Comment caractériser la distorsion d'intermodulation d'un amplificateur et l'IP3

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Solution de caractérisation IP3

La caractérisation de la distorsion d'intermodulation d'un amplificateur et du point d'interception du troisième ordre (IP3) nécessite deux signaux RF en onde continue dont les fréquences sont très proches, dont les niveaux de sortie sont contrôlés et dont la pureté spectrale est suffisante pour éviter d'introduire une distorsion indésirable dans la mesure. Les deux signaux sont combinés et appliqués simultanément à l'entrée de l'amplificateur, produisant ainsi les tonalités fondamentales de sortie souhaitées ainsi que les produits d'intermodulation générés par les non-linéarités de l'amplificateur. Un analyseur de signaux mesure les tonalités fondamentales et les produits d’intermodulation du troisième ordre, généralement situés aux fréquences 2f1 − f2 et 2f2 − f1. Le montage de test nécessite un contrôle minutieux de la puissance de la source, de l’espacement des tonalités, des pertes de combinaison et des réglages de l’analyseur, afin que la distorsion d’intermodulation mesurée reflète bien la réponse de l’amplificateur plutôt que la distorsion générée par l’équipement de test.

Pour déterminer l'IP3, les ingénieurs répètent la mesure à deux tonalités tout en faisant varier la puissance d'entrée de l'amplificateur et en enregistrant les niveaux d'intermodulation fondamentale et de troisième ordre qui en résultent. Les tonalités de sortie fondamentales augmentent de manière approximativement linéaire avec la puissance d'entrée dans la zone de fonctionnement linéaire de l'amplificateur, tandis que les produits d'intermodulation de troisième ordre augmentent à un rythme plus élevé. Ces niveaux mesurés peuvent être utilisés pour extrapoler les réponses fondamentales et de troisième ordre jusqu'à leur intersection théorique, ce qui permet d'établir le point d'interception de troisième ordre. L’IP3 référencé en entrée ou l’IP3 référencé en sortie peut alors être calculé en fonction du plan de référence de la mesure. La répétition de la mesure en fonction de la fréquence, de l’espacement des tonalités ou des conditions de fonctionnement de l’amplificateur permet de caractériser la distorsion d’intermodulation et l’IP3 sur toute la plage de fonctionnement RF requise.

Solution de caractérisation IP3

Pour caractériser la distorsion d'intermodulation d'un amplificateur et son point d'interception du troisième ordre (IP3), il faut disposer de deux tonalités RF en onde continue très proches l'une de l'autre, dont la fréquence et la puissance sont contrôlées indépendamment, combinées en un seul stimulus à l'entrée de l'amplificateur. Les générateurs de signaux analogiques Keysight fournissent les sources RF nécessaires pour établir ce stimulus à deux tonalités avec des niveaux de sortie contrôlés et des signaux spectralement purs. Un analyseur de signaux mesure les tonalités de sortie fondamentales de l’amplificateur ainsi que les produits d’intermodulation du troisième ordre tandis que la puissance d’entrée est modifiée. La comparaison des niveaux mesurés de la fondamentale et des produits d’intermodulation permet de calculer l’IP3 par rapport à l’entrée ou à la sortie et de caractériser la linéarité de l’amplificateur. Les ingénieurs peuvent ajuster la fréquence de la porteuse, l’espacement des tonalités et les niveaux de puissance afin de caractériser la distorsion d’intermodulation sur toute la plage de fonctionnement de l’amplificateur. Cette solution fournit le stimulus RF contrôlé et l’analyse de signal nécessaires aux mesures répétables de la distorsion d’intermodulation, à la caractérisation de l’IP3, à la caractérisation des amplificateurs RF et à la vérification en production.
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Comment caractériser la distorsion d'intermodulation d'un amplificateur et schéma fonctionnel de l'IP3

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