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, чтобы приемник успешно принял его, 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]