IP3 OP3 IM3详细解释

1、.P1dB、IP3、IM3等参数在射频系统中，P1dB、IP3是衡量线性度的非常重要的指标。考虑到一般教材讲析分散性和浅显性，在此，作者归纳总结，并着重就IP3的物理意义以及Cascade系统IP3与单个器件IP3的关系推导，以飨同行读者。欢迎批评指正。1 概述Pin、Pout、IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等指标之间的关系如图1所示。图1：IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等指标之间的关系图Pin：Input power；Pout：Output power；IM3：3rd order intermodulation product；IIP3：Input 3rd order i

2、ntercept point；intercept：拦截OIP3：Output 3rd order intercept point；G：Gain；P1dB：1dB compression point；A：The differences between output power and IM3；对于射频放大器、中频放大器、混频器等器件，OIP3一般比P1dB大1015dB。2 各指标之间的数学关系各指标之间的数学关系如下。Pout(dBm) = Pin(dBm) + G (dB) （公式1）OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB) （公式2）OIP3 (dBm) = Pou

3、t (dBm) +A/2 (dBc) （公式3）IIP3 (dBm) = Pin(dBm) +A/2 (dBc) （公式4）IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) 2IIP3 (dBm) + G (dB) = 3Pout (dBm) 2IIP3 (dBm) 2G (dB) = 3Pout (dBm) 2OIP3 (dBm) （公式5）二、IP3的物理意义一般参考资料均给出了OIP3的数学定义： OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +A/2 (dBc) （公式6）详细描述如图2：1222-121-2A1A2B2B1A1=A2图2：等幅双音信号及其三阶分量关系图在测试单个器件（或

4、系统）的IP3时，均是在信号输入端馈入两个频差为2-1的双音信号，然后根据图2所示，分别测出P1、P2、M1、M2，从而得出A，代入公式即可得出IP3。值得提醒的是，图2中A1、A2、B1、B2幅值量纲是电压，频谱仪实测为功率，必须转换。 至此可得如下结论：(1)任一器件的IP3是由其本身的非线性所决定的一个常数。(2)IP3具有非常明确的物理意义：它非常简洁地定量地刻画了器件的线性度，与输入信号的大小、器件本身的增益没有任何关系。交叉调制（cross modulation）:如果放大器输入端作用着相对较弱的有用信号和较强的干扰信号，且干扰信号是振幅调制信号，就会引起交叉调制失真。干扰信号的幅

5、度调制信息转移到有用信号的幅度上，如果有用信号也是幅度调制信号，则通过幅度调制后将会听到干扰台的串话音，这就是交叉调制失真。交叉调制失真是由非线性器件的三次方项产生的。交调干扰的含义为：一个已调的强干扰信号与有用信号（已调波或载波）同时作用于混频器，经非线性作用，将干扰的调制信号转移到有用信号的载频上，从而形成干扰。信号频率与干扰频率间没有固定的关系。一旦有用信号消失，干扰的声音也随之消失。交调干扰与有用信号的幅度无关，只与干扰信号的幅度相关。交调失真没有产生新的频谱，是一种幅度失真；而互调失真产生了新的频谱，是频谱失真。互相调制(intermodulation,IM）:当两个频率十分接近的信

6、号输入放大器时，由器件非线性产生的许多组合频率分量中，有可能落在放大器频带内的频率分量除了基波外，还可能有组合频率2W2-W1和2W1-W2,因为它们接近基波分量，这些组合分量是由非线性器件的三次方项产生的。这种组合分量形成对有用信号的干扰，这种干扰并不是由两输入信号的谐波产生，而是由这两个输入信号的相互调制（相乘）引起的，所以称为互调失真。由非线性器件三次方项引起的互调称为三阶互调。常用三阶截点IP3（third order intercept point）来说明三阶互调失真的程度。三阶互调截点IP3定义为三阶互调功率达到和基波功率相等的点，此点所对应的输入功率表示为IIP3，此点对应的输出功率表示为OIP3。输出有用功率与输入功率成正比，而三阶互调输出功率与输入功率的三次方成正比，它们的相交点即为三阶截点。在以对数形式的坐标图上，它们是两条直线。互调干扰