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超外差概念

超外差(superheterodyne)是一種通信收發機中使用的結構類型,它通過本地產生的振盪波與輸入信號混頻,將輸入信號的頻率變換為預先確定的頻率,即中頻。這種方法最早由E.H.阿姆斯特朗於1918年提出,主要是為了適應遠程通信中對高頻率、弱信號接收的需要。在超外差接收機中,有一個振盪器(本機振盪器,LO)產生的高頻電磁波與所接收的高頻信號混合,產生一個差頻,即中頻信號。這箇中頻信號的選擇可以通過LC電路實現,而混頻器或變頻器則是執行外差過程的非線性器件。

超外差接收機的具體結構通常包括一個穩定的本地振盪器、一個固定頻率的高增益帶通放大器,以及一系列的器件來產生穩定的後續信號。這些器件包括混頻器電路、濾波器射頻合成器等。超外差接收機的信道濾波通常是通過高選擇性的無源濾波器來實現的,而接收信道的調諧則通過一個射頻合成器的編碼實現。

超外差接收機的工作原理是通過頻譜搬移實現的,即中頻等於本振頻率減去射頻。這種結構通常適用於無線通信系統中,因為它能夠有效地抑制非期望信號和干擾,從而提供較高的靈敏度和選擇性。此外,由於中頻放大器和電路的阻抗更高,因此它們不需要有很大的動態範圍。

需要注意的是,超外差的概念有時也用於指代一種特定的信號注入方式,即high-side injection。在這種注入方式中,射頻信號首先被搬移到中頻段,然後從中頻直接回到所需的信號頻段。而超內差則指的是low-side injection的方式,其中本振頻率小於射頻頻率。