超外差接收机
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理主要涉及到两个部分：混频和解调。
首先，我们来介绍混频部分。
超外差接收机是利用非线性元件将接收到的信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到中频信号。
这样做的目的是将高频信号转换为中频信号，方便后续的处理。
混频过程中，非线性元件会产生多个频率的信号，其中包含了原始信号的和频分量、差频分量和本地振荡器信号。
接下来是解调部分。
混频之后，得到的中频信号需要进行解调，以提取出原始信号。
解调的过程利用了非线性元件的特性，比如二极管的整流特性。
通过将中频信号输入到非线性元件中，只保留了中频信号所对应的频率分量，而滤除了其他分量。
然后再进行滤波处理，去除其他杂散信号，最终得到原始信号。
整个超外差接收机的工作原理基于混频和解调的过程，通过将收到的高频信号转换为中频信号，再经过解调处理，最终提取出原始信号。
这种工作原理在广播和通信领域得到广泛应用，提高了信号的接收效果和质量。
超外差接收机.
镜像与寄生信号（二）
寄生分量的பைடு நூலகம்测
Fif NFr MFlo
Fr
Fif MFlo N
由于 Fr 为一带宽信号，随着 Fr 的变化，当M，N取不同的 数值（在计算时可取N，M＝1～9），将会有寄生分量落入 中频带内，对这些寄生分量的抑制成为滤波器设计、混频 器设计甚至于中频选择及接收机结构选择时所必须认真考 虑的问题。 更为复杂的是本振还将有谐波、寄生（杂散）分量，也 可能还有谐波和寄生分量存在，这样严格地解算所有可能 出现的寄生分量将更为困难。
中频的选择（一）
为了满足中频带宽的需要，并且使中频部分的相 对带宽不太大，希望中频应尽量取得高；
为了使中频部分制作的难度下降，又希望中频取 得比较低。 为了避免对预选器有太高的选择性要求，变频比 率在下变频接收机的第一变频中不应超过10或20 比 1。 在很多情况下，中频选择最重要的是对混频寄生 分量的控制。
镜像与寄生信号（一）
在混频过程中，由于电路的非线性，可能产生无数它 们的组合频率分量，称为寄生响应。一般说来，N和M的绝 对值越小，对应的频率分量的幅度就越大。
NFr MFlo
当M＝N＝1时，（如RF信号和本地振荡信号加到混频 器时在混频器的输出就产生了中频信号），这时方程为：
Fif Fr Flo
中频的选择（二）
对于数字中频接收机，中频的选择更受进行中频 采样ADC的性能的制约。 在工程实现中，还有一个制约中频选值的因素， 那就是标准。仅管设计可能会给出某段范围的中 频值，通常选用的一般是10.7MHz、30MHz、60MHz、 70MHz、120MHz、160MHz、1000MHz、1500MHz等比 较规范的值。
超外差接收机
较高阶的接收机的有时利用到二级的中频放大器以加强放大倍率和选择性，第一级中频放大器将信号变为较高的中频，然后经过第二级中频放大器（带有另一个振荡器）变为低的中频。这种架构的中频放大器具有很高的放大倍率。
音频放大器
经过中频放大器过滤和放大的信号，由检波二极体检波后(实际上就是把信号进行半波整流)剩下音频的信号，再经功率放大器放大送入扬声器发出声音。
超外差接收机是一种利用超外差原理的无线电接受机，1918年由美国无线电工程师埃德温·霍华德·阿姆斯特朗发明。超外差原理是一种利用机器内一个可变的振荡器产生的电波和外来信号混合以产生固定频率的中频信号（通常调幅无线电是450千赫兹或455千赫兹（也有262.5千赫兹），调频无线电是10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ7 兆赫兹）
中频放大器
中频放大器的作用是将前置放大器和可变振荡器混合后产生的其他频率的信号过滤，仅将以中频=455千赫兹(KHz)为中心的频带放大。中频放大器的主要元件是两个455千赫兹(KHz)的中频带通滤波器。中频带通滤波器（有时也叫中频变压器）对于以455千赫兹为中心的频带以外的信号有不错的滤波。一般中频放大器的放大倍率为30-60分贝(dB)，如不采取适当的屏蔽，过高的放大倍率可能会引起正回授振荡。
超外差接收器
模块有些厂家将调幅调频接收器组合乘模块，例如TDQ-9A等模块更多电子元件资料
构造
超外差接收机主要由下列几个部分组成
前置放大器
前置放大器的作用是放大调变的频率信号，过滤其他频率的信号。通常由一个可变电容和固定电感组成的滤波电路和一个电晶体放大线路组成。收音机的前置放大器的调幅波段通常是540 千赫兹(KHz) 至 1600 千赫兹(KHz)。
可变振荡器
三款常用接收机架构之间的PK
三款常用接收机架构之间的PK作为无线通信领域的重要组成部分，接收机在不同的架构下具有不同的优势和特点。
本文将介绍三种常用的接收机架构，并对它们进行PK比较。
1.超外差接收机架构：超外差接收机架构是最早应用于无线通信系统的架构之一，它的主要特点是通过射频前端混频至中频，然后再通过中频信号处理电路进行信号处理。
该架构优点在于实现简单，成本低廉，适用于大多数无线通信系统。
2.并行接收机架构：并行接收机架构是一种针对高速多载波通信系统设计的架构，它通过将接收机分成多个子接收机以并行处理不同的载波信号。
