Sveriges Radiofrekvensallokering
Radioteknik och mätteknik

Mottagaren: från kristallmottagare till superheterodyn

Så plockar en mottagare ut en enda station ur tusentals. Vi följer utvecklingen från kristallmottagaren via rakmottagaren till superheterodynen, räknar på spegelfrekvens och känslighet och förklarar AGC och S-meter.

Fördjupning15 min läsningGranskad 24 oktober 2026
Innehåll
  1. Vad en mottagare ska klara
  2. Kristallmottagare och rakmottagare
  3. Superheterodynen
    1. Spegelfrekvensen
    2. Dubbelsuper
    3. Direktomvandling
  4. Känslighet och selektivitet i siffror
    1. Begränsningar i praktiken
  5. AGC och S-meter
  6. Kontrollfrågor

En radiomottagare ska ta emot en enda station bland tusentals, och den ska klara både en signal som är en miljarddels miljarddels watt och en sändare på några kilometers avstånd. Mottagarens uppbyggnad har utvecklats i hundra år för att lösa just det. Här går vi igenom de viktigaste arkitekturerna, från den enklaste kristallmottagaren till superheterodynen som finns i nästan alla apparater, och vad som begränsar dem.

Vad en mottagare ska klara#

Tre egenskaper avgör hur bra en mottagare är:

  • Känslighet. Den svagaste signal som ger ett användbart resultat. Gränsen sätts av bruset, dels det som kommer in via antennen, dels det som mottagarens egna transistorer tillför (se brus och signal-brusförhållande).
  • Selektivitet. Förmågan att ta emot önskad station och avvisa grannstationerna. Den bestäms av filtren, främst mellanfrekvensfiltret (se resonanskretsar och filter).
  • Dynamik. Förmågan att hantera en svag och en stark signal samtidigt utan att den starka skapar störningar, så kallad blockering eller intermodulation (se linjäritet, intermodulation och dynamik).

Därtill kommer stabilitet: mottagaren ska hålla sin frekvens, och den ska inte börja svänga av sig själv. Hur dessa krav hanteras skiljer arkitekturerna åt. Det är också förklaringen till varför mottagaren, i blockschemat för en hel radiolänk, ofta är den mest sofistikerade delen.

Kristallmottagare och rakmottagare#

Den enklaste tänkbara mottagaren är kristallmottagaren (figur 1, överst). En antenn och en jordanslutning matar en avstämd krets, alltså en spole och en vridkondensator som resonerar på stationens frekvens. Därefter följer en diod som likriktar signalen, så att bara ljudets form (envelopen) återstår, och en hörlur. Kretsen behöver varken batteri eller nätaggregat: det är radiosignalens egen energi som driver hörluren. Därför fungerar den bara för starka stationer och med lång antenn. Namnet kommer från de första detektorerna, som bestod av en metallspets mot en kristall.

Kristallmottagare och rakmottagare Överst kretsschema för en kristallmottagare: antenn, avstämd krets av spole och vridkondensator, diod som detektor och hörlur. Nederst blockschema för en rakmottagare: antenn, två avstämda högfrekvenssteg, detektor, lågfrekvensförstärkare och högtalare. Kristallmottagare L C C hörlur avstämd krets väljer station detektor tar fram ljudet hörlur ger ljud Ingen batteri- eller nätspänning: ljudet drivs av signalens egen energi. Rakmottagare (TRF) Avstämt HF-steg Avstämt HF-steg Detektor LF- förstärkare Högtalare avstäms samtidigt Varje steg ger förstärkning före detektorn, men alla avstämda steg måste följa med när stationen ändras.
Figur 1. Kristallmottagaren (överst) tar all energi från antennen. Rakmottagaren (nederst) förstärker signalen före detektorn, men alla avstämda steg måste följa med när du byter station.

Skälet till att så få stationer går att skilja åt är att en enda resonanskrets har liten selektivitet. Man kan lägga till förstärkare, och då får man en rakmottagare (eng. tuned radio frequency, TRF, figur 1, nederst): ett eller flera avstämda förstärkarsteg före detektorn, och sedan en lågfrekvensförstärkare till högtalaren. Rakmottagaren har två grundläggande problem.

