ในการสื่อสารและวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ความถี่กลาง ( IF ) คือความถี่ที่คลื่นพาหะถูกเลื่อนไปเป็นขั้นตอนกลางในการส่งหรือรับสัญญาณ^{[ 1 ]}ความถี่กลางถูกสร้างขึ้นโดยการผสมสัญญาณพาหะกับ สัญญาณ ออสซิลเลเตอร์ภายในในกระบวนการที่เรียกว่าเฮเทอโรไดน์ส่งผลให้เกิดสัญญาณที่ความถี่ต่างหรือความถี่บีต ความถี่กลางถูกใช้ในเครื่องรับวิทยุแบบซูเปอร์ เฮเทอโรไดน์ ซึ่งสัญญาณขาเข้าจะถูกเลื่อนไปที่ IF เพื่อขยายก่อนที่จะทำการ ตรวจจับ ขั้นสุดท้าย

การแปลงความถี่ไปเป็นความถี่ระดับกลางมีประโยชน์หลายประการ เมื่อใช้ตัวกรองหลายขั้นตอน สามารถตั้งค่าความถี่คงที่ให้กับตัวกรองทั้งหมดได้ ทำให้สร้างและปรับแต่งได้ง่ายขึ้น โดยทั่วไปทรานซิสเตอร์ความถี่ต่ำจะมีอัตราขยายสูงกว่า จึงใช้จำนวนขั้นตอนน้อยลง นอกจากนี้ยังง่ายกว่าที่จะสร้างตัวกรองที่มีความไวสูงที่ความถี่คงที่ต่ำ

ในเครื่องรับแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ อาจมีขั้นตอนความถี่ระดับกลางหลายขั้นตอน โดยสองหรือสามขั้นตอนจะเรียกว่า การแปลง แบบสองชั้น (หรือแบบคู่ ) หรือการแปลงแบบสามชั้นตามลำดับ

ความถี่ระดับกลางถูกใช้ด้วยเหตุผลทั่วไปสามประการ^{[ 2 ] [ 3 ]}ที่ความถี่สูงมาก ( กิกะเฮิร์ตซ์ ) วงจรประมวลผลสัญญาณทำงานได้ไม่ดี อุปกรณ์แอคทีฟ เช่นทรานซิสเตอร์ไม่สามารถขยายสัญญาณได้มากนัก ( เกน ) ^{[ 1 ]} วงจรทั่วไปที่ใช้ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำจะต้องถูกแทนที่ด้วยเทคนิคความถี่สูงที่ยุ่งยาก เช่นสตริปไลน์และเวฟไกด์ดังนั้นสัญญาณความถี่สูงจึงถูกแปลงเป็น IF ที่ต่ำกว่าเพื่อการประมวลผลที่สะดวกยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ในจานรับสัญญาณดาวเทียมสัญญาณดาวน์ลิงก์ไมโครเวฟที่รับโดยจานจะถูกแปลงเป็น IF ที่ต่ำกว่ามากที่จาน เพื่อให้สายเคเบิลโคแอกเชียล ราคาไม่แพง สามารถส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับภายในอาคารได้ การนำสัญญาณเข้ามาที่ความถี่ไมโครเวฟดั้งเดิมจะต้องใช้เวฟ ไกด์ ที่มีราคาแพง

