IIP3与OIP3
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二阶截断点、三阶截
断点
三阶截断点和二阶截断点
系统的三阶非线性输出与一阶线性输出达到相等时的输入或输出功率,分别被称为输入三阶交截点(IIP3)和输出三阶交截点
(OIP3)。
在射频或微波多载波通讯系统中,三阶交调截取点IP3(Third-order Intercept Point)是一个衡量线性度或失真的重要指标。
交调失真对模拟微波通信来说,会产生邻近信道的串扰,对数字微波通信来说,会降低系统的频谱利用率,并使误码率恶化;因此容量越大的系统,要求IP3越高,IP3越高表示线性度越好和更少的失真。
IP3通常用两个输入音频测试,这里所指的音频与我们在低频电子线路的音频有区别,实际上是两个靠的比较近的射频或微波频
率。
双音或多音信号在非线性器件中会产生交调:
多数交调产生的信号在带外,不会引入问题。
但是3阶信号离基频最近,有可能落入带内,从而使输出产生非线性或者失真。
3dB带宽的定义、理解dB是功率增益的单位,表示一个相对值。
当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时,可按公式10lgA/B计算。
例如:A功率比B功率大一倍,那么10lgA /B=10lg2=3dB,也就是说,A的功率比B的功率大3dB;如果A的功率为46dBm,B的功率为40dBm,则可以说,A比B大6dB;如果A天线为12dBd,B天线为14dBd,可以说A比B小2dB。
dBm是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为:10lg功率值/1mW。
例如:如果发射功率为1mW,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg1mW/1mW=0dBm;对于40W的功率,则10lg(40W/1mW)=46dBm。
3dB带宽是通过功率得出的,简单的讲就是指损耗下降3dB时对应的频率间隔,是带宽的定义,你可以把13GHz带宽示波器前端看作是一带通滤波器,若该滤波器的带宽足够高,所有信号会都进来,反之,信号的高频成分会被滤掉(衰减掉),因此您可以画一个功率/幅值vs频率曲线图,当输入一13GHz正弦波,其示波器上显示的幅值是被测对象实际幅值的70.7%左右,换算成dB值是, -3dB,换算成功率是半功率点,这就是-3dB带宽的定义。
-3dB带宽的理解-3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。
幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。
两个截止频率之间的频率范围称为通频带。
-3dB带宽定义和理解-3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。
幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。
两个截止频率之间的频率范围称为通频带。
关于通频带,3dB带宽,三阶截点和1dB压缩点 1.通频带通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在,在输入信号频率较低或较高时,放大倍数的数值会下降并产生相移。
通常情况下,放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。
如图所示为某放大电路的幅频特性曲线。
f1-f2之间为通频带下限截止频率fL:在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值明显下降,使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为下限截止频率fL。
上限截止频率fH:信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值也将下降,使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为上限截止频率fH。
通频带fbw:fL与fH之间形成的频带称中频段,或通频带fbw。
fbw=fH -fL或者定义为:在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
"通频带"英文:passband;transmission bands;pass band;2.3dB带宽3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
关于通频带,3dB带宽,三阶截点和1dB压缩点,截止频率,频率范围,带宽,特征频率(中心频率),截止频率和增益(db)1.通频带通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在,在输入信号频率较低或较高时,放大倍数的数值会下降并产生相移。
通常情况下,放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。
如图所示为某放大电路的幅频特性曲线。
f1-f2之间为通频带下限截止频率fL:在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值明显下降,使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为下限截止频率fL。
上限截止频率fH:信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值也将下降,使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为上限截止频率fH。
通频带fbw:fL与fH之间形成的频带称中频段,或通频带fbw。
fbw=fH-fL或者定义为:在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
