正如本系列第 1 部分中所討論的，隨著單個或耦合調諧電路的頻率增加，選擇性會降低到在調諧的較高頻率下選擇性可能不足的程度。這有助于避免同時聽到多個重疊的廣播電臺。為了解決這個問題，無線電接收器制造商需要將注意力轉向超外差技術。這種類型的接收器將來自接收器天線的輸入頻率轉換為固定頻率。
　　恒定選擇性和超外差接收機
　　正如本系列第 1 部分中所討論的，隨著單個或耦合調諧電路的頻率增加，選擇性會降低到在調諧的較高頻率下選擇性可能不足的程度。這有助于避免同時聽到多個重疊的廣播電臺。
　　為了解決這個問題，無線電接收器制造商需要將注意力轉向超外差技術。這種類型的接收器將來自接收器天線的輸入頻率轉換為固定頻率，無論輸入頻率是什么。這個固定頻率稱為中頻，或簡稱為 IF。為了做到這一點，開發(fā)了一種稱為混頻器的特殊非線性無線電閥。圖 1 顯示了此類混合器的原理圖。所有閥門都具有非線性，非線性程度取決于管道或閥門在其網(wǎng)格和結構上的偏置方式。在任何類型的混合閥中，非線性隨施加到其控制元件或柵極之一、甚至其陰極的電壓而變化，如圖 1 所示。非線性僅僅意味著閥門的輸出信號不是其輸入信號的副本。因此，如果閥門的增益或放大率隨著增益控制元件上的電壓而變化，則閥門的輸出將是增益控制電壓和輸入信號的組合?，F(xiàn)在，如果增益控制元件上的電壓是大周期信號，例如源自正弦波振蕩器的信號，并且來自天線的輸入信號是與該振蕩器頻率不同的周期信號，則閥的輸出將主要由三個主要組成部分組成：那么閥門的輸出將是增益控制電壓和輸入信號的組合。現(xiàn)在，如果增益控制元件上的電壓是大周期信號，例如源自正弦波振蕩器的信號，并且來自天線的輸入信號是與該振蕩器頻率不同的周期信號，則閥的輸出將主要由三個主要組成部分組成：那么閥門的輸出將是增益控制電壓和輸入信號的組合?，F(xiàn)在，如果增益控制元件上的電壓是大周期信號，例如源自正弦波振蕩器的信號，并且來自天線的輸入信號是與該振蕩器頻率不同的周期信號，則閥的輸出將主要由三個主要組成部分組成：
　　 頻率等于天線頻率與振蕩器頻率之和。
　　 頻率是天線頻率和振蕩器頻率之間的差值。
　　 混音器的原始輸入信號。

　　閥門超外差接收器中使用的典型混頻器和振蕩器示意圖。
　　超外差接收器利用了閥門（或現(xiàn)代裝置中的半導體）中的這一特性?，F(xiàn)在，假設我們從天線接收到 4 兆赫茲的信號，并且將任意 IF 選擇為 450 千赫茲。要將 4 MHz 信號轉換為 450 kHz（或 0.45 MHz），需要 4.45 MHz 的振蕩器頻率。如果天線電路調諧到 30 MHz，則振蕩器需要處于 30.450 MHz。中頻的固定頻率將具有消除這些較高頻率的重疊信號的效果，因為如果它們進入混頻器，它們也會被轉換。然而，它們的頻率范圍將超出中頻濾波器調諧電路的范圍。振蕩器頻率可以比接收頻率低或高相同的量，但一般來說，振蕩器通常設置為高于所需的輸入頻率。您還應該注意，混頻器輸出具有和頻電流和差頻電流以及輸入信號電流。然而，中頻濾波器消除了不需要的頻率，并且這些頻率不會耦合到接收器的下，即中頻放大器。
　　中頻放大器特性
　　中頻放大器可能有一個或兩個放大器管或電子管，每個電子管在每的輸入和輸出上都有一個或兩個調諧電路。這些過濾掉給定通信目的不需要的所有信號。在高頻 (HF) 無線電頻段中，所需的信號通常是語音、音樂或兩者兼而有之。中頻放大器只需要處理這些信號并抑制任何其他信號。在更昂貴的接收器中，需要付出相當大的努力來使中頻濾波器的響應具有平坦的頂部和陡峭的側面，以便不需要的信號急劇下降。
　　中頻放大器級的另一個重要特征是它能夠自動調整施加到其上的信號的放大量，以便無論信號有多強，聽眾都會聽到幾乎恒定的音量。此功能稱為自動增益控制或 AGC。這也是通過使用稱為遠程截止五極管的特殊中頻放大器管來實現(xiàn)的。它們具有特制的控制柵極，可通過施加直流電壓來改變電子管的放大倍數(shù)，該直流電壓源自對 IF 放大器的 IF 信號進行整流。AGC 應用于 IF 放大器管的控制柵極，如圖 2 所示。

