接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍簡(jiǎn)析

接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍哦，也許大家不常聽(tīng)說(shuō)。

但其實(shí)，動(dòng)態(tài)范圍蘊(yùn)含在接收機(jī)的指標(biāo)里。

動(dòng)態(tài)范圍有兩種定義。

先看第一種，如下圖所示。

動(dòng)態(tài)范圍可定義為，在接收機(jī)輸出信號(hào)的SNR滿(mǎn)足基帶解調(diào)的前提下，接收機(jī)能處理的最大信號(hào)功率與能檢測(cè)到的最小值之間的差值。

在這種定義中，最大信號(hào)和最小信號(hào)，通常都是指接收機(jī)的帶內(nèi)有用信號(hào)。

所以，在這種動(dòng)態(tài)范圍的定義中的最大信號(hào)和最小信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)接收機(jī)的靈敏度以及最大接收功率指標(biāo)。

這種動(dòng)態(tài)范圍，輕輕松松，就能做到100dB以上。

為啥說(shuō)，輕輕松松呢？

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

也許有同學(xué)會(huì)說(shuō)了，10dBm，第一級(jí)的LNA就已經(jīng)飽和了，你還接什么接，收什么收？

確實(shí)，如果鏈路增益固定的話(huà)，會(huì)出現(xiàn)這種情況。

但是，接收機(jī)上還隱藏了一個(gè)設(shè)計(jì)，那就是AGC，即自動(dòng)增益控制。也就是說(shuō)接收機(jī)會(huì)測(cè)量信號(hào)功率，然后根據(jù)測(cè)量值，快速調(diào)節(jié)接收機(jī)的增益，以避免壓縮。

第二種呢，稱(chēng)為SFDR(spurious-free dynamic range)，即無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍，如下圖所示。

這個(gè)定義中的小信號(hào)，仍然是等于靈敏度。

但是大信號(hào)的定義，則是與三階互調(diào)分量相關(guān)的。

如上圖所示，兩個(gè)幅度相等的信號(hào)，一般都是干擾信號(hào)，同時(shí)輸入到接收機(jī)的輸入端。提高他們的功率，其產(chǎn)生的互調(diào)分量就會(huì)增加，當(dāng)互調(diào)分量的值與帶內(nèi)積分噪聲(KTB)相等時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)的電平，即為SFDR中的大信號(hào)電平。

這個(gè)時(shí)候呢，其實(shí)靈敏度至少已經(jīng)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(huà)到一張圖上去呢？

其實(shí)，只要簡(jiǎn)單地對(duì)輸出IM分量做個(gè)換算就可以了。

大家都知道，對(duì)于IP3，一般都會(huì)有一個(gè)輸入IP3，還有個(gè)輸出IP3，而兩者的關(guān)系，就是相差一個(gè)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(dāng)IM分量也換算到輸入端后，當(dāng)然就可以和靈敏度放到一個(gè)坐標(biāo)系上去了。

這種動(dòng)態(tài)范圍，提高則沒(méi)有第一種那么容易。

除了互調(diào)分量可能會(huì)影響靈敏度外，其實(shí)還有個(gè)量也會(huì)影響，那就是這兩個(gè)干擾信號(hào)的相位噪聲。

審核編輯：劉清