超外差接收機

1、超外差接收機超外差接收機利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號混頻，將輸入信號頻率變換為某個預(yù)先確定的頻率的方法。超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出的。這種方法是為了適應(yīng)遠程通信對高頻率、弱信號接收的需要，在外差原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。外差方法是將輸入信號頻率變換為音頻，而阿姆斯特朗提出的方法是將輸入信號變換為超音頻，所以稱之為超外差。1919年利用超外差原理制成超外差接收機。這種接收方式的性能優(yōu)于高頻（直接）放大式接收，所以

2、至今仍廣泛應(yīng)用于遠程信號的接收，并且已推廣應(yīng)用到測量技術(shù)等方面。超外差原理如圖1。本地振蕩器產(chǎn)生頻率為f1的等幅正弦信號，輸入信號是一中心頻率為fc的已調(diào)制頻帶有限信號通常f1＞fc。這兩個信號在混頻器中變頻輸出為差頻分量稱為中頻信號fi=f1fc為中頻頻率。圖2表示輸入為調(diào)幅信號的頻譜和波形圖。輸出的中頻信號除中心頻率由fc變換到fi外，其頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號相同。因此，中頻信號保留了輸入信號的全部有用信息。超外差原理的典型應(yīng)用是超外差

3、接收機（圖3）。從天線接收的信號經(jīng)高頻放大器放大，與本地振蕩器產(chǎn)生的信號一起加入混頻器變頻，得到中頻信號，再經(jīng)中頻放大、檢波和低頻放大，然后送給用戶。接收機的工作頻率范圍往往很寬，在接收不同頻率的輸入信號時，可以用改變本地振蕩頻率f1的方法使混頻后的中頻fi保持為固定的數(shù)值。接收機的輸入信號uc往往十分微弱（一般為幾微伏至幾百微伏），而檢波器需要有足夠大的輸入信號才能正常工作。因此需要有足夠大的高頻增益把uc放大。早期的接收機采用多級高

4、頻放大器來放大接收信號，稱為高頻放大式接收機。后來廣泛采用的是超外差接收機主要依靠頻率固定的中頻放大器放大信號。和高頻放大式接收機相比，超外差接收機具有一些突出的優(yōu)點。①容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量。②具有較高的選擇性和較好的頻率特性。這是因為中頻頻率fi是固定的，所以中頻放大器的負載可以采用比較復(fù)雜、但性能較好的有源或無源網(wǎng)絡(luò)，也可以采用固體濾波器，如陶瓷濾波器（見電子陶瓷）、聲表面波濾波器（見聲表面波器件）等。③容易調(diào)整。除了

5、混頻器之前的天線回路和高頻放大器的調(diào)諧回路需要與本地振蕩器的諧振回路統(tǒng)一調(diào)諧之外，中頻放大器的負載回路或濾波器是固定的，在接收不同頻率的輸入信號時不需再調(diào)整。超外差接收機的主要缺點是電路比較復(fù)雜，同時也存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等(見混頻器)。例如，當接收頻率為fc的信號時如果有一個頻率為f婞=f1fi的信號也加到混頻器的輸入端，經(jīng)混頻后也能產(chǎn)生|f1f婞|=fi的中頻信號形成對原來的接收信號fc的干擾，這

6、就是像頻干擾。解決這個問題的辦法是提高高頻放大器的選擇性，盡量把由天線接收到的像頻干擾信號濾掉。另一種辦法是采用二次變頻方式。二次變頻超外差接收機的框圖如圖4。第一中頻頻率選得較高，使像頻干擾信號的中心頻率與有用輸入信號uc的中心頻率差別較大，使像頻信號在高頻放大器中受到顯著的衰減。第二中頻頻率選得較低，使第二中頻放大器有較高的增益和較好的選擇性。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，超外差接收機已經(jīng)可以單片集成。例如，有一種單片式調(diào)幅調(diào)頻（AMFM