三階互調(diào)的計算及IP3測試原理和方法
①改變頻譜儀射頻輸入衰減器的衰減量(如加大或減小10 dB),觀察互調(diào)分量的電平值是否相應(yīng)減少或增加。如果該電平值改變了,則說明頻譜儀產(chǎn)生的互調(diào)分量電平值不能忽略,測試結(jié)果無效。這是最簡單的判斷方法。
②在其他條件不變的情況下,比較加上DUT和不加DUT測得的互調(diào)分量電平值。如果后者的電平值比前者的小得多則說明所測結(jié)果是DUT產(chǎn)生的互調(diào)分量;否則,測試結(jié)果無效。
③ 一般的頻譜儀手則上都會給出在混頻器輸入信號電平為某個值(如-30 dBm)時各個頻段三階互調(diào)失真的大小或直接給出各個頻段IIP3的值。因此,可利用式(1)和式(2)計算頻譜分析儀產(chǎn)生的三階互調(diào)分量大小。比較計算 結(jié)果與測試結(jié)果,如果計算值比測試結(jié)果小得多,則測試結(jié)果為有效值。
當測試結(jié)果無效時,解決辦法之一是減小2個單音信號的輸入電平或加大頻譜儀輸入衰減器的衰減量。另一種是用測試結(jié)果(dBm轉(zhuǎn)化為mW)減去利用判斷方法③得出的頻譜儀互調(diào)分量大小(mW),從而得到DUT互調(diào)分量的大小(mW)。
在測試過程中還需注意:
(1)IP3的計算式(1)是在假設(shè)輸入DUT的2個干擾信號電平相等的前提下得到的。如果2個干擾信號電平不等,計算公式需調(diào)整[1]:
(2)一般情況下,當2個單音信號的幅度均減少1 dB時,三階互調(diào)分量的電平值會減少3 dB,IMD3將相應(yīng)增加2dB??梢?,減少單音信號的輸入幅度可大大減少三階互調(diào)分量的幅度。
因此,要減少測試環(huán)境中其他配件的非線性對測試結(jié)果的影響,最行之有效的方法是盡可能地減小單音信號的電平值。
(3)測試環(huán)境中的連接電纜應(yīng)盡量不要彎曲(特別是在接頭處),以防止增加信號反射,產(chǎn)生過多的互調(diào)產(chǎn)物,影響測試準確性。為保持測試系統(tǒng)互調(diào)特性的穩(wěn)定,測試環(huán)境不要輕易挪動,每個端口的接頭都要擰緊。
3實驗
根 據(jù)該測試方法,對CDMA2000基站接收通道射頻輸入部分(從低噪聲放大器輸出端到第一混頻器輸出端)的IP3進行了測試。其測試原理圖如圖5所示。其 中,E4432B和E4440A均為Agilent公司的測試儀器。信號源輸出的單音信號頻率是根據(jù)3GPP2協(xié)議要求來確定的:分別偏離中心頻率 (454 MHz)+900 kHz和+1700 kHz?!?/p>
在混頻器輸出端的信號頻率分別為70.9 MHz和71.7 MHz,即分別偏離中頻頻率(70 MHz)+900 kHz和+1 700 kHz,用E4440A測得DUT信號經(jīng)衰減器后的電平值均為-17.8 dBm。表1是測試結(jié)果。
如果采用一般的測試方法,得到的IIP3值為28.7 dBm。由此可見,采用上面介紹的高IP3測試方法,大大提高了高IP3的測試準確度。
4 結(jié)語
隨著無線通信的快速發(fā)展,通信產(chǎn)品需達到的指標要求越來越高,精確測量產(chǎn)品性能愈為重要。線性度是影響系統(tǒng)性能提高的重要因素,做好IP3的準確測試工作是 研究并提高系統(tǒng)線性度的一個重要前提。本高IP3測試方法已在3G基站射頻部分的IP3測試中得到較好應(yīng)用,希望能對其他產(chǎn)品的IP3測試工作有所幫助。
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