Ce este o buclă Costas?

O buclă Costas este un circuit analogic care poate regenera un purtător și faza acestuia dintr-un semnal de intrare fără niciun conținut de purtător sau cu conținut minim de purtător. Este o buclă blocată în fază care se bazează pe conținutul de frecvență al benzilor laterale ale semnalului de intrare. Bucla blocată în fază menține relația de fază a unui semnal sinusoidal generat cu un semnal de referință și folosește un oscilator controlat de tensiune, care generează un semnal sinusoidal cu o frecvență și o fază care pot fi controlate de o tensiune de direcție și un comparator de fază. circuit. Când tensiunea de direcție sau tensiunea de corecție crește, conductorul de fază instantaneu al ieșirii oscilatorului controlat de tensiune poate crește în raport cu un semnal de referință.

Pentru circuitele de comunicație, bucla blocată în fază poate fi utilizată pentru a seta frecvența purtătoare, precum și pentru a genera o tensiune. Intrarea tipică în bucla Costas este așa-numitul semnal purtător suprimat în bandă laterală dublă. Folosind multiplicatori și filtre trece-jos, ieșirea oscilatorului controlat de tensiune și purtătoarea suprimată în bandă laterală dublă de intrare sunt amestecate astfel încât semnalul purtător suprimat în bandă laterală dublă este mutat în spectrul de frecvență în spectrul benzii de bază, de obicei audio. Acesta din urmă este cunoscut în mod obișnuit ca demodularea mesajului de la purtătorul modulat. În bucla digitală costas, multiplicatorii și funcția de detecție sincronă descrise sunt realizate de procesoare de semnal digital.

Mai mult decât atât, purtătorul suprimat cu bandă laterală dublă este un tip special de semnal deoarece nu are purtător. Cea mai simplă formă de modulație este modulația cu amplitudine în bandă laterală dublă, în care o purtătoare este modificată astfel încât învelișul său să fie proporțional cu mesajul. Circuitele simple pot demodula această modulație dublă în amplitudine a benzii laterale, o purtătoare cu două benzi laterale. Un detector simplu cu diodă rectifică purtătorul și trece rezultatul într-un filtru trece-jos, iar rezultatul este mesajul.

Dacă purtătorul este suprimat, bucla costas va reconstrui purtătorul folosind o caracteristică numită recuperarea fazei purtătoare. La pornire, oscilatorul controlat de tensiune cu funcționare liberă nu este încă blocat la frecvența purtătoare a purtătorului suprimat în bandă laterală dublă de intrare. Trebuie remarcat faptul că bucla Costas calculează de fapt frecvența purtătoarei pe baza pozițiilor benzii laterale din spectrul de frecvență. Folosind versiunile filtrului trece-jos în fază și în cuadratura, sau cu întârziere de 90 de grade, ale ieșirii oscilatorului controlat de tensiune, un produs filtrat trece-jos al benzilor laterale demodulate produce semnale de corecție pentru a sincroniza oscilatorul controlat de tensiune la centru a benzilor laterale, iar aceasta este frecvența purtătoare. Între timp, mesajul este extras atâta timp cât oscilatorul controlat de tensiune este blocat pe purtătorul suprimat.