ในเครื่องรับที่สามารถปรับจูนไปยังความถี่ต่างๆ ได้ เหตุผลที่สองคือการแปลงความถี่ต่างๆ ของสถานีต่างๆ ให้เป็นความถี่เดียวกันสำหรับการประมวลผล การสร้างวงจรขยายสัญญาณหลายขั้นตอน ตัวกรอง และตัวตรวจจับที่สามารถปรับจูนความถี่ต่างๆ ได้ทุกขั้นตอนนั้นทำได้ยากแต่การสร้างออสซิลเลเตอร์ ที่ปรับจูนได้ นั้นทำได้ง่ายกว่า เครื่องรับแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์จะปรับจูนความถี่ต่างๆ โดยการปรับความถี่ของออสซิลเลเตอร์ภายในที่ขั้นตอนอินพุต และการประมวลผลทั้งหมดหลังจากนั้นจะทำที่ความถี่คงที่เดียวกัน นั่นคือความถี่กลาง (IF) หากไม่มีความถี่กลาง ตัวกรองและตัวตรวจจับที่ซับซ้อนทั้งหมดในวิทยุหรือโทรทัศน์จะต้องปรับจูนให้ตรงกันทุกครั้งที่เปลี่ยนความถี่ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในเครื่องรับวิทยุความถี่ปรับจูน (TRF) รุ่นแรกๆ ข้อดีที่สำคัญกว่านั้นคือทำให้เครื่องรับมีแบนด์วิดท์คงที่ตลอดช่วงการปรับจูน แบนด์วิดท์ของตัวกรองเป็นสัดส่วนกับความถี่ศูนย์กลางของมัน ในเครื่องรับสัญญาณอย่างเช่น TRF ซึ่งทำการกรองสัญญาณที่ความถี่ RF ขาเข้า เมื่อปรับจูนเครื่องรับสัญญาณไปที่ความถี่สูงขึ้น แบนด์วิดท์ของเครื่องรับสัญญาณก็จะเพิ่มขึ้น

เหตุผลหลักในการใช้ความถี่กลางคือเพื่อปรับปรุงการเลือกความถี่[ 1 ^{]ในวงจร}การสื่อสาร งานทั่วไปอย่างหนึ่งคือการแยกหรือสกัดสัญญาณหรือส่วนประกอบของสัญญาณที่มีความถี่ใกล้เคียงกัน ซึ่งเรียกว่าการกรองตัวอย่างเช่น การรับสถานีวิทยุท่ามกลางหลายสถานีที่มีความถี่ใกล้เคียงกัน หรือการสกัด ซับแคริเออร์ สี จากสัญญาณโทรทัศน์ ด้วยเทคนิคการกรองที่รู้จักทั้งหมด แบนด์วิดท์ของตัวกรองจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของความถี่ ดังนั้นจึงสามารถบรรลุแบนด์วิดท์ที่แคบลงและการเลือกความถี่ที่มากขึ้นได้โดยการแปลงสัญญาณเป็นความถี่กลางที่ต่ำกว่าและทำการกรองที่ความถี่นั้น การออกอากาศวิทยุ FMและโทรทัศน์ที่มีความกว้างของช่องสัญญาณแคบ รวมถึงบริการโทรคมนาคมที่ทันสมัยกว่า เช่นโทรศัพท์มือถือและเคเบิลทีวีจะเป็นไปไม่ได้หากไม่ใช้การแปลงความถี่^{[ 4 ]}

ความถี่กลางที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเครื่องรับวิทยุอาจอยู่ที่ประมาณ 455 kHz สำหรับเครื่องรับ AM และ 10.7 MHz สำหรับเครื่องรับ FM ในเครื่องรับเฉพาะทางสามารถใช้ความถี่อื่นได้ เครื่องรับแบบแปลงสัญญาณคู่ อาจมีความถี่กลางสองความถี่ ความถี่ที่สูงกว่าเพื่อปรับปรุงการปฏิเสธภาพ และความถี่ที่ต่ำกว่า เพื่อให้ได้การเลือกความถี่ที่ต้องการ ความถี่กลางแรกอาจสูงกว่าสัญญาณอินพุตด้วยซ้ำ เพื่อให้สามารถกรองการตอบสนองที่ไม่ต้องการทั้งหมดออกได้ง่ายโดยใช้ขั้นตอน RF ที่ปรับจูนคงที่^{[ 5 ]}

