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相互調(diào)變失真的測(cè)量方法

作者: 時(shí)間:2012-05-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

在發(fā)射(Tx)路徑上的相互是附加在高功率之中,它的特性很重要。由于在發(fā)射路徑上一般都沒有主動(dòng)組件存在,因此它的相互特性被稱為“被動(dòng)的相互(passive IMD;PIMD)”。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信電路時(shí),PIMD在每一個(gè)功能單元中的變化不大,所以,在研發(fā)階段就會(huì)先測(cè)量PIMD。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/193935.htm

  雙音調(diào)相互調(diào)變測(cè)試

  測(cè)量IMD最方便的方法是,將兩個(gè)功率相等的信號(hào)組合在一起[*故被稱為“雙音調(diào)”(two-tone)],并彼此保持一定的頻率間隔,輸入至待測(cè)物(device under test;DUT)的輸入端。若以頻譜分析儀測(cè)量,DUT的輸出頻譜將和附圖1類似,其中,兩個(gè)最大信號(hào)是被放大的載波信號(hào);其它較小的信號(hào)分列在載波兩邊,分別是第3、5、7階(order)相互調(diào)變乘積(product)。所有信號(hào)之間的頻率間隔是相等的。

  下列是10個(gè)有用的測(cè)量參數(shù):

  ●載波(C):這是載波信號(hào)的功率,單位是dBm。它和Pout參數(shù)類似,不過,C是使用頻譜分析儀來測(cè)量,Pout是使用功率表(power meter)、并只輸入一個(gè)射頻信號(hào)來測(cè)量。

  ●第3階相互調(diào)變乘積(I3):這是寄生的第3階相互調(diào)變信號(hào)之功率,單位是dBm,使用頻譜分析儀來測(cè)量。

  ●載波對(duì)第3階相互調(diào)變的比率(C/I3):這是載波功率對(duì)寄生的第3階相互調(diào)變信號(hào)功率之比率值,單位是dB。

  ●第3階攔截點(diǎn)(IP3):這是待測(cè)物的最佳指針,單位是dBm。此值通常會(huì)隨著頻率微調(diào)(tuning)而改變。

  ●第5階相互調(diào)變乘積(I5):與第3階相互調(diào)變乘積類似。

  ●載波對(duì)第5階相互調(diào)變的比率(C/I5):與載波對(duì)第3階相互調(diào)變的比率類似。

  ●第5階攔截點(diǎn)(IP5):與第3階攔截點(diǎn)類似。

  ●第7階相互調(diào)變乘積(I7):與第3階相互調(diào)變乘積類似。

  ●載波對(duì)第7階相互調(diào)變的比率(C/I7):與載波對(duì)第3階相互調(diào)變的比率類似。

  ●第7階攔截點(diǎn)(IP7):與第3階攔截點(diǎn)類似。

  第3階攔截點(diǎn)

  一個(gè)裝置或系統(tǒng)的非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)(transfer function)可以利用一個(gè)“泰勒級(jí)數(shù)(Taylor series)”來表示:

  第3階相互調(diào)變信號(hào),是來自于上列的f(x)級(jí)數(shù)展開式的第3階項(xiàng),因此稱為“第3階相互調(diào)變乘積”。第3階的輸入功率會(huì)較載波的輸入功率快速增加。單位dBm表示“第3階相互調(diào)變乘積”是一個(gè)對(duì)數(shù)函數(shù),在數(shù)學(xué)上是取比率相對(duì)值。其實(shí),第3階相互調(diào)變信號(hào)功率的增加速度是載波信號(hào)功率的3倍。

  。如果“C對(duì)Pin”和“I對(duì)Pin”的線性部份之曲線能夠向外延伸,所交叉的點(diǎn)就稱作“第3階攔截點(diǎn)(intercept point)”。不過,IP3是一個(gè)理論值,在實(shí)際設(shè)計(jì)上是無法達(dá)到的,因?yàn)檫@兩個(gè)曲線在到達(dá)IP3之前就已經(jīng)飽和了(斜率趨近于0,變成水平線了)。通常IP3是被當(dāng)成射頻裝置的“優(yōu)化函式”(merit function)。大多數(shù)的電路設(shè)計(jì)程序,其實(shí)應(yīng)被稱為“最佳化程序”,由設(shè)計(jì)者決定哪些地方應(yīng)當(dāng)被最佳化、且要最佳化到什么程度?如此所得到的結(jié)果,就被稱為“最佳化函數(shù)”。

  如果理論上,假定3:1的斜率差,則IP3可以僅從一個(gè)功率準(zhǔn)位計(jì)算出來。如果完成功率掃描(power sweep),得出圖形,則在線性區(qū)域所求出的IP3將是固定的(當(dāng)然3:1的斜率假設(shè)必須是正確的)。當(dāng)載波和相互調(diào)變信號(hào)飽和時(shí),IP3的值通常會(huì)下降,這就表示相互調(diào)變功率的測(cè)量結(jié)果將是錯(cuò)誤的。在較低的功率準(zhǔn)位,當(dāng)達(dá)到頻譜分析儀的噪聲下限時(shí),IP3將會(huì)開始改變,這也表示測(cè)量將有錯(cuò)誤產(chǎn)生。因此,正確的測(cè)量值應(yīng)該在IP3維持不變下的功率范圍內(nèi)。

  理論上,IP3并不是功率準(zhǔn)位的函數(shù)。然而,在低功率準(zhǔn)位時(shí),它的動(dòng)態(tài)(線性)區(qū)域被頻譜分析儀的噪聲下限所限制;在高功率準(zhǔn)位時(shí),由于待測(cè)物的飽和,或頻譜分析儀的相互調(diào)變,也會(huì)限制它的動(dòng)態(tài)區(qū)域。因此,若將IP3當(dāng)成是功率的函數(shù),將可以提供一個(gè)能夠確保測(cè)量結(jié)果正確的好方法 。



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