Une boucle costas est un circuit analogique qui peut régénérer une porteuse et sa phase à partir d’un signal d’entrée sans ou avec un contenu de porteuse minimal. Il s’agit d’une boucle à verrouillage de phase qui repose sur le contenu fréquentiel des bandes latérales du signal d’entrée. La boucle à verrouillage de phase maintient la relation de phase d’un signal sinusoïdal généré à un signal de référence et utilise un oscillateur commandé en tension, qui génère un signal sinusoïdal avec une fréquence et une phase qui peuvent être commandées par une tension de pilotage et un comparateur de phase circuit. Lorsque la tension de direction ou la tension de correction augmente, l’avance de phase instantanée de la sortie de l’oscillateur commandé en tension peut augmenter par rapport à un signal de référence.
Pour les circuits de communication, la boucle à verrouillage de phase peut être utilisée pour régler la fréquence porteuse ainsi que pour générer une tension. L’entrée typique dans la boucle costas est ce que l’on appelle le signal porteur à double bande latérale supprimée. À l’aide de multiplicateurs et de filtres passe-bas, la sortie de l’oscillateur commandé en tension et la porteuse supprimée à double bande latérale entrante sont mélangées de sorte que le signal de porteuse supprimée à double bande latérale est déplacé du spectre de fréquence dans la bande de base, généralement le spectre audio. Cette dernière est communément appelée démodulation du message de la porteuse modulée. Dans la boucle numérique costas, les multiplicateurs et la fonction de détection synchrone décrits sont effectués par des processeurs de signaux numériques.
De plus, la porteuse à double bande latérale supprimée est un type de signal spécial car elle n’a pas de porteuse. La forme la plus simple de modulation est la modulation d’amplitude à double bande latérale, dans laquelle une porteuse est modifiée de sorte que son enveloppe soit rendue proportionnelle au message. Des circuits simples peuvent démoduler cette modulation d’amplitude à double bande latérale, une porteuse à deux bandes latérales. Un simple détecteur à diode rectifie la porteuse et passe le résultat dans un filtre passe-bas, et le résultat est le message.
Si la porteuse est supprimée, la boucle costas reconstruira la porteuse à l’aide d’une fonction appelée récupération de phase de porteuse. Au démarrage, l’oscillateur commandé en tension à fonctionnement libre n’est pas encore verrouillé sur la fréquence porteuse de la porteuse à double bande latérale supprimée entrante. Il convient de noter que la boucle costas calcule en fait la fréquence porteuse sur la base des positions des bandes latérales dans le spectre de fréquences. En utilisant les versions du filtre passe-bas en phase et en quadrature, ou en retard de 90 degrés, de la sortie de l’oscillateur commandé en tension, un produit filtré passe-bas des bandes latérales démodulées produit les signaux de correction pour synchroniser l’oscillateur commandé en tension au centre des bandes latérales, et c’est la fréquence porteuse. Pendant ce temps, le message est extrait tant que l’oscillateur commandé en tension est verrouillé sur la porteuse supprimée.