專利名稱：相位比較電路和鎖相環(huán)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相位比較電路和鎖相環(huán)電路。
某些電子設(shè)備，如VTR(磁帶錄像機(jī))、放盤機(jī)和通信設(shè)備，包括一個用于從再生的或收到的信息信號中產(chǎn)生時(shí)鐘信號的裝置。產(chǎn)生的時(shí)鐘信號用作與信息信號中數(shù)據(jù)的檢測相關(guān)的時(shí)序控制。在這樣的時(shí)鐘信號產(chǎn)生裝置中使用一個PLL(鎖相環(huán))電路是公知的。
遵循部分響應(yīng)類4的PCM—VTR的再生側(cè)包括一個波形均衡器，它從再生的信息信號中去除碼間干撓分量。波形均衡器將再生的信息信號處理為基本上沒有碼間干撓的3電平信息信號。波形均衡器后隨一個部分響應(yīng)檢測器和一個時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路，它們相互并聯(lián)。部分響應(yīng)檢測器將3電平信息信號轉(zhuǎn)換為雙電平信息信號(一個二進(jìn)制信息信號或一個數(shù)字信息信號)。時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路從三電平信息信號中恢復(fù)或產(chǎn)生一個時(shí)鐘信號。在部分響應(yīng)檢測器和時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路之后的D觸發(fā)器在由所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號確定的時(shí)序上對雙電平信息信號進(jìn)行抽樣并保持。抽樣和保持處理導(dǎo)致從雙電平信息信號中抽取或恢復(fù)原數(shù)據(jù)(信息)。
在上述PCM—VTR的再生側(cè)，在波形均衡器和D觸發(fā)器之間有兩個不同的信號傳輸通路。信號傳輸通路之一包括部分響應(yīng)檢測器，而另一個信息傳輸通路包括時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路。因?yàn)樾盘杺鬏斖废嗷ゲ煌?，所以在出現(xiàn)在信號傳輸通路的輸出端的信號的相位之間存在差值。為補(bǔ)償這樣的相位差，將一個信號延遲裝置設(shè)置在信號傳輸通路的一個上。
在回放處理期間，再生速度的變化引起與再生信息信號有關(guān)的數(shù)據(jù)速率(數(shù)據(jù)傳輸速率)的改變。在上述PCM—VTR的再生側(cè)，當(dāng)與再生信息信號有關(guān)的數(shù)據(jù)速率改變時(shí)，難于維持對相位差的適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進(jìn)的PLL電路。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種能用于PLL裝置的改進(jìn)的相位比較電路。
本發(fā)明第一方面提供一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)和檢測信號脈沖的后沿之間的時(shí)間間隔；以及與第二裝置和第三裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第四裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
本發(fā)明的第二方面提供一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)和緊隨時(shí)鐘信號第一選通點(diǎn)的時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號的第四裝置，該第三控制信號表示與時(shí)鐘信號周期的一半相同、并從時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)開始的時(shí)間間隔；以及與第二裝置、第三裝置和第四裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號、由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號和由第四裝置產(chǎn)生的第三控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第五裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
本發(fā)明第三方面提供一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的第三裝置，當(dāng)檢測信號的脈沖的后沿在緊隨時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)的時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號，當(dāng)時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)在檢測信號脈沖后沿之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號和第四控制信號，第二控制信號表示在時(shí)鐘信號第一選通點(diǎn)與檢測信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔，第三控制信號表示在時(shí)鐘信號第一選通點(diǎn)與時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，第四控制信號表示與時(shí)鐘信號周期的一半相同、并從時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)開始的時(shí)間間隔；以及與第二裝置和第三裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號、或響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第三和第四控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第四裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
本發(fā)明第四方面提供一種相位比較電路，包括a)多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平；以及b)多個相位比較部分，分別在信號檢測器之后，并分別處理由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號；其中每個相位比較部分包括b1)用于響應(yīng)相關(guān)的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第一裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿與緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；b2)用于響應(yīng)相關(guān)的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號的第二裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)與檢測信號脈沖的后沿之間的時(shí)間間隔；以及b3)與第一裝置和第二裝置相連的、用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第二裝置產(chǎn)生的第二控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第三裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
本發(fā)明第五方面是以本發(fā)明第一方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第四裝置包括一個電荷泵電路。
本發(fā)明第六方面提供一種鎖相環(huán)電路，包括用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號的第一裝置；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)輸入信號和由第一裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在輸入信號脈沖前沿與緊隨輸入信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘信號和輸入信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)與輸入信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔；與第二裝置和第三裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第四裝置，該相位誤差信號表示在由第一裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘信號相位與輸入信號相位之間的差；以及用于響應(yīng)由第四裝置產(chǎn)生的相位誤差信號控制時(shí)鐘信號相位的第五裝置。
本發(fā)明第七方面提供一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的第三裝置，當(dāng)檢測信號脈沖的后沿在緊隨時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)的時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號，當(dāng)時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)在檢測信號脈沖的后沿之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號和時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號和第四控制信號，第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)與檢測信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔，第三控制信號表示在時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)與時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，第四控制信號表示在檢測信號脈沖后沿與緊隨檢測信號脈沖后沿的時(shí)鐘信號的第三選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；以及與第二裝置和第三裝置相連的第四裝置，用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號以及(1)由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號和(2)由第三裝置產(chǎn)生的第三和第四控制信號組合中的一個產(chǎn)生相位誤差信號，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
