国防科技大学：《通信原理》课程教学资源（PPT课件）第四章 数字调制传输 4.4 载波同步

§4.4载波同步 载波同步的方法一般分为两类: 咨一类是插入导频法,即在发送调制信号时插入载波分量, 使调制信号本身带有载波分量,接收端直接用窄带滤波和锁 环捕获跟踪來提取载波。 另一类是自同步法或直接法。在抑制载波的调制中,用 非线性处理提取载波。 这一节主要讨论自同步法

§4.4 载波同步 载波同步的方法一般分为两类： 一类是插入导频法，即在发送调制信号时插入载波分量， 使调制信号本身带有载波分量，接收端直接用窄带滤波和锁 相环捕获跟踪来提取载波。 另一类是自同步法或直接法。在抑制载波的调制中，用 非线性处理提取载波。 这一节主要讨论自同步法

§4.4载波同步 §441平方环法 平方环提取载波的原理 x(t=s(tcos ot cos 20t 输入 相干载波输出 平方 2f窄带滤波 二分频 信号 输入 相干载波输出 已调 平方 锁相环路 信号

§4.4 载波同步 §4.4.1 平方环法 平方 2fc窄带滤波 二分频 输入 已调 信号 相干载波输出 平方 输入 已调 信号 相干载波输出 锁相环路 xc (t) = s(t)cosc t cos 2c t cosc t

相环路篡木工作质理 uI(t) ud(t) ue(t) 鉴相器 环路滤波 VCO 输出 u2(t) 分频器(÷N) A, sin(o,t+01) 锁相频电路 鉴相器 1(t) 低 ue(t) 鉴相特性 VCO特性 通ksmq f u2(t) A2 cos(o2t+02)

u1(t) u2(t) 环路滤波 VCO 输出 ud(t) 鉴相器 ue(t) 锁相环路基本组成 分频器 倍(N) 锁相分频倍电路 ue(t) e 鉴相特性 f ue VCO特性 f0 u1(t) u2(t) ue(t) × 鉴相器 低 通 A1 sin(1 t +1 ) A2 cos(2 t +2 ) k sin e

§4.4载波同步 §441平方环法 平方环提取载波的原理 已烟一平方2窄带滤波}二分频 相干载波输出 信号 输入 已调 平方u() ud(t 相干载波输出 环路滤波 VCO 信号 二倍频 二倍频 提取载波的平方环 2f带通滤波平方

平方 2fc窄带滤波 二分频 输入 已调 信号 相干载波输出 平方 输入 已调 信号 相干载波输出 锁相环路 §4.4 载波同步 §4.4.1 平方环法 u1(t) 提取载波的平方环 u2(t) 相干载波输出 × 环路滤波 VCO 二倍频 ud(t) 2fc带通滤波 平方 二倍频

§4.4载波同步 §441平方环法 四次方环提取载波的原理 (t)=cosopt+0(t) 其中0()=0;元3 coS 4Ot+ e(t)I cos 40ct coso, t 输入 相干载波输出 已调 4f窄带滤波 四分频 信号 输入 相干载波输出 已调 -Mud 环路滤波 VCO 信号 (t) 四倍频 四倍频 提取载波的平方环 4fc窄通滤波 []4

[ ]4 4fc窄带滤波 四分频 输入 已调 信号 相干载波输出 §4.4 载波同步 §4.4.1 平方环法 [ ]4 输入 已调 信号 u1(t) 提取载波的平方环 u2(t) 相干载波输出 × 环路滤波 VCO 四倍频 ud(t) [ ]4 4fc窄通滤波 四倍频 xc (t) = cosc t +(t) ( ) ; 2 3 ; ; 2 t 0;    其中  = cos 4c t + (t) t 4 t cosc = cos c

§4.4载波同步 §442克斯塔斯环 数字波形 鉴相器波 低通 udl-Kars(t)cos(02-01) ()=A2co(ot+02) x(t) VCO 环路滤波 ∝ 已调信号 ka sin 2 (02-01) As0oo)(移相90° uo(t)=A2 sin(o t +02) )低通 =kosltsinle 克斯塔斯环的主要特点是 环路工作频率即为载波频率,比平方环的工作频率低一倍。对 于髙数据率传输载波频率髙的情况下,比平方环制作容易。 同相鉴相器输出的是所需要的数字波形可直接送到抽样判决 器进行判决 同样存在相位模糊问题

低通 低通 VCO 环路滤波 移相90° 克斯塔斯环 x(t) 已调信号 uI(t) udI uQ(t) ud udQ I鉴相器 Q鉴相器 §4.4 载波同步 §4.4.2 克斯塔斯环 载波 数字波形 A1 s(t)cos(c t + 1 ) = A2 cos(c t + 2 ) = A2 sin(c t + 2 ) = kdIs(t)cos(2 − 1 ) = kdQs(t)sin(2 − 1 ) kd sin 2(2 −1 ) 克斯塔斯环的主要特点是 • 环路工作频率即为载波频率，比平方环的工作频率低一倍。对 于高数据率传输载波频率高的情况下，比平方环制作容易。 • 同相鉴相器输出的是所需要的数字波形，可直接送到抽样判决 器进行判决。 • 同样存在相位模糊问题

§4.4载波同步 §442克斯塔斯环 低通 低通 移相π/4 xUd x(t)=A, cosloct+01+0(t) 其中()=0元3 低通 ud3 环路滤波 移相π/2 ud4 VcO 低通 移相3x4 (=4 sin(@ (+8, 四相克斯塔斯环

§4.4 载波同步 §4.4.2 克斯塔斯环 低通 低通 环路滤波 VCO 移相/4 四相克斯塔斯环 ud × × × × 移相/2 移相3/4 × 低通 低通 ( ) ( ) 1 2 2 u t = A sin c t + x(t) = A1 cosc t +1 +(t) u1 u2 u3 u4 ud1 ud2 ud3 ud4 ( ) ; 2 3 ; ; 2 t 0;    其中  =