射频集成电路测试技术研究-S参数-P1db-OIP3
射频集成电路测试技术研究
摘要:射频集成电路(RFIC)是无线通信、雷达等电子系统中非常关键的器件,由于其高频特点,准确评估RFIC的性能具
有相当的难度。本文以射频低噪声放大器(LNA)为例,运用微波理论,分析了RFIC典型参数,如S参数、带宽、P1dB、OIP3
以及噪声系数等的测试原理和测试方法,并对影响RFIC性能测试的主要因素进行了分析。最后,给出了一种LNA电路的测试
结果。
关键词:射频集成电路;低噪声放大器;微带线;阻抗匹配;集成电路测试
引言
射频集成电路(RF IC)已广泛应用于无线通信、雷达等电子系统中的发射机和接收机中。由于RF IC工作频率高,对RF IC的
性能进行准确的评估,具有相当的难度。它要求工程师不但要具备专业的高频电子线路知识,更重要的是,还必须具有丰富的高
频调试经验。目前,国外已有成熟的RF IC测试仪器和测试设备,但是,在国内基本上还是一片空白。因此,对RF IC的测试理
论和测试方法,以及测试中的影响因素进行研究,具有重要的实践意义。本文以一种LNA电路为例,研究了RF IC典型参数的测
试原理和测试方法,并分析了影响RF IC测试的主要因素。
表征RF IC的典型参数
表征RF IC的典型参数有:增益G(S21)、增益带宽、回波损耗S11和S22、反向隔离S12、1dB压缩点P1dB，输出三阶互调
节点OIP3和噪声系数NF等。其中,S参数(S11、S12、S21、S22)表征该RF IC的增益和匹配情况;P1dB和OIP3表征RF IC
的线性度;NF表征RF IC的抗干扰能力。在实际测试中,不同类别的RF IC可能还有一些其他表征参数,但其测试基本相同,
本文不再赘述。
PCB布线理论
根据微波理论,在频率进入RF频段以后,传输线用微带线比较容易实现。为了使器件具有最大的功率输出,要求输入、输出必须
共轭匹配。即输入必须是50欧姆微带线与信号源匹配,输出是50欧姆与输出负载匹配,这样能达到最佳的传输效果。在实际
的测试系统中,电源的偏置部分要注意电容滤波和电感值的选取。
微带线由介质基片一边的导体带和基片另一边的接地板构成。图1是一种微带线结构。图中,h表示基板的厚度,t是铜铂的厚
度,Er为基板的介电常数。微带线的厚度t与基板厚度h相比可以忽略(t/h<01005)。
图1微带线结构
在微带线中,传输的主模是准TEM波。其高次波型是波导波型和表面波型。由于介质基片有吸引磁场的能力,故电磁场在介质
表面以外随微带高度h呈指数规律很快衰减。为了抑制微带线的高次波,应适当选择微带的尺寸和材料,同时,避免和表面波产
生强耦合。另外,为了减小场的衰减,应使用介电常数大而合适的介质基板。微带线的计算如下:
当w/h<1时,特性阻抗Z0:
式中,
当w/h>1时,特性阻抗Z0:
式中,
假定微带线无限薄,如果w/h≤2,那么
式中,
由此,可以反算出50Ω微带线的准确宽度。 如果w/h≥2,那么
在实际的工程中,假设微带线的厚度为0是不正确的,因此,必须对前面的微带线宽度进行修正。铜带非零厚度的影响近似为导
体有效宽度weff的增加,因此,将有更多的边缘场产生。weff近似为微带线的有效宽度。
式中,t是导体的实际厚度,如果
由此,可以计算出微带线的真正阻抗值,在工程中也是可以实
现的。
PCB布线过程中,根据不同的截止频率,其微带线的宽度略有差异,需根据实际要求选取。另外,在PCB焊接过程中,要注意焊锡
的控制,不要让其他的介质附着在微带线上,以免影响其性能。
典型参数测试原理及测试方法
S参数
在射频和微波频段用得最多的就是S参数。S参数也称散射参数,表示事物分散为不同的分量,散参数就是描述其分散的程度和
分量的大小。在电子系统中,它有两个分量:入射波和反射波,因此,S参数是基于入射波和反射波之间关系的参数。S参数在射
频段很容易测量,特别适合于微波段的系统设计和测量。
图2是RF IC的S参数测试方案。通过网络分析仪的双端口,将RF IC的输入、输出联系起来,直接通过网络分析仪,读取该
器件的S参数以及器件的带宽。在实际测试以前,应当注意网络分析仪的扫频范围,输入功率的衰减是否正确。然后,用直通、
开路、短路和50Ω负载校准。
图2S参数测试方法
P1dB压缩点
P1dB压缩点表征了RFIC在线性工作区的最大输出功率。P1dB的测试方法同S参数测试方法(图2),同样使用网络分析仪进
行测试。通过功率校准以后,固定几个频率点,在设置的功率范围类扫描功率。放大器的增益比其小信号增益小1dB时的输出
功率就是P1dB。
OIP3三阶截取点
OIP3定义为三阶互调功率达到和基波功率相等的点,此点对应的输入功率表示为IIP3,对应的输出功率表示为OIP3(一般在
