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Sensibilidad (electrónica)

La sensibilidad de un dispositivo electrónico, como un receptor de sistema de comunicaciones , o un dispositivo de detección, como un diodo PIN , es la magnitud mínima de la señal de entrada requerida para producir una señal de salida específica que tenga una relación señal-ruido específica , u otra criterios especificados. En general, es el nivel de señal requerido para una calidad particular de información recibida. [1]

En el procesamiento de señales , la sensibilidad también se relaciona con el ancho de banda y el nivel de ruido .

En ocasiones, sensibilidad se utiliza incorrectamente como sinónimo de capacidad de respuesta . [ cita necesaria ] [2]

Electroacústica

La sensibilidad de un micrófono generalmente se expresa como la intensidad del campo sonoro en decibeles (dB) en relación con 1 V / Pa (Pa = N / m 2 ) o como el factor de transferencia en milivoltios por pascal (mV/Pa) en un circuito abierto. o en una carga de 1 kiloohmio . [ cita necesaria ]

La sensibilidad de un altavoz suele expresarse en dB / 2,83 V RMS a 1 metro. [ cita requerida ] Esto no es lo mismo que la eficiencia eléctrica ; consulte Eficiencia versus sensibilidad .

La sensibilidad de un hidrófono suele expresarse en dB re 1 V/μPa. [3]

Receptores

La sensibilidad en un receptor, como un receptor de radio , indica su capacidad para extraer información de una señal débil, cuantificada como el nivel de señal más bajo que puede ser útil. [4] Se define matemáticamente como la señal de entrada mínima requerida para producir una relación señal/ruido específica S/N en el puerto de salida del receptor y se define como la potencia media de ruido en el puerto de entrada del receptor multiplicada por la Relación señal-ruido mínima requerida a la salida del receptor:

dónde

= sensibilidad [W]
= constante de Boltzmann
= temperatura de ruido equivalente en [K] de la fuente (por ejemplo, antena) a la entrada del receptor
= temperatura de ruido equivalente en [K] del receptor referida a la entrada del receptor
= ancho de banda [Hz]
= SNR requerida en la salida [-]

La misma fórmula también se puede expresar en términos del factor de ruido del receptor como

dónde

= factor de ruido
= potencia de ruido de entrada
= SNR requerida en la salida.

Debido a que la sensibilidad del receptor indica qué tan débil puede ser una señal de entrada para que el receptor la reciba con éxito, cuanto menor sea el nivel de potencia, mejor. Una potencia más baja para una relación S/N determinada significa una mejor sensibilidad ya que la contribución del receptor es menor. Cuando la potencia se expresa en dBm, cuanto mayor sea el valor absoluto del número negativo, mejor será la sensibilidad de recepción. Por ejemplo, una sensibilidad del receptor de −98  dBm es mejor que una sensibilidad de recepción de −95 dBm por 3 dB, o un factor de dos. En otras palabras, a una velocidad de datos específica, un receptor con una sensibilidad de −98 dBm puede escuchar señales que tienen la mitad de potencia que las escuchadas por un receptor con una sensibilidad de −95 dBm. [ cita necesaria ]

Referencias

  1. ^ Hernández, Marco; Mucchi, Lorenzo. "Capítulo 1 - Encuesta y estudio de coexistencia de redes de área corporal IEEE 802.15.6 ™ -2012, UWB PHY". Ciencia directa . Prensa académica . Consultado el 19 de marzo de 2024 .
  2. ^ Libro: Características, aplicaciones, instrumentación e interfaz de sensores y transductores M..J. Usher y el fiscal Keating
  3. ^ "Acústica submarina". recurso.npl.co.uk . Consultado el 4 de diciembre de 2020 .
  4. ^ Layne, Dennis. "Sensibilidad del receptor y ancho de banda de ruido equivalente". Electrónica de Alta Frecuencia . Archivado desde el original el 23 de agosto de 2020 . Consultado el 23 de agosto de 2020 .

Dominio publico Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).

enlaces externos