(1)
接收機的一個很重要指標是靈敏度,它定義為:在給定的信噪比的條件下,接收機所能檢測的最低輸入信號電平。靈敏度與所要求的輸出信號質量(即輸出信噪比)有關,還與接收機本身的噪聲大小有關。接收機的靈敏度可由下式(2)計算得出:
Pin,min(dBm)=NRS(dBm/Hz)+NF(dB)+(SNR)o,min(dB)+10logB (2)
假設接收機輸入端滿足共軛匹配,由源內阻Rs產生的噪聲輸送給接收機的噪聲功率為其額定輸出,即:NRS=4KTaRs/4Rs=KTa。假設Ta=290 K,則NRS=-174 dBm/Hz。所以靈敏度可表示為:
Pin,min(dBm)=-174dBm/Hz+NF(dB)+(SNR)o,min(dB)+10logB
接收機所接收的信號強弱是變化的,通信系統的有效性取決于它的動態范圍,即高性能的工作所能承受的信號變化范圍。動態范圍的下限是靈敏度,上限由最大可接受的信號失真決定。在本設計中考慮的是低噪聲放大器的輸入端的動態范圍。動態范圍可由下式(3)得到:
(3)
利用ADS軟件對接收端進行S參數仿真,該仿真可以用于測量各個器件的S參數等。在本仿真中,可以看成是當900~930 MHz,以1 MHz為步長的各個頻率分量通過該接收端時,接收端對各個頻率分量的增益或衰減大小的仿真。仿真結果如圖4所示。
圖4 、S參數仿真結果
由仿真結果可知在中心頻率915 MHz處,增益最大,為63.287 dB。在標記maker2處,頻率與標記maker1處相差12.21 MHz,衰減相差14.698 dB,符合技術指標。在標記maker3處,頻率與標記maker1處相差12.06 MHz,衰減相差13.080 dB,符合技術指標。
圖5、接收系統功率增益預算曲線
利用ADS軟件對接收系統進行增益預算仿真,可以知道系統增益在系統各個部分中的分配情況。仿真結果如圖6所示。
圖6、輸入信號的功率譜
由圖3可以看到在射頻帶通濾波器BPF1處,系統增益為-1 dB,這是因為射頻帶通濾波器有1dB的插入衰減。在射頻放大器AMP1處,系統增益為20 dB,這是射頻放大器的21 dB增益減去射頻帶通濾波器的1 dB插入衰減,系統前端總共有20 dB的增益。根據標記m7可知,在負載終端2系統增益為63.287dB。