スーパー ヘテロダイン。 スーパーヘテロダイン受信機(すーぱーへてろだいんじゅしんき)とは

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熱反射ガラスの使用の有無は車両のディーラーやメーカーへお問い合せください。 各種受信ができない状態では警告動作を行う事ができません。 本機での受信は、無線が使用され、電波が出ている場合に限ります。 あらかじめご了承ください。 ステルスアラームが鳴った時にはすでに計測されていることがあります。 くれぐれも速度の出しすぎにはご注意ください。 特に、冬季の降雪地域や悪天候が続く場合は付属のDCコードを使用してください。 また禁煙車など、シガーソケットが装備されていない車の場合には、別売の直結配線用DCコードを使用してください。 お買い求めになられた販売店などでの取り付けをお薦めします。 海外ではご使用にならないでください。 また補償なども一切ありません。 くれぐれも、速度の出し過ぎには注意して走行してください。 また、警察関係車両が接近した際には速やかに道をお譲りください。

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スーパーヘテロダイン受信機(すーぱーへてろだいんじゅしんき)とは

スーパー ヘテロダイン

スーパーヘテロダイン受信機の影像周波数混信と近接周波数混信の原理と対策方法について。 次の記述は、スーパーヘテロダイン受信機の選択度を向上させる方法について述べたものである。 このうち、正しいものを1、誤っているものを2として解答せよ。 ア、近接周波数に対する選択度を向上させるために、中間周波変成器の同調回路のQを小さくする イ、近接周波数に対する選択度を向上させるために、中間周波数をできるだけ高い周波数にする ウ、近接周波数に対する選択度を向上させるために、帯域外の減衰傾度の大きいクリスタルフィルタを使用する エ、影像周波数に対する選択度を向上させるために、高周波増幅器を設ける オ、影像周波数に対する選択度を向上させるために、中間周波数をできるだけ高い周波数にする <解答> ア…同調回路のQを小さくすると帯域が広がるので、 2誤り イ…IFが高いと近接周波数は分離しづらくなるので、 2誤り ウ…スカート特性が良いと近接周波数が減衰するので、 1正しい エ…RF段で選択増幅され影像混信は軽減されるので、 1正しい オ…IFを高くすると目的信号と影像周波数が離れるので、1正しい 字面だけ眺めていても混乱するだけなので、画像で直感的に覚えることにします。 【影像周波数混信】 希望波と中間周波数の差と、妨害波と中間周波数の差がほとんど同じになるために起こる混信。 希望波と妨害波とは周波数的には近くない Fig. 要するに、中間周波数を高く取って影像周波数を高周波増幅の帯域外に出してしまうことで、影像周波数混信を避けよう、というわけです。 イメージ混信を起こす周波数の信号はRF段で増幅されなくなりますから、除去することができます。 このため、 中間周波数を高く取ることが影像混信の解決策の一つとなります。 【近接周波数混信】 受信したい信号(希望波)と妨害波が近い周波数にあるために起こる混信 Fig. 中間周波数が8. 83 [MHz]の場合、8. 830 [MHz](信号波)と8. 835 [MHz](妨害波)となります。 つまり、8. 83 [MHz]に対しての5 [kHz]の差ですから、わずか0. 一方、中間周波数を455 [kHz]とした場合、455 [kHz](信号波)と460 [kHz](妨害波)となります。 つまり、455 [kHz]に対しての5 [kHz]の差ですから約1. このことは、もっと定量的には以下のように説明されます。 フィルタ回路を構成するのは、共振回路です。 この式の意味するところは、Qが同じで中間周波数(=中心周波数f0)が異なる2つのフィルタがあるとすると、通過帯域f2-f1の幅は、f0に比例するというものです。 このことから、小さなQでも通過帯域を狭く取れる、 低い中間周波数が近接周波数混信に有利であることがわかります。 Fig. 選択度を高めるには、この山の形を鋭くすること、すなわち回路のQを大きくすればよいことがわかります。 共振回路に並列に抵抗を入れると、Qが下がってしまいます(Fig. また、 クリスタルフィルタやメカニカルフィルタは、この共振のQは非常に大きく、選択度の高い(シャープな)フィルタを構成することができます。 中間周波トランスは、結合度の調整でも伝送する帯域を変化させられます。 定性的に言うと、 結合を密にすると帯域が広くなり、逆に、結合を疎にすると帯域が狭くなります。 このような選択肢もあるので、注意して下さい。 Fig. これらは、上にも書いたように周波数選択性を持っていますから、 複数接続すると帯域内の信号のみが残って、帯域外の成分はどんどん減衰して行きます。 これは、周波数特性がフィルタやIFTの特性の乗算となるからです。 これらは、全く性質の異なる混信で、対策がトレードオフになる部分もあります。 性質の違いをよく理解しておくことが必要です。 出典:無線工学の基礎.