"通频带" 英文:passband; transmission bands; pass band;2. 3dB带宽3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
3. 关于三阶截点和1dB压缩点1dB压缩点(P1dB)是输出功率的性能参数。
压缩点越高意味着输出功率越高。
P1dB是指与在很低的功率时相比增益减少1dB时的输入(或输出)功率点。
三阶截取点(IP3)是表示线性度或失真性能的参数。
3dB带宽的定义、理解dB是功率增益的单位,表示一个相对值。
当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时,可按公式10lgA/B计算。
例如:A功率比B功率大一倍,那么10lgA /B=10lg2=3dB,也就是说,A的功率比B的功率大3dB;如果A的功率为46dBm,B的功率为40dBm,则可以说,A比B大6dB;如果A天线为12dBd,B天线为14dBd,可以说A比B小2dB。
dBm是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为:10lg功率值/1mW。
例如:如果发射功率为1mW,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg1mW/1mW=0dBm;对于40W的功率,则10lg(40W/1mW)=46dBm。
3dB带宽是通过功率得出的,简单的讲就是指损耗下降3dB时对应的频率间隔,是带宽的定义,你可以把13GHz带宽示波器前端看作是一带通滤波器,若该滤波器的带宽足够高,所有信号会都进来,反之,信号的高频成分会被滤掉(衰减掉),因此您可以画一个功率/幅值vs频率曲线图,当输入一13GHz正弦波,其示波器上显示的幅值是被测对象实际幅值的70.7%左右,换算成dB值是, -3dB,换算成功率是半功率点,这就是-3dB带宽的定义。
-3dB带宽的理解-3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。
幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。
两个截止频率之间的频率范围称为通频带。
3dB带宽的定义、理解dB是功率增益的单位,表示一个相对值。
当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时,可按公式10lgA/B计算。
例如:A功率比B功率大一倍,那么10lgA/B=10lg2=3dB,也就是说,A的功率比B的功率大3d B;如果A的功率为46d B m,B的功率为40dBm,则可以说,A比B大6d B;如果A天线为12dBd,B天线为14dBd,可以说A比B小2dB。
dBm是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为:10lg功率值/1mW。
例如:如果发射功率为1mW,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg1m W/1mW =0dBm;对于40W的功率,则10lg(40W/1mW)=46dBm。
3dB带宽是通过功率得出的,简单的讲就是指损耗下降3dB时对应的频率间隔,是带宽的定义,你可以把13GHz带宽示波器前端看作是一带通滤波器,若该滤波器的带宽足够高,所有信号会都进来,反之,信号的高频成分会被滤掉(衰减掉),因此您可以画一个功率/幅值vs频率曲线图,当输入一13GHz正弦波,其示波器上显示的幅值是被测对象实际幅值的70.7%左右,换算成dB值是, -3dB,换算成功率是半功率点,这就是-3dB带宽的定义。
-3dB带宽的理解-3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。
幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
3dB--指的是比峰值功率小3d B(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
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 powerPout:Output powerIM3:3rd order intermodulation productIIP3:Input 3rd order intercept pointOIP3:Output 3rd order intercept pointG:GainP1dB:1dB compression pointA: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10~15dB。
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) (1)OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB) (2)OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +A/2 (dBc) (3)IIP3 (dBm) = Pin (dBm) +A/2 (dBc) (4)IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) – 2IIP3 (dBm) + G (dB)= 3Pout (dBm) – 2IIP3 (dBm) –2G (dB)= 3Pout (dBm) – 2OIP3 (dBm) (5)3 应用当某器件的输出信号Pout比P1dB小10dB时,A的值(OIP3一般比P1dB大10~15dB)。
根据式(3)可知,A在40~50dBc之间。
当某器件的输出信号Pout比P1dB小20dB时,A的值(OIP3一般比P1dB大10~15dB)。
根据式(3)可知,A在60~70dBc之间。
如何计算射频链路的级联特性(GAIN/NF/OP1DB/OIP3)?by Yuanzhong Deng 在十一月30, 2010Cascade(Spectrum Microwave出品)是射频工程师常用的射频链路计算软件,主要用于计算级联的Gain(增益)、NF(噪声系数)、OP1dB(输出1dB压缩点)、OIP3(输出三阶截点)。
关于通频带,3dB带宽,三阶截点和1dB压缩点,截止频率,频率范围,带宽,特征频率(中心频率),截止频率和增益(db)1、通频带通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在,在输入信号频率较低或较高时,放大倍数的数值会下降并产生相移。
通常情况下,放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。
如图所示为某放大电路的幅频特性曲线。
f1-f2之间为通频带下限截止频率fL:在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值明显下降,使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为下限截止频率fL。
上限截止频率fH:信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值也将下降,使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为上限截止频率fH。
通频带fbw:fL与fH之间形成的频带称中频段,或通频带fbw。
fbw=fH-fL或者定义为:在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
"通频带" 英文:passband; transmission bands; pass band;2、3dB带宽3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
3、关于三阶截点和1dB压缩点1dB压缩点(P1dB)是输出功率的性能参数。
压缩点越高意味着输出功率越高。
P1dB是指与在很低的功率时相比增益减少1dB时的输入(或输出)功率点。
三阶截取点(IP3)是表示线性度或失真性能的参数。
三阶交调截取点的测量摘要:在宽带无线通讯系统的设计过程,设计者们在设计放大器、混频器、变频器时,在诸多的设计指标中有一项三阶交调截取点(IP3),它是表征了线性度或失真性能的参数,本文主要介绍了三阶交调截取点(IP3)测量方法。
关键词:线性度,失真,三阶交调截取点,IP31. 引言在射频或微波多载波通讯系统中,三阶交调截取点IP3(Third-order Intercept Point)是一个衡量线性度或失真的重要指标。
交调失真对模拟微波通信来说,会产生邻近信道的串扰,对数字微波通信来说,会降低系统的频谱利用率,并使误码率恶化;因此容量越大的系统,要求IP3越高,IP3越高表示线性度越好和更少的失真。
本主要介绍了三阶交调截取点(IP3)测量方法。
2.计算三阶交调截取点IP3通常用两个输入音频测试,这里所指的音频与我们在低频电子线路的音频有区别,实际上是两个靠的比较近的射频或微波频率,由式(1)表示:当两个或多个正弦频率正好落在放大器的带宽内并通过一个非线性放大时,其输出信号将包括各种频率分量。
三阶交调分量2F1-F2,2F2-F1是非线性中三次方项产生的,由于落在带宽内,是我们主要关注的非线性产物,见图1。
图2反映了基频(一阶交调)与三阶交调增益曲线,当输入功率逐渐增加到IIP3时,基频与三阶交调增益曲线相交,对应的输出功率为OIP3。
IIP3与OIP3分别被定义为输入三阶交调载取点(Input Third-order Intercept Point)和输出三阶交调载取点(Output Third-order Intercept Point)。
3.测量方法与设备要精确的测量IP3需要谨慎遵守几个步骤,图4为测试框图,每部分的考虑和作用将影响测量精度,应尽量减少信号源和频谱分析仪产生的交调分量。
附加在射频信号源与合成器之间的隔离器可以改善并隔离射频信号源之间的交调或混合,低通滤波器可以减少射频信号源的谐波成分。
射频电路(系统)的线性指标及测量方法蒋治明1、线性指标1.1 1dB压缩点(P1dB——1dB compression point )射频电路(系统)有一个线性动态范围,在这个范围内,射频电路(系统)的输出功率随输入功率线性增加。
这种射频电路(系统)称之为线性射频电路(系统),这两个功率之比就是功率增益G。
随着输入功率的继续增大,射频电路(系统)进入非线性区,其输出功率不再随输入功率的增加而线性增加,也就是说,其输出功率低于小信号增益所预计的值。
通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点,用P1dB表示(见图1)。
典型情况下,当功率超过P1dB时,增益将迅速下降并达到一个最大的或完全饱和的输出功率,其值比P1dB大3dB~4dB。
1db压缩点愈大,说明射频电路(系统)线性动态范围愈大。
图1 输出功率随输入功率的变化曲线1.2 三阶交调截取点(IP3——3rd –order Intercept Poind)当两个正弦信号经过射频电路(系统)时,此时由于射频电路(系统)的非线性作用,会输出包括多种频率的分量,其中以三阶交调分量的功率电平最大,它是非线性中的三次项产生的。
假设两基频信号的频率分别是F1和F2,那么,三阶交调分量的频率为2F1-F2和2F2-F1。
图2是输入信号和输出信号的频谱图。
图3反映了基频(一阶交调)与三阶交调增益曲线,当输入功率逐渐增加到IIP3时,基频与三阶交调增益曲线相交,对应的输出功率为OIP3。
IIP3与OIP3分别被定义为输入三阶交调载取点(Input Third-order Intercept Point)和输出三阶交调载取点(Output Third-order Intercept Point)。
三阶交调截取点(IP3)是表示线性度或失真性能的重要参数。
IP3越高表示线性度越好和更少的失真。
图3中A 线是基频(有用的)信号输出功率随输入功率变化的曲线,B 线是三阶失真输出功率随输入功率变化的曲线。