IP3OP3IM3詳細(xì)解釋

1、P1dB、IP3、IM3等參數(shù)在射頻系統(tǒng)中，P1dB、IP3是衡量線性度的非常重要的指標(biāo)?？紤]到一般教材講析分散性和淺顯性，在此，作者歸納總結(jié)，并著重就IP3的物理意義以及Cascade系統(tǒng)IP3與單個(gè)器件IP3的關(guān)系推導(dǎo)，以饗同行讀者。歡迎批評(píng)指正。1 概述Pin、Pout、IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等指標(biāo)之間的關(guān)系如圖1所示。圖1：IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等指標(biāo)之間的關(guān)系圖Pin：Input power；Pout：Output power；IM3：3rd order intermodulation product；IIP3：Input 3rd order in

2、tercept point；intercept：攔截OIP3：Output 3rd order intercept point；G：Gain；P1dB：1dB compression point；A：The differences between output power and IM3；對(duì)于射頻放大器、中頻放大器、混頻器等器件，OIP3一般比P1dB大1015dB。2 各指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系各指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下。Pout(dBm) = Pin(dBm) + G (dB) （公式1）OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB) （公式2）OIP3 (dBm) = Pout

3、 (dBm) +A/2 (dBc) （公式3）IIP3 (dBm) = Pin(dBm) +A/2 (dBc) （公式4）IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) 2IIP3 (dBm) + G (dB) = 3Pout (dBm) 2IIP3 (dBm) 2G (dB) = 3Pout (dBm) 2OIP3 (dBm) （公式5）二、IP3的物理意義一般參考資料均給出了OIP3的數(shù)學(xué)定義： OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +A/2 (dBc) （公式6）詳細(xì)描述如圖2：1222-121-2A1A2B2B1A1=A2圖2：等幅雙音信號(hào)及其三階分量關(guān)系圖在測(cè)試單個(gè)器件（或系

4、統(tǒng)）的IP3時(shí)，均是在信號(hào)輸入端饋入兩個(gè)頻差為2-1的雙音信號(hào)，然后根據(jù)圖2所示，分別測(cè)出P1、P2、M1、M2，從而得出A，代入公式即可得出IP3。值得提醒的是，圖2中A1、A2、B1、B2幅值量綱是電壓，頻譜儀實(shí)測(cè)為功率，必須轉(zhuǎn)換。 至此可得如下結(jié)論：(1)任一器件的IP3是由其本身的非線性所決定的一個(gè)常數(shù)。(2)IP3具有非常明確的物理意義：它非常簡(jiǎn)潔地定量地刻畫(huà)了器件的線性度，與輸入信號(hào)的大小、器件本身的增益沒(méi)有任何關(guān)系。交叉調(diào)制（cross modulation）:如果放大器輸入端作用著相對(duì)較弱的有用信號(hào)和較強(qiáng)的干擾信號(hào)，且干擾信號(hào)是振幅調(diào)制信號(hào)，就會(huì)引起交叉調(diào)制失真。干擾信號(hào)的幅度

5、調(diào)制信息轉(zhuǎn)移到有用信號(hào)的幅度上，如果有用信號(hào)也是幅度調(diào)制信號(hào)，則通過(guò)幅度調(diào)制后將會(huì)聽(tīng)到干擾臺(tái)的串話音，這就是交叉調(diào)制失真。交叉調(diào)制失真是由非線性器件的三次方項(xiàng)產(chǎn)生的。交調(diào)干擾的含義為：一個(gè)已調(diào)的強(qiáng)干擾信號(hào)與有用信號(hào)（已調(diào)波或載波）同時(shí)作用于混頻器，經(jīng)非線性作用，將干擾的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移到有用信號(hào)的載頻上，從而形成干擾。信號(hào)頻率與干擾頻率間沒(méi)有固定的關(guān)系。一旦有用信號(hào)消失，干擾的聲音也隨之消失。交調(diào)干擾與有用信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)，只與干擾信號(hào)的幅度相關(guān)。交調(diào)失真沒(méi)有產(chǎn)生新的頻譜，是一種幅度失真；而互調(diào)失真產(chǎn)生了新的頻譜，是頻譜失真?；ハ嗾{(diào)制(intermodulation,IM）:當(dāng)兩個(gè)頻率十分接近的信號(hào)

6、輸入放大器時(shí)，由器件非線性產(chǎn)生的許多組合頻率分量中，有可能落在放大器頻帶內(nèi)的頻率分量除了基波外，還可能有組合頻率2W2-W1和2W1-W2,因?yàn)樗鼈兘咏ǚ至浚@些組合分量是由非線性器件的三次方項(xiàng)產(chǎn)生的。這種組合分量形成對(duì)有用信號(hào)的干擾，這種干擾并不是由兩輸入信號(hào)的諧波產(chǎn)生，而是由這兩個(gè)輸入信號(hào)的相互調(diào)制（相乘）引起的，所以稱(chēng)為互調(diào)失真。由非線性器件三次方項(xiàng)引起的互調(diào)稱(chēng)為三階互調(diào)。常用三階截點(diǎn)IP3（third order intercept point）來(lái)說(shuō)明三階互調(diào)失真的程度。三階互調(diào)截點(diǎn)IP3定義為三階互調(diào)功率達(dá)到和基波功率相等的點(diǎn)，此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入功率表示為IIP3，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出功率表示為OIP3。輸出有用功率與輸入功率成正比，而三階互調(diào)輸出功率與輸入功率的三次方成正比，它們的相交點(diǎn)即為三階截點(diǎn)。在以對(duì)數(shù)形式的坐標(biāo)圖上，它們是兩條直線?；フ{(diào)