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ラジオ進化の歴史を振り返る!CQ ham radio連動企画 作って合点! ラジオのしくみ No.4 スーパーヘテロダイン・ラジオ キット

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概要 [ ] ダイレクトコンバージョン受信機は、受信したい信号と同じ周波数、あるいは非常に近い周波数の信号を内部の(LO)で作り、受信信号とすることでを行う。 復調した低周波信号は、隣接した不要信号をで除去しを行う。 この方式は、ラジオ放送のなどで広く使われているスーパーヘテロダイン方式で(IF)を0Hzにしたような周波数構成になっているため、 ゼロIF(: zero-IF)方式とも呼ばれる。 また、受信する周波数と内部の発振周波数が同じため、に対して、 ホモダイン(: Homodyne)の名称で呼ばれることもある。 ダイレクトコンバージョンのアイデア自体は非常に古い。 しかし当時の技術では十分な性能を得ることができず、同じような回路構成ではスーパーヘテロダイン方式のほうがや選択度などが優れていた こともあり、長い間スーパーヘテロダイン受信機が主流となり、ダイレクトコンバージョン受信機はなどのごく一部でのみ使われた。 ダイレクトコンバージョン方式が注目されだしたのは、用の低消費電力で小型の受信機が必要になったからである。 スーパーヘテロダイン方式で必要となるイメージ除去フィルタや中間周波数用のバンドパスフィルタなどの高周波部品が不要なためLSI化しやすく、低い周波数でフィルタ処理や増幅を行うためLSI化したときの消費電力も小さくできる。 さらに、低い周波数のフィルタ処理では特性を変えることが容易なため、信号のなどに応じたの変更も行いやすい。 このような利点のため、現在では携帯電話、、など多くの無線機器の受信回路で使用されている。 また、その単純性と柔軟性のためのに使われることも多い。 実際の構成 [ ] 単純に受信信号と同じ周波数の局部発振出力とを混合する方式は、を中心に対称な周波数成分を持つ単純なではそのまま使えるが、複雑な変調方式では問題が発生する。 例えば、局部発振周波数が14. 000の場合、周波数が14. 001MHzの信号成分はその差の1(0. 001MHz)に変換されるが、周波数が13. 999MHzの信号も同じように1kHzに変換されるため混信が起こる。 これはスーパーヘテロダイン方式で問題となるで中間周波数を0Hzとした場合に相当する。 この問題を解決するため、現在の一般的なダイレクトコンバージョン受信機では( quadrature mixer、複素ミキサとも言う)を使用する。 実際の受信機では、アンテナと直交ミキサの間に高周波用の低雑音増幅器(Low Noise Amplifier、LNA)が、直交ミキサとローパスフィルタの後には微弱な復調信号をベースバンド処理に必要なレベルまで増幅する低周波増幅器を設けるのが一般的である。 増幅器には外部からの制御で増幅度が変えられる可変利得増幅器(Variable-Gain Amplifier、VGA)が使用され、電波の伝搬経路や距離により大幅に受信信号レベルが変わってもベースバンドの信号レベルを一定範囲内に収める(Automatic Gain Control、AGC)が行われる。 技術的な問題点 [ ] ダイレクトコンバージョン受信機には多くの長所があるが、さまざまな技術的問題点も知られている。 主なものを以下に示す。 DCオフセット• 2次歪み• DCオフセット [ ] ダイレクトコンバージョン受信機では受信した信号を直流成分を含む低い周波数に直接変換して増幅を行う。 変換直後の信号レベルはとても低いため、信号以外の直流(DC)成分がわずかにでもあると信号のひずみや増幅器の飽和などの問題が発生する。 スーパーヘテロダイン受信機の場合は、受信した信号をいったん中間周波数に変換して増幅を行うため直流成分を中間周波段のフィルタで容易に取り除くことができ、問題になることはない。 ダイレクトコンバージョン受信機でのDCオフセットの主な原因として以下のものがある。 局部発振出力の回り込み• 外部に放射された局部発振出力の再受信• 強い妨害信号 局部発振出力の一部が前段の低雑音増幅器などに回り込んだ場合、増幅された後にミキサ回路で局部発振出力と混合され、両者のわずかなのずれにより直流成分が発生する。 また、局部発振出力の一部がアンテナまで回り込んだ場合は電磁波として外部に放出され、周囲の車や建物などで反射されて再度アンテナに受信される。 この信号も局部発振出力の回り込みの場合と同様に直流成分の発生源となる。 この場合は周囲の状況の変化によりDCオフセット値が変動する。 受信信号の近くに非常に強力な信号があり何らかの経路で局部発振出力に回り込んだ場合も、低雑音増幅器経由の同じ信号と混合され両者の位相のずれによりDCオフセットが発生する。 DCオフセットの値は妨害信号のレベルにより変わる。 