1.4.1 Hệ số tạp âm
Tạp âm là những thành phần không mong muốn, nhưng cũng không tránh khỏi của các linh kiện và các thành phần trong mạch. Bởi vì tạp âm có tính ngẫu nhiên nên không thể dự đoán được giá trị chính xác của chúng.
Có rất nhiều nguồn sinh tạp, nó làm ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu trong một máy thu. Và để đánh giá tạp âm của máy thu người ta sử dụng hệ số tạp F, nó được định nghĩa là tỷ số của công suất tín hiệu và công suất tạp âm ở đầu vào và đầu ra [3].
(1.1)
Trong đó:Si và Ni là công suất tín hiệu và công suất tạp âm đầu vào. So và No là công suất tín hiệu và công suất tạp âm đầu vào.
Bởi vì tỷ số tín hiệu/tạp âm hai đầu đều có thứ nguyên công suất (hay bình phương điện áp), nên ta có thể biểu diễn hệ số tạp F (Noise Figure) theo decibel như sau:
|
(1.2)
Hệ số tạp của bộ nối tầng: Trong thực tế số tầng trong một bộ khuếch đại có thể khá lớn, nên ngoài hệ số tạp của từng tầng, thì hệ số tạp toàn phần được xác định theo công thức sau:
(1.3)
Trong đó: Fi và Gi là hệ số tạp và hệ số khuếch đại của tầng i (với i = 1–n). Từ công thức (1.3) ta thấy chính hệ số tạp của máy thu phụ thuộc rất lớn vào hệ số tạp âm của tầng khuếch đại đầu tiên, các tầng tiếp theo ít ảnh hưởng đến hệ số tạp.
1.4.2 Độ nhạy máy thu
Độ nhạy được định nghĩa là mức tín hiệu đầu vào nhỏ nhất có thể chấp nhận được mà một máy thu có thể phân biệt được tín hiệu thu. Ta định nghĩa tiêu chuẩn chấp nhận được là tỉ số tín/tạp vừa đủ, phụ thuộc vào dạng điều chế và độ biến dạng xung có thể chấp nhận được trong hệ. Độ nhạy là công suất tín hiệu lối vào nhỏ nhất mà tại đó tỉ số tín/tạp lối ra là xác định [3].
(1.4) Trong đó Psig là công suất tín hiệu lối vào; PRS là công suất tạp âm trở kháng nguồn và B là độ rộng băng tần của máy thu.
Để biểu diễn các đại lượng theo dB hoặc dBm, ta có:
| = | | | (1.5) Trong đó Pmin là độ nhạy, B là dải thông máy thu có đơn bị là Hz. Chú ý rằng (1.5) không phụ thuộc trực tiếp vào hệ số khuếch đại của hệ. Nếu máy thu được phối hợp trở kháng với ăng ten thì khi đó PRS = kT = -174 dBm/Hz và ta có:
= -174dBm/Hz (1.6)
Trong đó tổng 3 số hạng đầu chính là tổng tạp âm của hệ còn gọi là “nền tạp âm”.
Từ (1.6), ta thấy có 2 phương pháp nâng cao độ nhạy máy thu, đó là: + Giảm hệ số tạp bằng cách dùng bộ khuếch đại tạp âm thấp;
+ Thu hẹp dải thông máy thu xác định bởi độ rộng tín hiệu phổ đã thu. Tuy nhiên, thu hẹp dải thông không để xuất hiện méo là tương đối khó.
1.4.3 Hệ số khuếch đại (độ lợi)
Hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại là tỷ số giữa công suất đầu ra và công suất đưa vào điều khiển, và thông thường được tính trên thang đo decibel (dB). Tùy theo ứng dụng mà mỗi máy thu sẽ yêu cầu về hệ số khuếch đại lớn hay nhỏ. Thông thường trong máy thu sẽ chia ra nhiều tầng khuếch đại, mỗi tầng giải quyết một hoặc hai vấn đề chính để dung hòa giữa các thông số khác nhau như tạp âm, băng thông, độ tuyến tính...
Một yêu cầu đối với máy thu là nó phải có khả năng tự điều chỉnh hệ số khuếch đại phù hợp với mức tín hiệu nhận được trong một dải xác định. Để xác định dải điều chỉnh hệ số khuếch đại máy thu cho phù hợp, ta phải xem xét cả hai yếu tố độ nhạy và vùng nén tín hiệu của bộ khuếch đại. Khó khăn chủ yếu ở đây là làm thế nào để đạt được dải giá trị hệ số khuếch đại này trong khi vẫn phải duy trì được hệ số tạp và độ tuyến tính.
1.4.4 Băng thông
Băng thông của một mạch khuếch đại thường được xác định từ tần số thấp nhất đến tần số cao nhất ở điểm mà hệ số khuếch đại giảm còn 1/2. Thông số này còn gọi là băng thông −3 dB.
1.4.5 Dải động máy thu
Dải động máy thu là khả năng thu và khuếch đại tín hiệu từ mức thấp nhất (độ nhạy) cho đến mức cao nhất mà không gây méo tín hiệu. Nhiệm vụ của máy thu là khuếch đại tín hiệu vào mà không làm méo dạng tín hiệu. Nếu tín hiệu thu được ở mức lớn sẽ làm cho hệ thống chuyển sang chế độ bão hòa, sẽ làm thay đổi phổ của tín hiệu. Nếu tín hiệu ở mức bé dưới mức tạp âm thì máy thu không thể thu được tín hiệu. Về nguyên tắc, dải động máy thu phải lớn hơn dải cường độ tín hiệu từ mức tạp đến tín hiệu nhiễu lớn nhất. Do vậy dải động máy thu phụ thuộc rất nhiều vào hệ số khuếch đại của mạch và khả năng điều chỉnh hệ số khuếch đại.