并行接收机架构具有处理速度快、抗干扰能力强的优势。
同时，由于它需要实现多个子接收机的同步和协同工作，因此在设计和实现上相对复杂。
3.软件无线电接收机架构：软件无线电接收机架构是近年来发展的一种新型架构，它利用通用处理器和可编程逻辑来实现接收机功能。
软件无线电接收机具有较高的灵活性和可配置性，可以适应不同的通信标准和频谱资源。
此外，软件无线电接收机可以通过固件或软件升级进行功能扩展，不需要改变硬件结构，具有很好的兼容性。
三种接收机架构各有优劣，下面对它们进行比较和评估：1.实现复杂度：超外差接收机架构实现简单，成本低廉，适用于大多数无线通信系统。
并行接收机架构相对复杂，需要实现多个子接收机的同步和协同工作。
软件无线电接收机架构需要通用处理器和可编程逻辑的支持，实现相对复杂。
2.处理速度：超外差接收机架构的处理速度较快。
并行接收机架构通过并行处理多个子接收机实现更高的处理速度。
软件无线电接收机架构的处理速度受限于通用处理器的性能。
3.灵活性和可配置性：并行接收机架构较难实现灵活性和配置性，需要对子接收机进行硬件分配。
软件无线电接收机架构具有较高的灵活性和可配置性，可以通过软件进行配置和调整。
4.兼容性：超外差接收机架构由于成熟度较高，在兼容性方面表现较好。
并行接收机架构和软件无线电接收机架构相对较新，对兼容性的支持相对较少。
超外差接收机原理
超外差接收机原理如下：
超外差接收机是一种利用超外差原理来实现信号接收的无线电接收机。
超外差接收机的基本原理是将接收到的信号与本地振荡器产生的信号进行混频，从而将高频信号转换为较低的固定频率，即中频（IF）信号。
这个过程包括以下几个关键步骤：
1. 信号接收：通过天线接收电磁波信号。
2. 高频放大：使用高频放大器对接收的信号进行初步放大。
3. 选频：输入回路通过LC串联谐振对双联可变电容的调节，实现选频及频率同步跟踪，从而选择特定频率的电台信号。
4. 变频：变频电路将选出的电台信号的载波变成固定的中频信号，同时保持中频信号与原高频信号包络完全一致。
变频电路由本机振荡器和混频器组成。
5. 中频放大：中频信号经过中频放大器进一步放大。
6. 检波：检波器将中频信号转换为音频信号。
7. 低频放大：音频信号经过低频放大器放大后，送给音箱还原成声音。
总的来说，超外差接收机的优势在于其灵敏度高、选择性好、增益分配灵活，而且可以有效地抑制干扰和噪声，因此广泛应用于远程通信、广播接收以及各种无线电测量技术中。
超外差接收机
中频的选择（一）
为了满足中频带宽的需要，并且使中频部分的相 对带宽不太大，希望中频应尽量取得高；
为了使中频部分制作的难度下降，又希望中频取 得比较低。 为了避免对预选器有太高的选择性要求，变频比 率在下变频接收机的第一变频中不应超过10或 20比1。 在很多情况下，中频选择最重要的是对混频寄生 分量的控制。
下变频结构
特点：中频低于接收频率 下变频式是超外差接收机的基本形式，几乎所有 的家用娱乐电器和高性能的设备里都使用这种形 式。
上变频结构
特点：中频高于接收频率 使用上变换，是现代高性能 宽带系统 的一个发展 方向。由于元器件（主要是宽带可调预选器）的重 大进展，这种系统已可用于GHz频率范围。
上下变频对比
Fif Fr Flo
对于给定的LO频率，就有两个 F 频率值满足这个要求；如 r 果一个信号是所需信号，另一个则为其镜像（镜频）。
镜像与寄生信号（二）
寄生分量的预测
Fif NFr MFlo
Fr
Fif MFlo N
由于 Fr为一带宽信号，随着 F的变化，当 M，N取不同的 r 数值（在计算时可取 N， M＝1～9），将会有寄生分量落 入中频带内，对这些寄生分量的抑制成为滤波器设计、混 频器设计甚至于中频选择及接收机结构选择时所必须认真 考虑的问题。 更为复杂的是本振还将有谐波、寄生（杂散）分量，也 可能还有谐波和寄生分量存在，这样严格地解算所有可能 出现的寄生分量将更为困难。
镜 频
所要 信号镜 频ຫໍສະໝຸດ 所要 信号下变频小结
优点：
价格低廉，设备简单； 信号频谱搬移到低于输入频率的情况下，可用一次变频 方案来解决，这样可以简化信道接收机的结构。对于这 种结构，只要在中频通道采用简单的滤波选择方式，就 可以方便地实现良好的邻近信道的选择性。
超外差接收机
超再生;超再生和超外差电路性能各有优缺点，超再生接收机价格低廉，经济实惠，而且接收灵敏度高，但是缺点也很明显，那就是频率受温度漂移大，抗干扰能力差。
超外差式接收机优点是频率稳定，抗干扰能力好，和单片机配合时性能比较稳定，缺点是灵敏度比超再生低，价格远高于超再生接收机，而且近距离强信号时可能有阻塞现象。
超外差;利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预定的频率的电路。
超外差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，这种方法是将输入信号变换为超音频，所以称之为超外差。
超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：① 容易得到足够大而且比较稳定的放大量。
② 具有较高的选择性和较好的频率特性。
③ 容易调整。
