接收机灵敏度的探讨

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1、无线电接收机诸多的性能当中，「灵敏度」　（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）　无疑是其中最重要的一项，同时，也可能是遭遇最多误解的一项了。　　　曾经听说过有位　ＯＭ　试着要在天线和接收机的输入端之间，加装一个高增益的前置放大器，以提高灵敏度。这种作法是否正确，有待我们来探讨。　杂讯与讯号杂讯比　　　直接从字面上的意义，我们了解到，灵敏度是接收微弱讯号的能力。要接收微弱的讯号，一般的想法是设法将讯号储量放大，也就是提高增益　（Ｇａｉｎ），以接收更微弱的讯号，所以增益高的接收机，其灵敏度一定较高。　　　这一段话，前半段关於灵敏度定义的部份，基本

2、上是正确的；但後半段，增益与灵敏度关系的推论，跟实际情况却相差了十万八千里，这正是一般人对於灵敏度这项特性最人的误解。　　　在进入正题之前，且让我们谈谈杂讯　（Ｎｏｉｓｅ）　的问题。　　　打开接收机，当没有讯号进来时，通常都可以听到细小的「沙沙」声，这就是杂讯的声音。当有讯号进来时，强度够的话，这种「沙沙」声就几乎听不到。可是如果讯号微弱的话，我们会把接收机的音量开大，想更清楚地听到讯号，这一来，「沙沙」声也就相对变大。如果讯号更微弱的话，纵然将接收机的音量开到最大，也只是徒然提高「沙沙」声而已，讯号还是听不清楚。　　　可见要清楚

3、地接收到微弱讯号，问题并不是在将音量开得多大　（提高增益　）。如果纯粹想提高增益的话，实在太简单了，了不起再加一级放大器就是。其关键乃是讯号和杂讯相对的强度，是否讯号有足够的强度，不被杂讯所遮盖过去。　　　这种讯号强度和杂讯强度的对比就叫「讯号杂讯比」　（Ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒａｔｉｏ）　或者简称　Ｓ／Ｎ　比；当然，Ｓ／Ｎ　比在习惯上，也经常以　ｄＢ　来表示。　　　从接收机声频输出端　（如扬声器　）所听到的杂讯。可以区分为两类。第一类是伴随着讯号从天线端接收进来的外部杂讯。对於此「天」电杂讯　（或称背景杂讯　），我们很

4、难有所作为，只好听天由命了。第二类是与外部环境完全无关的内部杂讯，即使将输入端的讯号降低到零，仍可听到的杂讯，这完全是接收机本身所产生的内部杂讯。　　　对於第二类的内部杂讯，聪明的你，应该已经察觉到跟接收机的灵敏度一定有很密切的关系。　杂讯指数与杂讯系数　　　描述一个系统（如接收机）内部杂讯大小，可以用杂讯系数　（Ｎｏｉｓｅ　Ｆａｃｔｏｒ）Ｆ　来表示，或者取其对数值，变成杂讯指数　（Ｎｏｉｓｅ　Ｆｉｇｕｒｅ）ＮＦ。　Ｆ　＝　（Ｓｉ／Ｎｉ）　／　（Ｓｏ／Ｎｏ）ＮＦ　＝　１０　ｌｏｇＦ　＝　１０　ｌｏｇＳｉ／Ｎｉ　－　１０　ｌｏｇ　Ｓ

5、ｏ／Ｎｏ　　　由於接收机内部杂讯的加入，会使得输出端的讯号杂讯比降低，所以杂讯系数　Ｆ　值一定大於　１，而杂讯指数　ＮＦ　值则大於　０ｄＢ。　　　对於一个可以分成几级串接起来的系统　（如图一　），其整体的杂讯系数　Ｆ，可以由各级的增益和杂讯系数计算出来。　　　　由於第一级的杂讯会经过每一级的放大，所以影响整体的杂讯系数　Ｆ　最显着。第二级则不必经过第一级的放大，影响次之，……　　　越到後级，其影响程度越不显着，如公式　（１）。通常的计算，只须考虑到第二级就足够的了，以後的各级是可以忽略不计的。　　　以一般常见的接收机来说，天线输入

6、端之後就是射频　（ＲＦ）　放大级，再进入混波　（ＭＩＸＥＲ）　级、中频　（ＩＦ）　放大级……如图二。　　　　图二中的混波级为平衡式混波器，所以不但没有增益，反而有损失，但没有杂讯。整个接收机杂讯系数：　Ｆ　＝　１．５８５　＋　［（１．７７８－１）　／　８＊０．３９８］　＝　１．８２９ＮＦ　＝　２．６２　ｄＢ　　　因为有射频放大级的增益　１２ｄＢ，使整个杂讯指数才增加　０．６２ｄＢ　而已。当然，提高射频放大级的增益，是可以降低整体接收机的杂讯系数，但是提高到某个程度以後，效果就不明显了。　　　相反地，太高的射频放大级增益，也会造成混

7、波级的问题。所以，射频放大级的增益目的，在建立起整体的杂讯系数，不必要求太高，大约在　１０ｄＢ　左右即可。　　　反倒是射频放大级主宰了整体的杂讯系数，如何选用低杂讯的主动元件、如何去设计偏压电路、尽量降低射频放大级的杂讯，就是一项最重要的课题。依一般专通讯用　ＨＦ　接收机来说，杂讯指数大约在　５～１０ｄＢ　之间。　灵敏度的定义与量测　　　实际上，接收机制造商所标示出来的灵敏度和前面所讨论的杂讯系数，虽然有密切的关系，却有所不同。通常所标示的灵敏度如：输入阻抗　５０Ｑ，频率范围　１．８～３０ＭＨｚ　时，对於　１０ｄＢ　的　Ｓ／Ｎ　比

8、，其灵敏度之　０．２μＶ。　这种表示法可以用实际的量测方法来了解所代表的意义，如图三：　　　　在接收机的声频输出，接上一个真正的　ｒｍｓ　电表，在输入端接一个讯号产生器　（必须注意阻抗匹配　）。首先将讯号产生器和接收机设定在特定的量测频率，并调整讯