IP3和P1dB公式推导
OIP3和P1dB公式推导
在文献和网上常常看到:三阶截点功率大约比1dB压缩点功率高10~13dBm。
即:IP3≈P1dB+(10~13)dBm
想起在阅读学习CRIPPS大师的书籍时也有见到过该结论的推导,于是记录一下这个过程
关于双音:
假设一个PA放大器的输入和输出的关系可以用标准的幂级数公式来表示:
当输入两个功率相等且频率相差很小的双音信号时,假设如下:
所以可得:
通常,偶阶项远离信号频点,故没有那么关注。产生的交调信号如2w1-w2、2w2-w1会靠近信号邻近位置,会对有用信号产生影响,所以一般分析时取到包含三阶和五阶。
妈呀!公式好像推导错了!上图公式有误!懒得改了~
利用数学知识(三角函数)运算后可得可得下表(所有产物):
如下为典型的频谱:
单音:
当给PA输入单音的信号时:
代入三角函数公式,
在基频下输出电压为:
在没有压缩或非线性项的情况下,输出电压幅度将简单地等于a1*vic;如果将其功率降低1dB,则输出电压将变成:
联立上述等式:
可得
上式给出了信号的输入幅度的值,该信号根据两个幂级数系数a1和a3引起1dB增益压缩。
(注:幂级数中的高阶项已被忽略)
双音:
同理:
由最初的推导公式可知,当一次项和三次项相等时可得:
化简后得:
联立单音和双音的结果:
两者的比值取20*log(vip3/vic)大致在9.6dB附近。
所以当只取到三阶项来进行计算的时候,双音的输入三阶截距点大约比单音的1dB压缩点大10dB。如果取到所有项后,双音会比单音大13dB左右。
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