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Publicada porRosa Castro Montero Modificado hace 9 años
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Tema 6: Sincronización 1. Introducción 2. Sincronización de fase
El PLL Respuesta del PLL frente a variaciones en la entrada Aplicaciones del PLL. Bucles para demodulación con portadora suprimida 3. Sincronización de símbolo Extracción de sincronismo en bucle abierto y bucle cerrado Aleatorización (scrambling) 4. Sincronización de trama Comunicaciones síncronas y asíncronas Secuencias de sincronización
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PLL Básico Paso Bajo PLL: Phase-Locked Loop
VCO: entrada=x(t) y salida=y(t) • Sensibilidad de frecuencia, K0 Hz/V (Ganancia del VCO) • Ajustado para oscilar a frecuencia f 0 x(t) = -2 sen[w0t + (t)] ’(t) = K0 y(t) F(w): Filtro Paso Bajo 1) Salida del multiplicador, e(t): e(t) = x(t).r(t) = sen[(t)-(t)] - sen[2w0t+(t)+(t)] 2) Filtrando e(t), y(t): y(t) = e(t)*f(t) = sen[(t)-(t)]*f(t) - 0 [(t)-(t)]*f(t) 3) Efecto del VCO (’(t) = K0 y(t)) en el dominio frecuencial: jw(w) = K0 Y(w) K0 [(w)-(w)].F(w) Voltage-Controlled Oscillator (t) = h(t) * (t) H(w) = (w)/(w) H(w) = K0 F(w)/[ jw +K0 F(w)] r(t) = cos[w0t + (t)] y, x(t) = -2 sen[w0t + (t)]
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PLL Paso Bajo • y(t) = e(t)*f(t)*f1(t) = sen[(t)-(t)]*f(t)*f1(t) - 0
y(t) [(t)-(t)]*f(t)*f1(t) • ’(t) = K0 y(t), , jw(w) = K0 Y(w) jw(w) K0 [(w)-(w)].F(w).F1(w) • H(w) = (w)/(w) H(w) = K0 F(w)F1 (w)/[jw+K0 F(w)F1(w)] • F1(w) está compuesto por n integradores en serie, F1(w) = (1/jw)n • Finalmente, Filtro F1(w) (t) = h(t) * (t) H(w) = (w)/(w) H(w) = K0 F(w)/[jwn+1+K0 F(w)] r(t) = cos[w0t + (t)] x(t) = -2 sen[w0t + (t)] H(w) = K0 F(w)/[jwn+1+K0 F(w)]
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PLL Paso Bajo Seguimiento de la fase
• Interesa que: lim [(t)-(t)] = 0 • Teorema del Valor Final: lim g(t) = lim jwG(w) • Cálculo de lim jw[(w)-(w)] lim jw[(w)-H(w)(w)] lim jw[1-H(w)] (w) lim jwn+2 / [jwn+1 + K0 F(w)] (w) Filtro F1(w) t + t + jw 0 (t) = h(t) * (t) H(w) = (w)/(w) H(w) = K0 F(w)/[jwn+1+K0 F(w)] r(t) = cos[w0t + (t)] x(t) = -2 sen[w0t + (t)] jw 0 jw 0 jw 0 jw 0
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PLL Paso Bajo Seguimiento de la fase
• Interesa que: lim [(t)-(t)] = 0 lim jwn+2 / [jwn+1 + K0 F(w)] (w) = 0 lim A(w) = 0 • Casos considerados: -Saltos de fase: (t)=0.u(t), (w)=0/jw Saltos de frecuencia: (t)=w0.t, (w)=w0/(jw) Rampa de frecuencia: (t)=w0.t.t, (w)= w0/(jw)3 Suponiendo que F(0)0 (filtro paso bajo): con saltos de fase, lim A(w)=0 si n con saltos de frecuencia, lim A(w)=0 si n con rampas de frecuencia, lim A(w)=0 si n2 Filtro F1(w) t + jw 0 jw 0 (t) = h(t) * (t) H(w) = (w)/(w) H(w) = K0 F(w)/[jwn+1+K0 F(w)] r(t) = cos[w0t + (t)] x(t) = -2 sen[w0t + (t)] jw 0 jw 0 jw 0
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Demodulación de frecuencia
Aplicaciones (I) Paso Bajo r(t) = cos[w0t + (t)], (t)=w.t, (w)=w/(jw)2 • y(t) [(t)-(t)]*f(t) lim y(t) = lim [(t)-(t)]*f(t) lim jw2 / [jw + K0 F(w)] (w) F(w) lim jw2 / [jw + K0 F(w)] w/(jw)2 F(w)= w/K0 Finalmente lim y(t) = w/K0 (t) = h(t) * (t) H(w) = (w)/(w) H(w) = K0 F(w)/[ jw +K0 F(w)] t + t + jw 0 jw 0 t + Demodulación de frecuencia
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Aplicaciones (II) En funcionamiento: (t) = , (t) = +m(t)
donde m(t) es la fase que cambia cada T. • y(t) = [sen[(t)-(t)] + m(t)]*f(t) - [sen[2w0+ (t)+ (t)]]*f(t) y(t) [(t)-(t) + m(t)]*f(t) y(t) [ - (+m(t)) + m(t)]*f(t) = 0 x(t) = -2 sen[w0t + +m(t)] Filtro Paso Bajo r(t) = cos[w0t + (t)] x(t) = -2 sen[w0t + (t)] Modulación de fase
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Detección de portadora
Aplicaciones (III) • r(t) = cos[w0t+(t)] = cos[w0t+.m(t)], donde m(t) = 0 ó 1 • z(t) = r2(t) = 1/2 + 1/2 cos[2w0t+2.m(t)] = 1/2 + 1/2 cos[2w0t] En funcionamiento, y en régimen permanente: • x(t) = -4 sen[wVCOt + (t)], donde wVCO= 2w0 y (t)= x(t) = -4 sen[2w0t], s(t) = -2 sen[w0t] Filtro Paso Bajo x(t) Detección de portadora
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Detección de portadora: Bucle de Costas
Aplicaciones (IV) • r(t) = cos[w0t+(t)] = cos[w0t+.m(t)+(t)], donde m(t) = 0 ó 1 • x(t) = -2sen[w0t + (t)], y x +/2(t) = -2sen[w0t+(t)+/2]= -2cos[w0t+(t)] • e1(t) = -sen[(t) - (t)] = sen[.m(t)+(t)-(t)], e2(t) = -sen[(t)+/2- (t)] = sen[.m(t)+(t)-(t)-/2] = -cos[.m(t)+(t)-(t)] • e(t) = -1/2sen[[.m(t)+(t)-(t)]-[.m(t)+(t)-(t)]] /2sen[[.m(t)+(t)-(t)]+[.m(t)+(t)-(t)]] [(t)-(t)] En régimen permanente: (t)-(t) 0 x(t) x+/2(t) Detección de portadora: Bucle de Costas
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Sincronismo de símbolo (I)
Sincronismo en lazo abierto Sincronizador con filtro adaptado
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Sincronismo de símbolo (II)
Sincronismo en lazo abierto Sincronizador con retardador
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Sincronismo de símbolo (III)
Sincronismo en lazo abierto Sincronizador con diferenciador
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Sincronismo de símbolo (IV)
Sincronismo en lazo cerrado Bucle con puerta early-late
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Aleatorización
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Sincronismo de trama
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