22 Sensibilitatea Receptorului

SENSIBILITATEA RECEPTORULUI Sensibilitatea receptorului este definită ca nivelul minim necesar al semnalului util de intrare, cu un anumit indice de modulaţie, pentru care la ieşire se obţine calitatea impusă a informaţiei recepţionate pentru un anumit raport semnal pe zgomot specific formei de undă. În prezent, sensibilitatea unui receptor este limitată nu de imposibilitatea asigurării unei amplificări mari a semnalului util, ci de situaţia electromagnetică în care se găseşte receptorul, caracterizată prin nivelul perturbaţiilor externe şi al zgomotelor interne ale receptorului. Pentru o recepţie corespunzătoare a semnalului util este necesar ca puterea minimă a acestuia la intrarea receptorului Ps min , să depăşească puterea totală a zgomotelor transferate la intrare Pz(Σ1) de un anumit număr de ori, în funcţie de valoarea raportului semnal/zgomot la intrare RSZ min , corespunzătoare raportului semnal/zgomot minim necesar (sau de prag) pentru forma de undă recepţionată. Rezultă că, pentru a evalua sensibilitatea reală a receptorului este suficient să evaluăm puterea zgomotelor totale existente la intrarea receptorului, plecând de la schema bloc simplificată a acestuia, prezentată în fig. 8.6.

Fig. 8.6 Determinarea sensibilităţii Puterea totală a zgomotelor la intrarea receptorului este determinată de puterea zgomotelor provenite de la antenă, în condiţii de adaptare: PzA( 1) = kTA Be = kt AT0 Be (8.22) şi de puterea zgomotelor proprii receptorului, transferate la intrarea sa: ( 1) Pzpr = kT0 Be ( FR − 1) = kTR Be ,

astfel încât vom obţine:

(8.23)

( 1) Pz(Σ1) = PzA( 1) + Pzpr = kT0 Be ( FR − 1 + t A ) = k ( TR + TA ) Be .

(8.24)

În aceste condiţii expresia sensibilităţii receptorului va fi: Ps min = kT0 Be ( FR − 1 + t A ) RSZ min = k ( TR + TA ) Be RSZ min (8.25) sau, în dBm: Ps min [ dBm] = −174dBm + 10log( Be ) + 10 log( FR − 1 + t A ) + 10 log( RSZ min ) . (8.26) Această relaţie se foloseşte îndeosebi pentru gama undelor centimetrice şi a celor mai scurte decât acestea, deoarece, în aceste game de frecvenţe perturbaţiile sunt caracterizate prin puterea lor medie. În funcţie de destinaţia receptorului, sensibilitatea acestuia poate lua valori în limitele 10− 21 ÷ 10−9 W ( − 170 ÷ −60 dBm ) . În aceste game de frecvenţe se poate utiliza şi sensibilitatea relativă, exprimată în unităţi kT0 : Ps min [ kT0 ] = Be ( FR − 1 + t A ) RSZ min

(8.27)

În gama de unde metrice şi a celor mai lungi decât acestea, sensibilitatea reală a receptorului se exprimă în unităţi de tensiune: E s min = 4 R A Ps min = 4 R A kT0 Be ( FR − 1 + t A ) RSZ min ,

(8.28)

unde Es min reprezintă t.e.m. minimă indusă în antenă. În funcţie de destinaţia receptorului aceasta poate lua valori cuprinse în intervalul 1 ÷ 1000 µV . În gama de unde decimetrice, sensibilitatea se poate exprima fie în unităţi de putere, fie în unităţi de tensiune. Uneori, în evaluarea sensibilităţii receptorului se pot face unele aproximări. Astfel, la frecvenţe foarte înalte se poate întâmpla ca nivelul zgomotelor proprii să depăşească nivelul perturbaţiilor externe, adică F >> t A − 1 , situaţie în care sensibilitatea receptorului se poate evalua cu relaţia: Ps min = kT0 Be FR RSZ min

(8.29)

sau, în dBm:

Ps min [ dBm] = MDS + RSZ min [ dB] .

(8.30)

În astfel de cazuri este absolut necesar ca în proiectarea receptorului să se urmărească obţinerea unui factor de zgomot minim. La frecvenţe mai mici de 30MHz se poate întâmpla ca zgomotele antenei de recepţie (zgomotele externe) să depăşească considerabil zgomotele proprii receptorului, raportate la intrarea acestuia, adică t A >> FR − 1 (sau TA >> TR ), situaţie în care sensibilitatea receptorului se poate evalua cu relaţia: E s min = 4 R A kT0 Be t A RSZ min ,

(8.31)

iar problema minimizării factorului de zgomot al receptorului nu mai are sens. În afara cazurilor extreme prezentate mai sus, problema minimizării factorului de zgomot al receptorului are sens în măsura în care F − 1 > 0,1 ⋅ t A . În caz contrar, factorul de zgomot al receptorului nu mai influenţează sensibilitatea acestuia