超外差式接收机简介

超外差式接收机简介——射电天文望远镜接收终端张景洋发展历史及前景展望发展历史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。发展历史及前景展望1919年利用超外差原理制成超外差接收机。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发展历史及前景展望20世纪70年代首次提出的蜂窝系统，使得微波技术走向大众，极大地促进了微波技术的发展。Maxwell方程包含了整个电磁领域的基础和定律，全面而准确地描述了电磁现象，加上后来科研和工程人员的大量分析，试验研究和工程开发，使得微波工程成为一门地学科。一个蜂窝系统发展历史及前景展望由于缺少可靠的微波源和其他元件，20世纪初无线电技术的发展主要发生在高频和甚高频范围。1936年后，Southworth和BarronY对时波导进行了重新研究，通过实验证明了波导可以作为窄带传输媒介，以传输高功率信号。20世纪40年代第二次世界大战期间，雷达的出现和发展使得微波理论和技术得到根本的重视。在美国，麻省理工学院建立了辐射实验室来发展雷达的理论和技术。20世纪50年代晶体管出现，加上60年代微波集成电路的使用，使在基片上构成微波系统得以实现。发展历史及前景展望前景展望目前的超外差接收模块主要用于民用设备，如：汽车电子RKE/PKE、BCM/ECU，电动门窗GDO、安防，智能家居控制，遥控智能控制，消费类无线遥控电子产品，无线数据传输等。深圳市晶美润科技生产的ASK超外差无线接收模块发展历史及前景展望右图为2007年1月17日，安装在昆明凤凰山云南天文台的大型射电望远镜以我国“探测1号”绕地球卫星为目标进行轨道测量。这台大型射电望远镜直径40米，重约400吨，天线展开面积相当于4个篮球场。超外差接收机的结构超外差原理如图1。本地振荡器产生频率为f1的等幅正弦信号，输入信号是一中心频率为fc的已调制频带有限信号,通常f1＞fc。这两个信号在混频器中变频,输出为差频分量,称为中频信号,fi=f1-fc为中频频率。超外差接收机的结构图2表示输入为调幅信号的频谱和波形图。输出的中频信号除中心频率由fc变换到fi外，其频谱结构与输入信号相同。因此，中频信号保留了输入信号的全部有用信息。超外差接收机的结构

超外差原理的典型应用是超外差接收机（图3）。从天线接收的信号经高频放大器放大，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器变频，得到中频信号，再经中频放大、检波和低频放大，然后送给用户。接收机的工作频率范围往往很宽，在接收不同频率的输入信号时，可以用改变本地振荡频率f1的方法使混频后的中频fi保持为固定的数值。

超外差接收机的分析接收机的输入信号uc往往十分微弱（一般为几微伏至几百微伏），而检波器需要有足够大的输入信号才能正常工作。因此需要有足够大的高频增益把uc放大。早期的接收机采用多级高频放大器来放大接收信号，称为高频放大式接收机。后来广泛采用的是超外差接收机,主要依靠频率固定的中频放大器放大信号。和高频放大式接收机相比，超外差接收机具有一些突出的优点。

容易得到足够大而且比较稳定的放大量。具有较高的选择性和较好的频率特性。这是因为中频频率fi是固定的，所以中频放大器的负载可以采用比较复杂、但性能较好的有源或无源网络，也可以采用固体滤波器，如陶瓷滤波器（见电子陶瓷）、声表面波滤波器（见声表面波器件）等。超外差接收机的分析容易调整。除了混频器之前的天线回路和高频放大器的调谐回路需要与本地振荡器的谐振回路统一调谐之外，中频放大器的负载回路或滤波器是固定的，在接收不同频率的输入信号时不需再调整。超外差接收机的主要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(见混频器)。当接收频率为fc的信号时,如果有一个频率为f婞=f1+fi的信号也加到混频器的输入端，经混频后也能产生|f1-f婞|=fi的中频信号,形成对原来的接收信号fc的干扰，这就是像频干扰。超外差接收机的分析解决这个问题的办法是提高高频放大器的选择性，尽量把由天线接收到的像频干扰信号滤掉。解决这个问题的办法是提高高频放大器的选择性，尽量把由天线接收到的像频干扰信号滤掉。 二次变频超外差接收机的框图如图4。第一中频频率选得较高，使