DCオフセット値の変動が少ない場合は、DCオフセットをキャンセルする回路を設けるなど、回路的な工夫で対応できる。 また、のような直流成分が少ないを用いる場合、直流成分をフィルタで低減することでDCオフセットの影響を減らすことができる。 2次歪み [ ] 受信信号の近くに強力な 2 つの信号がある場合、アンテナ直後にある低雑音増幅器やミキサ回路の(より一般的には偶数次歪み)により 2 つの周波数の差の信号が発生する。 2 つの信号の周波数があまり離れていない場合、差の信号はミキサの後ろにあるをそのまま通過し、本来のベースバンド信号を妨害する問題がある。 スーパーヘテロダイン受信機の場合は、DCオフセットの場合と同様、2次歪みで発生する低い周波数の妨害信号を中間周波段のフィルタで容易に除去できるため大きな問題とならず、3 次歪みなどの奇数次歪みのみが問題となる。 直交ミキサは複数の部品から構成されるアナログ回路なので、使われている素子のわずかな特性の違い、不十分な調整、温度変化などによる特性変化など様々な原因で振幅や位相のミスマッチが起こりうる。 振幅の不一致がある場合はその後の VGA(可変利得増幅器)などのゲイン調整で補正できる。 位相の不一致は単純なゲイン調整では補正できないため、ベースバンド信号をを使うなどして補正する。 歴史 [ ] ホモダインとシンクロダイン [ ] 2つの高周波信号をし低周波の信号を直接得る、という受信方式のアイデアは非常に古くから知られている。 の発明家でラジオに関する先駆的実験を行ったことで知られているは、送信側でわずかに周波数の異なった2つの電波を送信し、受信側ではそれらを混合して可聴音を生成する無線方式の特許をにで出願した。 などは当時まだ発明されておらず、受信側での混合はコイルを巻きつけたコアのにより行い、コアのすぐそばの振動板を直接駆動した。 、後に方式を発明するアメリカの有名な研究者は回路の特許申請を行った。 この回路は検波回路を直前の状態にして受信感度と選択度を向上させるものだったが、その原理上回路は簡単に受信周波数で発振し、受信信号との混合により低周波のビート音が発生した。 、のケンドール(Burton W. Kendall)はアームストロングの再生検波回路をより洗練させるとともに、受信側の発振周波数を信号の周波数と正確に同じにすることで音声信号をする方式を考案し特許申請を行った。 これは後に ホモダイン(Homodyne)と呼ばれる方式である。 特許には再生検波回路に高周波増幅段を付加した回路や低周波増幅段を付加した回路などと共に、現在のダイレクトコンバージョン受信機のように独立したを設け受信信号と混合する回路も含まれている。 にコールブルック(F. Colebrook)はケンドールの特許と同様の再生検波回路と復調方式を発表し、ホモダインという名称を与えた。 この方式は受信側の発振周波数とキャリア周波数がずれているとビート音が発生するが、周波数が近づくにつれてビート音の周波数が低くなり、完全に周波数が一致すると音声のみが聞こえるようになる。 当時の簡単な受信回路は不安定だったためチューニングが難しく、わずかな受信状態の変化や温度変化などで発振周波数がずれて不快なビート音が発生することも多かった。 コールブルックの発表の少し前、にロビンソンは新しい受信方式についてイギリスで特許申請を行った。 これは受信対象となる信号と受信信号に含まれている信号とを別々に増幅し、両者を混合することで音声信号を復号する方式だった。 この方式だと発振周波数がずれてしまう問題はなくなる。 しかし受信信号からキャリア信号のみを取り出すには非常に性能の良いフィルタが必要になる。 広い周波数範囲でシャープな特性を持ち安定したフィルタを実現するのは技術的に難しく、当時の技術レベルでは現実的な方式とは言えなかったが、ダイレクトコンバージョン方式の一種である シンクロダイン(Synchrodyne)と呼ばれる受信方式を開発する第一歩となった。 シンクロダインとは受信信号のキャリア周波数と受信機の発振周波数とを同期させるような仕組みを持ったダイレクトコンバージョン受信機である。 にはアメリカの研究者(Ralph V. Hartley)が不要なイメージ信号やサイドバンド信号を抑制するミキサ回路を考案し特許を取得した。 これは現在の多くのダイレクトコンバージョン受信機で使われている直交ミキサの考え方の元となるものである。 にガブリロービチ(L. Gabrilovitch)はでシンクロダイン回路の特許申請を行った。 これは受信信号のキャリア周波数と受信機の発振周波数とを同期させる回路をハートレーのミキサ回路に組み合わせたもので、受信したAM信号のいずれかのサイドバンドに混信があっても安定した受信ができた。 また、のカーティス(L. Curtis)による特許では、現在 (Phase-Locked Loop)と呼ばれている方式でキャリア周波数と局部発振周波数とを同期させるダイレクトコンバージョン受信回路が記載されている。 にイギリスの研究者であるタッカー(D. Tucker)はこれらと類似の受信回路を考案し、シンクロダインという名称を初めて使った。 