什么是接收靈敏度？如何優(yōu)化NF提高接收靈敏度？

什么是接收靈敏度？

接收靈敏度是指接收機能夠處理的最小輸入信號強度，通常以信噪比來衡量。

什么是接收靈敏度？什么是信噪比？舉個例子，兩個人在交談的時候，假設A是接收機角色，當B對A說話的同時旁邊還有人放視頻，B說的話就是有用的信號，視頻聲音就是噪聲是沒用的信號，B說話的音量比視頻的音量就是“信噪比”。當視頻音量遠遠超過B的音量時，A就聽不到B說的話了。接收靈敏度則是A能聽清B說話的最小音量。

接收靈敏度是接收機性能的一個關鍵指標，因為它決定了接收機是否能夠在弱信號條件下正常運作。

接收靈敏度為什么越低越好？B更大聲說話是否能解決問題？實際上，當B離A較遠時（正如我們手機離基站距離變遠時），A能聽到B的聲音是必然減小的。所以A的接收靈敏度越低，A和B的距離更遠也能正常溝通。

我們知道靈敏度的計算公式如下：

-174(dBm/Hz)是熱底噪：A和B聊天時，環(huán)境固有的隨機噪聲，無法避免

NF是接收機的系統(tǒng)級聯(lián)噪聲：聲音從B發(fā)出傳輸?shù)紸耳朵里，中途任何造成B的聲音比上噪聲的比值下降的綜合（距離、墻、任何導致這個比值減小的因素）

B是占用帶寬：頻率帶寬打個不太恰當?shù)谋扔骶褪且羯?，在這個例子里面我們假設的是B的聲音和視頻聲音音色是完全一樣的，誰的聲音大A就能聽清誰的聲音

SNRmin是基帶解調所需要的最低信噪比：這取決于接收機和調制方式，與前端電路無關。只有B的聲音比上噪聲大于這個門限，A才能聽清。這個門限可以認為A的年齡和聽力決定了他能聽到的最低聲音是確定的

從這個公式我們可以得到以下信息：

固定帶寬和調制方式后，提高靈敏度唯一的方式就是優(yōu)化NF。也就是說，當A的聽力能力和聲音的音色固定了，唯一可以讓A能聽清B說話所需的音量變小的方式就是減小鏈路的NF。

如何優(yōu)化NF提高接收靈敏度？

根據(jù)噪聲的級聯(lián)公式：

可以得出第一級放大器的噪聲系數(shù)F1和增益對總的噪聲影響最大，后面的噪聲會被稀釋掉。

B的聲音傳輸?shù)紸，如何減小鏈路上總的NF？如果B拿一個擴音器講話，那么這個擴音器就是第一級放大器。擴音器將B的聲音擴大倍數(shù)就是增益，即使B不說話，擴音器也會輸出沙沙響的雜音，即擴音器自己也有噪聲系數(shù)F1。

從噪聲系數(shù)F到噪聲因子NF的轉換參考下面例子。

常見的接收機模型，從測試座到transceiver，只有一個外置LNA，可以等效為下圖：

我們常見的提高接收靈敏度的方式就是在接收機前面加一個LNA，那么增加LNA為何能提升靈敏度，以及需要注意什么？

LNA改善靈敏度的本質在于降低總的NF，即如NF級聯(lián)公式所描述的，系統(tǒng)的總噪聲主要取決于第一級放大器的噪聲。Transceiver的NF要遠比LNA的NF大，所以LNA作為第一級放大器可以明顯降低系統(tǒng)總的NF。需要注意的是對于transceiver內部集成了LNA的情況下，如果還要增加外置LNA提升靈敏度，需要注意LNA的NF和增益大小，如果LNA的NF較差，且增益較低，有可能導致加了LNA靈敏度反而變差的情況。LNA的噪聲系數(shù)就可以理解為B手中的擴音器自己產生的噪聲，如果擴音器自己產生的噪聲放大輸出后的沙沙響過大，那么這個擴音器反而成了累贅。所以在LNA的選型中一定要選擇低的NF。

總結

通過前端電路改善接收機的接收靈敏度的方式在于優(yōu)化系統(tǒng)總的噪聲，通過增加外置LNA的方式是改善靈敏度的常用措施之一，而在LNA的器件選型中最關鍵的參數(shù)就是NF和增益。艾為的LNA產品采用Smart Linearity Technology (SLT)專利技術可以實現(xiàn)超低噪聲系數(shù)、高線性的、高增益，這為您的接收機系統(tǒng)優(yōu)化提供了極大的便利。

審核編輯：湯梓紅