(57)【要約】【課題】従来の簡単なクロック再生回路で安定的なクロック再生が可能であり、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスで構築可能な、高伝送効率のデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置を提供する。【解決手段】データ信号５０からクロック再生するデジタル通信システムであって、データ信号５０が、符号に対応した複数の信号（電圧）レベルおよび該複数の信号レベルの範囲外に設定される一つの基準（電圧）レベルを有した多値データ信号であって、周期Ｔ１の間で符号に対応した信号電圧レベルと基準レベルの電圧値を取り、遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する基準復帰信号波形を有してなり、受信装置５０Ｒのクロック再生回路１０において、基準レベルと該基準レベルに隣接する信号レベルの間に、エッジを検出するための一つの判定（電圧）レベルが設けられてなるデジタル通信システムとする。【選択図】図３
2012023638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と受信装置が、クロック信号線のないデータ信号線で接続されてなり、
前記データ信号線を介して前記受信装置で受信されるデータ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムであって、
前記データ信号が、
一つの符号の周期がＴ１で、１／Ｔ１のボーレートを有してなり、前記符号に対応した複数の信号電圧レベルおよび該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを有した多値データ信号であって、
前記符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する基準復帰信号波形を有してなり、
前記受信装置のクロック再生回路において、
前記基準電圧レベルと該基準電圧レベルに隣接する前記信号電圧レベルの間に、前記エッジを検出するための一つの判定電圧レベルが設けられてなり、
前記多値データ信号から前記エッジを検出して、クロック再生することを特徴とするデジタル通信システム。
【請求項２】
前記基準電圧レベルが、接地電位であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル通信システム。
【請求項３】
前記基準電圧レベルが、前記受信装置の電源電位であることを特徴とする請求項１に記載のデジタル通信システム。
【請求項４】
前記符号に対応した信号電圧レベルが、前記周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定されてなり、
前記基準電圧レベルが、前記信号電圧レベルと逆の前記前半または後半のもう一方に設定されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデジタル通信システム。
【請求項５】
前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルとが組み合わされて、
前記周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定される前記信号電圧レベルと該信号電圧レベルと逆の前記前半または後半のもう一方に設定される前記基準電圧レベルとで、
前記符号が構成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデジタル通信システム。
【請求項６】
前記多値データ信号から、周波数ｆ０＝２／Ｔ１のクロックを再生することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデジタル通信システム。
【請求項７】
前記多値データ信号から、周波数ｆ１＝１／Ｔ１のクロックを再生することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデジタル通信システム。
【請求項８】
前記デジタル通信システムが、車載用であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のデジタル通信システム。
【請求項９】
データ信号線を介して受信されるデータ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生する、クロック再生回路を有した受信装置であって、
前記データ信号が、
一つの符号の周期がＴ１で、１／Ｔ１のボーレートを有してなり、前記符号に対応した複数の信号電圧レベルおよび該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを有した多値データ信号であって、
前記符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する基準復帰信号波形を有してなり、
前記クロック再生回路において、
前記基準電圧レベルと該基準電圧レベルに隣接する前記信号電圧レベルの間に、前記エッジを検出するための一つの判定電圧レベルが設けられてなり、
前記多値データ信号から前記エッジを検出して、クロック再生することを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
前記基準電圧レベルが、接地電位であることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記基準電圧レベルが、電源電位であることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記符号に対応した信号電圧レベルが、前記周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定されてなり、
前記基準電圧レベルが、前記信号電圧レベルと逆の前記前半または後半のもう一方に設定されてなることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルとが組み合わされて、
前記周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定される前記信号電圧レベルと該信号電圧レベルと逆の前記前半または後半のもう一方に設定される前記基準電圧レベルとで、
前記符号が構成されてなることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記多値データ信号から、周波数ｆ０＝２／Ｔ１のクロックを再生することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記多値データ信号から、周波数ｆ１＝１／Ｔ１のクロックを再生することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項１６】
