Was ist Zwischenfrequenz?

Die Zwischenfrequenz (ZF) ist eine Nachbildung eines empfangenen Signals, jedoch mit einer Frequenz, die normalerweise unter die Funkempfängerfrequenz verschoben ist. Die Verwendung von Zwischenfrequenzen ist das Ergebnis der Bemühungen, einen Empfänger zu bauen, der für einen weiten Bereich von Empfängerfrequenzen geeignet ist. ZF wird oft verwendet, um die Signalverarbeitung zu erhöhen oder Frequenzen zur Verarbeitung in eine gemeinsame Frequenz umzuwandeln.

Funkempfänger sind eine Reihe von progressiven Signalverstärkungen durch eine Reihe von kaskadierten Funkfrequenzverstärkern (RF). Verstärker erhöhen den Signalpegel, was bedeutet, dass das Antennensignal einer sehr empfindlichen ersten Stufe zugeführt, verstärkt und zur weiteren Verstärkung an die zweite Stufe gesendet werden muss. Die ersten gebauten Radioempfänger waren abgestimmte Radiofrequenz (TRF)-Empfänger, die HF-Stufen hatten, die alle auf die Empfängerfrequenz abgestimmt waren. TRF-Empfänger sind am besten geeignet, um nur eine Frequenz zu empfangen. Für die Abstimmung auf einen breiten Frequenzbereich sind TRF-Empfänger möglicherweise nicht praktikabel, außer in speziellen Anwendungen.

Ein gewöhnlicher Rundfunk mit Amplitudenmodulation (AM) kann ungefähr 580 bis 1,600 Kiloherz (kHz) empfangen. Beim Abstimmen wird ein Resonanzkreis, normalerweise die Shunt-Kapazität eines abgestimmten Frequenztransformators, verringert, um auf höhere Frequenzen abzustimmen. Irgendwann endet die Schaltung mit einem komplizierten abstimmbaren Mehrfachkondensator mit vier separaten Kondensatoren. Das nächste Problem ist die unerwünschte Kopplung des Signals am Ausgang der vierten Stufe, das in den Eingang der ersten Stufe gelangt. All dies führt zu einer verrauschten Lautsprecherausgabe.

Andere Beschränkungen von TRF-Empfängern umfassen kompliziertes Design der Induktivität und Kapazitäten, die in den abgestimmten Schaltungen benötigt werden. Die Lösung besteht darin, die meisten HF-Stufen durch ZF-Verstärker mit abgestimmten Transformatoren mit fester Frequenz zu ersetzen. Diese Zwischenfrequenztransformatoren haben eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung, die auf einen einstellbaren Kern gewickelt sind.

Die ZF-Strategie besteht darin, die Frequenz der empfangenen HF so zu verschieben, dass sie auf dem ZF-Wert fixiert ist. Für den Empfang von beispielsweise 580 kHz erzeugt der Empfänger eine Ortsfrequenz von 1,035 kHz. Die Differenz von Lokalfrequenz und Empfängerfrequenz beträgt 455 kHz, die Zwischenfrequenz. Der gleiche Vorgang wird bei verschiedenen lokalen Frequenzen dupliziert, was bedeutet, dass die Abstimmung auf einen breiten Bereich von Empfangsfrequenzen bei Verwendung von ZF vereinfacht wird.

Ein Zwischenfrequenzverstärker wird im Werk nur einmal abgestimmt. Ein bereits auf die spezifische ZF abgestimmtes Gerät wird als Zwischenfrequenzfilter bezeichnet. Die meisten dieser Filter sind quarzgesteuerte oder vorgeschnittene Quarze, die auf die ZF abgestimmt sind. Die Zwischenfrequenz wird in fast allen Funkempfängern verwendet, die als Heterodyn- oder Superheterodyn-Empfänger kategorisiert sind.