  1. Selektiviteten varierar med frekvensen. En resonanskrets med Q=100 har bandbredden B=f0/Q. Vid 1 MHz blir det 10 kHz, vid 10 MHz hela 100 kHz. Samma mottagare som skilde stationerna åt på mellanvåg släpper alltså in ett tiotal stationer samtidigt på kortvåg.
  2. Flera avstämda steg ska följa varandra. Alla kretsar ska stämmas av samtidigt och exakt, och hög förstärkning på samma frekvens i flera steg ger lätt oönskad återkoppling, så att mottagaren självsvänger.

Superheterodynen#

Superheterodynen löser problemet genom att inte försöka göra filtret rörligt. I stället flyttas varje station till samma frekvens, och på den frekvensen byggs ett fast, mycket bra filter. Principen visas i figur 2.

Superheterodynmottagare Blockschema för en superheterodynmottagare: antenn, förselektor, HF-förstärkare, blandare med lokaloscillator, mellanfrekvensfilter, MF-förstärkare, detektor, lågfrekvensförstärkare och högtalare. En AGC-slinga från detektorn styr förstärkningen i HF- och MF-stegen. Förselektor HF-förstärkare MF-filter MF-förstärkare Detektor fRF fMF Lokaloscillator fLO LF-förstärkare Högtalare AGC: styrsignal som sänker förstärkningen vid stark signal Exempel FM-rundradio: fRF = 98,0 MHz, fLO = 108,7 MHz, fMF = 10,7 MHz
Figur 2. Superheterodynens uppbyggnad. Blandaren flyttar den önskade stationen till den fasta mellanfrekvensen, där filter och förstärkare görs optimala. I exemplet FM-rundradio är f_RF = 98,0 MHz, f_LO = 108,7 MHz och f_MF = 10,7 MHz.

Så här går det till:

  1. Förselektorn (ett bandpassfilter) släpper in det frekvensområde som är intressant och dämpar resten. Därefter förstärker ett HF-steg (ofta ett lågbrusigt steg, LNA) den svaga signalen.
  2. I blandaren multipliceras signalen med en signal från den avstämbara lokaloscillatorn (LO). Blandningen ger bland annat differensfrekvensen fMF=|fLO−fRF|. Hur en blandare fungerar förklaras i blandare, oscillatorer och frekvenssyntes.
  3. Oavsett vilken station du ställt in hamnar den på den fasta mellanfrekvensen fMF, eftersom du ställer LO så att skillnaden blir rätt. Du byter alltså station genom att ändra LO.
  4. MF-filtret bestämmer selektiviteten och MF-förstärkaren står för det mesta av förstärkningen. Eftersom de arbetar på en fast frekvens går de att optimera: smala kristall- eller keramiska filter, och många steg utan återkoppling.
  5. Detektorn (demodulatorn) återskapar informationen: ljud i en AM- eller FM-mottagare, se amplitudmodulation och frekvensmodulation. Därefter förstärker en lågfrekvensförstärkare signalen till högtalaren.

Några vanliga mellanfrekvenser är 455 kHz för AM-rundradio, 10,7 MHz för FM-rundradio och 9 MHz eller 45 MHz i kortvågsmottagare.

Spegelfrekvensen#

Det finns en bieffekt som blandaren inte kan undvika. Differensen |fLO−fRF| blir lika med fMF för två ingångsfrekvenser: den önskade, och en som ligger lika långt på andra sidan LO. Ligger LO ovanför den önskade stationen är den andra frekvensen spegelfrekvensen

fspegel=fLO+fMF=fRF+2fMF

Blandaren kan inte skilja de två åt: en station på spegelfrekvensen hamnar på exakt samma MF och hörs som en störning (figur 3). Därför måste spegelfrekvensen dämpas av förselektorn innan blandaren. Efter blandaren är det för sent.

