Hvad er en Costas-sløjfe?

En costas-loop er et analogt kredsløb, der kan regenerere en bærer og dens fase fra et indgangssignal uden noget eller med minimalt bæreindhold. Det er en faselåst loop, der er afhængig af frekvensindholdet i indgangssignalets sidebånd. Den faselåste sløjfe opretholder faseforholdet mellem et genereret sinusformet signal til et referencesignal og gør brug af en spændingsstyret oscillator, der genererer et sinusformet signal med en frekvens og fase, der kan styres af en styrespænding og en fasesammenligning kredsløb. Når styrespændingen eller korrektionsspændingen stiger, kan den øjeblikkelige faseledning af den spændingsstyrede oscillatorudgang stige i forhold til et referencesignal.

For kommunikationskredsløb kan den faselåste sløjfe bruges til at indstille bærefrekvensen såvel som til at generere en spænding. Den typiske input til costas-løkken er det såkaldte dobbelt sidebånd undertrykt bæresignal. Ved hjælp af multiplikatorer og lavpasfiltre blandes output fra den spændingsstyrede oscillator og den indkommende dobbelt sidebånd undertrykt bærer, så det dobbelte sidebånd undertrykte bæresignal forskydes i frekvensspektrum til basisbånd, normalt lyd, spektrum. Sidstnævnte er almindeligt kendt som demodulering af meddelelsen fra den modulerede bærer. I den digitale costas-løkke udføres multiplikatorerne og den beskrevne synkrone detektionsfunktion af digitale signalprocessorer.

Desuden er den dobbelt sidebånd undertrykte bærer en speciel type signal, fordi den ikke har nogen bærer. Den enkleste form for modulering er den dobbelte sidebånd-amplitude-modulation, hvor en bærer er modificeret, så dens konvolut gøres proportional med meddelelsen. Enkle kredsløb kan demodulere denne dobbelt sidebånd amplitude modulation, en bærer med to sidebånd. En simpel diodedetektor udbedrer bæreren og overfører resultatet til et lavpasfilter, og resultatet er meddelelsen.

Hvis transportøren er undertrykt, rekonstruerer costas-sløjfen bæreren ved hjælp af en funktion kaldet carrier phase recovery. Ved opstart er den fritløbende spændingsstyrede oscillator endnu ikke låst til bærefrekvensen for den indkommende dobbelt sidebånd undertrykte bærer. Det skal bemærkes, at costas-løkken faktisk beregner bærerfrekvensen baseret på sidebåndspositionerne i frekvensspektret. Ved hjælp af lavpasfilteret i fase og kvadratur, eller 90 grader bagud, versioner af den spændingsstyrede oscillatorudgang, producerer et lavpasfiltreret produkt af de demodulerede sidebånd korrektionssignaler for at synkronisere den spændingsstyrede oscillator til midten af sidebåndene, og dette er bærefrekvensen. I mellemtiden udtrækkes beskeden, så længe den spændingsstyrede oscillator er låst på den undertrykte bærer.