浅谈P1dB、IP3等参数
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(d
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。
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
截止频率指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。
通常以1dB或3d 相对损耗点来标准定义。
相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准
插入损耗由于滤波器接入电路产生的电流、电压损耗叫做滤波器的插入损耗，干扰滤波器应对干扰频率的信号有尽量大的插入损耗。
测量滤波器的插入损耗应采用源和负载阻抗的比值为0.1:100（或反过来）的条件来测，这时可以得到最坏条件下的结果，也就是最保险的结果。
定义为IL=-10log(Po/Pi)
纹波指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰峰值
带内波动：带内波动指工作频段内最大最小电平之间的差值。
带内波动是指在滤波器的通带内信号上下起伏的范围，通常用dB表示。
它反映放大器的线性失真，一般要求带内波动在+/-0.5dB以内。
当超出容差范围时，相当于有强干扰，影响接收
：
衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。
理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR＞1。
对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR＜1.5：1的带宽一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。
高速通信的混频器和调制器分析
输出频谱的另一个关键部分是LO泄漏或直流偏置和载波抑制。隔离会影响混频器的这种功能，直流偏置是表示混频器不平衡的量度。此规格在I/Q调制器和解调器中特别重要。由于I/Q调制器和解调器本身就是两个混频器，因此这些混频器的部分不平衡受两个内部混频器之间的增益差或偏置差影响。
具体来讲，对于采用这些调制器和解调器的零IF系统，由于泄漏在信号带宽内，因此直流偏置（载波抑制）会降低性能。混频器输出端的直流偏置将位于LO频率，根据直流偏置的不同，如果器件内的不平衡足够高，直流偏置会影响错误（式13）。因此，如果1VRMS信号有10mV的直流偏置，则：
DSB噪声包含来自RF和镜像信号频率的噪声和信号。对于SSB噪声而言，镜像信号在理论上丢失（虽然包含了镜像噪声）。理想的SSB混频器的噪声指数是同类DSB混频器的噪声指数的两倍。
隔离
混频器中的隔离在以下端口之间指定：RF与IF；LO与IF；IF与RF以及LO与RF。隔离量度计算一个端口到另一个端口的泄漏功率。例如，要测量LO到RF的隔离，只需将一个信号施加到LO端口，然后测量RF端口的这个输入LO信号的功率。
由于滤波的复杂性和受这些杂散响应影响的频率性能的广泛性，非线性失真产物会对宽带系统产生相当大的影响。窄带应用仅受通带的失真产物的影响。采用足够的带通滤波可以有效地减少大部分有害产物。但是，如前面提到的，IMD3产物极为靠近需要的信号，因此很难过滤出这样的信号。
镜像（边带抑制）
同时影响典型混频器的接收通路和发射通路的一种信号是镜像。离输入信号的RF输入端口2IF的信号将在下变频过程中直接被转换成与需要的输入信号相同的IF。滤波和采用多个IF级和镜像抑制混频器（IRM）等方法可以最大限度地降低这种有害信号的影响。
由于输入信号（特别是LO）较高，足以导致系统性能下降，因此隔离至关重要。LO泄漏会通过干扰RF放大器或在天线端口辐射RF能量，从而干扰输入信号。LO至IF输出的泄漏会压缩接收器阵列中剩余的IF单元，引起处理错误。
关于通频带,3dB带宽,三阶截点...
关于通频带,3dB带宽,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。
放大器参数说明
放大器参数说明工作频率范围（F）：指放大器满足各级指标的工作频率范围。
放大器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。
功率增益（G）：指放大器输出功率和输入功率的比值，单位常用“dB”。
增益平坦度(ΔG)：指在一定温度下，在整个工作频率范围内，放大器增益变化的范围。
增益平坦度由下式表示（见图1）:图1ΔG=±（Gmax-Gmin）/2dBΔG：增益平坦度G max：增益——频率扫频曲线的幅度最大值三阶截点（IP3）：测量放大器的非线性特性，最简单的方法是测量1dB压缩点功率电平P1dB。
另一个颇为流行的方法是利用两个相距5到10MHz的邻近信号，当频率为f1和f2的这两个信号加到一个放大器时，该放大器的输出不仅包含了这两个信号，而且也包含了频率为mf1+nf2的互调分量（IM），这里，称m+n为互调分量的阶数。
在中等饱和电平时，通常起支配作用的是最接近基音频率的三阶分量（见图4）。
因为三阶项直到畸变十分严重的点都起着支配作用，所以常用三阶截点（IP3）来表征互调畸变（见图3）。
三阶截点是描述放大器线性程度的一个重要指标。
三阶截点功率的典型值比P1dB高10-12dB。
IP3可以通过测量IM3得到，计算公式为：IP3=P SCL+IM3/2；G min：增益——频率扫频曲线的幅度最小值噪声系数(NF)：噪声系数是指输入端信噪比与放大器输出端信噪比的比值，单位常用“dB”。
噪声系数由下式表示：NF=10lg(输入端信噪比/输出端信噪比）在放大器的噪声系数比较低（例如NF<1）的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度（T）来表示。
噪声系数与噪声温度的关系为：T=（NF-1）T0 或 NF=T/T0+1T0-绝对温度（290K）噪声系数与噪声温度的换算表(见图2)1分贝压缩点输出功率（P1dB）：放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
这种放大器称之为线性放大器，这两个功率之比就是功率增益G。
1db压缩点、3阶截点、谐波失真
1dB压缩点、3阶截点、谐波失真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。
参见图2，增益随输入功率变化的曲线。
注意当输入功率升高时增益是如何下降的。