本發(fā)明第八方面提供一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號和時(shí)鐘信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在檢測信號脈沖的后沿與緊隨檢測信號脈沖后沿的時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號的第四裝置，該第三控制信號表示與時(shí)鐘信號周期相同的時(shí)間間隔；以及與第二裝置、第三裝置和第四裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號、由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號和由第四裝置產(chǎn)生的第三控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第五裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
本發(fā)明第九方面是以本發(fā)明第二方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
本發(fā)明第十方面是以本發(fā)明第三方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置和第三裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
本發(fā)明第十一方面是以本發(fā)明第七方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置和第三裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
本發(fā)明第十二方面是以本發(fā)明第八方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置和第三裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
本發(fā)明第十三方面是以本發(fā)明第二方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第五裝置包括一個電荷泵電路。
本發(fā)明第十四方面是以本發(fā)明第三方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第四裝置包括一個電荷泵電路。
本發(fā)明第十五方面是以本發(fā)明第七方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第四裝置包括一個電荷泵電路。
本發(fā)明第十六方面是以本發(fā)明第八方面為基礎(chǔ)的，并提供一種相位比較電路，其中第五裝置包括一個電荷泵電路。
本發(fā)明第十七方面提供一種鎖相環(huán)電路，包括根據(jù)本發(fā)明第二方面的相位比較電路。
本發(fā)明第十八方面提供一種鎖相環(huán)電路，包括根據(jù)本發(fā)明第三方面的相位比較電路。
本發(fā)明第十九方面提供一種鎖相環(huán)電路，包括根據(jù)本發(fā)明第七方面的相位比較電路。
本發(fā)明第二十方面提供一種鎖相環(huán)電路，包括根據(jù)本發(fā)明第八方面的相位比較電路。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的包括PLL電路和相位比較器的信息再生裝置的框圖；圖2是圖1的裝置中信號的時(shí)域圖；圖3是圖1的裝置中相位比較器的框圖；圖4是圖3的相位比較器中信號的時(shí)域圖；圖5是圖1的裝置中電荷泵電路的圖；圖6是圖1的裝置中信號的時(shí)域圖；圖7是圖1的裝置中信號的時(shí)域圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的信息再生裝置一部分的框圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方式的相位比較器的框圖；圖10是圖9的相位比較器中信號的時(shí)域圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施方式的相位比較器的框圖12是圖11的相位比較器中信號的時(shí)域圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施方式的相位比較器的框圖；圖14是圖13的相位比較器中信號的時(shí)域圖。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的裝置。參照圖1，由再生頭12可從磁帶10讀出遵循部分響應(yīng)類4(PR4)的信息信號。再生頭12后面跟隨一個再生放大器14和一個波形均衡器16。波形均衡器16的輸出側(cè)與延遲線(一個延遲裝置)18的輸入端連接。波形均衡器16的輸出側(cè)也與模擬加法器20的第一輸入端連接。延遲線18的輸出端接至模擬加法器20的第二輸入端。模擬加法器20的輸出端與信號檢測器22和24的輸入端連接，信號檢測器22和24后面跟隨一個鎖相環(huán)(PLL)電路26和一個信號再生電路28。
該P(yáng)LL電路26包括相位比較器30和32、一個電荷泵電路40、一個環(huán)路濾波器42和一個VCO(電壓控制振蕩器)44。電荷泵電路40具有一個或門34、一個或非門36和一個積分器(一個模擬加法器)38。相位比較器30和32的第一輸入端分別與信號檢測器22和24的輸出端連接。相位比較器30和32的第二輸入端共同連接到VCO44的輸出端。相位比較器30具有一個充電信號C1的輸出端，同或門34的第一輸入端連接。同樣，相位比較器30具有一個放電信號D1的輸出端，同或非門36的第一輸入端連接。相位比較器32具有一個充電信號C2的輸出端，同或門34的第二輸入端連接。同樣，相位比較器32具有一個放電信號D2的輸出端，同或非門36的第二輸入端連接。或門34的輸出端接至積分器38的第一輸入端?；蚍情T36的輸出端接至積分器38的第二輸入端。積分器38的輸出端與環(huán)路濾波器42的輸入端連接。環(huán)路濾波器42的輸出端接至VCO44的控制端。VCO44的輸出端與信號再生電路28的時(shí)鐘輸入端連接。在后文將會清楚，VCO44輸出再生的時(shí)鐘信號。
再生放大器14輸出再生的信息信號，該信號經(jīng)波形均衡器16和延遲線18傳輸至模擬加法器20。延遲線18用于將波形均衡器16的輸出信號延遲與時(shí)鐘周期(時(shí)鐘信號的周期)T相等的時(shí)間。模擬加法器20對波形均衡器16和延遲線18的輸出信號進(jìn)行求和或相加。相加所得信號，即模擬加法器20的輸出信號，在每個信息傳輸時(shí)間點(diǎn)具有三個不同電平之一。這樣，模擬加法器20的輸出信號可在三個不同電平之間改變。
現(xiàn)在假設(shè)波形均衡器16的輸出信號具有如圖2部分(A)所示的波形。在這種情形下，模擬加法器20的輸出信號構(gòu)成如圖2部分(B)所示的三電平信號。特別地，模擬加法器20的輸出信號可在三個不同電平“+A”、“0”和“-A”之間改變。記錄側(cè)(未示出)對將要記錄到磁帶10上的信息信號執(zhí)行預(yù)編碼。預(yù)編碼是如此設(shè)計(jì)的，使得模擬加法器20的輸出信號的電平“+A”和“-A”與二進(jìn)制數(shù)字信號的邏輯值“H”相應(yīng)，而電平“0”與二進(jìn)制數(shù)字信號的邏輯值“L”相應(yīng)。應(yīng)注意到，邏輯值“H”和“L”分別與邏輯狀態(tài)“1”和“0”一致。
信號檢測器22和24接收模擬加法器20的輸出信號。信號檢測器22用于檢測模擬加法器20的輸出信號的電平“+A”。信號檢測器24用于檢測模擬加法器20的輸出信號的電平“-A”。特別地，信號檢測器22包括一個比較器，它對模擬加法器20的輸出信號和與電平“+A”相應(yīng)的預(yù)定限幅電平(見圖2部分(B))進(jìn)行比較。信號檢測器22中的比較器輸出高電平數(shù)據(jù)，其波形如圖2部分(C)所示。信號檢測器24包括一個比較器，它對模擬加法器20的輸出信號和與電平“-A”相應(yīng)的預(yù)定限幅電平(見圖2部分(B))進(jìn)行比較。信號檢測器24中的比較器輸出低電平數(shù)據(jù)，其波形如圖2部分(D)所示。
PLL電路26中的相位比較器30和32相互相同。相位比較器30和32分別從信號檢測器22和24接收高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)。
如圖3所示，相位比較器30(或相位比較器32)包括D觸發(fā)器50、56和62，與門52、54、58、60和64，或門66，以及緩沖器68。從信號檢測器22輸出的高電平數(shù)據(jù)(或從信號檢測器24輸出的低電平數(shù)據(jù))加到D觸發(fā)器50的D輸入端以及與門52和54的第一輸入端。D觸發(fā)器50的非反相輸出端Q與與門52的第二輸入端、D觸發(fā)器56的D輸入端以及與門58的第一輸入端連接。D觸發(fā)器50的反相輸出端QN與與門54的第二輸入端連接。與門52的輸出端接至與門60的第一輸入端。與門54的輸出端接至或門66的第一輸入端。D觸發(fā)器56的非反相輸出端Q與與門58的第二輸入端連接。D觸發(fā)器56的反相輸出端QN與與門60的第二輸入端連接。與門60輸出放電信號D1(或D2)。與門58的輸出端與D觸發(fā)器62的D輸入端以及與門64的第一輸入端連接。D觸發(fā)器62的反相輸出端QN與與門64的第二輸入端連接。與門64的輸出端接至或門66的第二輸入端。或門66輸出充電信號C1(或C2)。緩沖器68的輸入端從VCO44接收再生的時(shí)鐘信號。緩沖器68的非反相輸出端與D觸發(fā)器50和56的時(shí)鐘輸入端連接。再生的時(shí)鐘信號經(jīng)緩沖器68傳輸?shù)紻觸發(fā)器50和56。緩沖器68的反相輸出端與D觸發(fā)器62的時(shí)鐘輸入端連接。再生時(shí)鐘信號的反相信號從緩沖器68送入D觸發(fā)器62。
相位比較器30和32在工作上類似。因此，只描述相位比較器30的工作。加到緩沖器68的再生時(shí)鐘信號具有如圖4部分(A)所示的波形。從信號檢測器22送入D觸發(fā)器50和與門52、54的高電平數(shù)據(jù)具有如圖4部分(B)所示的波形。該高電平數(shù)據(jù)，在再生的時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器50鎖存。這樣，D觸發(fā)器50在其非反相輸出端Q出現(xiàn)的輸出信號具有如圖4部分(C)所示的波形。D觸發(fā)器50的Q輸出信號(見圖4部分(C))，在再生時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器56鎖存。這樣，D觸發(fā)器56在其非反相輸出端Q出現(xiàn)的輸出信號具有如圖4部分(D)所示的波形。
