De heterodyne-ontvanger: frequentiemenging en de tussenfrequentie
 
 
De uitdaging voor een radio-ontvanger, nadat deze een gewenst radiofrequentiesignaal (RF) heeft opgevangen, is het extraheren van het
audiosignaal dat zich op de RF bevindt, zodat een luidspreker de stem van de zendoperator kan weergeven. Dit proces wordt demodulatie
genoemd, grotendeels omdat het proces waarbij het audiosignaal in de radiogolven wordt geïnjecteerd, modulatie wordt genoemd.
 
 
Laten we een typisch single-sideband (SSB) radiofrequentiesignaal bekijken met een audio-envelop die de RF-amplitude moduleert. Met andere woorden, dankzij het modulatieproces variëren de relatief kleine radiogolflengten in amplitude, bepaald door de amplitude van de zeer lange audiogolflengten, zoals in de onderstaande afbeelding:
 
De audiogolfvorm die door een microfoon (of ander apparaat) wordt geproduceerd, moduleert de amplitude van een AM- of SSB-signaal, waardoor een "envelop" ontstaat die wordt opgelegd aan het RF-signaal. 
 
Zie je hoe de RF-signalen als het ware aan de boven- en onderkant worden omhuld
door de gespiegelde vorm van het audiosignaal? En let op hoe de lange golfvorm van
het audiosignaal nog steeds aanwezig is in het gemoduleerde signaal, alleen is deze gecodeerd in een veel hogere frequentie RF-signaal. De truc die de ontvanger dus
moet uitvoeren, is het reconstrueren van dat veel lagere frequentie audiosignaal uit
de omhullende vorm van het veel hogere frequentie RF-signaal. 
 
Een heterodyne-ontvanger is een type analoge signaalverwerkingsontvanger die gebruikmaakt van het principe van heterodyning, oftewel signaalmenging, om een ​​gedetecteerde radiofrequentie te veranderen naar een veel lagere frequentie,
terwijl de envelop van het modulerende (audio)signaal behouden blijft. Als de
ontvanger deze heterodyning-truc, mogelijk meerdere keren, toepast, kan hij het ontvangen signaal van die zeer hoge radiofrequenties naar een frequentie verschuiven
die laag genoeg is om audiofiltering toe te passen. Na filtering blijft alleen de oorspronkelijke vorm van het modulerende audiosignaal over, klaar om een ​​
luidspreker aan te sturen en spraakgeluiden weer te geven. 
 
heterodyning werkt door twee signalen met verschillende frequenties te mengen. Wanneer twee signalen met verschillende frequenties worden gecombineerd of
gemengd, ontstaan ​​er vier productfrequenties: 1) de oorspronkelijke hogere
frequentie, 2) de oorspronkelijke lagere frequentie, 3) een signaal met een frequentie
die de som is van de twee oorspronkelijke frequenties, en 4) een signaal met een frequentie die het verschil is van de twee oorspronkelijke frequenties. De ontvanger gebruikt de twee oorspronkelijke frequenties niet verder, en ook het signaal met de somfrequentie wordt niet gebruikt; deze worden uit de verwerkingsstroom van de ontvanger gefilterd. Het signaal met het verschilfrequentie wordt echter bewaard voor verdere demodulatie. Laten we eens kijken hoe dit verschilproduct met de lagere frequentie wordt verkregen.
 
De amplitudes (vermogen) van de twee gemengde signalen tellen bij elkaar op
om een ​​productsignaal te produceren dat zwevingen bevat. Deze zwevingen treden
op bij een lagere frequentie dan de gemengde frequenties – de frequentie van de
zwevingen is namelijk het wiskundige verschil tussen de twee mengfrequenties.
Bekijk de onderstaande afbeelding om te begrijpen hoe dit werkt. 
 
Merk op dat wanneer de twee mengfrequentiesignalen op één lijn liggen, de amplitudewaarden optellen tot het dubbele van de magnitudes,
zowel positief als negatief. Maar wanneer de mengfrequenties uit fase met elkaar zijn, heffen de amplitudes elkaar op tot een waarde van nul.
En er zijn allerlei resultaten tussen die twee uitersten, naarmate de twee signalen met elkaar meeversterken. De resulterende signaalvormen zijn
de beats, en deze bevatten een frequentiecomponent die veel lager is dan die van de oorspronkelijke RF-signalen, zoals hier weergegeven. 
 
Twee signalen met verschillende frequenties combineren zich om zwevingsfrequenties te produceren die lager zijn dan de frequenties
van de oorspronkelijke signalen – de zweving is het verschilproduct
van de twee frequenties. 
 
Twee gecombineerde frequentiesignalen produceren een beatfrequentieproduct met een lagere frequentie op de tussenfrequentie (IF) van de ontvanger. Belangrijk is dat de amplitudemodulatie behouden blijft in het tussenfrequentiesignaal. 

Na verdere mixdown en/of filtering van de IF blijft
de audio-envelopgolfvorm over. De amplitude ervan wordt aangepast om een ​​wisselstroomsignaal te produceren dat een luidspreker aanstuurt en het geluid reproduceert. 

 
Interessant genoeg, als een van de gemengde signalen een modulerende envelop bevat,
blijft die envelopvorm behouden in de lagere frequentiecomponent, en uiteindelijk is het het gefilterde productsignaal dat de luidspreker aanstuurt.
 
De heterodyne-ontvanger heeft een elektronisch onderdeel, de mixer, die zowel het ontvangen RF-signaal als een ander ongemoduleerd RF-signaal van een oscillatorcircuit ontvangt. Het mixercircuit mengt de twee signalen tot een signaal met een lagere
requentie, de zogenaamde tussenfrequentie (IF) – een frequentie die ligt tussen de ontvangen RF-frequentie en de lagere audiofrequentie die uiteindelijk gewenst is. 
 
De IF behoudt de vorm van de modulatie-envelop van het audiosignaal, die vervolgens
door de ontvanger verder wordt verwerkt tot een audiosignaal met een bepaalde
frequentie. Een heterodyne-ontvanger kan een extra mengtrap gebruiken om de IF verder
te verlagen, of er kunnen andere elektronische filters worden toegepast die ervoor
zorgen dat de omhullende golfvorm van het audiosignaal wordt doorgegeven voor geluidsweergave. 
 
De audiogolfvorm-envelopverwerking verwijdert effectief een van de spiegelbeeldige audiogolfvormen en past de spanningsschaal aan voor de resterende golfvorm, zoals weergegeven in de afbeelding. 
 
Op deze manier worden de originele audiogolfvormen van het zendstation geëxtraheerd
uit de gemoduleerde RF-signalen die door dat station worden verzonden. De stem van de operator van het zendstation wordt gereproduceerd door de heterodyne-ontvanger, die
de audiogolfvormen nauwkeurig nabootst voor een luidspreker. 

 
Bron: Ham radio School