看了這篇，更了解三階互調(diào)嘍

什么是互調(diào)?

有兩個(gè)信號(hào)，頻率分別為w1和w2，進(jìn)入射頻系統(tǒng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些非諧波的頻率分量，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為“互調(diào)(intermodulation)”. 這些互調(diào)分量，可以由m*w1±n*w2來(lái)表示。

如果m+n=3，即稱(chēng)為三階互調(diào)分量;如果m+n=5,即稱(chēng)為五階互調(diào)分量。

想要更具體一點(diǎn)的話，可以看下面的公式和圖形。

使用下面的式子來(lái)模擬一個(gè)無(wú)記憶系統(tǒng)的非線性效應(yīng)：

現(xiàn)在有兩種頻率的信號(hào)信號(hào)x(t)，作為上述系統(tǒng)的輸入。

于是，系統(tǒng)的輸出為：

把上式展開(kāi)，則可得到三階互調(diào)分量：

在三階互調(diào)分量中，最需要考慮的是2w1-w2和2w2-w1，因?yàn)檫@兩個(gè)頻率離基波w1和w2很近。

三階互調(diào)分量會(huì)帶來(lái)什么影響呢?

在接收機(jī)的指標(biāo)中，有一個(gè)指標(biāo)叫做互調(diào)抗擾性。

這個(gè)指標(biāo)大概是這么個(gè)情況。

接收機(jī)會(huì)同時(shí)收到三個(gè)信號(hào)，分別為一個(gè)有用信號(hào)和兩個(gè)干擾信號(hào)。假設(shè)有用信號(hào)的頻率為w0，干擾信號(hào)的頻率分別為w1和w2，則三者的頻率關(guān)系為2*w1-w2=w0或者2*w2-w1=w0。因此，干擾信

號(hào)的三階互調(diào)分量正好落入有用信號(hào)的頻率處。如下圖所示。

所以，要想接收機(jī)的互調(diào)抗擾性指標(biāo)好，就對(duì)接收機(jī)的的三階互調(diào)特性要有要求。當(dāng)然，由于倒易混頻的原因，本振相噪也需要滿(mǎn)足一定的要求。

用來(lái)衡量互調(diào)特性好壞的三階互調(diào)截點(diǎn)

測(cè)試三階互調(diào)分量，常用的方法，是雙音測(cè)試，即在DUT的輸入端，提供兩個(gè)幅度相同，有小頻率間隔的單音信號(hào)。

IP3的定義如下圖，當(dāng)輸入信號(hào)A1=A2=A時(shí)，正?；ǖ姆群腿A互調(diào)的幅度如下圖所示。A每增加1dB，基波輸出幅度增加1dB，三階互調(diào)分量的幅度增加3dB。當(dāng)持續(xù)提高幅度A時(shí)，三階互調(diào)分量的幅度會(huì)與基波幅度相等，此時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平即為IIP3(輸入三階互調(diào)截點(diǎn))，輸出電平即為OIP3(輸出三階互調(diào)截點(diǎn))。

但是，IP3點(diǎn)并不是一個(gè)直接可以測(cè)量的值。也就是說(shuō)，我們不可能給系統(tǒng)一個(gè)輸入幅度為IIP3的信號(hào)，然后指望他輸出幅度為OIP3。為什么呢?

假設(shè)基波輸出分量與三階互調(diào)分量相等，則(這里為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，基波輸出分量沒(méi)有考慮非線性效應(yīng))：

所以：

又因?yàn)椋?/p>

所以：

也就是說(shuō)，IIP3要比1dB壓縮點(diǎn)還要高9.6dB。試想一下，一個(gè)放大器已經(jīng)壓縮1dB了，你還指望他能輸出再高9.6dB的信號(hào)么?所以，上圖中的OIP3和IIP3都不是直接測(cè)量得到的量，而是通過(guò)其他手段推算出來(lái)的。

三階互調(diào)截點(diǎn)的測(cè)量

方法1

可以按照如下步驟進(jìn)行測(cè)試：

step1: 還是采用雙音測(cè)試，但是從一個(gè)非常低的輸入電平開(kāi)始，記錄下輸出的基波分量和IM3分量(用dB值表示)

step2: 增加輸入電平，重復(fù)雙音測(cè)試，并記錄電平。

step3: 記錄下多個(gè)點(diǎn)后，根據(jù)基波和IM分量的斜率(基波分量的斜率為1，IM3分量的斜率為3)，畫(huà)出各自的延長(zhǎng)線

step4: 延長(zhǎng)線相交的點(diǎn)，即是IP3點(diǎn)。

需要注意的是，為了確保結(jié)果的正確性，一定要保證觀察到的數(shù)據(jù)是符合下列規(guī)律，即Ain每增加1dB，基波分量增加1dB, IM3分量增加3dB。

如果不是，則看看Ain的選擇是不是不合適。因?yàn)?，如果Ain選擇的太小，則輸出的 IM 分量變得與電路的本底噪聲相當(dāng)，從而導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。

不過(guò)，這種方法雖然有效，但是非常乏味，所以用的也不多，經(jīng)常用的通常是下面的這種方法。

方法2

方法2的精髓就在上面兩副圖中。

假設(shè)，剛開(kāi)始的輸入為AIIP3，所以基波分量和IM3分量相等，為AOIP3。然后將輸入減小到Ain1, 因此輸入的變化為△=AIIP3(dB)-Ain1(dB)，所以基波輸出的變化為△，IM3分量的變化為3△，兩者相差為2△，即上圖中的△P。所以：

換句話說(shuō)，對(duì)于給定的輸入電平(遠(yuǎn)低于 P1dB)，可以通過(guò)將輸出基波電平和 IM 電平之間的差值減半，并再與輸入電平相加，來(lái)計(jì)算 IIP3，其中所有值都表示為對(duì)數(shù)量。 也就是說(shuō)，整一次雙音測(cè)試，就能得到IP3值。

審核編輯：湯梓紅