Электричество в розетке — не ровный шум, а волна, пульсирующая 50 раз в секунду. Техника в доме обязана синхронизироваться с этим ритмом, иначе начнётся хаос. Чтобы удержать строй, электросети оснащают фазовым детектором — «умным ухом», которое вслушивается в напряжение, как музыкант в ноту. Прибор работает наподобие спектроскопа: раскладывает сигнал на ритм, громкость и высоту тона.
Инженеры встроили в детектор математический приём, известный ещё Ньютону. Теперь он не перебирает ноты вслепую, а делает сразу широкий и точный скачок к нужной частоте. Для замера громкости (амплитуды) сохранили старый способ — надёжный, как лишённый беспорядка механизм.
Теперь фазовый детектор не цепляется за фальшивые ноты и почти мгновенно ловит мелодию сети. Любопытно, что схожий принцип точной настройки применяют и для приёма сигналов пульсаров — космических барабанщиков, отбивающих ритм с недосягаемой точностью.
Фазовую подстройку частоты изобрели ещё в 1930-х для ламповых радиоприёмников, а сегодня она незаметно работает в каждом смартфоне, помогая держать точное время и не терять связь.