如何量化設(shè)備的非線(xiàn)性第3部分

一個(gè)較高的三階截取點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致在壓縮以下的任何給定輸入功率水平上的較低的互調(diào)產(chǎn)品。

在?第一部分中 在這個(gè)系列中,我們討論了1-db壓縮點(diǎn)作為設(shè)備線(xiàn)性度的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在?第2部分里面 ,我們檢查了一個(gè)增加兩個(gè)頻率的基本輸入信號(hào)的電路。 f 1 = 2 GHz and f 2 =2.5千兆赫。由于非線(xiàn)性,電路產(chǎn)生干擾,主要形式為低面和高面三階互相調(diào)制產(chǎn)品2 f 1 – f 2 和2 f 2 – f 1 , respectively ( 圖1)。三階攔截點(diǎn),簡(jiǎn)稱(chēng)IP3或toi,表示設(shè)備如何很好地限制這種干擾。

圖1在這個(gè)例子中,三階互調(diào)產(chǎn)品是干擾的主要貢獻(xiàn)者,它代表一個(gè)放大器,增加兩個(gè)信號(hào)。

IP3到底是什么?

在第2部分中,我們介紹了一個(gè)無(wú)限功率系列,它將一個(gè)非線(xiàn)性的設(shè)備輸出 s .圖1的相關(guān)術(shù)語(yǔ)如下:

P O (S) = C 1 s + C 3 s 3

在這里, C 1 s 我們的條件是 f 1 和 f 2 圖1), C 3 s 3 代表第三級(jí)?互調(diào) 產(chǎn)品。注意 C 3 s 3 隨著輸入功率的增加,對(duì)POO(S)的貢獻(xiàn)線(xiàn)性增加,而三階互調(diào)產(chǎn)品的貢獻(xiàn)則以立方的方式增加。因此,即使 C 3 s 3 相對(duì)于低投入功率水平的C1來(lái)說(shuō),期限是很小的,隨著功率的增加,它將會(huì)更快地增長(zhǎng)。在某種理論上, C 3 s 3 任期相等 C 1 s .這一點(diǎn)是IP3。當(dāng)然,在現(xiàn)實(shí)生活中,我們無(wú)法到達(dá)IP3--放大器將首先進(jìn)入壓縮。

如果我們無(wú)法到達(dá)IP3,我們?nèi)绾螠y(cè)量它?

我們將從反應(yīng)曲線(xiàn)的線(xiàn)性部分推斷出來(lái)。我們可以從一系列不同輸入功率級(jí)別的輸出頻譜快照開(kāi)始,如圖所示: 圖2 .趨勢(shì)線(xiàn)連接著 f 1 (藍(lán)色)和2 f 1 – f 2 (紅色)在增益壓縮出現(xiàn)之前,輸入水平大約為-6 f 1 and -2 dBm for 2 f 1 – f 2 . (Because f 1 相等的 f 2 在數(shù)量上,低面和高面產(chǎn)品在數(shù)量上相等,我們可以忽略 f 2以及分析的高端產(chǎn)品。)

圖2連續(xù)增加輸入功率的六個(gè)快照顯示基本產(chǎn)品和互調(diào)產(chǎn)品的增加。

IP3是藍(lán)線(xiàn)和紅線(xiàn)交叉的地方嗎?

對(duì)。如果我們手動(dòng)工作,我們可以從信號(hào)源和頻譜分析儀上讀取數(shù)據(jù),并創(chuàng)建一個(gè)表,如簡(jiǎn)化版 表1 .

表1輸入和輸出功率水平.

繪制表1的數(shù)據(jù)給我們提供了 圖3 在左邊,IP3出現(xiàn)在兩個(gè)曲線(xiàn)的線(xiàn)性部分的外推交叉處。圖3正確的放大區(qū)域,表示輸入功率從0dbm到12dbm,顯示IP3和1db壓縮點(diǎn)p1db。像p1db一樣,IP3可以被引用到輸入(iip3)或者輸出(oip3)。在這里,IIP3等于-2型彈道導(dǎo)彈,OIP3等于10型彈道導(dǎo)彈。

圖3IP3出現(xiàn)在一階(藍(lán)色)和三階(紅色)曲線(xiàn)的外推虛線(xiàn)的交叉處。

明確一點(diǎn),IP3的高價(jià)值是好的,對(duì)嗎?

對(duì)。注意 圖4 ,紅線(xiàn)表示10個(gè)數(shù)字彈道導(dǎo)彈的OIP3,而橙色線(xiàn)表示14個(gè)數(shù)字彈道導(dǎo)彈的OIP3。在壓縮以下的任何給定輸入功率水平上,較高的OIP3評(píng)級(jí)將導(dǎo)致較低的互調(diào)產(chǎn)品--例如-22的橙色線(xiàn)路與。-14dbm用于藍(lán)色橢圓內(nèi)的紅線(xiàn),輸入功率水平為-10dbm。