Die Probleme des Geradeausempfängers
Die ersten Rundfunkempfänger verarbeiteten das Signal sehr direkt und geradlinig. Der Eingangsschwingkreis filterte so gut es ging die Frequenz des gewünschten Senders heraus und unterdrückte andere Sender. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, folgte dann eventuell ein Hochfrequenzverstärker. Anschließend wurde das Signal demoduliert und die Niederfrequenz nochmals verstärkt.
Mit steigender Senderdichte reichte die Trennschärfe des Eingangskreises nicht mehr aus. Um mit zusätzlichen Filtern die Trennschärfe zu erhöhen, mussten diese Schwingkreise exakt im Gleichlauf auf dieselbe Frequenz abgestimmt werden, wodurch die Zahl begrenzt war. Bei hohen Empfangsfrequenzen sind spezielle Bauelemente nötig, um im HF-Verstärker noch eine ausreichende Verstärkung zu erreichen. Das verstärkte HF-Signal konnte auf die Antenne zurückwirken, wodurch eine Rückkopplung entsteht. Entsprechende Abschirmungen waren nötig. Für leistungsstarke und trennscharfe Empfänger mussten andere Empfangsprinzipien her.
Der Superheterodynempfänger
Beim Superhet wird die Empfangsfrequenz zunächst in eine niedrigere feste Frequenz umgewandelt, die sogenannte Zwischenfrequenz. Dazu wird das Signal mit der Frequenz eines Oszillators gemischt. Dessen Frequenz liegt um die Zwischenfrequenz höher, die sich als Differenz beider Frequenzen ergibt.
Bei der niedrigeren Zwischenfrequenz ist die Trennschärfe von Schwingkreisen besser. Außerdem kann jetzt die Zahl der Kreise weiter erhöht werden, da diese ja nur einmalig auf eine feste Frequenz abgestimmt werden müssen. Im Zwischenfrequenzverstärker sind die Anforderungen an die Bauelemente geringer und man erreicht höhere Verstärkungen als bei der höheren Senderfrequenz. Prinzipiell ist jede Zwischenfrequenz möglich. Man hat sich aber allgemein auf bestimmte Frequenzen geeinigt. Beim AM-Lang- und Mittelwellenrundfunk verwendet man 455-460 kHz, beim UKW-Rundfunk 10,7 MHz.
Sehen wir uns die Funktion an einem Beispiel an. Angenommen, es soll ein MW-Sender auf 800 kHz empfangen werden. Der Oszillator schwingt dann auf 1255 kHz. Der Zwischenfrequenzverstärker übernimmt die Selektion und Verstärkung bei 455 kHz. Mit einem Sender auf zum Beispiel 1000 kHz würde eine Differenzfrequenz von nur 255 kHz entstehen, die vom ZF-Verstärker sicher unterdrückt wird. Man stimmt also mit dem Oszillator auf den gewünschten Sender ab.
Wozu braucht man dann noch den Eingangskreis? Die Zwischenfrequenz entsteht im Mischer nicht nur mit den 800 kHz. Auch ein Sender, der 455 kHz über der Oszillatorfrequenz liegt, würde eine Mischfrequenz von 455 kHz erzeugen und auch verstärkt werden. Diese Frequenz nennt man Spiegelfrequenz und in unserem Fall liegt die bei 1710 kHz. Der Eingangskreis übernimmt die Vorselektion und muss diese Spiegelfrequenz sicher unterdrücken. Er wird zusammen mit dem Oszillator abgestimmt. Wählt man die Zwischenfrequenz zu niedrig, liegen Empfangs- und Spiegelfrequenz zu dicht beieinander.
Für eine gute Spiegelselektion bei höheren Empfangsfrequenzen benutzte man auch sogenannte Mehrfachsuper. Zunächst wählt man die Zwischenfrequenz etwas höher, damit der Abstand zur Spiegelfrequenz größer ist. Danach kann man das Signal durch erneute Mischung mit einem fest eingestellten Oszillator auf eine niedrigere Zwischenfrequenz umsetzen. Der zweite ZF-Verstärker erreicht dann eine bessere Verstärkung und Trennschärfe.