與門52執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)(見圖4部分(B))與D觸發(fā)器50的Q輸出信號(見圖4部分(C))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖4部分(E)所示波形的信號。D觸發(fā)器50在其反相輸出端QN出現(xiàn)的輸出信號作用到與門54。與門54執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)(見圖4部分(B))與D觸發(fā)器50的QN輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖4部分(F)所示波形的信號。與門58執(zhí)行D觸發(fā)器50的Q輸出信號(見圖4部分(C))與D觸發(fā)器56的Q輸出信號(見圖4部分(D))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖4部分(G)所示波形的信號。D觸發(fā)器56在其反相輸出端QN出現(xiàn)的輸出信號作用到與門60。與門60執(zhí)行D觸發(fā)器56的QN輸出信號與與門52的輸出信號(見圖4部分(E))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖4部分(K)所示波形的信號。與門60的輸出信號(見圖4部分(K))構(gòu)成放電信號D1。
與門58的輸出信號(見圖4部分(G))，在再生時(shí)鐘信號的反相信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生時(shí)鐘信號中出現(xiàn)下降沿或負(fù)向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器62鎖存。這樣，D觸發(fā)器62在其非反相輸出端Q出現(xiàn)的輸出信號具有如圖4部分(H)所示的波形。另一方面，D觸發(fā)器62在其反相輸出端QN出現(xiàn)的輸出信號與其Q輸出信號的反相信號一致。與門64執(zhí)行D觸發(fā)器62的QN輸出信號與與門58的輸出信號(見圖4部分(G))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖4部分(I)所示波形的信號?；蜷T66執(zhí)行與門54的輸出信號(見圖4部分(F))與與門64的輸出信號(見圖4部分(I))之間的“或”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖4部分(J)所示波形的信號?；蜷T66的輸出信號(見圖4部分(J))構(gòu)成充電信號C1。
相位比較器32從信號檢測器24接收低電平數(shù)據(jù)。相位比較器32，響應(yīng)再生時(shí)鐘信號，以與相位比較器30對高電平數(shù)據(jù)的處理方式類似的方式，處理低電平數(shù)據(jù)。從而，相位比較器32響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)產(chǎn)生并輸出充電信號C2和放電信號D2。
現(xiàn)在更詳細(xì)地說明電荷泵電路40。如圖5所示，電荷泵電路40中的或門34包括一個或元件34A和一個緩沖器34B。或元件34A的第一和第二輸入端分別從相位比較器30和32接收充電信號C1和C2。或元件34A的輸出端接至緩沖器34B的輸入端。緩沖器34B的輸出端經(jīng)電阻R1與電荷泵電路40中的運(yùn)算放大器38A的反相輸入端連接。電荷泵電路40中的或非門36包括一個或元件36A和一個反相器36B?；蛟?6A的第一和第二輸入端分別從相位比較器30和32接收放電信號D1和D2?；蛟?6A的輸出端接至反相器36B的輸入端。反相器36B的輸出端經(jīng)電阻R2與運(yùn)算放大器38A的反相輸入端連接。
如圖5所示，電荷泵電路40包括一個緩沖器38C和一個反相器38D，它們分別與緩沖器34B和反相器36B等效。緩沖器38C和反相器38D的輸入端接地。緩沖器38C的輸出端經(jīng)與電阻R1等效的電阻R3與運(yùn)算放大器38A的非反相輸入端連接。反相器38D的輸出端經(jīng)與電阻R2等效的電阻R4與運(yùn)算放大器38A的非反相輸入端連接。電容38B連接在運(yùn)算放大器38A的輸出端與運(yùn)算放大器38A的反相輸入端之間。于是，運(yùn)算放大器38A和電容38B組成一個積分器，與電荷泵電路40中的積分器38相應(yīng)。運(yùn)算放大器38A的輸出端，即積分器38的輸出端，與環(huán)路濾波器42(見圖1)的輸入端連接。
充電信號C1和C2經(jīng)或元件34A、緩沖器34B和電阻R1傳輸至運(yùn)算放大器38A。放電信號D1和D2經(jīng)或元件36A、反相器36B和電阻R2傳輸至運(yùn)算放大器38A。充電信號C1和C2以及放電信號D1和D2的反相信號在電阻R1和R2之間的連接點(diǎn)由模擬加法處理組合為合成充電/放電信號，然而該合成充電/放電信號到達(dá)運(yùn)算放大器38A的反相輸入端。運(yùn)算放大器38A的輸出信號電壓(即，積分器38的電壓)響應(yīng)充電信號C1或C2的每個有效脈沖而增加。運(yùn)算放大器38A的輸出信號電壓(即，積分器38的電壓)響應(yīng)放電信號D1或D2的每個有效脈沖而減少。在充電信號和放電信號分別如圖4部分(J)和(K)所示變化的情形下，作用到運(yùn)算放大器38A的合成充電/放電信號具有如圖4部分(L)所示的波形。運(yùn)算放大器38A響應(yīng)合成充電/放電信號執(zhí)行對電容38B的充和放電過程。運(yùn)算放大器38A的輸出信號(即，積分器38的輸出信號)構(gòu)成電荷泵電路40的輸出信號，該信號送入環(huán)路濾波器42(見圖1)。
參照圖1，信號再生電路28分別從信號檢測器22和24接收高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)。信號再生電路28從PLL電路26中的VCO44接收再生的時(shí)鐘信號。信號再生電路28包括一個或門，它執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)與低電平數(shù)據(jù)之間的“或”運(yùn)算。信號再生電路28還包括一個用于響應(yīng)再生時(shí)鐘信號對或門的輸出信號進(jìn)行鎖存、并將或門的輸出信號轉(zhuǎn)換為原雙電平數(shù)字信號的裝置(例如，一個D觸發(fā)器)。
現(xiàn)在描述圖1的裝置的總體操作。遵循部分響應(yīng)類4(PR4)的信息信號由再生頭12從磁帶10上讀出。讀出的信息信號(再生的信息信號)從再生頭12輸出至再生放大器14，由再生放大器14增強(qiáng)。增強(qiáng)所得的信息信號從再生放大器14加到波形均衡器16。增強(qiáng)所得的信息由波形均衡器16處理。具體地，波形均衡器16從增強(qiáng)所得信息信號中去除碼間干撓分量。從波形均衡器16輸出的信息信號作為未延遲信息信號直接加到模擬加法器20。從波形均衡器16輸出的信息信號通過延遲線18傳輸，被延遲一個時(shí)鐘周期T。延遲所得的信息信號作為延遲的信息信號從延遲線18加到模擬加法器20。未延遲的信息信號和延遲的信息信號由模擬加法器20進(jìn)行相加。相加所得信息信號從模擬加法器20送到信號檢測器22和24。如前所述，相加所得信息信號分別由信號檢測器22和24轉(zhuǎn)換為高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)。高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)從信號檢測器22和24分別加到PLL電路26中的相位比較器30和32。相位比較器30響應(yīng)高電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號通過比較高電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號的相位而產(chǎn)生并輸出充電信號C1和放電信號D1。相位比較器32響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號通過比較低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號的相位而產(chǎn)生并輸出充電信號C2和放電信號D2。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對短使得每個有效脈沖的寬度僅含有再生時(shí)鐘信號的一個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件下，模擬加法器20的輸出信號具有如圖6部分(A)所示的波形。另外，從信號檢測器22輸出的高電平數(shù)據(jù)具有如圖6部分(B)所示的波形，而從信號檢測器24輸出的低電平數(shù)據(jù)具有如圖6部分(C)所示的波形?，F(xiàn)在假設(shè)再生時(shí)鐘信號具有如圖6部分(D)所示的波形。在這些條件下，由或門34提供的充電信號C1和C2的組合具有如圖6部分(E)所示的波形。另一方面，由或非門36提供的放電信號D1和D2的組合具如圖6部分(F)所示的波形。
在圖6的條件下，充電信號C1和C2的組合(見圖6部分(E))的第一個有效脈沖CA的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖6部分(B))的第一個上升沿EA1引起。第一個有效充電脈沖CA(見圖6部分(E))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖6部分(B))中第一上升沿EA1的出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖6部分(D))的一個選通點(diǎn)SPA引起。同樣，充電信號C1和C2的組合(見圖6部分(E))中的第二個有效脈沖或后一個有效脈沖的前沿和后沿由高電平數(shù)據(jù)(或低電平數(shù)據(jù))的上升沿和再生時(shí)鐘信號的一個選通點(diǎn)確定。
在圖6的條件下，放電信號D1和D2的組合(見圖6部分(F))的反相信號的第一個有效脈沖DA的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖6部分(D))的選通點(diǎn)SPA引起。第一個有效放電脈沖DA(見圖6部分(F))的后沿由緊隨再生時(shí)鐘信號(見圖6部分(D))的選通點(diǎn)SPA之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖6部分(B))中的第一下降沿EA2引起。同樣，放電信號D1和D2的組合(見圖6部分(F))的反相信號中的第二個有效脈沖或后一個有效脈沖的前沿和后沿由再生時(shí)鐘信號的一個選通點(diǎn)和高電平數(shù)據(jù)(或低電平數(shù)據(jù))的下降沿確定。
充電信號C1和C2的組合從或門34送入積分器38。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在充電信號C1和C2的組合中每個有效脈沖的寬度(所占有的時(shí)域范圍)與放電信號D1和D2的組合的反相信號中每個有效脈沖的寬度(所占有的時(shí)域范圍)之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。
