[科普中国]-无线电接收机

无线电术语中，接收机是一种从天线接收并解调无线电信号的电子设备，主要用于声音，图像定位信息等。人们日常生活中用到的收音机，电视机，卫星电视接收机，寻呼机，GPS等都是无线电接收机。

无线电接收机简称接收机，能将天线接收到的无线电信号加以选择、变换、放大，以获得所需信息的电子设备。其组成部分是高频、中频、低频放大器、变频器和解调器。按接收信号的调制方式，它可分为调幅接收机、调频接收机和脉冲调制接收机等。按接收信号的波长，它可分为长波、中波、短波、超短波和微波等接收机1。

简介无线电接收机是用于接收无线电信号的通信设备。由于来自于空间的电磁波已经很微弱，且夹杂着大量的干扰与噪声，因此无线电接收机必须具有放大信号、选择信号、排除干扰以及对信号进行解调的能力。无线电接收机的类型大致有三种，分别是直放式、超外差式和超再生式，其中超外差式接收机的接收性能最好，工作也最稳定，因而在通信、广播和电视接收机中被大量采用。

无线电接收机用天线接收无线电信号、从中选出需要的信号再转换为声音、图像、电码等的设备。主要元件有滤波器、电振荡放大器、检波器、扬声器、电子显像管等。有多种类型，如电报收信机、广播收音机、电视接收机等2。

发展及应用一般来说，无线电接收机常指收音机（与此相对的还有无线电收报机，雷达信号接收机也属于此类），指的是由调台装置，前置放大器和功率放大器组成的，放在一个盒子里的电子电路。一些老的接收机还有扬声器。在高保真或者家庭影院系统中这是一种很普通的设备，然而一些音乐发烧友们相信一个独立的调谐器能提供更高质量的表现力和声音效果。接收机通常是一个精密的家庭影院系统的核心，它提供可选择的音源输入给各种放声设备，诸如电唱机，激光唱机，和卡带播放机；视频设备（即盒式磁带录像机，DVD播放机，电视游戏机，和电视机）。现代接收机正在趋向于淘汰唱盘机和卡带机，而提供数字信号处理器使之放出的声音效果可以像在音乐厅现场那样真实。现今数字音频S/PDIF连接口已经很普及了。

一些现代接收机可以在七个扩音喇叭和一个附加的超低音声道发送音频，还附带耳机插孔以方便使用耳机。支持立体声或者环绕声的接收机的价格差异范围非常大，包含一个高质量单元的接收机有时相当便宜--在美国可能低于200美元或者更少。在中国国内，有些厂商因为激烈竞争，生产一些低于10美元的接收机，其中包括数字解码单元和双声道耳机以及AAA电池组。因为现代接收机是纯粹的电子设备，它和机电设备（例如：机械的转盘或卡带回放机）不一样，它并不包含移动部件，并且它能提供多年的免故障服务。由于整合家庭影院系统变得很普遍，它通常与DVD播放机、环绕音响整合在一起。用户只需简单的将它连接到电视机、其他设备和扩音喇叭就可以使用。

自供电收音机有一个自带手摇发电机可用于发展中国家或者作为紧急情况/救灾装备。

随着科技的发展，收音机从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机，到使用微电脑处理器的数字调谐收音机；收音机的基本电路形式也从直接放大式到超外差式、多次变频式电路。DTS（数字调谐系统）技术收音机的问世，标志着收音机的数字时代已经到来，但同时我们应该看到模拟技术下的超外差式接收机电路，依然可以用“老而不朽”来形容，还是有其存在价值的：

1）集成电路和微电子技术的发展越来越快，电子技术数字化、集成化程度越来越高，但是数字化程度再高，最终也必须转换成模拟的声音、色彩等才能被人类所感知。模拟电子技术依然是整个电子技术的基础，通过系统了解超外差接收机各部分电路工作原理，可以帮助我们更好的将模拟电路基础知识理论结合实际，加深对模拟电子技术理论的全面理解，对电子技术初学者学习能力的提高也有较大帮助。

2）包括现代音响设备在内的各种电子产品的更新换代频率越来越快，IC设计电路及数字技术的应用越来越广，但是数字调谐器（DTS）及其集成电路的基本原理依旧是建立在调幅、调频收音机电路基础上而实现的3。

