超外差式接收机.doc

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1、7.3教學活動　   7.3.1超外差式接收機       1.下圖為超外差式接收機(SuperheterodyneReceiver)的方塊圖       其原理是將接收到射頻號與本地振盪電路進行混波以產生較低頻的中頻信號，中頻信號經過放大後再進行檢波以還原原始信號，最後經聲頻放大以推動喇叭。超外差式接收將射頻轉換成中頻，主要是因為高頻放大不易且增益有限。因此，中頻放大電路的增益關係著接收機大部份的增益，而且關係著接收機的選擇性。       2.超外差式接收機的結構中輸入電路是作天線與射頻電間的阻抗

2、匹配以及選頻工作。射頻(RF)放大器並非是必須的，但有射頻放大器者接收性能表現亦較佳。RF放大器通常是寬頻放大器。接收信號經過輸入電路及RF放大器選頻及放大後與本地振盪器輸出進行混波，混波電路可利用一些非線性電路（例如C類放大器）產生和、差以及原信號。這些信號進入極窄頻的中頻放大器（例如A類放大器），使得中頻級的差信號得以進入及放大。最後，信號送入檢波器，還原出原始信號，再經聲頻放大級放大，推動喇叭。       3採用超外差接收機的通信或廣播型式有AM、FM、SSB、電視以雷達系統等，應用非常廣泛。

3、其應用之廣，主因是其中頻放大器是窄頻功能放大器，可有效排除非中頻信號，即進一步排除了其它電台的干擾，此優點是超外差式接收機一項重要的優點。   7.3.2假像頻率       1.大部份的接收機，其本地振盪電路的輸出頻率都是遠高於所接收的RF信號頻率，且其值fo=fRF+fIF，其中fo為本地振盪電路輸出頻率，fRF為射頻信號頻率，fIF、為中頻信號頻率。因此，當fo與fRF混波後產生的差頻fo-fRF=fIF可正確無誤地通過中頻放大電號。但若另外有一信號fi其頻率為(fo+fRF)、即fi=fRF+

4、2fIF經過過混波所產生差頻亦剛好等中頻fIF，亦會進入中頻放大器造成干擾。此干擾的信號頻率則稱之為假像頻率(ImageFrequency)。fi=fRF+2fI       2假像頻率的去除，可藉由輸入與射頻放大電號以雙調譜電路調譜於fRF方式，有效去除。因此接收機的選擇性佳者，可排除假像頻率之干擾。而且，排除假像率的工作須在中頻放大級之前完成。   7.3.3輸入電路       1.輸入電路的主要工作，即是在作天與RF放大電路的阻抗匹配以及選頻的工作。如下圖所示為阻抗比RF放大器輸入阻抗大時的輸

5、入電路         若天阻抗比RF放大器阻抗低，則可利用中心抽頭的方式降低阻抗(tap-down)，如下圖所示         另外吾人亦可利用多個帶通濾波器(BPF)以選擇欲接收的頻帶       2.輸入電號除了作阻抗匹配外，其選頻功能可以減少假像頻率干擾，並能衰減二次輻射，即接收機天線向外輻射，的情形可以減少。另外輸入電路的調譜電路儘可能採用高Q值及高選擇性電路。   7.3.4射頻放大電路       1射頻(RF)放大電路在超外差接收機中並非絕對必須者，當然，接收機有此級可以使得接收性能

6、表現比沒有RF放大器的接收機好。然而，射頻放大技術不易、增益提升有限。因此，增加RF放大器即增加成本，然而，表現改善有限，使得有些接收機並不採用RF放大器，直接將調譜電路所選到的射頻信號與本地振盪輸出作混波。       使用RF放大器，還是有下列優點:           (1)提升增益，自然提升了接收機的靈敏度及S/N比           (2)提供接收機與天線較佳的耦合           (3)提升接收充排玉假像頻率的能力           (4)增加接收機的選擇性           (

7、5)防止本地振盪器透過接收機天向外輻射電波。       2.RF放大電路由於處理高頻率信號，為提升S/N比，須使用低雜訊或適合高頻、高電子移動速率的元件。例如石電化鎵(GaAs)製成的FET等。       3.下圖為一單調譜的RF放大器電路例       下圖則為雙閘極MOSFET所組成的RF放大器       由於MOSFET的回授電容量較低、故適合作較高頻如VHF以上信號之射頻放大器之主動元件。雙閘替可提供接收信號之輸入以及自動增益控制(AGC)控制信號之輸入。   7.3.5變頻器(混波器)

8、       1.變頻電路在超外差式接收機中的主要作用是將射頻信號轉換成中頻(IF)信號，以便將信號作適當之放大之用。其原理是將RF信號與可調的本地振盪信號共同輸入非性裝置或電號以產生原來頻率信號，雨頻率和信號，兩頻率差信號以及其高次譜波，再利濾波器取出較低頻的差頻信號(即IF信號)，排除其它頻率信號，完成所謂變頻工作。       2.若混波電號與本地振盪電路不共同使用同一電晶體者稱之為他激式變頻。若共用同一電晶體者，則稱之為自激式變頻法。且依本地振盪