Spegelfrekvens Frekvensaxel mellan 80 och 130 MHz med önskad station på 98,0 MHz, lokaloscillator på 108,7 MHz och spegelfrekvens på 119,4 MHz, med 10,7 MHz mellan dem. Kurvor visar hur förselektorn dämpar spegelfrekvensen med ungefär 22 dB för ett avstämt filter och 43 dB för två. 80 90 100 110 120 130 −60 −40 −20 0 Frekvens (MHz) Dämpning i förselektorn (dB) Önskad station 98,0 MHz Lokaloscillator 108,7 MHz Spegelfrekvens 119,4 MHz 21,6 dB 43,1 dB 10,7 MHz 10,7 MHz ett avstämt filter (Q = 30) två avstämda filter i kaskad
Figur 3. Spegelfrekvensen ligger 2 × f_MF ovanför den önskade stationen. Förselektorn måste dämpa den, vilket blir lättare ju högre MF man väljer, eftersom spegelfrekvensen då hamnar längre bort från den önskade frekvensen. Kurvorna gäller avstämda kretsar med Q = 30.

Hur väljer man då mellanfrekvens? Ett högt MF ger bra skydd mot spegelfrekvensen, eftersom den hamnar långt bort. Ett lågt MF ger bättre selektivitet, eftersom smala filter är enklare att bygga på låga frekvenser. Tabell 1 visar avvägningen för en kortvågsmottagare inställd på 14,2 MHz.

Tabell 1. Spegelfrekvens och dämpning i en enkel avstämd krets med Q=100 (belastat) för en mottagare inställd på 14,2 MHz. LO ligger över mottagningsfrekvensen.

Mellanfrekvens LO Spegelfrekvens Dämpning av spegelfrekvensen
455 kHz 14,655 MHz 15,110 MHz ca 22 dB
9 MHz 23,2 MHz 32,2 MHz ca 45 dB
45 MHz 59,2 MHz 104,2 MHz ca 57 dB

Med 455 kHz räcker alltså inte ens en bra krets, medan 45 MHz ger gott skydd men är svårt att göra smal. Lösningen är dubbelsuper.

Dubbelsuper#

En dubbelsuper (eng. double conversion) har två blandare och två mellanfrekvenser (figur 4, överst). Den första MF är hög (till exempel 45 MHz) och ger bra spegeldämpning. Den andra är låg (455 kHz eller några kilohertz) och ger smala filter med hög selektivitet. I exemplet i figuren, med mottagningsfrekvensen 14,2 MHz, är fLO1=14,2+45=59,2 MHz och fLO2=45−0,455=44,545 MHz. Den andra blandaren har förstås också en spegelfrekvens, men den ligger så långt från 45 MHz-filtrets passband att filtret dämpar den. Kortvågstransceivrar för amatörradio använder ofta en hög första MF och därefter en lägre andra MF, där ett smalt kristallfilter sitter.

Dubbelsuper och direktomvandling Överst blockschema för en dubbelsuper med mellanfrekvenserna 45 MHz och 455 kHz. Nederst blockschema för en direktomvandlande mottagare med två blandare (I och Q), en lokaloscillator med 90 graders fasskift, lågpassfilter, omvandlare och digital signalbehandling. Dubbelsuper (exempel: 14,2 MHz, första MF 45 MHz, andra MF 455 kHz) Förselektor HF-steg 1:a MF 2:a MF MF-steg Detektor 14,2 MHz 45 MHz 455 kHz LO 1: 59,2 MHz LO 2: 44,545 MHz Direktomvandling med I/Q (noll-MF) Förselektor LNA 0° 90° LO: fLO = fRF ADC I ADC Q Digital signal- behandling lågpass
Figur 4. Överst: dubbelsuper där första MF ger spegeldämpning och andra MF selektivitet. Nederst: direktomvandling, där LO står på mottagningsfrekvensen och två blandare med 90 graders fasskift ger I och Q direkt i basbandet.

