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MC1-0869-当输出信号满足规定质量标准时,在输入阻抗为 50 欧的某接收机天线输入端口处测得的 输入信号最小电压为 1μV。如果用电压电平μV 表示该机的灵敏度,则为

MC1-0869 问一微伏端口电压折成用微伏表示的灵敏度是多少。灵敏度指标指的是信号源电动势,测试源与接收机输入阻抗同为五十欧时,端口电压只是电动势的一半,因此一微伏端口电压对应二微伏电动势。把端口电压直接当成灵敏度是本题最常见的错误。

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【题目编号】MC1-0869

【题目】当输出信号满足规定质量标准时,在输入阻抗为 50 欧的某接收机天线输入端口处测得的 输入信号最小电压为 1μV。如果用电压电平μV 表示该机的灵敏度,则为:

【答案】A

[A]2μV

[B]1μV

[C]50μV

[D]0.5μV

考点速览

这道题不涉及对数,问的是用微伏直接表示灵敏度时该填哪个数。看上去最简单,错的人却不少,原因在于题干说的是在输入端口处测得的最小电压,而灵敏度指标要求的却是信号源电动势。这两个量在五十欧对五十欧的匹配条件下正好差一倍。

端口电压与电动势差在哪

天线可以等效成一个电压源串联一个内阻,这个电压源的电压就是电动势(EMF,electromotive force),也就是不接负载时它两端的电压。接收机的天线输入端口则是一个五十欧的输入阻抗。两者接上以后,电动势被内阻与输入阻抗分压,端口上量到的电压只是落在输入阻抗上的那一份。

测试接收机灵敏度时,标准信号发生器的输出阻抗同样做成五十欧,与接收机输入阻抗相等。分压比于是固定为一半:端口电压等于电动势的一半;反过来说,电动势等于端口电压的两倍。

题干里在输入端口处测得这个措辞已经明确告诉你,一微伏是端口电压而不是电动势。要写成灵敏度指标,必须折算回源端:一微伏乘以二,得二微伏。选项 A 给的正是在这个数。

为什么要绕这一道弯

有人会问,既然端口电压可以直接测,灵敏度为什么不干脆用端口电压定义。原因在于端口电压依赖负载阻抗:同一台信号发生器,接上输入阻抗不同的接收机,端口电压就不一样了。用电动势描述则与负载无关,能唯一地表征信号源有多强,厂家之间、标准之间的指标才有可比性。接收机测量方法普遍把灵敏度规定为产生规定输出质量标准所需的最小输入电动势,设备手册里那一栏数值就是电动势。

实际测量时,信号发生器的输出电平旋钮通常按电动势标定,面板读数就是电动势;若要核对接收机端口上的实际电压,需要接上匹配负载或高阻探头再量,量到的会是它的一半。把这一层关系弄明白,读手册与做测量时才不会被两种数字绕晕。

逐项辨析

选项 A 正确:端口实测一微伏,在源阻抗与输入阻抗均为五十欧的匹配条件下,信号源电动势为二微伏,这正是用微伏表示的灵敏度数值。

选项 B 错误:直接把端口上量到的一微伏当成灵敏度,漏掉了匹配分压这一步。它是本题最典型的错误答案,放在这里就是为了检验考生是否分清端口电压与电动势。

选项 C 错误:五十微伏比正确答案大了二十五倍,既没有分压换算的依据,也远超本题给出的任何数量级。它可能是从大信号指标或增益一类的数据里搬来的数值。

选项 D 错误:零点五微伏方向恰好相反,是把二分之一当作放大倍数用到端口电压上的结果。真正的分压发生在源内阻与输入阻抗之间,端口电压是电动势的一半,因此电动势应当比端口电压大一倍,而不是小一半。

三种灵敏度写法之间怎么换算

同一个灵敏度可以用三种方式描述:用微伏写是二微伏;用电压电平写是六 dBμV;用功率电平写是负一百零一 dBm。换算链条是:电动势二微伏除以二,得端口电压一微伏;按电压电平算,二微伏是六 dBμV,一微伏是零 dBμV;按功率电平算,五十欧下 dBm 等于 dBμV 减一百零七,六减一百零七得负一百零一 dBm。三种写法描述的是同一个物理量,考试里经常在同一组题中轮换着问,把这条链条理顺比分别背三个答案牢靠得多。

应试要点

见到在输入端口测得,先把数值乘二得到电动势;见到信号源电动势,直接使用。五十欧匹配下端口电压是电动势的一半,灵敏度指标记的是那个大的数。

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