　

　　中頻的選擇
　　在本系列的第 1 部分中，我指出，當頻率較低時，使用較少的級聯(lián)或耦合調諧電路更容易獲得良好的選擇性。因此，似乎中頻越低越好。然而，對于超外差設計，存在許多相互沖突的要求，這些要求直接影響所選擇的中頻，因此這不是一個隨意的決定。這一決定也會隨著技術進步而改變，如下所示。
　　圖像響應
　　對于進入接收器混頻器級的每個信號，本地振蕩器頻率的每一側都會有兩個信號，由 IF 頻率分開。同一個混頻器在中間會有一個輸出，這也是事實。接收器天線處的兩個輸入頻率的頻率。
　　看與上面相同的示例，假設我們要接收 4.0 MHz 的信號，并且 IF 為 450 KHz。這意味著本地振蕩器的頻率為 4.450 MHz。接收器天線處的第二個（圖像）頻率也將給出相同的 IF 響應，它是 4.90 MHz 的信號。這是輸入頻率 (4.90 MHz) 和本地振蕩器頻率 4.450 MHz 之間的差值。在這種情況下，本地振蕩器位于輸入信號的低端。
　　現(xiàn)在，接收器無法區(qū)分鏡像頻率和所需信號，除非混頻器之前的選擇性可以將其消除。如果觀察圖像情況，就會發(fā)現(xiàn)它與所需信號的間隔始終是 IF 頻率的兩倍。在上面的示例中，所需信號為 4 MHz，IF 為 0.450 MHz。因此，圖像比所需信號高 0.90 (2 x 0.45) MHz，即 4.90 MHz。這種關系適用于所有非線性混頻器。
　　接收器前端的單個調諧電路將從該較低頻率的有用信號中消除 900 kHz 的鏡像。因此，對于天線頻率低于約 10 至 15 MHz 的 IF，450 KHz 就足夠了。
　　隨著接收頻率升高，前端調諧電路的選擇性降低。當所需頻率上升時，鏡像頻率（如果有信號）有足夠的信號能量，鏡像可能是主要信號，特別是當鏡像頻率上有強信號而所需信號較弱時一。
　　有兩種方法可以避免這種情況。在早期的裝置中，天線和混頻器之間有一個放大器，該放大器在輸入頻率上有兩個聯(lián)動調諧電路。調諧電路提高了選擇性，并將鏡像頻率的干擾水平降低到可忽略的水平。當時有一些非常好的無線電接收器示例具有此功能，它們可以調諧到 30 MHz，而不會出現(xiàn)嚴重的圖像問題。其中許多用于國內短波接收機。甚至有些接收器在混頻器前面有兩個射頻放大器。此類接收器 AR88 是一款高性能接收器，在第二次世界大戰(zhàn)期間及之后被軍方使用，圖 3 中顯示了其中一個示例。
　　20 世紀 40 年代高性能無線電接收器 AR88 的內部視圖，顯示了文本中描述的一些功能。
　　增加中頻
　　減少鏡像問題影響的另一種方法是增加接收器中頻的頻率。請記住，圖像與所需信號的間隔是中頻的兩倍。因此，中頻越高，圖像距離越遠，這降低了對更清晰的前端調諧電路的要求。然而，特別是在 1920 年代末到 1930 年代中期，很難經(jīng)濟地制造出在較高頻率下具有足夠選擇性的 IF 放大器。其原因是調諧電路內的線圈都是空心的。線圈的電感大約以匝數(shù)的平方的比率增加。因此，10 匝線圈的電感值比 30 匝線圈低 9 倍。然而，30匝線圈的電阻只會是10匝線圈的3倍。這意味著要制作更高頻率的中頻變壓器，需要減小電感，但相對于電感，電阻減小的量較小，使得電感與電阻之比更低，從而降低了調諧電路的選擇性。早期無線電接收器的中頻需要較低才能保持選擇性。當時的中頻放大器一般調諧在 50 kHz 之間。和 455 kHz。早期無線電接收器的 F. 需要較低才能保持選擇性。當時的中頻放大器一般調諧在 50 kHz 之間。和 455 kHz。早期無線電接收器的 F. 需要較低才能保持選擇性。當時的中頻放大器一般調諧在 50 kHz 之間。和 455 kHz。
　　調諧電路 Q 簡介
　　諧振時的調諧電路的電容器和電感器具有相等且相反的電抗。調諧電路具有所謂的 Q 因子，Q 的意思是“質量”。它的測量值為線圈電抗除以其電阻的比率。電容器還具有 Q 測量值，即電容電抗除以電阻?，F(xiàn)在，由于電容器是由通過絕緣介質分隔的金屬板制成的，因此沒有長線圈，因此電容器的 Q 值比電感器高得多。因此，調諧電路的 Q 值等于其感抗 (XL) 除以其電阻。還應在工作頻率下進行測量。Q 因數(shù)越高，調諧電路變得越銳利。實際調諧電路的 Q 因子可高達 200 左右。

