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同調型無線周波数受信機（またはTRF受信機）は、1つ以上の同調型無線周波数（RF）増幅段と、音声信号を抽出するための検波器（復調器）回路、そして通常は音声周波数増幅器で構成される無線受信機の一種です。このタイプの受信機は1920年代に人気がありました。初期のものは、放送局を受信する際に各段を個別にその放送局の周波数に調整する必要があったため、操作が面倒でしたが、後のモデルでは同調機構が連動し、すべての段の同調機構が1つのコントロールノブで操作できるギャング同調方式が採用されました。1930年代半ばには、エドウィン・アームストロングが特許を取得したスーパーヘテロダイン受信機に取って代わられました。
TRF受信機は1916年にエルンスト・アレクサンダーソンによって特許が取得されました。[ 1 ] 彼のコンセプトは、各ステージで目的の信号を増幅し、干渉信号を低減するというものでした。RF増幅の多段化により、ラジオは微弱な放送局に対してより感度が高くなり、複数の同調回路により、当時一般的だった単段受信機よりも帯域幅が狭くなり、選択性が向上しました。ラジオのすべての同調ステージは、目的の受信周波数に追従して同調する必要があります。これは、受信機のRFフロントエンドと局部発振器を目的の周波数に同調するだけでよい現代のスーパーヘテロダイン受信機とは対照的です。後続のすべてのステージは固定周波数で動作し、目的の受信周波数に依存しません。
アンティークのTRF受信機は、その筐体で識別できることが多い。一般的に、長く低い形状をしており、真空管や同調回路にアクセスするための跳ね上げ式の蓋が付いている。前面パネルには、通常2つか3つの大きなダイヤルがあり、それぞれが1つのステージの同調を制御する。内部には、複数の真空管とともに、一連の大きなコイルが配置されている。これらのコイルは、磁気結合を低減するために、通常は互いに直角に軸が交わるように配置されている。
TRF受信機は、1920年代にクロスリー・ラジオ・コーポレーションなどの企業によって広く製造された。
三極管真空管を使用したTRF受信機の問題点は、三極管の電極間容量です。電極間容量により、出力回路のエネルギーが入力にフィードバックされます。このフィードバックにより不安定性や発振が発生し、受信が妨げられ、スピーカーからキーキーという音やハウリング音が発生します。1922年、Louis Alan Hazeltineは、追加の回路を使用して電極間容量の影響を部分的に打ち消す中和技術を発明しました。 [ 2 ]中和は、人気の高いニュートロダインシリーズのTRF受信機で使用されました。特定の条件下では、「中和は広い周波数帯域にわたって周波数にほとんど依存しません」。[ 3 ]「漏洩インダクタンスと浮遊容量」が完全に打ち消されないため、実際には広い周波数帯域にわたって完全な中和を維持することはできません。[ 4 ] その後、四極管と五極管真空管が開発され、電極間容量の影響が最小限に抑えられ、中和が不要になりました。これらのチューブ内の追加電極はプレートとグリッドを遮蔽し、フィードバックを最小限に抑えます。[ 5 ]
1920年代から30年代にかけての典型的なTRF受信機は、通常3つの部分から構成されていた。
各同調RF段は、増幅装置、三極管（または後期のセットでは四極管）真空管、およびフィルタリング機能を果たす同調回路で構成されています。同調回路は、空芯RF結合トランスで構成されており、これはある真空管のプレート回路からの信号を次の真空管の入力グリッド回路に結合する役割も果たしていました。トランスの巻線の1つに可変コンデンサが接続され、同調回路を形成していました。可変コンデンサ（または可変結合コイルと呼ばれるバリメータ）が使用され、前面パネルのノブで受信機を同調させました。RF段は通常、設計を簡素化するために同一の回路構成になっていました。
