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接收机灵敏度噪声系数计算公式

实习编辑 • 2023-11-21 03:35:00 • 常见问答 • 阅读 3

噪声系数和灵敏度都是衡量接收机对微弱信号接收能力的两种表示方法，它们是可以相互换算的。
1.定义
(1)噪声系数nf是指:接收机输出端测得的噪声功率与把信号源内阻作为系统中唯一的噪声源而在输出端产生的热噪声功率之比(两者应在同样温度下测得)。
噪声系数常用的定义是：接收机输入端信噪比与其输出端信噪比之比。即：nf＝(pc入／pn入)÷(pc出／pn出)
噪声系数也可用db表示：nf(db)＝10lgnf
(2)灵敏度是指：用标准测试音调制时，在接收机输出端得到规定的信纳比(s+n+d／n+d)或信噪比(s+n+d／n)且输出不小于音频功率的50%情况下，接收机输入端所需要的最小信号电平(一般情况下，信纳比取12db，而信噪比取20db)。这个最小信号电平可以用电压umin(μv或dbμv)表示，也可以用功率p(mw)或p(dbm)表示。需要注意的是：
(a)用电压umin表示灵敏度时，通常是指电动势(即开路电压)，而不是接收机两端的电压。在匹配时，ur＝umin／2
∴ur＝(dbμv)＝umin(dbμv)-6
读数指示是否是开路电压，可在测完灵敏度后，把接收机断开(即信号源开路)，看信号源读数是否改变，若不变就是开路电压(电动势)，若变大了近一倍就是端电压。
(b)用功率表示灵敏度时，却是接收机(负载rr)所得到的功率，所以
pmin＝ur^2／rr＝umin^2／4rr
∴pmin(dbm)＝ur(dbμv)-107＝umin(dbμv)-6-107
＝umin(dbμv)-113即用dbm表示的灵敏度等于用dbμv表示的灵敏度减去113分贝
∴pmin(dbw)＝umin(dbμv)-143
例：已知某接收机灵敏度为0.5μv，阻抗为50ω。
求：用功率表示灵敏度应为多少?
pmin＝(0.5×10-6)^2／(4×50)＝0.125×10-14(w)
pmin(dbm)＝-149dbw＝-119dbm
又∵0.5μv用分贝表示为20lg0.5＝-6dbμv
∴pmin(dbm)＝-6-113＝-119(dbm)＝-149dbw
2.灵敏度与噪声系数的相互换算
按定义，结合实际测量，得输入电动势表示的灵敏度为:
umin＝e＝｛　4ktbr·nf·c／n　｝
式中，r为接收机输入阻抗(50ω)，nf为接收机噪声系数：b为噪声带宽，它近似等于接收机中频带宽(对于超高频话机b＝16khz)；c／n为限幅器输入端门限载噪比(其典型值为12db)；k为波尔兹曼常数(1.37×10-23j／k)；t为信号源的绝对温度(k)，对于常温接收机，t＝290°k。
当c／n(db)＝12db时，c／n＝101.2＝15.8。在常温情况下，由上式可得：
umin(μv)＝e＝(μv)＝｛4×1.37×10-23×290×16×103×15.8×50×nf｝×106
＝0.448｛nf　｝(μv)
例如：当nf(db)＝3db时，nf＝2，e＝0.63μv
当nf(db)＝6db时，nf＝4，e＝0.89μv
如用dbμv表示：
umin(dbμv)＝e(dbμv)＝nf(db)＋c／n(db)-18.96
＝nf(db)＋12-18.96＝nf(db)-6.96
即在t＝290°k，b＝16×103hz，r＝50ω时，灵敏度的分贝数等于噪声系数分贝数减去6.96，其单位是dbμv。

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