放大器中常用OIP3做参考,在混频器中常用IIP3做参考),通过它们来说明三阶互调失真的程度。测试方法如下:
用2个靠得比较近的射频或微波频率作为输入,表示为
Vi(t)=Acos(2Pf1)+Acos(2Pf2)(1)
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,如图3所示。
图3三阶互调产生过程
OIP3不是直接测试出来的,它是通过计算得出的。OIP3的测试和计算方法如图4所示。
图4OIP3测试及计算方法
图5是OIP3的测试原理图。需要注意的是,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。为
此,要求射频信号源的输出功率要小。由图4可以看出,三阶交调输出功率比一阶交调输出功率要小很多倍,因此,测量的频谱分
析仪需要有较高的动态范围。
图5OIP3测试原理框图
噪声系数
噪声系数NF是系统的输入信噪功率比(SNR)i= Pi/Ni 与输出信噪功率比(SNR )0= P0/N0的比值:
可见,噪声系数表征了信号通过系统后,系统内部噪声造成信噪比恶化的程度。噪声系数常用分贝表示:
NF(dB)=10lgF
NF的具体测试及连接如图6所示。
图6噪声系数NF的测试
测试结果
根据上述测试理论和方法,测试了一种LNA电路,使用的PCB板材是聚四氟乙烯,介电常数2.95,板厚0.80mm。计算出微带
线的宽度是1.84mm。测试原理和PCB板示意图如图7和图8所示。
图7EC1019测试原理图
图8EC1019测试PCB示意图
图9EC1019从DC至6GHz带宽下的增益曲线图
图9是所测试的LNA电路从DC至6GHz带宽下的增益曲线图。实际测试结果如下:增益带宽DC～6GHz; f=1GHz时,P1dB=1819dBm,G=1815dB;
f=2GHz时,P1dB=1913dBm,G=1615dB;
f=3GHz时,P1dB=17dBm,G=1414dB;
f=1GHz时,OIP3=33dBm;
f=2GHz,NF=517dB。
厂家指标如下:
增益带宽DC～6GHz; f=1GHz时,P1dB=19dBm,G=1815dB;
f=2GHz时,P1dB=1915dBm,G=1615dB;
f=3GHz时,P1dB=1715dBm,G=1415dB;
f=1GHz时,OIP3=34dBm;
f=2GHz,NF=515dB。
测试结果表明,所采用的测试方法是可行的。
结论
本文运用微波理论,分析了RF IC典型参数的测试原理和测试方法,并分析了PCB布线中的重要影响因素。根据RF IC测试原
理和测试方法,测试了一种LNA电路。结果表明,所采用的测试方法是可行的。RF IC种类较多,其典型参数的测试原理和测试
方法基本相似。但RF IC中各个类别,如LNA、混频器、MOD等,其表征参数并不完全相同,在测试分析时必须加以注意。另
外,本文仅仅作了一种研究测试,对于RF IC而言,其生产测试也是业界面临的挑战。
基于ATE的高速DAC射频参数SFDR测试技术优化
现代电子技术Modern Electronics TechniqueJan. 2024Vol. 47 No. 22024年1月15日第47卷第2期
0 引 言
数模转换器（Digital to Analog Converter, DAC）是
一种将输入的数字信号按照一定的规则转换成相应的
模拟信号的电路，广泛应用于计算机、数字通信、自动控
制、数字信号处理和多媒体等领域[1‐3]。DAC属于数模
混合电路，相较于单纯的数字电路或模拟电路，测试条
件更为复杂，测试难度更加突出。对DAC电路进行测
试，既需要应对高速变化的数字信号，又需要采集高质
量的模拟信息，测试所需信号的稳定性、精确度及抗干
扰能力远高于单纯的数字或模拟电路[4‐5]。测试所用的集成电路自动测试设备（ATE）是一款可扩展型平台，融
合了数字测试、模拟测试和射频测试等资源，能够满足
高速DAC测试的需求[6‐7]。
本文以一款高速数模转换器电路DACXX为测试对
象，介绍了DAC电路的工作原理和测试方法；然后通过
优化DAC数据码、改进ATE测试板卡PCB等方法，优化
了测试指标，使得SFDR等高频DAC动态类参数指标接
近或达到实装测试值，从而提高ATE机台上测试高速DAC射频参数的可靠性。
1 电路介绍
DACXX是一款低功耗、高动态范围的四通道16位
数模转换器（DAC），采样率高达1.25 GSPS。如图1所DOI：10.16652/j.issn.1004‐373x.2024.02.004
引用格式：沈锺杰，张一圣，孔锐，等.基于ATE的高速DAC射频参数SFDR测试技术优化[J].现代电子技术，2024，47（2）：16‐20.
基于ATE的高速DAC射频参数SFDR测试技术优化
沈锺杰， 张一圣， 孔 锐， 王建超
（中国电子科技集团公司 第五十八研究所， 江苏 无锡 214035）
摘 要： 利用集成电路自动测试设备（ATE）测试高速DAC射频参数时，由于ATE测试板PCB走线较长、损耗较大以及机台提供的信号抖动比实装大等原因，导致ATE上高速DAC射频参数测试指标低于实装测试值。为此，文中介绍DAC电路的工作原理和测试方法；其次为解决上述问题，对测试码的生成以及PCB的布局等进行一系列改进，并将改进前后的测试值与典型值进行对比。结果表明，改进措施成效显著，大大优化了高速DAC射频参数的测试指标，使得SFDR等高频DAC动态类参数指标接近或达到实装测试值。关键词： 集成电路； 自动测试设备（ATE）； 高速数模转换器； 射频参数； SFDR参数； 测试码； PCB测试板中图分类号： TN407‐34 文献标识码： A 文章编号： 1004‐373X（2024）02‐0016‐05
OIP3与IIP3测量
OIP3与IIP3测量
TOIP3和IIP3的测量
1 简介 (1)
2 测量TOIP3 和IIP3 (2)
3 例⼦ (2)
3.1 仪表 (2)
3.2 测量步骤 (2)
1 简介
图1
图1表明。⼀个放⼤器或系统的增益G⽤⼀阶互调的斜率表⽰，那么三阶互调线的斜率是3G。换句话说，三阶互调输出功率电平是⼀阶互调输出功率电平的3倍。描述这两种情况的⽅程式是：（以下公式的单位都是dB）
然后，对输出三阶截⽌点TOIP3，有：
把公式3代⼊公式1得到TOIP3：
输⼊三阶截⽌点IIP3为：
在上式中，a和b分别表⽰⼀阶输出功率电平的测量值和三阶输出电平的测量值。假定每个频率的输出功率电平设为0dBm，那么⽅程式4和5就化简为：
和2 测量TOIP
3 和IIP3测量IM3的⽅法图⽰在图2。两个信号源⽤于产⽣两个不同频率的信号。分别通过各⾃的隔离器然后连接到同⼀个合路器。最后偶合到⼀个低噪声放⼤器DUT中，⼀个频谱仪⽤于测量输出功率和三阶互调。
隔离器的作⽤是防⽌2个信号源相互之间产⽣互调。隔离器还必须有带通滤波的作⽤。调节每个信号源的的电平，使放⼤器输出的两个频率的功率相等。
频谱仪的内部衰减应该要⽐每个频率的输出功率⾄少⼤30 dB以上，防⽌频谱仪因为输⼊信号过⼤⽽⾃⾝产⽣的过载和失真。
图2：测量IM3的⽅法3 例⼦
3.1 仪表
被测试的低噪声放⼤器：WA08-3465 它的技术参数为：
频率范围: 820 MHz ~930 MHz
噪声系数: 1.0 dB
输出三阶截⽌点: 65 dBm
增益: 34 dB
回波损耗: >16 dB
输出功率: 30 dBm
电源: +8 V, 650 mA
两个信号源的型号: HP8648B
频谱仪: HP8594E
隔离器+ 合路器: WIC08-30A (WanTcom, Inc.)
电源: HP3631A3.2 测量步骤
●把第⼀个信号发⽣器调节到894MHz，输出电平为-15dBm。
●把第⼆个信号发⽣器调节到895MHz，输出电平为-15dBm。
Pin-1dB与IIP3 的关系
Compound Semiconductor Device&Circuit Dept. IME-CAS
1 chen.gaopeng@ 1indBP
−与
3IIP的关系
陈高鹏
整篇分析基于一个基本假设：PA的非线性可以用三阶幂级数来表征，高阶非线性可以
忽略。即，PA的输入输出关系可以表示为：
23
123oiiivavavav=++ (1.1)
其中，iv和ov分别为PA输入和输出信号电压。
当PA的输入信号iv为单音信号时，()cos()
ivtvtω=，输出信号为：
[]()23
123
23
123
2323
21323()[cos()][cos()][cos()]
11
cos()1cos(2)3cos()cos3
24
1311
()cos()cos(2)cos(3)
2424ovtavtavtavt
avtavtavtt
avavavtavtavtωωω
ωωωω
ωωω=⋅+⋅+⋅
=⋅+⋅++⋅+⎡⎤⎣⎦
=++⋅+⋅+⋅ (1.2)
从上式可以看到，由于PA非线性的影响，输出信号中除了有基频信号（ω）之外，还产生
了直流分量和二次、三次谐波分量（2ω、3ω）。各分量的系数可以用小表总结：
1av 2
2av 3
3av
DC 12
ω 1 34
2ω 12
3ω 14
当PA的输入信号为双音信号时，
Compound Semiconductor Device&Circuit Dept. IME-CAS
2 chen.gaopeng@
112
2
212
3
312
2
2
33
131132
222
2122212
3
312()[cos()cos()]
[cos()cos()]
[cos()cos()]
99
()cos()()cos()
44
11
cos(2)cos(2)cos()
22
33
cos(2)
4ovtavtvt
avtvt
avtvt
av
avavtavavt
avtavtavt
avωω
ωω
ωω
ωω
ωωωω
ωω=+
射频集成电路设计 pdf
射频集成电路设计 pdf
1. 介绍
射频集成电路是一种将射频电路设计和集成到同一芯片上的技术，
可以实现小型化、高度集成和低功耗的电路设计。在现代通信和雷达
技术中，射频集成电路扮演着重要的角色。本文将详细探讨射频集成
电路的设计过程。
2. 射频电路的基础知识
在设计射频集成电路之前，需要具备一定的射频电路基础知识。
首先，我们需要了解射频信号和直流信号的区别和特点。另外，需要
了解各类传输线、耦合器和滤波器的基本原理和应用场景。同时，需
要掌握常见的射频元器件，例如晶体振荡器、功放器、混频器等。
3. 射频集成电路设计的流程
射频集成电路设计需要遵循以下流程：
3.1 系统需求分析
首先需要明确系统的需求，例如带宽、灵敏度、动态范围等。同
时，也需要确定使用的工艺和器件。
3.2 电路拓扑设计
在确定系统需求后，需要设计电路的拓扑结构。这包括各类传输
线、匹配电路、滤波器、调制器等。在设计过程中需要考虑信号的损
耗、噪声和干扰等因素。 3.3 元器件选型
在确定电路拓扑之后，需要选取合适的元器件。在选型时需要考
虑元器件的性能参数、封装形式和可用性等因素。
3.4 电路布局与布线
在选取元器件之后，需要进行电路布局与布线。在布局时需要考
虑元器件之间的距离、耦合和阻抗匹配等因素。同时，需要进行电路
的模拟分析以确保设计的正确性。
3.5 电路调试与测试
在设计完成后需要进行电路调试与测试。在调试过程中需要检查
信号的频率、幅度、相位和稳定性等参数，以确保电路的正常工作。
4. 总结
射频集成电路设计是一项复杂的任务，需要掌握射频电路基础知
识和相关设计技能。设计者需要进行细致的设计、布局和调试工作，
以确保电路的质量和性能。
射频中常见指标介绍
射频中常见指标介绍 1 / 8
1. 功率，功率电平，最大输出功率
在射频通讯电路中，数字信号传输的是状态，而射频信号传输的是能量，我
们一般不用电压或电流描绘信号，而是用功率电平来描绘，单位用分贝（ dB）来表示。
电平指的信号的电流、电压或许功率与某一基准值的比值取对数。功率电平与功率 ( 瓦特 ) 的变换以下：
增益即放大倍数。正整数换算成分贝值的计算公式以下：
一个零件的 ALC功率就是它的最大输出功率。
最大输出功率指的是增益为最大时，知足系统其余全部指标要求时，系统所能达到的最大功率电平。
2. 带内颠簸
带内颠簸又称增益平展度， 指有效频带内或信道内最大增益与最小增益的差值。 电路中的滤波模块、功能模块的般配都会影响整个链路的颠簸。
3. 峰均比
峰均比（ PAR）定义为某个概率下的峰值功率与均匀功率的比。计算公式以下：
Prms 均匀功率：系统的实质输出功率。
Ppeak 峰值功率：以某种概率出现的冲激刹时价。
从时域察看，经过调制此后，信号的包络变化并不是恒定的，信号的刹时功率也并不是恒定，出现的概率也不尽同样。
各样概率下的峰均比曲线就形成了 CCDF曲线（互补积分曲线），下列图所示 Aglient 仪器上的 CCDF曲线，从上边能够读出各样概率下的峰均比。我们常看的是 0.01%概率下的峰均比。 射频中常见指标介绍 2 / 8
峰均比一般用来评论非理想线性的影响。峰均比越大，应用同样非线性器件需要的功率回就退越多。
4. 1dB 压缩点
1dB 压缩点，定义为增益压缩 1dB 时，输入或输出的功率值。增益压缩 1dB 时的输入电平称为输入 1dB 压缩点，此时的输出电平称为输出 1dB压缩点，又称
为 P-1。
下列图特别形象的描绘了 1dB压缩点的观点， 横轴为输入功率 Pout，纵轴为输出功率 Pin ，那么坐标平面的曲线表示的是增益曲线（ dB）。理想的增益曲线
功率回退技术
功率回退技术
1dB压缩点(P1dB)
在小信号区域，放大器的输出和输入呈线性关系。当输入功率增加时，输出功率逐渐接近非线性区，1dB压缩点被定义为放大器的增益比小信号增益低1dB时的输出功率，或说是被压缩1dB时的输出功率P1dB。通常将1dB压缩点作为一个放大器的线性区和非线性区的分界点。
图1 1dB压缩点
三次交调截取点(IP3)
在射频或微波多载波通讯系统中，三阶交调截取点OIP3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，会产生临近信道的串扰，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低频电子线路的音频没有区别，实际上是两个靠的比较近的射频或微波频率。 图2 放大器的输出功率和互调分量岁输入功率的变化
如放大器，基频是1:1增长，3rd是3:1增长，IP3点就是3rd信号影响超过基频的点。
从图2 中可以发现输出电平按照1:1的斜率随输入信号电平变化，而三阶互调失真则按照3:1的斜率变化。虽然输出和三阶互调都会在某个电平上饱和，但将二条曲线的线性区分延长并获得相交点，这个交点对应X轴和Y轴的读数分别被称为输入和输出三次截断点IP3；而二者之差即为放大器的小信号增益，如输入IP3为5dBm，输出IP3为50dBm，则放大器增益为45dB。
功率放大器的线性化技术主要有：功率回退法、负反馈法、预失真法、前馈法。
功率回退法：
功率回退法就是把功率放大器的输入功率从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。)向后回退6-10dB，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。一般情况，当基波功率降低1dB时，三阶交调失真改善2dB。 A类放大器具有良好的线性放大性能，一般来讲，A类放大器在1dB压缩点输出时，三阶交调系数约为-23.7dBc(一般取-20dBc)。
集成电路测试技术研究
集成电路测试技术研究
1.引言
集成电路（Integrated Circuit，简称IC）被广泛应用于电子、计算机、通信等领域中。在IC的产业链中，测试技术一直是电子公司最为核心、最具技术含量的环节之一。IC测试技术的发展和完善对提高生产效率，降低成本具有重要意义。本文旨在探究集成电路测试技术的一些研究方向和进展，以及其意义和前景。
2. 集成电路测试技术的意义
集成电路测试技术主要通过对IC功能、性能、制程参数、寿命等进行标准化、自动化检验的手段，从而保证IC良品率、缩短IC试产周期和提高制造工艺流程。同时可以为后续的产品维护、故障分析等提供重要的技术支持。简单地说，测试技术是IC制造质量的保证，是产品竞争力的体现。
3. 集成电路测试技术的进展
3.1 无刷测试技术
传统的测试方案通常采用测试刷（Test Vector）来确定IC功能测试流程并验证是否能正常工作。无刷测试技术的出现可以大大简化试验期间的繁琐流程，减少测试时间和成本，提高测试的可靠性。其主要原理是将测试模式与实际工作模式进行分离。测试期间，将提前打入集成电路内的特定模式点触发，从而测试完整电路的工作状态，达到一次性测试多个功能的目的。
3.2 光测技术
IC测试最基本的就是电特性测试，如电压、电流等物理量的测量。光测技术主要使用激光器光化学释放和掩膜制氧化物厚度排除电测试点进行集成电路光掩膜特性来进行测试的技术。其主要原理是集成电路内部的硅芯片透过激光器产生的激光，形成电荷，并可实现非接触、高精度、高速的缺陷检测。
3.3 多物理场测试技术
在IC制造中，可能会受到多种物理场的作用，如电场、热场、辐射场等，这些对IC的性能和可靠性有着直接的影响。多物理场测试技术就是将多种物理场有效结合起来，基于模拟半导体器件集成电路的真实工作场景，对器件进行测试研究，以提高器件可靠性和性能。
4. 集成电路测试技术的前景
随着集成电路制造工艺以及芯片规模的不断发展，集成电路测试技术所涉及的测试量、测试难度和测试效率呈现出了不断增长的趋势。在此背景下，新的测试技术的研究和开发已经成为发展的必然趋势。 总之，集成电路测试技术一直是集成电路产业链中不可或缺的重要环节。其在保障集成电路良品率、提高制造工艺、缩短产品试产周期等方面发挥的作用是非常重要的。对集成电路测试技术的不断研究和完善，将有助于促进集成电路产业的持续发展。
常用射频指标测试大纲
本文格式为Word版，下载可任意编辑
第 1 页 共 12 页 常用射频指标测试大纲
常用射频指标
测试大纲
通信对抗
2015/10/30
Ver. 1.0
目录
目录1
1.1dB压缩点（P1dB） (1)
1.1基本概念 (1)
1.2测量方法 (1)
2.三阶交调（IP3） (2)
2.1基本概念 (2)
2.2测量方法 (3) 3.三阶互调（IM3） (4)
3.1基本概念 (4)
3.2测量方法 (5)
3.2.1直接测量 (5)
3.2.2间接法 (5)
4.噪声系数（NF） (5)
4.1基本概念 (5)
4.2测量方法 (6)
4.2.1使用噪声系数测试仪 (6)
4.2.2增益法 (6)
4.2.3Y因数法 (8)
4.2.4测量方法小结 (10)
5.灵敏度 (10)
5.1基本概念 (10) 本文格式为Word版，下载可任意编辑
第 2 页 共 12 页 5.2测量方法 (11)
5.2.1间接法-噪声系数法测量 (11)
5.2.2直接法-临界灵敏度测量 (11)
6.镜频抑制 (11)
6.1基本概念 (11)
6.2测量方法 (12)
7.相位噪声 (13)
7.1基本概念 (13)
7.2测量方法 (13)
7.2.1基于频谱仪的相位噪声测试方法 (13)
1.1dB压缩点（P1dB）
1.1基本概念
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，即输出功率P out– P in = G，输出信号的功率步进等于输入信号的功率步进ΔP out = ΔP in，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。
浅谈P1dB、IP3等参数
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。
G(dB)IM3(dBm)P1dB(dBm)OIP3(dBm)IIP3(dBm)A(dBc)图中，蓝色线表示基波成分，绿色线表示三阶交调成分。Pout(dBm)Pin(dBm)Slope=1Slope=3
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 intercept point；
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) （公式1）
OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB) （公式2）
1dBM 压缩点的研究P-1与IP3
P-1是放大器1dB压缩点的功率，从此功率回退就逐渐进入线性区！
如果手册中未给出P-1，但给出了IP3，则IP3（dBm）-12dB=P-1(dBm)
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的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，必需提高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, i.e. 900 2 - 901 = 899MHz
fIM3_2 = 2 f2 - f1, i.e. 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