Hva er en Costas Loop?

En costas-loop er en analog krets som kan regenerere en bærer og dens fase fra et inngangssignal uten noe eller med minimalt bæreinnhold. Det er en faselåst sløyfe som er avhengig av frekvensinnholdet i inngangssignalets sidebånd. Den faselåste sløyfen opprettholder faseforholdet til et generert sinusformet signal til et referansesignal og benytter seg av en spenningsstyrt oscillator, som genererer et sinusformet signal med en frekvens og fase som kan styres av en styrespenning og en fasesammenligning krets. Når styringsspenningen eller korreksjonsspenningen øker, kan øyeblikkelig faseledning av den spenningsstyrte oscillatorutgangen øke i forhold til et referansesignal.

For kommunikasjonskretser kan den faselåste sløyfen brukes til å stille inn bærefrekvensen så vel som for å generere en spenning. Den typiske inngangen til costas-sløyfen er det såkalte dobbelt sidebånd undertrykte bæresignalet. Ved å bruke multiplikatorer og lavpassfilter, blandes utgangen fra den spenningskontrollerte oscillatoren og den innkommende dobbelt sidebånd undertrykte bærer slik at det doble sidebånd undertrykte bæresignalet blir forskjøvet i frekvensspektrum inn i basisbåndet, vanligvis lyd, spektrum. Det siste er vanligvis kjent som demodulering av meldingen fra den modulerte bæreren. I den digitale costas-løkken blir multiplikatorene og den synkrone deteksjonsfunksjonen beskrevet av digitale signalprosessorer.

Dessuten er den undertrykkede bæreren med dobbelt sidebånd en spesiell type signal fordi den ikke har noen bærer. Den enkleste formen for modulasjon er dobbelt sidebånd amplitude modulasjon, der en bærer er modifisert slik at konvolutten blir gjort proporsjonal med meldingen. Enkle kretsløp kan demodulere denne doble sidebåndamplitude-modulasjonen, en bærer med to sidebånd. En enkel diodedetektor utbedrer bæreren og fører resultatet til et lavpassfilter, og resultatet er meldingen.

Hvis transportøren blir undertrykt, vil costas-loopen rekonstruere bæreren ved hjelp av en funksjon som kalles carrier phase-utvinning. Ved oppstart er den frittgående spenningskontrollerte oscillatoren ennå ikke låst til bærefrekvensen til den innkommende doble sidebånd undertrykte bæreren. Det skal bemerkes at costas-løkken faktisk beregner bærerfrekvensen basert på sidebåndsposisjonene i frekvensspekteret. Ved å bruke lavpassfilteret i fase og kvadratur, eller 90 grader etterslepende, versjoner av den spenningsstyrte oscillatorutgangen, produserer et lavpassfiltrert produkt av de demodulerte sidebånd korreksjonssignalene for å synkronisere den spenningsstyrte oscillatoren til sentrum av sidebåndene, og dette er bærefrekvensen. I mellomtiden trekkes meldingen ut så lenge den spenningsstyrte oscillatoren er låst på den undertrykte bæreren.