Wat is een Costas-lus?

Een costaslus is een analoog circuit dat een draaggolf en zijn fase kan regenereren uit een ingangssignaal zonder of met minimale draaggolfinhoud. Het is een fasevergrendelde lus die afhankelijk is van de frequentie-inhoud van de zijbanden van het ingangssignaal. De fasevergrendelde lus handhaaft de faserelatie van een gegenereerd sinusvormig signaal met een referentiesignaal en maakt gebruik van een spanningsgestuurde oscillator, die een sinusvormig signaal genereert met een frequentie en fase die kan worden bestuurd door een stuurspanning en een fasevergelijker stroomkring. Wanneer de stuurspanning of de correctiespanning toeneemt, kan de momentane fasekabel van de spanningsgestuurde oscillatoruitgang toenemen ten opzichte van een referentiesignaal.

Voor communicatiecircuits kan de fasevergrendelde lus worden gebruikt om de draaggolffrequentie in te stellen en om een ​​spanning te genereren. De typische invoer in de costaslus is het zogenaamde dubbele zijband onderdrukte dragersignaal. Met behulp van vermenigvuldigers en laagdoorlaatfilters worden de uitgang van de spanningsgestuurde oscillator en de inkomende dubbele zijband onderdrukte draaggolf gemengd zodat het dubbele zijband onderdrukte draaggolfsignaal in frequentiespectrum naar de basisband, meestal audio, spectrum wordt verschoven. Dit laatste is algemeen bekend als demodulatie van het bericht van de gemoduleerde drager. In de digitale costaslus worden de beschreven multiplicatoren en de synchrone detectiefunctie uitgevoerd door digitale signaalprocessors.

Bovendien is de dubbele zijband onderdrukte draaggolf een speciaal type signaal omdat deze geen draaggolf heeft. De eenvoudigste vorm van modulatie is de dubbele zijband-amplitudemodulatie, waarbij een draaggolf zodanig wordt gemodificeerd dat zijn omhulling evenredig wordt gemaakt met het bericht. Eenvoudige circuits kunnen deze dubbele zijband-amplitudemodulatie demoduleren, een draaggolf met twee zijbanden. Een eenvoudige diodedetector corrigeert de draaggolf en geeft het resultaat door aan een laagdoorlaatfilter, en het resultaat is de melding.

Als de carrier wordt onderdrukt, reconstrueert de costas-lus de carrier met behulp van een functie genaamd carrier-fase herstel. Bij het opstarten is de vrijlopende spanningsgestuurde oscillator nog niet vergrendeld op de draaggolffrequentie van de inkomende dubbele zijband onderdrukte draaggolf. Opgemerkt moet worden dat de costaslus feitelijk de draaggolffrequentie berekent op basis van de zijbandposities in het frequentiespectrum. Met behulp van het laagdoorlaatfilter in-fase en kwadratuur, of 90 graden achterblijvend, versies van de spanningsgestuurde oscillatoruitgang, produceert een laagdoorlaat gefilterd product van de gedemoduleerde zijbanden de correctiesignalen om de spanningsgestuurde oscillator naar het midden te synchroniseren van de zijbanden, en dit is de draaggolffrequentie. Ondertussen wordt het bericht geëxtraheerd zolang de spanningsgestuurde oscillator op de onderdrukte drager is vergrendeld.