Чувствительность радиоприемника

Чувствительность радиоприемника определяет самые слабые сигналы, которые могут быть успешно приняты. Будь то прием аналоговых радиосигналов со звуковой модуляцией, качество прослушивания которых постепенно ухудшается по мере того, как сигнал попадает в шум, или цифрового сигнала передачи данных, при котором частота ошибок по битам возрастает, а пропускная способность падает - отношение сигнал/шум важно в любой конструкции радиочастотной схемы.

Чувствительность радиоприемника является ключевым эксплуатационным параметром для любой системы радиосвязи и т.п. и ограничивается собственным шумом системы.

Чувствительность радиоприемника включает в себя:
Отношение сигнал/шум
Коэффициент шума SINAD
минимальный уровень шума NF
Взаимное микширование

Таким образом, чувствительность радиоприемника является ключевым параметром, влияющим на работу любой системы радиосвязи, вещания или другой системы.

Фактически, два основных требования к любому радиоприемнику заключаются в том, что он должен иметь возможность отделять одну станцию от другой, т. е. избирательность и чувствительность, чтобы сигналы можно было довести до уровня, достаточного над шумом, чтобы можно было использовать применяемую модуляцию. В результате при проектировании радиочастотной схемы разработчики приемника рабоиают со многими параметрами, чтобы обеспечить выполнение как этих, так и многих других требований.

Методы определения чувствительности радиоприемника

Поскольку характеристика радиочастотной чувствительности любого приемника имеет первостепенное значение, необходимо иметь возможность указать ее количественным образом. В зависимости от предполагаемого применения используется ряд методов и показателей:

Отношение сигнал/шум (SNR)

Отношение сигнал/шум - это прямое сравнение заданного уровня сигнала с шумом в системе и полезная мера чувствительности радиоприемника. Обычно отношение сигнал/шум, используется для коротковолновых радиостанций. Обычно характеристики чувствительности радиоприемника указываются в виде заявленного входного напряжения, обеспечивающего отношение сигнал/шум 10 дБ. Хотя 10 дБ является стандартным используемым соотношением, иногда могут использоваться 15 дБ или другое значение.

SINAD

SINAD - это измерение чувствительности приемника несколько более формализовано, чем простое отношение сигнал/шум. Оно также включает в себя степень искажения и шума в детектируемом сигнале.

SINAD часто используется с УКВ FM-радиоприемниками и портативными устройствами / рациями, которые используются для радиосвязи ближнего действия. Метод SINAD широко используется для FM-радиостанций VНF / UНF устройств радиосвязи, а также его можно использовать для AM и SSB.

Коэффициент шума

Коэффициент шума - это параметр радиочастотного приемника, получаемый сравнением шума, добавляемого устройством (это может быть усилитель или другое устройство в системе), и уровнем общего шума, принимаемого приемником. Коэффициент шума обычно выражается в децибелах, используемых для сравнения уровней, и обозначается как Noise Figure (NF). NF устройства или системы представляет собой логарифмическую версию коэффициента шума. Он широко используется для определения характеристик чувствительности и шумовых характеристик приемника, элементов системы или всей системы в целом.

Отношение несущей к шуму (CNR)

Отношение несущей к шуму (CNR) - это отношение сигнал/шум (SNR) модулированного сигнала. Этот термин менее широко используется, чем SNR, но может использоваться, когда необходимо различать характеристики в отношении сигнала радиочастотной полосы пропускания и аналогового сигнала сообщения основной полосы частот после демодуляции.

Минимальный различимый сигнал, MDS

Минимальный различимый или минимально различимый сигнал — это наименьший уровень сигнала, который может быть обнаружен радиоприемником, т.е. тот, который может быть обработан его аналоговой или цифровой сигнальной цепочкой и демодулирован приемником для предоставления полезной информации в выход.

Величина вектора ошибки, EVM

Величина вектора ошибки, EVM — это мера, которую можно использовать для количественной оценки характеристик цифрового радиопередатчика или приемника. Нанося положения синфазных и квадратурных элементов сигнала, можно создать так называемую диаграмму созвездия.

На диаграмме созвездия есть различные точки, которые установлены для идентификации различных цифровых состояний. В идеальном канале передатчик должен генерировать цифровые данные так, чтобы они попадали как можно ближе к этим точкам — канал не должен ухудшать сигнал так, чтобы фактические полученные данные не попадали в эти точки, и приемник также не должен ухудшить эти позиции.

В реальности в систему попадает шум и полученные данные не попадают точно на эти позиции. Величина вектора ошибки является мерой того, насколько далеки от идеальных характеристик фактически полученные данные. Иногда EVM также может быть известен как ошибка созвездия приема, RCE. Величина вектора ошибки широко используется в современной передаче данных, включая Wi-Fi, мобильные/сотовые сети и системы IoT.

Частота ошибок по битам, BER

Частота ошибок по битам — это форма измерения, используемая для цифровых систем. По мере падения уровня сигнала или ухудшения качества связи увеличивается количество ошибок при передаче — битовых ошибок. Измерение частоты ошибок по битам дает представление об отношении сигнал/шум, но в формате, который часто более полезен для цифровой области.

Во всех методах спецификации чувствительности приемника используется тот факт, что ограничивающим фактором чувствительности радиоприемника является не уровень доступного усиления, а уровни присутствующего шума, независимо от того, генерируются ли они внутри радиоприемника или снаружи.

Связянные статьи: Индустриальные помехи Избирательность Интермодуляционная избирательность Модуляця Спектр излучения радиосигнала