超外差接收机使用信号混合将输入的无线电信号转换为稳定的中频（IF），该中频比具有不同频率的原始无线电信号更容易工作，具体取决于广播电台。然后，IF信号被IF放大器带放大，然后馈入检测器，该检测器将音频信号输出到为扬声器供电的音频放大器中。在本文中，我们将借助框图了解Superheterodyne AM接收机或superhet的工作原理。
今天发现的大多数AM接收机都是超外差型，因为它们允许在中频（IF）阶段使用高选择性滤波器，并且由于IF阶段的滤波器而具有很高的灵敏度（可以使用内部铁氧体杆状天线）。帮助他们摆脱不必要的RF信号。此外，由于在放大器中使用了自动增益控制并且易于操作（仅控制音量，电源开关和调谐旋钮），中频放大器条可提供高增益，良好的强信号响应。
超外差式AM接收机的框图
为了了解其工作原理，让我们看一下下面所示的Superheterodyne AM接收器框图。
如您所见，框图有11个不同的阶段，每个阶段都有一个特定的功能，下面将对其进行说明
- 射频滤波器：第一个模块是铁氧体棒状天线线圈和可变电容器组合，有两个用途-射频被感应到线圈中，而并联电容器控制它的谐振频率，因为当线圈和电容器等于站点的载波频率–这样，它就可以充当接收器的输入滤波器。
- 外差本地振荡器：第二个块是外差，也称为本地振荡器（LO）。设置了本机振荡器的频率，因此RF信号频率与LO频率的和或差等于接收器中使用的IF（通常在455 kHz左右）。
- 混合器： 第三块是混频器，RF信号和LO信号被馈送到混频器以产生所需的IF。常见的AM接收器中存在的混频器输出总和，LO和RF频率差以及LO和RF信号本身。通常在简单的晶体管无线电中，外差和混频器使用一个晶体管制成。在更高质量的接收器和使用专用集成电路（例如TCA440）的接收器中，这些级是分开的，由于混频器仅输出和频和差频，因此接收更为灵敏。在一个晶体管本振混频器中，该晶体管用作共基阿姆斯特朗振荡器，将从缠绕在铁氧体棒上的线圈（与谐振电路的线圈分开）取的RF馈入基极。在与天线谐振电路的谐振频率不同的频率下，它呈现出低阻抗，因此，由于天线电路是并联谐振型（在不同频率下为低阻抗），所以基极对于LO信号保持接地，而对于输入信号则不接地。共振，在共振频率下几乎是无限的阻抗）。
- 第一个IF滤波器：第四个块是第一个IF滤波器。在大多数AM接收机中，它是放置在混频器晶体管集电极中的谐振电路，其谐振频率等于IF频率。其目的是滤除频率不同于IF频率的所有信号，因为这些信号是不想要的混频产物，并且不携带我们要收听的电台的音频信号。
- 第一中频放大器：第五块是第一中频放大器。如果增益太高，则每个IF阶段的增益通常为50至100，如果增益太高，则IF滤波器彼此之间的距离太近且没有适当屏蔽，则可能会发生寄生振荡。放大器由来自解调器的AGC（自动增益控制）电压控制。 AGC会降低级的增益，从而导致输出信号大致相同，而与输入信号幅度无关。在晶体管AM接收器中，AGC信号最常馈入基极并具有负电压-在NPN晶体管中，将基极偏置电压拉低会降低增益。
- 第二个IF滤波器：第六个块是第二个IF滤波器，就像第一个IF滤波器一样，它是放置在晶体管集电极中的谐振电路。它仅允许使用IF频率的信号-提高选择性。
- 第二中频放大器：第七块是第二中频放大器，它实际上与第一中频放大器相同，只是它不受AGC的控制，因为具有太多的AGC控制级，会增加失真。
- 第三中频滤波器：第八块是第三中频滤波器，就像第一个和第二个是放置在晶体管集电极中的谐振电路一样。它仅允许IF频率的信号-提高选择性。它将IF信号馈送到检测器。
