माध्यमिक आवृत्ति

संचार और इलेक्ट्रॉनिक यन्त्रशास्त्र में, एक इंटरमीडिएट आवृत्ति (IF) एक फ़्रीक्वेंसी है जिसमें एक वाहक लहर को ट्रांसमिशन (दूरसंचार) या रिसेप्शन में एक मध्यवर्ती चरण के रूप में स्थानांतरित किया जाता है। इंटरमीडिएट फ्रीक्वेंसी एक स्थानीय ऑसिलेटर सिग्नल के साथ वाहक सिग्नल को विषमलैंगिकता नामक प्रक्रिया में मिलाकर बनाई जाती है, जिसके परिणामस्वरूप अंतर या बीट आवृत्ति पर सिग्नल होता है। सुपरहेटरोडाइन रिसीवर में इंटरमीडिएट आवृत्तियों का उपयोग किया जाता है, जिसमें अंतिम डिटेक्टर (रेडियो) किए जाने से पहले आने वाले सिग्नल को एम्पलीफायर के लिए IF में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

मध्यवर्ती आवृत्ति में रूपांतरण कई कारणों से उपयोगी होता है। जब फ़िल्टर के कई चरणों का उपयोग किया जाता है, तो वे सभी एक निश्चित आवृत्ति पर सेट किए जा सकते हैं, जिससे उन्हें बनाना और ट्यून करना आसान हो जाता है। कम आवृत्ति ट्रांजिस्टर आमतौर पर उच्च लाभ प्राप्त करते हैं इसलिए कम चरणों की आवश्यकता होती है। कम निश्चित आवृत्तियों पर तेजी से चयनात्मक फिल्टर बनाना आसान है।

एक सुपरहेटरोडाइन अभिग्राही में मध्यवर्ती आवृत्ति के ऐसे कई चरण हो सकते हैं; दो या तीन चरणों को क्रमशः दोहरा रूपांतरण (सुपरहेट) (वैकल्पिक रूप से, दोहरा) या ट्रिपल रूपांतरण (सुपरहेट) कहा जाता है।

औचित्य
मध्यवर्ती आवृत्तियों का उपयोग तीन सामान्य कारणों से किया जाता है। बहुत उच्च (गीगाहर्ट्ज़) आवृत्तियों पर, सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट्री खराब प्रदर्शन करती है। ट्रांजिस्टर जैसे सक्रिय उपकरण अधिक प्रवर्धन (गेन (इलेक्ट्रॉनिक्स)) प्रदान नहीं कर सकते हैं।  संधारित्र और प्रारंभ करनेवाला्स का उपयोग करने वाले साधारण सर्किट को स्ट्रिपलाइन और वेवगाइड जैसी बोझिल उच्च आवृत्ति तकनीकों से बदला जाना चाहिए। इसलिए अधिक सुविधाजनक प्रसंस्करण के लिए एक उच्च आवृत्ति संकेत को कम IF में परिवर्तित किया जाता है। उदाहरण के लिए, उपग्रह डिश में, डिश द्वारा प्राप्त माइक्रोवेव डाउनलिंक सिग्नल डिश पर बहुत कम IF में परिवर्तित हो जाता है ताकि अपेक्षाकृत सस्ती समाक्षीय केबल इमारत के अंदर रिसीवर तक सिग्नल ले जा सके। मूल माइक्रोवेव फ्रीक्वेंसी पर सिग्नल लाने के लिए एक महंगे वेवगाइड की आवश्यकता होगी।

रिसीवर्स में जिन्हें विभिन्न आवृत्तियों पर ट्यून किया जा सकता है, दूसरा कारण प्रसंस्करण के लिए स्टेशनों की विभिन्न विभिन्न आवृत्तियों को एक सामान्य आवृत्ति में परिवर्तित करना है। मल्टीस्टेज एम्पलीफायरों, इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर और डिटेक्टर (रेडियो) का निर्माण करना मुश्किल है, जो सभी चरणों में विभिन्न आवृत्तियों के ट्यूनिंग को ट्रैक कर सकते हैं, लेकिन ट्यून करने योग्य इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर बनाना तुलनात्मक रूप से आसान है। सुपरहीटरोडाइन रिसीवर इनपुट चरण पर स्थानीय ऑसिलेटर की आवृत्ति को समायोजित करके विभिन्न आवृत्तियों में ट्यून करते हैं, और उसके बाद सभी प्रसंस्करण एक ही निश्चित आवृत्ति पर किए जाते हैं: IF। IF का उपयोग किए बिना, एक रेडियो या टेलीविजन में सभी जटिल फिल्टर और डिटेक्टरों को हर बार एकसमान में ट्यून करना होगा, जैसा कि शुरुआती ट्यून किए ट्यून्ड रेडियो फ्रीक्वेंसी रिसीवर (TRF) में आवश्यक था। एक अधिक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह रिसीवर को इसकी ट्यूनिंग रेंज पर एक स्थिर बैंडविड्थ देता है। एक फिल्टर की बैंडविड्थ इसकी केंद्र आवृत्ति के समानुपाती होती है। TRF जैसे रिसीवर में जिसमें आने वाली RF फ्रीक्वेंसी पर फ़िल्टरिंग की जाती है, जैसे ही रिसीवर को उच्च फ़्रीक्वेंसी पर ट्यून किया जाता है, इसकी बैंडविड्थ बढ़ जाती है।