ในเครื่องรับสัญญาณดิจิทัลตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ทำงานที่อัตราการสุ่มตัวอย่างต่ำ ดังนั้นสัญญาณ RF ที่ป้อนเข้ามาจะต้องถูกผสมลงมาเป็นความถี่กลาง (IF) เพื่อนำไปประมวลผล ความถี่กลางมักจะอยู่ในช่วงความถี่ต่ำกว่าความถี่ RF ที่ส่งออกมา อย่างไรก็ตาม การเลือกความถี่กลางนั้นขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่มีอยู่ เช่น มิกเซอร์ฟิลเตอร์ แอมพลิฟายเออร์ และอื่นๆ ที่สามารถทำงานที่ความถี่ต่ำได้ นอกจากนี้ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการตัดสินใจเลือกความถี่กลาง เนื่องจากความถี่กลางที่ต่ำจะไวต่อสัญญาณรบกวน และความถี่กลางที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดการกระตุกของสัญญาณนาฬิกาได้

เครื่องรับ โทรทัศน์ดาวเทียมสมัยใหม่ใช้ความถี่ระดับกลางหลายความถี่^{[ 6 ]}ช่องโทรทัศน์ 500 ช่องของระบบทั่วไปจะถูกส่งจากดาวเทียมไปยังผู้รับชมใน ย่านความถี่ไมโครเวฟ Kuในสองย่านความถี่ย่อยที่ 10.7–11.7 และ 11.7–12.75 GHz สัญญาณดาวน์ลิงก์จะถูกรับโดยจานดาวเทียมในกล่องที่จุดโฟกัสของจาน ซึ่งเรียกว่าตัวแปลงความถี่แบบบล็อกเสียงรบกวนต่ำ (LNB) แต่ละบล็อกของความถี่จะถูกแปลงเป็นช่วง IF ที่ 950–2150 MHz โดยออสซิลเลเตอร์ความถี่คงที่สองตัวที่ 9.75 และ 10.6 GHz หนึ่งในสองบล็อกจะถูกเลือกโดยสัญญาณควบคุมจากกล่องรับสัญญาณภายใน ซึ่งจะเปิดใช้งานออสซิลเลเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง ความถี่ IF นี้จะถูกส่งเข้าไปในอาคารไปยังเครื่องรับโทรทัศน์ผ่านสายโคแอกเซียล ที่ กล่องรับสัญญาณของบริษัทเคเบิลสัญญาณจะถูกแปลงเป็น IF ที่ต่ำกว่าที่ 480 MHz สำหรับการกรอง โดยใช้ออสซิลเลเตอร์ความถี่แปรผัน^{[ 6 ]}สัญญาณนี้จะถูกส่งผ่านตัวกรองแบนด์พาส 30 MHz ซึ่งจะเลือกสัญญาณจากทรานสปอนเดอร์ตัว ใดตัวหนึ่ง บนดาวเทียม ซึ่งมีหลายช่องสัญญาณ การประมวลผลเพิ่มเติมจะเลือกช่องสัญญาณที่ต้องการ ถอดรหัส และส่งสัญญาณไปยังโทรทัศน์

