ДЕТЕКТИРОВАНИЕ

В приемном устройстве (см. рис. 175) модулирован­ные высокочастотные колебания или последовательность им­пульсов должны быть обратно преобразованы в сигнал X(t). Если измерительная информация была представлена в анало­говой форме (непрерывный модулирующий сигнал), то та­кое преобразование достигается с помощью детектирования (демодуляции). Если же измерительная информация была

закодирована, то в результате детектирования восстанавли­ваются кодовые комбинации, после чего измерительная информация должна быть декодирована, а в случае не­обходимости представления ее в аналоговой форме должен быть еще и восстановлен непрерывный сигнал.

В зависимости от вида модуляции детектирование может быть амплитудным, частотным, фазовым, импульсным и т.д.

Детектирование амплитудно-модулированных колебаний осуществляется посредством преобразований вида

Х_д(t)=|Y(t)|

или

X_д(t)=Y²(t).

Детекторы, имеющие такие функции преобразования, назы­ваются, соответственно, линейным и квадратичным. Название "линейный детектор" является условным, т.к. модуль не яв­ляется линейной функцией переменнозначного аргумента. При подлинно линейных функциях преобразования никакое детектирование невозможно.

Работа линейного детектора иллюстрируется рис. 179. При подаче на его вход амплитудно-модулированного колеба­ния

сигнал на выходе будет

так как глубина модуляции m < 1 и множитель в скобках всегда положителен. Для изучения спектрального состава этого сигнала разложим четную периодическую функцию | sin ω ₀ t| с периодом Т = в ряд Фурье:

Раскрыв скобки и произведя тригонометрические преобра­зования,получим

.

где B=mA₀. В этом выражении второе слагаемое в фигурных скобках есть не что иное, как модулирующий сигнал, кото­рый нетрудно выделить низкочастотным фильтром. Темса­мым задача восстановления сигнала

заключающего в себе измерительную информацию, будет ре­шена.

При квадратичном детектировании

Спектр сигнала на выходе квадратичного детектора оказыва­ется более богатым, причем особенно неприятным является обогащение низкочастотной части спектра, что затрудняет фильтрацию полезного сигнала Х (t) = В sin Wt. Поэтому ли­нейное детектирование является более предпочтительным.

Все способы частотной и фазовой демодуляции основаны на предварительном преобразовании этих видов модуляции в амплитудную и последующем детектировании с помощью амплитудного детектора. Для преобразования используются линейные цепи с неравномерной амплитудно-частотной ха­рактеристикой, которая в диапазоне частот модулированно­го сигнала должна быть линейной. В качестве конкретных схем этого типа используются расстроенные контуры, пары расстроенныхконтуров, частотные дискриминаторы и т.п.

В информационно-измерительной технике частотно-модулированный сигнал чаще всего преобразуется непосредствен­но в цифровые отсчеты с помощью цифрового частотомера.

При амплитудно-импульсной модуляции детектирование осуществляется с помощью пикового детектора, после ко­торого сигнал пропускается через низкочастотный фильтр. Работа пикового детектора рассмотрена в разд. 4.5.3. Здесь, как и в предыдущем случае, можно отметить возможность непосредственного преобразования амплитудных значений импульсов в цифровые отсчеты с помощью цифрового вольт­метра и последующего восстановления сигнала при необходи­мости представления измерительной информации в аналого­вой форме.

При кодово-импульсной модуляции амплитудное, частот­ное или фазовое детектирование предшествует декодированию. Последовательность преобразований при амплитудной кодово-импульсной модуляции поясняет рис. 180. Можно

сказать, что здесь достигается промежуточный результат — восстановление кодовых комбинаций. Далее они поступа­ют в декодер-устройство, в котором осуществляется об­наружение и исправление ошибок в кодовых комбина­циях, а затем производится декодирование измерительной информации.