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直接変換受信機（DCR ）は、ホモダイン受信機、シンクロダイン受信機、ゼロ中間周波数受信機（ゼロIF受信機）とも呼ばれ、目的信号の搬送周波数と同一または非常に近い周波数の局部発振器によって駆動される同期検波を使用して、受信無線信号を復調する無線受信機の設計です。これは、中間周波数（IF）への初期変換を使用する標準的なスーパーヘテロダイン受信機とは対照的です。 [ 1 ]
単一の周波数変換のみを実行するという簡略化により、基本回路の複雑さは軽減されますが、ダイナミックレンジなど、他の問題が生じます。元の形式では、複雑な位相同期ループを実装しない限り、AM信号とFM信号を受信するのに適していませんでした。これらの技術的な課題により、この技術は発明当時（1930年代）にはかなり非実用的でしたが、現在の技術、特にソフトウェア無線により、一部の消費者向け製品を含む特定の分野でその使用が復活しました。
変調信号のベースバンドへの変換は、単一の周波数変換で行われます。これにより、スーパーヘテロダイン方式の2回（またはそれ以上）の周波数変換、中間周波数（IF）段、およびイメージ除去の問題といった複雑さを回避できます。受信した無線周波数信号は、スーパーヘテロダイン受信機と同様に、周波数ミキサーに直接入力されます。ただし、スーパーヘテロダイン方式とは異なり、局部発振器の周波数は受信信号の周波数からオフセットされるのではなく、受信信号の周波数と同一です。その結果、中間周波数（IF）段の後に同期検波（積検波器）を使用するスーパーヘテロダイン受信機から得られるのと同様の復調出力が得られます。
スーパーヘテロダイン受信機の性能に合わせるには、通常IF段で処理される機能の多くをベースバンドで実行する必要があります。自動利得制御（AGC）を利用した高利得IFアンプがないため、ベースバンド出力レベルは受信信号強度に応じて非常に広い範囲で変動する可能性があります。これは、設計の実用性を制限する主要な技術的課題の1つです。もう1つの問題は、この設計ではAM信号のエンベロープ検出を実行できないことです。したがって、AMまたはFM信号（放送で使用されるもの）の直接復調には、局部発振器を搬送波周波数に位相ロックする必要があります。これは、スーパーヘテロダイン設計のIF段の出力にある、より堅牢なエンベロープ検出器または比率検出器と比較して、はるかに要求の厳しい作業です。ただし、直交検出とそれに続くデジタル信号処理を使用する直接変換設計の場合は、これを回避できます。ソフトウェア無線技術を使用すると、2つの直交出力を処理して、局部発振器周波数に近い周波数からのダウンコンバート信号に対してあらゆる種類の復調とフィルタリングを実行できます。デジタルハードウェアの普及と、ベースバンドへの周波数変換に関わるアナログ部品の改良により、このよりシンプルなトポロジーが多くの用途で実用的になった。
ホモダイン方式は、スーパーヘテロダイン方式（2段変換方式）を超える設計を模索していたイギリスの科学者チームによって1932年に開発されました。この設計は後に「シンクロダイン」と改名されました。単一の変換段による優れた性能だけでなく、回路の複雑さと消費電力も低減されていました。この設計は、局部発振器の熱ドリフトによって周波数が時間とともに変化するという問題がありました。このドリフトを打ち消すために、局部発振器の周波数を位相検出器で送信入力信号と比較しました。これにより、局部発振器の周波数を目的の信号に同期させるための補正電圧が生成されました。このタイプのフィードバック回路は、現在では位相同期ループ（PLL）として知られるものへと発展しました。この方法は数十年前から存在していましたが、この種の回路が正常に機能するためには部品の許容誤差が小さくなければならないため、実装が困難でした。
ミキシング段からの不要な副産物ビート信号は、音声出力段のローパスフィルタによって完全に除去されるため、それ以上の処理は不要です。受信機の設計には、高い選択性という利点もあり、高精度復調器として機能します。この設計原理は、サイドバンドが目的の送信信号と重なる可能性のある隣接チャネルの放送信号を分離できるように拡張できます。また、この設計はパルス変調送信モード信号の検出性能も向上させます。
受信機では信号漏洩経路が発生する可能性があります。必要な高オーディオ周波数ゲインは、電源ハムノイズの除去を困難にする可能性があります。局部発振器のエネルギーがミキサー段を介してアンテナ入力に漏洩し、再びミキサー段に反射されることがあります。その結果、局部発振器のエネルギーが自己混合し、DCオフセット信号が生成されます。このオフセットが大きすぎると、ベースバンドアンプが過負荷になり、目的の信号を受信できなくなる可能性があります。この問題に対処する設計変更はありますが、受信機の複雑さが増します。多くの場合、この設計の複雑さの増加は、ダイレクトコンバージョン受信機の利点を上回ります。
ウェス・ヘイワードとディック・ビンガムの1968年の論文は、直接変換設計への新たな関心を呼び起こした。[ 2 ]
集積回路の開発と、低コストのICパッケージへの完全な位相同期ループデバイスの組み込みにより、この設計は広く受け入れられるようになりました。用途はもはやAMラジオ信号の受信に限定されず、より複雑な変調方式の処理にも使用されています。[ 3 ]ダイレクトコンバージョン受信機は現在、携帯電話、ポケットベル、テレビ、航空電子機器、医療画像装置、ソフトウェア無線システムなど、多くの受信機アプリケーションに組み込まれています。[ 4 ]