这个答案集中在无线电接收器上，例如 AM 和 FM。

如果您只对接收来自一个电台的信号感兴趣，则可能不需要或使用中频。您可以构建您的接收器以调谐到该频率 - 调谐需要非常尖锐 - 您需要拒绝所有可能污染您想要的信号的其他来源。

这是由一堆带通滤波器完成的，它们一起具有足够宽的通带以应对您希望接收的信号，但又不会太宽以至于让其他人进入。

现在假设您想调到 2 个电台 - 您必须重新调整所有这些过滤以与新电台重合。从历史上看，收音机很简单，将一堆调谐带通滤波器移动到新的中心频率会很困难。

拥有一堆固定的带通滤波器来完成大部分不需要的通道反射，而不是在调整表盘时尝试对齐它们要容易得多。

因此，超外差接收机被构思出来。许多广播电台的输入范围很广，与一个振荡器“混合”，该振荡器可以简单地用刻度盘调谐——这产生了和频和差频，通常差频成为新的“想要的”频率。因此，对于 FM（88MHz 至 108MHz），IF 频率变为 10.7MHz，振荡器（通常）为 98.7MHz，用于调谐 88MHz 信号，在 118.7MHz 用于调谐 108MHz 信号。

不要把我挂在这上面——它同样可以在 77.3MHz 上升到 97.3MHz 以产生相同的一组不同频率。也许有人可以修改我的答案或就此提出建议。

但这只是一件小事，因为关键是一旦您能够操纵输入信号的载波频率，您就可以在解调之前通过一组紧密调谐的固定带通滤波器将结果提供给您。

有关 VHF FM 频段的更多信息

它的频率范围从 88MHz 到 108MHz，其 IF 略大于其覆盖频率范围的一半（10.7MHz）。有一个合理的原因 - 如果振荡器被精确调谐为拾取 88MHz（即 osc = 98.7MHz），那么它将在 108MHz 的频带顶部产生的差异频率将是 9.3MHz，这将超出频带调谐以 10.7 MHz 为中心，因此被“拒绝”。

当然，如果有人开始在 FM 波段之外进行传输，您可能会选择它，但我相信立法会阻止这种情况。

在这个问题最近的活动之后，我记得使用中频还有另一个正当理由。考虑到来自天线的信号可能在 1 uV RMS 的数量级，然后考虑您可能希望无线电电路在解调器处将其放大到 1V RMS（请原谅挥手）。嗯，这是 100 万或 120 dB 的增益，无论您多么努力，拥有 120 dB 增益的电路板都会导致反馈灾难，即它会振荡并变成“theramin”。

中频为您带来的是信号链中的一个中断，它可以防止振荡。因此，您可能有 60 dB 的 RF 增益，然后转换为您的 IF 并具有 60 dB 的 IF 增益 - 链末端的信号不再与天线处发生的频率兼容，因此没有 theramin 效应！

一些收音机可能有两个中频 - 仅出于这个原因，您就可以将射频增益降低到 40 dB，每个 IF 级可以有 40 dB 的增益并且没有 theramin。

中频使接收机更经济、质量更高。射频部件的制造和使用更复杂，电路更容易受到杂散电容、电感、噪声、接地回路和干扰的困扰。越多，频率越高。但是我们必须有一个射频前端，因为天线连接处的信号太弱了，只能放大它。必要但昂贵，设计人员希望尽量减少射频电路的数量。

OTOH，我们想要好的选择性。传输被分配带宽，并且多个发射器在频率上彼此相邻地挤压在一起。我们想要所需频率的平坦通带，并完全阻挡除此之外的频率。完美是不可能的，但可以为“足够好”的过滤器进行权衡。这需要先进的滤波器设计，而不仅仅是一个普通的 LC 调谐电路。虽然这在理论上可以在 RF 中完成，但实际上它会很棘手且昂贵，并且很难在温度变化和老化时保持稳定。

我们可以制造更好的滤波器来满足较低频率下的复杂响应要求，例如几十兆赫兹或亚兆赫兹。频率越低，设计矩形响应函数滤波器的近似值就越容易。事实证明，制作下变频器（本地振荡器和混频器）相对容易且经济。总体而言，该系统是最经济的，具有最少的射频前端放大器、一个下变频器和一个设计精良的中频部分，用于执行所有花哨的滤波。

主要的教训是： * 频率越高越贵越麻烦。* 精细的滤波器要求（除了基本调谐电路之外的任何东西）最好在较低频率下完成

我发现有趣的是，这种设计策略已经为许多使用截然不同的技术的不同系统坚持了几十年。1930 年代至 1940 年代看起来像木制家具的旧真空管收音机，1960 年代的晶体管收音机，今天的微型手机和蓝牙设备，巨型射电天文望远镜，航天器遥测等等。

基本上它是为了让解调电路在窄带宽下变得非常敏感。

如果解调电路必须是宽带的（例如，能够在 88-108 MHz 的任何频率下工作），则很难在整个频率范围内保持平坦的响应。相反，调谐器是宽带的，然后拍频（外差）到单个中频并发送到一个非常优化的解调电路。

早期的收音机使用 Tune RF 级将微弱的无线电信号放大到 AM“检测器”可以将它们转换回音频的程度。这些 TRF 无线电将具有从一个级到多达 12 个级的任何位置。级数越多，对弱信号的接收效果越好，镜像抑制（附近频率的抑制）也越好。这在只有几个广播电台时效果很好，但当更多电台开始拥挤电波时效果不佳。

TRF 收音机使用调谐电路，其每个阶段的 Q 值设置为允许用于音频带宽的所有频率通过，并稍加放大以将信号提升到可用水平。正如其他人指出的那样，这有一些缺点，但也有一些他们错过了。如果这些级的增益太高，它们可能会开始振荡并且收音机停止工作。即使使用联动可变电容器，让所有阶段都保持在频率上也很困难，因此在某些阶段或所有阶段都做出了“微调”信号的规定。这就是为什么你看到的早期收音机图片有这么多旋钮的原因。相当多的用于“微调”可变电容器，其他用于设置增益以防止反馈的管偏置调整。正如你可以想象的那样，

在 19 世纪之交之前就知道，如果两个振荡器彼此靠近，它们会相互“跳动”并产生新信号，就像两个长笛调到相同音高的情况一样。这在 20 世纪初以几种有趣的方式被利用。第一个用途是在基带 CW 检测器中，它比 barrater 和其他复杂的检测器设备更干净地将无线电信号转换为可听声音。Theremin 使用两个振荡器的外差，其中一个具有由小板或电线和用户手提供的调谐电容。

美国的阿姆斯特朗少校和欧洲的其他一些人在第一次世界大战期间意识到，可以利用这一点来制造只有几个非常高的增益级和更简单的调谐滤波器的接收器。混频器级将接收输入射频，将其外差到本地振荡器，并且由于混频器级的非线性行为，会产生和频和差频。通常是差频低于所使用的射频或振荡器。在 1MHz 时，LO 设置为 1.455MHz，并产生 455KHz（差）和 1.91MHz（总和）的信号。

由于输入和输出频率都相同，因此许多调谐级的增益经过调整以防止振荡，而是在一个或两个更高增益的 RF 级之后可以跟随一个或多个精心设计的级，所有这些级都以不同的固定频率工作，不需要调整。

从一个非常昂贵且难以生产的多段调谐电容器中，您只需要两到三个部分，这将成为更小的费用。这也更容易调整，因为 455KHz 的 IF 的选择性意味着由于广播频段为 540KHz 至 1650KHz，因此不存在该频率的无线电台。