前記受信装置が、車載用であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生する、デジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号を送受信するには、受信側で各データビットを正しいタイミングで判定する必要があるため、データを送信するデータ信号線と並列して、タイミング情報（クロック）を送信するクロック信号線を設けることが多い。一方、光ディスク等の読み取りヘッドからの信号や最近の高速シリアル伝送等では、クロック信号線を設けることなく、データ信号にタイミング情報を重畳して送信している。このようなクロック信号線の無いデジタル通信システムでは、受信したデータ信号の波形からエッジ（信号遷移）を検出し、該エッジにより内部のリファレンスクロックの位相を調整することで、タイミング情報（クロック）を再生する。このように、クロック信号線の無いデジタル通信システムでは、データ信号の波形からクロックを再生して正確な受信データを得るため、クロック再生技術が重要となる。
【０００３】
また、最近の車載用のデジタル通信システムにおいては、クロック信号線を無くすだけでなく、車両に搭載するシステムの高機能化に伴って、ビット伝送速度が大きく、高い伝送効率を有したデジタル通信システムが必要となってきている。その一方で、車載用のデジタル通信システムにおいては、システムを構成する半導体デバイスとして、信頼性やコスト面で高速半導体デバイスを使用しないほうが好ましく、低速半導体デバイスで上記高伝送効率のデジタル通信システムを構築することが求められている。
【０００４】
低速半導体デバイスで高伝送効率のデジタル通信を実現する手段としては、例えば特開平５−２３６０４３号公報（特許文献１）、特開平８−２３７２３９号公報（特許文献２）および特開２００８−１７４１３号公報（特許文献３）に開示されているような、多値伝送符号を用いたデジタル通信システムが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２３６０４３号公報
【特許文献２】特開平８−２３７２３９号公報
【特許文献３】特開２００８−１７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クロック信号線の無いデジタル通信システムにおいて、クロック再生（ＣＤＲ）を正しく行うためには、データ信号にエッジが高頻度で出現する必要がある。さもなければ、受信側の内部リファレンスクロックのドリフトによって、再生クロックでジッタが増大したり、同期が外れたりしてしまう。
【０００７】
図１１は、上記問題を説明する図で、（ａ）は、２値の一般的なデータ信号９１の波形とエンコード例を示した図であり、（ｂ）は、２位相変位変調（ＢＰＳＫ）のデータ信号９０の波形とエンコード例を示した図である。
【０００８】
図１１（ａ）に示す一般的な２値のデータ信号９１では、周期Ｔ０の一符号で１ビットのデータを送ることができ、ボーレートはＢ０＝１／Ｔ０で、ボーレートと同じ１Ｂ０のビット伝送速度でデータを伝送することが可能である。しかしながら、「１」と「０」の２値をとるデータ信号９１では、例えば同じ符号の「１」が連続する場合には、その間の波形にエッジが出現しないため、同期が外れてクロック再生できない。従って、図１１（ａ）のデータ信号９１を伝送する場合には、クロック信号線を別に設けてクロック信号を伝送する必要がある。
【０００９】
一方、図１１（ｂ）に示すＢＰＳＫのデータ信号９０では、一符号の中で必ずエッジが出現するように、図中の表のようにしてデータがエンコードされる。すなわち、ＢＰＳＫのデータ信号９０では、一符号の周期Ｔ１の中点で信号（電圧）レベルの遷移（エッジ）が必ず発生するように、「１」と「０」の２値のデータがエンコードされている。このように、ＢＰＳＫのデータ信号９０では、例えば同じ符号の「１」が連続する場合であっても、その間の波形に定常的にエッジが入って同期が外れないので、データ信号９０の波形から安定的なクロック再生が可能である。尚、図１１（ｂ）に示すＢＰＳＫのデータ信号９０では、周期Ｔ１＝２Ｔ０の一符号で１ビットのデータを送ることができる。従って、ボーレートはＢ１＝１／Ｔ１で、図１１（ａ）に示したデータ信号波形の１／２のビット伝送速度１Ｂ１＝Ｂ０／２でデータを伝送することができる。
【００１０】
図１２は、図１１（ｂ）のＢＰＳＫを例としたクロック再生を説明する図で、（ａ）は、受信装置９０Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）にあるクロック再生回路１０の構成例を示したブロック図である。また、（ｃ）は、ＢＰＳＫのデータ信号９０と再生クロック２０の対応関係を例示したタイムチャートである。
【００１１】
図１２（ａ）の受信装置９０Ｒでは、端子（ＲＸ）から入力されるデータ信号９０がノードＮ１で分岐され、クロック再生回路１０とラッチ回路３０にそれぞれ伝達される。クロック再生回路１０では、データ信号９０から再生クロック２０が生成される。また、ラッチ回路３０では、クロック再生回路１０で生成された再生クロック２０によってデータ信号９０がラッチされ、正しいタイミングで受信データが読み出される。
【００１２】
図１２（ｂ）のクロック再生回路１０は、位相比較回路１、ループフィルタ２および電圧制御発振器３で構成されている。クロック再生回路１０の入力信号であるデータ信号９０は、位相比較回路１に入力される。位相比較回路１は、図１２（ｃ）に示すデータ信号９０の一符号における前半から後半への電圧レベルが遷移するときに一点鎖線で示した判定レベルを横切ることを利用して、データ信号９０と再生クロック２０の位相差に相当する位相比較信号６をループフィルタ２に出力する。ここで、位相比較信号６はループフィルタ２によって帯域制限されて電圧制御発信器３に入力される。電圧制御発信器３はこの入力信号に従って、出力する再生クロック２０の位相と周波数（ｆ０＝１／Ｔ０）を制御して、データ信号９０と再生クロック２０の同期をとる。以上のようにして、図１２（ｃ）において下向きの長い破線矢印で示したように、データ信号９０から、該データ信号９０と同期した周波数ｆ０の正確な再生クロック２０が生成される。
【００１３】
次に、図１２（ａ）のラッチ回路３０では、クロック再生回路１０で生成された図１２（ｃ）の再生クロック２０によってデータ信号９０がラッチされる。そして、図１２（ｃ）において上向きの短い破線矢印で示したように、周波数ｆ０の再生クロック２０の立ち上りで、データ信号９０の一符号における前半および後半の電圧レベルがサンプリングされ、該電圧レベルに対応した図中の表の符号にデコードデータされて、受信データが読み出される。
【００１４】
一方、多値伝送符号を用いたデジタル通信システムは、前述したように低速半導体デバイスで高速通信を実現可能な手段と考えられるが、クロック信号線を無くして受信装置でクロック再生する場合には、以下に示す問題がある。
【００１５】
図１３は、多値伝送符号を用いたデジタル通信システムにおけるクロック再生の問題を説明する図で、（ａ）は、多値（４値）の一般的なデータ信号９２の波形とエンコード例を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）と同じデータ信号９２の波形について、エッジ検出の判定レベルを複数とした場合の図である。
【００１６】
図１３（ａ）に示す一般的な４値のデータ信号９２では、周期Ｔ０の一符号で２ビットのデータを送ることができる。従って、ボーレートは図１１（ａ）に示した２値のデータ信号９１と同じＢ０＝１／Ｔ０で、２倍の２Ｂ０のビット伝送速度でデータを伝送することが可能である。しかしながら、例えば図１２（ｂ）に示した従来のクロック再生回路１０を用いて、図１３（ａ）のデータ信号９２からクロック再生しようとすると、データ信号９２の波形では判定レベルより上の信号レベル（１．２５Ｖ以上）が続いた場合にはエッジが出現しないため、その間はクロック再生できなくなる。
