什么是數(shù)字相關(guān)器？它有什么原理？

來源：美國(guó)布魯克海文儀器公司 2025年05月06日 07:15

　　在數(shù)字通信系統(tǒng)中，常用一個(gè)特定的序列作為數(shù)據(jù)開始的標(biāo)志，稱為幀同步字。在數(shù)字傳輸?shù)倪^程中，發(fā)送端要在發(fā)送數(shù)據(jù)之前插入幀同步字。接收機(jī)需要在已解調(diào)的數(shù)據(jù)流中搜尋幀同步字，以確定幀的位置和幀定時(shí)信息。幀同步字一般為一系列連續(xù)的碼元，在接收端需要對(duì)這一系列連續(xù)的碼元進(jìn)行檢測(cè)，如果與預(yù)先確定的幀同步字吻合，則說明接收端與發(fā)送端的數(shù)據(jù)是保持同步的，開始接收，否則不能進(jìn)行接收。完成幀同步字檢測(cè)工作的正是數(shù)字相關(guān)器。下面我們來看看它的具體原理。

　　數(shù)字相關(guān)器原理：

　　數(shù)字相關(guān)器在通信信號(hào)處理中實(shí)質(zhì)是起到數(shù)字匹配濾波器的作用，它可對(duì)特定碼序列進(jìn)行相關(guān)處理，從而完成信號(hào)的解碼，恢復(fù)出傳送的信息。其實(shí)現(xiàn)方法是進(jìn)行兩個(gè)數(shù)字信號(hào)之間的相關(guān)運(yùn)算，即比較等長(zhǎng)度的兩個(gè)數(shù)字序列之間有多少位相同，多少位不同。昀基本的相關(guān)器是異或門，例如，y=a⊕b，當(dāng)a=b時(shí)，y=0，表示兩位數(shù)據(jù)相同；當(dāng) a≠b時(shí)，y=1，表示兩位數(shù)據(jù)不同。多位數(shù)字相關(guān)器可以由一位相關(guān)器級(jí)連構(gòu)成。N位數(shù)字相關(guān)器的運(yùn)算通常可以分解為以下兩個(gè)步驟：對(duì)應(yīng)位進(jìn)行異或運(yùn)算，得到N個(gè)1位相關(guān)運(yùn)算結(jié)果；統(tǒng)計(jì)N位相關(guān)運(yùn)算結(jié)果中0或1的數(shù)目，得到N位數(shù)字中相同位和不同位的數(shù)目。

　　當(dāng)數(shù)字相關(guān)器接收到一組數(shù)據(jù)時(shí)，在時(shí)鐘的上升沿對(duì)幀同步字進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于幀同步字是一個(gè)連續(xù)16位的碼元，數(shù)字相關(guān)器在進(jìn)行檢測(cè)的過程中，只有當(dāng)連續(xù)檢測(cè)到16位的碼元與預(yù)先設(shè)定的幀同步字相同時(shí)，才由輸出端輸出信號(hào)表示幀同步。否則，任何一位出現(xiàn)不相等，數(shù)字相關(guān)器又將重新開始進(jìn)行檢測(cè)，直到出現(xiàn)連續(xù)的16位碼元與預(yù)先設(shè)定的16位碼元相等時(shí)才進(jìn)行輸出。數(shù)字相關(guān)器的設(shè)計(jì)一般考慮采用串行輸入或并行輸入兩種輸出。

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