各RF段は同じ周波数に同調する必要があったため、新しい放送局を受信する際にはコンデンサを連動して同調する必要がありました。後期の機種では、コンデンサを「連結」し、同じシャフトに取り付けたり、機械的に連結したりすることで、1つのつまみでラジオを同調できるようにしましたが、ほとんどの機種では同調回路の共振周波数を十分に「追跡」することができなかったため、各段に独自の同調つまみがありました。[ 6 ]
検出器は通常、グリッドリーク検出器であった。一部の装置では、代わりに結晶検出器（半導体ダイオード）が使用された。選択性を高めるために、再生検出器が使用される場合もあった。
イヤホンで聴くTRFセットの中にはオーディオアンプを必要としないものもあったが、ほとんどのセットにはスピーカーを駆動するのに十分な電力を供給するために、1段から3段のトランス結合またはRC結合のオーディオアンプが搭載されていた。
回路図は、典型的なTRF受信機を示しています。この例では、6個の三極管を使用しています。2段の無線周波数増幅回路、1段のグリッドリーク検波器/増幅器、および3段のクラスAオーディオ増幅回路を備えています。同調回路はT1-C1、T2-C2、T3-C3の3つです。2番目と3番目の同調コンデンサC2とC3は、同調を簡素化するために、1つのノブで制御できるように、まとめて接続されています（線で示されています）。一般的に、良好な受信のために受信信号を十分にフィルタリングおよび増幅するには、2つまたは3つのRF増幅器が必要でした。
ターマンは、TRFの欠点を「使用する真空管の数に比例して選択性が低く感度も低い」と特徴づけている。そのため、TRFは事実上時代遅れとなっている。[ 7 ]選択性には狭帯域幅が必要だが、特定のQ値 を持つフィルタの帯域幅は周波数とともに増加する。したがって、高周波で狭帯域幅を実現するには、高Qフィルタまたは多数のフィルタセクションが必要だった。放送帯域全体にわたって一定の感度と帯域幅を実現することはほとんどできなかった。対照的に、スーパーヘテロダイン受信機は、入力された高周波を、変化しない低い中間周波数に変換する。周波数範囲にわたって一定の感度と帯域幅を実現するという問題は、1つの回路（第1段）でのみ発生するため、かなり単純化される。
TRF受信機、特に民生用製品における最大の問題点は、その複雑なチューニング機構でした。狭帯域のチューニングを維持するためには、すべての同調回路が同期している必要がありました。広い周波数範囲でチューニングしながら、複数の同調回路を同期させ続けるのは困難です。初期のTRF受信機では、前述のように、オペレーターがその作業を行う必要がありました。スーパーヘテロダイン受信機は、RF段とLO段のみを同期させるだけで済み、厳しい選択度要件は固定同調のIF増幅器に限られます。
1920年代、TRF受信機は再生受信機に比べて、適切に調整すれば干渉を放射しないという利点があった。[ 8 ] [ 9 ] 特に、普及していた再生受信機は、正帰還付き真空管を発振点のすぐ近くで動作させていたため、送信機として機能し、同調している放送局の周波数に近い周波数で信号を発信することが多かった。[ 8 ] [ 9 ] これにより、同じ周波数に同調している近くの他の受信機で、可聴のヘテロダイン、金切り声、遠吠えが発生し、近隣住民から批判を受けた。[8][9] 都市部では、同じブロックやアパートで複数の再生受信機が人気のある放送 局に同調している場合、事実上聞き取れないこともあった。[ 8 ] [ 9 ] イギリス[ 10 ]、そして最終的にはアメリカも、受信機が不要な信号を放射することを禁止する規制を制定し、TRFが有利になった。
TRF方式はスーパーヘテロダイン受信機にほぼ取って代わられましたが、1960年代の半導体エレクトロニクスの登場により、この方式は「復活」し、アマチュア無線プロジェクト、キット、低価格の民生品向けのシンプルな集積回路ラジオ受信機に使用されました。その一例が、 1972年にフェランティ社が開発したZN414 TRFラジオ集積回路で、下図に示されています。
しかし、再生受信機が発振状態にあるときの干渉は、受信側の操作者ができることでは除去できません。...すべてのタイプの再生セットは、接続されたアンテナが発振するとエネルギーを放射します。