【００１７】
上記問題を解決するため、特許文献１〜３に開示されているような従来の多値伝送符号を用いたデジタル通信システムでは、図１３（ｂ）に示すようにエッジ検出の判定レベルを複数にしたり判定レベルを動的に変化させたりして、エッジの検出頻度を高めている。しかしながら、このようにエッジ検出の判定レベルを複数にする場合には、図１２（ｂ）に例示した従来のクロック再生回路１０は使用することができず、より複雑で大規模のクロック再生回路が必要になる。
【００１８】
尚、多値伝送符号を用いることなくビット伝送速度を高める手段として、図１１（ｂ）と図１２（ｃ）に示した２位相変位変調（ＢＰＳＫ）を発展させ、４位相変位変調（ＱＰＳＫ）といったように位相変位をさらに細かく分割して、同じ周期Ｔ１の一符号に割り当てるビット数を高める方法がある。しかしながら、該方法では分割した位相ごとに受信波形からデータをサンプリングする必要があり、再生クロックの周波数も位相の分割数に比例して増大してしまう。このため、受信データ信号のサンプリング回路等で信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスを使用することができない。
【００１９】
そこで本発明は、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置であって、従来の簡単なクロック再生回路で安定的なクロック再生が可能であり、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスで構築可能な、高伝送効率のデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１に記載の発明は、送信装置と受信装置が、クロック信号線のないデータ信号線で接続されてなり、前記データ信号線を介して前記受信装置で受信されるデータ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムであって、前記データ信号が、一つの符号の周期がＴ１で、１／Ｔ１のボーレートを有してなり、前記符号に対応した複数の信号電圧レベルおよび該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを有した多値データ信号であって、前記符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する基準復帰信号波形を有してなり、前記受信装置のクロック再生回路において、前記基準電圧レベルと該基準電圧レベルに隣接する前記信号電圧レベルの間に、前記エッジを検出するための一つの判定電圧レベルが設けられてなり、前記多値データ信号から前記エッジを検出して、クロック再生することを特徴としている。
【００２１】
上記デジタル通信システムは、データ信号にタイミング情報を重畳して送信し、受信したデータ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生する、クロック信号線の無いデジタル通信システムである。また、上記デジタル通信システムにおいて使用するデータ信号は、符号に対応した複数の信号電圧レベルを有した多値データ信号である。すなわち、上記デジタル通信システムは、多値伝送符号を用いたデジタル通信システムであり、ビット伝送速度が大きく、高い伝送効率を有したデジタル通信システムであると共に、信頼性やコスト面で優れる低速半導体デバイスで構築可能なデジタル通信システムでもある。
【００２２】
一方、従来の多値伝送符号を用いたデジタル通信システムでは、クロック信号線を無くしてクロック再生する場合、次のような問題があった。すなわち、従来の多値伝送符号を有したデータ信号からクロック再生する場合、判定（電圧）レベルが一つのクロック再生回路では、判定レベルより上の信号（電圧）レベルが続いた領域では遷移（エッジ）が出現しないため、クロック再生できなくなる。また、上記問題を解決するため、エッジ検出の判定レベルを複数にしたり判定レベルを動的に変化させたりしてエッジの検出頻度を高める場合には、判定レベルが一つの従来の簡単なクロック再生回路は使用することができず、より複雑で大規模のクロック再生回路が必要になる。
【００２３】
上記デジタル通信システムは、従来の多値伝送符号を用いるデジタル通信システムにおける上記クロック再生の問題を解決するため、「基準復帰信号波形」と呼ぶ新規なデータ信号の波形を採用している。すなわち、上記デジタル通信システムにおけるデータ信号は、一つの符号の周期がＴ１で１／Ｔ１のボーレートを有しており、符号に対応した複数の信号電圧レベルおよび該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを有した多値データ信号であって、符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した信号電圧レベルと基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する「基準復帰信号波形」を有している。言い換えれば、「基準復帰信号波形」を有する上記データ信号は、一つの符号の周期Ｔ１における前半または後半でそれぞれ信号電圧レベルと基準電圧レベルを取り、符号の周期Ｔ１の中点で信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が発生するように構成されている。このため、上記デジタル通信システムでは、受信装置のクロック再生回路において基準電圧レベルと該基準電圧レベルに隣接する信号電圧レベルの間に一つの判定電圧レベルを設定するだけで、多値の信号電圧レベルをとるデータ信号から、一つの符号の周期Ｔ１毎に必ずエッジを検出することができる。従って、上記デジタル通信システムは、多値伝送符号を用いた高い伝送効率を有するデジタル通信システムであると共に、判定レベルが一つの従来の簡単なクロック再生回路で、データ信号の波形から、ジッタが増大したり同期が外れたりすることのない正確なクロック再生が可能である。
【００２４】
以上のようにして、上記デジタル通信システムは、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムであって、従来の簡単なクロック再生回路で安定的なクロック再生が可能であり、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスで構築可能な、高伝送効率のデジタル通信システムとすることができる。
【００２５】
上記デジタル通信システムにおける前記基準電圧レベルは、請求項２に記載のように、電位が安定している、接地電位であることが好ましい。しかしながらこれに限らず、前記基準電圧レベルは、例えば請求項３に記載のように、前記受信装置の電源電位であってもよい。
【００２６】
上記デジタル通信システムは、例えば請求項４に記載のように、前記符号に対応した信号電圧レベルが、前記周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定されてなり、前記基準電圧レベルが、前記信号電圧レベルと逆の前記前半または後半のもう一方に設定されてなる構成とすることができる。
【００２７】
