摘要：在寬帶無線通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)者們?cè)谠O(shè)計(jì)放大器、混頻器、變頻器時(shí)，在諸多的設(shè)計(jì)指標(biāo)中有一項(xiàng)三階交調(diào)截取點(diǎn)（IP3），它是表征了線性度或失真性能的參數(shù)，本文主要介紹了三階交調(diào)截取點(diǎn)（IP3）測(cè)量方法。

    關(guān)鍵詞：線性度，失真，三階交調(diào)截取點(diǎn)，IP3

    1. 引言

    在射頻或微波多載波通訊系統(tǒng)中，三階交調(diào)截取點(diǎn)IP3（Third-order Intercept Point）是一個(gè)衡量線性度或失真的重要指標(biāo)。交調(diào)失真對(duì)模擬微波通信來說，會(huì)產(chǎn)生鄰近信道的串?dāng)_，對(duì)數(shù)字微波通信來說，會(huì)降低系統(tǒng)的頻譜利用率，并使誤碼率惡化；因此容量越大的系統(tǒng)，要求IP3越高，IP3越高表示線性度越好和更少的失真。本主要介紹了三階交調(diào)截取點(diǎn)（IP3）測(cè)量方法。

    2．計(jì)算三階交調(diào)截取點(diǎn)

    IP3通常用兩個(gè)輸入音頻測(cè)試，這里所指的音頻與我們?cè)诘皖l電子線路的音頻有區(qū)別，實(shí)際上是兩個(gè)靠的比較近的射頻或微波頻率，由式（1）表示：

    當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)正弦頻率正好落在放大器的帶寬內(nèi)并通過一個(gè)非線性放大時(shí)，其輸出信號(hào)將包括各種頻率分量。三階交調(diào)分量2F1-F2，2F2-F1是非線性中三次方項(xiàng)產(chǎn)生的，由于落在帶寬內(nèi)，是我們主要關(guān)注的非線性產(chǎn)物，見圖1。

     圖2反映了基頻（一階交調(diào)）與三階交調(diào)增益曲線，當(dāng)輸入功率逐漸增加到IIP3時(shí)，基頻與三階交調(diào)增益曲線相交，對(duì)應(yīng)的輸出功率為OIP3。IIP3與OIP3分別被定義為輸入三階交調(diào)載取點(diǎn)（Input Third-order Intercept Point）和輸出三階交調(diào)載取點(diǎn)（Output Third-order Intercept Point）。

    3．測(cè)量方法與設(shè)備

    要精確的測(cè)量IP3需要謹(jǐn)慎遵守幾個(gè)步驟，圖4為測(cè)試框圖，每部分的考慮和作用將影響測(cè)量精度，應(yīng)盡量減少信號(hào)源和頻譜分析儀產(chǎn)生的交調(diào)分量。附加在射頻信號(hào)源與合成器之間的隔離器可以改善并隔離射頻信號(hào)源之間的交調(diào)或混合，低通濾波器可以減少射頻信號(hào)源的諧波成分。附加在被測(cè)放大器與頻譜分析之間的隔離器可以改善與頻譜分析儀的阻抗匹配，低通濾波器可以減少由被測(cè)放大器產(chǎn)生的諧波分量。

    輸出到頻譜分析儀的信號(hào)功率不能太高，避免由頻譜分析儀產(chǎn)生的非線性失真，對(duì)此要求射頻信號(hào)源的輸出功率要小，由圖2可以看出，三階交調(diào)輸出功率（圖中的b點(diǎn)）比一階交調(diào)輸出功率（圖中的a點(diǎn)）要小很多倍，那么對(duì)測(cè)量的頻譜分析儀的要求需要有高的動(dòng)態(tài)范圍。

    綜合以上的考慮后，需要謹(jǐn)慎遵守以下測(cè)量步驟：

    [1] 按照?qǐng)D4測(cè)試框連接好設(shè)備；
    [2] 設(shè)置射頻信號(hào)源F1的頻率和輸出功率；
    [3] 設(shè)置射頻信號(hào)源F2的頻率和輸出功率；
    [4] 設(shè)置頻譜分析儀衰減電平、參考電平、中心頻率、范圍（SPAN）、分辨率等參數(shù)；
    [5] 提供符合被測(cè)放大器的工作條件（電壓，電流）；
    [6] 調(diào)整射頻信號(hào)源的輸出功率并在頻譜分析儀測(cè)得F1或F2的輸出功率，此為a點(diǎn)的值并記錄（比如-10dBm）；
    [7] 調(diào)整頻譜分析儀測(cè)得2F1-F2或2F2-F1的輸出功率并記錄，此為b點(diǎn)的值；
    [8] 用（5）和（6）公式計(jì)算出OIP3和IIP3