射频中的 IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB指标之间的关系

噪声系数与非线性失真是描述射频系统性能优劣的两个重要指标。

噪声-限制了系统所能处理的最低信号电平；

非线性失真-限制了系统所能处理的最高信号电平；

在非线性器件（放大器、混频器等）输入端，输入等幅度不同频率的双音信号(f1, f2)，由于器件的非线性，输出信号中会产生2f1 - f2 , 2f2 - f13阶交调分量。

输入信号增加1dB,基波分量输出信号增加1dB；

输入信号增加1dB,2次谐波，2阶交调分量输出信号增加2dB；

输入信号增加1dB,3次谐波，3阶交调分量输出信号增加3dB(斜率为基波的3倍)；

 

图1：IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等指标之间的关系图

 

Pin：Input power

Pout：Output power

IM3：3rd order intermodulation product

IIP3：Input 3rd order intercept point

OIP3：Output 3rd order intercept point

G：Gain

P1dB：1dB compression point

IMD（图中A(dBc))：The differences between output power and IM3

 

各指标之间的数学关系如下（标红色的用的最广泛）：

Pout (dBm) = Pin (dBm) + G (dB)                   （1）

OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB)                   （2）

OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +IMD/2 (dBc)              （3）

IIP3 (dBm) = Pin (dBm) +IMD/2 (dBc)                 （4）

IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) – 2IIP3 (dBm) + G (dB) 

= 3Pout (dBm) – 2IIP3 (dBm) –2G (dB) 

= 3Pout (dBm) – 2OIP3 (dBm)                       （5）

 

对于射频放大器、中频放大器、混频器等器件，OIP3一般比P1dB大10～15dB。

OIP2一般比OIP3大几十dB

 

 

 

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