缺点：是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等 超外差电路（superheterodyne circuit ）利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预定的频率的电路。
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。
超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。
②具有较高的选择性和较好的频率特性。
③容易调整。
缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。
随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。
超外差一次变频接收机接收机射频电路中只有一个混频电路的称作超外差一次变频接收机。
超外差一次变频接收机的原理方框图如图4-1所示。
它包括天线电路(ANT)、低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、中频放大器(IF Amplifier)和解调电路(Demodulator)等。
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理超外差接收机是一种常见的无线电接收机，其工作原理是利用超外差技术将接收到的无线电信号转换成中频信号，再经过放大、解调等处理，最终输出音频信号。
下面将详细介绍超外差接收机的工作原理。
超外差接收机的基本组成部分包括天线、射频放大器、混频器、中频放大器、解调器和音频放大器等。
当天线接收到无线电信号时，信号经过射频放大器放大后，进入混频器。
混频器将射频信号和本地振荡器产生的信号混合，得到中频信号。
中频信号经过中频放大器放大后，进入解调器。
解调器将中频信号解调成音频信号，再经过音频放大器放大后，输出到扬声器中。
超外差接收机的关键在于混频器。
混频器的作用是将射频信号和本地振荡器产生的信号混合，得到中频信号。
本地振荡器产生的信号频率与射频信号频率相差一个固定的值，称为中频。
混频器将射频信号和本地振荡器产生的信号混合后，得到的信号频率为射频信号频率减去本地振荡器产生的信号频率，即中频。
中频信号的频率一般在几百千赫兹到几兆赫兹之间。
超外差接收机的优点是灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强。
其灵敏度高是因为混频器将射频信号转换成中频信号后，中频信号的幅度比射频信号大很多，因此可以更容易地被放大。
其选择性好是因为混频器将射频信号转换成中频信号后，可以通过滤波器选择出所需的信号频率。
其抗干扰能力强是因为混频器将射频信号转换成中频信号后，可以通过滤波器去除干扰信号。
超外差接收机是一种常见的无线电接收机，其工作原理是利用超外差技术将接收到的无线电信号转换成中频信号，再经过放大、解调等处理，最终输出音频信号。
其优点是灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强，因此被广泛应用于无线电通信、广播、电视等领域。
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(2)四道色环电阻
格 物 致 新
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3、电阻
从左右向中间读→ ← 左第一位 红：2 左第二位 黑：0 右第二位 黄：104 右第一位 金（误差）±5％ 电阻标称值：20×104Ω ± 5％ =200K Ω ± 5％
蓝 紫 灰 白 黑 金 银
色码电阻表示法
颜色 棕 红 橙 黄 绿
有效数值
调频波的表示式为
制信号
t U FM t U cos[ c t K f 0U (t )dt ]
调制信号幅度最大时，调频波最密，频率最大；而当调制信号负的 绝对值最大时，调频波最稀疏，频率最低。
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二、超外差收音机原理
2.1 最简收音机原理
由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的 放大，要想在整个中波频段535kHZ—1605kHZ获得一致放大 是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。
电感量用mH=10 H、
-3
μH=10 H来表示电感量级单位
-6
。色环电感的电感量与色环电阻 的阻值表示方法基本相同。 电感用于收音机并联谐振回 路中，其中部分在调试中需要调 整。格 物 致 新LL·厚 德 泽 人
4.5 晶体振荡器（P23）
晶体振荡器简称晶振，晶振具 有压电效应特性，晶振的材料是石 英晶体，即SiO4，石英晶体按照不 同的切削方式就具有不同压电效应 频率，而且具有非常稳定振荡频率 -6 ，稳定度达10 以上，从而在很多 领域得到广泛应用。 电路符号：
也会发生改变。
2、电阻的分类
a. 固定电阻 b. 可变电阻（电位器）
3、电阻值大小的识别
电阻的阻值标注有两种方法，一是直接在电阻上标出数 据；二是用色环表示阻值。色环表示阻值可在任意角度识别 其阻值大小，不受电阻体积限制，使用方便，被广泛运用。
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色环电阻
(1)五道色环电阻
(7)具备基本操作技能等。
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四、电子产品的装配
4.1 元器件识别及基本参数测试
装配前识别不同的元器件，以及判别所装配的 元器件性能的好坏，是保证装配电子产品质量的重 要步骤。识别元器件及参数，需要具备相关知识； 而判别元器件性能的好坏可通过外观检查、仪器测 试来完成。一般情况下，是运用万用表进行元器件 好坏的粗略判别。
AM/FM R858 超外差式 收音机安装
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训练目的
1.熟悉收音机整机装配与调试工艺流程和法 2.掌握集成电路收音机工作原理及结构 3.学会收音机一般故障的检修方法
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一、
超外差原理
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一、 超外差原理
1. 声波：人们说话时，声带的振动引起周围空气共振， 并以340米/秒的速度向四周传播，称为声波。 2. 声波频率：人能够听到声波在20Hz—20kHz范围内
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收音线路板F1
一、F1电路板印刷层（ PCB）
二、F1电路板丝印层
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4.2 电阻（P18-19）
1、电阻的主要参数
电阻的值：单位有Ω、KΩ、MΩ. 电阻的功率：电阻有额定功率，P=I
R， 2 设计电路时要考虑电阻的功率，即I ≤P/R
2
电阻的温度特性：温度的改变电阻的阻值
10n（倍率） 误差±n％
1
1 1
2
2 2
3
3
4
4
5
5 0.5
6
6 0.6
7
7 0.1
8
8
9
9
0
0 5 10
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四、色环电阻表示
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五、色环电阻表示
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4.3 电容（P19-21）
电容的电气特性是“隔直通交”。在电路中为容性， 容抗： Zc=1/jωC
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4.1 调幅（AM）
调幅：是使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化；
设调制信号为 载波信号为 调幅波的表示为: UAM(t)=Umo(1+macosΩt)cosωct 它保持着高频载波的频率特性，调幅波振幅的包络变化 规律与调制信号的变化规律一致。 UΩ(t)=UΩmcosΩt UC(t)=Ucmcosωct
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4.2 调频（FM）
调频：使载波频率按照调制信号幅值的改变而改变的调制方式
设调制信号为 载波信号为 UΩ（t）= UΩmcosΩt UC（t）= UCmcosωCt
调频时，载波电压振幅度Ucm不变，而载波瞬时间频率则随调 规律变化，即为 ω(t)=ωc+KfUΩ(t)=ωc+Δω(t)
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C
C
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4.3 电容（P19-21）
d.电容的极性
⑴ 新的电解电容可以管脚为标 志：长脚为正极，短脚为负极。 ⑵ 在外壳封装上有极性标志。
d.电容的极性
C
C
C
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4.4 电感（P21-22）
电感的电气特性是“隔交 通直”。在电路中为感性， 感抗： Z L=jωL 2．电感的量
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四、电子产品的装配
装配调试一个电子产品，必须 作为电气类工程师，对 电子产品的设计与生产的 具备以下几方面知识： (1)识别元器件； 各个环节必须非常熟悉。 电子产品的安装与焊接也 (2)理解电路原理； 是必备的基本技能。本章 (3)看懂电路原理图； 以实践产品为对象，介绍 (4)电路装配图； 电子产品的安装和焊接知 (5)印刷电路板图； 识。 (6)整机总装图 ；
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4.3 电容（P19-21）
b.电容的耐压： 电容的耐压是一个非常重 要的指标，加在电容两端电压必须小 于额定耐压值，有些电容参数标注在 塑封外壳上。 例如：“1uF50V”代表：容量1uF ，耐压值50V。 c.电容的耐温特性： 电容的耐温特性也是一个 非常重要的指标，电容的使用环境主 要是对温度的要求，特别是电解电容 ，一般使用温度是-40℃～+85℃。 d.电容的极性 ⑴ 新的电解电容可以管脚为标 志 ：长脚为正极，短脚为负极。 ⑵ 在外壳封装上有极性标志。
1、电容的主要参数
a.电容的容量：瓷介质电容容量小，容量范围一般在 1PF--1uF之间。 形似圆饼状，其表示方法有： -9 -6 （1）直接表示法， 用uF=10 F，nF=10 F， -12 pF=10 F来表示电容单位。 举例：“3p”，“0.01u”，“4n7”=4.7nF=470pF （2）不标单位的直接表示法 举例：“3”=3pF，“27”=27pF，“0.047”=0.047uF （3）数码表示法，一般用三位数表示，前两位表示 容量有效数字，第三表示幂指数。即“0”的个数， 默认单位为pF。 3 1 举例：“203”=20×10 =0.02uF “221”=22×10 =220pF 4 3 “104”=10×10 =0.1uF “103”=10×10 =0.01uF
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1、超外差原理
6. 无线电广播的接收：收音机的接收天线收到空中的电波；调谐电 路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号(即解 调)； 7. 无线电通信(广播也属于无线电通信范畴)的发送和接收概括为互 为相反的三个方面的转换过程，即：传送信息--低频信号、低频 信号--高频信号、高频信号--电磁波。
3. 声波传递途径：声波在媒质中传播产生发射的散 射，声音强度随距离增大而衰减，远距离声波传送必 须依靠载体来完成，这个载体就是电磁波。
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1、超外差式原理
4.电磁波：电磁波是电磁振荡电路产生的，通过天线传到 空中去，即为无线电波。电磁波的传送速度为光速（ 3×108米/秒）。选择电磁波作为载体是非常理想的。 5. 无线电的发射：声波经过电声器件转换成声频电信号 ，调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制；已调 制的高频振荡信号经放大后送入发射天线，转换成无线 电波辐射出去。
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三、 收音机工作原理
3.2 调频（FM）工作原理
调频（FM）收音机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路 、鉴频回路和音频功率放大器组成。 信号与本地振荡器产生的本振信号进行FM混频，混频后输出。 FM混频信号由FM中频回路进行选择，提取以中频10.7MHz为载波的调频波。 该中频选择回路由10.7MHz滤波器构成。中频调制波经中放电路进行中频放大， 然后进行鉴频得到音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。 如图所示。
用同轴双联可变电容，使输入回路电容C1-2和本振回路电容C1-1同步变化，从 而使频率差值始终保持近似一致，其差值即为中频，
即：f本振-f信号=f中频 如接收信号频率是：
600kHz，则本振频率是
1055kHz； 1000kHz，则本振频率是 1455kHz；
1500kHz，则本振频率是
我国只有中波和短波两个大波段的无线电广播。中波广播使用的频
段的电磁波主要靠地波传播，也伴有部分天波；短波广播使用的频段的 电磁波主要靠天波传播，近距离内伴有地波。
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广播电台信号的发射
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2、频率调制 (简称调频)
调频制无线电广播多用超短波(甚高频)无线电波传送信号，使用频率约为87MHz108MHz，主要靠空间波传送信号。 目前，地面的广播电视分做VHF(甚高频或称米波)和UHF(特高频或称分米波)两个 频段。在我国，VHF频段电视使用的频率范围是48.5MHz-300MHz，划分成1-12频 道，UHF频段使用的频率范围是470MHz-956MHz，划分成：3-68频道。它们基本上 都是靠空间波传播的。国际上规定的卫星广 播电视有6个频段，主要频段是 12kMHz，也是靠空间波传播。 调频（FM）广播频率是在VHF波段中划分出的一段，规定专门用于广播。 电视信号的传播也采用调频方式，由于原理相近，因此可将调频收音机接收头作 部分改动，使得收音机不仅能覆盖87—108MHz波段，还能达到更低频率或更高频 率，这样就能接收到电视伴音。