【正文】 BPSK信號載波同步方法——濾波法接收到的BPSK已調(diào)信號本身雖然不含有載波分量，但是經(jīng)過非線性變換后卻能產(chǎn)生載波的倍頻分量，利用鎖相環(huán)的窄帶濾波特性將其提取出來，再經(jīng)過分頻即可獲得相干載波。因此，必須在接收端恢復(fù)出與發(fā)送端同頻同相的相干載波，這一過程稱為載波同步，也稱為載波提取。綜合上述所說，為了改善低頻分量所引起的馬達(dá)轉(zhuǎn)動不穩(wěn)定性，使用了同步馬達(dá)，這等于把非同步馬達(dá)較好地作定速控制。在控制應(yīng)用中，馬達(dá)轉(zhuǎn)動是不穩(wěn)定的，在早期，為了消除馬達(dá)轉(zhuǎn)子的速度變化或者轉(zhuǎn)動不穩(wěn)定，對高頻分量來說，可利用慣性效應(yīng)消除，對低頻分量來說，可使用同步馬達(dá)消除。當(dāng)載頻標(biāo)準(zhǔn)消失后，壓控振蕩器具有足夠的同步保持時間，直到下一幀載波標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)時再進(jìn)行比較和調(diào)整。插入導(dǎo)頻法提取載波要使用窄帶濾波器，這個窄帶濾波器也可以用鎖相環(huán)來代替，這是因?yàn)殒i相環(huán)本身就是一個性能良好的窄帶濾波器，因而使用鎖相環(huán)后，載波提取的性能將有所改善。設(shè)兩導(dǎo)頻與信號頻譜兩端的間隔分別為和則： （311）式中的是殘留邊帶形成濾波器傳輸函數(shù)中滾降部分所占帶寬的一般(見圖6)，而是調(diào)制信號的帶寬。就可得到與調(diào)制載波同頻同相的信號。在這一節(jié)中，將分別討論抑制載波的雙邊帶信號和殘留邊帶信號的插入導(dǎo)頻法。最后就可以使穩(wěn)態(tài)相位誤差減小到很小的數(shù)值。 圖31 平方變換法提取載波為了改善平方變換的性能,可以在平方變換法的基礎(chǔ)上,把窄帶濾波器用鎖相環(huán)替代,構(gòu)成如圖2所示的框圖,窄帶濾波和記憶性能，因此平方環(huán)法比一般的平方變換法具有更好的性能，因而得到廣泛的應(yīng)用。信號消失，回路兩端電壓為： （29）利用式（29），可以求出： （210）通常令，此時可求得： （211）從式（211）可以看到，要使建立時間變短，Q值需要減?。灰娱L保持時間，Q值要求增大，因此這兩個參數(shù)對Q值的要求是矛盾的。當(dāng)利用鎖相環(huán)構(gòu)成同步系統(tǒng)時，當(dāng)鎖相環(huán)壓控振蕩器輸出與輸入載波信號之間會存在頻率差時，它也會引起穩(wěn)態(tài)相差，該穩(wěn)態(tài)相差可以表示為： （22）式中為環(huán)路直流增益，只要使足夠大，就可以足夠小，同時觀察式（21）和式（22）可以看到，無論采用何種方法進(jìn)行載波同步的提取，都是產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)相位誤差的重要因素。 載波同步性能指標(biāo)載波同步系統(tǒng)的：效率、精度、同步建立時間和同步保持時間。在接收這些數(shù)字信息時，必須知道這些“字”、 “句”的起止時刻，否則接收端無法正確恢復(fù)信息。自同步法則是從信號碼元中提取其包含的位同步信息。 載波同步載波同步又稱載波恢復(fù)（carrier restoration），即在接收設(shè)備中產(chǎn)生一個和接收信號的載波同頻同相的本地振蕩（local oscillation），供給解調(diào)器作相干解調(diào)用。并舉出載波同步技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的具體應(yīng)用，分析其原理。當(dāng)接收端采用相干解調(diào)時，接收端需要一個與發(fā)射端調(diào)制載波同頻同相的相干載波，這個相干載波的獲取就稱為載波同步，因此子阿伯同步是同步的一個重要分支，是實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的基礎(chǔ)?？梢哉f，在通信系統(tǒng)中，同步是進(jìn)行信息傳輸?shù)那疤?。鎖相環(huán)路捕獲時間長，其可靠性較差。在模擬通信時代，模擬器件的非理想特性對系統(tǒng)性能有很大影響，如模擬濾波器的相位失真，放大器和混頻器的非線性等。