Vad är en Costas Loop?

March 20

En Costas slinga är en analog krets som kan regenerera en bärare och dess fas från en insignal utan någon eller med minimal bärare innehåll. Det är en faslåsningskrets som förlitar sig på innehållet i insignalen sidband frekvens. Den faslåsta slingan bibehåller fasförhållandet hos en genererad sinusformad signal med en referenssignal och använder sig av en spänningsstyrd oscillator, som genererar en sinusformad signal med en frekvens och fas som kan styras av en styrspänning och en faskomparator krets. När styrspänningen eller korrektionsspänningen ökar, den momentana fasen bly av den spänningsstyrda oscillatorns utgång kan öka relativt en referenssignal.

För kommunikationskretsar, kan den faslåsta slingan användas för att ställa bärfrekvensen samt att alstra en spänning. Den typiska inmatning i Costas slinga är den så kallade dubbla sidband undertryckt bärvågssignal. Använda multiplikatorer och lågpassfilter, är utsignalen från den spänningsstyrda oscillatorn och den inkommande dubbla sidband undertryckt bärvåg blandade så att den dubbla sidbandet undertryckt bärvågssignal skiftas i frekvensomfånget i basbandet, vanligtvis ljud, spektrum. Den senare är allmänt känd som demodulering av meddelandet från den modulerade bärvågen. I den digitala Costas loop, är multiplikatorer och den synkrona detekterings beskrivs görs av digitala signalprocessorer.

Dessutom är den dubbla sidband tryckt bärare en speciell typ av signal eftersom den inte har någon bärare. Den enklaste formen av modulering är den dubbla sidband amplitudmodulering, vari en bärare modifieras så att dess hölje görs proportionell mot meddelandet. Enkla kretsar kan demodulera denna dubbla sidband amplitudmodulering, en bärare med två sidband. En enkel dioddetektor likriktar bäraren och passerar in resultatet i ett lågpassfilter, och resultatet är meddelandet.

Om transportören undertrycks, kommer Costas loop rekonstruera bäraren med hjälp av en funktion som kallas bärvågsfas återhämtning. Vid start är det fritt rinnande spänningsstyrd oscillator ännu inte låst till bärfrekvens på den inkommande dubbel sidband tryckt bärare. Det bör noteras att Costas slinga beräknar faktiskt bärfrekvensen baserat på sidband positioner i frekvensspektret. Använda lågpassfilter i-fas- och kvadratur, eller 90 grader som släpar efter, versioner av den spänningsstyrda oscillatorns utgång, en lågpass-filtrerade produkten av de demodulerade sidbanden alstrar korrektionssignaler för att synkronisera den spänningsstyrda oscillatorn till centrum av sidobanden, och detta är bärfrekvensen. Samtidigt är det meddelande som extraherades så länge som den spänningsstyrda oscillatorn är låst på undertryckt bärvåg.