超外差架構

要做一台高品質、可調諧、且直接在進入頻率上運作的收音機很難，因為要做出既銳利又能在整個頻段上調整的濾波器與放大器並不容易。超外差這個技巧大約在 1918 年發明，巧妙地繞過了這點：它不在每個電台各自的頻率上處理，而是先把每個電台都往下搬到同一個固定的中頻（IF），再在那裡做所有仔細的濾波與放大。這就像一套郵政系統，不為每個城鎮建一台客製分揀機，而是把所有信件運到一個中央樞紐，由一組優秀的機器處理一切。

用步驟說明它如何運作。天線訊號先由 LNA 放大，再與一個可調的本地振盪器一起送進混頻器。要接收不同的電台，你只要重新調諧本地振盪器，使差頻永遠落在同一個固定的中頻。例如 AM 收音機用 455 kHz 的中頻：要聽 1000 kHz 的電台，振盪器跑在 1455 kHz（1455 - 1000 = 455）；要聽 600 kHz，它跑在 1055 kHz（1055 - 600 = 455）。如今不論原本頻率為何，每個電台都抵達 455 kHz，由一個固定、極具選擇性的濾波器與一個高增益的中頻放大器來挑大樑。最後由檢波器還原出聲音。聰明之處在於，繁重的工作發生在一個永不改變的頻率上。

超外差是主流的接收機架構，用在 AM 與 FM 收音機、電視、手機、雷達裡，正是因為它把要求嚴苛的濾波與增益放在一個固定頻率，可以一次最佳化。誠實的提醒：讓它成立的同一套混頻數學，也製造了鏡像頻率問題，有第二個不想要的輸入頻率，隔兩個中頻之遠，也會向下轉換落到中頻上，必須在混頻前用濾波器排除。本地振盪器也可能從天線漏出去干擾別人。現代設計用了聰明的變體（低中頻、直接轉換、多重轉換），但核心想法，轉到固定頻率再在那裡工作，仍是無線電的骨幹。