超外差接收機(jī)

1、超外差接收機(jī)超外差接收機(jī)利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，將輸入信號(hào)頻率變換為某個(gè)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(yuǎn)程通信對(duì)高頻率、弱信號(hào)接收的需要，在外差原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。外差方法是將輸入信號(hào)頻率變換為音頻，而阿姆斯特朗提出的方法是將輸入信號(hào)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(jī)。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(yuǎn)程信號(hào)的接收，并且已推廣應(yīng)用到測(cè)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(hào)，輸入信號(hào)是一中心頻率為fc的已調(diào)制頻帶有限信號(hào)通常f1＞fc。這兩個(gè)信號(hào)在混頻器中變頻輸出為差頻分量稱為中頻信號(hào)fi=f1fc為中頻頻率。圖2表示輸入為調(diào)幅信號(hào)的頻譜和波形圖。輸出的中頻信號(hào)除中心頻率由fc變換到fi外，其頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號(hào)相同。因此，中頻信號(hào)保留了輸入信號(hào)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(jī)（圖3）。從天線接收的信號(hào)經(jīng)高頻放大器放大，與本地振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)一起加入混頻器變頻，得到中頻信號(hào)，再經(jīng)中頻放大、檢波和低頻放大，然后送給用戶。接收機(jī)的工作頻率范圍往往很寬，在接收不同頻率的輸入信號(hào)時(shí)，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(jī)的輸入信號(hào)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(hào)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(jī)采用多級(jí)高

4、頻放大器來(lái)放大接收信號(hào)，稱為高頻放大式接收機(jī)。后來(lái)廣泛采用的是超外差接收機(jī)主要依靠頻率固定的中頻放大器放大信號(hào)。和高頻放大式接收機(jī)相比，超外差接收機(jī)具有一些突出的優(yōu)點(diǎn)。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?yàn)橹蓄l頻率fi是固定的，所以中頻放大器的負(fù)載可以采用比較復(fù)雜、但性能較好的有源或無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，也可以采用固體濾波器，如陶瓷濾波器（見(jiàn)電子陶瓷）、聲表面波濾波器（見(jiàn)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(fù)載回路或?yàn)V波器是固定的，在接收不同頻率的輸入信號(hào)時(shí)不需再調(diào)整。超外差接收機(jī)的主要缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，同時(shí)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(jiàn)混頻器)。例如，當(dāng)接收頻率為fc的信號(hào)時(shí)如果有一個(gè)頻率為f婞=f1fi的信號(hào)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(hào)形成對(duì)原來(lái)的接收信號(hào)fc的干擾，這

6、就是像頻干擾。解決這個(gè)問(wèn)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(hào)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(jī)的框圖如圖4。第一中頻頻率選得較高，使像頻干擾信號(hào)的中心頻率與有用輸入信號(hào)uc的中心頻率差別較大，使像頻信號(hào)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(jī)已經(jīng)可以單片集成。例如，有一種單片式調(diào)幅調(diào)頻（AMFM