¿Que es sensitividad o sensibilidad en un receptor?

La sensibilidad del receptor móvil determina su capacidad  para  responder a señales débiles, donde la mínima potencia de la señal deseada que el receptor puede detectar se define como la sensibilidad. Generalmente en el lenguaje de los receptores  el  ancho  de banda de la recepción deberá estar definido, así la mínima potencia de recepción esta relacionada con el ruido en el canal.

Por ejemplo, una sensibilidad de la recepción de -98 dBm es mejor que una sensibilidad de la recepción del dBm -95 por DB 3, o un factor de dos. Es decir en una tarifa de datos especificada, un receptor con una sensibilidad del dBm -98 puede oír las señales que son medio tan débiles como un receptor con un dBm -95 recibe sensibilidad.

La ecuación simplificada de la sensibilidad (en voltios) es

donde

k = Constante de Boltzmann
Ti = temperatura de ruido que la antena ve (los kelvins)
Ts = temperatura de ruido del receptor (kelvins)
B = anchura de banda (hertzios)
R = SNR requeridos en la entrada (linear, no en el DB)
Z0 = impedancia característica (50 Ω)

Se define a la sensibilidad como: “La potencia (o tensión, según el modo de definirla) que aplicada a la entrada del receptor produzca en su salida un aumento de la potencia de salida total de 10 dB”. Este aumento potencia de salida total,  que medimos sobre el parlante, por ejemplo, es la señal más el ruido presente. La manera matemática de expresarlo es:

Señal de Salida + Ruido de Salida           <= Con el generador
10 log ———————————– = 10 dB  (ec-7)
Ruido de Salida                    <= Sin el generador

Si escribimos la ec-7 de otra manera

Señal de Salida     Ruido de Salida
10 log —————- + —————– = 10 dB  simplificando…
Ruido de Salida     Ruido de Salida

Señal de Salida
10 log —————- + 1 = 10 dB   (ec-8)
Ruido de Salida

De esa última podemos conocer cual es la relación señal-ruido a la salida en estas condiciones, despejando:

Señal de Salida
—————- = 10 – 1 = 9  que expresada en dB es:
9,54 dB (ec-9)
Ruido de Salida

Con esta podríamos averiguar cuál es la señal de entrada que aplicada sobre un receptor ideal produciría ese aumento, por ende la sensibilidad de un receptor ideal. Sabemos que la salida es igual a la entrada multiplicada por la ganancia del receptor, entonces:

Señal de salida = G * Señal de Entrada [W]   y

Ruido de salida = G * F * Ruido de Entrada [W]   pero recordando que por la ec-4:

Ruido de Entrada = k * To * B

reemplazando todo esto en la ec-9 obtenemos

G * Señal de Entrada
———————- =
9      despejando Señal de Entrada tenemos
G * F * k * To * B

Señal de Entrada [W] =  9 * F * k * To * B (ec-10)

Señal de Entrada [W] =  9 * 5 * 1,38 * 10-23 * 291 * 2700 = 4,88 * 10-16 W

Que siendo la resistencia de entrada 50 Ohm, representa una tensión de:

_______________________________
Señal de Entrada [V] =
Ö Señal de Entrada [W] * 50 Ohms

__________________________________________________
Señal de Entrada [V] =
Ö 4,88 * 10-16 W * 50 Ohms = 1,57 * 10-7 V = 0,157 µV

De aquí vemos que la sensibilidad del receptor ideal en estas condiciones es de 0,157 µV.

Enlaces de Referencia:

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Sensitivity_(radio_receiver)

http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/ruido/sen-ruido.htm

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