【题目编号】MC1-0866
【题目】用电压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电动势。单位是μV、dBμV 或 dBmV
[B]输出信号达到一定质量标准时输入信号的最小电压。单位是μV、dBμV 或 dBmV
[C]输出信号达到一定质量标准时输入信号的最大电动势。单位是μV 或 mV
[D]输出信号达到一定质量标准时输出信号与输入信号的电压之比。单位是 dB
考点速览
这道题问的是用电压电平表示灵敏度的含义与常用单位,属于概念题。答案要求两个要点同时对上:含义是输出信号达到一定质量标准时输入信号的最小电动势,单位是微伏、dBμV 或 dBmV。四个选项里,有的把电动势换成电压,有的把最小换成最大,有的干脆说成比值,考的就是定义里的每个限定词。
定义里的两个限定词
灵敏度(sensitivity)描述接收机接收微弱信号的能力,标准表述包含两层限定。
一层是输出信号达到一定质量标准。同一台机器,判据严则所需的输入电平高,判据松则所需的输入电平低,所以质量标准必须写进定义,指标才有意义。工程上常用的判据有输出信噪比达到某一数值、抑噪程度达到某一程度,或信号对噪声加失真比达到某一数值。
另一层是最小。灵敏度刻画的是接收能力的下限,问的是信号要弱到什么程度才刚好还能用,所以取的是满足判据所需的最小输入电平,不是最大,也不是某个区间。
还有一个容易被忽略的细节:这里的最小输入信号指的是信号源电动势(EMF,electromotive force),即在接收机接入之前、信号源开路时呈现的电压。它是与负载阻抗无关的量,厂家与标准都用它来规定灵敏度,理由与功率口径相同。
电压电平的单位家族
用电压描述灵敏度,最直观的单位是微伏,直接给出电动势的绝对值。零点一微伏、零点二五微伏这类写法在设备手册里最常见,数值越小代表灵敏度越高。
取对数之后就有了电压电平(voltage level)的单位。以微伏为基准叫 dBμV,算式是二十乘以电压比值的常用对数;以毫伏为基准叫 dBmV。两者之间只差一个固定偏移:一毫伏等于一千微伏,一千的常用对数是三,乘二十得六十,所以同一个电压,写成 dBmV 要比 dBμV 小六十。比如一微伏是零 dBμV,也是负六十 dBmV;二微伏是六 dBμV,也是负五十四 dBmV。
有了对数刻度,链路计算就变成加减法:天线端的微弱信号减去馈线损耗、加上放大器增益,一路加加减减就能得到接收机输入端的电平,不必反复做乘除。
逐项辨析
选项 A 正确:含义抓住了输出信号达到一定质量标准这一前提与最小这一方向,并把对象点明为电动势;单位列出微伏、dBμV 与 dBmV,覆盖了绝对单位与两种对数表示的电压电平,表述完整。
选项 B 错误:单位部分没有问题,含义部分把电动势写成了电压。端口电压受负载阻抗影响,同一个信号源接不同输入阻抗的接收机读数不同;用电动势定义才与负载无关。这一字之差正是本题的考点,不能算对。
选项 C 错误:两处出错。把最小输入电平说成最大,方向整个反了——能收到的最强信号与灵敏度无关;单位也只列了微伏与毫伏,缺了取对数的表示法,与题干要求的电压电平不符。
选项 D 错误:描述的是输出信号与输入信号的电压之比,那是电压增益;单位分贝也确实是比值单位,但增益高不等于能收到微弱信号,两者没有对应关系。
灵敏度不是增益,也不是动态范围
三者在接收链路里位置不同。灵敏度是下限,用绝对电平表示;增益是放大倍数,用比值表示,可以大于一也可以小于一(损耗);动态范围是上限与下限之间的跨度。一个常见的误判是把灵敏度数值小读成增益小,两者恰好没有必然联系:高增益前端的接收机灵敏度可能不错,也可能因为自身噪声大而并不好。判断指标时先看它的量纲,带绝对单位的微伏、dBm、dBμV 说的是电平,纯分贝说的是比值。
应试要点
灵敏度定义的四个关键词:输出质量标准、最小、输入信号、电动势。单位成对记:绝对值用微伏,对数用 dBμV 与 dBmV,后者比前者小六十分贝。