एक मध्यवर्ती आवृत्ति का उपयोग करने का मुख्य कारण आवृत्ति चयनात्मकता (रेडियो) में सुधार करना है। संचार परिपथों में, एक बहुत ही सामान्य कार्य एक संकेत के संकेतों या घटकों को अलग करना, या निकालना, आवृत्ति में एक साथ बंद होना है। इसे फ़िल्टर (सिग्नल प्रोसेसिंग) कहा जाता है। कुछ उदाहरण हैं: एक रेडियो स्टेशन चुनना, जो आवृत्ति में करीब हैं, या एक टीवी सिग्नल से क्रोमिनेंस सबकैरियर को निकालना। सभी ज्ञात फ़िल्टरिंग तकनीकों के साथ फ़िल्टर की बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) आवृत्ति के साथ आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है। तो सिग्नल को कम IF में परिवर्तित करके और उस आवृत्ति पर फ़िल्टरिंग करके एक संकीर्ण बैंडविड्थ और अधिक चयनात्मकता प्राप्त की जा सकती है। एफएम प्रसारण और टेलीविजन प्रसारण उनकी संकीर्ण चैनल चौड़ाई के साथ-साथ सेलफोन और केबल टेलीविज़न जैसी अधिक आधुनिक दूरसंचार सेवाओं के साथ आवृत्ति रूपांतरण का उपयोग किए बिना असंभव होगा।

उपयोग करता है
शायद ब्रॉडकास्ट रिसीवर्स के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली इंटरमीडिएट फ्रीक्वेंसी AM रिसीवर्स के लिए लगभग 455 kHz और FM रिसीवर्स के लिए 10.7 MHz है। विशेष प्रयोजन रिसीवर में अन्य आवृत्तियों का उपयोग किया जा सकता है। एक दोहरे रूपांतरण रिसीवर में दो मध्यवर्ती आवृत्तियाँ हो सकती हैं, वांछित चयनात्मकता के लिए छवि अस्वीकृति में सुधार करने के लिए एक उच्च और दूसरा, निचला एक। एक पहली मध्यवर्ती आवृत्ति इनपुट सिग्नल से भी अधिक हो सकती है, ताकि सभी अवांछित प्रतिक्रियाओं को निश्चित-ट्यून किए गए आरएफ चरण द्वारा आसानी से फ़िल्टर किया जा सके।

एक डिजिटल रिसीवर में, एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण (ADC) कम सैंपलिंग दरों पर काम करता है, इसलिए इनपुट RF को संसाधित करने के लिए IF में मिलाया जाना चाहिए। इंटरमीडिएट फ्रीक्वेंसी ट्रांसमिटेड आरएफ फ्रीक्वेंसी की तुलना में कम फ्रीक्वेंसी रेंज की होती है। हालाँकि, IF के लिए विकल्प उपलब्ध घटकों जैसे मिक्सर, फिल्टर, एम्पलीफायरों और अन्य पर निर्भर हैं जो कम आवृत्ति पर काम कर सकते हैं। IF तय करने में अन्य कारक शामिल हैं, क्योंकि कम IF शोर के लिए अतिसंवेदनशील है और उच्च IF घड़ी के झटके पैदा कर सकता है।

