生回路１００における制御電圧の調整の動作について説明する。図１６は、実施例４に係る信号再生回路における位相比較結果のマスクの動作を表すタイミングチャートである。
【０１０４】
図１６において、グラフ５０１はクロック信号の波形を表す。グラフ５０２は入力されたデータ信号の波形を表す。グラフ５０３は、振幅検出部１０２による振幅検出結果の信号であるＰＤｍａｓｋ＃＃１の遷移を表す。グラフ５０４は、ロック検出部１１４によるロック判定結果の信号であるｌｏｃｋｄｅｔ（lock  Determine）の遷移を表す。グラフ５０５は、ＡＮＤ回路１１５から出力される信号であるＰＤｍａｓｋ＃＃２の遷移を表す。グラフ５０６は、位相周波数比較部１０３からの出力信号の遷移を表す。グラフ５０７は、チャージポンプ１０５へ入力される信号の遷移を表す。グラフ５０８は、ＶＣＯ１０７へ印加される制御電圧の遷移を表す。
【０１０５】
図１６の横軸は、時間経過を表す。また、グラフ５０１における縦軸は、クロック信号の値を表す。グラフ５０２における縦軸は、データ信号の振幅を表す。グラフ５０３における縦軸は、振幅検出部１０２からの出力信号の値を表す。グラフ５０４における縦軸は、ロック判定結果の信号の値を表す。グラフ５０５における縦軸は、ＡＮＤ回路１１５から出力される信号の値を表す。グラフ５０６における縦軸は、位相周波数比較部１０３の出力信号の値を表す。グラフ５０７における縦軸は、チャージポンプ１０５へ入力される信号の値を表す。グラフ５０８における縦軸は、ＶＣＯ１０７へ印加される制御電圧の電圧値を表す。
【０１０６】
この場合も、グラフ５０２における期間Ｌ４１では、データ信号において同符号が連続する。これに対応するグラフ５０６における期間Ｌ４２では、位相周波数比較部１０３は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相を同じ方向に変化させる位相比較結果の信号を出力する。
【０１０７】
一方、データ信号において同符号が連続する場合には、グラフ５０３に示すＶＣＯ１０７の制御電圧を制御する振幅検出結果の信号が振幅検出部１０２から出力される。また、ロック検出部１１４は、タイミングＴ４２でロック状態を判定する。そこで、ロック検出部１１４は、タイミングＴ４１〜Ｔ４２までは、Ｌｏｗの値を有する信号を出力し、タイミングＴ４２以降に、Ｈｉｇｈの値を有する信号を出力する。
【０１０８】
そのため、タイミングＴ４１〜Ｔ４２の間は、ＡＮＤ回路１１５は、振幅検出結果の信号の値に依らず、Ｌｏｗの値の信号を出力し続ける。そして、タイミングＴ４２の後に、ＡＮＤ回路１１５は、振幅検出結果の信号の値を出力する。
【０１０９】
したがって、タイミングＴ４１〜Ｔ４２の間では、位相比較結果の信号に対してマスクはかけられず、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７に印加する制御電圧の調整を継続する。すなわち、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整は行われない。
【０１１０】
一方、タイミングＴ４２以降では、チャージポンプ１０５は、グラフ５０４で表される信号の入力を受ける。そのため、例えば、期間Ｌ４３では、チャージポンプ１０５は、ＶＣＯ１０７に印加する制御電圧の調整を停止する。これにより、期間Ｌ４３では、グラフ５０８に示すように、ＶＣＯ１０７に印加される制御電圧の調整が停止される。すなわち、その間は、ＶＣＯ１０７が生成するクロック信号の位相の調整が停止される。
【０１１１】
以上に説明したように、本実施例に係る信号再生回路は、ロック状態になった後に、同符号が連続すると、ＶＣＯの制御電圧の調整を停止する。ロック状態になる前は、位相検出結果の信号をマスクせずにクロック信号の位相及び周波数の調整を行った方が、ロック状態になるまでの時間を短縮することができる。一方、ロック状態になった後は、位相検出結果の信号をマスクすることでクロック信号のジッタを低減することができる。したがって、迅速な位相の同期及びジッタを低減したクロック信号を用いたデータ信号の識別を実現することができ、データ信号の伝送品質を向上させることができる。なお、この実施例では位相比較結果に基づいてロック状態であるか否かの判定を行ったが、ロック状態であることを検出した結果であれば他の検出方法を用いてもよい。例えば、識別部の出力の結果からロック状態を検出する方法なども用いても同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  情報処理装置
１０  光モジュール
１１  ＣＰＵ
１２  メモリ
１３  ＨＤＤ
１００  信号再生回路
１０１  入力バッファ
１０２  振幅検出部
１０３  位相周波数比較部
１０４  スイッチ
１０５  チャージポンプ
１０６  ループフィルタ
１０７  ＶＣＯ
１０８  識別部
１０９  ドライバ
１１０  発光素子
１１１  ローパスフィルタ
１１２  抵抗
１１３  キャパシタ
１１４  ロック検出部
１１５  ＡＮＤ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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