接收机灵敏度
Receiver Sensitivity（Sensitivity）也称 接收灵敏度、最小可检测信号、MDS、minimum detectable signal、receiver sensitivity
接收机灵敏度是在明确带宽、温度、调制、数据率及BER/PER门限后，接收机仍能可靠恢复信息的最低输入信号功率。
速览
约 1 分钟灵敏度不是只由LNA噪声系数决定，也不是频谱仪上看到的噪声底。热噪声先随带宽积分，接收链再增加噪声系数，解调器还需要一定SNR或Eb/N0才能达到规定误码率；三部分共同形成最低可用输入功率。
系统理解
约 3 分钟接收机灵敏度把模拟前端噪声、信号带宽与数字解调性能压缩成一个最低输入功率门限。室温290 K附近的可用热噪声谱密度约为−174 dBm/Hz；在等效噪声带宽B内积分得到−174+10log10B dBm，再加接收机噪声系数NF和达到目标BER/PER所需的解调SNR，可得到常用的一阶灵敏度预算。
这个公式不是器件常数。噪声功率随绝对温度和等效噪声带宽变化；NF必须对应完整接收链、规定增益状态和参考面；所需SNR又依赖调制、编码、数据率、同步、检测算法和误码门限。相同硬件在更窄带宽、更低数据率或更强纠错下可能表现出更低的灵敏度数值，而吞吐量、时延和占空比也随之改变。
数据手册中的灵敏度通常通过逐步降低输入已调信号功率，直到BER或PER达到规定阈值来测得。CW最小可检测信号、RSSI读数、模拟噪声底和可正确解调的灵敏度是不同口径。测试必须记录波形、信道滤波、数据包长度、误码统计量、温度、电源、增益模式、频点及是否存在校准。
实验室小信号灵敏度还不能代表真实场景。邻道、带外阻塞、LO相噪互易混频、镜像、杂散、自发射泄漏、天线前损耗和ADC动态范围都可能造成去灵敏度；因此完整接收验证要把灵敏度、选择性、阻塞、互调、动态范围和恢复时间放进同一预算。
承接电路噪声、LNA、混频器、ADC与调制解调，向后连接链路预算、覆盖、阻塞测试和无线系统规格。
公式提示
关键参数
| 参数 | 单位 | 含义 |
|---|---|---|
| 灵敏度门限 | dBm | 在规定波形与误码条件下的最低可用输入功率 |
| 等效噪声带宽 | Hz | 决定积分热噪声，不一定等于标称信道间隔 |
| 噪声系数与增益状态 | dB | 描述完整接收链对输入SNR的恶化及其工作模式 |
| 所需SNR或Eb/N0 | dB | 由调制、编码、检测与误码目标共同决定 |
| BER/PER、阻塞与去灵敏度 | % / dB | 规定可用门限及强干扰下的退化 |
常见误区
- 把接收机灵敏度等同于−174 dBm/Hz热噪声谱密度
- 认为降低噪声系数一定能以相同幅度改善最终灵敏度
- 比较两个灵敏度数值时忽略带宽、数据率、调制和BER/PER门限
- 把RSSI最低读数或能看到载波的功率当成可靠解调门限
- 认为无干扰实验室灵敏度可以代表强阻塞环境中的实际覆盖
工程深入
16 条结论 · 1 道例题定义与噪声起点
灵敏度预算必须能逐项复算
把带宽积分、接收链NF和解调门限分开计算，可以看清每一项改善灵敏度的真实代价。12
Psens≈−174+10log10B+NF+SNRreq
- B
- 等效噪声带宽，单位 Hz
- NF
- 接收链噪声系数，单位 dB
- SNRreq
- 目标误码率所需SNR，单位 dB
成立条件 教学例按290 K和理想附加损耗为零；结果不是任何具体芯片规格
例题：动手算一次教学假设，可复算
教学假设：接收机等效噪声带宽1 MHz，NF=4 dB，目标误码率要求SNR=10 dB，一阶灵敏度是多少？
已知
- T≈290 K
- B=1 MHz=10⁶ Hz
- NF=4 dB
- SNRreq=10 dB
步骤
- 10log10(10⁶)=60 dB，把1 Hz噪声谱密度积分到1 MHz。
- Nin≈−174+60=−114 dBm，得到接收输入端的室温带内热噪声。
- Psens≈−114+4+10=−100 dBm，加入接收链噪声系数和所需解调SNR。
若带宽减半且其他条件不变，热噪声约下降3 dB；但数据率、滤波和所需SNR通常也会变化。
不能外推到 未加入实现损耗、温度变化、阻塞、相噪、频偏、编码、包长度和测量置信区间，不能作为器件承诺值。
带宽、算法与门限
射频链与动态范围
测量与规格
出处
2 份资料 · 2 处引用- 1
ADALM-PLUTO Receiver Sensitivity
- Receiver Sensitivity与Rx Noise Figure网页段落（2019-05-25批准版本） 支持：灵敏度必须绑定可用信息判据；热噪声从kTB开始而不是固定dBm值；一阶灵敏度预算由噪声、NF和所需SNR相加；灵敏度预算必须能逐项复算；更窄带宽通过减少积分噪声改善门限；降低数据率改善灵敏度并非无代价；所需SNR由调制、编码和接收算法决定；SNR与Eb/N0的换算必须带数据率和带宽；LNA前损耗近似逐dB恶化接收噪声；最佳小信号灵敏度不等于最佳强干扰性能；相位噪声可通过互易混频造成去灵敏度；ADC量化噪声不是灵敏度的唯一数字限制；CW最小可检测信号与已调信号灵敏度是不同试验；RSSI读数不能自行证明成功解调；灵敏度测试需要足够误码统计与稳定输入；完整签核必须包含去灵敏度矩阵
- 2
SWRA479A: Achieving Optimum Radio Range
- SWRA479A §2.2–2.4 支持：灵敏度必须绑定可用信息判据；热噪声从kTB开始而不是固定dBm值；一阶灵敏度预算由噪声、NF和所需SNR相加；灵敏度预算必须能逐项复算；更窄带宽通过减少积分噪声改善门限；降低数据率改善灵敏度并非无代价；所需SNR由调制、编码和接收算法决定；SNR与Eb/N0的换算必须带数据率和带宽；LNA前损耗近似逐dB恶化接收噪声；最佳小信号灵敏度不等于最佳强干扰性能；相位噪声可通过互易混频造成去灵敏度；ADC量化噪声不是灵敏度的唯一数字限制；CW最小可检测信号与已调信号灵敏度是不同试验；RSSI读数不能自行证明成功解调；灵敏度测试需要足够误码统计与稳定输入；完整签核必须包含去灵敏度矩阵