文档介绍：《通信原理》第五十八讲

一、位同步系统的性能及其相位误差对性能的影响
与载波同步系统相似,位同步系统的性能指标主要有相位误差、同步建立时
间、同步保持时间及同步带宽等。下面结合数字锁相环介绍这些指标,并讨论相
位误差对误码率的影响。
a) 位同步系统的性能
1) 相位误差θ e
位同步信号的平均相位和最佳相位之间的偏差称为静态相差。对于数字锁相
法提取位同步信号而言,相位误差主要是由于位同步脉冲的相位在跳变地调整所
引起的。每调整一步,相位改变 2π/n (对应时间 T/n),n 是分频器的分频次数,
故最大的相位误差为
0
θ e = /360 n (-4)
若用时间差 Te 来表示相位误差,因每码元的周期为 T,故得
Te=T/n (-5)
2) 同步建立时间ts
同步建立时间是指开机或失去同步后重新建立同步所需的最长时间。当位同
步脉冲相位与接收基准相位差π(对应时间 T/2)时,调整时间最长。这时所需
的最大调整次数为
2π n
N π/ == (-6)
n 2
由于接收码元是随机的,对二进制码而言,相邻两个码元(01、10、11、00)
中,有或无过零点的情况各占一半。数字锁相法中都是从数据过零点中提取作比
相用的基准脉冲的,因此平均来说,每两个脉冲周期(2T)可能有一次调整,
所以同步建立时间为
s 2 =⋅= nTNTt (-7)
3) 同步保持时间tc
11-1
当同步建立后,一旦输入信号中断,或出现长连“0”、连“1”码时,锁相
环就失去调整作用。由于收发双方位定时脉冲的固有重复频率之间总存在频差△
F,收端同步信号的相位就会逐渐发生漂移,漂移量达到某一准许的最大值,就
算失去同步了。由同步到失步所需要的时间,称为同步保持时间。
设收发两端固有的码元周期分别为T1=1/F1和T2=1/F2,则每个周期的平均时
间差为
11 − FF ΔF
12 ( )
TTT 21 =−=−=Δ= 2 -8
FF 21 FF 12 F0
式中,F0为收发两端固有码元重复频率的几何平均值,且有
T0=1/F0 (-9)
由式(-8)可得
ΔF
TTF 210 =−
F0
(-10)
再由式(-9),上式可写为
− TT ΔF
21 = (-11)
T0 F0
△F≠0 时,每经过T0时间,收发两端就会产生|T1 -T2|的时间漂移。
若规定两端容许的最大时间漂移(误差)为T0/K秒(K为一常数),则达到此
误差的时间就是同步保持时间tc 。
/ KT ΔF
0 = (-12)
tc F0
1
t = (-13)
c ΔFK
4) 同步带宽Δf s
同步带宽是指能够调整到同步状态所允许的收、发振荡器最大频差。由于数
字锁相环平均每 2 周(2T)调整一次,,每次所能调整的时间为T/n(T/n≈T0/n),
所以在一个码元周期内平均最多可调整的时间为T0/2n。很显然,如果输入信号
码