在圖6的條件下，充電信號C1和C2的組合中的有效脈沖CA和放電信號D1和D2的組合的反相信號中的有效脈沖DA由積分器38相加，使得表示有效脈沖CA和DA之間的寬度(脈寬)的差值的信號從積分器38輸出。該差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述相位誤差。在圖6的條件下，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在如圖6部分(D)所示方向FA上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對長使得每個有效脈沖的寬度含有再生時(shí)鐘信號的兩個或多個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件下，模擬加法器20的輸出信號具有如圖7部分(A)所示的波形。另外，從信號檢測器22輸出的高電平數(shù)據(jù)具有如圖7部分(B)所示的波形，而從信號檢測器24輸出的低電平數(shù)據(jù)具有如圖7部分(C)所示的波形?，F(xiàn)在假設(shè)再生時(shí)鐘信號具有如圖7部分(D)所示的波形。在這些條件下，由或門34提供的充電信號C1和C2的組合具有如圖7部分(E)所示的波形。另一方面，由或非門36提供的放電信號D1和D2的組合具如圖7部分(F)所示的波形。
在圖7的條件下，充電信號C1和C2的組合(見圖7部分(E))的第一個有效脈沖CB1的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖7部分(B))的第一個上升沿EB1引起。第一個有效充電脈沖CB1(見圖7部分(E))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖7部分(B))中第一上升沿EB1的出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖7部分(D))的一個選通點(diǎn)SPB1引起。另一方面，放電信號D1和D2(見圖7部分(F))的組合的反相信號中的第一有效脈沖DB1的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖7部分(D))的選通點(diǎn)SPB1引起。第一有效放電脈沖DB1(見圖7部分(F))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖7部分(D))的后一個選通點(diǎn)SPB2引起。充電信號C1和C2的組合(見圖7部分(E))中的第二有效脈沖CB2的前沿與第一有效放電脈沖DB1(見圖7部分(F))的后沿同時(shí)發(fā)生。第二有效充電脈沖CB2(見圖7部分(E))的寬度與再生時(shí)鐘信號(見圖7部分(D))的周期的一半相等。同樣，在充電信號C1和C2的組合(見圖7部分(E))中產(chǎn)生第三或后一個有效脈沖CC1和CC2，而在放電脈沖D1和D2的組合(見圖7部分(F))的反相信號中產(chǎn)生第二有效脈沖DC1。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到積分器38。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。在圖7的條件下，積分器38用于從有效充電脈沖CB1和CB2(見圖7部分(E))的寬度總和中減去有效放電脈沖DB1(見圖7部分(F))的寬度。因?yàn)橛行Х烹娒}沖DB1的寬度與再生時(shí)鐘信號的周期相等，而有效充電脈沖CB2的寬度與再生時(shí)鐘信號的周期的一半相等，所以有效放電脈沖DB1的寬度的一半在積分器38所作的減法中由有效充電脈沖CB2的寬度消除。因此，積分器38檢測有效充電脈沖CB1的寬度與有效放電脈沖DB1寬度的一半之間的差值。當(dāng)再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在有效充電脈沖CB1的寬度與有效放電脈沖DB1寬度的一半之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。
在圖7條件的后一級，有效充電脈沖CC1和CC2以及有效放電脈沖DC1由積分器38相加，使得從積分器38輸出表示有效放電脈沖DC1的寬度與有效充電脈沖CC1和CC2的寬度總和之間的差值的信號。該差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述相位誤差。在圖7的條件下，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在如圖7部分(D)所示方向FB上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
第二實(shí)施方式圖8示出的本發(fā)明的第二實(shí)施方式部分除了以下所指出的設(shè)計(jì)改變之外與圖1的實(shí)施方式類似。
圖8的實(shí)施方式設(shè)計(jì)用來處理不遵循部分響應(yīng)類4(PR4)的n電平信息信號，其中“n”指與3不同的預(yù)定自然數(shù)。
圖8的實(shí)施方式包括與圖1的信號檢測器22和24相應(yīng)的信號檢測器SD1、SD2、SD3、…和SDn－1。信號檢測器SD1、SD2、SD3、…和SDn－1在模擬加法器20(見圖1)之后。信號檢測器SD1、SD2、SD3、…和SDn－1被設(shè)計(jì)用來分別檢測模擬加法器20的輸出信號的不同電平。
圖8的實(shí)施方式包括與圖1的相位比較器30和32相應(yīng)的相位比較器PC1、PC2、PC3、…和PCn－1。相位比較器PC1、PC2、PC3、…和PCn－1分別在信號檢測器SD1、SD2、SD3、…和SDn－1之后。相位比較器PC1、PC2、PC3、…和PCn－1的每一個響應(yīng)相關(guān)的相位檢測器的輸出信號向電荷泵電路84輸出一個充電信號和一個放電信號。電荷泵電路84相應(yīng)于圖1的電荷泵電路。從相位比較器PC1、PC2、PC3、…和PCn－1輸出的充電信號和放電信號由電荷泵電路84相加或積分。所得的電荷泵電路84輸出信號送入環(huán)路濾波器42(見圖1)。
第三實(shí)施方式本發(fā)明的第三實(shí)施方式除了以下指出的設(shè)計(jì)改變之外與圖1的實(shí)施方式類似。
第三實(shí)施方式被設(shè)計(jì)用來處理遵循PR(1)或PR(1，-1)的信息信號，其中PR是指部分響應(yīng)。信號檢測器22和24(見圖1)之一和相位比較器30和32(見圖1)之一可從第一實(shí)施方式(第三實(shí)施方式)略去。
第四實(shí)施方式本發(fā)明的第四實(shí)施方式除了第四實(shí)施方式被設(shè)計(jì)為一種盤裝置或一種數(shù)字傳輸裝置之外與圖1的實(shí)施方式類似。
第五實(shí)施方式本發(fā)明第五實(shí)施方式除下述另外的裝置之外與圖1實(shí)施方式類似。
第五實(shí)施方式包括一個加到圖5電荷泵電路40上的頻率檢測電路。該頻率檢測電路檢測再生時(shí)鐘信號的頻率，并比較再生時(shí)鐘信號的頻率和給定頻率范圍。當(dāng)再生時(shí)鐘信號的頻率高于給定頻率范圍的上限時(shí)，頻率檢測電路將放電輸入側(cè)置為高電平。當(dāng)再生時(shí)鐘信號的頻率低于給定頻率范圍的下限時(shí)時(shí)，頻率檢測電路將充電輸入側(cè)置為高電平。
在第五實(shí)施方式中，頻率檢測電路使能與PLL電路相關(guān)的較寬的同步范圍和較短的同步時(shí)間。
第六實(shí)施方式本發(fā)明的第六實(shí)施方式除下述設(shè)計(jì)改變之外與圖1的實(shí)施方式類似。第六實(shí)施方式包括相位比較器130和132，分別代替圖1的相位比較器30和32。
相位比較器130和132相互相同。相位比較器130和132分別從信號檢測器22和24(見圖1)接收高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)。
如圖9所示，相位比較器130(或相位比較器132)包括一個緩沖器150、D觸發(fā)器152和158、與門154、156、160和162以及一個或門164。緩沖器150的輸入端從信號檢測器22接收高電平數(shù)據(jù)(或從信號檢測器24接收低電平數(shù)據(jù))。緩沖器150的非反相輸出端與D觸發(fā)器152的D輸入端和與門154和156的第一輸入端連接。緩沖器150的反相輸出端與與門160的第一輸入端連接。D觸發(fā)器152的非反相輸出端Q與與門154和160的第二輸入端以及D觸發(fā)器158的D輸入端連接。D觸發(fā)器152的反相輸出端QN與與門156的第二輸入端連接。與門154的輸出端接至與門162的第一輸入端。與門156的輸出端接至或門164的第一輸入端。D觸發(fā)器158的非反相輸出端Q與與門160的第三輸入端連接。D觸發(fā)器158的反相輸出端QN與與門162的第二輸入端連接。與門162向電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)輸出一個放電信號D1或D2。與門160的輸出端接到或門164的第二輸入端，或門164向電荷泵電路40中的或門34(見圖1)輸出一個充電信號C1或C2。D觸發(fā)器152和158的時(shí)鐘輸入端從VCO44(見圖1)接收再生時(shí)鐘信號。
相位比較器130和132工作上類似。因此，現(xiàn)在只描述相位比較器130的工作。加到D觸發(fā)器152和158的再生時(shí)鐘信號具有如圖10部分(A)所示的波形。從信號檢測器22(見圖1)送到緩沖器150的高電平數(shù)據(jù)具有如圖10部分(B)所示的波形。高電平數(shù)據(jù)流過緩沖器150，然后到達(dá)D觸發(fā)器152。該高電平數(shù)據(jù)，在再生的時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器152鎖存。這樣，D觸發(fā)器152在其非反相輸出端Q出現(xiàn)的輸出信號具有如圖10部分(C)所示的波形。D觸發(fā)器152的Q輸出信號(見圖10部分(C))，在再生時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器158鎖存。這樣，D觸發(fā)器158在其非反相輸出端Q的輸出信號具有如圖10部分(D)所示的波形。
高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))在通過緩沖器150之后到達(dá)與門154和156。D觸發(fā)器152的Q輸出信號(見圖10部分(C))加到與門154。與門154執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))與D觸發(fā)器152的Q輸出信號(見圖10部分(C))之間的“與”運(yùn)算。與門154的輸出信號加到與門162。D觸發(fā)器158出現(xiàn)在其反相輸出端QN的輸出信號加到與門162。與門162執(zhí)行與門154的輸出信號與D觸發(fā)器158的QN輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖10部分(F)所示波形的信號。與門162的輸出信號構(gòu)成放電信號D1。
D觸發(fā)器152出現(xiàn)在其反相輸出端QN的輸出信號加到與門156。與門156執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))與D觸發(fā)器152的QN輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖10部分(G)所示波形的信號。與門156的輸出信號加到或門164。
