Детектирование

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ (демодуляция), преобразование модулированных высокочастотных электрических колебаний в исходный модулирующий сигнал более низкой частоты. Детектирование применяется в радиоприёмных устройствах для выделения колебаний звуковой частоты, в телевидении - сигналов изображения и т.д. В более широком понимании детектирование - обнаружение сигнала.

Модулированное по амплитуде колебание представляет собой в простейшем случае совокупность трёх высоких частот ω, ω + Ω, ω - Ω, где ω - высокая несущая частота, Ω - низкая частота модуляции (смотри Модуляция колебаний и волн). Детектирование  заключается в преобразовании ВЧ-компонент ω + Ω, ω - Ω в НЧ-сигнал Ω, который можно, в частности, услышать или увидеть на экране. Для выделения сигнала частоты Ω используют нелинейное устройство (детектор), которое состоит из диода и линейного фильтра. Диод пропускает ток преимущественно в одном направлении, а фильтр обладает высоким сопротивлением на частоте Ω и малым - на частотах ω, 2ω. Напряжение на выходе этого фильтра имеет частоту Ω и амплитуду, пропорциональную глубине модуляции ВЧ-сигнала на входе.

Вольтамперная характеристика диода (зависимость силы тока I от напряжения U) может быть и кусочно-линейной, и квадратичной. Для сигнала малой амплитуды характеристика диода квадратична: I = I₀ + AU(t) + BU²(t) (I₀ - начальная сила тока, А и В - коэффициенты), для сигнала большой амплитуды характеристику можно считать кусочнолинейной: I = SU(t) (S - коэффициент) при U(t) > 0 и I = 0 при U(t) < 0. Детектор с кусочно-линейной зависимостью силы тока от напряжения практически без искажения воспроизводит колебания низкой частоты Ω, которыми модулировался входной сигнал (рис.). При квадратичном детектировании кроме полезного сигнала на частоте Ω появляется паразитная частота 2Ω. Избавиться от неё можно лишь при малой глубине модуляции, так как амплитуда тока частоты 2Ω пропорциональна квадрату глубины модуляции входного сигнала. Таким образом, для детектирования с малыми искажениями нужно подавать на детектор достаточно большой сигнал. Частотно-модулированный сигнал при детектировании сначала преобразуется в амплитудно-модулированный, а затем уже детектируется.

Существует также синхронное детектирование, при котором принимаемый ВЧ-сигнал смешивается с немодулированным колебанием той же частоты от генератора. В этом случае на разностной частоте формируется непосредственно НЧ-сигнал.

Детектирование  возможно и в оптическом диапазоне, где оно осуществляется с помощью фотоприёмников или нелинейных кристаллов (смотри Детектирование света).

Лит.: Гоноровский И. С., Демин М. Л. Радиотехнические цепи и сигналы. 5-е изд. М., 1994; Основы радиофизики. М., 1996.