Direktomvandling#

I en direktomvandlande mottagare (noll-MF, eng. zero-IF) står lokaloscillatorn på exakt samma frekvens som den önskade signalen (figur 4, nederst). Differensen är då noll hertz: signalen hamnar i basbandet, och selektiviteten fås med ett lågpassfilter. Eftersom signalens band hamnar både på positiva och negativa frekvenser använder man två blandare, med LO-signaler som är förskjutna 90 grader, och får de två komponenterna I (i fas) och Q (kvadratur). Båda behövs för att ta reda på om en signal ligger över eller under LO. Med I och Q kan en digital signalprocessor demodulera nästan vilken modulation som helst (se I/Q-signaler, sampling och digital signalbehandling).

Fördelarna är att inget MF-filter och ingen spegelfrekvens behövs, och att nästan allt kan integreras på ett enda chip. Det är arkitekturen i mobiltelefoner och i de flesta SDR-mottagare (se mjukvarudefinierad radio). Nackdelarna är bland annat:

  • Likspänningsavvikelse. Om en del av LO läcker in på antennen blandas den med sig själv och ger en likspänning i basbandet, mitt i det som ska tas emot.
  • I/Q-obalans. Om blandarna inte är exakt lika eller fasskiftet inte är exakt 90 grader uppstår en svag spegelbild av signalen.
  • Brus och störningar nära noll hertz. Förstärkarnas lågfrekventa brus (1/f-brus) hamnar mitt i signalbandet.

Känslighet och selektivitet i siffror#

Hur svag signal hör man? En mottagares minsta detekterbara signal (MDS), alltså nivån då signalen ger lika mycket effekt som mottagarens eget brus, är

MDS=−174dBm/Hz+10log10(B)+NF

där B är mottagarens brusbandbredd i Hz och NF dess brustal i dB (se decibel).

På låga frekvenser spelar detta dock mindre roll. Under ungefär 20–30 MHz är det externa bruset (atmosfäriskt brus och människoskapat brus) större än det som mottagaren själv tillför. Då hjälper ett lägre brustal inte, och dynamiken blir viktigare än känsligheten.

Selektiviteten beskrivs av filtrets bandbredd, normalt vid 6 dB, och dess formfaktor: kvoten mellan bandbredden vid 60 dB dämpning och vid 6 dB. Ju närmare 1, desto brantare flank. Typiska bandbredder anpassas efter modulationen: ca 500 Hz för CW, 2,4 kHz för SSB, 6–9 kHz för AM, 12,5 kHz för smalbandig FM-kommunikation och ca 150–250 kHz för FM-rundradio.

Begränsningar i praktiken#

Även en mottagare med bra känslighet kan sätta sig på tvären av starka signaler. HAREC-provet för radioamatörer kräver att man känner till fyra fenomen1:

  • Blockering: en stark signal nära mottagarfrekvensen trycker ner förstärkningen, så att den önskade signalen försvinner.
  • Intermodulation: två starka signaler bildar tillsammans nya frekvenser som kan hamna på mottagningsfrekvensen.
  • Korsmodulation: moduleringen från en stark störare överförs till den önskade signalen.
  • Reciprok blandning: brus i lokaloscillatorn (fasbrus) blandas ner tillsammans med en stark signal och höjer bruset i mottagarens passband, se blandare, oscillatorer och frekvenssyntes.

AGC och S-meter#

Signalstyrkan i antennen kan variera med mer än 100 dB, från en svag fjärrstation till en lokal sändare. Förstärkaren och högtalaren tål inte den spännvidden. Därför har nästan alla mottagare AGC (automatisk förstärkningsreglering, eng. automatic gain control). Den mäter signalnivån efter MF-förstärkaren eller detektorn och sänker förstärkningen i HF- och MF-stegen när nivån stiger (figur 2, den röda slingan).

