Введение
Схема демодулятора на основе фазовой замкнутой петли
A Costas loop is a phase locked loop (PLL) based circuit which is used for carrier frequency recovery from suppressed carrier modulation signals (e. g. double sideband suppressed carrier signals) and phase modulation signals (e. g. BPSK, QPSK). It was invented by John P. Costas at General Electric in the 1950s. Its invention was described as having had "a profound effect on modern digital communications". The primary application of Costas loops is in wireless receivers. Its advantage over other PLL based detectors is that at small deviations the Costas loop error voltage is as compared to This translates to double the sensitivity and also makes the Costas loop uniquely suited for tracking Doppler shifted carriers, especially in OFDM and GPS receivers. a local voltage controlled oscillator (VCO) provides quadrature outputs, one to each of two phase detectors, e. g., product detectors. The same phase of the input signal is also applied to both phase detectors, and the output of each phase detector is passed through a low pass filter. The outputs of these low pass filters are inputs to another phase detector, the output of which passes through a noise reduction filter before being used to control the voltage controlled oscillator. The overall loop response is controlled by the two individual low pass filters that precede the third phase detector, while the third low pass filter serves a trivial role in terms of gain and phase margin. The above figure of a Costas loop is drawn under the "locked" state, where the VCO frequency and the incoming carrier frequency have become the same due to the Costas loop process. The figure does not represent the "unlocked" state.
Петля Костаса – это схема на основе фазовой замкнутой петли (ФЗП), используемая для восстановления частоты несущей из сигналов с подавленной несущей (например, сигналов с подавленной несущей с двойной боковой полосой) и сигналов фазовой модуляции (например, BPSK, QPSK). Она была изобретена Джоном П. Костасом в General Electric в 1950-х годах. Изобретение было описано как оказавшее "глубокое влияние на современные цифровые коммуникации". Основное применение петель Костаса – в беспроводных приемниках. Ее преимущество перед другими детекторами на основе ФЗП заключается в том, что при небольших отклонениях напряжение ошибки петли Костаса сопоставимо с напряжением в точке C2, в отличие от точки C3. Это обеспечивает двойную чувствительность и делает петлю Костаса особенно подходящей для отслеживания несущих, сдвинутых по частоте вследствие эффекта Доплера, особенно в приемниках OFDM и GPS. Локальный генератор, управляемый напряжением (ГУН), обеспечивает квадратурные выходы, по одному для каждого из двух фазовых детекторов, например, детекторов произведения. Одна и та же фаза входного сигнала также подается на оба фазовых детектора, а выход каждого фазового детектора проходит через фильтр нижних частот. Выходы этих фильтров нижних частот являются входами для другого фазового детектора, выход которого проходит через фильтр подавления шума перед использованием для управления генератором, управляемым напряжением. Общий отклик петли контролируется двумя отдельными фильтрами нижних частот, предшествующими третьему фазовому детектору, в то время как третий фильтр нижних частот играет незначительную роль с точки зрения коэффициента усиления и запаса по фазе. Приведенная выше схема петли Костаса изображена в "заблокированном" состоянии, когда частота ГУН и частота входящей несущей становятся одинаковыми благодаря процессу петли Костаса. Схема не отображает "разблокированное" состояние.
A Costas loop is a phase locked loop (PLL) based circuit which is used for carrier frequency recovery from suppressed carrier modulation signals (e. g. double sideband suppressed carrier signals) and phase modulation signals (e. g. BPSK, QPSK). It was invented by John P. Costas at General Electric in the 1950s. Its invention was described as having had "a profound effect on modern digital communications". The primary application of Costas loops is in wireless receivers. Its advantage over other PLL based detectors is that at small deviations the Costas loop error voltage is as compared to This translates to double the sensitivity and also makes the Costas loop uniquely suited for tracking Doppler shifted carriers, especially in OFDM and GPS receivers. a local voltage controlled oscillator (VCO) provides quadrature outputs, one to each of two phase detectors, e. g., product detectors. The same phase of the input signal is also applied to both phase detectors, and the output of each phase detector is passed through a low pass filter. The outputs of these low pass filters are inputs to another phase detector, the output of which passes through a noise reduction filter before being used to control the voltage controlled oscillator. The overall loop response is controlled by the two individual low pass filters that precede the third phase detector, while the third low pass filter serves a trivial role in terms of gain and phase margin. The above figure of a Costas loop is drawn under the "locked" state, where the VCO frequency and the incoming carrier frequency have become the same due to the Costas loop process. The figure does not represent the "unlocked" state.
Приобретение частоты
Классическая схема Костаса стремится к тому, чтобы разность фаз между несущей и генератором управляемого напряжения (VCO) стала малой, в идеале – равной нулю. Малая разность фаз указывает на достижение захвата частоты.