接收机的动态范围简析

接收机的动态范围哦，也许大家不常听说。

但其实，动态范围蕴含在接收机的指标里。

动态范围有两种定义。

先看第一种，如下图所示。

动态范围可定义为，在接收机输出信号的SNR满足基带解调的前提下，接收机能处理的最大信号功率与能检测到的最小值之间的差值。

在这种定义中，最大信号和最小信号，通常都是指接收机的带内有用信号。

所以，在这种动态范围的定义中的最大信号和最小信号，分别对应接收机的灵敏度以及最大接收功率指标。

这种动态范围，轻轻松松，就能做到100dB以上。

为啥说，轻轻松松呢？

比如说，接收机的灵敏度是-100dBm，然后系统能处理的最大信号为10dBm，算一下，是不是就110dB了？

也许有同学会说了，10dBm，第一级的LNA就已经饱和了，你还接什么接，收什么收？

确实，如果链路增益固定的话，会出现这种情况。

但是，接收机上还隐藏了一个设计，那就是AGC，即自动增益控制。也就是说接收机会测量信号功率，然后根据测量值，快速调节接收机的增益，以避免压缩。

第二种呢，称为SFDR(spurious-free dynamic range)，即无杂散动态范围，如下图所示。

这个定义中的小信号，仍然是等于灵敏度。

但是大信号的定义，则是与三阶互调分量相关的。

如上图所示，两个幅度相等的信号，一般都是干扰信号，同时输入到接收机的输入端。提高他们的功率，其产生的互调分量就会增加，当互调分量的值与带内积分噪声(KTB)相等时，其对应的输入信号的电平，即为SFDR中的大信号电平。

这个时候呢，其实灵敏度至少已经恶化3dB了。猜猜为啥？

IM分量，都是出现在电路的输出端，而灵敏度呢，一般是指电路的输入端。

那为啥上面这幅图中，可以把IM分量和灵敏度画到一张图上去呢？

其实，只要简单地对输出IM分量做个换算就可以了。

大家都知道，对于IP3，一般都会有一个输入IP3，还有个输出IP3，而两者的关系，就是相差一个链路增益。

IM分量也一样，将输出IM分量减去增益，即可得到输入IM分量。

当IM分量也换算到输入端后，当然就可以和灵敏度放到一个坐标系上去了。

这种动态范围，提高则没有第一种那么容易。

除了互调分量可能会影响灵敏度外，其实还有个量也会影响，那就是这两个干扰信号的相位噪声。

审核编辑：刘清