chapter 1 概念
交調及交叉影響,互相影響,兩個或者兩個以上頻率的無線電波在非線性射頻器件中傳播時,或者在空氣中傳播碰上金屬物體時,可能產生其他頻率的交調干擾信號。交調干擾信號有三階,五階,七階等更多階的分量,但是三階分量最大。
一個雙音的基頻信號分別是f1,f2, 三階交調分量的頻率分別是2f2-f1, 2f1-f2。
chapter 2 IP3
三階交調截取點,Third-order Intercept Point,簡稱IP3。
定義:
IIP3:輸入三階交調截取點(Input Third-order Intercept Point)
OIP3:輸出三階交調截取點(Output Third-order Intercept Point)
Pin: 單音信號的輸入功率電平
Pout:單音信號的輸出功率電平
IMD3(ΔIM):三階互調失真,等於干擾信號的輸出功率電平減去三階互調量功率電平(ΔIM = Pout - IMP),也有翻譯為三階互調抑制度,單位為dBc。
如圖,基頻(FIRST-ORDER TERM-(簡稱FO曲線))和n階交調增益曲線(n:1)失真的(NO曲線)。
理論上,n階交調增益曲線NO斜率是FO曲線的斜率的三倍,理論上兩個曲線會相交,這個交點即是n階交調截止點(IPn);
這個IPn點在x軸(輸入信號功率)上的坐標值成為IIPn,在Y軸上(輸出信號功率)上坐標值成為OIP3。
在射頻和微波多載波通訊系統中,IPn(IP3)是衡量線性度或失真的重要指標。其中IP3越高表示線性度越好,失真越少。
chapter 3 IPn的計算
如上圖,設射頻電路的增益為G,表示FO的斜率,n*G表示NO曲線的斜率。在線性范圍內,n階交調輸出功率是一階輸出功率的n倍。
當輸入頻率為Pin時,Pout表示f1,f2輸出功率,Pout_n表示n階交調的輸出功率。
則一階交調曲線方程可表示為:
OIPn - Pout = G * (IIPn - Pin)
OIPn - Pout_n = n*G* (IIPn - Pin)
聯立可以解出:
OIPn = (n*Pout - Pout_n)/(n-1)
IIPn = OIPn - G
例如: OIP3 = (3*Pout - Pout_3)/2
OIP2 = (2*Pout - Pout_2)/1 = 2*Pout - Pout_2
三階互調抑制度:IMD3 = Pout - Pout_n (dBc)