RF信号とローカル信号をミキシングしてIF信号に？？

質問

RF信号とローカル信号をミキシングしてIF信号に変換する。という形態の受信があると聞きますが、RF信号とローカル信号をミキシングしてIF信号に変換するメカニズムがよくわかりません。私はこういう通信に関して素人なので、申し訳ありませんが、素人わかりするような形で教えてください。お願いします。

回答No.2

colocolo62 · ベストアンサー

RF信号（多分受信した無線信号）の周波数：f1
ローカル信号（受信機内部の発振器で作られた信号）の周波数：f2
IF信号（中間周波信号）：f3
とします。

受信信号とローカル信号をミキサ回路にてミキシングしますと、
f1＋f2とf1－f2の周波数に変換された信号が出力されます。

通常、IF信号は低い方の周波数にしますので、低い方の周波数（f3）を通すバンドパスフィルタで、出力信号をフィルタリングします。

こういった受信法は、あらゆる通信機や放送受信機に使われています。
ローカル信号の周波数をコントロールすることで、IF信号（f3）になるRF信号を切り替えることが出来るため、チャネル切替に応用できます。

一旦IF信号にしてしまえば、それから後の信号処理は、チャネルが違っても同じものが使えます。

お礼

回答ありがとうございます。上記説明から考えますと、F1-F2=F3ということでしょうか？

回答No.6

mmky

参考程度に
信号を加算（ミキシング）して素子に注入した場合、その素子の入出力特性に二乗以降の特性がないとヘテロダインにはなりません。普通の感覚では二人で入って二人で出てくるだけなんですが、二乗特性があれば二人の和と差も出てくるのです。
原理はサイン、コサインの足し算に二乗特性を加えたものです。
信号1：{cosω1*t}
信号2: {Kcosω2*t}
K: 振幅
信号1と信号２を加算して素子に注入すると、素子の入出力特性に二乗以上の特性があると、
a*{cosω1*t+Kcosω2*t}+b*{cosω1*t+Kcosω2*t}＾2+c*{cosω1*t+Kcosω2*t}＾3+・・・
のようになりますね。
二乗の項を見ると、
b*{cosω1*t+Kcosω2*t}＾2=b*{(cosω1*t)＾2+2*(cosω1*t)(kcosω2*t)+(Kcosω2*t)＾2}
真ん中の項は、
2b*(cosω1*t)(Kcosω2*t)=bK*{cos(ω1+ω2)t + cos(ω1-ω2)t
のように周波数の和と差があります。
これを抜き出して、
(ω1+ω2)=ω3
または、
(ω1-ω2)=ω3
として上側か下側のどちらかを利用してますね。
という説明でしょうか。

お礼

詳しい説明ありがとうございます。非常に助かりました。

回答No.5

namihei_115

無線で通信をする場合，電波の周波数の信号（RF信号）を，ベースバンド信号に落とす前に一度中間周波数信号（IF信号）に落とすという通信方式があります.皆さんがおっしゃっているスーパーヘテロダイン方式です．

RF信号をAsin(2πf_RF・t)，LO信号をBsin(2πf_LO・t)とします．ここでf_RFはRF信号の周波数，f_LOはローカル信号の周波数です.

ミキシングのメカニズムはミキサでこのRF信号とLO信号を掛け算することです．

掛け算した結果は，
Asin（2πf_RF・t）×Bsin（2πf_LO・t）
となります．

これを三角関数の公式にしたがって変形すると，
sin(2π（f_RF+f_LO)・t)という項とsin(2π(f_RF-f_LO)・t)という項が出てきます．

f_RF+f_LOはRF周波数よりも高い周波数になってしまいますので,通常はf_RF-f_LOをIF信号の周波数とします．LOの周波数の方がRFの周波数より大きい場合にはf_LO-f_RFがIF周波数となります．

このような中間周波数を使うことによってRFの周波数が違っていてもLO周波数の選び方によって同じIF周波数とすることができ，IFフィルタを汎用にすることができるとか，イメージ処理（これを書くと長くなるので，必要であれば別途質問して下さい）などの処理が楽になるという利点が生まれます．

お礼

回答ありがとうございます。イメージ処理については別途質問したいと思います。

回答No.4

ikkyu3

通信とは限らず、一般に周波数の少し異なる二つの振動を合成すると、この二つの周波数の差の周波数を有する振動が得られます。（音、電波、機械的振動など、ビート）「振動の合成」

ご質問は、無線受信機のヘテロダイン検波の場合と思われます。
受信したＲＦ信号（搬送波）と受信機内に用意された局部発信機による局部発信機出力とを、検波用の回路（ＦＥＴや受信管など）で合成して、二つの周波数の差の周波数の差の信号を得ます。

ＲＦの同調周波数と局部発振周波数の差の周波数が常に一定の周波数になるように、ＲＦと局部発振の、それぞれの共振回路を連動する（例えば連動バリアブルコンデンサ）ように構成すると一定の周波数のＩＦ信号が得られます。

この得られたＩＦ信号（超可聴周波数）の信号を更に中間周波数増幅して検波する方法は、スーパーヘテロダイン方式といわれます。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.3

colocolo62

＞F1-F2=F3ということでしょうか？

そのとおりです。

お礼

そうですか！　ありがとうございました。

回答No.1

marimo_cx

恐らくスーパーヘテロダイン方式の事を仰っているのかと思います。
テキストのみでの説明は不可能な事と、どの程度まで詳しい情報が必要かわからないので、とりあえず検索キーワードだけ提供させていただきます。

アマチュア無線の教科書とか電子工作の本をひとまず立ち読みしてみては如何でしょうか。

お礼

回答ありがとうございます。アバウトな質問で申し訳ありませんでした。私が質問したかったのは、貴方のおっしゃる通り、『スーパーヘテロダインって何？』ということです。検索キーワードを提供していただきありがとうございました。