【题目编号】MC1-0865
【题目】用功率电平表示接收机的灵敏度具有什么意义?常用单位是什么?
【答案】A
[A]输出信号达到一定质量标准时输入信号的最小功率电平。单位是 dBm 或 dBμW
[B]输出信号达到一定质量标准时输出信号与输入信号的功率电平之比。单位是 dB
[C]输出信号达到一定质量标准时输入信号与输出信号的功率电平之比。单位是 dB
[D]输出信号维持一定质量标准时输入信号的最小和最大功率电平之比。单位是 dB
考点速览
上一类讲的是电压口径,这一类换成功率口径:用功率电平表示灵敏度,含义是输出信号达到一定质量标准时输入信号的最小功率电平,单位是 dBm 或 dBμW。四个选项里有三个都在比值上打转,唯一在讲绝对电平的就是正确答案,这个结构本身就提示了判据。
功率口径的意义
灵敏度写成绝对电平,意思很直接:接收机输入端的信号功率小到某个数值时,输出刚好还能满足质量标准,这个数值就是灵敏度。
功率电平(power level)是把功率与某个基准功率相比再取常用对数。以毫瓦为基准记作 dBm,算式是十乘以功率比值的常用对数;以微瓦为基准记作 dBμW,算式同理。两个单位之间差三十分贝,因为一毫瓦等于一千微瓦,一千的常用对数是三,乘十得三十。同一个功率,写成 dBμW 要比写成 dBm 大三十。
为什么用分贝而不直接写瓦
接收机输入端的信号功率跨度极大。强信号可能在毫瓦量级,弱信号在皮瓦甚至更低的量级,直接用瓦或毫瓦写,一长串零既难读也容易错。取对数之后乘法变加法,跨度压缩成几十到一百多分贝的线性刻度,正好覆盖从强到弱的全过程。灵敏度常用负一百多 dBm 的写法,比如五十欧输入阻抗上零点一微伏的电压对应约负一百二十七 dBm 的功率,含义一目了然:比一毫瓦低一百二十七分贝。这个量级也解释了接收机为什么要用低噪声前端——如此微弱的功率,任何一点自身噪声都能把它压住。
逐项辨析
选项 A 正确:含义表述为输出信号达到一定质量标准时输入信号的最小功率电平,限定词齐全,方向是最小而不是最大;单位 dBm 与 dBμW 都是以绝对功率为基准的对数电平单位,与功率口径吻合。
选项 B 错误:给出的是输出与输入功率电平之比,那是功率增益(power gain)的写法。增益是比值,用分贝表示时不带绝对基准;灵敏度是绝对电平,二者量纲不同。
选项 C 错误:把输入与输出的位置调了个头,写成输入比输出,即增益的倒数或衰减,同样属于比值。顺序颠倒不改变它是比值这一点,仍然不是灵敏度。
选项 D 错误:写的是输入信号最大功率与最小功率之比。这个跨度接近动态范围的定义,与灵敏度是两码事;而且灵敏度只关心下限那一点,不涉及最大值。
比值与绝对电平必须分清
判断这类题不看数值,只看量纲。凡是把两个量之比写进含义的,结果必然是比值,用分贝表示时指的是相对电平;凡是用 dBm、dBμW、dBμV、dBmV 这类带基准下标的单位写的,都是绝对电平。灵敏度的两种口径都落在绝对电平这一侧:电压口径用微伏与 dBμV,功率口径用 dBm 与 dBμW。抓住这条分界线,四个选项里哪个能选一眼可见。
两种口径怎么互相印证
同一个灵敏度既可以写成微伏,也可以写成 dBm,两者通过阻抗与对数关系绑在一起。五十欧系统里有两座桥:dBμV 减一百零七等于 dBm;电动势是端口电压的两倍,也就是加六分贝。举例来说,标称零点二五微伏的短波接收机,按电动势口径折成电压电平约负十二 dBμV,再减一百零七得约负一百一十九 dBm。反过来,某个指标若写成负一百二十一 dBm,先在五十欧上还原成功率,再开方求电压,得到零点二微伏量级,正好落在短波频段常说的灵敏度范围里。做这类换算不必死记数字,记住两座桥与电压翻倍六分贝这两条规则就够了。
应试要点
功率口径记两句话:含义是最小功率电平,单位是 dBm 与 dBμW;两个单位相差三十分贝。见到之比两个字,就用增益或信噪比的概念去排除。