タッカーらが中心となりシンクロダインについての様々な研究が行われた。 アマチュア無線とダイレクトコンバージョン受信機 [ ] に入ってもシンクロダインを含むダイレクトコンバージョン受信機の研究は行われた。 例えば、のコスタス(J. 現在この受信方式はコスタスループ(Costas loop)として知られている。 アメリカの特許申請にダイレクトコンバージョン受信機(direct conversion receiver)という用語が現れるのもこの頃である。 しかしこれらの技術がすぐに大きな影響を与えることはなく 、ダイレクトコンバージョン受信機のコンセプトは休眠状態に入った。 スーパーヘテロダイン受信機は真空管5本程度の単純な構成でもある程度の性能が得られ 、また周波数変換段を複数設けることで高い周波数でも高感度で安定度も高い受信機を比較的容易に作成できた。 そのためや用の受信機、通信型受信機などの大部分にはスーパーヘテロダイン受信機が採用され 、ホモダインやシンクロダインの技術はやなどスーパーヘテロダイン受信機の一部として使われた。 ダイレクトコンバージョン受信機は動作原理が単純で自作が容易であるため一部のなどのみが使用した。 例えば、ホワイト(J. White)は1961年にを用いた3. 5MHz帯と7MHz帯用のダイレクトコンバージョン受信機の製作記事をアマチュア無線の専門誌である誌に発表している。 ミキサには真空管 2 本を用いたバランスドミキサを使用した。 その後、にヘイワード(Wes Hayward)とビンガム(Dick Bingham)はを使い、より単純化した受信機をQST誌に発表した。 ダイオードによるダブルバランスドミキサ(DBM)を使い、低周波増幅部はトランジスタ3石で100以上のを得ている。 シンプルな回路の受信機だったにもかかわらず、性能は驚くほどよく選択度も十分だった。 この記事では「ダイレクトコンバージョン」という表現がすでに使われている。 アマチュア無線家の間でダイレクトコンバージョン受信機が知られるようになり、多くの記事が発表されるようになった。 ダイレクトコンバージョン受信機の復活 [ ] 1970〜1980年代に入るとポケットベルや携帯電話のような携帯できる高度な無線機器が作られるようになった。 このような問題点を解決する方法として、中間周波段が無くイメージ除去用フィルタも不要なダイレクトコンバージョン方式が再び注目を浴びるようになった。 最初は構成が比較的単純で当時利用者も多かったポケットベルの受信用に使われた。 イギリスのバンス(I. Vance)はにダイレクトコンバージョン方式を使った受信回路の特許申請を行い 、にはその回路を応用したポケットベル用のワンチップ受信LSIについて発表を行った。 同様の技術で作られたスーパーヘテロダイン方式のポケットベル用LSIと外付け部品の点数を比較すると、1つの水晶振動子、2つの調整用コンデンサ、1つのSAWフィルタが不要で 、ダイレクトコンバージョン方式の方が外付け部品が少なく小型化ができ消費電力も少なかった。 その後も多くの用受信LSIが発表された。 さらにに入るとやなど携帯電話用のダイレクトコンバージョン方式LSIの開発も行われるようになった。 その後の技術の発達により、より通信速度が速い(3G)にも採用されるなど 、利用範囲が拡大している。 脚注 [ ]• Laskar, B. Matinpour, S. Chakrabort. Modern Receiver Front-Ends, p. Abidi. Direct-Conversion Radio Transceivers for Digital Communications, Journal of Solid-State Circuits, Vol. 30, No. 12, pp. 1399-1410, Dec. 1995. (PDF) 東工大移動通信研究グループセミナー資料, June, 2002. 例えば、Wes Hayward, Dick Bingham. Direct Conversion - A Neglected Technique, QST, pp. 15-17, Nov, 1968. 例えば、S. Tatu, et al. Microwave Theory and Technique, Vol. 53 Issue9, pp. 2768-2776, 2005. Modern Receiver Front-Ends, p. Laskar, B. Matinpour, S. Chakrabort. Modern Receiver Front-Ends, pp. 34-43• Laskar, B. Matinpour, S. Chakrabort. Modern Receiver Front-Ends, p. Laskar, B. Matinpour, S. Chakrabort. Modern Receiver Front-Ends, pp. 42-43• Laskar, B. Matinpour, S. Chakrabort. Modern Receiver