Wat is Superheterodyne-ontvanger?

Een ontvangerarchitectuur die het ontvangen signaal in een mixer mengt met het signaal van de lokale oscillator (LO) om het naar een vaste tussenfrequentie (IF) om te zetten, voordat het wordt versterkt en gedemoduleerd. Zeer selectieve filters op de IF verwijderen naburige kanalen. Signalen op de spiegelfrequentie, aan de andere kant van de LO dan het gewenste signaal, worden naar dezelfde IF omgezet en moeten daarom vóór de mixer worden verwijderd.

Japanse benaming: スーパーヘテロダイン方式

“Superheterodyne-ontvanger” komt voor in 2 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Basis van draadloze communicatie.

Vakgebied: Basis van draadloze communicatie

Nu oefenen: vragen over Superheterodyne-ontvanger

Een superheterodyne-ontvanger ontvangt een signaal van 900 MHz door de lokale oscillator (LO) op 800 MHz in te stellen en om te zetten naar een tussenfrequentie (IF) van 100 MHz. Welke spiegelfrequentie wordt dan ook naar dezelfde IF van 100 MHz omgezet?

  1. A700 MHz
  2. B1000 MHz
  3. C1700 MHz
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. 700 MHz

Van de mixeruitgang wordt de verschilfrequentie gebruikt, dus elk signaal dat 100 MHz van de LO afwijkt, wordt naar de IF van 100 MHz omgezet. Dat geldt voor de gewenste 900 MHz en voor 700 MHz aan de andere kant van de LO; die laatste heet de spiegelfrequentie. Een signaal op de spiegelfrequentie is na omzetting naar de IF niet meer te onderscheiden; het wordt daarom vóór de mixer verwijderd met een filter (spiegelfrequentiefilter) of onderdrukt met een image-reject-mixer. Een hogere IF legt de spiegelfrequentie verder van het gewenste signaal, zodat het filter vóór de mixer haar makkelijker verwijdert.

Welke beschrijving van een directe-conversieontvanger, die de lokale oscillator (LO) op dezelfde frequentie als het ontvangen signaal instelt en zonder tussenfrequentie rechtstreeks naar de basisband omzet, in vergelijking met een superheterodyne-ontvanger, is juist?

  1. AOmdat er geen tussenfrequentie wordt gebruikt, wordt het probleem van de spiegelfrequentie groter en is een spiegelfrequentiefilter met hoge prestaties nodig
  2. BOmdat de frequentie twee of meer keer wordt omgezet, is de schakeling complex en moeilijk op een CMOS-chip te integreren
  3. CEr is geen extern IF-filter nodig en de ontvanger is makkelijk te integreren, maar hij is gevoelig voor een gelijkspanningsverschuiving (DC-offset) doordat het LO-signaal weglekt en met zichzelf mengt, en voor 1/f-ruis bij lage frequenties
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Er is geen extern IF-filter nodig en de ontvanger is makkelijk te integreren, maar hij is gevoelig voor een gelijkspanningsverschuiving (DC-offset) doordat het LO-signaal weglekt en met zichzelf mengt, en voor 1/f-ruis bij lage frequenties

Een directe-conversieontvanger (zero-IF-ontvanger) stemt de LO af op de ontvangen frequentie en zet met twee mixers, voor in-fase (I) en kwadratuur (Q), rechtstreeks naar de basisband om. Met de twee takken I en Q zijn positieve en negatieve frequenties te onderscheiden, zodat een spiegelsignaal van een andere frequentie niet kan storen, en er is geen IF-filter nodig. Daardoor is de ontvanger makkelijk op één CMOS-chip te integreren, en hij wordt veel gebruikt in transceivers voor mobiele telefoons en andere apparaten. Anderzijds ontstaat een gelijkspanningscomponent (DC-offset) als het LO-signaal naar de antenne weglekt en met zichzelf mengt; die is moeilijk van het basisbandsignaal te onderscheiden. Omdat het omgezette signaal dicht bij gelijkspanning ligt, is de ontvanger bovendien gevoelig voor 1/f-ruis van de transistors en voor verschillen tussen de takken I en Q (IQ-onbalans).

Vragen met “Superheterodyne-ontvanger” (2)

  1. Een superheterodyne-ontvanger ontvangt een signaal van 900 MHz door de lokale oscillator (LO) op 800 MHz in te stellen en om te zetten naar een tussenfrequentie (IF) van 100 MHz. Welke spiegelfrequentie wordt dan ook naar dezelfde IF van 100 MHz omgezet?
  2. Welke beschrijving van een directe-conversieontvanger, die de lokale oscillator (LO) op dezelfde frequentie als het ontvangen signaal instelt en zonder tussenfrequentie rechtstreeks naar de basisband omzet, in vergelijking met een superheterodyne-ontvanger, is juist?

Verwante termen

Directe-conversieontvanger (zero-IF) CMOS 1/f-ruis (flickerruis) Beamforming (bundelvorming) BLE (Bluetooth Low Energy) Fading Linkbudget LPWA (low-power wide-area) MIMO (multiple-input multiple-output) NFC (near field communication)

Naar de woordenlijst