靈敏度是接收機(jī)的一個(gè)指標(biāo)。
靈敏度是與接收機(jī)的噪聲系數(shù)緊密相關(guān)的。
噪聲系數(shù)的定義,如下式所示:
變換一下,則:
所以,當(dāng)SNRout為基帶能解調(diào)的門限值時(shí),對(duì)應(yīng)的Sin即是接收機(jī)的靈敏度。
而:
將上式改為log形式表示,則為:
當(dāng)接收機(jī)處于溫度為16.85℃的環(huán)境溫度下,且輸入端與前級(jí)輸出(如天線)匹配時(shí),KT=-174dBm/Hz,即是個(gè)恒定值。
那么問(wèn)題來(lái)了,假設(shè)現(xiàn)在有兩個(gè)接收機(jī),一個(gè)說(shuō)靈敏度是-119dBm,另一個(gè)說(shuō)靈敏度是-70dBm,那是不是一定是前面的接收機(jī)的性能就好,噪聲系數(shù)就低呢?
顯然是不是的。
因?yàn)閺纳厦娴墓娇梢灾?,在公式的右?cè),不是只有NF一個(gè)量,除了KT是恒定值外,還有SNRout和B。
而這兩個(gè)值,與系統(tǒng)采用的調(diào)制方式相關(guān)。
所以,也許前面的接收機(jī),是基于一個(gè)窄帶調(diào)制方式測(cè)出來(lái)的值,而后面的接收機(jī),是基于一個(gè)寬帶調(diào)制方式測(cè)出來(lái)的結(jié)果。
那既然,SNRout和B一定時(shí),系統(tǒng)的噪聲系數(shù)越小,那把LNA放在天線后面,然后濾波器放在LNA后面,那是不是可以獲得最優(yōu)的靈敏度?
這個(gè)操作,在實(shí)驗(yàn)室測(cè)是OK的。
因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室測(cè)試,通常是用同軸線纜與儀器直接連接,而接收機(jī)一般也屏蔽的較好,所以不會(huì)表現(xiàn)出問(wèn)題。
但是,如果到外場(chǎng)環(huán)境,外面不是實(shí)驗(yàn)室里的理想環(huán)境,各種各樣的干擾會(huì)從天線被接收過(guò)來(lái)。
在這么多的干擾下,接收機(jī)的表現(xiàn)基本只有一種可能,就是極差。
因此,在LNA的前面,濾波器是必須的,盡管濾波器會(huì)帶來(lái)插損,損失點(diǎn)靈敏度。
靈敏度,是在天線接收端的一個(gè)值。
在上面的靈敏度公式中,沒(méi)有看到接收機(jī)增益的影子。
因此,靈敏度給我們提供了一個(gè)很好的衡量接收機(jī)好壞的指標(biāo),而不需要比對(duì)接收機(jī)內(nèi)部的電路,只要把接收機(jī)當(dāng)成一個(gè)黑盒,就可以了。
還有,假設(shè)接收機(jī)的靈敏度指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求,那都有哪些手段來(lái)排查問(wèn)題呢?
靈敏度惡化,肯定是SNRout惡化了,而SNRout惡化,一般就是帶內(nèi)噪聲增加了。
而帶內(nèi)噪聲增加,要么是有雜散落入帶內(nèi),要么是帶內(nèi)底噪上來(lái)了。
排查手段:
一種是接收機(jī)輸入端連入頻譜儀,看看接收機(jī)輸入端的底噪有沒(méi)有抬升,有沒(méi)有雜散可能會(huì)被變頻到帶內(nèi)。
另一種呢,就是把ADC的數(shù)據(jù)給讀出來(lái),做個(gè)FFT分析,看看SNR比和雜散。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:靈敏度那些事
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