Resultatet syns i figur 5: utan AGC följer utnivån insignalen rakt upp tills förstärkaren överstyrs. Med AGC planar kurvan ut över en tröskel, så att en ökning av insignalen med 70 dB bara ger en ökning av ljudnivån med några dB. AGC har olika tidskonstanter. Den ska reagera snabbt (millisekunder, attack) när en stark signal dyker upp, men släppa långsamt (hundratals millisekunder till sekunder, decay), annars skulle bakgrundsbruset pumpa upp mellan varje stavelse i SSB-tal.

AGC och S-meter Överst ett diagram över ljudnivå mot insignalnivå med och utan AGC. Utan AGC växer utnivån rakt med insignalen. Med AGC planar kurvan ut över en tröskel. Nederst en S-metersskala från S1 till S9 plus 60 dB med motsvarande nivåer i dBm för HF och VHF. −130 −110 −90 −70 −50 −30 0 20 40 60 80 100 Insignal (dBm) Ljudnivå ut (dB, relativ) AGC-tröskel utan AGC: överstyrning med AGC: 70 dB in ger 7 dB ut S-meterns skala (IARU Region 1: 6 dB per S-enhet) S1 S3 S5 S7 S9 +20 +40 +60 HF, motsvarande nivå (dBm) VHF/UHF, motsvarande nivå (dBm) −121 −141 −97 −117 −73 −93 −53 −73 −33 −53 −13 −33 S9 = −73 dBm (50 µV i 50 Ω) på HF och −93 dBm (5 µV) på VHF och UHF.
Figur 5. Överst: med AGC planar utnivån ut över tröskeln i stället för att växa rakt upp. Nederst: S-meterns skala med 6 dB per S-enhet. S9 motsvarar −73 dBm på HF och −93 dBm på VHF och UHF.

AGC-spänningen, som är ett mått på signalstyrkan, kan även visas på en skala. Det är S-metern. Enligt IARU Region 1:s rekommendation motsvarar S9 en signal på 50 µV över 50 Ω, alltså −73 dBm, på HF. Varje S-enhet är 6 dB, så S1 ligger 48 dB under S9, vid −121 dBm. Över S9 anges nivån i dB över S9 (S9+20 dB, S9+40 dB och så vidare). På VHF och UHF används ett 20 dB lägre värde för S9, 5 µV eller −93 dBm2.

Squelch (brusspärr) är en närbesläktad funktion: den tystar högtalaren när ingen signal tas emot, genom att mäta brusnivån i ljudkanalen eller signalstyrkan och stänga ljudet under en tröskel. Den används i all kommunikationsradio i FM, där det annars skulle brusa kraftigt mellan anropen.

Kontrollfrågor#

Varför blir en rakmottagare sämre på selektivitet ju högre frekvens man lyssnar på?

Bandbredden hos en resonanskrets är B=f0/Q. Med samma Q ökar bandbredden i proportion till frekvensen. En krets med Q=100 har 10 kHz bandbredd vid 1 MHz men 100 kHz vid 10 MHz.

En superheterodynmottagare har mellanfrekvensen 455 kHz och är inställd på 1 000 kHz. Lokaloscillatorn ligger över mottagningsfrekvensen. Vilken frekvens har LO, och vilken är spegelfrekvensen?

fLO=1000+455=1455 kHz. Spegelfrekvensen är fLO+fMF=1455+455=1910 kHz (eller fRF+2fMF=1000+910).

Varför kan spegelfrekvensen inte filtreras bort efter blandaren?

Efter blandaren har både den önskade signalen och spegelsignalen hamnat på samma frekvens, mellanfrekvensen. Då går de inte att skilja åt. Spegelfrekvensen måste därför dämpas före blandaren, av förselektorn.

Varför väljer man hög första MF och låg andra MF i en dubbelsuper?

Hög första MF flyttar spegelfrekvensen långt från den önskade, så att förselektorn lätt kan dämpa den. Låg andra MF gör det möjligt att bygga smala filter med hög selektivitet, eftersom smal bandbredd är enklare på låg frekvens.

Beräkna MDS för en mottagare med bandbredden 500 Hz och brustalet 6 dB.

MDS=−174+10log10(500)+6=−174+27+6=−141dBm.

