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接收机灵敏度的那些事

加油射频工程师 来源:加油射频工程师 2023-05-22 10:28 次阅读

灵敏度是接收机的一个指标。

灵敏度是与接收机的噪声系数紧密相关的。

噪声系数的定义,如下式所示:

3bcb8552-f771-11ed-90ce-dac502259ad0.png

变换一下,则:

3be4eb6e-f771-11ed-90ce-dac502259ad0.png

所以,当SNRout为基带能解调的门限值时,对应的Sin即是接收机的灵敏度。

而:

3bfed268-f771-11ed-90ce-dac502259ad0.png

将上式改为log形式表示,则为:

3c1915b0-f771-11ed-90ce-dac502259ad0.png

当接收机处于温度为16.85℃的环境温度下,且输入端与前级输出(如天线)匹配时,KT=-174dBm/Hz,即是个恒定值。

那么问题来了,假设现在有两个接收机,一个说灵敏度是-119dBm,另一个说灵敏度是-70dBm,那是不是一定是前面的接收机的性能就好,噪声系数就低呢?

显然是不是的。

因为从上面的公式可以知道,在公式的右侧,不是只有NF一个量,除了KT是恒定值外,还有SNRout和B。

而这两个值,与系统采用的调制方式相关。

所以,也许前面的接收机,是基于一个窄带调制方式测出来的值,而后面的接收机,是基于一个宽带调制方式测出来的结果。

那既然,SNRout和B一定时,系统的噪声系数越小,那把LNA放在天线后面,然后滤波器放在LNA后面,那是不是可以获得最优的灵敏度?

这个操作,在实验室测是OK的。

因为实验室测试,通常是用同轴线缆与仪器直接连接,而接收机一般也屏蔽的较好,所以不会表现出问题。

但是,如果到外场环境,外面不是实验室里的理想环境,各种各样的干扰会从天线被接收过来。

在这么多的干扰下,接收机的表现基本只有一种可能,就是极差。

因此,在LNA的前面,滤波器是必须的,尽管滤波器会带来插损,损失点灵敏度。

灵敏度,是在天线接收端的一个值。

在上面的灵敏度公式中,没有看到接收机增益的影子。

因此,灵敏度给我们提供了一个很好的衡量接收机好坏的指标,而不需要比对接收机内部的电路,只要把接收机当成一个黑盒,就可以了。

还有,假设接收机的灵敏度指标没有达到设计要求,那都有哪些手段来排查问题呢?

灵敏度恶化,肯定是SNRout恶化了,而SNRout恶化,一般就是带内噪声增加了。

而带内噪声增加,要么是有杂散落入带内,要么是带内底噪上来了。

排查手段:

一种是接收机输入端连入频谱仪,看看接收机输入端的底噪有没有抬升,有没有杂散可能会被变频到带内。

另一种呢,就是把ADC的数据给读出来,做个FFT分析,看看SNR比和杂散。




审核编辑:刘清

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原文标题:灵敏度那些事

文章出处:【微信号:加油射频工程师,微信公众号:加油射频工程师】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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