また、請求項５に記載のように、前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルとを組み合わせて、前記周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定される前記信号電圧レベルと該信号電圧レベルと逆の前記前半または後半のもう一方に設定される前記基準電圧レベルとで、前記符号を構成するようにしてもよい。
【００２８】
先の請求項４に記載の構成では、複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される基準電圧レベルはエッジを発生させるためだけに利用され、複数の信号電圧レベルのそれぞれが各符号に対応する構成となっている。これに対して、請求項５に記載の構成では、複数の信号電圧レベルと基準電圧レベルを組み合わせて、各符号を構成するようにしている。このため、請求項５に記載の構成は、請求項４に記載の構成に較べて、同じ信号電圧レベルの数であってもより多数の符号に対応させることができる。例えば、信号電圧レベルの数を４とした場合、請求項４に記載の構成では一つの符号に２ビットの情報を割り当てることができるのに対し、請求項５に記載の構成では一つの符号に３ビットの情報を割り当てることができる。このため、請求項５に記載の構成は、請求項４に記載の構成に較べて、２倍の伝送効率となる。
【００２９】
上記デジタル通信システムは、例えば請求項６に記載のように、前記多値データ信号から、周波数ｆ０＝２／Ｔ１のクロックを再生する構成とすることができる。
【００３０】
また、請求項７に記載のように、前記多値データ信号から、周波数ｆ１＝１／Ｔ１のクロックを再生する構成とすることもできる。
【００３１】
先の請求項６に記載の構成では、例えば周波数ｆ０＝２／Ｔ１の再生クロックの立ち上りで、データ信号の前半または後半に設定されている信号電圧レベルと基準電圧レベルをサンプリングすることができる。一方、請求項７に記載の構成では、周波数ｆ１＝１／Ｔ１で生成した再生クロックに所定の位相遅延をかけることで、例えば該再生クロックの立ち上りで、データ信号の前半または後半に設定されている信号電圧レベルと基準電圧レベルをサンプリングすることができる。請求項７に記載の構成によれば、再生クロックの周波数を請求項６に記載の構成の１／２にすることができ、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスでの回路構成が容易になる。
【００３２】
以上のようにして、上記デジタル通信システムは、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムであって、従来の簡単なクロック再生回路で安定的なクロック再生が可能であり、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスで構築可能な、高伝送効率のデジタル通信システムとすることができる。
【００３３】
従って、上記デジタル通信システムは、請求項８に記載のように、クロック信号線を無くすだけでなく、車両に搭載するシステムの高機能化に伴ってビット伝送速度が大きな高い伝送効率が必要であると共に、システムを構成する半導体デバイスとして信頼性やコスト面で優れる低速半導体デバイスの使用が要求される、車載用のデジタル通信システムに好適である。
【００３４】
請求項９〜１６に記載の発明は、上記したデジタル通信システムに用いる受信装置の発明である。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、データ信号線を介して受信されるデータ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生する、クロック再生回路を有した受信装置であって、前記データ信号が、一つの符号の周期がＴ１で、１／Ｔ１のボーレートを有してなり、前記符号に対応した複数の信号電圧レベルおよび該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを有した多値データ信号であって、前記符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した前記信号電圧レベルと前記基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する基準復帰信号波形を有してなり、前記クロック再生回路において、前記基準電圧レベルと該基準電圧レベルに隣接する前記信号電圧レベルの間に、前記エッジを検出するための一つの判定電圧レベルが設けられてなり、前記多値データ信号から前記エッジを検出して、クロック再生することを特徴としている。
【００３６】
尚、上記受信装置によって得られる効果は、請求項１で説明したデジタル通信システムの効果と同様であり、その説明は省略する。
【００３７】
また、請求項１０〜１６に記載の受信装置によって得られる効果についても、それぞれ対応する請求項２〜８で説明したデジタル通信システムの効果と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置の概要を説明する図で、（ａ）は、デジタル通信システム５０Ｓに用いる送信装置５０Ｔの一例を示した図であり、（ｂ）は、デジタル通信システム５０Ｓに用いる受信装置５０Ｒの一例を示した図である。
【図２】図１のデジタル通信システム５０Ｓで使用するデータ信号５０の詳細を説明する図で、（ａ）は、データ信号５０の波形とエンコード例を示した図である。また、（ｂ）は、本発明のデジタル通信システムで使用するデータ信号ではないが、参考とするデータ信号９３の波形とエンコード例を示した図である。
【図３】図１と図２（ａ）に示したデータ信号５０からのクロック再生を説明する図で、（ａ）は、受信装置５０Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号５０と再生クロック２０の対応関係を例示したタイムチャートである。
【図４】多値基準復帰データ信号５０と信号電圧レベルの数が異なる別の多値基準復帰データ信号を示す図で、（ａ）は、１６の信号電圧レベルを有する多値基準復帰データ信号５０ａの波形とエンコード例を示した図であり、（ｂ）は、２つの信号電圧レベルを有する多値基準復帰データ信号５０ｂの波形とエンコード例を示した図である。
【図５】多値基準復帰データ信号５０と基準電圧レベルが異なる別の多値基準復帰データ信号を示す図で、多値基準復帰データ信号５０ｃの波形とエンコード例を示した図である。
【図６】図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０を受信する別の受信装置を示した図で、（ａ）は、受信装置５１Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号５０から再生される再生クロック２１ａおよびクロック２１ｂの対応関係を例示したタイムチャートである。
【図７】多値基準復帰データ信号５０と異なる別の多値基準復帰データ信号を示す図で、多値基準復帰データ信号６０の波形とエンコード例を示した図である。
【図８】図７に示す多値基準復帰データ信号６０の受信装置６０Ｒを示す図で、（ａ）は、受信装置６０Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、多値基準復帰データ信号６０と再生クロック２０の対応関係を例示したタイムチャートである。
