外差接收簡介

它可以在中頻進行放大、解調(diào)得到基帶信號。外差接收的本振光控制可通過中頻鎖定進行，較易實現(xiàn)，故較多被采用。

圖中表示典型的光外差接收機方框圖。圖中光纖3dB方向耦合器和雙光檢測器構(gòu)成了平衡光相干檢測器。這種檢測器可充分利用信號光和本振光功率，又能利用平衡作用消除本振激光器強度漲落引起的噪聲。

鎖頻控制部分的作用是控制本振激光器的注入電流或溫度，使本振光頻率和信號光載頻相差一固定的中頻，從而穩(wěn)定中頻頻率。

圖中沒有表示出偏振跟蹤環(huán)路?？梢圆捎檬怪蓄l幅度保持一定的偏振跟蹤方法。

幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控都可用外差接收方法。一般是在內(nèi)調(diào)制時用頻移鍵控，外調(diào)制時用微分相移鍵控。

超外差原理如圖1。本地振蕩器產(chǎn)生頻率為f1的等幅正弦信號，輸入信號是一中心頻率為fc的已調(diào)制頻帶有限信號，通常f1>fc。這兩個信號在混頻器中變頻,輸出為差頻分量，稱為中頻信號,fi=f1-fc為中頻頻率。圖2表示輸入為調(diào)幅信號的頻譜和波形圖。輸出的中頻信號除中心頻率由fc變換到fi外，其頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號相同。因此，中頻信號保留了輸入信號的全部有用信息。

超外差原理的典型應(yīng)用是超外差接收機（圖3）。從天線接收的信號經(jīng)高頻放大器放大，與本地振蕩器產(chǎn)生的信號一起加入混頻器變頻，得到中頻信號，再經(jīng)中頻放大、檢波和低頻放大，然后送給用戶。接收機的工作頻率范圍往往很寬，在接收不同頻率的輸入信號時，可以用改變本地振蕩頻率f1的方法使混頻后的中頻fi保持為固定的數(shù)值。

接收機的輸入信號uc往往十分微弱（一般為幾微伏至幾百微伏），而檢波器需要有足夠大的輸入信號才能正常工作。因此需要有足夠大的高頻增益把uc放大。早期的接收機采用多級高頻放大器來放大接收信號，稱為高頻放大式接收機。后來廣泛采用的是超外差接收機，主要依靠頻率固定的中頻放大器放大信號。

和高頻放大式接收機相比，超外差接收機具有一些突出的優(yōu)點。

①　容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量。

②　具有較高的選擇性和較好的頻率特性。這是因為中頻頻率IF是固定的，所以中頻放大器的負載可以采用比較復(fù)雜、但性能較好的有源或無源網(wǎng)絡(luò)，也可以采用固體濾波器，如陶瓷濾波器（見電子陶瓷）、聲表面波濾波器（見聲表面波器件）等。

③　容易調(diào)整。除了混頻器之前的天線回路和高頻放大器的調(diào)諧回路需要與本地振蕩器的諧振回路統(tǒng)一調(diào)諧之外，中頻放大器的負載回路或濾波器是固定的，在接收不同頻率的輸入信號時不需再調(diào)整。

超外差接收機的主要缺點是電路比較復(fù)雜，同時也存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等(見混頻器)。例如，當(dāng)接收頻率為fc的信號時,如果有一個頻率為f=fc if的信號也加到混頻器的輸入端，經(jīng)混頻后也能產(chǎn)生|fc-f|=fim的中頻信號，形成對原來的接收信號fc的干擾，這就是像頻干擾。解決這個問題的辦法是提高高頻放大器的選擇性，盡量把由天線接收到的像頻干擾信號濾掉。另一種辦法是采用二次變頻方式。

二次變頻超外差接收機的框圖如圖4。第一中頻頻率選得較高，使像頻干擾信號的中心頻率與有用輸入信號uc的中心頻率差別較大，使像頻信號在高頻放大器中受到顯著的衰減。第二中頻頻率選得較低，使第二中頻放大器有較高的增益和較好的選擇。

光外差接收機，利用外差原理，將接收的信號光束經(jīng)光混頻器變換為預(yù)定的低載頻(中頻)信號后再進行高增益放大和檢波的光接收機。