आधुनिक उपग्रह टेलीविजन रिसीवर कई मध्यवर्ती आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। एक विशिष्ट प्रणाली के 500 टेलीविजन चैनल 10.7–11.7 और 11.7–12.75 GHz के दो उप-बैंडों में, Ku बैंड माइक्रोवेव बैंड में उपग्रह से सब्सक्राइबरों को प्रसारित किए जाते हैं। डाउनलिंक सिग्नल एक सैटेलाइट डिश द्वारा प्राप्त किया जाता है। डिश के फोकस में स्थित बॉक्स में, जिसे लो-नॉइज़ कम शोर ब्लॉक डाउन कनवर्टर (LNB) कहा जाता है, फ़्रीक्वेंसी के प्रत्येक ब्लॉक को 9.75 और 10.6 GHz पर दो निश्चित फ़्रीक्वेंसी लोकल ऑसिलेटर द्वारा 950–2150 मेगाहर्ट्ज़ की IF रेंज में बदल दिया जाता है। दो ब्लॉकों में से एक को अंदर सेट टॉप बॉक्स से कंट्रोल सिग्नल द्वारा चुना जाता है, जो स्थानीय ऑसिलेटर्स में से एक पर स्विच करता है। यह IF एक समाक्षीय केबल पर टेलीविजन रिसीवर के भवन में ले जाया जाता है। केबल कंपनी के सेट टॉप बॉक्स में, एक चर आवृत्ति ऑसिलेटर द्वारा, फ़िल्टरिंग के लिए सिग्नल को 480 मेगाहर्ट्ज के निचले IF में परिवर्तित किया जाता है।  यह एक 30 मेगाहर्ट्ज बैंडपास फिल्टर के माध्यम से भेजा जाता है, जो उपग्रह पर एक ट्रांसपोंडर से सिग्नल का चयन करता है, जिसमें कई चैनल होते हैं। आगे की प्रक्रिया वांछित चैनल का चयन करती है, इसे डिमॉड्यूलेट करती है और टेलीविजन को सिग्नल भेजती है।

इतिहास
प्रथम विश्व युद्ध के दौरान 1918 में अमेरिकी वैज्ञानिक मेजर एडविन आर्मस्ट्रांग द्वारा आविष्कृत सुपरहेटरोडाइन रेडियो रिसीवर में एक मध्यवर्ती आवृत्ति का पहली बार उपयोग किया गया था।  सिग्नल कोर (यूनाइटेड स्टेट्स आर्मी) के एक सदस्य, आर्मस्ट्रांग 500 से 3500 kHz की तत्कालीन उच्च आवृत्तियों पर जर्मन सैन्य संकेतों को ट्रैक करने के लिए रेडियो दिशा खोजने वाले उपकरण का निर्माण कर रहे थे। उस समय के ट्रायोड वैक्यूम ट्यूब एम्पलीफायरों को स्थिर रूप से 500 kHz से ऊपर नहीं बढ़ाया जा सकता था, हालांकि, उन्हें उस आवृत्ति से ऊपर के इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर तक पहुंचाना आसान था। आर्मस्ट्रांग का समाधान एक थरथरानवाला ट्यूब स्थापित करना था जो आने वाले सिग्नल के पास एक आवृत्ति पैदा करेगा और इसे मिक्सर ट्यूब में आने वाले सिग्नल के साथ मिलाएगा, कम अंतर आवृत्ति पर हेटेरोडाइन या सिग्नल बना देगा जहां इसे आसानी से बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 1500 kHz पर सिग्नल लेने के लिए स्थानीय ऑसिलेटर को 1450 kHz पर ट्यून किया जाएगा। दोनों को मिलाने से 50 kHz की एक मध्यवर्ती आवृत्ति पैदा हुई, जो ट्यूबों की क्षमता के भीतर थी। सुपरहीटरोडाइन नाम सुपरसोनिक हेटेरोडाइन का एक संकुचन था, इसे उन रिसीवरों से अलग करने के लिए जिसमें हेटेरोडाइन आवृत्ति सीधे श्रव्य होने के लिए पर्याप्त कम थी, और जिनका उपयोग निरंतर तरंग (CW) मोर्स कोड प्रसारण (भाषण या संगीत नहीं) प्राप्त करने के लिए किया गया था।

युद्ध के बाद, 1920 में, आर्मस्ट्रांग ने वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक (1886) को सुपरHeterodyne के लिए पेटेंट बेच दिया, जिसने बाद में इसे आरसीए को बेच दिया। पहले के पुनर्योजी रिसीवर या ट्यून किए गए रेडियो फ्रीक्वेंसी रिसीवर डिज़ाइन की तुलना में सुपरहेटरोडाइन सर्किट की बढ़ी हुई जटिलता ने इसके उपयोग को धीमा कर दिया, लेकिन चयनात्मकता और स्थैतिक अस्वीकृति के लिए मध्यवर्ती आवृत्ति के फायदे अंततः जीत गए; 1930 तक बिकने वाले अधिकांश रेडियो 'सुपरहेट' थे। द्वितीय विश्व युद्ध में राडार के विकास के दौरान, सुपरहेटरोडाइन सिद्धांत बहुत उच्च रडार आवृत्तियों को मध्यवर्ती आवृत्तियों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक था। तब से, सुपरहेटरोडाइन सर्किट, इसकी मध्यवर्ती आवृत्ति के साथ, लगभग सभी रेडियो रिसीवरों में उपयोग किया गया है।