【図９】図７の多値基準復帰データ信号６０を受信する別の受信装置を示した図で、（ａ）は、受信装置６１Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号６０と再生クロック２１ａおよびクロック２１ｂ，２１ｃの対応関係を例示したタイムチャートである。
【図１０】図７の多値基準復帰データ信号６０を受信する別の受信装置を示した図で、（ａ）は、受信装置６２Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号６０と再生クロック２１ａおよびクロック２１ｂの対応関係を例示したタイムチャートである。
【図１１】（ａ）は、２値の一般的なデータ信号９１の波形とエンコード例を示した図であり、（ｂ）は、２位相変位変調（ＢＰＳＫ）のデータ信号９０の波形とエンコード例を示した図である。
【図１２】図１１（ｂ）のＢＰＳＫを例としたクロック再生を説明する図で、（ａ）は、受信装置９０Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）にあるクロック再生回路１０の構成例を示したブロック図である。また、（ｃ）は、ＢＰＳＫのデータ信号９０と再生クロック２０の対応関係を例示したタイムチャートである。
【図１３】多値伝送符号を用いたデジタル通信システムにおけるクロック再生の問題を説明する図で、（ａ）は、多値（４値）の一般的なデータ信号９２の波形とエンコード例を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）と同じデータ信号９２の波形について、エッジ検出の判定レベルを複数とした場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明は、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生する、デジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置に関する。以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。
【００４０】
図１は、本発明に係るデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置の概要を説明する図で、（ａ）は、デジタル通信システム５０Ｓに用いる送信装置５０Ｔの一例を示した図であり、（ｂ）は、デジタル通信システム５０Ｓに用いる受信装置５０Ｒの一例を示した図である。
【００４１】
図２は、図１のデジタル通信システム５０Ｓで使用するデータ信号５０の詳細を説明する図で、（ａ）は、データ信号５０の波形とエンコード例を示した図である。また、図２（ｂ）は、本発明のデジタル通信システムで使用するデータ信号ではないが、参考とするデータ信号９３の波形とエンコード例を示した図である。
【００４２】
また、図３は、図１と図２（ａ）に示したデータ信号５０からのクロック再生を説明する図で、（ａ）は、受信装置５０Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号５０と再生クロック２０の対応関係を例示したタイムチャートである。
【００４３】
尚、図１（ｂ）と図３（ａ）に示す受信装置５０Ｒにおいて、図１２（ａ）に示した受信装置９０Ｒと同様の部分については、同じ符号を付した。
【００４４】
図１に示すデジタル通信システム５０Ｓは、送信装置５０Ｔと受信装置５０Ｒがクロック信号線のないデータ信号線ＤＬで接続されており、データ信号線ＤＬを介して受信装置５０Ｒで受信されるデータ信号５０からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムである。また、デジタル通信システム５０Ｓで用いるデータ信号５０は、後で図２において詳細説明するように、「多値基準復帰データ信号」と名付けた新規な信号波形を有するデータ信号となっている。
【００４５】
図１のデジタル通信システム５０Ｓにおける送信装置５０Ｔでは、所定のビット数で「１」と「０」の２値をとる２値符号データを多値符号化器４２で多値符号データに変換し、該多値符号化されたデータ信号にクロック発生器４１で生成するクロック成分を入れ込んで、多値基準復帰データ信号５０として送信する。受信装置５０Ｒでは、受信した多値基準復帰データ信号５０から、クロック再生回路１０で再生クロック２０を生成する。ラッチ回路３０では、受信したデータ信号５０を再生クロック２０によってラッチし、２値復号化器３１で、多値符号データから２値符号データに変換する。
【００４６】
図２（ａ）に示すように、多値基準復帰データ信号５０は、一つの符号の周期がＴ１で１／Ｔ１のボーレートを有しており、符号に対応した複数の信号電圧レベル（図２（ａ）では、１Ｖ，２Ｖ，３Ｖ，４Ｖからなる４つの信号レベル）および該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベル（図２（ａ）では、接地電位（ＧＮＤ）０Ｖの基準レベル）を有した多値データ信号（図２（ａ）では、４値データ信号）である。図２（ａ）に例示する多値基準復帰データ信号５０では、図中の表に示したように、２ビットの２値符号データが、４値符号データにエンコードされている。また、多値基準復帰データ信号５０は、図２（ａ）の信号波形に示すように、符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した信号電圧レベルと基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する、「基準復帰信号波形」を有している。言い換えれば、図２（ａ）に示す多値基準復帰データ信号５０の例では、一つの符号の周期Ｔ１における前半のＴ０（＝Ｔ１／２）で２ビットの２値符号に対応した信号レベルが付与されており、後半のＴ０で基準電圧レベルに復帰させている。逆に、多値基準復帰データ信号として、一つの符号の周期Ｔ１における前半のＴ０を基準電圧レベルとし、後半のＴ０で２ビットの２値符号に対応した信号レベルを付与するようにしてもよい。
【００４７】
一方、図２（ｂ）に示すデータ信号９３は、図１のデジタル通信システム５０Ｓで用いるデータ信号ではない。図２（ｂ）のデータ信号９３は、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０と同様に、一つの符号の周期Ｔ１における前半のＴ１／２＝Ｔ０で、２ビットの２値符号に対応した信号レベルが付与されている。しかしながら、図２（ｂ）のデータ信号９３は、符号に対応した４つの信号電圧レベルの範囲外に設定される基準電圧レベルを有しておらず、一つの符号の周期Ｔ１における後半のＴ１／２＝Ｔ０で、信号レベル１に復帰するように構成されている。従って、図２（ｂ）のデータ信号９３は、周期Ｔ１の中点に信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が存在せず、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０のように「基準復帰信号波形」を有するものではない。
【００４８】