　　顯示了具有不同 Q 值的五個調諧電路。請注意，Q 越低，頻率范圍（δ (F) 就越寬）。例如，δ (F) 在 1/2 功率點處要窄得多，因為Q 變得更高。這種情況在每個斜坡上都會發(fā)生。
　　調諧電路的 1/2 功率（電壓為 70%）帶寬與其 Q 相關，因為帶寬 B 等于工作頻率 F 除以 Q。因此 B=F/Q，其中帶寬的單位與頻率。圖 4 顯示了具有不同 Q 值的五個調諧電路。
　　鐵粉芯介紹
　　細鐵粉與絕緣介質混合，將磁場集中在電感器周圍，并大大增加其電感。因此，對于任何給定的電感值，可以使用相當少的電線，這大大降低了電感器的電阻。，這使得增加線圈 Q 值和增加中頻成為可能，同時保持適當?shù)倪x擇性。圖 5 是 20 世紀 30 年代中期至后期電子管收音機中使用的帶鐵粉芯 Pi 繞組的典型 IF 變壓器的圖片。

　　顯示了典型的雙調諧 IF 變壓器，未顯示其電容器和蓋子，如電子管無線電接收器中使用的那樣。鐵粉調諧塊可通過螺絲刀調節(jié)，以實現(xiàn)共振調節(jié)。
　　選擇性和保真度
　　如果接收器具有低中頻并且由于級聯(lián)調諧電路而具有很強的選擇性，則接收到的信號將具有非常尖峰、稀薄且令人不快的音質。這是因為選擇性可能非常敏銳，以至于它會切入所需信號的較高音符（如果這是正在收聽的內容）。圖 4 中的選擇性跡線如果是低頻 IF，則可以輕松切入所需信號。那么對此可以做什么呢？可以采用陡峭的側裙來阻擋相鄰的電臺，但也可以采用平坦的頂部來阻擋中頻濾波器的帶通（頂部）區(qū)域。
　　調諧電路耦合
　　到目前為止，我們所研究的所有調諧電路之間幾乎沒有直接耦合。因此，所提出的濾波器僅具有頻率與幅度響應，這是每個響應的簡單算術和。

　　顯示了不同耦合程度的雙調諧電路對帶寬的影響。
　　如果允許調諧電路直接相互作用，就會對調諧電路產(chǎn)生自然的影響，即互耦。根據(jù)耦合程度，耦合的調諧電路表現(xiàn)出頻率響應頂部的平坦化，并且進一步的耦合會導致響應中間的下降，這通常是不希望的。側裙幾乎與級聯(lián)的兩個調諧電路一樣陡峭，沒有相互耦合。圖 6 顯示了兩個調諧電路不同程度的相互耦合的影響。設置所需耦合量的正常方法是將圖 5 中的兩個 Pi 繞制線圈移得更近或更遠。它們越接近，相互耦合就越多。文獻中還介紹了其他幾種方法，但本文未涵蓋。
　　固態(tài)接收器和動態(tài)范圍 (DR)
　　隨著 20 世紀 60 年代及以后固態(tài)（晶體管）無線電接收器的出現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)無線電接收器設計還存在另一個需要解決的緊迫問題：接收器的動態(tài)范圍 (DR)。隨著高頻無線電頻譜變得越來越擁擠，其中一些電臺的發(fā)射功率達到兆瓦范圍，很明顯，良好的選擇性不足以消除中頻濾波器之前無線電接收機早期階段產(chǎn)生的干擾。產(chǎn)生的干擾可能會將不需要的信號傳遞到 IF 濾波器并通過它。無線電接收器內有許多流程對此有貢獻，這將在這四部分系列的第 3 部分中介紹。