उदाहरण
* नीचे सी। 20 किलोहर्ट्ज़, 30 kHz (A. L. M. सॉवरबी और H. B. डेंट), 45 kHz (पहला व्यावसायिक सुपरहेटरोडाइन रिसीवर: 1923/1924 का RCA Radiola AR-812), सी। 50 किलोहर्ट्ज़, सी। 100 किलोहर्ट्ज़, सी। 120 किलोहर्ट्ज़ * 110 kHz का उपयोग यूरोपीय AM लॉन्गवेव ब्रॉडकास्ट रिसीवर्स में किया गया था। * 175 kHz (पाउडर आयरन कोर की शुरूआत से पहले शुरुआती वाइड बैंड और संचार रिसीवर)   * 260 kHz (प्रारंभिक मानक प्रसारण रिसीवर), 250–270 किलोहर्ट्ज़ * कोपेनहेगन आवृत्ति आवंटन: 415–490 kHz, 510–525 kHz * AM रेडियो रिसीवर: 450 kHz, 455 kHz (सबसे सामान्य), 460 हर्ट्ज, 465 हर्ट्ज, 467 kHz, 470 kHz, 475 kHz, और 480 kHz। * एफएम रेडियो रिसीवर: 262 kHz (पुरानी कार रेडियो), 455 kHz, 1.6 MHz, 5.5 MHz, 10.7 MHz (सबसे सामान्य), 10.8 मेगाहर्ट्ज, 11.2 मेगाहर्ट्ज, 11.7 मेगाहर्ट्ज, 11.8 मेगाहर्ट्ज, 13.45 मेगाहर्ट्ज, 21.4 मेगाहर्ट्ज, 75 मेगाहर्ट्ज और 98 मेगाहर्ट्ज। दोहरे-रूपांतरण सुपरहीटरोडाइन रिसीवर में, 10.7 मेगाहर्ट्ज की पहली मध्यवर्ती आवृत्ति का अक्सर उपयोग किया जाता है, इसके बाद 470 kHz (या डायनास के साथ 700 kHz) की दूसरी मध्यवर्ती आवृत्ति का उपयोग किया जाता है। ). पुलिस स्कैनर रिसीवर्स, हाई-एंड कम्युनिकेशन रिसीवर्स, और कई पॉइंट-टू-पॉइंट माइक्रोवेव सिस्टम में ट्रिपल कन्वर्जन डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है। आधुनिक DSP चिप उपभोक्ता रेडियो अक्सर FM के लिए 128 kHz के 'कम IF रिसीवर|निम्न-IF' का उपयोग करते हैं।
 * नैरोबैंड एफएम रिसीवर: 455 kHz (सबसे सामान्य), 470 किलोहर्ट्ज़ * शॉर्टवेव रिसीवर: 1.6 मेगाहर्ट्ज, 1.6–3.0 मेगाहर्ट्ज, 4.3 मेगाहर्ट्ज (केवल 40-50 मेगाहर्ट्ज रिसीवर के लिए)। दोहरे-रूपांतरण सुपरहेटरोडाइन रिसीवर में, 3.0 मेगाहर्ट्ज की पहली मध्यवर्ती आवृत्ति को कभी-कभी 465 kHz के दूसरे IF के साथ जोड़ा जाता है। * सिस्टम एम: 41.25 मेगाहर्ट्ज (ऑडियो) और 45.75 मेगाहर्ट्ज (वीडियो) का उपयोग कर एनालॉग ट्रांसमिशन टेलीविजन रिसीवर। ध्यान दें, इंटरकैरियर विधि प्रणाली में रूपांतरण प्रक्रिया में चैनल फ़्लिप किया जाता है, इसलिए ऑडियो IF वीडियो IF से कम होता है। इसके अलावा, कोई ऑडियो लोकल ऑसिलेटर नहीं है; इंजेक्ट किया गया वीडियो कैरियर उस उद्देश्य को पूरा करता है।
 * सिस्टम बी और इसी तरह के सिस्टम का उपयोग करने वाले एनालॉग ट्रांसमिशन टेलीविजन रिसीवर: ऑरल के लिए 33.4 मेगाहर्ट्ज और विज़ुअल सिग्नल के लिए 38.9 मेगाहर्ट्ज। (आवृत्ति रूपांतरण के बारे में चर्चा सिस्टम एम की तरह ही है।)
 * सैटेलाइट अपलिंक-डाउनलिंक उपकरण: 70 मेगाहर्ट्ज, 950–1450 मेगाहर्ट्ज (एल-बैंड) डाउनलिंक पहले IF।
 * टेरेस्ट्रियल माइक्रोवेव उपकरण: 250 मेगाहर्ट्ज, 70 मेगाहर्ट्ज या 75 मेगाहर्ट्ज।
 * रडार: 30 मेगाहर्ट्ज।
 * रेडियो आवृत्ति परीक्षण उपकरण: 310.7 मेगाहर्ट्ज, 160 मेगाहर्ट्ज और 21.4 मेगाहर्ट्ज।

यह भी देखें

 * यांत्रिक फिल्टर
 * लो-आईएफ रिसीवर
 * शून्य-आईएफ रिसीवर