¿Cómo se sincroniza la fase de un oscilador local con la portadora para la demodulación?

¿Cómo se sincronizan las fases de un par inalámbrico TR/RX para una demodulación coherente?

Entiendo que los PLL harán coincidir la frecuencia del oscilador local con el portador manteniendo una diferencia de fase constante entre la señal recibida y el oscilador local, pero para una demodulación coherente, las fases de los osciladores también deben sincronizarse (al menos hasta donde yo entiendo ).

¿Cómo se hace esto?

Respuestas (3)

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La idea general es que la fase de la portadora cambia lentamente, mientras que los datos cambian rápidamente. Esto permite que un bucle lento rastree la fase de la portadora.

Aunque la técnica se puede aplicar a RF y se puede realizar con procesamiento analógico, en la actualidad se realiza invariablemente de forma digital y en la banda base compleja.

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El problema es que, para la conversión de banda base, si la frecuencia de su portadora está en una fase de 90 grados con un oscilador local, su señal de banda base es 0.

Mediante el uso de un oscilador que produce salidas de 0 y 90 grados, esos LO impulsan 2 mezcladores para producir I y Q a una frecuencia (IF) más baja, y algunos DSP se usan más tarde para ajustar los errores de fase y las rotaciones de fase en curso, bloqueo de fase preciso se puede evitar.

Ok, entonces no haces una conversión directa de banda base, ¿la frecuencia IF evita el problema de que un mezclador produzca 0 si tienes la mala suerte de tener tu osc local en un cambio de 90 grados con respecto al portador?
Eso parece correcto, FourierFlux.

Entiendo que los PLL harán coincidir la frecuencia del oscilador local con el portador manteniendo una diferencia de fase constante entre la señal recibida y el oscilador local, pero para una demodulación coherente, las fases de los osciladores también deben sincronizarse (al menos hasta donde yo entiendo ).

Si la frecuencia coincide con el PLL, entonces la diferencia de fase debe ser constante (aparte de la desviación de fase de movimiento lento que se está corrigiendo porque la desviación de fase significa cambio de frecuencia y el PLL que usted describe puede corregir esto).

Según el tipo de detector de fase, la diferencia de fase "natural" o neutra puede ser de 90 grados o de 0 grados. Por ejemplo, una puerta XOR utilizada como detector de fase se asentará naturalmente en 90 grados como la posición "bloqueada", pero un detector de frecuencia de fase como el siguiente: -

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Se asentará naturalmente a 0 grados. Imagen de aquí .

El mayor problema surge cuando no tiene un portador (como con muchos esquemas de modulación de fase). Ahí es donde entra en juego un bucle de Costas, pero hay otros métodos.

Sin embargo, este es un PLL digital, pero para señales analógicas, ¿todavía se aplica?
@FourierFlux en mi respuesta mencioné un EXOR y un PFD, ambos de naturaleza digital. Sin embargo, el buen multiplicador de 4 cuadrantes a la antigua (mezclador de RF normal) dará el mismo cambio de fase de 90 grados que un EXOR y, por supuesto, es analógico. Cualquier señal de complejidad (en un ancho de banda razonable) se puede convertir en componentes en fase y en cuadratura, por lo que este cambio de 90 grados tiene un inconveniente menor. Sin embargo, los PLL digitales se utilizan con señales analógicas hasta una determinada frecuencia.
IIRC, aunque el problema no es el cambio de fase en sí mismo, es que si mezcla una señal desplazada de 90 grados con la original, su salida de banda base será 0. ¿Entonces necesita tener dos mezcladores separados?
Su salida de banda base solo será cero si no hay modulación presente: elige su filtro de paso bajo PLL de tal manera que le brinde la salida de banda base cuando hay modulación. Como con FM; el filtro es lento por lo que el VCO permanece en la frecuencia central pero la salida del comparador de fase (con filtrado de luz) son los datos recuperados.
Hmm, creo que ocurrirá el mismo problema independientemente de la modulación, al menos en los sistemas de comunicación digital (creo).
@FourierFlux No estoy seguro de lo que quiere decir con "el mismo problema".
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