- 检测器：第九块是检测器，通常采用锗二极管或二极管连接的晶体管的形式。它通过校正IF来解调AM。在其输出上，有一个很强的IF纹波成分，该成分被电阻-电容器低通滤波器滤除，因此仅保留了AF成分，并将其馈送到音频放大器。像在常规直流电源中一样，音频信号被进一步滤波以提供AGC电压。
- 音频放大器：第十个块是音频放大器；它会放大音频信号并将其传递到扬声器。在检测器和音频放大器之间，使用了音量控制电位器。
- 扬声器：最后一块是扬声器（通常为8欧姆，0.5W），可向用户输出音频。扬声器有时会通过耳机插孔连接到音频放大器，当插入耳机时，该插孔会断开扬声器的连接。
超外差AM接收器电路
现在，我们知道了超外差接收器的基本功能，下面让我们看一下超外差接收器的典型电路图。下面的电路是使用Sony的TR830超灵敏晶体管构成的简单晶体管无线电电路的示例。
乍一看，该电路可能看起来很复杂，但是如果将其与我们先前学到的框图进行比较，它将变得很简单。因此，让我们拆分电路的每个部分以说明其工作原理。
天线和混频器– L1是铁氧体棒状天线，它与C2-1和C1-1可变电容器并联形成谐振电路。次级绕组耦合到混频器晶体管X1的基极。 LO信号由C5从LO馈送到发射极。输出IF由IFT1从集电极获取，线圈以自耦变压器的方式在集电极上抽头，因为如果将谐振电路直接连接在集电极和Vcc之间，则晶体管会给电路带来相当大的负载，带宽也会过大高–大约200kHz。此抽头将带宽降低到30kHz。
LO –标准的共基阿姆斯特朗振荡器C1-2与C1-1一起调谐，以便LO和RF频率的差始终为455kHz。LO频率由L2决定，C1-2和C2-2的总电容与C8串联。L2为从集电极到发射极的振荡提供反馈。底座射频接地。
X3是第一个中频放大器。为了使用变压器为晶体管放大器的基极供电，我们将次级线圈置于基极和偏置之间，并在去耦电容和变压器次级线圈之间放置一个去耦电容器，以闭合信号电路。与通过耦合电容器将信号馈送到直接连接到偏置电阻的基极相比，这是一种更有效的解决方案
TM是一种信号强度计，用于测量流入IF放大器的电流，因为更高的输入信号会导致更多的电流通过IF变压器流入第二个IF放大器，从而增加了仪表测量的IF放大器电源电流。C14和R9（屏外）一起过滤电源电压，因为可以将射频和电网的嗡嗡声感应到TM仪表的线圈中。
X4是第二个中频放大器，偏置由R10和R11固定设置，C15将中频信号的基极接地；它连接到未去耦的R12，以提供负反馈，以减少失真，所有其他操作与第一款放大器相同。
D是探测器。它对IF进行解调并提供负AGC电压。使用锗二极管，因为其正向电压比硅二极管低两倍，从而导致更高的接收器灵敏度和更低的音频失真/ R13，C18和C19构成PI拓扑低通音频滤波器，而R7控制AGC强度并形成具有C10的低通滤波器，可从IF和AF信号中滤除AGC电压。
X5是音频前置放大器，R4控制音量，C22在较高频率下提供负反馈，从而提供额外的低通滤波。 X6是功率级的驱动器。 S2和C20构成音调控制电路–按下开关时，C20会将较高的音频接地，作为粗略的低通滤波器，这在早期AM无线电中很重要，因为扬声器的低频性能非常差，并且接收到的声音听起来“小”。来自输出的负反馈被施加到驱动晶体管的发射极电路。
T1将到达X7基极的信号相位与X8基极的相位反相，T2将每个晶体管的半波电流拉回整个波形，并将较高的晶体管安培阻抗（200欧姆）匹配到8欧姆扬声器。当输入信号为正波形时，一个晶体管拉电流，而当波形为负时，另一个晶体管拉电流。R26和C29提供负反馈，减少失真并改善音频质量和频率响应。J和SP的连接方式可在插入耳机时关闭扬声器。音频放大器提供约100mW的功率，足以覆盖整个房间。