ความถี่ระดับกลางถูกนำมาใช้ครั้งแรกในเครื่องรับวิทยุแบบซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ ซึ่งคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน พันตรีเอ็ดวิน อาร์มสตรองในปี 1918 ระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 1 [ ^{7 ] [ 8 ] อาร์ม} สตรอง เป็นสมาชิกของหน่วยสื่อสาร และกำลังสร้างอุปกรณ์ ค้นหาทิศทางวิทยุเพื่อติดตามสัญญาณทางทหารของเยอรมันที่ความถี่สูงมากในขณะนั้น คือ 500 ถึง 3500 kHz เครื่องขยายเสียง แบบหลอดสุญญากาศไตรโอดในสมัยนั้นไม่สามารถขยายสัญญาณได้อย่างเสถียรที่ความถี่สูงกว่า 500 kHz อย่างไรก็ตาม การทำให้ เกิด การสั่นที่ความถี่สูงกว่านั้นทำได้ง่าย วิธีแก้ปัญหาของอาร์มสตรองคือการตั้งค่าหลอดออสซิลเลเตอร์ที่จะสร้างความถี่ใกล้กับสัญญาณขาเข้าและผสมกับสัญญาณขาเข้าในหลอดมิกเซอร์ ทำให้เกิดเฮเทอโรไดน์หรือสัญญาณที่ความถี่ต่างต่ำกว่าซึ่งสามารถขยายได้ง่าย ตัวอย่างเช่น เพื่อรับสัญญาณที่ 1500 kHz ออสซิลเลเตอร์ภายในจะถูกปรับไปที่ 1450 kHz การผสมคลื่นทั้งสองเข้าด้วยกันทำให้เกิดความถี่ระดับกลางที่ 50 kHz ซึ่งอยู่ในขีดความสามารถของหลอดสุญญากาศ ชื่อซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ (superheterodyne ) มา จากการย่อคำว่า ซูเปอร์โซนิกเฮเทอ โรไดน์ (supersonic heterodyne ) เพื่อแยกแยะออกจากเครื่องรับสัญญาณที่ความถี่เฮเทอโรไดน์ต่ำพอที่จะได้ยินได้โดยตรง ซึ่งใช้สำหรับรับ สัญญาณ รหัสมอร์สแบบคลื่นต่อเนื่อง (CW) (ไม่ใช่เสียงพูดหรือดนตรี)

หลังสงคราม ในปี 1920 อาร์มสตรองขายสิทธิบัตรวงจรซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ให้กับเวสติงเฮาส์ซึ่งต่อมาเวสติงเฮาส์ก็ขายต่อให้กับอาร์ซีเอความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของวงจรซูเปอร์เฮเทอโรไดน์เมื่อเทียบกับ วงจร รับสัญญาณวิทยุแบบรีเจนเนอเรที ฟ หรือ แบบปรับจูนในยุคก่อนหน้า ทำให้การใช้งานช้าลง แต่ข้อดีของความถี่กลางในด้านการเลือกรับสัญญาณและการลดสัญญาณรบกวนในที่สุดก็ได้รับชัยชนะ โดยในปี 1930 วิทยุส่วนใหญ่ที่วางขายเป็นวิทยุแบบ 'ซูเปอร์เฮเทอโรไดน์' ในระหว่างการพัฒนาระบบเรดาร์ในสงครามโลกครั้งที่สองหลักการของซูเปอร์เฮเทอโรไดน์มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการแปลงความถี่เรดาร์สูงมาก ๆ ลงมาเป็นความถี่กลาง นับตั้งแต่นั้นมา วงจรซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ที่มีความถี่กลางจึงถูกนำมาใช้ในเครื่องรับวิทยุเกือบทุกเครื่อง

