直接法是在发送端不专门发送位定时的导频信息,接收端直接从数字信号流中提取位同步信号的一种方法。这种方法在数字通信系统中经常采用,优点是简单易行。
1.滤波法
滤波法也称为谐振槽路法。全占空的基带随机脉冲序列,不论是单极性还是双极性的,当P(0)=P(1)=0.25时,都没有fb、2fb频率成分,因而不能直接从信息流中滤波取出fb成分。但归零的单极性随机脉冲序列中包含有fb的成分,因此只要把基带信号作波形变换,变成单极性归零码,就可用窄带滤波器取出fb频率成分。图9.3.3就是滤波法的原理方框图。
图9.3.3 滤波法原理方框图
图9.3.4 滤波法各点波形
滤波法提取位同步信号原理图由波形变换、窄带滤波器、移相器、脉冲形成器组成。当输入信号不包含有fb的成分时,如非归零的单极性随机脉冲序列,波形变换电路可以用微分、全波整流电路来实现。图9.3.4画出了滤波法各点的波形示意图。
图中认为输入信号是单极性不归零信号,如图9.3.4(a)所示;图(b)为微分后的波形;图(c)为全波整流后的波形,它是归零码的波形,含有fb离散频率成分,经窄带滤波器可以提取出频率为fb的信号波形〔如图(d)所示〕,再通过移相电路(完成对波形的位置调整)及脉冲形成电路(放大、限幅、整形等)就可得到有确定起始位置的位同步信号。
2.锁相法(www.xing528.com)
虽然滤波法提取位同步信息简单,但精度有限。在滤波法中,只要把用简单谐振电路组成的窄带滤波器,用锁相环路替代就可以构成锁相法提取位同步信息原理图。锁相法的基本原理与载波同步类似,在接收端利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号的相位,若两者相位不一致(超前或滞后),鉴相器就产生误差信号去调整位同步信号的相位,直至获得精确的同步为止。在数字通信中常用数字锁相法,具体有微分整流型数字锁相、正交积分型数字锁相等。
数字锁相法的基本原理方框图如图9.3.5所示。其基本原理是,鉴相器把经过零检测(限幅、微分)和单稳电路产生的窄脉冲(接收码元)与由高稳定振荡器产生的经过整形的n次分频后的相位脉冲进行比较,根据两者相位的超前或滞后,确定扣除或附加一个脉冲(在Tb时间内),以调整位同步脉冲的相位,从而得出精确的位同步脉冲。接收码元在没有连0或连1码时,窄脉冲的间隔正好是Tb;但当接收码元中有连0或连1码时,窄脉冲的间隔为Tb的整数倍。由于窄脉冲的间隔有时为Tb,有时为Tb的整数倍,因此它不能直接作为位同步信号。
图9.3.5 数字锁相法原理方框图
图中振荡器经过整形后得到的是周期性的窄脉冲序列,频率为nf1,但相位不一定正确,需要进行调整。位同步脉冲是由控制电路输出的脉冲经过n次分频得到的,它的重复频率没有经过调整时是f1;经过调整以后为fb,但在相位上与输入码元的相位可能有一个很小的误差。相位比较器和控制电路之间有两条控制连线,相位比较器的超前、滞后脉冲分别对应着控制电路的常开门和常闭门。
3.直接从频带信号中提取同步信号
在一些特殊的情况下,可以直接从已调信号(频带信号)中提取位同步信号,这是利用一些信号,例如2PSK信号,因输入端带通滤波器的带宽不够,在2PSK信号相邻码的相位突变点附近,会产生幅度的平滑“陷落”,这个幅度“陷落”通过包络检波器可以检出。波形示意图如图9.3.6所示,其中图(d)的波形的重复频率为fb,因此可以从中提取频率成分为fb的码元同步信号。
图9.3.6 直接从频带信号提取位同步
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