RF技术探究:相互调变失真的测量方法

2011-06-03 20:07:11来源: 互联网

  在发射(Tx)路径上的相互调变失真是附加在高功率之中,它的特性很重要。由于在发射路径上一般都没有主动组件存在,因此它的相互调变失真特性被称为“被动的相互调变失真(passive IMD;PIMD)”。当设计一个无线通信电路时,PIMD在每一个功能单元中的变化不大,所以,在研发阶段就会先测量PIMD。

  双音调相互调变测试

  测量IMD最方便的方法是,将两个功率相等的信号组合在一起[*故被称为“双音调”(two-tone)],并彼此保持一定的频率间隔,输入至待测物(device under test;DUT)的输入端。若以频谱分析仪测量,DUT的输出频谱将和附图1类似,其中,两个最大信号是被放大的载波信号;其它较小的信号分列在载波两边,分别是第3、5、7阶(order)相互调变乘积(product)。所有信号之间的频率间隔是相等的。

  下列是10个有用的测量参数:

  ●载波(C):这是载波信号的功率,单位是dBm。它和Pout参数类似,不过,C是使用频谱分析仪来测量,Pout是使用功率表(power meter)、并只输入一个射频信号来测量。

  ●第3阶相互调变乘积(I3):这是寄生的第3阶相互调变信号之功率,单位是dBm,使用频谱分析仪来测量。

  ●载波对第3阶相互调变的比率(C/I3):这是载波功率对寄生的第3阶相互调变信号功率之比率值,单位是dB。

  ●第3阶拦截点(IP3):这是待测物的最佳指针,单位是dBm。此值通常会随着频率微调(tuning)而改变。

  ●第5阶相互调变乘积(I5):与第3阶相互调变乘积类似。

  ●载波对第5阶相互调变的比率(C/I5):与载波对第3阶相互调变的比率类似。

  ●第5阶拦截点(IP5):与第3阶拦截点类似。

  ●第7阶相互调变乘积(I7):与第3阶相互调变乘积类似。

  ●载波对第7阶相互调变的比率(C/I7):与载波对第3阶相互调变的比率类似。

  ●第7阶拦截点(IP7):与第3阶拦截点类似。

  第3阶拦截点

  一个装置或系统的非线性转换函数(transfer function)可以利用一个“泰勒级数(Taylor series)”来表示:

  第3阶相互调变信号,是来自于上列的f(x)级数展开式的第3阶项,因此称为“第3阶相互调变乘积”。第3阶的输入功率会较载波的输入功率快速增加。单位dBm表示“第3阶相互调变乘积”是一个对数函数,在数学上是取比率相对值。其实,第3阶相互调变信号功率的增加速度是载波信号功率的3倍。

  。如果“C对Pin”和“I对Pin”的线性部份之曲线能够向外延伸,所交叉的点就称作“第3阶拦截点(intercept point)”。不过,IP3是一个理论值,在实际设计上是无法达到的,因为这两个曲线在到达IP3之前就已经饱和了(斜率趋近于0,变成水平线了)。通常IP3是被当成射频装置的“优化函式”(merit function)。大多数的电路设计程序,其实应被称为“最佳化程序”,由设计者决定哪些地方应当被最佳化、且要最佳化到什么程度?如此所得到的结果,就被称为“最佳化函数”。

  如果理论上,假定3:1的斜率差,则IP3可以仅从一个功率准位计算出来。如果完成功率扫描(power sweep),得出图形,则在线性区域所求出的IP3将是固定的(当然3:1的斜率假设必须是正确的)。当载波和相互调变信号饱和时,IP3的值通常会下降,这就表示相互调变功率的测量结果将是错误的。在较低的功率准位,当达到频谱分析仪的噪声下限时,IP3将会开始改变,这也表示测量将有错误产生。因此,正确的测量值应该在IP3维持不变下的功率范围内。

  理论上,IP3并不是功率准位的函数。然而,在低功率准位时,它的动态(线性)区域被频谱分析仪的噪声下限所限制;在高功率准位时,由于待测物的饱和,或频谱分析仪的相互调变,也会限制它的动态区域。因此,若将IP3当成是功率的函数,将可以提供一个能够确保测量结果正确的好方法 。

关键字:技术

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0603/article_2589.html
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