図３（ａ）に示す受信装置５０Ｒのフロントエンドの構成は、図１２（ａ）に示した従来の受信装置９０Ｒのフロントエンドの構成と同じである。従って、図３（ａ）にあるクロック再生回路１０についても、図１２（ｂ）に例示したクロック再生回路１０の構成と同じであってよい。図３（ａ）と図１２（ａ）とでは、それぞれの受信するデータ信号５０とデータ信号９０だけが異なっている。
【００４９】
図３（ａ）に示す受信装置５０Ｒのクロック再生回路１０においては、図２（ａ）と図３（ｂ）に示したように、基準電圧レベル（図では０Ｖ）と該基準電圧レベルに隣接する信号電圧レベル（図では１Ｖ）の間に、前述した符号の周期Ｔ１の中点に存在する遷移（エッジ）を検出するための図中に一点鎖線で示した一つの判定電圧レベルが設けられている。これによって、受信装置５０Ｒのクロック再生回路１０では、多値データ信号である多値基準復帰データ信号５０から前記エッジを検出して、下向きの長い破線矢印で示したように、周波数ｆ０＝１／Ｔ０＝２／Ｔ１のクロック２０を生成する。そして、上向きの短い破線矢印で示したように、該周波数ｆ０の再生クロック２０の一つ置きの立ち上りで、多値基準復帰データ信号５０の前半に付与されている信号レベルがサンプリングされ、該信号レベルに対応した図中の表の符号にデコードデータされて、受信データが読み出される。
【００５０】
以上のように、図１〜図３で例示したデジタル通信システム５０Ｓは、データ信号５０にタイミング情報を重畳して送信し、受信したデータ信号５０からタイミング情報を抽出してクロック再生する、クロック信号線の無いデジタル通信システムである。また、上記デジタル通信システム５０Ｓにおいて使用するデータ信号５０は、符号に対応した複数の信号電圧レベルを有した多値データ信号である。すなわち、上記デジタル通信システム５０Ｓは、多値伝送符号を用いたデジタル通信システムであり、ビット伝送速度が大きく、高い伝送効率を有したデジタル通信システムであると共に、信頼性やコスト面で優れる低速半導体デバイスで構築可能なデジタル通信システムでもある。
【００５１】
一方、従来の多値伝送符号を用いたデジタル通信システムでは、クロック信号線を無くしてクロック再生する場合、次のような問題があった。すなわち、図１３（ａ）で説明したように、従来の多値伝送符号を有したデータ信号９２からクロック再生する場合、判定（電圧）レベルが一つのクロック再生回路１０では、判定レベルより上の信号（電圧）レベルが続いた領域では遷移（エッジ）が出現しないため、クロック再生できなくなる。また、上記問題を解決するため、図１３（ｂ）で説明したように、エッジ検出の判定レベルを複数にしたり判定レベルを動的に変化させたりしてエッジの検出頻度を高める場合には、判定レベルが一つの従来の簡単なクロック再生回路１０は使用することができず、より複雑で大規模のクロック再生回路が必要になる。
【００５２】
図１〜図３で例示したデジタル通信システム５０Ｓは、従来の多値伝送符号を用いるデジタル通信システムにおける上記クロック再生の問題を解決するため、「基準復帰信号波形」と呼ぶ新規なデータ信号５０の波形を採用している。すなわち、上記デジタル通信システム５０Ｓにおけるデータ信号５０は、一つの符号の周期がＴ１で１／Ｔ１のボーレートを有しており、符号に対応した複数の信号電圧レベルおよび該複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを有した多値データ信号であって、符号の周期Ｔ１の間で、該符号に対応した信号電圧レベルと基準電圧レベルの電圧値を取り、該信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が周期Ｔ１の中点に存在する「基準復帰信号波形」を有している。言い換えれば、「基準復帰信号波形」を有する上記データ信号５０は、一つの符号の周期Ｔ１における前半または後半でそれぞれ信号電圧レベルと基準電圧レベルを取り、符号の周期Ｔ１の中点で信号電圧レベルと基準電圧レベルの遷移（エッジ）が発生するように構成されている。このため、上記デジタル通信システム５０Ｓでは、受信装置５０Ｒのクロック再生回路１０において基準電圧レベルと該基準電圧レベルに隣接する信号電圧レベルの間に一つの判定電圧レベルを設定するだけで、多値の信号電圧レベルをとるデータ信号５０から、一つの符号の周期Ｔ１毎に必ずエッジを検出することができる。従って、上記デジタル通信システム５０Ｓは、多値伝送符号を用いた高い伝送効率を有するデジタル通信システムであると共に、判定レベルが一つの従来の簡単なクロック再生回路１０で、データ信号５０の波形から、ジッタが増大したり同期が外れたりすることのない正確なクロック再生が可能である。
【００５３】
以上のようにして、上記デジタル通信システム５０Ｓは、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムであって、従来の簡単なクロック再生回路で安定的なクロック再生が可能であり、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスで構築可能な、高伝送効率のデジタル通信システムとすることができる。
【００５４】
次に、上記したデジタル通信システム５０Ｓおよびそれに用いる受信装置５０Ｒの変形例について説明する。
【００５５】
図４は、上記した多値基準復帰データ信号５０と信号電圧レベルの数が異なる別の多値基準復帰データ信号を示す図で、（ａ）は、１６の信号電圧レベルを有する多値基準復帰データ信号５０ａの波形とエンコード例を示した図であり、（ｂ）は、２つの信号電圧レベルを有する多値基準復帰データ信号５０ｂの波形とエンコード例を示した図である。
【００５６】
図２（ａ）に示した多値基準復帰データ信号５０は、４つの信号電圧レベルと一つの基準電圧レベルを有したデータ信号であった。該多値基準復帰データ信号５０は、周期Ｔ１の一つの符号に２ビットのデータを付与することができる。従って、ボーレートはＢ１＝１／Ｔ１（＝１／２Ｔ０）で、ビット伝送速度（ｂｐｓ）は２Ｂ１である。このビット伝送速度は、図１１（ｂ）に示したＢＰＳＫの２倍のビット伝送速度である。
【００５７】
一方、図４（ａ）に示す多値基準復帰データ信号５０ａは、１６の信号電圧レベルと一つの基準電圧レベルを有したデータ信号であり、周期Ｔ１の一つの符号に４ビットのデータを付与することができる。従って、ビット伝送速度（ｂｐｓ）は４Ｂ１で、図２（ａ）に示した多値基準復帰データ信号５０の２倍のビット伝送速度、図１１（ｂ）に示したＢＰＳＫの４倍のビット伝送速度である。このように、多値基準復帰データ信号を用いるデジタル通信システムでは、信号電圧レベルの数を多く設定することにより、同じボーレート（従って同じ再生クロックの周波数）でビット伝送速度を大きすることができ、高い伝送効率を有したデジタル通信システムとすることができる。
【００５８】
尚、多値基準復帰データ信号は、図４（ｂ）に示す多値基準復帰データ信号５０ｂのように、２の信号電圧レベルと一つの基準電圧レベルを有したデータ信号であってもよい。図４（ｂ）の多値基準復帰データ信号５０ｂは、図１１（ｂ）のＢＰＳＫのデータ信号９０と同じで、周期Ｔ１の一つの符号に１ビットのデータを付与することができる。従って、ビット伝送速度も、ＢＰＳＫのデータ信号９０と同じ１Ｂ１である。
【００５９】
尚、図４（ａ），（ｂ）に９示す多値基準復帰データ信号５０ａ，５０ｂについても、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０と同様に、安定的なクロック再生ができることは言うまでもない。
【００６０】