它主要是進(jìn)行兩個方面的工作，一個是補(bǔ)償信號在傳輸過程中所造成的頻偏損害，另一個是跟蹤相位，因此載波恢復(fù)包括載波相位偏移的估計(jì)和載波頻率偏移的估計(jì)以及對它們的補(bǔ)償。數(shù)字信號容易被產(chǎn)生保存和在傳輸過程中再生，具有很強(qiáng)的抗噪聲能力。本課題首先從載波同步的定義入手，熟悉載波同步的基本原理。由于收、發(fā)雙方不在一地，要使它們能步調(diào)一致地協(xié)調(diào)工作，就必須要有一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，既要有同步系統(tǒng)來保證。位同步可以分為外同步法和自同步法兩大類。位同步不準(zhǔn)確將引起誤碼率增大。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)同步的方法主要有兩大類：一類是全網(wǎng)同步系統(tǒng)，即在通信網(wǎng)中使各站的時鐘彼此同步，各站的時鐘頻率和相位都保持一致，建立這種網(wǎng)同步的主要方法有主從同步法和相互同步法；另一類是準(zhǔn)同步系統(tǒng)，也稱為獨(dú)立時鐘發(fā)，即在各站采用具有高穩(wěn)定性的時鐘，相互獨(dú)立，允許其速率偏差在一定的范圍之內(nèi)，在轉(zhuǎn)接時設(shè)法把各處輸入的數(shù)碼速率變換成本站的數(shù)碼率，再傳送出去。（1）穩(wěn)態(tài)相位誤差當(dāng)利用窄帶濾波器提取載波時，假設(shè)所用的窄帶濾波器為一個簡單的單調(diào)諧回路。可見，在用這種窄帶濾波器提取載波時，穩(wěn)態(tài)相位誤差和隨機(jī)相位誤差對其值的要求是相互矛盾的。例如，對于信號，為雙極性矩形脈沖序列，設(shè)為，那么，這樣經(jīng)過平方率部件后可以得到： （33）由式（23）可知通過窄帶濾波器從中很容易取出的頻率分量。圖33 同相正交環(huán)法提取載波設(shè)輸入的抑制載波雙邊帶信號為 （34）經(jīng)低通后的輸出分別為: （35） 乘法器的輸出為: （36）式中是壓控振蕩器輸出信號與輸入已調(diào)信號載波之間的相位誤差。圖34 四次方變換法提取載波 插入導(dǎo)頻法插入導(dǎo)在模擬通信系統(tǒng)中，抑制載波的雙邊帶信號本身不含有載波；殘留邊帶信號雖然一般都含有載波分量，但很難從已調(diào)信號的頻譜中將它分離出來；單邊帶信號更是不存在載波分量。利用這樣的傳輸函數(shù)，可以使下邊帶信號絕大部分通過，而使上邊帶信號小部分殘留。將與相乘取差頻，再通過中心頻率為的窄帶濾波器，就可以得到： （314）經(jīng)移相電路的處理，就可以得到包含信道特性的頻偏和相偏的載波。但是由于發(fā)送端發(fā)送的載波標(biāo)準(zhǔn)是不連續(xù)的，在一幀內(nèi)只有很少一部分時間存在，因此如果用窄帶濾波器取出這個間斷的載波是不能應(yīng)用的。這樣一來，鎖相環(huán)就由過去只限于應(yīng)用到廣播用的磁帶錄像機(jī)（VTR）等高檔產(chǎn)品中，而發(fā)展到現(xiàn)在已應(yīng)用到電唱機(jī)，磁帶錄音機(jī)等產(chǎn)品中。此外，在直流驅(qū)動馬達(dá)中，提高了工作的可靠性，因?yàn)榈退贂r難以利用慣性效應(yīng)，因此，為了改善馬達(dá)轉(zhuǎn)動的不穩(wěn)定，利用電刷，并把電子控制作成平滑轉(zhuǎn)矩的托環(huán)形的感應(yīng)馬達(dá)。這一點(diǎn)就是鎖相環(huán)的最大特點(diǎn)。它們各自特點(diǎn)不同，工作原理也不一樣。由式（42）可以看出，壓控振蕩器的輸入受相位誤差控制，環(huán)路濾波器的輸出為跟蹤提供了所需的誤差電壓，它使VCO的輸出振蕩與發(fā)送載波的相差趨近于零，再經(jīng)二分頻即可得到相干載波，它與發(fā)送載波的相差也趨近于零。此外，同相正交環(huán)在完成載波同步的同時完成了信號解調(diào)，即為解調(diào)信號，再經(jīng)過判決電路，就可以恢復(fù)出數(shù)字調(diào)制信號。判決反饋環(huán)正式以此為出發(fā)點(diǎn)提出的。在PAL制中，為了克服相位失真而引起的色調(diào)變化，色度信號是經(jīng)過逐行倒相的，如奇數(shù)行： （410）偶數(shù)行： （411）將色度信號和亮度信號、色同步信號、消隱信號相混合，形成全電視信號FBAS后發(fā)送出去。這個奇偶識別信號加到觸發(fā)器，進(jìn)而控制PAL開關(guān)。其中的通信技術(shù)已成為世界各國互