【题目编号】MC1-0873
【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 0.5μV。如果用功率电平 dBm 表示该机的灵敏度,则为:
【答案】A
[A]-113 dBm
[B]-107dBm
[C]-103 dBm
[D]-73 dBm
考点速览
题干给端口实测最小电压零点五微伏、输入阻抗五十欧,问功率电平,答案是负一百一十三分贝毫瓦。这道题计算最直接:端口电压可以按功率公式一步折算,不必先换算电动势;而结果恰好与一微伏电动势那条锚点重合,两种路径都值得走一遍,走通了这类题就再不会摇摆。
端口电压直接算功率
电阻上的功率等于电压平方除以电阻。端口上量到的是零点五微伏,即五乘十的负七次方伏;平方得二点五乘十的负十三次方,除以五十欧,结果是五乘十的负十五次方瓦。一毫瓦是十的负三次方瓦,所以这份功率是五乘十的负十二次方毫瓦。取常用对数:五的对数约零点六九九,减去十二得负十一点三零一,乘十约为负一百一十三分贝毫瓦,选 A。整个过程只用到平方、除法和一次对数,没有别的隐藏条件。
与电动势口径互相印证
也可以换个角度做。五十欧源与五十欧负载匹配时,端口电压零点五微伏意味着源电动势一微伏,而匹配源的最大可用功率等于电动势平方除以四倍电阻,即一乘十的负十二次方除以二百,同样是五乘十的负十五次方瓦。两条路殊途同归,说明端口电压平方除以电阻与电动势平方除以四倍电阻是同一个式子的两种写法。做题时走哪条都行,前提是别把两个口径的电压混着用:混用的结果必然是六分贝的偏差。
逐项辨析
选项 A 的负一百一十三分贝毫瓦与两式结果一致,是正确项。
选项 B 的负一百零七分贝毫瓦对应端口电压一微伏或电动势两微伏,比本题的电压高一倍、功率高四倍。它正是把零点五微伏看成了一微伏之后的结果,属于读数放大的错误。
选项 C 的负一百零三分贝毫瓦,比正确答案高十分贝,约合十倍的功率。无论按端口电压还是按电动势口径都推不出来,属于数值干扰。
选项 D 的负七十三分贝毫瓦,比正确答案高四十分贝,也就是功率大了一万倍,对应电压约五十微伏,量级完全不对,看到就能排除。
三个数量级锚点与速算
把五十欧系统里几个常用点记住,灵敏度题基本不用动笔:负一百零七分贝毫瓦对应一微伏端口电压(二微伏电动势),负一百一十三分贝毫瓦对应零点五微伏端口电压(一微伏电动势),负一百一十九分贝毫瓦对应零点二五微伏端口电压(零点五微伏电动势)。每往下一档,电压减半、分贝数减六。另外别忘了噪声底那条线:二千七百赫兹带宽、二百九十开尔文的理想热噪声底约负一百四十分贝毫瓦,比负一百一十三分贝毫瓦还低二十多分贝,这个差距就是输出端判据要求的那点信噪比余量。
灵敏度指标的测量条件
还要留意,灵敏度从来不是一个孤立的数字,它是一组条件下的结果:测量带宽、调制方式、输出端判据(信噪比或失真要求)、以及测试点的阻抗与口径,缺一项都无法比较。两台机器的灵敏度指标看着差三分贝,若带宽或判据不同,实际接收能力可能相反。所以看到灵敏度数值时,顺手把它的口径和判据一起记住,比单记一个数有用得多。
端口电压是怎么测出来的
端口电压这个量在实际操作中并不容易测准。测量时接收机要处于工作状态,输入端接的是标准信号源而不是天线,信号源内阻必须与接收机输入阻抗相等,否则分压关系改变,读数立刻偏掉;电压表的输入阻抗要远高于五十欧,并且接入后不能破坏匹配。所以实验室里更常用的是按发生器刻度(电动势)折算,端口电压只是一个推算值。日常讨论灵敏度时看不出这层,但一旦要拿测量结果去对比厂家指标,这些条件就必须逐条对齐。
应试要点
端口电压算功率只有一步:平方除以电阻,再取十倍常用对数。五十欧下,端口零点五微伏等于负一百一十三分贝毫瓦;同一个门限若按电动势写,就是一微伏、零分贝微伏。