P1dB的級(jí)聯(lián)公式

今天有同學(xué)在后臺(tái)問(wèn)我，知不知道計(jì)算級(jí)聯(lián)P1dB的公式?？吹竭@個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，我第一感覺(jué)，就是沒(méi)見(jiàn)過(guò)這個(gè)公式啊。

不了解這個(gè)公式，主要有以下幾點(diǎn)原因：

(1)?P1dB壓縮點(diǎn)，主要和末級(jí)放大器的P1dB壓縮點(diǎn)相關(guān)；所以，如果前級(jí)放大器未在末級(jí)放大器之前壓縮，就可以把末級(jí)放大器的P1dB壓縮點(diǎn)作為整個(gè)鏈路的P1dB壓縮點(diǎn)。

(2)?在接收鏈路中，抗干擾性主要和IP3(三階交調(diào)截點(diǎn))有關(guān)，而不會(huì)和P1dB壓縮點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。

(3)?在各種書(shū)籍中，只見(jiàn)過(guò)IP3的級(jí)聯(lián)公式，沒(méi)有見(jiàn)過(guò)P1dB的級(jí)聯(lián)公式。

不過(guò)，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索，還是能找著相關(guān)內(nèi)容的。

什么是P1dB和IP3？

放大器在工作在線(xiàn)性狀態(tài)時(shí)，其在固定頻率處的增益是不變的；但是隨著輸入功率的增加，放大器開(kāi)始進(jìn)入非線(xiàn)性狀態(tài)，增益開(kāi)始?jí)嚎s，當(dāng)實(shí)際增益比線(xiàn)性增益下降1dB時(shí)，我們稱(chēng)該點(diǎn)為P1dB壓縮點(diǎn)。

因放大器有輸入輸出端，P1dB壓縮點(diǎn)由分為輸入P1dB壓縮點(diǎn)和輸出P1dB壓縮點(diǎn)。

放大器工作在非線(xiàn)性狀態(tài)時(shí)，當(dāng)輸入兩個(gè)單音信號(hào)時(shí)，其三階交調(diào)產(chǎn)物會(huì)隨著輸入功率的增加而增大，而且輸入功率增加1dB，三階互調(diào)產(chǎn)物增加3dB；其增加的速度要大于基波增加的速度。隨著輸入功率的增加，基波的幅度會(huì)被三階互調(diào)產(chǎn)物的幅度追上，兩者相交的點(diǎn)即定義為三階交調(diào)截點(diǎn)(IP3)。

同樣，因放大器有輸入輸出端，IP3分為輸入IP3和輸出IP3.

在有的書(shū)籍中，指出一般情況下，IP3會(huì)比P1dB高10~15dB。但這只是經(jīng)驗(yàn)值，具體還要看放大器廠(chǎng)家的手冊(cè)。我記得的特例，就是avago(現(xiàn)在已叫broadcom)的MGA68563，其OP1dB點(diǎn)和OIP3點(diǎn)在某些頻率點(diǎn)基本是相等的。

P1dB和IP3的級(jí)聯(lián)公式

假設(shè)有一兩級(jí)的電路，增益和輸出三階交調(diào)截點(diǎn)分別為G1、OIP1以及G2、OIP2.

則整個(gè)級(jí)聯(lián)電路的OIP3為：

其中，上面的值均為線(xiàn)性值，就是需要把dB值換算成線(xiàn)性值。

P1dB的級(jí)聯(lián)公式

P1dB的級(jí)聯(lián)公式，可以由以下兩種方法來(lái)估計(jì)：

(1)?直接套用OIP3的級(jí)聯(lián)公式，用IP1dB來(lái)代替OIP3。

即

(2)?先用OIP3的級(jí)聯(lián)公式計(jì)算出鏈路的OIP3，然后用經(jīng)驗(yàn)值，將OIP3減去相差值(比如10.6)，得出OP1dB點(diǎn)。

舉個(gè)例子

我們直接套用OIP3的級(jí)聯(lián)公式來(lái)計(jì)算IP1dB。

如下圖所示。

可以看到，當(dāng)?shù)谝患?jí)增益為20dB、OP1dB為18.8dBm，第二級(jí)增益為14dB、OP1dB為22.3dBm時(shí)，算得到的級(jí)聯(lián)OP1dB為21.9dBm

用ADI的鏈路計(jì)算軟件，可以得到OP1dB為20.9dBm，差別不是很大。

參考文獻(xiàn)：http://www.rfcafe.com/references/electrical/p1db.htm