□ H16年12月期 B-03  Code:[HF0603] : スーパーヘテロダイン受信機の影像周波数混信の発生原理とその軽減法
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	スーパーヘテロダインに特有の「影像周波数妨害」。「えいぞう」を「映像」と書いてしまうと、テレビの妨害になってしまいますからご注意を。「影像」を英語でいうと、イメージ周波数妨害となります。アンテナなどで出てくる「電気影像」と同じですね。この妨害が起こる原理は簡単ですので、対策とともにマスターしてしまいましょう。 ［１］影像周波数妨害はなぜ起こるのか？ 　まずは、影像周波数妨害がなぜ起こるのか、確認しておきましょう。いろいろと周波数が出てきますから、それぞれの周波数の高い低いの関係をよく掴んで下さい。 　Fig.HF0603_aに、スーパーヘテロダイン方式のブロック図と各周波数の高低の関係を示します。 　高周波増幅段（以下、RF段）は通常アンテナから入ってきた信号をそのまま増幅します。局発（局部発振器、以下、LO）では、受信したい周波数ｆRとの差の絶対値が中間周波数ｆiになるような周波数ｆLを発生します。 　RF段の出力とLOの信号とを周波数変換部（混合器、ミキサ）に加えると、両者の和（ｆR＋ｆL）と差（の絶対値|ｆR−ｆL|）の周波数が同時に得られます。このうち、和の周波数は、使いません。 Fig.HF0603_a 影像周波数混信の起こる原理 　変換部の出力が一定の周波数ｆiになってくれないと、後段で処理（検波など）ができないからです。中間周波数増幅段（以下、IF段）は、ｆiにのみ選択性を持たせた増幅段です。これ以外の周波数はフィルタでカットしてしまいます。すると、 　ｆL−ｆR＝ｆi　…(1) の関係が成り立つ入力信号ｆRが受信機から聞こえてくることになります。ところが、このままでは不都合が生じます。今、アンテナには希望の信号ｆRと同時に、 　ｆU＝ｆL＋ｆi　…(2) となる信号ｆU（但し、ｆL＜ｆU）が入感していたとしたらどうでしょうか。(2)式を変形すると、 　ｆU−ｆL＝ｆi　…(3) が成り立ちますから、これも、ミキサの出力としては、希望の信号ｆRと同じ周波数になり、IF段で増幅されてしまいます。このｆUの信号を、「妨害波」と呼ぶことにします。 　簡単に書くと、これがイメージ混信の起こる原理です。この現象は数式で説明できる原理的なものであって、高価な素子を使ったからといって防げるものではありません。 ［２］影像周波数妨害の解決法 　では、影像周波数の不要波を取り除くにはどうしたらよいでしょうか？　IF段の入力に高価な狭帯域フィルタを入れても防げません。妨害波と信号波はIF段に入ってくるところで、同じ周波数だからです。もう一度式(1)と式(3)をよく見てみましょう。両者を加算すれば、 　ｆU−ｆR＝2ｆi　…(4) です。これはFig.HF0603_aのグラフを見ても、直感的に分かりますね。 　アマチュアの場合、周波数の指定がバンドなので、RF段はIF段に比べて広帯域に設計しますが、そのためにイメージ混信が発生しやすいわけです。ならば、(4)式から、ｆiを高く取ったらどうでしょう？　こうすれば、妨害波ｆUと信号波ｆRは周波数が離れてくれます。Fig.HF0603_a下段右のグラフでは、ｆiを２倍に取り、RF段の帯域を狭くしたケースを想定しています。このようにすれば、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。 　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。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。 それでは、解答に移ります。 　ア…fL＞fRですから、スーパーヘテロダイン方式では９ fL−fR＝fiです 　イ…周波数が変換された後のことを言っているので、７周波数変換です 　ウ…妨害となる影像信号のことですから、４ fU−fLです 　エ…影像周波数妨害を軽減するためには５高周波増幅の選択度を向上させます 　オ…影像周波数妨害を軽減するためには高周波増幅の６選択度を向上させます となります。
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