接收机动态范围分析及测试方法

本文主要讨论的是超短波接收机大动态范围的概念和相关参数的测试方法。 噪声系数（NF）、灵敏度（Sensitivity）、双音互调失真（Two-tone intermodulation distortion）、三阶截点（Third-order intercept point,）、无杂散动态范围（SFDR）、内部虚假响应（Internally generated spurious responses） 接收机动态范围是衡量接收机性能的关键指标，它关乎接收机在处理幅度相差极大的信号时的能力，同时包括对虚假信号的抑制。超短波接收机，即VHF/UHF接收机，工作在30MHz至3GHz的频率范围内，具备多种解调模式，常用于信号监控、侦听和测向。这类接收机通常采用超外差式结构，通过前端预选器、多级变频和中频处理来接收和解析信号。 动态范围的几个关键参数包括噪声系数（NF）、灵敏度、双音互调失真、三阶截点（IP3）以及无杂散动态范围（SFDR）和内部虚假响应。 1. 噪声系数与灵敏度： 噪声系数是测量接收机引入的额外噪声的指标，定义为输出信噪比与输入信噪比之比的对数。公式1展示了其定义，表明噪声系数越低，接收机对微弱信号的检测能力越强。灵敏度则取决于噪声系数、中频带宽、解调信号信纳比等多个因素，公式2给出了灵敏度的估算。接收机的灵敏度会随着噪声系数的减小和中频带宽的减小而提高。 2. 双音互调失真： 当接收机面临两个强信号输入时，由于非线性电路的影响，会产生互调产物。这些产物如果落入接收机的频率响应区内，可能导致误识别，降低接收质量。降低双音互调失真是优化接收机性能的重要任务。 3. 三阶截点： 三阶截点（IP3）是衡量接收机非线性失真的指标，表示当输入信号强度达到某个水平时，产生第三阶互调失真的程度。高IP3意味着接收机在存在强干扰时仍能保持良好的线性响应。 4. 无杂散动态范围（SFDR）： SFDR是指在接收机中，最大信号与最小可容忍杂散信号之间的动态范围，它衡量了接收机抑制杂散信号的能力。高的SFDR对于避免干扰至关重要。 5. 内部虚假响应： 内部虚假响应是指在接收机内部非线性作用下产生的非期望信号，这些信号可能会干扰正常接收，因此需要被有效地抑制。 理解并测试这些参数对于设计和评估高性能超短波接收机至关重要。测试方法通常包括使用标准信号源模拟各种信号条件，以及使用频谱分析仪和信号分析软件来测量和分析噪声系数、失真、截点等参数。通过对这些参数的精确控制和优化，可以确保接收机在复杂、多变的电磁环境中具备良好的工作性能。