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超外差接收機(jī)
閱讀�6377時間�2017-09-22 17:42:50

    超外�接收�(jī)是利用本地產(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�。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�(yīng)�(yuǎn)程通信對高頻率、弱信號接收的需�,在外差原理的基�(chǔ)上發(fā)展而來�。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��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�(yōu)于高頻(直接)放大式接收,所以至今仍廣泛�(yīng)用于�(yuǎn)程信號的接收,并且已推廣�(yīng)用到測量技�(shù)等方靀�

�(jié)�(gòu)

    本地振蕩器產(chǎn)生頻率為f1的等幅正弦信�,輸入信號是一中心頻率為fc的已�(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=f1-fc為中頻頻�。輸出的中頻信號除中心頻率由-fc變換到fi�,其頻譜�(jié)�(gòu)與輸入信號相同。因�,中頻信號保留了輸入信號的全部有用信��

    從天線接收的信號�(jīng)高頻放大器放大,與本地振蕩器�(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(jī)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�(shù)��

性能分析

    接收�(jī)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�(jī)采用多級高頻放大器來放大接收信號,稱為高頻放大式接收�(jī)。后來廣泛采用的是超外差接收�(jī),主要依靠頻率固定的中頻放大器放大信��

    和高頻放大式接收�(jī)相比,超外差接收�(jī)具有一些突出的�(yōu)�(diǎn)�

    ① 容易得到足夠大而且比較�(wěn)定的放大量�

    ② 具有較高的選擇性和較好的頻率特�。這是�?yàn)橹蓄l頻率IF是固定的,所以中頻放大器的負(fù)載可以采用比較復(fù)�、但性能較好的有源或無源�(wǎng)�(luò),也可以采用固體濾波�,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�

    ⑀容易�(diào)�。除了混頻器之前的天線回路和高頻放大器的�(diào)諧回路需要與本地振蕩器的諧振回路�(tǒng)一�(diào)諧之�,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時不需再調(diào)��

    超外差接收機(jī)的主要缺�(diǎn)是電路比較復(fù)�,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�(見混頻器)。例�,當(dāng)接收頻率為fc的信號時,如果有一個頻率為f=fc+if的信號也加到混頻器的輸入�,經(jīng)混頻后也能產(chǎn)生|fc-f|=fim的中頻信�,形成對原來的接收信號fc的干�,這就是像頻干�。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(jī)的框圖如�4。中頻頻率選得較�,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�。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��

技�(shù)�(fā)�

    隨著集成電路技�(shù)的發(fā)�,超外差接收�(jī)已經(jīng)可以單片集成。例如,有一種單片式�(diào)�-�(diào)頻(AM/FM)接收機(jī),它的AM/FM高頻放大�、本地振蕩器� 混頻�、AM/FM中頻放大�、AM/FM檢波�、音頻功率放大器以及自動增益控制(AGC)、自動頻率控�(AFC)、調(diào)諧指示電路等(�700個元�)均集成在一個面積為2.4×3.1毫米芯片上,它的工作電壓范圍�1.8�9�,工作于�(diào)幅與�(diào)頻方式的靜態(tài)電流分別�3毫安�5毫安�

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