三阶交调截取点的测量

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关于功放测试的概念

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,此时输入功率定义为输入功率的1dB压缩点。

为了防止接收机过载,从干扰基站接收的总的载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。

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。

随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，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。

为什么放大器会产生三阶交调？如果有两个频率相近的微波信号和本振一起输入到混频器,由于混频器的非线性作用,将产生三阶交调。

当两个或多个干扰信号同时加到接收机时，由于非线性的作用，这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，其中三阶互调最严重。

由此形成的干扰，称为互调干扰。

互调干扰和交调干扰一样，主要产生在高放和变频级。

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，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频谱仪1.VBW:显示带宽－在测试时能看到更宽的频率范围，如果要观测的信号更精细，则需要减少；RBW:分析带宽；比如，测试CDMA的功率，既不能太大，也不能太小，应该与信号的带宽相对应；还有测试链路噪声等，也需要对RBW有一定的要求。

小信号放大器三阶交调检验

测量
1、对被检验件、仪器、设备进行检查并按规定时间预热。
2、仪器连接与z，功率为-10dB，信号源2出频率 2480MHz，功率为-10dB。 2）频谱仪操作：按【Preset】→【FERQ】→〔中心频率〕键入 2475MHz→【SPAN】键盘键入40MHz→【BW】键，选择〔分辨力带宽自动手动〕，用旋轮减小分辨力带宽直到看到失真产物及可以看到两个信号在屏幕中央。（大约300Hz）→【Marker】 → 【Peak】，出现一个频标在最大值处→按【 Marker】→〔差值〕，出现另个频标1D，用旋轮将频标1D移到另一个频标峰值处，调整频标相对应的信号发生器输出幅度，直至幅度差值读数为零。如需要，减小视频带宽→按【 Marker】→【 Peak】出现一个频标在最大值处 →【 Marker→】→〔频标→参考〕→【 Marker】→〔差值〕出现另个频标1D→【Peak】→〔右峰值或左峰值〕，将差值频标移到信号旁失真产物峰值点上，两频标的频率和幅度差显示在频标显示区，频标幅度差即为三阶交调失真测量值，单位为dB。（大约在 2460MHz和2490 MHz处测量。因2F1- F2=2460MHz ,2F2- F1=2490 MHz）
小信号放大器三阶交调检验
什么是三阶交调？
三阶交调是三阶交调截取点IP3的简称，交调从字面上理解就是相互（两个及两个以上）影响，交调产物就是互相影响的产物。两个或两个以上频率的无线电波在非线性射频器件中传播时，或者在空中传播碰上金属物体的时候，可能产生其他频率的交调干扰信号，就像恐慌的传递一样，群鹿的惊慌传到了羊群（三阶交调），但是恐慌程度可能降低，羊群的恐慌传到小鸟（五阶交调），恐慌的程度又有所降低。在射频或微波通讯系统中，三阶交调截取点IP3是一个衡量线性度或失真的重要指标。

微波基本定义公式

1．反射系数：Γ=(Z L-Z0)/ (Z L+Z0) Z L为负载阻抗，Z0为特性阻抗反射系数可为负值，表示反射回去的为负电压。

2．驻波比：VSWR（电压驻波比）= (1+|Γ|)/(1-|Γ|)3．回波损耗：RL=-20log（|Γ|），习惯为正值，也可以为负值。

4．噪声系数：NF=10log（（Ni/Si）/（No/So））级联噪声系数：NFtotal=NF1+(NF2-1)/G1+（NF3-1）/G1*G2+...(NFn-1)/G1*...*Gn-1 5．1dB压缩点：只放大器处于饱和状态，其线性增益下降1dB时的输出功率，记为P O1dB 6．S参数：Ur1 = S11 Ui1 + S12 Ui2Ur2 = S21 Ui1 + S22 Ui2Ui1，Ui2，Ur1，Ur2：分别是端口1和端口2的归一化入射电压和反射电压S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数；7.三阶交调：标签：IP3三阶交调截取点IP3三阶交调截取点测试IP3 三阶交调截取点测试摘要：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。

