【導讀】超外差原理是，任何頻率的輸入信號都與“本地振蕩器”的頻率“混合”，在稱為IF的“中頻”產生新的信號。本設計實例將介紹一種混頻安排，其中本地振蕩器以輸入信號的頻率運行，產生零赫的IF。
超外差接收機中使用的縮寫詞“IF”代表“中頻”，所以對于一個追求語言純粹的人，本文標題中出現了“頻率頻率”的并列就顯得荒謬。但是我決定不在意。談論一款中頻器件或電路或系統或其它任何東西都太簡單了，所以我要懇請你的寬容。
超外差原理是，任何頻率的輸入信號都與“本地振蕩器”的頻率“混合”，在我們稱為IF的“中頻”產生新的信號。在典型的AM收音機中，IF是455kHz；而在典型的FM收音機中，IF是10.7MHz。在這兩種情況下，本地振蕩器都以輸入信號的頻率運行，但由IF移頻。如果你在紐約市收聽WINS的AM電臺，選臺到1010kHz，則本地振蕩器將以1465kHz的頻率工作。
但這里我們將看到一種混頻安排，其中本地振蕩器以輸入信號的頻率運行，產生零赫的IF，正如標題所說。
下圖是用于超外差接收的零頻率IF級，只要其頻率wm = 2×pi×fm足夠接近第二本地振蕩器頻率wc= 2×pi×fc，輸入＃1就被傳遞到輸出。輸入頻率有多接近必須借助一對低通濾波器來設置。兩個低通濾波器的截止頻率越低，選擇范圍越窄。
圖1：零頻率IF和公式，首次考查。
理想的乘法器是我們的混頻器。其操作基于三角函數公式：cos a x cos b = ½ x (cos (a+b) + cos (a-b)) ，如圖1所示。
但是，可以用另一種方式應用這種代數關系。我們可以用“a”代表“wc”，“b”代表“wm”，或者反過來，都沒關系。
圖2：零頻率IF和公式，第二次考查。
在這種情況下，我們使用等價三角函數公式：cos b x cos a = ½(cos (b+a) + cos (b-a))。
這種差別并沒產生什么不同，圖1和圖2的最終結果相同。采用 SPICE的零頻率IF仿真如圖3所示。
圖3：采用 5kHz低通濾波器零頻率IF仿真。
...或更窄的帶通，像圖4那樣。
圖4：采用約500Hz低通濾波器的零頻率IF仿真。
整個帶通是低通濾波器截止頻率的兩倍。使用1MHz的本地振蕩器頻率，針對圖中顯示的單個RC濾波器，計算出的帶通如圖5所示。
圖5：零頻率IF帶通。
要注意10：1的帶寬比與10：1的低通濾波器截止頻率比，它們為：1/(2 pi x 3160 x 0.01E-6) = 5037 Hz ...和... 1/(2 pi x 3160 x 0.1E-6) = 503.7Hz。
這項技術被應用于美國海軍CVA VAST測試系統的Building Block 38（BB38）中，BB38被稱為低頻波分析儀。但零頻IF并非 源于此，而是借鑒現已停產的惠普HP3590A分析儀。
然而，戲法只能玩一次。四混頻器可能會受到DC偏移的干擾。為避免這個問題，用極低頻高通角對低通濾波器實施直流阻斷。結果，IF帶通在中心頻率處具有無限深但非常窄的陷波。
本文轉載自電子技術設計。
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