超外差收音機

超外差接收機是一種利用超外差原理的無線電接收機，1918年由美國無線電工程師埃德溫·霍華德·阿姆斯特朗發明。超外差原理是一種利用機器內一個可變的振盪器產生的電波和外來信號混合以產生固定頻率的中頻信號（通常調幅無線電是450千赫茲或455千赫茲（也有262.5千赫茲），調頻無線電是10.7 兆赫茲）^[1]。

設 f 為外來信號的頻率

$f_{o}$ 為可變的內部振盪器產生的信號的頻率。

經過混頻後得到 $f_{o}-f=f_{i}$ =455 千赫茲/10.7兆赫茲。

構造[編輯]

超外差接收機主要由下列幾個部分組成^[1]：

前置放大器[編輯]

前置放大器的作用是放大調變的頻率信號(^LNA/AGC)，過濾其他頻率的信號（^{帶通濾波器，過濾載波帶寬外其它信號}）。通常由一個可變電容和固定電感組成的濾波電路和一個電晶體放大線路組成。收音機的前置放大器的調幅波段通常是540 千赫茲(KHz) 至 1600 千赫茲(KHz)。

可變振盪器[編輯]

可變振盪器由一個固定電感和可變電容加電晶體組成的一個可變頻率的振盪器。可變振盪器的可變電容和前置放大器的可變電容，必須同步地變化。同步功能是依靠雙聯可變電容器形成的。當收音機的前置放大器的波段通常是540 千赫茲(KHz) 至 1600 千赫茲(KHz)時，內部振盪器的頻率範圍是995千赫茲(KHz) 到2075 千赫茲(KHz)。可變電容有機械式可變電容，壓電式可變電容等。

混頻器[編輯]

混頻器是一個非線性放大器，其輸出電壓和輸入電壓之間有如下關係

v_{o}=k\cdot v_{i}+j\cdot v_{i}^{2}

其中

v_{i}

為輸入電壓，

v_{o}

為輸出電壓。

$v_{i}=a\cos(rt)+b\cos(ot)$

由於混頻器的二次項，輸出電壓中有

$\cos(rt)\cdot \cos(ot)$ 一項，

因為 $2\cos(rt)\cdot \cos(ot)=\cos(rt-ot)+\cos(rt+ot)$

其中 $\cos(rt-ot)$ 就是差頻。

混頻器的輸出包括 $\cos(rt)$ ， $\cos(ot)$ ， $\cos(rt-ot)$ ， $\cos(rt+ot)$ 等項。

中頻放大器[編輯]

中頻放大器的作用是將前置放大器和可變振盪器混合後產生的其他頻率的信號過濾，僅將以中頻 $f_{i}$ =455千赫茲(KHz)為中心的頻帶放大。中頻放大器的主要元件是兩個455千赫茲(KHz)的中頻帶通濾波器。中頻帶通濾波器（有時也叫中頻變壓器）對於以455千赫茲為中心的頻帶以外的信號有不錯的濾波。一般中頻放大器的放大倍率為30-60分貝(dB)，如不採取適當的屏蔽，過高的放大倍率可能會引起正回授振盪。

較高階的接收機的有時利用到二級的中頻放大器以加強放大倍率和選擇性，第一級中頻放大器將信號變為較高的中頻，然後經過第二級中頻放大器（帶有另一個振盪器）變為低的中頻。這種架構的中頻放大器具有很高的放大倍率。

音頻放大器[編輯]

經過中頻放大器過濾和放大的信號，由檢波二極體檢波後(實際上就是把信號進行半波整流)剩下音頻的信號，再經功率放大器放大送入揚聲器發出聲音。

超外差接收器模塊[編輯]

有些廠商將調幅調頻接收器組合成模塊，例如TDQ-9A等模塊^[2]

參考文獻[編輯]

^ ^1.0 ^1.1 [英]Donald G. Fink, 電子工程師手冊 Electronic Engineers' Handbook, p 51, section 21, McGraw Hill
^ 接收器模塊

外部連結[編輯]

superheterodyne receiver （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

[#1-1] 1.0 ^1.1 [英]Donald G. Fink, 電子工程師手冊 Electronic Engineers' Handbook, p 51, section 21, McGraw Hill

[2] 接收器模塊

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