山东大学：《高频电子线路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 噪声与干扰（8.5）灵敏度与动态范围

8.5灵敏度与动态范围 8.51灵敏度( Sensitivity) 灵敏度定义:当给定系统的输出信噪比(P。/P)的 条件下,接收机的有效输入信号功率P的最小值Pm 户科学与工学 (或接收机所能检测的最低输入信号电平Vm) 由上节的分析知,当信号源内阻与放大器输入端电阻 箱匹配时,输入信号功率为 4R 此时的输入噪声功率为:P’=kTB 8.5.1

8.5 灵敏度与动态范围 8.5.1 灵敏度（Sensitivity） 灵敏度定义：当给定系统的输出信噪比（ P P so no ）的 条件下，接收机的有效输入信号功率 Psi  的最小值 Psi,min  （或接收机所能检测的最低输入信号电平 Vs,min ）。 由上节的分析知，当信号源内阻与放大器输入端电阻 箱匹配时，输入信号功率为： 2 4 s si s V P R  = 此时的输入噪声功率为： P kTB ni  = 8.5.1

根据噪声系数的定义 NF=2(Pi/Pi)/(Pso/Pno) 得到的灵敏度为 Paimin=NF Pi (Pso /no)=NEKTBn o /Pno) 户科学与工学 或以dB表示为 Paimin(dB)=101g NF +101g(kTB)+101g(Pso/Pmo) 也可以为 V: min=P,=4R NE KTBn (Po/Pno) 8.5.1

根据噪声系数的定义 N P P P P F si ni so no =  (     ) ( ) 得到的灵敏度为 P N P P P N kTB P P si F ni so no F ni so no       ,min = = ( ) ( ) 或以dB表示为 P dB N kTB P P si F so no    ,min ( ) 10lg 10lg( ) 10lg = + + ( ) 也可以为 8.5.1

例8.5.1在一个线性系统中,已知其输入阻抗为5092 噪声系数为8dB,带宽为2.1kHz,若给定的输出信噪比为 1dB,试求该系统所能检测到的最低输入信号电平是多少? 设温度为290K。 解:由式8.5.2知 户科学与工学 si min(dB)=101g NF +101g(kTB)+101g( o /ino) =8+10lg1.38×10-3×290×2100+ 157.4(dB) 8.5.1

例8.5.1 在一个线性系统中，已知其输入阻抗为50  噪声系数为8dB，带宽为2.1kHz，若给定的输出信噪比为 1dB，试求该系统所能检测到的最低输入信号电平是多少？ 设温度为290K。 解：由式8.5.2知 P dB N kTB P P si F so no    ,min ( ) 10lg 10lg( ) 10lg = + + ( ) 23 8 10lg1.38 10 290 2100 1 157.4(dB) − = +    + = − 8.5.1

由此得到有效输入信号功率P的最小值P′(灵敏度)为 sl min sI. min 1.82×10-(W) 根据P 户科学与工学 4P得到最小可检测输入信号电平为 s.min ARP=√4×50×1.82×10-6=019V)

16 ,min 1.82 10 (W) Psi −  =  根据 2 4 s si s V P R  = 得到最小可检测输入信号电平为 16 ,min 4 4 50 1.82 10 0.19(μV) s s si V R P − = =    =  由此得到有效输入信号功率 Psi  的最小值 Psi,min  （灵敏度）为

85.2动态范围 接收机(特别是移动通信接收机)所接收的信号强 弱是变化的,通信系统能够正常工作所允许的信号变化 范围。动态范围的下限是灵敏度P simin h 灵敏度受到噪声 户科学与工学 底数的限制。动态范围的上限则由最大可接受的信号失 真决定,因为当输入信号太大时,由于系统的非线性而 产生了失真,输出信噪比就会下降 8.5.2

8.5.2 动态范围 接收机（特别是移动通信接收机）所接收的信号强 弱是变化的，通信系统能够正常工作所允许的信号变化 范围。动态范围的下限是灵敏度 Psi,min  ，灵敏度受到噪声 底数的限制。动态范围的上限则由最大可接受的信号失 真决定，因为当输入信号太大时，由于系统的非线性而 产生了失真，输出信噪比就会下降。 8.5.2