図５は、上記した多値基準復帰データ信号５０と基準電圧レベルが異なる別の多値基準復帰データ信号を示す図で、多値基準復帰データ信号５０ｃの波形とエンコード例を示した図である。
【００６１】
図２（ａ）に示した多値基準復帰データ信号５０は、複数の信号電圧レベル（１Ｖ，２Ｖ，３Ｖ，４Ｖ）の範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを、接地電位（ＧＮＤ＝０Ｖ）としていた。これに対して、図５に示す多値基準復帰データ信号５０ｃは、複数の信号電圧レベル（１Ｖ，２Ｖ，３Ｖ，４Ｖ）の範囲外に設定される一つの基準電圧レベルを、受信装置の電源電位（ＶＤＤ＝５Ｖ）としている。
【００６２】
接地電位は、電位が安定しているため、上記多値基準復帰データ信号の基準電圧レベルとして好適である。しかしながらこれに限らず、上記多値基準復帰データ信号において複数の信号電圧レベルの範囲外に設定される基準電圧レベルは、図５の多値基準復帰データ信号５０ｃのように、受信装置の電源電位であってもよい。
【００６３】
図６は、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０を受信する別の受信装置を示した図で、（ａ）は、受信装置５１Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号５０から再生される再生クロック２１ａおよびクロック２１ｂの対応関係を例示したタイムチャートである。尚、図６（ａ）に示す受信装置５１Ｒにおいて、図３（ａ）に示した受信装置５０Ｒと同様の部分については、同じ符号を付した。
【００６４】
図３（ａ）に示した受信装置５０Ｒは、多値データ信号５０から、クロック再生回路１０で周波数ｆ０＝１／Ｔ０＝２／Ｔ１の再生クロック２０を生成する構成であった。そして、該周波数ｆ０＝２／Ｔ１の再生クロック２０の一つ置きの立ち上りで、データ信号５０の前半に設定されている信号電圧レベルをサンプリングしていた。これに対して、図６（ａ）に示す受信装置５１Ｒは、同じ多値データ信号５０から、図６（ｂ）において下向きの長い破線矢印で示したように、周波数ｆ１＝１／Ｔ１＝ｆ０／２のクロック２１ａを再生するように構成したものである。
【００６５】
図６（ａ）の受信装置５１Ｒでは、データ信号５０がクロック再生回路１１に伝達され、ここで周波数ｆ１＝１／Ｔ１＝ｆ０／２の再生クロック２１ａが生成される。その後、位相遅延回路１２ａで、位相が９０°遅れたクロック２１ｂに変換される。図６（ａ）のラッチ回路３０ａでは、該クロック２１ｂによってデータ信号５０がラッチされ、図６（ｂ）において上向きの短い破線矢印で示したように、周波数ｆ１のクロック２１ｂの立ち上りで、データ信号５０の一符号における前半の信号レベルがサンプリングされ、該信号レベルに対応した図中の表の符号にデコードデータされて、受信データが読み出される。
【００６６】
図７は、上記した多値基準復帰データ信号５０と異なる別の多値基準復帰データ信号を示す図で、多値基準復帰データ信号６０の波形とエンコード例を示した図である。
【００６７】
また、図８は、図７に示す多値基準復帰データ信号６０の受信装置６０Ｒを示す図で、（ａ）は、受信装置６０Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、多値基準復帰データ信号６０と再生クロック２０の対応関係を例示したタイムチャートである。尚、図８（ａ）に示す受信装置６０Ｒにおいて、図３（ａ）に示した受信装置５０Ｒと同様の部分については、同じ符号を付した。
【００６８】
図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０の例では、一つの符号の周期Ｔ１における前半のＴ０で２ビットの２値符号に対応した信号レベルが付与されており、後半のＴ０で基準電圧レベルに復帰させていた。
【００６９】
図７に示す多値基準復帰データ信号６０も、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０と同様に、１Ｖ，２Ｖ，３Ｖ，４Ｖからなる４つの信号電圧レベルと、接地電位０Ｖの一つの基準電圧レベルを有している。しかしながら、図７の多値基準復帰データ信号６０は、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０と異なり、図中のエンコード表に示すように、４つの信号電圧レベルにおける各信号電圧レベルと基準電圧レベルとを組み合わせて、周期Ｔ１の中点より前半または後半のいずれか一方に設定される信号電圧レベルと該信号電圧レベルと逆の前半または後半のもう一方に設定される基準電圧レベルとで、各符号を構成するようにしている。
【００７０】
このように、先の図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０の構成では、４つの信号電圧レベルの範囲外に設定される基準電圧レベルがエッジを発生させるためだけに利用され、４つの信号電圧レベルのそれぞれが各符号に対応する構成となっている。これに対して、図７の多値基準復帰データ信号６０の構成では、４つの信号電圧レベルと基準電圧レベルを組み合わせて、各符号を構成するようにしている。このため、図７の多値基準復帰データ信号６０の構成は、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０の構成に較べて、同じ４つの信号電圧レベルの数であっても、より多数の符号に対応させることができる。すなわち、信号電圧レベルの数を同じ４とした場合であっても、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０の構成では一つの符号に２ビットの情報を割り当てることができるのに対し、図７の多値基準復帰データ信号６０の構成では一つの符号に３ビットの情報を割り当てることができる。このため、図７の多値基準復帰データ信号６０の構成は、図２（ａ）の多値基準復帰データ信号５０の構成に較べて、２倍の伝送効率となる。
【００７１】
図８（ａ）に示す受信装置６０Ｒのフロントエンドの構成も、図３（ａ）に示した受信装置５０Ｒと同様で、図１２（ａ）に示した従来の受信装置９０Ｒのフロントエンドの構成と同じである。従って、図８（ａ）にあるクロック再生回路１０についても、図１２（ｂ）に例示したクロック再生回路１０の構成と同じであってよい。図８（ａ）と図３（ａ），図１２（ａ）とでは、それぞれの受信するデータ信号６０とデータ信号５０，９０だけが異なっている。
【００７２】
図８（ａ）に示す受信装置６０Ｒのクロック再生回路１０においては、図７と図８（ｂ）に示したように、基準電圧レベル（図では０Ｖ）と該基準電圧レベルに隣接する信号電圧レベル（図では１Ｖ）の間に、符号の周期Ｔ１の中点に存在する遷移（エッジ）を検出するための図中に一点鎖線で示した一つの判定電圧レベルが設けられている。これによって、受信装置６０Ｒのクロック再生回路１０では、多値データ信号である多値基準復帰データ信号６０から前記エッジを検出して、下向きの長い破線矢印で示したように、周波数ｆ０＝１／Ｔ０＝２／Ｔ１のクロック２０を生成する。そして、上向きの短い破線矢印で示したように、該周波数ｆ０の再生クロック２０の各立ち上りで、多値基準復帰データ信号６０の周期Ｔ１の前半電圧レベルと後半電圧レベルがサンプリングされ、該前半電圧レベルと後半電圧レベルに対応した図中の表の符号にデコードデータされて、受信データが読み出される。
