射頻中的 IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB指標之間的關係

噪聲係數與非線性失真是描述射頻系統性能優劣的兩個重要指標。

噪聲-限制了系統所能處理的最低信號電平;

非線性失真-限制了系統所能處理的最高信號電平;

在非線性器件(放大器、混頻器等)輸入端,輸入等幅度不同頻率的雙音信號(f1, f2),由於器件的非線性,輸出信號中會產生2f1 - f2 , 2f2 - f13階交調分量。

輸入信號增加1dB,基波分量輸出信號增加1dB;

輸入信號增加1dB,2次諧波,2階交調分量輸出信號增加2dB;

輸入信號增加1dB,3次諧波,3階交調分量輸出信號增加3dB(斜率爲基波的3倍);

 

圖1:IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等指標之間的關係圖

 

Pin:Input power

Pout:Output power

IM3:3rd order intermodulation product

IIP3:Input 3rd order intercept point

OIP3:Output 3rd order intercept point

G:Gain

P1dB:1dB compression point

IMD(圖中A(dBc)):The differences between output power and IM3

 

各指標之間的數學關係如下(標紅色的用的最廣泛):

Pout (dBm) = Pin (dBm) + G (dB)                   (1)

OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB)                   (2)

OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +IMD/2 (dBc)              (3)

IIP3 (dBm) = Pin (dBm) +IMD/2 (dBc)                 (4)

IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) – 2IIP3 (dBm) + G (dB) 

= 3Pout (dBm) – 2IIP3 (dBm) –2G (dB) 

= 3Pout (dBm) – 2OIP3 (dBm)                       (5)

 

對於射頻放大器、中頻放大器、混頻器等器件,OIP3一般比P1dB大10~15dB。

OIP2一般比OIP3大幾十dB

 

 

 

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