互调失真(IMD)和三阶截点(TOI)是NI-RFSA软件前面板(SFP)的内置测量功能。进行这些测量时,可以将信号分析仪的频率设置为以两个基音为中心频率,以确保可以看见高于本地噪声的三阶失真产物。在NI-RFSA SFP上选择检测音,生成测量结果。NI-RFSA SFP会自动识别基音的功率差以及三阶失真产物的功率差,并显示正确的测量结果。
输出功率与IMD的关系图
实际上,IP3/TOI是计算所得而非测量所得的结果。一阶产物和三阶产物之间的功率增加比是3:1,利用等式24可以计算出IP3。
等式24. 将IMD转换为IP3
TOI是衡量PA性能的重要指标,因为IMD比率取决于功率电平。TOI的测量将IMD性能的要素与绝对功率电平相结合,并通过一个数字来表示性能。
IMD测量配置
根据IMD测量理论,执行该测量需要双音激励信号激励信号。在大多数应用中,配置双音激励信号的首选方法是将RF信号发生器连接至RF功率组合器,如图所示。
由于IMD是一种常见的测量方式,许多RF信号分析仪具有内置测量功能来测量IMD或IMD/TOI。事实上,NI-RFSA SFP可以自动检测基音和三阶失真产物,并计算出IMD比。
测试高性能PA时,必须确保生成最干净的双音信号。在某些情况下,仅仅使用组合器并不能在两个信号发生器之间提供足够的隔离,也就无法产生足够干净的双音信号。在这些情况下,来自某一个源的能量会泄漏到另一个源中,导致DUT出来来自测量仪器的弱互调产物。
改进隔离的一种方法是选择具有高端口间隔离的组合器。通常,纯电阻组合器的隔离度仅为6dB至12dB,具体取决于电阻器拓扑结构。一个值得借鉴的经验是测量大于+ 25dBm的IP3值需要大约40dB的隔离度。在组合器隔离不足的情况下,可以使用衰减器、隔离器甚至是放大器来改善组合器的端口间隔离。
假设源功率足够高,提高隔离的一个方法是在每个源和功率组合器之间连接一个衰减器,如图20所示。衰减器为在相反方向上为通过的信号提供额外的隔离。如果两个端口都使用定向耦合器或隔离器来增加隔离度,则隔离度可高达50dB。然而,耦合器通常限于单倍频程使用,因此不适用于宽频应用。
利用衰减器提高源隔离