如何量化设备的非线性第3部分

[导读]在第一部分中在这个系列中,我们讨论了1-db压缩点作为设备线性度的一个优点。在第2部分里面 ,我们检查了一个增加两个频率的基本输入信号的电路。 f 1 = 2 GHz and f 2 =2.5千兆赫。由于非线性,电路产生干扰,主要形式为低面和高面三阶互相调制产品2 f 1 – f 2 和2 f 2 – f 1 , respectively ( 图1)。三阶拦截点,简称IP3或toi,表示设备如何很好地限制这种干扰。

一个较高的三阶截取点会导致在压缩以下的任何给定输入功率水平上的较低的互调产品。

在第一部分中在这个系列中,我们讨论了1-db压缩点作为设备线性度的一个优点。在第2部分里面 ,我们检查了一个增加两个频率的基本输入信号的电路。 f 1 = 2 GHz and f 2 =2.5千兆赫。由于非线性,电路产生干扰,主要形式为低面和高面三阶互相调制产品2 f 1 – f 2 和2 f 2 – f 1 , respectively ( 图1)。三阶拦截点,简称IP3或toi,表示设备如何很好地限制这种干扰。

图1在这个例子中,三阶互调产品是干扰的主要贡献者,它代表一个放大器,增加两个信号。

IP3到底是什么?

在第2部分中,我们介绍了一个无限功率系列,它将一个非线性的设备输出 s .图1的相关术语如下:

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

在这里, C 1 s 我们的条件是 f 1 和 f 2 图1), C 3 s 3 代表第三级互调产品。注意 C 3 s 3 随着输入功率的增加,对POO(S)的贡献线性增加,而三阶互调产品的贡献则以立方的方式增加。因此,即使 C 3 s 3 相对于低投入功率水平的C1来说,期限是很小的,随着功率的增加,它将会更快地增长。在某种理论上, C 3 s 3 任期相等 C 1 s .这一点是IP3。当然,在现实生活中,我们无法到达IP3--放大器将首先进入压缩。

如果我们无法到达IP3,我们如何测量它?

我们将从反应曲线的线性部分推断出来。我们可以从一系列不同输入功率级别的输出频谱快照开始,如图所示: 图2 .趋势线连接着 f 1 (蓝色)和2 f 1 – f 2 (红色)在增益压缩出现之前,输入水平大约为-6 f 1 and -2 dBm for 2 f 1 – f 2 . (Because f 1 相等的 f 2 在数量上,低面和高面产品在数量上相等,我们可以忽略 f 2以及分析的高端产品。)

图2连续增加输入功率的六个快照显示基本产品和互调产品的增加。

IP3是蓝线和红线交叉的地方吗?

对。如果我们手动工作,我们可以从信号源和频谱分析仪上读取数据,并创建一个表,如简化版表1 .

表1输入和输出功率水平.

绘制表1的数据给我们提供了图3 在左边,IP3出现在两个曲线的线性部分的外推交叉处。图3正确的放大区域,表示输入功率从0dbm到12dbm,显示IP3和1db压缩点p1db。像p1db一样,IP3可以被引用到输入(iip3)或者输出(oip3)。在这里,IIP3等于-2型弹道导弹,OIP3等于10型弹道导弹。