这是因为在其最大输出功率时器件达到饱和，于是功率不能继续上升。
1dB压缩点可以在输入或输出定义。
例如，如果输出P1dB规范是+20dBm，则这个元件的输出功率约为+20dBm。
减小输出功率使之低于P1dB将减小失真。
图2. 元件(放大器或混频器)增益随输入功率变化的曲线。
由于输出达到饱和，增益在输出功率较高时将会下降。
三阶截取点(IP3)是表示线性度或失真性能的参数。
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。
图3所示为双音频IP3测试在频域的情况。
放大器的输入是两个正弦波(基波)，本例中一个在900MHz，另一个在901MHz。
放大器的输出是两个欲得到的有用信号。
因为放大器不是理想线性的，它还产生了两个三阶互调(IM3)产物。
IM3通常以dBm给出。
这里显示的IM3失真产物在频率上距离有用信号非常近，因此不能用滤波器轻易地去除它们。
为了减少三阶失真产物，必须提高IP3规范。
三阶互调产物是由放大器或混频器的非线性特性造成的对两个音频输入相互混频(或调制)的结果。
这两个IM3产物是：fIM3_1= 2 × f1 - f2, 即：900 × 2 - 901 = 899MHzfIM3_2= 2 × f2 - f1, 即：901 × 2 - 900 = 902MHz图3. 双音频IP3测试(左)。
两个输入音频(右)。
输出包含两个被放大的音频、IM3产物和谐波失真。
从数学的角度看，IP3是在基波和三阶失真输出曲线交点的理论输入功率(见图4)。
A线是基波(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。
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)
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。
增益、变频增益、相位噪声、三阶截取点、P1dB、插入损耗、输出功率、调谐增益和调谐范围
应用笔记2041理解无线数据资料规范－第1部分这篇学习材料介绍并定义了在混频器、放大器和振荡器的数据资料中用到的RF术语。
文中介绍的术语包括增益、变频增益、相位噪声、三阶截取点、P1dB、插入损耗、输出功率、调谐增益和调谐范围，文中还给出了图形和图像以阐明关键的概念。
这篇学习材料解释了一些在无线IC数据资料中出现的通用规范。
这些规范都是与放大器、混频器和振荡器有关的。
放大器和混频器的规范是基本相同的，只有很少的例外。
压控振荡器(VCO)有一套单独的规范。
图1. 放大器、混频器和VCO组成了一个简单的无线接收机放大器和混频器的通用规范增益是无线组成部件(例如放大器或混频器)中电压或功率的增加。
在数据资料中增益的规范几乎都是以dB为单位给出的。
这三个术语：增益、电压增益和功率增益通常是可以互换的。
因为当输入和输出阻抗相同时以dB为单位的电压增益和功率增益的数值是相同的。
例如，20dB增益等于10V/V的电压增益，10V/V的电压增益又等于100W/W的功率增益，这也是20dB。
电压增益和功率增益以线性尺度衡量是不同的，但是以dB为单位是相同的，因此这些术语可以互换而不会造成混乱。
变频增益是混频器或频率变换器件的规范。
它被称作变频增益是因为输入和输出的频率是不同的。
输入信号被混频变换到更低或更高的频率。
插入损耗或衰减也是一个增益的规范，只是输出值比输入值有所降低。
也就是说，输出信号的幅度小于输入信号。
输出功率是可得到的驱动一个一般为50的负载的RF功率总量。
通常以dBm 表示。
dBm是以dB表示的毫瓦的数量。
例如，250mW等于10 log10(250) = +24dBm。
这里有几个以dBm表示功率的例子，假设阻抗为50：+30dBm = 1W = 7.1V RMS0dBm = 1mW = 0.225VRMS-100dBm = 0.1pW = 2.25µV RMS1dB压缩点(P1dB)是输出功率的性能参数。
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浅谈P1dB、IP3等参数
撰稿：周波
一、内容简介
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。
Pin：
Pout
IM3
IIP3
OIP3
G：
P1dB
A：
2
Pout
OIP3
OIP3
IIP3
IM3
3
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。
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：
图2：等幅双音信号及其三阶分量关系图
在测试单个器件（或系统）的IP3时，均是在信号输入端馈入两个频差为ω2-ω1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。
现考察B1、B2与A1、A2的关系。
设
S1= A 1*COS(ω1t+φ1) （公式7）
现考察的是频率关系，不妨设φ1=0，故有
S1= A 1*COS(ω1t) （公式8）
同理可设：
S2= A 2*COS(ω2t) （公式9）
设器件（或系统）的传递函数为f （），则有:
其中C0，C1，C2，C3，1(S 3⨯3⨯2B 1B 令：K =则：1B 3(IP 还原为对数表达式可得：
）（对K IP log 10)(3⨯-= （公式17）
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。
三、Cascade 系统IP3与单个器件IP3之间的关系
为方便讨论，先以两个器件为例。
设两个器件的OIP3（输出IP3）分别为OIP3=1/K1和OIP3=1/K2，电压增
益分别为1V G ，2V G ，功率增益分别为1P G ，2P G （其归一化关系为211V P G G =；222V P G G =）。
结构如图3所
示：
M （b ）所
M G 现定义K 222221V T V G K G K K ⨯=⨯+ （公式21）
又
222V P G G = （公式22）
代入上式可得：
2221P T P G K G K K ⨯=⨯+
（公式23）
又 K IP 1)(3=真 （公式24）
上式可改写为：
T
P P IP G IP G IP 32322311=+ （公式25）
也可化简为： T
P IP IP G IP 332231111=+⨯ （公式26） 化为对数表达式可得：
)11
log(1032
2313IP G IP IP P T +⨯-=
（公式27）
3T IP。