緩沖器150將高電平數(shù)據(jù)的反相信號輸出至與門160。D觸發(fā)器152和158的Q輸出信號送入與門160。與門160執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)的反相信號與D觸發(fā)器152和158的Q輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖10部分(E)所示波形的信號。與門164的輸出信號加到或門164?；蜷T164執(zhí)行與門156的輸出信號(見圖10部分(G))與與門160的輸出信號(見圖10部分(E))之間的“或”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖10部分(H)所示波形的信號。或門164的輸出信號構(gòu)成充電信號C1。
相位比較器132從信號檢測器24(見圖1)接收低電平數(shù)據(jù)。相位比較器132響應(yīng)再生時(shí)鐘信號以與相位比較器130處理高電平數(shù)據(jù)相同的方式處理低電平數(shù)據(jù)。從而，相位比較器132響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)產(chǎn)生并輸出充電信號C2和放電信號D2。
在放電信號和充電信號分別如圖10部分(F)和(H)所示變化的情形下，加到運(yùn)算放大器38A(見圖5)的合成充電/放電信號具有如圖10部分(I)所示的波形。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對短使得每個有效脈沖的寬度僅含有再生時(shí)鐘信號的一個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件的一個例子出現(xiàn)在圖10的間隔T1期間。在圖10的間隔T1期間，充電信號C1(見圖10部分(H))的有效脈沖CA1的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))的第一上升沿EA1引起。有效充電脈沖CA1(見圖10部分(H))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))中出現(xiàn)第一上升沿EA1時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的一個選通點(diǎn)SPA1引起。另一方面，放電信號D1(見圖10部分(F))的有效脈沖DA1的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的選通點(diǎn)SPA1引起。有效放電脈沖DA1(見圖10部分(F))的后沿由緊隨再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的選通點(diǎn)SPA1點(diǎn)之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))的第一下降沿EA2引起。
類似地，響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號產(chǎn)生充電信號C2和放電信號D2的有效脈沖。
相位比較器130和132將充電信號C1和C2輸出到電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。充電信號C1和C2的組合由或門34提供。相位比較器130和132將放電信號D1和D2輸出到電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號由或非門36提供。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到電荷泵電路40中的積分器38(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在充電信號C1和C2的組合中每個有效脈沖的寬度(所占有的時(shí)域范圍)與放電信號D1和D2的組合的反相信號中每個有效脈沖的寬度(所占有的時(shí)域范圍)之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42(見圖1)送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。
在圖10的間隔T1期間，有效充電脈沖CA1(見圖10部分(H))和有效放電脈沖DA1(見圖10部分(F))的反相信號由積分器38相加，使得表示有效脈沖CA1和DA1之間的寬度(脈寬)的差值的信號從積分器38輸出。該差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述相位誤差。在圖10的間隔T1期間，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在如圖10部分(A)所示方向FA1上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對長使得每個有效脈沖的寬度含有再生時(shí)鐘信號的兩個或多個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件的一個例子出現(xiàn)在圖10的間隔T2期間。在圖10的間隔T2期間，充電信號C1(見圖10部分(H))的有效脈沖CA2的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))的上升沿EA3引起。有效充電脈沖CA2(見圖10部分(H))的后沿由緊隨高電平(見圖10部分(B))上升沿EA3出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的選通點(diǎn)SPA2引起。另一方面，放電信號D1(見圖10部分(F))的有效脈沖DA2的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的選通點(diǎn)SPA2引起。有效放電脈沖DA2(見圖10部分(F))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的后一選通點(diǎn)引起。充電信號C1(見圖10部分(H))的后一有效脈沖CA3的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))的下降沿EA4引起。有效充電脈沖CA3的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖10部分(B))中下降沿EA4的出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖10部分(A))的選通點(diǎn)SPA3引起。
類似地，響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號產(chǎn)生充電信號C2和放電信號D2的有效脈沖。
相位比較器130和132將充電信號C1和C2輸出到電荷泵電路40中的或門34。充電信號C1和C2的組合由或門34提供。相位比較器130和132將放電信號D1和D2輸出到電荷泵電路40中的或非門36。放電信號D1和D2的組合的反相信號由或非門36提供。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到電荷泵電路40中的積分器38。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。在圖10的間隔T2期間，積分器38用于從有效充電脈沖CA2和CA3(見圖10部分(H))的寬度總和中減去有效放電脈沖DA2(見圖10部分(F))的寬度。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在有效放電脈沖DA2的寬度與有效充電脈沖CA2和CA3的寬度總和之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。在圖10的間隔T2期間，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在如圖10部分(A)所示方向FA2上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
第七實(shí)施方式本發(fā)明的第七實(shí)施方式除下述設(shè)計(jì)改變之外與圖1的實(shí)施方式類似。第七實(shí)施方式包括相位比較器230和232，分別代替圖1的相位比較器30和32。
相位比較器230和232相互相同。相位比較器230和232分別從信號檢測器22和24(見圖1)接收高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)。
如圖11所示，相位比較器230(或相位比較器232)包括一個緩沖器200、D觸發(fā)器202和206、與門204、208和210以及一個或門212。緩沖器200的輸入端從信號檢測器22接收高電平數(shù)據(jù)(或從信號檢測器24接收低電平數(shù)據(jù))。緩沖器200的非反相輸出端與D觸發(fā)器202的D輸入端和與門204的第一輸入端連接。緩沖器200的反相輸出端與與門210的第一輸入端連接。D觸發(fā)器202的非反相輸出端Q與與門210的第二輸入端、D觸發(fā)器206的D輸入端和與門208的第一輸入端連接。D觸發(fā)器202的反相輸出端QN與與門204的第二輸入端連接。與門204的輸出端接至或門212的第一輸入端。與門210的輸出端接至或門212的第二輸入端。或門212將充電信號C1或C2輸出至電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。D觸發(fā)器206的反相輸出端QN與與門208的第二輸入端連接。與門208向電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)輸出一個放電信號D1或D2。D觸發(fā)器202和206的時(shí)鐘輸入端從VCO44(見圖1)接收再生時(shí)鐘信號。
相位比較器230和232工作上類似。因此，現(xiàn)在只描述相位比較器230的工作。加到D觸發(fā)器202和206的再生時(shí)鐘信號具有如圖12部分(A)所示的波形。從信號檢測器22(見圖1)送到緩沖器200的高電平數(shù)據(jù)具有如圖12部分(B)所示的波形。高電平數(shù)據(jù)流過緩沖器200，然后到達(dá)D觸發(fā)器202。該高電平數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，在再生的時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器202鎖存。這樣，D觸發(fā)器202在其非反相輸出端Q出現(xiàn)的輸出信號具有如圖12部分(C)所示的波形。D觸發(fā)器202的Q輸出信號(見圖12部分(C))，在再生時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器206鎖存。這樣，D觸發(fā)器206在其非反相輸出端Q的輸出信號具有如圖12部分(D)所示的波形。
