Envelopedetectie

Envelopedetectie is een techniek uit signaalverwerking waarmee de envelope van een hoogfrequente draaggolf wordt gedetecteerd om de modulerende informatie te herstellen. De envelope is de langzaam variërende amplitude van de draaggolf en bevat in veel systemen de informatie die door amplitude-modulatie wordt overgedragen. Toepassingen komen vooral voor in demodulatie van AM-signalen en in situaties waar tracking van de amplitude-inhoud nodig is.

Principe

Bij een klassieke passieve envelop detector wordt een diode gebruikt om de positieve halven van de draaggolf te laten doorstromen, gevolgd door een weerstands- en condensatornetwerk (RC-filter). Het RC-circuit volgt de pieken van de draaggolf en laat tussen pieken de spanning langzaam ontladen, waardoor een rimpelloze representatie van de envelope overblijft. De tijdconstante van RC bepaalt hoe nauwkeurig de detector de envelope kan volgen: te groot geeft traagheid en onvoldoende respons op snelle veranderingen; te klein geeft te veel rimpel en minder nauwkeurigheid bij lage amplitudes. Er bestaan ook actieve envelope detectors met operationele versterkers die lineariteit, gevoeligheid en ruisprestaties kunnen verbeteren, en digitale envelopdetectie waarbij monsters worden geanalyseerd met algoritmen zoals filtering of Hilbert-transformatie.

Uitdagingen en overwegingen

De belangrijkste ontwerpkeuzes zijn de diodespanning en de RC-tijdconstante, die invloed hebben op demodulatiekwaliteit en ruisgevoeligheid. Diode-druppel en niet-lineaire effecten kunnen vervorming introduceren. Bij digitale toepassingen gelden extra stappen zoals voorbewerking, samplingfrequentie en fouttolerantie.

Toepassingen

Envelopedetectie wordt breed toegepast in AM-demodulatie, signaalsterkte-indicatoren, envelope-based feature-extractie in spraak en audio, en in systemen waar de amplitudegeschiedenis van een signaal bepalend is. Het is een eenvoudige en kostenefficiënte methode vergeleken met coherente of synchronische demodulatie.