Чувствительность (электроника)

Чувствительность PIN - электронного устройства, такого как приемник системы связи , или устройства обнаружения, такого как диод , представляет собой минимальную величину входного сигнала, необходимую для создания заданного выходного сигнала, имеющего заданное соотношение сигнал/шум или другое указанные критерии. В общем, это уровень сигнала, необходимый для определенного качества принимаемой информации. ^[1]

При обработке сигналов чувствительность также связана с полосой пропускания и уровнем шума .

Чувствительность иногда неправильно используется как синоним отзывчивости . ^{[ нужна ссылка ]}^[2]

Электроакустика

Чувствительность микрофона обычно выражается как напряженность звукового поля в децибелах (дБ) относительно 1 В / Па (Па = Н / м ²) или как коэффициент передачи в милливольтах на паскаль (мВ/Па) в разомкнутую цепь 1 кОм или на нагрузку . ^{[ нужна ссылка ]}

Чувствительность громкоговорителя обычно выражается в дБ/2,83 В _RMS на расстоянии 1 метра. ^{[ нужна ссылка ]} Это не то же самое, что электрический КПД ; см. Эффективность и чувствительность .

Чувствительность гидрофона обычно выражается в дБ относительно 1 В/мкПа. ^[3]

Ресиверы

Чувствительность приемника, такого как радиоприемник , указывает на его способность извлекать информацию из слабого сигнала, количественно определяемого как самый низкий уровень сигнала, который может быть полезен. ^[4] Математически он определяется как минимальный входной сигнал. $S_{i}$ требуется для создания заданного отношения сигнал/шум на выходном порту приемника и определяется как средняя мощность шума на входном порту приемника, умноженная на минимально необходимое соотношение сигнал/шум на выходе получатель:

S_{i}=k(T_{a}+T_{rx})B\;\cdot \;{\frac {S_{o}}{N_{o}}}

где

S_{i}

= чувствительность [Вт]

k

= постоянная Больцмана

T_{a}

= эквивалентная шумовая температура в [К] источника (например, антенны) на входе приемника

T_{rx}

= эквивалентная шумовая температура приемника в [К] относительно входа приемника

B

= полоса пропускания [Гц]

{\frac {S_{o}}{N_{o}}}

= Требуемый сигнал/шум на выходе [-]

Эту же формулу можно выразить через коэффициент шума приемника как

S_{i}=N_{i}\;\cdot \;F\;\cdot \;SNR_{o}=kT_{a}B\;\cdot \;F\;\cdot \;SNR_{o}

где

F

= коэффициент шума

N_{i}

= мощность входного шума

SNR_{o}

= требуемое отношение сигнал/шум на выходе.

Поскольку чувствительность приемника показывает, насколько слабым может быть входной сигнал для успешного приема приемником, чем ниже уровень мощности, тем лучше. Более низкая мощность для данного отношения сигнал/шум означает лучшую чувствительность, поскольку вклад приемника меньше. Когда мощность выражена в дБм, чем больше абсолютное значение отрицательного числа, тем лучше чувствительность приема. Например, чувствительность приемника –98 дБм лучше, чем чувствительность приема –95 дБм, на 3 дБ, или в два раза. Другими словами, при заданной скорости передачи данных приемник с чувствительностью -98 дБм может слышать сигналы, мощность которых вдвое ниже, чем у приемника с чувствительностью приемника -95 дБм. ^{[ нужна ссылка ]}

Ссылки

^ Эрнандес, Марко; Мучки, Лоренцо. «Глава 1 — Обзор и исследование сосуществования сетей области тела IEEE 802.15.6™-2012, UWB PHY» . Наука Директ . Академическая пресса . Проверено 19 марта 2024 г.
^ Книга: Характеристики датчиков и преобразователей, применение, приборы, интерфейс M..J. Ашер и окружной прокурор Китинг
^ «Подводная акустика» . ресурс.npl.co.uk . Проверено 4 декабря 2020 г.
^ Лейн, Деннис. «Чувствительность приемника и эквивалентная полоса пропускания шума» . Высокочастотная электроника . Архивировано из оригинала 23 августа 2020 г. Проверено 23 августа 2020 г.

В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ).

Внешние ссылки

Преобразование чувствительности микрофона из дБ при 1 В/Па в коэффициент передачи в мВ/Па

[1] Эрнандес, Марко; Мучки, Лоренцо. «Глава 1 — Обзор и исследование сосуществования сетей области тела IEEE 802.15.6™-2012, UWB PHY» . Наука Директ . Академическая пресса . Проверено 19 марта 2024 г.

[2] Книга: Характеристики датчиков и преобразователей, применение, приборы, интерфейс M..J. Ашер и окружной прокурор Китинг

[3] «Подводная акустика» . ресурс.npl.co.uk . Проверено 4 декабря 2020 г.

[4] Лейн, Деннис. «Чувствительность приемника и эквивалентная полоса пропускания шума» . Высокочастотная электроника . Архивировано из оригинала 23 августа 2020 г. Проверено 23 августа 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]