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接收機的動態(tài)范圍

2023/05/23
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接收機的動態(tài)范圍哦,也許大家不常聽說。

但其實,動態(tài)范圍蘊含在接收機的指標里。

動態(tài)范圍有兩種定義。

先看第一種,如下圖所示。

動態(tài)范圍可定義為,在接收機輸出信號的SNR滿足基帶解調的前提下,接收機能處理的最大信號功率與能檢測到的最小值之間的差值。

在這種定義中,最大信號和最小信號,通常都是指接收機的帶內有用信號。

所以,在這種動態(tài)范圍的定義中的最大信號和最小信號,分別對應接收機的靈敏度以及最大接收功率指標。

這種動態(tài)范圍,輕輕松松,就能做到100dB以上。

為啥說,輕輕松松呢?

比如說,接收機的靈敏度是-100dBm,然后系統(tǒng)能處理的最大信號為10dBm,算一下,是不是就110dB了?

也許有同學會說了,10dBm,第一級的LNA就已經飽和了,你還接什么接,收什么收?

確實,如果鏈路增益固定的話,會出現(xiàn)這種情況。

但是,接收機上還隱藏了一個設計,那就是AGC,即自動增益控制。也就是說接收機會測量信號功率,然后根據(jù)測量值,快速調節(jié)接收機的增益,以避免壓縮。

第二種呢,稱為SFDR(spurious-free dynamic range),即無雜散動態(tài)范圍,如下圖所示。

這個定義中的小信號,仍然是等于靈敏度。

但是大信號的定義,則是與三階互調分量相關的。

如上圖所示,兩個幅度相等的信號,一般都是干擾信號,同時輸入到接收機的輸入端。提高他們的功率,其產生的互調分量就會增加,當互調分量的值與帶內積分噪聲(KTB)相等時,其對應的輸入信號的電平,即為SFDR中的大信號電平。

這個時候呢,其實靈敏度至少已經惡化3dB了。猜猜為啥?

IM分量,都是出現(xiàn)在電路的輸出端,而靈敏度呢,一般是指電路的輸入端。

那為啥上面這幅圖中,可以把IM分量和靈敏度畫到一張圖上去呢?

其實,只要簡單地對輸出IM分量做個換算就可以了。

大家都知道,對于IP3,一般都會有一個輸入IP3,還有個輸出IP3,而兩者的關系,就是相差一個鏈路增益。

IM分量也一樣,將輸出IM分量減去增益,即可得到輸入IM分量。

當IM分量也換算到輸入端后,當然就可以和靈敏度放到一個坐標系上去了。

這種動態(tài)范圍,提高則沒有第一種那么容易。

除了互調分量可能會影響靈敏度外,其實還有個量也會影響,那就是這兩個干擾信號的相位噪聲。

 

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公眾號加油射頻工程師,分享工作和學習中,對射頻知識的理解和感悟。