分类直放式无线电接收机早期的无线电接收机多采用如图的方案，这种接收机称为直放式无线电接收机，其特点是接收机解调器之前的各级电路都工作在信号的发射频率（射频）上，接收机的放大能力和选择能力全部由射频放大器和射频选择回路提供。这种方案现在很少采用，其原因有三点：1.接收机的增益不能做得很高，因为晶体管的放大能力随工作频率的升高而降低，并且电路的稳定性较差；2.接收机的选择性能差，接收机对干扰的抑制能力主要是由接收机中的滤波器决定的，由于滤波器的通频带与中心频率成正比，当回路中心频率（等于信号频率）太高时，由于回路通带太宽，远大于信号频带宽度，对信号频率附近的干扰就无法滤除；3.电路结构复杂，调整困难。因为当接收机改变工作频率时，各级电路都必须重新调谐。在接收机工作频率高、接收信号微弱以及外界干扰众多的情况下，这些缺点显得更为突出。因此现代的无线电接收机几乎都采用超外差接收方案。

超外差接收机超外差式接收机电路主要由以下几部分组成：

1）输入回路：输入回路最主要的作用就是选频，把不同频率的电磁波信号中特定频率的电台信号选择并接收下来，送入下一级电路。输入回路一般通过LC串联谐振对双联可变电容的调节，实现选频及频率同步跟踪。

2）变频电路：变频电路是超外差接收机中最重要的组成部分，主要作用是将输入电路选出的各个电台信号的载波都变成固定中频465kHz，同时保持中频信号与原高频信号包络完全一致。变频电路由本机振荡器和混频器组成。因为465kHz中频信号的频率是固定的，所以本机振荡信号的频率始终比接收到的外来信号频率高出65kHz，这也是“超外差”得名的原因3。

3）中频放大电路：又叫中频放大器，其作用是将变频级送来的中频信号进行放大，一般采用变压器耦合的多级放大器。中频放大器是超外差式收音机的重要组成部分，直接影响着收音机的主要性能指标。

4）检波和自动增益控制电路：检波的作用是从中频调幅信号中取出音频信号，常利用二极管来实现。音频信号通过音量控制电位器送往音频放大器，而直流分量与信号强弱成正比，可将其反馈至中放级实现自动增益控制（简称AGC），从而使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减，以保持输出的相对稳定。

超外差式接收机的中频放大电路采用了固定调谐的电路，这—特点与直放式接收机比较起来有如下优点：

1）用作放大的中频，可以选择易于控制的、有利于工作的领率（我国采用的中频频率为465kHz），以便适合于管子和电路的性质，能够得到较为稳定和最大限度的放大量。

2）各个波段的输入信号都变成了固定的中频，电路将不因外来频率的差异而影响工作，这样各个频带就能够得到均匀的放大，这对于频率相差很大的高频信号（短波）来说，是特别有利的。

3）如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。因此在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以收音机的灵敏度、选择性、音量和音质等方面，都远优于简易型收音机。

超外差式接收机的缺点是线路比较复杂，晶体管和元件用的较多，因而成本较贵，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等3。

无线电发射机无线电发射机的基本组成包括基带信号处理电路、载波发生器、调制器、高频功率放大器和发射天线等五部分：如图基带信号处理电路包括了对来自于话筒（或各种音频设备）的音频信号的各种前端处理，如音频放大、音频滤波（将频率限制在300~3400Hz）和可能需要的语音压缩（幅度限制，防止出现过大的调制度）和预加重（用于FM发射机中）等；调制器用于将处理过的音频信号调制到高频载波上，不同的调制方式采用不同的调制器，在直接调频中，调制器与载波发生器合二为一；高频功率放大器将高频已调波进行功率放大，使发射机的输出功率满足要求。发射天线是一种将高频电信号转换成电磁波的单元，对于发射机来说，它是一种负载。

图中只是一个无线电发射机的基本组成部分。实际的发射机根据具体的功能和技术指标要求还必须增加一些电路，如各种滤波器、变频器以及一些控制电路等，其放大器也往往是多级的。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学