超外差接收机的架构

原创 射频美学 2025-02-23 21:23

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今天简单了解下超外差接收机的架构。

01-起源背景
1902年,随着被称为无线电广播之父美国人巴纳特.史特波斐德在肯塔基州穆雷市进行了第一次无线电广播,矿石收音机宣布诞生。之后的100年间,收音机无论在生活、工作中,甚至在军事上,都成为人们获取信息不可缺少的工具。然而随着计算机及网络技术的高速发展,许多人认为收音机终将被时代所淘汰,从我们的生活中消失。实践证明,随着人类科技的发展,无线电收音机不但没有退出历史舞台,反而以其覆盖范围广、信号稳定、保真度好、受干扰小等优势更方便的传播公众信息。特别在环境简陋、条件受制约的接收情况下,比如户外汽车里、偏远地区,断电灾害等突发事件后,收音机都是无法取代的可靠接受设备。
超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出的。这种方法是为了适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要,在外差原理的基础上发展而来的。外差方法是将输入信号频率变换为音频,而阿姆斯特朗提出的方法是将输入信号变换为超音频,所以称之为超外差。超外差式接收机是超外差电路的典型应用,超外差式接收机在输入调谐电路之后增加了变频电路,它把输入调谐回路选出的高频已调波的载频经变频电路变换成频率固定且低于载波的中频,然后再对中频信号进行放大、解调、低频放大等处理。不同电台的高频信号经变频电路后变成中频信号(调幅中频为465kHz,调频中频为10.7 MHz),然后进行放大。

02-电路原理
电路结构简单如下:
简单解读:
天线:接收天线用于接收发射机传输过来的信号,之后再将信号送后续电路进行进一步处理。
RF滤波器:前期的滤波处理。
RF放大器:信号在长距离传输后会有很大的衰减,到达接收机天线的信号已经十分微弱,接收到的微弱信号被馈送到RF放大器进行放大,以满足后续电路系统的处理要求。
混频器:简单来说,混频器是将载波信号和本振信号进行混频。

在混频器中将两个不同的频率混合,会产生一些其他低频的信号。为什么混频器会产生一个频率较低的信号呢,而这个低频信号正好是载波信号和本振信号之差?载波和本振频率之和将在混频器输出端口产生镜像频率,该镜像频率被视为信号中的一种噪声或失真,这就是混频器在其输出端产生频率差的原因,该频率与输入的变化无关,且是恒定值,我们称之为中频。

本地振荡器:该电路会产生一个固定频率的信号,称之为本振信号,然后被馈送到混频器。
IF滤波器:产生的中频信号,进行中频滤波。
IF放大器:IF放大器是放大混频器输出的中频信号,它提供了接收机所需的灵敏度(增益)和选择性(带宽)。在超外差接收机中,IF放大器只与中频频率相关,而与接收信号的频率无关,因此,它的灵敏度和选择性可以保持相对的一致性。

解调器
解调器位于IF放大器之后,实现了对恒定频率信号的解调,并从中提取携带的信息。

音频放大器:
原始信号被馈送到音频放大器,并放大到特定水平。

功率放大
功率放大器的作用是将信号进一步放大到可以激活扬声器。最后,放大的信号被馈送到扬声器电路,通过扬声器将电信号转换为声音传播出去。





  1. ——END——




    图片



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