Глава 15. СИНХРОННОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ
15.1. Введение
Синхронное детектирование используется в том случае, когда полезный сигнал, несущий информацию об изучаемом физическом процессе, сравним с шумом. Последний может быть либо случайным (или некогерентным), например тепловой шум, генерируемый детекторами и усилителями, либо периодическим (или когерентным), например шум, создаваемый паразитными индуктивностями в электрической цепи (некоторые авторы называют его также коррелированным шумом).
Примечание. Тепловой шум на входе электронного прибора описывается эквивалентным шумовым сопротивлением Шумовая мощность, выделяемая источником напряжения с таким внутренним сопротивлением на согласованном сопротивлении (такой же величины определяется выражением , где — постоянная Больцмана — абсолютная температура, — полоса пропускания прибора.
Отметим, что Этот случай соответствует тому, что называется белым шумом: на равные интервалы частот приходится одинаковая энергия. Видно, что для уменьшения шума следует сузить полосу пропускания.
Под синхронной демодуляцией будем подразумевать процедуру, позволяющую реализовать сколько угодно узкополосный фильтр с некоторыми ограничениями (разд. 6.5 и 6.6).
Предполагается, что сигнал занимает очень узкую полосу вокруг нулевой частоты Следовательно, это сигнал очень низкой частоты, сравнимый с шумом, занимающим более широкую полосу.
Ниже рассмотрены два важнейших применения:
а) измерение некоторой фиксированной величины (например
детектирование нуля), всегда отвечающей установившемуся режиму;
б) анализ физического явления с помощью развертки.