Wie wird die Phase eines lokalen Oszillators mit dem Träger für die Demodulation synchronisiert?

Wie werden die Phasen eines drahtlosen TR/RX-Paares für eine kohärente Demodulation synchronisiert?

Ich verstehe, dass PLLs die Frequenz des lokalen Oszillators an den Träger anpassen, indem sie eine konstante Phasendifferenz zwischen dem empfangenen Signal und dem lokalen Oszillator aufrechterhalten, aber für eine kohärente Demodulation müssen auch die Phasen der Oszillatoren synchronisiert werden (zumindest soweit ich weiß). ).

Wie wird das gemacht?

Antworten (3)

Suchen Sie auf Wikipedia nach Costas Loop

Die allgemeine Idee ist, dass sich die Trägerphase langsam ändert, während sich die Daten schnell ändern. Dadurch kann eine langsame Schleife die Trägerphase verfolgen.

Obwohl die Technik auf die HF angewendet werden kann und mit analoger Verarbeitung durchgeführt werden kann, wird sie heutzutage ausnahmslos digital und im komplexen Basisband durchgeführt.

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Das Problem ist, dass bei der Basisbandumwandlung, wenn Ihre Trägerfrequenz eine 90-Grad-Phase mit dem lokalen Oszillator hat, Ihr Basisbandsignal 0 ist.

Durch die Verwendung eines Oszillators, der 0- und 90-Grad-Ausgänge erzeugt, treiben diese LOs 2 Mischer an, um I und Q bei einer niedrigeren (ZF-)Frequenz zu erzeugen, und einige DSP, die später verwendet werden, um die Phasenfehler und die laufenden Phasenrotationen zu optimieren, präzise Phasensperre kann vermieden werden.

Ok, Sie führen also keine direkte Basisbandwandlung durch. Verhindert die ZF-Frequenz das Problem, dass ein Mischer 0 ausgibt, wenn Sie das Pech haben, Ihren lokalen Oszillator um 90 Grad vom Träger verschoben zu haben?
Das scheint richtig zu sein, FourierFlux.

Ich verstehe, dass PLLs die Frequenz des lokalen Oszillators an den Träger anpassen, indem sie eine konstante Phasendifferenz zwischen dem empfangenen Signal und dem lokalen Oszillator aufrechterhalten, aber für eine kohärente Demodulation müssen auch die Phasen der Oszillatoren synchronisiert werden (zumindest soweit ich weiß). ).

Wenn die Frequenz von der PLL angepasst wird, muss die Phasendifferenz konstant sein (außer bei langsamer Phasendrift, die korrigiert wird, da Phasendrift Frequenzverschiebung bedeutet und die von Ihnen beschriebene PLL dies korrigieren kann).

Je nach Typ des Phasendetektors kann die "natürliche" oder neutrale Phasendifferenz bei 90 Grad oder 0 Grad liegen. Beispielsweise wird sich ein als Phasendetektor verwendetes XOR-Gatter natürlich auf 90 Grad als "eingesperrte" Position einstellen, aber ein Phasen-Frequenz-Detektor wie unten: -

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Wird sich natürlich bei 0 Grad einpendeln. Bild von hier .

Das größere Problem tritt auf, wenn Sie keinen Träger haben (z. B. bei vielen Phasenmodulationsschemata). Hier kommt eine Costas-Schleife ins Spiel, aber es gibt andere Methoden.

Dies ist zwar eine digitale PLL, aber gilt sie auch für analoge Signale?
@FourierFlux In meiner Antwort habe ich ein EXOR und ein PFD angesprochen, die beide digitaler Natur sind. Der gute altmodische 4-Quadranten-Multiplikator (normaler HF-Mischer) ergibt jedoch die gleiche 90-Grad-Phasenverschiebung wie ein EXOR und ist natürlich analog. Jedes komplexe Signal (über eine vernünftige Bandbreite) kann in gleichphasige und Quadraturkomponenten umgewandelt werden, so dass diese 90-Grad-Verschiebung von geringer Unannehmlichkeit ist. Digitale PLLs werden jedoch mit analogen Signalen bis zu einer bestimmten Frequenz verwendet.
IIRC, obwohl das Problem nicht die Phasenverschiebung an sich ist, sondern dass, wenn Sie ein um 90 Grad verschobenes Signal mit dem Original mischen, Ihr Basisbandausgang 0 ist. Sie müssen also zwei separate Mischer haben?
Ihre Basisbandausgabe ist nur dann Null, wenn keine Modulation vorhanden ist - Sie wählen Ihren PLL-Tiefpassfilter so, dass Sie bei Modulation die Basisbandausgabe erhalten. Wie bei FM; Das Filter ist langsam, daher bleibt der VCO auf der Mittenfrequenz, aber die Ausgabe des Phasenkomparators (mit Lichtfilterung) sind die wiedergewonnenen Daten.
Hmm, ich denke, das gleiche Problem wird unabhängig von der Modulation auftreten, zumindest in digitalen Kommunikationssystemen (glaube ich).
@FourierFlux Ich bin mir nicht sicher, was du mit "demselben Problem" meinst?
Wie wird die Phase eines lokalen Oszillators mit dem Träger für die Demodulation synchronisiert?
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