Введение
Техника реализации датчика. В электротехнике, гомодинное детектирование – это метод извлечения информации, закодированной в виде модуляции фазы и/или частоты колеблющегося сигнала, путем сравнения этого сигнала со стандартным колебанием, которое было бы идентично сигналу, если бы он не содержал никакой информации. Термин "гомодинный" указывает на использование одной частоты, в отличие от двух частот, применяемых при гетеродином детектировании. При использовании для обработки отраженного сигнала в дистанционном зондировании с целью построения топографических карт, гомодинное детектирование не обладает способностью гетеродиного детектирования определять величину резкого изменения высоты между двумя точками. (Если между двумя точками существует путь с плавно меняющейся высотой, то гомодинное детектирование теоретически может отслеживать фазу сигнала вдоль этого пути при достаточно высокой плотности дискретизации). Гомодинное детектирование более эффективно применяется для измерения скорости.
In electrical engineering, homodyne detection is a method of extracting information encoded as modulation of the phase and/or frequency of an oscillating signal, by comparing that signal with a standard oscillation that would be identical to the signal if it carried null information. "Homodyne" signifies a single frequency, in contrast to the dual frequencies employed in heterodyne detection. When applied to processing of the reflected signal in remote sensing for topography, homodyne detection lacks the ability of heterodyne detection to determine the size of a static discontinuity in elevation between two locations. (If there is a path between the two locations with smoothly changing elevation, then homodyne detection may in principle be able to track the signal phase along the path if sampling is dense enough). Homodyne detection is more readily applicable to velocity sensing.
В оптике
В оптической интерферометрии гомодинное детектирование означает, что опорное излучение (то есть локальный осциллятор) происходит из того же источника, что и полезный сигнал до процесса модуляции. Например, при измерении лазерного рассеяния лазерный луч разделяется на две части. Одна из них используется в качестве локального осциллятора, а другая направляется на исследуемую систему. Рассеянный свет затем интерферирует с локальным осциллятором на детекторе. Такая схема обладает преимуществом нечувствительности к флуктуациям частоты лазера. Как правило, рассеянный луч слаб, и в этом случае (почти) постоянная составляющая сигнала детектора хорошо отражает мгновенную интенсивность локального осциллятора и, следовательно, может быть использована для компенсации любых изменений интенсивности лазера.
Радиотехника
В радиотехнике различие заключается не в источнике местного осциллятора, а в используемой частоте. В гетеродином детектировании местный осциллятор сдвигается по частоте, а в гомодинном детектировании его частота совпадает с частотой принимаемого излучения. См. прямое преобразование в приемнике.
Приложения
Усилители с фазовой синхронизацией – это гомодинные детекторы, интегрированные в измерительное оборудование или выпускаемые в виде автономных лабораторных приборов для чувствительного детектирования и высокоселективной фильтрации слабых или зашумленных сигналов. Гомодинное/фазосинхронное детектирование на протяжении десятилетий является одним из наиболее распространенных методов обработки сигналов в широком спектре экспериментальных областей. Гомодинные и гетеродиные методы обычно используются в терморефлектантных методах. При обработке сигналов в некоторых приложениях магнитно-резонансной томографии гомодинное детектирование может иметь преимущества перед детектированием по амплитуде. Гомодинная техника позволяет подавлять избыточный шум и нежелательные квадратурные компоненты (сдвинутые по фазе на 90°) и обеспечивать стабильный доступ к информации, закодированной в фазу или полярность изображений. Зашифрованная система защищенной связи может быть основана на квантовом распределении ключей (QKD). Эффективной схемой приемника для реализации QKD является сбалансированное гомодинное детектирование (BHD) с использованием PIN-диода (позитивно-внутренне-негативного).