第13章同步原理13.2.2无辅助导频时的载波提取口平方环：以2PSK信号为例进行讨论。设信号s(t) = m(t)cos(o.t + 0)式中，m(t)=±1当m(t)取+1和-1的概率相等时，此信号的频谱中无角频率の.的离散分量。将上式平方，得到s?(t) = m?(t)cos (@.t +0) = =[1 + cos 2(0,t + 0))由上式可见，其中包含2倍载频的频率分量。将此2倍频分量用窄带滤波器滤出后再作2分频，即可得出所需载频。方框图如下环路滤波带通滤波平方St载频压控振荡2分频窄带滤波输出锁相环图13-2平方环原理方框图L
7 第13章 同步原理 ◆ 13.2.2 无辅助导频时的载波提取 平方环：以2PSK信号为例进行讨论。设信号 式中，m(t) = 1 当m(t)取+1和-1的概率相等时，此信号的频谱中无角频率c的离 散分量。将上式平方，得到 由上式可见，其中包含2倍载频的频率分量。将此2倍频分量用窄 带滤波器滤出后再作2分频，即可得出所需载频。方框图如下： s(t) = m(t)cos( t +) c [1 cos 2( )] 2 1 ( ) ( ) cos ( ) 2 2 2 s t = m t c t + = + c t + 图13-2 平方环原理方框图 载频 输出 带通滤波 平 方 压控振荡 环路滤波 锁相环 s(t) 2分频 窄带滤波
第13章同步原理此方案的缺点：1、相位含糊性：2分频器的输出电压有相差180°的两种可能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随机初始状态。采用2DPSK体制可以避免此缺点的影响。2、错误锁定：平方后的接收电压中有可能存在其他的离散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。解决这个问题的办法是降低环路滤波器的带宽。8
8 第13章 同步原理 此方案的缺点： 1、相位含糊性：2分频器的输出电压有相差180的两种可 能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随机初始状 态。采用2DPSK体制可以避免此缺点的影响。 2、错误锁定：平方后的接收电压中有可能存在其他的离 散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。解决这个问 题的办法是降低环路滤波器的带宽
第13章同步原理科斯塔斯环法：又称同相正交环法或边环法。原理方框图：解调e8低通输出载频g.a环路滤波压控振荡输出s(t)90°相移bfd低通图13-3科斯塔斯环法原理方框图9
9 第13章 同步原理 科斯塔斯环法：又称同相正交环法或边环法。 ➢ 原理方框图： 图13-3 科斯塔斯环法原理方框图 90相移 压控振荡 环路滤波 s(t) 载频 输出 低 通 低 通 • 解调 输出 • a b c d e f g
第13章同步原理》工作原理a点的压控振荡电压为：Va=cos(のt+β)b点的压控振荡电压为：V=sin(のt+β)c点的电压：V。 = m(t)cos(0,t + 0)cos(0,t + p) = =m(t)[cos(p - 0) + cos(20,t + p +0)d点的电压：m(t)lsin(β - 0) + sin( 20,t +β +0)Va = m(t)cos(o.t +0)sin(w.t +p) =21m(t)cos(β -0)Ve点的电压：21f点的电压：m(t)sin(p - 0)V21g点的电压：2 (t)sin 2(β - 0)29mv.V8上式中的(β-)是压控振荡电压和接收载波相位之差。10
10 第13章 同步原理 ➢ 工作原理 a点的压控振荡电压为： b点的压控振荡电压为： c点的电压： d点的电压： e点的电压： f点的电压： g点的电压： 上式中的( - )是压控振荡电压和接收载波相位之差。 v = cos( t +) a c v = sin( t +) b c ( )cos( ) cos(2 ) 2 1 vc = m(t) cos(c t + ) cos(c t +) = m t − + c t + + ( )sin( ) sin( 2 ) 2 1 vd = m(t) cos(c t + )sin(c t +) = m t − + c t + + ( ) cos( ) 2 1 ve = m t − ( )sin( ) 2 1 v f = m t − ( )sin 2( ) 8 1 2 vg = ve v f = m t −
第13章同步原理1m?(t)sin 2(p - 0)V8将m(t)=±1代入上式，并考虑到当(β -很小时,sin(β-)～(β-则上式变为~=(-0)2电压。通过环路滤波器，控制压控振荡器的振荡频率这个电压控制压控振荡器的输出电压相位，使(β－の)尽可能地小。当=时，V=0。压控振荡器的输出电压v。就是科斯塔斯环提取出的载波。11
11 第13章 同步原理 将m(t) = 1代入上式，并考虑到当( - )很小时， sin( - ) ( - )，则上式变为 电压vg 通过环路滤波器，控制压控振荡器的振荡频率。 这个电压控制压控振荡器的输出电压相位，使( - )尽可能 地小。当 ＝ 时，vg = 0 。 压控振荡器的输出电压va 就是科斯塔斯环提取出的载波。 ( )sin 2( ) 8 1 2 vg = ve v f = m t − ( ) 4 1 vg −