本主要介绍了三阶交调截取点（IP3）测量方法。

三阶互调频率截取点测试方法__概述及解释说明

三阶互调频率截取点测试方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍三阶互调频率截取点测试方法，并对其进行解释和说明。

通过该方法可以准确测试和评估系统中的三阶互调失真发生的频率范围。

1.2 文章结构文章分为五个主要部分：引言、三阶互调频率截取点测试方法、实施步骤及注意事项、应用和案例分享以及结论。

每个部分都包含了具体的内容，方便读者快速了解主题。

1.3 目的三阶互调是无线电通信系统中常见的干扰问题，它会导致信号质量下降并影响通信效果。

因此，准确测量和确定三阶互调频率截取点对于系统性能优化和干扰抑制至关重要。

本文旨在介绍一种有效的测试方法，以帮助工程师更好地理解和解决这一问题，从而提高系统性能和用户体验。

2. 三阶互调频率截取点测试方法：2.1 定义和背景：三阶互调是无线通信系统中一个重要的非线性现象，其中两个或多个不同的信号通过设备或系统时，可能会产生新的频率分量。

为了评估系统性能并提高无线通信质量，需要对三阶互调进行测试。

而三阶互调频率截取点测试方法是一种用于确定信号在继续通过传输系统之前被严格过滤掉的频率点。

2.2 原理解释：三阶互调频率截取点测试方法基于采用特定的测量设备和技术来检测和确定信号经过设备或系统时产生的额外频率。

一般情况下，这些额外频率都是不需要的，并且可能导致干扰或降低通信质量。

该方法主要依赖于信号发生器和功率计等测试仪器。

首先，使用信号发生器生成两个或多个测试信号，并将它们输入到待测设备或系统中。

然后，在不同的输入功率水平下通过功率计来测量输出序列中所有可能产生的互调产品。

根据测量结果，可以绘制出一个功率与频率之间关系的图表。

在此图表上，我们可以观察到各个互调分量的功率水平以及它们发生的频率点。

通过分析这些数据，就可以得到三阶互调频率截取点（Third Order Intercept Point,TOI），即信号产生的第三阶非线性失真产品开始受到过滤或衰减的具体频率值。

ITU-RSM1837-1建议书-测量无线电监测接收机三阶交调截取点IP3

ITU-R SM.1837-1 建议书(08/2013)测量无线电监测接收机三阶交调截取点(IP3)电平的测试程序SM 系列频谱管理ii ITU-R SM.1837 建议书前言无线电通信部门的职责是确保卫星业务等所有无线电通信业务合理、平等、有效、经济地使用无线电频谱，不受频率范围限制地开展研究并在此基础上通过建议书。

无线电通信部门的规则和政策职能由世界或区域无线电通信大会以及无线电通信全会在研究组的支持下履行。

知识产权政策（IPR）ITU-R的IPR政策述于ITU-R第1号决议的附件1中所参引的《ITU-T/ITU-R/ISO/IEC的通用专利政策》。

专利持有人用于提交专利声明和许可声明的表格可从http://www.itu.int/ITU-R/go/patents/en获得，在此处也可获取《ITU-T/ITU-R/ISO/IEC的通用专利政策实施指南》和ITU-R专利信息数据库。

ITU-R 系列建议书（也可在线查询http://www.itu.int/publ/R-REC/en)）系列标题BO 卫星传送BR 用于制作、存档和播出的录制；电视电影BS 广播业务（声音）BT 广播业务（电视）F 固定业务M 移动、无线电定位、业余和相关卫星业务P 无线电波传播RA 射电天文RS 遥感系统S 卫星固定业务SA 空间应用和气象SF 卫星固定业务和固定业务系统间的频率共用和协调SM 频谱管理SNG 卫星新闻采集TF 时间信号和频率标准发射V 词汇和相关问题说明：该ITU-R建议书的英文版本根据ITU-R第1号决议详述的程序予以批准。

未经国际电联书面许可，不得以任何手段复制本出版物的任何部分。

ITU-R SM.1837-1 建议书1ITU-R SM.1837-1建议书测量无线电监测接收机三阶交调截取点（IP3）电平的测试程序（2007-2013年）范围本建议书是阐述确定无线电监测接收机技术参数的测试方法的系列建议书之一。

三阶交调截取点及测量方法

三阶交调截取点的测量方法1.引言在微波多载波通信系统中,诸多的测试指标中,有一项：三阶交调截取点IP3〔THIRD-ORDER INTERCEPT POINT〕,它是一个衡量器件线性度和失真性能的重要指标.在模拟微波通信中,交调失真会产生邻道信号串扰,在数字微波通信中,会降低系统的频谱利用率,使误码率恶化.容量越大的系统,对IP3的要求越高；IP3越高,表示器件的线性度越好,失真越少,因此,准确测量IP3的大小也显得由为重要.以下就着重介绍三阶交调截取点的测量方法：2.三阶交调截取点的计算当两个或多正弦信号经过放大器时,此时由于放大器的非线性作用,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,由于该频率落在频带内,是我们关注的非线性产物〔如图A所示〕.如图B所示是基频信号与三阶交调信号随输入功率的增加而产生的曲线：由图可以看出Pin逐渐增加至IIP3时,基频信号Y1与三阶交调信号Y2相交,对应的输出功率为OIP3,此时的IIP3被定义为：输出三阶交调截取点〔INPUT THIRD-ORDER INTERCEPT POINT〕OIP3被定义为输出三阶交调截取点〔OUTPUT THIRD-ORDER INTERCEPT POINT〕.如图B所示,将放大器的一阶交调〔即基频信号〕Y1的斜率用G表示,那么,三阶交调信号Y2的斜率即为3G/G,即：三阶交调信号输出功率的斜率是基频输出功率斜率的三倍.当输入功率Pin等于IIP3时,对应的基频输出功率和三阶交调信号输出功率都等于OIP3,我们要测量的三阶交调也就是在这种情况下对应的输入和输出功率电平的大小.在实际情况中,此时的输入功率和输出功率均比较大,不便于测量.因此,通常可以采取如下测量方法：如图B所示,给放大器一个输入功率P1,这时对应的输出功率为B,那么：B+A=OIP3 〔1〕又因三阶交调信号输出功率的斜率是基频输出功率斜率的三倍,因此：A=D/2 〔2〕又由图示可以看出：D=P2-P3 〔3〕将3代入2,可得：A=〔P2-P3〕/2 〔4〕将4代入1,可得：OIP3=〔P2-P3〕/2+B 〔5〕计算出OIP3后,就不难得知：IIP3=OIP3-GAIN 〔6〕3.测量设备如图C所示是IP3测试台的框图：以上框图中,两信号源建议选择谐波成分较少的仪器,如果所选仪器无法满足测试要求,可以在信号源与隔离器之间加一低通滤波器,来减小信号源的谐波成分对测试结果的影响；一般情况还可以在被测器件与频谱分析仪之间加一隔离器,来改善放大器与频谱分析仪之间的阻抗匹配.输入到频谱分析仪的功率不能太高,避免频谱分析仪所产生的非线性失真影响测试结果,一般情况频谱分析仪的输入功率应保持在0dBm以下,但如此以来,三阶交调信号输出功率值将非常的小,那么,就要求频谱分析仪要有较高的动态X围.4.举例被测器件：低噪声放大器频率X围：880~930MHz噪声系数：2.2dB.回波损耗：>18 dB.增益： 20 dB.电源： +12V,250mA.设备：信号源：HP8648B频谱仪：Agilent8560EC电源： HP3631A.测量步骤:A、按图B所示连接好测试台.B、将两信号源调节频率到带内两相临频率,如F1=901MHz；F2=902MHzC、设置频谱仪的衰减电平为10 dB,参考电平为0 dB,X围〔SPAN〕：5MHz,中心频率为：901.5MHz.D、将稳压电源调节到：DC12V.E、打开稳压电源,分别打开信号源,微调信号源,使得放大器的输出均为-7 dBm.F、同时打开两信号源,此时可以同时在频谱分析仪上看到基频信号和三阶交调信号.G、按PEAK SEARCH 键,MARKER点会搜索到基频信号峰值点上.然后按下MARKERDELTA,再按下NEXT LIFT 或 NEXT RIGHT键〔具体按键依据MARKER点的位置所定〕,此时,可以从频谱分析仪上直接读出MARKER DELTA〔即：图B所示D的值〕.H、由式5和式6计算出OIP3和IIP3的值.假设：从频谱仪上读到MARKER DELTA 的值为70.那么：该放大器的 OIP3=70/2+〔-7〕=28dBm.IIP3=28-20=8dBm.。

三阶互调截取点测量提示和技巧

三阶互调截取点测量提示和技巧确保下一个高线性度IP3 测量的精度工程师们常常需要进行三阶互调截取点（IP3）测量来更好地了解被测器件的线性度。

在大功率水平下进行IP3 测量（+40 dBm 或更高）是最困难的测量任务之一。

其中一个原因是：为了实现精确的测量，信号源和信号分析仪的三阶失真分量必须低于被测器件（DUT）所产生的失真分量（最好低于20 dB）。

鉴于高线性度IP3 测量的难度，下述技术可以帮助您确保测量精度。

在进行IP3 测量时，您可以从产生高线性度双音源开始。

虽然多音模式矢量信号发生器也可以产生双音信号，然而对于要求最严格的IP3 测量来说，此解决方案通常没有足够好的防失真性能。

产生干净的双音信号的最佳方法是使用两个信号发生器并用合成器将其合成。

这里，信号源隔离是IP3 测量获得成功的关键。

如果没有足够好的信号源隔离，那么其中一个源发出的FR 能量会泄漏到另一个源中。

信号源隔离的重要性您可以采用若干种方法合成两个信号源的信号，产生达到IP3 测量要求的隔离。

一个明显要求是选择具有最佳端口-端口隔离的合成器。

一般来说，纯粹电阻性分路器/合成器仅能实现6-12 dB 的隔离。

与此对照，Wilkinson 功率合成器常常能够实现最优隔离通常达到20 dB 或更低。

除了正确选择功率合成器之外，您还可以对两个信号源进行隔离。

一种最简单的方法是使用隔离器或者定向耦合器。

耦合器和隔离器通常提供30 dB 或更高的方向性。

除了Wilkinson 功率合成器之外，两个信号源均采用定向耦合器的配置还使信号源之间的隔离优于50 dB。

在获得正确配置的双音源信号之后，下一步是分析激励信号的互调分量，以验证互调失真（IMD）是否足够低。

在使用RF 信号分析仪时，挤出动态范围。

二阶截断点、三阶截断点

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。

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。

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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，IP3
1. 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。

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。

附加在被测放大器与频谱分析之间的隔离器可以改善与频谱分析仪的阻抗匹配，低通滤波器可以减少由被测放大器产生的谐波分量。

输出到频谱分析仪的信号功率不能太高，避免由频谱分析仪产生的非线性失真，对此要求射频信号源的输出功率要小，由图2可以看出，三阶交调输出功率（图中的b点）比一阶交调输出功率（图中的a点）要小很多倍，那么对测量的频谱分析仪的要求需要有高的动态范围。

综合以上的考虑后，需要谨慎遵守以下测量步骤：
[1] 按照图4测试框连接好设备；
[2] 设置射频信号源F1的频率和输出功率；
[3] 设置射频信号源F2的频率和输出功率；
[4] 设置频谱分析仪衰减电平、参考电平、中心频率、范围（SPAN）、分辨率等参数；
[5] 提供符合被测放大器的工作条件（电压，电流）；
[6] 调整射频信号源的输出功率并在频谱分析仪测得F1或F2的输出功率，此为a点的值并记录（比如-10dBm）；
[7] 调整频谱分析仪测得2F1-F2或2F2-F1的输出功率并记录，此为b点的值；
[8] 用（5）和（6）公式计算出OIP3和IIP3。