高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))在通過緩沖器200之后到達(dá)與門204。D觸發(fā)器202在其反相輸出端QN出現(xiàn)的輸出信號加到與門204。與門204執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))與D觸發(fā)器202的QN輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖12部分(E)所示波形的信號。緩沖器200將高電平數(shù)據(jù)的反相信號輸出到與門210。D觸發(fā)器202的Q輸出信號(見圖12部分(C))加到與門210。與門210執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)的反相信號與D觸發(fā)器202的Q輸出信號(見圖12部分(C))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖12部分(F)所示波形的信號。與門204的輸出信號(見圖12部分(E))加到或門212。與門210的輸出信號(見圖12部分(F))加到或門212。或門212執(zhí)行與門204的輸出信號(見圖12部分(E))與與門210的輸出信號(見圖12部分(F))之間的“或”運(yùn)算。或門212的輸出信號構(gòu)成充電信號C1。D觸發(fā)器202的Q輸出信號(見圖12部分(C))加到與門208。D觸發(fā)器206出現(xiàn)在其反相輸出端QN的輸出信號加到與門208。與門208執(zhí)行D觸發(fā)器202的Q輸出信號(見圖12部分(C))與D觸發(fā)器206的QN輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖12部分(G)所示波形的信號。與門208的輸出信號構(gòu)成放電信號D1。
相位比較器232從信號檢測器24(見圖1)接收低電平數(shù)據(jù)。相位比較器232響應(yīng)再生時(shí)鐘信號以與相位比較器230處理高電平數(shù)據(jù)相同的方式處理低電平數(shù)據(jù)。從而，相位比較器232響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)產(chǎn)生并輸出充電信號C2和放電信號D2。
在放電信號和充電信號分別如圖12部分(E)、(F)和(G)所示變化的情形下，加到運(yùn)算放大器38A(見圖5)的合成充電/放電信號具有如圖12部分(H)所示的波形。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對短使得每個有效脈沖的寬度僅含有再生時(shí)鐘信號的一個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件的一個例子出現(xiàn)在圖12的間隔T1期間。在圖12的間隔T1期間，充電信號C1(見圖12部分(E))的有效脈沖CB1的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))的第一上升沿EB1引起。有效充電脈沖CB1(見圖12部分(E))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))中出現(xiàn)第一上升沿EB1時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的一個選通點(diǎn)SPB1引起。另一方面，放電信號D1(見圖12部分(G))的有效脈沖DB1的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB1引起。有效放電脈沖DB1(見圖12部分(G))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的后一選通點(diǎn)SPB2引起。充電信號C1(見圖1 2部分(F))的下一有效脈沖CB2的前沿由緊隨再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB1之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))的第一下降沿EB2引起。有效充電脈沖CB2(見圖12部分(F))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB2引起。
類似地，響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號產(chǎn)生充電信號C2和放電信號D2的有效脈沖。
相位比較器230和232將充電信號C1和C2輸出到電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。充電信號C1和C2的組合由或門34提供。相位比較器230和232將放電信號D1和D2輸出到電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號由或非門36提供。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到電荷泵電路40中的積分器38。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。在圖12的間隔T1期間，積分器38用于從有效充電脈沖CB1和CB2(見圖12部分(E)和(F))的寬度總和中減去有效放電脈沖DB1(見圖12部分(G))的寬度。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在有效放電脈沖DB1的寬度與有效充電脈沖CB1和CB2的寬度總和之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。在圖12的間隔T1期間，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在如圖12部分(A)所示方向FB1上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對長使得每個有效脈沖的寬度含有再生時(shí)鐘信號的兩個或多個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件的一個例子出現(xiàn)在圖12的間隔T2期間。在圖12的間隔T2期間，充電信號C1(見圖12部分(E))的有效脈沖CB3的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))的上升沿EB3引起。有效充電脈沖CB3(見圖12部分(E))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))上升沿EB3出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB3引起。另一方面，放電信號D1(見圖12部分(G))的有效脈沖DB2的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB3引起。有效放電脈沖DB1(見圖12部分(G))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的后一選通點(diǎn)SPB4引起。充電信號C1(見圖12部分(F))的下一有效脈沖CB4的前沿由隨在再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB4之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))的下降沿EB4引起。有效充電脈沖CB4(見圖12部分(F))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖12部分(B))中下降沿EB4的出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖12部分(A))的選通點(diǎn)SPB5引起。
類似地，響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號產(chǎn)生充電信號C2和放電信號D2的有效脈沖。
相位比較器230和232將充電信號C1和C2輸出到電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。充電信號C1和C2的組合由或門34提供。相位比較器230和232將放電信號D1和D2輸出到電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號由或非門36提供。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到電荷泵電路40中的積分器38。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。在圖12的間隔T2期間，積分器38用于從有效充電脈沖CB3和CB4(見圖12部分(E)和(F))的寬度總和中減去有效放電脈沖DB2(見圖12部分(G))的寬度。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在有效放電脈沖DB2的寬度與有效充電脈沖CB3和CB4的寬度總和之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。在圖12的間隔T2期間，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在減小以上所指差值的方向上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
第八實(shí)施方式本發(fā)明的第八實(shí)施方式除下述設(shè)計(jì)改變之外與圖1的實(shí)施方式類似。第八實(shí)施方式包括相位比較器330和332，分別代替圖1的相位比較器30和32。
相位比較器330和332相互相同。相位比較器330和332分別從信號檢測器22和24(見圖1)接收高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)。
如圖13所示，相位比較器330(或相位比較器332)包括一個緩沖器300、D觸發(fā)器302和306、與門304、308和310以及一個或門312。緩沖器300的輸入端從信號檢測器22接收高電平數(shù)據(jù)(或從信號檢測器24接收低電平數(shù)據(jù))。緩沖器300的非反相輸出端與D觸發(fā)器302的D輸入端和與門304的第一輸入端連接。緩沖器300的反相輸出端與與門310的第一輸入端連接。D觸發(fā)器302的非反相輸出端Q與與門310的第二輸入端、D觸發(fā)器306的D輸入端連接。D觸發(fā)器302的反相輸出端QN與與門304的第二輸入端和與門308的第一輸入端連接。與門304的輸出端接至或門312的第一輸入端。與門310的輸出端接至或門312的第二輸入端?；蜷T312將充電信號C1或C2輸出至電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。D觸發(fā)器306的非反相輸出端Q與與門308的第二輸入端連接。與門308向電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)輸出一個放電信號D1或D2。D觸發(fā)器302和306的時(shí)鐘輸入端從VCO44(見圖1)接收再生時(shí)鐘信號。
相位比較器330和332工作上類似。因此，現(xiàn)在只描述相位比較器330的工作。加到D觸發(fā)器302和306的再生時(shí)鐘信號具有如圖14部分(A)所示的波形。從信號檢測器22(見圖1)送到緩沖器300的高電平數(shù)據(jù)具有如圖14部分(B)所示的波形。高電平數(shù)據(jù)流過緩沖器300，然后到達(dá)D觸發(fā)器302。該高電平數(shù)據(jù)，在再生的時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器302鎖存。這樣，D觸發(fā)器302在其非反相輸出端Q出現(xiàn)的輸出信號具有如圖14部分(C)所示的波形。D觸發(fā)器302的Q輸出信號(見圖14部分(C))，在再生時(shí)鐘信號的每個選通點(diǎn)(即，在再生的時(shí)鐘信號中出現(xiàn)上升沿或正向沿的每個時(shí)刻)，由D觸發(fā)器306鎖存。這樣，D觸發(fā)器306在其非反相輸出端Q的輸出信號具有如圖14部分(D)所示的波形。
