RF的常用基本概念计算及相关知识课件.ppt

1、RF的常用基本概念及计算方法 培训的内容w 概念w 计算w 举例w 试题常用基本概念w 动态范围w 灵敏度w 带外抑制w P-1dB点w 非线性器件的IP3、IM3及相关参数w ACPR动态范围（Dynamic Range）w 动态范围定义w 伪动态范围 伪动态范围示意图 伪态范围计算动态范围的定义w 定义Pin,max:电路可以承受的最大输入电平；Pin,min：电路所保证正常的信号质量的最小输入电平；在不同的应用中有不同的量化伪动态范围示意图Pin,min:灵敏度；Pin,max：在双音测量IM3(噪底)中最大输入电平。伪动态范围计算1 PIIP3=Pin+(Pout-PIM,out)/2

2、 因为Pout=Pin+G和PIM,out=PIM,in+G PIIP3=Pin+(Pin-PIM,in)/2=(3Pin-PIM,in)/2 所以Pin=(2 PIIP3+PIM,in)/3 现在Pin,MAX是当PIM,in=F（输入噪底）可以得到的，则Pin,MAX=(2 PIIP3+F)/3 这里的F=-174dBmNF+10logB (-174dBm室温下的热噪声)伪动态范围计算2w 因为Pin,MIN=F+SNRminw 所以SFDR=(2 PIIP3+F)/3-(F+SNRmin)=2(PIIP3-F)/3-SNRmin灵敏度（Sensitivity）w 定义w 计算灵敏度定义灵

3、敏度：输出信噪比可接受的系统可以接受到的最小信号。灵敏度计算因为Psig:带内的每个频点的输入信号功率PRS:带内的每个频点源阻抗噪声所以平坦的信道内的灵敏度Pin,min:B内的总的最小的输入功率共轭匹配情况下的具体灵敏度计算示意图 输入噪底输出噪底G带外抑制（outband rejection）w 定义 带外抑制是表征滤波器带的信号，同时抑制带外所有信号的性能。这个特性正比于系统的信噪比及误码率（BER）。系统测量带外抑制的能力直接取决于系统的动态范围指标。P-1dB点(增益压缩)w P-1dB点是输入信号变化1dB，输出信号也变化1dB，当输入信号变化1dB 是的输出信号有很小变化时的输

4、入信号的大小。P-1dB点(增益压缩)因为所以P-1dB点示意图w很多电路，如果30，输出会发现压缩和饱和。P-1dB点与ALC起控点的区别w P-1dB点是器件特性w ALC起控点是对于有放大模块的保护作用的，是用功率检测电平控制压控衰减器实现的。IP3定义w非线性器件IP3的定义为：在非线性器件输入端，加等幅、不同频率（、）的双音信号，由于器件的非线性，非线性器件的输出信号中有三阶交调分量、产生。输入信号功率增加1dB，输出信号中三阶交调分量、功率增加3dB。在对数坐标中，以X轴作为输入信号功率，Y轴作为输出信号功率，延长输出信号中基波分量、三阶交调分量、的线性部分，两线会交于一点。该点在

5、X轴上的坐标值称为IIP3，在Y轴上的坐标值称为OIP3。非线性器件的IP3、IM3及相关参数 1w Pin：Input power 输入功率w Pout：Output power 输出功率w G：Gain 增益w P1dB：1dB compression point 1dB压缩点w IIP3：Input two tone 3rd order intercept point 输入双音三阶交调点w OIP3：Output two tone 3nd order intercept point 输出双音三阶交调点非线性器件的IP3、IM3及相关参数2w IM3：3rd order two tone

6、intermodulation product双音互调三阶产物w IMD3：The differences between output power and IM3 输出功率和IM3之差w IM2：2nd order two tone intermodulation product双音互调二阶产物w IIP2：Input two tone 2nd order intercept point输入双音二阶交调点w OIP2：Output two tone 2nd order intercept point输出双音二阶交调点w IMD2：The differences between output

7、power and IM2 输出功率和IM2之差应用w 对于RF Amplifier、Mixer、Attenuator等非线性器件，OIP3一般比P1dB大1015dB,OIP2一般比OIP3大几十dB。w IM3、IIP3、OIP3、G、P1dB等参数之间的关系 G(dB)IM3(dBm)P1dB(dBm)OIP3(dBm)IIP3(dBm)IMD3(dBc)图中，蓝色线表示基波成分，斜率为1；绿色线表示三阶交调分量，斜率为3。Pout(dBm)Pin(dBm)Slope=1Slope=3虚线为实现线性部分的延伸G(dB)IM2(dBm)P1dB(dBm)OIP2(dBm)IIP2(dBm)

8、图中，蓝色线表示基波成分，斜率为1；绿色线表示二阶交调分量，斜率为2。Pout(dBm)Pin(dBm)Slope=1Slope=2虚线为实现线性部分的延伸IMD2(dBc)各参数之间的数学关系 1w Pout(dBm)=Pin(dBm)+G(dB)w OIP3(dBm)=IIP3(dBm)+G(dB)w OIP3(dBm)=Pout(dBm)+IMD3(dBc)/2w IM3(dBm)=3Pin(dBm)-2IIP3(dBm)+G(dB)=3Pout(dBm)-2 OIP3(dBm)各参数之间的数学关系2w OIP2(dBm)=IIP2(dBm)+G(dB)w OIP2(dBm)=Pout(

9、dBm)+IMD2(dBc)w IM2(dBm)=2Pin(dBm)-IIP2(dBm)+G(dB)=2Pout(dBm)-OIP2(dBm)应用w 当某器件的输出信号Pout比P1dB小10dB时（OIP3一般比P1dB大1020dB），根据式（3-8）可知，IMD3在4060dBc之间。w 当某器件的输出信号Pout比P1dB小20dB时（OIP3一般比P1dB大1015dB），根据式（3-8）可知，IMD3在6080dBc之间。ACPRw ACPR-Adjacent channel power rejection 邻道功率抑制ACPR来源w 互调intermodulation面临的问题w 导致更高的带内噪声w 邻道信号功率的泄漏降低了邻道信噪比CDMA ACPRw 测试1.23MHz带宽内的频谱w 测量下一个邻道的上下边带（885MHz）ACPR(dBc)=带内的总功率/邻道功率实例