Front-Ends, pp. 38-39• 180, pp. 104-109, 2008. Reginald A. Fessenden, : WIRELESS SIGNALING, Filed Sep 28, 1901. Edwin H. Armstrong, : WIRELESS RECEIVING SYSTEM, Filed Oct 29, 1913. Kendall, : HIGH-FREQUENCY SIGNALING, Filed Nov 29, 1915. Tucker. Journal of the British Institution of Radio Engineers, April 1954. Ralph V. Hartley, : MODULATION SYSTEM, Filed Dec 29, 1923, Issued Apr 17, 1928. Leslie F. Curtis, : HOMODYNE RECEIVER, Filed 4 Mar, 1939. Tucker. The Synchrodyne — a new type of radio receiver for A. Signals, Electronic Engineering, pp. 75-76, March 1947. Synchronous Detection In Radio Reception - 1, Wireless World, pp. 419-422, Sept, 1972. Costas. Synchronous Communications, Proc. IRE, Vol. 44 Issue 12, pp. 1713-1718, Dec 1956. 例えば、J. Webb, : SYNCHRONOUS DETECTION SYSTEM, Filed 27 May, 1958, Issued 28 Jun, 1960. の標準的なラジオ受信機は真空管式の5球スーパーだった• White. Balanced Detector in a T. Receiver, QST, pp. 29-33, May, 1961. Direct Conversion - A Neglected Technique, QST, pp. 15-17, Nov, 1968. Ian. Vance, : RADIO RECEIVER FOR FM SIGNALS, Filed 6 Jul, 1978, Issued 11 Mar, 1980. Ian. Vance. Fully integrated radio paging receiver, IEE Proc. F, Communications, Radar and Signal Processing, Vol. 129 Issue 1, pp. 2-6, Feb, 1982. 例えば、J. Wilson, et al. A single-chip VHF and UHF receiver for radio paging, J. Solid-State Circuits, vol. 26, no. 12, pp. 1944-1950, 1991. Qualcomm 2002年2月. 2012年1月10日閲覧。 参考文献 [ ]• Abidi. Direct-Conversion Radio Transceivers for Digital Communications, Journal of Solid-State Circuits, Vol. 30, No. 12, pp. 1399-1410, Dec. 1995. Berthold Bosch. (PDF) FunkGeschichte, No. 180, pp. 104-109, 2008. Drentea. Modern Communications Receiver Design and Technology, Artech House, 2010. Laskar, B. Matinpour, S. Chakrabort. , 2004. Mashhour, W. Domino, N. Beamish. On the Direct Conversion Receiver — A Tutorial, Microwave Journal, June, pp. 114-128, 2001. Tucker. Journal of the British Institution of Radio Engineers, April 1954. 鶴見博史. (PDF) 東工大移動通信研究グループセミナー資料, June, 2002. 関連項目 [ ]• 外部リンク [ ]• NTT技術史料館の解説• Receiver Architectures(英語)• The Journal of the British Institution of Radio Engineers, April 1954(英語).

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