高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))在通過緩沖器300之后到達(dá)與門304。D觸發(fā)器302在其反相輸出端QN出現(xiàn)的輸出信號加到與門304。與門304執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))與D觸發(fā)器302的QN輸出信號之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖14部分(E)所示波形的信號。緩沖器300將高電平數(shù)據(jù)的反相信號輸出到與門310。D觸發(fā)器302的Q輸出信號(見圖14部分(C))加到與門310。與門310執(zhí)行高電平數(shù)據(jù)的反相信號與D觸發(fā)器302的Q輸出信號(見圖14部分(C))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖14部分(F)所示波形的信號。與門304的輸出信號(見圖14部分(E))加到或門312。與門310的輸出信號(見圖14部分(F))加到或門312?；蜷T312執(zhí)行與門304的輸出信號(見圖14部分(E))與與門310的輸出信號(見圖14部分(F))之間的“或”運(yùn)算?；蜷T312的輸出信號構(gòu)成充電信號C1。D觸發(fā)器302的QN輸出信號加到與門308。D觸發(fā)器306的Q輸出信號(見圖14部分(D))加到與門308。與門308執(zhí)行D觸發(fā)器302的QN輸出信號與D觸發(fā)器306的Q輸出信號(見圖14部分(D))之間的“與”運(yùn)算，從而產(chǎn)生并輸出具有如圖14部分(G)所示波形的信號。與門308的輸出信號構(gòu)成放電信號D1。
相位比較器332從信號檢測器24(見圖1)接收低電平數(shù)據(jù)。相位比較器332響應(yīng)再生時(shí)鐘信號以與相位比較器330處理高電平數(shù)據(jù)相同的方式處理低電平數(shù)據(jù)。從而，相位比較器332響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)產(chǎn)生并輸出充電信號C2和放電信號D2。
在放電信號和充電信號分別如圖14部分(E)、(F)和(G)所示變化的情形下，加到運(yùn)算放大器38A(見圖5)的合成充電/放電信號具有如圖14部分(H)所示的波形。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對短使得每個有效脈沖的寬度僅含有再生時(shí)鐘信號的一個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件的一個例子出現(xiàn)在圖14的間隔T1期間。在圖14的間隔T1期間，充電信號C1(見圖14部分(E))的有效脈沖CC1的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))的第一上升沿EC1引起。有效充電脈沖CC1(見圖14部分(E))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))中出現(xiàn)第一上升沿EC1時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的一個選通點(diǎn)SPC1引起。充電信號C1(見圖14部分(F))的后一個有效脈沖CC2的前沿由隨在再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的選通點(diǎn)SPC1之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))的第一下降沿EC2引起。有效充電脈沖CC2的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))中出現(xiàn)下降沿EC2的時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的選通點(diǎn)SPC2引起。另一方面，放電信號D1(見圖14部分(G))的有效脈沖DC1的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的選通點(diǎn)SPC2引起。有效放電脈沖DC1(見圖14部分(G))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的下一個選通點(diǎn)SPC3引起。
類似地，響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號產(chǎn)生充電信號C2和放電信號D2的有效脈沖。
相位比較器330和332將充電信號C1和C2輸出到電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。充電信號C1和C2的組合由或門34提供。相位比較器330和332將放電信號D1和D2輸出到電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號由或非門36提供。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到電荷泵電路40中的積分器38(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。在圖14的間隔T1期間，積分器38用于從有效充電脈沖CC1和CC2(見圖14部分(E)和(F))的寬度總和中減去有效放電脈沖DC1(見圖14部分(G))的寬度。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在有效放電脈沖DC1的寬度與有效充電脈沖CC1和CC2的寬度總和之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。在圖14的間隔T1期間，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在減小以上所指差值的方向上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
現(xiàn)在考慮高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù)的有效脈沖相對長使得每個有效脈沖的寬度含有再生時(shí)鐘信號的兩個或多個選通點(diǎn)時(shí)的條件。這些條件的一個例子出現(xiàn)在圖14的間隔T2期間。在圖14的間隔T2期間，充電信號C1(見圖14部分(E))的有效脈沖CC3的前沿由高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))的上升沿EC3引起。有效充電脈沖CC3(見圖14部分(E))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))上升沿EC3出現(xiàn)時(shí)刻之后的再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的選通點(diǎn)SPC4引起。充電信號C1(見圖14部分(F))的后一有效脈沖CC4的前沿由隨在選通點(diǎn)SPC4之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))的下降沿EC4引起。有效充電脈沖CC4(見圖14部分(F))的后沿由緊隨高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))中下降沿EC4的出現(xiàn)時(shí)刻之后的高電平數(shù)據(jù)(見圖14部分(B))的選通點(diǎn)SPC5引起。另一方面，放電信號D1(見圖14部分(G))的有效脈沖DC2的前沿由再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的選通點(diǎn)SPC5引起。有效放電脈沖DC2(見圖14部分(G))的后沿由再生時(shí)鐘信號(見圖14部分(A))的后一選通點(diǎn)SPC6引起。
類似地，響應(yīng)低電平數(shù)據(jù)和再生時(shí)鐘信號產(chǎn)生充電信號C2和放電信號D2的有效脈沖。
相位比較器330和332將充電信號C1和C2輸出到電荷泵電路40中的或門34(見圖1)。充電信號C1和C2的組合由或門34提供。相位比較器330和332將放電信號D1和D2輸出到電荷泵電路40中的或非門36(見圖1)。放電信號D1和D2的組合的反相信號由或非門36提供。
充電信號C1和C2的組合從或門34送到電荷泵電路40中的積分器38。放電信號D1和D2的組合的反相信號從或非門36送到積分器38。在圖14的間隔T2期間，積分器38用于從有效充電脈沖CC3和CC4(見圖14部分(E)和(F))的寬度總和中減去有效放電脈沖DC2(見圖14部分(G))的寬度。當(dāng)在再生信息信號(高電平數(shù)據(jù)和低電平數(shù)據(jù))與再生時(shí)鐘信號之間出現(xiàn)相位誤差或頻率誤差的情形下，在有效放電脈沖DC2的寬度與有效充電脈沖CC3和CC4的寬度總和之間存在差值。積分器38檢測這樣的差值，并輸出表示所檢測的差值的信號。差值表示信號從積分器38經(jīng)環(huán)路濾波器42送到VCO44，作為VCO44的控制信號。VCO44響應(yīng)控制信號調(diào)節(jié)再生時(shí)鐘信號的相位或頻率，以取消再生信息信號與再生時(shí)鐘信號之間的上述指出的相位誤差。在圖14的間隔T2期間，由VCO44對再生時(shí)鐘信號的相位調(diào)節(jié)在減小以上所指差值的方向上移動了選通點(diǎn)的時(shí)序。結(jié)果是，再生時(shí)鐘信號保持與再生信息信號的良好的同步關(guān)系或處于良好的時(shí)序關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)和檢測信號脈沖的后沿之間的時(shí)間間隔；以及與第二裝置和第三裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第四裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
2.一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)和緊隨時(shí)鐘信號第一選通點(diǎn)的時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號的第四裝置，該第三控制信號表示與時(shí)鐘信號周期的一半相同、并從時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)開始的時(shí)間間隔；以及與第二裝置、第三裝置和第四裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號、由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號和由第四裝置產(chǎn)生的第三控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第五裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