• ลงไปถึงประมาณ 20 kHz, 30 kHz (ALM Sowerby และ HB Dent), ^{[ 10 ]} 45 kHz (เครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์เชิงพาณิชย์เครื่องแรก: RCA Radiola AR-812 ปี 1923/1924), ^{[ 9 ]}ประมาณ 50 kHz, ^{[ 10 ]}ประมาณ 100 kHz, ^{[ 10 ]}ประมาณ 120 kHz ^{[ 10 ]}
• ความถี่ 110 kHz ถูกใช้ในเครื่องรับวิทยุคลื่นยาว AM ของยุโรป ^{[ 1 ] [ 11 ]}
• 175 kHz (เครื่องรับสัญญาณบรอดแบนด์และเครื่องรับสัญญาณสื่อสารยุคแรกก่อนการนำแกนเหล็กผงมาใช้) ^{[ 1 ] [ 11 ] [ 10 ]}
• 260 kHz (เครื่องรับกระจายเสียงมาตรฐานยุคแรก) ^{[ 11 ]} 250–270 kHz ^{[ 1 ]}
• การจัดสรรความถี่โคเปนเฮเกน: 415–490 kHz, 510–525 kHz ^{[ 11 ]}
• เครื่องรับ วิทยุ AM : 450 kHz, 455 kHz (พบมากที่สุด), ^{[ 11 ]} 460 kHz, 465 kHz, ^{[ 10 ]} 467 kHz, 470 kHz, 475 kHz และ 480 kHz ^{[ 12 ]}
• เครื่องรับ วิทยุ FM : 262 kHz (วิทยุรถยนต์รุ่นเก่า), ^{[ 8 ]} 455 kHz, 1.6 MHz, 5.5 MHz, 10.7 MHz (พบมากที่สุด), ^{[ 11 ]} 10.8 MHz, ^{[ 13 ]} 11.2 MHz, 11.7 MHz, 11.8 MHz, 13.45 MHz, ^{[ 14 ]} 21.4 MHz, 75 MHz และ 98 MHz ในเครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์แบบแปลงสองชั้น มักใช้ความถี่กลางแรก 10.7 MHz ตามด้วยความถี่กลางที่สอง 470 kHz (หรือ 700 kHz กับDYNAS ^{[ 15 ]} ) มีการออกแบบการแปลงสามชั้นที่ใช้ในเครื่องรับสแกนเนอร์ของตำรวจ เครื่องรับการสื่อสารระดับสูง และระบบไมโครเวฟแบบจุดต่อจุดจำนวนมาก วิทยุสำหรับผู้บริโภครุ่นใหม่ที่ใช้ชิป DSP มักใช้ความถี่ ' low-IF ' ที่ 128 kHz สำหรับคลื่นวิทยุ FM
• เครื่องรับ FM แบบแถบความถี่แคบ : 455 kHz (พบมากที่สุด) ^{[ 11 ] [ 16 ]} 470 kHz ^{[ 16 ]}
• เครื่องรับคลื่นสั้น: 1.6 MHz, ^{[ 11 ]} 1.6–3.0 MHz, ^{[ 1 ]} 4.3 MHz (สำหรับเครื่องรับเฉพาะ 40–50 MHz เท่านั้น) ^{[ 11 ]}ในเครื่องรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์แบบแปลงสองครั้ง ความถี่กลางแรก 3.0 MHz บางครั้งจะถูกรวมเข้ากับความถี่กลางที่สอง 465 kHz ^{[ 1 ]}
• เครื่องรับโทรทัศน์ อนาล็อกที่ใช้ระบบ M: 41.25 MHz (เสียง) และ 45.75 MHz (วิดีโอ) โปรดทราบว่า ในกระบวนการแปลงสัญญาณใน ระบบ อินเตอร์แคริเออร์ ช่องสัญญาณจะกลับด้าน ดังนั้นความถี่กลางของเสียง (IF) จึงต่ำกว่าความถี่กลางของวิดีโอ (IF) นอกจากนี้ ไม่มีออสซิลเลเตอร์เสียงในตัว ความถี่วิดีโอที่ถูกฉีดเข้าไปจะทำหน้าที่นั้นแทน
• เครื่องรับโทรทัศน์ แบบอนาล็อกที่ใช้ระบบ B และระบบที่คล้ายกัน: 33.4 MHz สำหรับสัญญาณเสียง และ 38.9 MHz สำหรับสัญญาณภาพ (การอธิบายเกี่ยวกับการแปลงความถี่นั้นเหมือนกับในระบบ M)
• อุปกรณ์ รับส่งสัญญาณดาวเทียม : ความถี่ 70 MHz, 950–1450 MHz (L-band) IF แรกสำหรับการรับส่งสัญญาณ
• อุปกรณ์ ไมโครเวฟภาคพื้นดิน: 250 MHz, 70 MHz หรือ 75 MHz
• เรดาร์ : 30 เมกะเฮิร์ตซ์
• อุปกรณ์ทดสอบ RF : 310.7 MHz, 160 MHz และ 21.4 MHz

• ตัวรับสัญญาณความถี่ต่ำ
• ตัวกรองเชิงกล
• ตัวรับสัญญาณซีโร่-ไอเอฟ