Hur många dB över S1 är S9 på HF, och vilken effekt i dBm motsvarar S9+20 dB?

S9 är 8 S-enheter över S1, alltså 8·6=48 dB. S9 är −73 dBm, så S9+20 dB är −53 dBm.

Varför blir S9 lägre i dBm på VHF än på HF?

Enligt IARU Region 1:s rekommendation är S9 på VHF och UHF definierat som 5 µV i stället för 50 µV, alltså 20 dB lägre: −93 dBm i stället för −73 dBm. Det speglar att signalerna på VHF och UHF oftast är svagare och att det externa bruset är lägre där än på HF.

Vad är den största fördelen och nackdelen med direktomvandling jämfört med en superheterodyn?

Fördel: ingen spegelfrekvens och inget MF-filter behövs, vilket gör mottagaren enkel att integrera och lämplig för digital signalbehandling. Nackdel: likspänningsavvikelse och I/Q-obalans (som ger en svag spegelbild) samt 1/f-brus nära noll hertz.


  1. HAREC-syllabus i CEPT/ECC Recommendation T/R 61-02 (utgåva 16, februari 2024), bilaga 6, listar enkel och dubbel superheterodyn, direktomvandling, spegelfrekvens, blockering, intermodulation, korsmodulation, reciprok blandning, AGC, S-meter och squelch. ↩

  2. S-meterns kalibrering (S9 = 50 µV i 50 Ω på HF, 5 µV på VHF/UHF, 6 dB per S-enhet) enligt IARU Region 1:s rekommendation, så som den sammanfattas i Wikipedia (S meter) och hamwaves.com. Gränsen mellan HF-skalan och VHF-skalan anges där till 30 MHz; verifiera mot IARU Region 1:s dokument om den exakta lydelsen behövs. ↩

Källor och vidare läsning

  1. CEPT/ECC (2024). Recommendation T/R 61-02: Harmonised Amateur Radio Examination Certificate (HAREC), bilaga 6 (examenssyllabus). Provet omfattar enkel och dubbel superheterodyn, direktomvandling, spegelfrekvens, blockering, intermodulation, korsmodulation, reciprok blandning, AGC, S-meter och squelch. Hämtad 24 oktober 2026.
  2. P. Horowitz och W. Hill, Cambridge University Press (2015). The Art of Electronics, 3:e upplagan (kapitlen om radiofrekvenskretsar och mottagare).
  3. B. Razavi, Prentice Hall (2011). RF Microelectronics, 2:a upplagan (mottagararkitekturer: heterodyn, direktomvandling, spegelfrekvens).
  4. Wikipedia. S meter. Sammanfattar S-meterns kalibrering enligt IARU Region 1: S9 motsvarar 50 µV i 50 Ω på HF och 5 µV på VHF/UHF, 6 dB per S-enhet. Primärdokumentet (IARU Region 1:s tekniska rekommendation) har inte öppnats. Hämtad 24 oktober 2026.
  5. hamwaves.com (Decibel & S-Readings). Decibel and S-Readings. Sekundärkälla med omräkning mellan S-enheter, spänning och dBm. Hämtad 24 oktober 2026.

Läs vidare

Citera den här sidan

Använd gärna kunskapsbanken som källa i rapporter och uppsatser. Ange alltid datum, eftersom regler och tilldelningar ändras.

APA 7
SRFA Kunskapsbank. (2026). Mottagaren: från kristallmottagare till superheterodyn. Sveriges Radiofrekvensallokering. https://srfa.se/kunskap/radioteknik/mottagare/
Harvard
Sveriges Radiofrekvensallokering (2026). Mottagaren: från kristallmottagare till superheterodyn. SRFA Kunskapsbank. Tillgänglig: https://srfa.se/kunskap/radioteknik/mottagare/ (hämtad 24 oktober 2026).

Kunskapsbanken är en sammanställning för utbildning och referens. Den ersätter inte gällande föreskrifter och ger ingen rätt att sända. Kontrollera alltid aktuella villkor hos PTS.