三阶交调

作者：桂。

时间：2018-03-26  23:18:58

链接：http://www.cnblogs.com/xingshansi/p/8654795.html 

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前言

　　接收机中，人们总希望同时获得高灵敏度和大动态范围，遗憾的是，在接收机中增益越高（灵敏度越高）则三阶截点越低（动态范围越小），结果是：高灵敏度就意味着小动态范围，本文主要从原理上分析这一特性。

一、1dB压缩点

1分贝压缩输出功率（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。放大器工作在线性范围内

Pout = Gain_linear * Pin

因为线性，所以Gain_linear是常数。随着输入功率的继续增加，放大器进入非线性区，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。放大器工作在非线性范围

Pout < Gain_linear * Pin

Pout = Gain_nonlinear * Pin

线性增益大于非线性增益，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。
定义：P₁dB是当Gain_nonlinear= Gain_linear - 1dB时的放大器输入功率。
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3-4dB。放大器工作在线性区，不会产生相应谐波分量，一旦进入非线性区域，则由于非线性作用产生谐波分量，这里的三阶交调也由此产生。

 二、三阶交调

　　A-现象描述

图中（3）即为三阶交调，之所以单独考虑三阶交调，是因为三阶交调距离真实信号非常近，难以通过滤波的方式去除，因此对信号的影响最大。

　　B-理论推导

 

 

三、三阶交调与无杂散动态范围（SFDR）理论推导

 结论：

     10*log10 ( IIP3/P_1dB ) = 9.64dB

故三阶截点可以具有1dB压缩点相似的性质，可以表征线性工作的范围，进而表征双音无虚假动态。动态是频率的函数，对于特定的频率，1dB压缩点由器件自身物理特性（非线性特性）表征，即：输入信号功率的上界由器件自身特性决定。

     三阶截点是一个与输入无关的常数，因此三阶截点是衡量接收机非线性的一个十分有用的测量值。

 参考

• 《接收机线性动态范围的分析与设计》，宋里瑾-中国空空导弹研究院
• 《一种大动态范围射频接收机的设计》，汪玉平-中国西南电子技术研究所
• 《接收机三阶互调失真影响的分析》，陈军-南京电子技术研究所