;(9)
式(9)中可以看到频率为2f0 f1和2f0-f1的信号产生,这就是我们常见的3阶互调项 。
1.3.3信号的频谱
以上分析主要从数学运算上列举了二次、三次谐波及互调产物产生的过程,在整个频谱图上总输出显示为所需信号和各次失真项信号(如图1所示) 。
图1; 显示全部信号的频谱图
互调产物对接收机的影响过程
监测监听用的接收机大多为扫频式的 。信号接收下来通常首先经带宽较大的预选放大器放大,然后用中频滤波器进行频段选择并且显示出来(如图2示) 。
图2; 中频滤波器对信号的选择扫描
大多数情况下,直流项和大多数项的谐波、互调等离接收机工作时的选择频段(在f0、f1四周)比较远,会被滤掉,而2f0-f1项、2f1-f0项与f0和f1相对接近 。当此互调产物和接收机的调谐频率相近时,如图2,第一中频滤波器由于选择带宽比较大,就会将有用信号和互调产物全部显示出来;第二中频滤波器在第一中频滤波器选择带宽内去扫描,会把此三阶互调产物显示出来 。从而,接收机的中频滤波器就会接收到无用的干扰信号 。
在实际工作中,我们在寻呼业务监测时经常会碰到由互调引发的干扰现象,频谱出现四个峰(如图2示),占用带宽约小于为50kHz(正常的寻呼信号带宽为25kHz) 。
非线性的评价指标及测量方法
3.1评价标准
有用信号和某些互调信号可能会同时被接收机接收,使接收机上出现了假信号 。从而在考虑互调乘积输出项对理想输出项的影响时,主要是依据这两项幅度的相对值,来计算得到符合要求的接收机等器件的输入输出幅度范围 。
现假设两个同幅不同频信号输入,理想输出项幅度为K1A,3阶互调项的幅度为 。
理想输出和互调失真输出的比值为:(10)
我们定义三阶输入截断点为IP3,当式(10)的比值D为1时,输入电平值的大小就是输入截断点大小 。同理定义IP2、IP4…… 。也即,输入值增大到截断点时,理想输出项和N阶谐波、互调项的输出幅度应该相等 。输入值超过截断点时,N阶谐波、互调项将大于理想输出项 。但实际上,输人信号的幅度往往有一定限制,不能增大到截断点 。因为截断点通常比较大,远远超出了可以接受的接收机线性工作范围,同时还可能超出接收机最大输入功率 。所以IP2、IP3……等都是理论值,需要通过计算得到 。
图3; 输入电平与输出电平关系图
在理论计算时,截断点就是理想输出曲线和互调失真曲线的线性部分外推相交后的虚点,我们可以引入截断点作为一个衡量值(如图3所示) 。这主要是因为各阶截断点数值对于某一放大器件是唯一固定的,不受输入信号大小的影响,故这种衡量方法对器件来说确定性较高 。
为使电路产生的干扰失真信号保持在一个可接受的范围内,我们可以对器件设置一个合适的“输入—输出”幅度范围,例如现大多接收机要求正常工作在1dB压缩点以下 。
3.2IP值的计算
3.2.1IP2的计算
由于截断点是理论值,假如在满足其定义的条件下实测具体数值,那么过大的输入功率会损坏机器,因此实际中通过数学计算可以得到另一套简化的测量方法 。
现在一些设备生产厂家、设备验收单位在实验室内采用闭路实验测量的方法来获得仪器的IP值 。测试链路如图4所示 。
图4; 闭路实验测量IP值链路
信号发生器输入两个同幅频率相近的信号,先用合路器(无源器件)合成一路,输入到被测仪器(天线共用器、接收机)等,然后用频谱仪等仪器测量频谱信号中各分量的电平值 。
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