看了这篇，更了解三阶互调喽，三阶互调

描述

什么是互调?

有两个信号，频率分别为w1和w2，进入射频系统时，会产生一些非谐波的频率分量，这种现象称之为“互调(intermodulation)”. 这些互调分量，可以由m*w1±n*w2来表示。

如果m+n=3，即称为三阶互调分量;如果m+n=5,即称为五阶互调分量。

想要更具体一点的话，可以看下面的公式和图形。

使用下面的式子来模拟一个无记忆系统的非线性效应：

现在有两种频率的信号信号x(t)，作为上述系统的输入。

于是，系统的输出为：

把上式展开，则可得到三阶互调分量：

在三阶互调分量中，最需要考虑的是2w1-w2和2w2-w1，因为这两个频率离基波w1和w2很近。

三阶互调分量会带来什么影响呢?

在接收机的指标中，有一个指标叫做互调抗扰性。

这个指标大概是这么个情况。

接收机会同时收到三个信号，分别为一个有用信号和两个干扰信号。假设有用信号的频率为w0，干扰信号的频率分别为w1和w2，则三者的频率关系为2*w1-w2=w0或者2*w2-w1=w0。因此，干扰信

号的三阶互调分量正好落入有用信号的频率处。如下图所示。

所以，要想接收机的互调抗扰性指标好，就对接收机的的三阶互调特性要有要求。当然，由于倒易混频的原因，本振相噪也需要满足一定的要求。

用来衡量互调特性好坏的三阶互调截点

测试三阶互调分量，常用的方法，是双音测试，即在DUT的输入端，提供两个幅度相同，有小频率间隔的单音信号。

IP3的定义如下图，当输入信号A1=A2=A时，正常基波的幅度和三阶互调的幅度如下图所示。A每增加1dB，基波输出幅度增加1dB，三阶互调分量的幅度增加3dB。当持续提高幅度A时，三阶互调分量的幅度会与基波幅度相等，此时对应的输入电平即为IIP3(输入三阶互调截点)，输出电平即为OIP3(输出三阶互调截点)。

但是，IP3点并不是一个直接可以测量的值。也就是说，我们不可能给系统一个输入幅度为IIP3的信号，然后指望他输出幅度为OIP3。为什么呢?

假设基波输出分量与三阶互调分量相等，则(这里为简化起见，基波输出分量没有考虑非线性效应)：

所以：

又因为：

所以：

也就是说，IIP3要比1dB压缩点还要高9.6dB。试想一下，一个放大器已经压缩1dB了，你还指望他能输出再高9.6dB的信号么?所以，上图中的OIP3和IIP3都不是直接测量得到的量，而是通过其他手段推算出来的。

三阶互调截点的测量

方法1

可以按照如下步骤进行测试：

step1: 还是采用双音测试，但是从一个非常低的输入电平开始，记录下输出的基波分量和IM3分量(用dB值表示)

step2: 增加输入电平，重复双音测试，并记录电平。

step3: 记录下多个点后，根据基波和IM分量的斜率(基波分量的斜率为1，IM3分量的斜率为3)，画出各自的延长线

step4: 延长线相交的点，即是IP3点。

需要注意的是，为了确保结果的正确性，一定要保证观察到的数据是符合下列规律，即Ain每增加1dB，基波分量增加1dB, IM3分量增加3dB。

如果不是，则看看Ain的选择是不是不合适。因为，如果Ain选择的太小，则输出的 IM 分量变得与电路的本底噪声相当，从而导致结果不准确。

不过，这种方法虽然有效，但是非常乏味，所以用的也不多，经常用的通常是下面的这种方法。

方法2

方法2的精髓就在上面两副图中。

假设，刚开始的输入为AIIP3，所以基波分量和IM3分量相等，为AOIP3。然后将输入减小到Ain1, 因此输入的变化为△=AIIP3(dB)-Ain1(dB)，所以基波输出的变化为△，IM3分量的变化为3△，两者相差为2△，即上图中的△P。所以：

换句话说，对于给定的输入电平(远低于 P1dB)，可以通过将输出基波电平和 IM 电平之间的差值减半，并再与输入电平相加，来计算 IIP3，其中所有值都表示为对数量。 也就是说，整一次双音测试，就能得到IP3值。

审核编辑：汤梓红