|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ножается на синфазный сигнал и иа квадратурный сигнал с выхода ГУН, использовалась в различных видах для разных целей при разработке схем фазовой автоподстройки. Другим примером этой конфигурации является описываемый в разд. 3.2 контур Костаса, который используется для восстановления несущей в системах радиосвязи. Еще один пример - квадратурный фазовый детектор - кратко описывается ниже. 3.1 д. Квадратурный фазовый детектор На рис. 3.15 иллюстрируется принцип работы квадратурного фазового детектора. Как и ранее, входной сигнал сиифазно и квад- sin(Acot-(pg)
 Рис. 3.15. Схема квадратурного фазового детектора. ратурио умножается иа выходной сигнал ГУН в /- и Q-ветвях соответственно. Выход ветви / используется в качестве фазового детектора для синхронизации ГУН, как показано. Когда схема не синхронизирована, на выходах обоих фильтров иапряженг*г будет изменяться с частотой биения и не будет иметь постоянной составляющей. При синхронизации выходной сигнал ветви / пропорционален sin фе (~е, если фе мзло). Это объясияет, почему ветвь / можно использовать как фазовый детектор для контура ФАП. При этих же условиях выходной сигнал ветви Q пропорционален cose (~1, если фе мало). Поэтому, если ширина полосы ФНЧ в ветви Q будет узкой, то выходной сигнал этой ветви будет близок к нулю вне синхронизации, а при синхронизации будет постоянное напряжение. Этот выход иногда использовался для определения, есть ли синхронизация в контуре ФАП. Квадратурный фазовый детектор также используется как важный класс практических схем, называемых тональными дешифраторами, в тех случаях, когда надо 3.2. ДРУГИЕ ТИПЫ КОНТУРОВ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ Исследованные выше обычные схемы фазовой синхронизации использовались в большинстве применений, нужных для ФАП. В этом разделе мы рассмотрим некоторые типы контуров фазовой синхронизации, которые используются для специальных целей. Например, контур Костаса [5] широко используется для восстановления несущей в синхронных системах связи, где входной спектр может не нести энергии на несущей частоте. Обычная ФАП не выделяет несущую частоту, если спектр входного сигнала не имеет относительно высокую энергию на этой частоте. Также в очень низкоскоростных системах передачи данных использование обычной ФАП для выделения тактовой частоты может рассматриваться как неэкономичное, а существенно более простые цифровые фазовые синхронизаторы могут быть экономичнее в этих случаях. 3.2а. Контур Костаса для восстановления несущей .В синхронных системах связи информация передается путем модуляции несущей сигналом с базовой полосой частот (амплитуда, частота или фаза несущей могут модулироваться). Хорошо известно, что в приемнике базовая полоса частот сигнала может восстанавливаться путем преобразования модулированного сигнала с восстановленной несущей. (В диапазоне радиочастот демодуляция обычно имеет место на промежуточной частоте, а не на высокой несущей частоте.) Для примера рассмотрим амплитудно-модулированиый сигнал с подавленной несущей. Модуляция сигналом с базовой полосой частот обычно происходит в полосе частот, но для простоты рассмотрим модуляцию единичным тоном (одной частотой). Если Юс - несущая частота и Ют - частота модуляции, то модулированную несущую можно представить в виде т (/) = sin сй„, (О sin &J == /г [cos (Шд - «.„) t - cos (Юд + «т) (3.21) Ясно поэтому, что модулированная несущая не имеет составляющей несущей частоты а>с и обычная схема ФАП не может син-. хронизироваться на этой частоте. обнаружить, содержит ли входной сигнал одну или больше частот. Тональные дешифраторы будут рассмотрены в этой главе позже. Для демодуляции сигнала предположим, что имеем восстановленную несущую в соответствующей фазе; перемножим модулированный сигнал с восстановленной несущей: т (/) = sin со/ sin = sin (л [(1 + cos 2Gijy2] = = % sin coj + /2 sin coj cos 2(uJ. (3.22) Если этот демодулированный сигнал пропустить теперь через фильтр нижних частот, который подавляет высокочастотные составляющие с частотой около 2сйс, то исходный модулирующий сигнал (х)т будет получен на выходе фильтра. Восстановление несущей в приемнике обычно выполняется одним из двух методов, т. е. возведением в квадрат модулированного сигнала или использованием схемы фазовой автоподстройки Костаса. Читатель должен оценить, что эти методы полезны главным образом в системах связи с подавленной несущей (типа рассматриваемой), с одной боковой полосой, с частотной или фазовой манипуляцией. Если передаваемый сигнал содержит компоненту несущей, то ее восстановление производится простым фильтром с узкой полосой пропускания. Если in{t) в выражении (3.21) возведем в квадрат, то получим т (tf = sin (Hmt sin (uJ = Д (1 + cos 2(i)j:) (1 -f cos 24iJ). (3.23) После возведения в квадрат выходной сигнал будет содержать составляющую с удвоенной несущей частотой cos 2сйс- Эта составляющая может быть отфильтрована и разделена на 2, в результате чего будет получена восстановленная несущая частота. Заметим, что процесс деления вводит в восстановленную несущую фазовую неопределенность ±п. Контур Костаса (рис. 3.16) представляет собой очень заманчивый альтернативный метод для восстановления несущей. Заметим, что данная схема очень похожа на схему квадрокорреля-тора для частотного детектирования, рассмотренную выше. Входной сигнал разделяется на параллельные ветви / и Q, где перемножается с синфазным cos(coc; + o) и квадратурным выходными сигналами ГУН. После прохождения через фильтр нижних частот выходной сигнал ветви Q будет иметь вид sin (Unit cos фе, а выходной сигнал ветви / - вид sin (Hmt sin фе. Эти два сигнала снова перемножаются для получения сигнала на выходе фазового детектора: Выходной сигнал = /г sincй,„/ sin 2фе = /4(1 + cos 2&j) sin 2- (3.24) ) В отечественной литерат}ре известна как схема Пистолькорса, - ред. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |