超外差式接收机
超外差接收机
超外差接收机超外差接收机的拓扑如下图1：图1 超外差接收机结构由上图可以看到超外差接收机进⾏了两次下变频，第⼀次下变频是将射频信号降到固定的中频段，这样做的原因是在射频段频率较⾼，要实现对信道的选择（将⽆⽤频段信号滤除）对滤波器的Q值要求太⾼，滤波器的Q值做⼀个补充：由此可见，对于同样的滤波器带宽，信号的频率越⾼，Q值越⼤，对滤波器的要求越⾼。
⽽将射频信号降到中频则对Q的要求会降低很多。
以上结构中第⼀个射频滤波器⽤于限制输⼊带宽衰减带外信号，减⼩互调失真，抑制杂散信号。
低噪声放⼤器LNA⽤于在不造成接收机线性恶化的前提下提供⼀定的增益，提⾼信噪⽐。
镜像抑制⼲扰滤波器IR filter⽤于抑制镜像⼲扰，将镜像频率衰减到可接受的⽔平（可以通过查看前⼀篇博客对镜像频率有⼀个简单的理解）。
第⼀次下变频后的中频滤波器就是⽤来进⾏信道选择的，最后通过可变增益放⼤器后进⾏第⼆次下变频，使⽤的是复混频（可以通过查看前⼀篇博客对复混频有⼀个简单的理解）进⾏正交解调产⽣同相和正交两路基带信号。
超外差结构可以通过选择合适的中频频率和镜像抑制滤波器来获得很好的信道选择效果，同时也可以获得很好的灵敏度和动态范围。
多个变频级也减⼩了本振泄漏和直流偏差的影响。
但是由于滤波器的Q值仍然很⾼，只能在⽚外实现，增加了成本和尺⼨。
接收机系统增益分配天线接收的射频信号⼀般只有-120~-100dBm，需要放⼤100~200dB，如此⼤的增益必须分配到各个放⼤级才能保证放⼤器的稳定⼯作，⼀般⽽⾔⼀个频带内的放⼤器增益⼀般不超过50-60dB，超外差接收机结构由于频段的级数很多，可以将增益分配到射频级、中频级和基带级上。
由于在较低的频带上实现窄带的⾼增益较容易实现，⼀次在中频和基带级可以分配较⼤的增益。
对于在射频频带上的LNA，增益不宜太⼤，只需具有⼀定增益减弱噪声对系统的影响，提⾼接收机对信号的灵敏度即可，此外过⼤的信号进⼊混频器会产⽣⾮线性失真（混频器为⾮线性器件），因此⼀般LNA增益不⼤于25dB。
简述超外差式接收机的工作原理
简述超外差式接收机的工作原理超外差式接收机是广播和通信中最主要的一种调频接收机。
它是通过将接收信号与一个高稳定的、本地的振荡器频率混合，产生出一个中频信号，再进行放大、解调等信号处理的过程，最终实现对信号的接收和解码。
下面我们将从信号混频、中频处理和解调等几个方面简述超外差式接收机的工作原理。
1. 信号混频
超外差式接收机接收到的高频信号，首先要与本地低频信号混频。
混频的目的是把高频信号转换为中频信号。
超外差式接收机通常使用的振荡器频率是固定的，并且是高度稳定的，因此产生的混频信号频率也是稳定的。
混频后，通过带通滤波器将频率范围内的信号通过，其它信号将被阻止。
2. 中频处理
混频后得到的中频信号通常是一个比较低的频率信号。
为了放大和解调，需要对中频信号进行放大和对中频信号进行滤波，以去除不需要的信号。
中频放大器通常使用的是高品质的放大器，以保证信号的质量。
中频滤波器通常用来防止旁路信号对解调过程的干扰。
3. 解调
在中频处理之后，接下来就是解调信号的过程了。
解调信号通常是根
据不同类型的信号，使用不同的解调方式。
例如，调幅信号一般使用
检波器进行解调，调频信号则使用反馈式调制解调出原始信号。
最后，信号经过解调处理之后，就可以被输出。
总的来说，超外差式接收机在接收信号的过程中，通过混频、中频处
理和解调等多个环节的处理，最终实现了对信号的解码和输出。
它具
有灵敏度高、动态范围宽、稳定性好等特点，因此在广播和通讯领域
被广泛应用。
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。
超外差式接收机课件
超外差式接收机在无线通信系统中主要用于信号的接收和处理，对于提高通信 质量和系统性能具有关键作用。
课程目标
掌握超外差式接收机的基本原理
01
通过本课程的学习，使学生掌握超外差式接收机的基本原理、
组成和工作流程。
理解超外差式接收机的关键技术
02
了解和掌握超外差式接收机的关键技术，如变频、滤波、放大
短波广播
短波广播使用超外差式接收机来接收短波信号，实现远距离通信和广播。
雷达系统
气象雷达
气象雷达使用超外差式接收机来接收气象目 标的回波信号，通过分析回波信号来探测气 象条件。
军事雷达
军事雷达使用超外差式接收机来接收目标的 回波信号，实现目标探测和定位。
卫星通信系统
卫星电视
卫星电视使用超外差式接收机来接收卫星信号，将其转换为视频和音频信号以便于播放。
超外差式接收机 课件
目录
• 引言 • 超外差式接收机概述 • 超外差式接收机组成 • 超外差式接收机性能指标 • 超外差式接收机应用 • 超外差式接收机调试与维护
01
引言
课程背景
无线通信技术的快速发展
无线通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用，超外差式接收机作为无 线通信的关键技术之一，其研究和应用具有重要意义。
05
超外差式接收机应用
无线通信系统
无线电广播
超外差式接收机广泛应用于无线 电广播中，将信号从发射机传输 到接收机，实现音频信号的传输 。
移动通信
在移动通信领域，超外差式接收 机用于接收手机、无线麦克风等 设备的信号，实现语音和数据的 传输。
广播接收机
调频广播
调频广播使用超外差式接收机来接收高频信号，将其转换为较低频率的信号以便于播放。
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基于调制解调原理的无线电接收器。
它主要由前置放大器、混频器、中频放大器和解调器等组成。
当无线电信号经过天线输入到前置放大器后，在经过调制后，得到一个低频信号，即中频。
然后中频信号经过混频器和中频放大器进行处理，最终得到一个具有较高信噪比的音频信号。
超外差接收机的工作原理可以简单归纳为以下几个步骤：
1. 接收天线接收无线电信号，将它输入到前置放大器中，放大无线电信号的弱化部分，使其达到后续处理的要求。
2. 经过调制，将高频无线电信号转换为中频信号，再进行一定的滤波处理，使其获得所需的频带宽度。
3. 经过混频器和中频放大器的处理，将中频信号放大到一定的电平，以便后续的处理和解调。
4. 解调器对待处理的中频信号进行解调，将中频信号恢复为对应的基带信号，即音频信号。
超外差接收机在无线电通信中有着广泛的应用，它能够接收到频率范围内的各种无线电信号，并将其转换为可以听到的音频信号，实现了信息的传递和交流。
超外差接收机
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。
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
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：
为什么选择超外差结构？（一）
超外差方式可以通过改变本振信号的频率很方便地实现无 线接收机的调谐，同时保持中频信号的频率的不变 ，这可 以说是超外差接收机众多优点的根本所在。
1.固定中频有利于信号的放大。 任何放大器都有其线性工作范围，很显然，线性工作范围 越大其电路越复杂、设计制作难度越大、增益越低、噪声 系数越大、成本越高，而且对于某些工作范围也许很难实 现。对于宽带多信道接收机而言，接收机要接收的所有无 线电信号的带宽很宽，而每个信道的带宽比较窄。如果直 接对接收信号进行放大，需要放大器的线性工作范围很大， 那么电路设计的难度很大而且成本上也很不合算。但是如 果对中频信号进行放大，则对中频放大器的线性工作范围 要求仅为一个信道的工作范围了，设计和实现起来就比较 简单。
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
超外差式接收机的组成
超外差式接收机的组成超外差式接收机是一种常用的接收机结构，由多个模块组成。
下面将逐一介绍超外差式接收机的各个组成部分。
1. 输入滤波器：超外差式接收机的输入滤波器用于滤除接收机输入端的杂散信号和干扰信号，只保留所需的信号频带。
输入滤波器通常由一个或多个滤波器组成，可以是带通滤波器、低通滤波器或带阻滤波器。
2. 放大器：接收机中的放大器用于放大输入信号的幅度，以增加接收机的灵敏度。
放大器可以采用各种类型，如晶体管放大器、集成放大器等。
3. 混频器：混频器是超外差式接收机中的核心部件，用于将输入信号与本地振荡器产生的信号进行混合，生成中频信号。
混频器通常采用非线性元件，如二极管或晶体管。
4. 本地振荡器：本地振荡器产生一个稳定的本地振荡信号，与输入信号进行混频。
本地振荡器通常采用晶体振荡器或频率合成器。
5. 中频放大器：中频放大器用于放大混频器输出的中频信号，以增加信号的幅度，并提供足够的动态范围。
中频放大器可以采用集成放大器、晶体管放大器等。
6. 中频滤波器：中频滤波器用于滤除中频信号中的杂散信号和干扰信号，只保留所需的信号频带。
中频滤波器可以是带通滤波器、低通滤波器或带阻滤波器。
7. 直流偏置电路：直流偏置电路用于提供各个模块中所需的直流偏置电压，以保证各个元件正常工作。
8. 解调器：解调器用于将中频信号解调为基带信号，以提取原始信息。
解调器可以是包络检波器、相干解调器或数字解调器。
9. 音频放大器：音频放大器用于放大解调器输出的基带信号，以驱动扬声器或耳机，使声音变得可听。
10. 指示器：指示器用于显示接收机的工作状态，如信号强度、频率等。
以上是超外差式接收机的主要组成部分。
通过这些模块的协同工作，超外差式接收机可以实现对无线电信号的接收和解调，提取出原始信息，并输出可听的声音或其他形式的信号。
超外差式接收机具有结构简单、性能稳定、成本低等优点，广泛应用于无线通信、广播、电视等领域。
三种接收机
超外差接收机、零中频接收机和近零中频接收机简介：众所周知，射频电路按功能主要可以分为三部分，发射机、接收机和本地振荡电路。
对于接收机来说，主要有三种，超外差接收机(heterodyne receiver)、零中频接收机(homodyne receiver)和近零中频接收机，这三种接收机可以说各有优缺点，那么在设计射频接收机时到底应该应用哪一种呢？本文主要目的就是想根据我阅读的一些文章文献，对于题目中提到的三种接收机的优缺点及应用作一个总结归纳，以便将来设计时应用。
超外差式接收机(heterodyne receiver)：优点(benefits)：1．超外差式接收机可以有很大的接收动态范围2．超外差式接收机具有很高的邻道选择性(selectivity)和接收灵敏度(sensitivity)。
一般超外差式接收机在混频器前面会有一个预选射频滤波器，在混频器后面还会有一个中频滤波器。
这就使得它具有良好的选择性，可以抑制很强的干扰。
3．超外差式接收机受I/Q信号不平衡度影响小，不需要复杂的直流消除电路。
缺点(drawback)：1．由于超外差式接收机一般会用到一级或几级中频混频所以电路会相对于零中频接收机复杂且成本高集成度不高。
2．超外差式接收机会用到很多离散的滤波器，这些滤波器可以是SAW或陶瓷的，但一般比较昂贵，而且体积较大，是的集成度不高，成本也较高。
3．超外差式接收机一般需要较高的功率消耗。
应用：相干检测的方案中(QPSK、QAM)。
零中频接收机(homodyne receiver)：优点(benefits)：1．零中频接收机可以说是目前集成度最高的一种接受机，体积小，成本也很低，但是如果到了VHF频段设计零中频接收机将变得非常复杂、困难。
因为频率越高，IQ解调器所用到的本振很难做到正交，频率也很难做到很准确，一个解决办法就是增加AFC电路，自动控制本振频率。
2．功率消耗较低。
3．不需要镜像频率抑制滤波器，同样减小了体积和成本。
探究超外差雷达接收机的工作原理
探究超外差雷达接收机的工作原理摘要：超外差式接收机是一种广泛应用的接收机类型，现代雷达接收机绝大多数都采用这种方式。
其基本原理是利用本振信号和输入信号进行混频产生中频信号，经过滤波、放大等处理后输出。
即先是将射频回波信号转换为中频信号，并对此中频信号进行滤波处理，以滤除掉混频后产生的高频和低频杂波；然后把滤波后的中频信号进行放大，以便输出信号能够被后续的电路接收；最后将此中频信号检波后进行后续处理。
关键词：AWPR-03；风廓线；超外差；接收机一、现代雷达超外差接收机的工作原理和过程本人以AWPR-03型风廓线雷达为例，来说明现代雷达超外差接收机的工作原理和过程。
AWPR-03型雷达是安徽四创电子股份有限公司于2017年研制的固定式测风雷达，该雷达适用于机场，主要用于实时、连续探测雷达场站上空3KM以下的空中风向风速和垂直气流，为机场航空飞行气象保障提供高时空分辨力的空中风资料。
其接收机就是一种典型的超外差式接收机。
二、AWPR-03型接收机的原理框图。
由上图可以看出，接收机主要由三个部分组成：1.接收通道接收通道从功能上分为接收前端和混放两个部分；其中接收前端包括四合一合成器、PIN开关、标定开关、低噪声放大器，其作用主要是完成回波信号的低噪声放大；混放模块完成回波下变频，得到60MHZ的中频回波信号，其主要组成部分为1380滤波、1320滤波、下变频器及60M滤波放大器。
来自天馈系统的四路射频回波信号，由四合一合成器汇总成一路，经PIN开关、标定开关、滤波器进入下变频器，再与来自频率源分机的本振信号进行下变频，获得60MHZ的中频信号送中频数字接收机进行处理。
来自频率源分机的标定信号，由标定开关控制切换到标定模式，经低噪声放大器，进入接收机通道完成对接收系统的噪声系数、相位噪声、强度和径向速度等各种标定信号。
接收通道各组成部分的作用及工作过程如下：a) 四合一合成器：AWPR-03型雷达的天线部分由四块完全相同的天线子阵块组成，四合一合成器的作用就是将这四个天线子阵块各自接收到的射频回波信号汇总成一路。
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。
超外差式调频接收机
摘要此次高频课程设计，我选择设计《简易调频接收机》，接收机是各种通信系统中一个十分重要的组成部分，而通信技术在我们的生活中广泛应用。
这里想要得到一个超外差式调频接收机。
超外差是目前很多接收机广泛采用的技术，与直接放大式接收机相比，超外差具有很多突出的优点，灵敏度好，易得到足够大且比较稳定的放大量，易调整等。
所谓超外差，就是利用本地产生的等幅震荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预先确定的频率的方法，即变为固定的中频。
接收机分为以下几部分构成：选频网络、高频小信号放大、变频、中频放大、鉴频、低频功放。
整个电路的设计应注意以下几方面：选择性好的级应尽量靠前，因为在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最佳。
整机的灵敏度，选择性，通频带等主要取决于中放级，而噪声则主要取决于高放或混频级。
所以在考虑中放级时，应在满足频带要求与保证工作稳定的前提下，尽量提高增益；而在考虑高放级时，则增益成为次要矛盾，主要应尽量减小本级的内部噪声。
总的来说，设计一部接收机时必须考虑全面，妥善处理一些相互牵连的矛盾。
关键词：调频接收机超外差混频目录摘要 (1)目录 (2)第一章绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 主要技术指标 (3)1.2.1. 工作频率范围 (3)1.2.2.灵敏度 (3)1.2.3. 选择性 (3)1.2.4. 通频带 (4)1.2.5. 输出功率 (4)1.3 总体方案 (4)1.3.1 原理框图及组成部分 (4)1.3.2工作原理 (5)1.3.3 部分波形变换图 (5)第二章部分电路分析 (6)2.1 高频小信号放大电路 (6)2.2变频电路 (8)2.2.1 混频器电路 (8)2.2.2 本地振荡 (10)2.3 中频放大电路 (11)2.4 鉴频电路 (12)第三章仿真 (14)3.1 高频小信号放大器电路仿真 (14)3.2 混频电路及仿真 (16)3.3 本地振荡电路仿真 (17)3.4 中频放大电路 (18)3.5 鉴频电路 (19)3.6 低频放大电路 (20)第四章心得体会 (21)附录参考文献 (22)第一章绪论1.1 引言本次设计，目的是设计一个简易超外差调频接收机。
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。
超外差接收机的性能分析
超外差接收机的性能分析引言超外差接收机是一种常用于无线电通信中的接收机，具有优异的抗干扰性能和灵敏度，广泛应用于通信领域。
本文将介绍超外差接收机的原理、性能分析方法和实际应用情况。
超外差接收机原理超外差接收机的原理是将接收信号与参考信号混合后，得到中频信号并进行放大、解调等处理，最终得到音频信号输出。
其中，混频器是超外差接收机中的核心部件。
超外差接收机的性能指标主要包括灵敏度、选择性、动态范围、相邻通道干扰抑制等。
下面我们将对这些性能指标进行详细分析。
灵敏度灵敏度是接收机接收能力的度量，反映了接收机在一定的信号发射功率下，接收到的最小可辨识别信号功率。
灵敏度的提高可以通过增加放大器和提高混频器输出功率来实现。
选择性选择性是指接收机对不同频率信号的响应能力。
一个好的接收机应该具有良好的选择性，即能够有效地区分不同的频率信号并抑制那些不需要的信号。
选择性可以通过使用滤波器来实现，包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器等。
动态范围动态范围是指接收机在接收强信号时所能处理的最大信号强度和在接收弱信号时所能处理的最小信号强度之间的范围。
动态范围的提高可以通过使用自动增益控制（AGC）技术来实现。
相邻通道干扰抑制相邻通道干扰是一种常见的干扰现象，即接收机在接收一个频率的信号时，同时会受到其它频率信号的影响，导致误码率的升高。
相邻通道干扰抑制是指接收机减少相邻频道干扰的能力，可以通过使用窄带滤波器和数字信号处理来实现。
超外差接收机的实际应用超外差接收机在无线电通信中广泛应用，包括移动通信、卫星通信、导航、雷达等领域。
由于其优异的性能，使其成为许多应用中的首选方案。
例如，超外差接收机在GPS（全球定位系统）中的应用中，可以接收多个卫星的信号，并将这些信号混合后进行处理，从而实现精确的定位。
此外，在数字电视、数字通信等领域也有广泛的应用。
总结本文对超外差接收机的原理、性能分析方法和实际应用情况进行了介绍。
我们可以看到，超外差接收机在无线电通信中具有很大的优势，其性能指标也在不断地提高。
超外差式接收机ppt课件.ppt
本振电压由变 频管自身产生 的，称为自激式 变频电路。
R1、R2是基极 静态偏置电阻， C3为高频信号旁 路电容，B1为磁 棒。
L1、C1a、C2组成输入谐振回路，天线与该回路间采用电感 耦合方式，调节电容C1a，可选择中波范围内的各个频率，接
收到的已调信号uAM(t)经L2耦合输入VT1的发射结回路。
从3脚输出的即为音
频基带信号，经VT1 组成的共射极放大电
电路的特点是低电压、低功耗， 可用电池供电。
路放大，驱动耳机发
声。
4.2 混频器原理及超外差式接收机
返回
传统直接式接收机的缺陷
• 收音机、电视接收机等无线电接收设备（ 以下简称接收机），需要接收许多电台发 送来的高频调制信号，若接收机将接收到 的这些信号直接放大还原，将会出现灵敏 度低、选择性差、接收机结构复杂等问题 ，其主要原因有以下几个方面。
的频谱线性搬移功能。 混频器的一般结构框图
非线形
uc
元件
带通滤 波器
设输入已调波信号：uc Uc cos tcos ct
本振信号: uL UL cosLt 那么两信号的乘积项为：
uI UcU L cos tcos ct cos Lt
uc
1 2
UcU L
cos
t cos ( L
c
)t
cos ( L
的包络形状相同，频谱结构相同，只是填充频谱不同，即，其中心
频率：其中 fI fL fc
fI
f
L
fL
fc fc
输出低中频 输出高中频
是获2由可混.得见混频两c输器频变个出是化器输中频成入的频谱信信基的号L号线本的u性工乘cI的搬积作包移项I原络电，形理路具状，：有没完这有成个变频乘化谱积，线项只性，是搬就填移可充功以频能实率的现关所休息键需1休息2
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。
超外差式接收机课件
超外差式接收机的选择性主要取决于中频滤波器的性能，因此可以通过精心设计，获得较好的选择性。
选择性较好
超外差式接收机的调整比较简单，可以快速准确地调整到所需的频率。
易于调整
电路复杂
容易自激
体积较大
对电源要求高
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超外差式接收机电路复杂，需要大量的电子元件，制造成本较高。
超外差式接收机在某些情况下可能会产生自激，影响接收机的正常工作。
将人工智能技术应用于超外差式接收机，实现自适应信号处理、智能干扰识别等功能。
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超外差式接收机在卫星通信领域具有广泛的应用，未来将进一步拓展其在卫星导航、遥感等方面的应用。
卫星通信
超外差式接收机在雷达系统中具有重要作用，未来将进一步拓展其在探测、跟踪等方面的应用。
雷达系统
随着物联网技术的发展，超外差式接收机将在智能家居、智能交通等领域发挥更大的作用。
解调与音频部分包括解调器和音频放大器。
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CБайду номын сангаасAPTER
超外差式接收机的应用与实例
无线电通信是超外差式接收机最广泛的应用之一。在无线电通信中，超外差式接收机用于接收和放大微弱的无线电信号，并将其转换为可处理的电信号。
无线电通信系统中的超外差式接收机通常包括天线、调谐器、滤波器、放大器和解调器等组件，这些组件协同工作，将无线电信号转换为可识别的信息。
由于超外差式接收机需要大量的电子元件，因此其体积较大，不便于携带。
超外差式接收机的电源需要提供稳定的电压和电流，否则会影响接收机的性能。
06
CHAPTER
超外差式接收机的发展趋势与未来展望
超外差接收机
一、實驗項目:調幅超外差接收機 (AM Superheterodyne Receiver)二、實驗目的：瞭解調幅超外差接收機的基本架構與應用。
三、實驗原理：圖(19-1)所示為調幅接收機使用的超外差接收方式。
其中，射頻(RF)放大器可供選擇且放大所要接收頻段的射頻調變訊號，此射頻(RF)放大器提供較大的頻寬，以確保所選擇的射頻調變訊號可完全放大。
我們可同時調整射頻(RF)放大器的調諧電容器與本地振盪器(Local Oscillator)的諧振電容器，以便選擇想要接收的資訊，而隔離不要的訊息。
如此設計主要的原因是使射頻(RF)帶通放大具有高增益及可調性，降低頻射頻帶通放大的頻帶寬度因而提高頻率的穩定度，且降低實作的成本而容易製造。
IF RF IF B B B 2.<< 超外差調幅接收機如圖(19-1)所示，本地振盪器和混頻器組成一個頻率下降轉換器，其主要目標是將調幅接收頻段535 KHz~1605KHz 的射頻調變訊號轉換至455KHz 的中間頻段(IF)。
本地振盪器所產生的頻率為所要接收頻段的射頻頻率加上一個中間頻段(IF)，故稱為超外差，即為超出外來頻率一個中頻的意思。
本地振盪頻率為與所欲接收外來經調諧放大的射頻調變訊號頻率均被送至混頻器，此兩頻率混波的結果產生兩頻率和LO f .C f .C LO f f +.與兩頻率差的頻率，我們取兩頻率差，即可將接收訊號的頻率降至中頻段。
此外，中頻放大濾波器(IF Amplifier)具有較窄的頻寬，以確保能隔絕其他不需要的訊號，因中頻放大器頻寬窄，極容易設計高增益的放大電路，故提供了超外差接收機此接收機大部份的增益。
接收訊號在經過中頻高增益的放大輸出後，頻率已降至較低的頻率，此時，就可利用一般的解調器 (如二極體檢波再經一低通濾波器)將訊號還原。
C LO f f −.IF f .IF B .IF f .(.t x C圖(19-1) 超外差接收機方塊圖為探討超外差接收機受假像頻率(Image Frequency)干擾的情形，先假設本地振盪器有兩種輸出頻率，它們分別為IF C LO f f f +=.和IF C LO f f f −=. (19-1) 故IF C LO f f f =−|| (19-2) 如選擇本地振盪頻率IF C LO f f f +=.，則稱為超外差接收機；反之，如選擇本地振盪頻率時，則稱為超內差接收機。
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混 频
频 放 大
电
电
路 本振
路
检前低 波置频 电放放 路大大
电电
路路
AGC
超外差接收的优缺点
• 优点： • （1）对一个固定频率进行放大，容易获得较大且稳定
的放大倍数，因而能提高接收电路的灵敏度； • （2）中频的频率是固定的，采用陶瓷滤波器、声表面
波滤波器等性能优良的器件，能显著提高接收电路的选 择性； • （3）增加自动增益控制（AGC）电路，使电路能用 于接收各种不同强度的信号。 • 缺点： • 电路复杂，且存在一种特有的干扰——镜像干扰，在 讨论变频原理和电路时，我们将详细介绍什么是镜像干 扰。
其中，直接放大式接收电路又可以分为：
（1）直接检波式接收电路
（2）高放式接收电路
（3）超再生式接收电路
1、直接放大式接收电路 （1）直接检波式接收电路 直接检波式电路由接收天线、输入调谐电路、检波电路和 低放电路组成，如图所示。
输入调谐电路用来选择所要接收的信号，将调谐回路的谐振 频率调整到与待接收的信号频率相等，则只有该频率的信号 才在输入回路中形成较大的电压，然后进行检波和低放。其 特点是没有高频放大环节，是一种最简单的无线电接收电
从3脚输出的即为音
频基带信号，经VT1 组成的共射极放大电
电路的特点是低电压、低功耗， 可用电池供电。
路放大，驱动耳机发
声。
4.2 混频器原理及超外差式接收机
返回
传统直接式接收机的缺陷
• 收音机、电视接收机等无线电接收设备（ 以下简称接收机），需要接收许多电台发 送来的高频调制信号，若接收机将接收到 的这些信号直接放大还原，将会出现灵敏 度低、选择性差、接收机结构复杂等问题 ，其主要原因有以下几个方面。
4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接
1、直接耦合方式
直接将天线连接入输入回路。由于天线与地之间形成的电容 C0与LC回路相并联，使回路Q值下降并导致失谐，因此在实 际接收电路中很少使用。
4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接
2、电容耦合方式
天线通过耦合电容C1与输入回路相连接的方式称为电容耦合 方式，如图所示，电容C1的容量一般取10～30P。
因电容C1的容量取得 小，与天线形成的电 容C0串联后减弱了天 线对输入回路的影 响。缺点是C1的容抗 随频率变化，高频端 传输系数大，低频端 传输系数下降，影响 低频端信号接收，
4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接
3、电感耦合方式 电感耦合利用绕在磁棒上的电感线圈L1将无线信号耦合给调 谐回路，如图所示。
超外差式接收机发展历程
• 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
• 这种接收方式的性能优于高频（直接） 放大式接收，所以至今仍广泛应用于远 程信号的接收，并且已推广应用到测量 技术等方面。
超外差式接收机
变频
输
电路 中
入 调 谐
4.1.2 无线信号接收电路的主要技术指标
接收电路的主要技术性能指标如下:
（1）信噪比
接收机输出信号中的有用信号功率电平与噪声信号功率电 平的比值，称为接收机信噪比，用符号SNR(Signal-noise ratio)表示，信噪比是衡量接收机输出信号质量的重要指标
SNR
S N
有 用 信 号 功 率 电 平用分贝表示 噪声信号功率电平
1、直接放大式接收电路
（2）高放式接收电路-实例
电感L1为绕制在磁棒B上的线圈，C1为可变电容，型号CBM223P（使用其中的一联），RL为耳机，A1为收音机集成电路 MK484。
L1和C1组成频率可 调的谐振回路，频率
调节范围即为中波广
播范围。
接收到的高频已调
信号输入MK484，
经高频放大并检波，
传统直接式接收机的缺陷
• 1、接收机要能接收所有电台，且还原出 来的声音、图像质量均好，若接收机把 接收到的高频信号直接放大还原，那么 ，接收机必须由几十套回路组成，这样 接收机的体积将呈几倍甚至十几倍的增 加，且电路设计制造和调整都困难。
传统直接式接收机的缺陷
• 2、高频放大器增益较低，因为频率越高 ，放大器越不稳定，只有适当降低增益 ；对不同电台发出的高频信号难以实现 多级放大，因为每级放大器都需要调谐 ，不方便且选择性不高。因此，若接收 机采用直接放大高频信号的方式，不可 能使接收机灵敏度、选择性做得很好。
1、直接放大式接收电路 （2）高放式接收电路 高放式接收电路由天线、调谐电路、高频放大电路、检波电路 和低频放大电路组成。与直接检波式电路相比，增加了高频放
大电路，因此适用于输入信号相对较弱的场合。
用于近距离无线遥控时，发射电路离接收电路较近，来自 接收天线的信号经调谐回路选择，选出特定频率的已调信 号，经高频放大电路放大，达到检波电路所要求的幅度，经 检波电路检出基带信号，最后经低频放大后输出。
路。这种电路适用于输入信号较强的情况，例如
接收本市无线电调幅广播时，就可以采用这种接收方案。
1、直接放大式接收电路 （1）直接检波式接收电路-实例 集成功率放大电路LM386组成调幅广播收音机的实际电路 图。
元器件型号、数值如下：C1型号为CBM-223P，这是一只 双 联 可 变 电 容 ， 图 4.2 仅 使 用 其 中 的 一 联 ， VD1 为 2AP9 ， C2=100pF ， C3=10μF ， C4=0.047μF ， C5=10μF ， C6=100μF ， C7=0.1μF ， C8=220μF ， C9=0.1μF ， R1=470kΩ，R2=10Ω，RP1=470kΩ,喇叭阻抗8Ω。
信 噪 比 分 贝 10 lg S
N
（2）接收灵敏度
接收机输出信号信噪比达到一定要求且输出功率不小于音 频额定功率的50%的情况下，输入端所需的最小信号电平称 为接收机的灵敏度。
请思考：提高增益，能否提高接收灵敏度？ （3）选择性
常用的接收电路可分为：
*直接放大式接收电路 *超外差式接收电路 *二次变频接收电路 *放大器顺序混合型接收电路
电感耦合也存在传输系数随信号频 率变化的问题，低频信号传输系数 较大。不过电感耦合时传输系数随