3.一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的第三裝置，當(dāng)檢測信號的脈沖的后沿在緊隨時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)的時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號，當(dāng)時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)在檢測信號脈沖后沿之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號和第四控制信號，第二控制信號表示在時(shí)鐘信號第一選通點(diǎn)與檢測信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔，第三控制信號表示在時(shí)鐘信號第一選通點(diǎn)與時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，第四控制信號表示與時(shí)鐘信號周期的一半相同、并從時(shí)鐘信號第二選通點(diǎn)開始的時(shí)間間隔；以及與第二裝置和第三裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號、或響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第三和第四控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第四裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
4.一種相位比較電路，包括a)多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平；以及b)多個相位比較部分，分別在信號檢測器之后，并分別處理由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號；其中每個相位比較部分包括b1)用于響應(yīng)相關(guān)的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第一裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿與緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；b2)用于響應(yīng)相關(guān)的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號的第二裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)與檢測信號脈沖的后沿之間的時(shí)間間隔；以及b3)與第一裝置和第二裝置相連的、用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第二裝置產(chǎn)生的第二控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第三裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
5.權(quán)利要求1的相位比較電路，其中第四裝置包括一個電荷泵電路。
6.一種鎖相環(huán)電路，包括用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號的第一裝置；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)輸入信號和由第一裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在輸入信號脈沖前沿與緊隨輸入信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘信號和輸入信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的選通點(diǎn)與輸入信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔；與第二裝置和第三裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號和由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第四裝置，該相位誤差信號表示在由第一裝置產(chǎn)生的時(shí)鐘信號相位與輸入信號相位之間的差；以及用于響應(yīng)由第四裝置產(chǎn)生的相位誤差信號控制時(shí)鐘信號相位的第五裝置。
7.一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的第三裝置，當(dāng)檢測信號脈沖的后沿在緊隨時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)的時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第二控制信號，當(dāng)時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)在檢測信號脈沖的后沿之前時(shí)，該第三裝置用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號和時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號和第四控制信號，第二控制信號表示在時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)與檢測信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔，第三控制信號表示在時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)與時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，第四控制信號表示在檢測信號脈沖后沿與緊隨檢測信號脈沖后沿的時(shí)鐘信號的第三選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；以及與第二裝置和第三裝置相連的第四裝置，用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號以及①由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號和②由第三裝置產(chǎn)生的第三和第四控制信號組合中的一個產(chǎn)生相位誤差信號，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
8.一種相位比較電路，包括用于響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生檢測信號的第一裝置，該檢測信號表示多電平信號是否處于給定的電平；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)時(shí)鐘信號和由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號產(chǎn)生第一控制信號的第二裝置，該第一控制信號表示在檢測信號脈沖的前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號的第一選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；與第一裝置相連的、用于響應(yīng)由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號和時(shí)鐘信號產(chǎn)生第二控制信號的第三裝置，該第二控制信號表示在檢測信號脈沖的后沿與緊隨檢測信號脈沖后沿的時(shí)鐘信號的第二選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；用于響應(yīng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生第三控制信號的第四裝置，該第三控制信號表示與時(shí)鐘信號周期相同的時(shí)間間隔；以及與第二裝置、第三裝置和第四裝置相連的、用于響應(yīng)由第二裝置產(chǎn)生的第一控制信號、由第三裝置產(chǎn)生的第二控制信號和由第四裝置產(chǎn)生的第三控制信號產(chǎn)生相位誤差信號的第五裝置，該相位誤差信號表示由第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間的差。
9.權(quán)利要求2的相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
10.權(quán)利要求3的相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置和第三裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
11.權(quán)利要求7的相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置和第三裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
12.權(quán)利要求8的相位比較電路，其中第一裝置包括多個信號檢測器，分別響應(yīng)多電平信號產(chǎn)生不同檢測信號，該檢測信號表示該多電平信號是否分別處于不同給定電平，并且其中第二裝置和第三裝置對由信號檢測器產(chǎn)生的檢測信號敏感。
13.權(quán)利要求2的相位比較電路，其中第五裝置包括一個電荷泵電路。
14.權(quán)利要求3的相位比較電路，其中第四裝置包括一個電荷泵電路。
15.權(quán)利要求7的相位比較電路，其中第四裝置包括一個電荷泵電路。
16.權(quán)利要求8的相位比較電路，其中第五裝置包括一個電荷泵電路。
17.一種包括權(quán)利要求2的相位比較電路的鎖相環(huán)電路。
18.一種包括權(quán)利要求3的相位比較電路的鎖相環(huán)電路。
19.一種包括權(quán)利要求7的相位比較電路的鎖相環(huán)電路。
20.一種包括權(quán)利要求8的相位比較電路的鎖相環(huán)電路。
全文摘要
一種相位比較電路，包括產(chǎn)生檢測信號的第一裝置；與第一裝置相連的第二裝置，用于產(chǎn)生表示在檢測信號脈沖前沿和緊隨檢測信號脈沖前沿的時(shí)鐘信號選通點(diǎn)之間的時(shí)間間隔的第一控制信號；與第一裝置相連的第三裝置，用于產(chǎn)生表示在時(shí)鐘信號選通點(diǎn)和檢測信號脈沖后沿之間的時(shí)間間隔的第二控制信號；以及與第二裝置和第三裝置相連的第四裝置，用于產(chǎn)生表示第一裝置產(chǎn)生的檢測信號相位與時(shí)鐘信號相位之間差的相位誤差信號。
文檔編號H03L7/087GK1118955SQ95109640
公開日1996年3月20日 申請日期1995年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月28日
發(fā)明者禪野陽一, 日暮誠司 申請人:日本勝利株式會社