三階交調(diào)截取點(diǎn)的測量方法

1、三階交調(diào)截取點(diǎn)的測量方法1 .引言在微波多載波通信系統(tǒng)中，諸多的測試指標(biāo)中，有一項(xiàng)：三階交調(diào)截取點(diǎn)IP3(THIRD-ORDERINTERCEPTPOINT),它是一個衡量器件線性度和失真性能的重要指標(biāo)。在模擬微波通信中，交調(diào)失真會產(chǎn)生鄰道信號用擾，在數(shù)字微波通信中，會降低系統(tǒng)的頻譜利用率，使誤碼率惡化。容量越大的系統(tǒng)，對 IP3 的要求越高；IP3 越高，表示器件的線性度越好，失真越少，因此,準(zhǔn)確測量 IP3 的大小也顯得由為重要。以下就著重介紹三階交調(diào)截取點(diǎn)的測量方法：2 .三階交調(diào)截取點(diǎn)的計(jì)算當(dāng)兩個或多正弦信號經(jīng)過放大器時，此時由于放大器的非線性作用，會輸出包括多種頻率的分量，其中以三階

2、交調(diào)分量的功率電平最大，它是非線性中的三次項(xiàng)產(chǎn)生的，假設(shè)兩基頻信號的頻率分別是 F1和 F2,那么，三階交調(diào)分量的頻率為 2F1-F2 和 2F2-F1,由于該頻率落在頻帶內(nèi)，是我們關(guān)注的非線性產(chǎn)物(如圖 A 所示)。圖A：微波器件非線性產(chǎn)生鄰道干擾如圖 B 所示是基頻信號與三階交調(diào)信號隨輸入功率的增加而產(chǎn)生的曲線:圖圖 IP3 測試原理示意圖測試原理示意圖由圖可以看出 Pin 逐漸增加至 IIP3 時，基頻信號 Y1 與三階交調(diào)信號 Y2 相交，對應(yīng)的輸出功率為OIP3,此時的 IIP3 被定義為： 輸出三階交調(diào)截取點(diǎn)(INPUTTHIRD-ORDERINTERCEPTPOINT)OIP3

3、被定義為輸出三階交調(diào)截取點(diǎn)(OUTPUTTHIRD-ORDERINTERCEPTPOINT)。如圖 B 所示，將放大器的一階交調(diào)(即基頻信號)Y1 的斜率用 G 表示，那么，三階交調(diào)信號Y2 的斜率即為 3G/G,即：三階交調(diào)信號輸出功率的斜率是基頻輸出功率斜率的三倍。2F1-I2FlF22F2-F1當(dāng)輸入功率 Pin 等于 IIP3 時，對應(yīng)的基頻輸出功率和三階交調(diào)信號輸出功率都等于 OIP3,我們要測量的三階交調(diào)也就是在這種情況下對應(yīng)的輸入和輸出功率電平的大小。在實(shí)際情況中，此時的輸入功率和輸出功率均比較大，不便于測量。因此，通?？梢圆扇∪缦聹y量方法：如圖 B 所示，給放大器一個輸入功率

4、P1,這時對應(yīng)的輸出功率為 B,那么：B+A=OIP3(1)又因三階交調(diào)信號輸出功率的斜率是基頻輸出功率斜率的三倍，因此：A=D/2(2)又由圖示可以看出：D=P2-P3(3)將 3 代入 2,可得：A=(P2-P3)/2(4)將 4 代入 1,可得：OIP3=(P2-P3)/2+B(5)計(jì)算出 OIP3 后，就不難得知：IIP3=OIP3-GAIN(6)3 .測量設(shè)備如圖 C 所示是 IP3 測試臺的框圖:圖&測俄臺框圖以上框圖中，兩信號源建議選擇諧波成分較少的儀器，如果所選儀器無法滿足測試要求，可以在信號源與隔離器之間加一低通濾波器，來減小信號源的諧波成分對測試結(jié)果的影響；一般情況

5、還可以在被測器件與頻譜分析儀之間加一隔離器，來改善放大器與頻譜分析儀之間的阻抗匹配。輸入到頻譜分析儀的功率不能太高，避免頻譜分析儀所產(chǎn)生的非線性失真影響測試結(jié)果，一般情況頻譜分析儀的輸入功率應(yīng)保持在 0dBm 以下， 但如此以來， 三階交調(diào)信號輸出功率值將非常的小， 那么，就要求頻譜分析儀要有較高的動態(tài)范圍。4 .舉例被測器件：低噪聲放大器頻率范圍：880930MHz噪聲系數(shù)：2.2dB.回波損耗：18dB.增益：20dB.電源：+12V,250mA.設(shè)備:信號源：HP8648B頻譜儀：Agilent8560EC電源：HP3631A.測量步驟：A、按圖 B 所示連接女?測試臺.B、將兩信號源調(diào)

6、節(jié)頻率到帶內(nèi)兩相臨頻率，如 F1=901MHz;F2=902MHzC、 設(shè)置頻譜儀的衰減電平為 10dB,參考電平為 0dB,范圍（SPAN） :5MHz,中心頻率為： 901.5MHz。D、將穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)到：DC12V.E、打開穩(wěn)壓電源，分別打開信號源，微調(diào)信號源，使得放大器的輸出均為-7dBm。F、同時打開兩信號源，此時可以同時在頻譜分析儀上看到基頻信號和三階交調(diào)信號。G、按 PEAKSEARCH 鍵，MARKER 點(diǎn)會搜索至 U 基頻信號峰值點(diǎn)上。然后按下 MARKERDELTA,再按下 NEXTLIFT 或 NEXTRIGHT 鍵（具體按鍵依據(jù) MARKER 點(diǎn)的位置所定），此時，可以從頻譜分析儀上直接讀出 MARKERDELTA（即：圖 B 所示 D 的值）oH、由式 5 和式