【００７３】
図９は、図７の多値基準復帰データ信号６０を受信する別の受信装置を示した図で、（ａ）は、受信装置６１Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号６０と再生クロック２１ａおよびクロック２１ｂ，２１ｃの対応関係を例示したタイムチャートである。尚、図９（ａ）に示す受信装置６１Ｒにおいて、図６（ａ）に示した受信装置５１Ｒと同様の部分については、同じ符号を付した。
【００７４】
図８（ａ）に示した受信装置６０Ｒは、多値データ信号６０から、クロック再生回路１０で周波数ｆ０＝１／Ｔ０＝２／Ｔ１の再生クロック２０を生成する構成であった。そして、該周波数ｆ０＝２／Ｔ１の再生クロック２０の各立ち上りで、データ信号６０の電圧レベルと後半電圧レベルをサンプリングしていた。これに対して、図９（ａ）に示す受信装置６１Ｒは、同じ多値データ信号６０から、図９（ｂ）において下向きの長い破線矢印で示したように、周波数ｆ１＝１／Ｔ１＝ｆ０／２のクロック２１ａを再生するように構成したものである。
【００７５】
図９（ａ）の受信装置６１Ｒでは、データ信号６０がクロック再生回路１１に伝達され、ここで周波数ｆ１＝１／Ｔ１＝ｆ０／２の再生クロック２１ａが生成される。該再生クロック２１ａは、ノードＮ２で分岐されて、一方が位相遅延回路１２ａで位相が９０°遅れたクロック２１ｂに変換され、もう一方が位相遅延回路１２ｂで位相が２７０°遅れたクロック２１ｃに変換される。図９（ａ）のラッチ回路３０ａでは、クロック２１ｂによってデータ信号６０がラッチされ、図９（ｂ）において上向きの短い破線矢印で示したように、周波数ｆ１のクロック２１ｂの立ち上りで、データ信号６０の一符号における前半電圧レベルがサンプリングされる。また、図９（ａ）のラッチ回路３０ｂでは、図９（ｂ）において上向きの短い破線矢印で示したように、クロック２１ｃによってデータ信号６０がラッチされ、周波数ｆ１のクロック２１ｃの立ち上りで、データ信号６０の一符号における後半電圧レベルがサンプリングされる。図９（ａ）の組み合わせ回路３２では、上記のようにしてサンプリングされた一符号における前半電圧レベルと後半電圧レベルが組み合わされて、ラッチ回路３０ｃで正確なタイミングの受信データとして読み出される。
【００７６】
図１０も、図７の多値基準復帰データ信号６０を受信する別の受信装置を示した図で、（ａ）は、受信装置６２Ｒのフロントエンドを示したブロック図であり、（ｂ）は、データ信号６０と再生クロック２１ａおよびクロック２１ｂの対応関係を例示したタイムチャートである。尚、図１０（ａ）に示す受信装置６２Ｒにおいて、図９（ａ）に示した受信装置６１Ｒと同様の部分については、同じ符号を付した。
【００７７】
図１０（ａ）に示す受信装置６２Ｒも、図９（ａ）に示した受信装置６１Ｒと同様に、
図１０（ｂ）において下向きの長い破線矢印で示したように、多値データ信号６０から周波数ｆ１＝１／Ｔ１＝ｆ０／２のクロック２１ａを再生するように構成したものである。
【００７８】
図１０（ａ）の受信装置６２Ｒでは、データ信号６０がクロック再生回路１１に伝達され、ここで周波数ｆ１＝１／Ｔ１＝ｆ０／２の再生クロック２１ａが生成される。該再生クロック２１ａは、位相遅延回路１２ａで位相が９０°遅れたクロック２１ｂに変換される。図１０（ａ）のラッチ回路３０ａでは、クロック２１ｂによってデータ信号６０がラッチされ、図１０（ｂ）において上向きの短い破線矢印で示したように、周波数ｆ１のクロック２１ｂの立ち上りで、データ信号６０の一符号における前半電圧レベルがサンプリングされる。また、図１０（ａ）に示すように、ノードＮ３で分岐されたクロック２１ｂがラッチ回路３０ｄへ反転して入力され、図１０（ｂ）において上向きの短い破線矢印で示したように、周波数ｆ１のクロック２１ｂの立ち下がりで、データ信号６０の一符号における後半電圧レベルがサンプリングされる。図１０（ａ）の組み合わせ回路３２では、上記のようにしてサンプリングされた一符号における前半電圧レベルと後半電圧レベルが組み合わされて、ラッチ回路３０ｃで正確なタイミングの受信データとして読み出される。
【００７９】
多値基準復帰データ信号５０を受信する図３（ａ）の受信装置５０Ｒおよび多値基準復帰データ信号６０を受信する図８（ａ）の受信装置６０Ｒからわかるように、上記したデジタル通信システムは、多値データ信号５０，６０から、周波数ｆ０＝２／Ｔ１のクロックを再生する構成とすることができる。また、多値基準復帰データ信号５０を受信する図６（ａ）の受信装置５１Ｒおよび多値基準復帰データ信号６０を受信する図９（ａ），図１０（ａ）の受信装置６１Ｒ，６２Ｒからわかるように、上記したデジタル通信システムは、同じ多値データ信号５０，６０から、周波数ｆ１＝１／Ｔ１のクロックを再生する構成とすることもできる。
【００８０】
先の図３（ａ）の受信装置５０Ｒおよび図８（ａ）の受信装置６０Ｒの構成では、例えば周波数ｆ０＝２／Ｔ１の再生クロックの立ち上りで、データ信号の前半または後半に設定されている信号電圧レベルと基準電圧レベルをサンプリングすることができる。一方、後の図６（ａ）の受信装置５１Ｒおよび図９（ａ），図１０（ａ）の受信装置６１Ｒ，６２Ｒの構成では、周波数ｆ１＝１／Ｔ１で生成した再生クロックに所定の位相遅延をかけることで、例えば該再生クロックの立ち上りで、データ信号の前半または後半に設定されている信号電圧レベルと基準電圧レベルをサンプリングすることができる。後の構成によれば、再生クロックの周波数を先の構成の１／２にすることができ、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスでの回路構成が容易になる。
【００８１】
以上のようにして、上記デジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置は、受信データ信号からタイミング情報を抽出してクロック再生するデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置であって、従来の簡単なクロック再生回路で安定的なクロック再生が可能であり、信頼性やコスト面に優れる低速半導体デバイスで構築可能な、高伝送効率のデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置とすることができる。
【００８２】
従って、上記デジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置は、クロック信号線を無くすだけでなく、車両に搭載するシステムの高機能化に伴ってビット伝送速度が大きな高い伝送効率が必要であると共に、システムを構成する半導体デバイスとして信頼性やコスト面で優れる低速半導体デバイスの使用が要求される、車載用のデジタル通信システムおよびそれに用いる受信装置として好適である。
【符号の説明】
【００８３】
５０Ｓ  デジタル通信システム
５０Ｔ  送信装置
５０Ｒ，５１Ｒ，６０Ｒ，６１Ｒ，６２Ｒ  受信装置
５０，５０ａ〜５０ｃ，６０  （多値基準復帰）データ信号
１０，１１  クロック再生回路
２０，２１ａ  （再生）クロック
【図１】
2012023638.tif 000003
【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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