Come caratterizzare la distorsione di intermodulazione dell'amplificatore e l'IP3

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Soluzione per la caratterizzazione dell'IP3

Per caratterizzare la distorsione di intermodulazione di un amplificatore e il punto di intercettazione di terzo ordine (IP3) sono necessari due segnali RF a onda continua con frequenze ravvicinate, livelli di uscita controllati e purezza spettrale sufficiente per evitare di introdurre distorsioni indesiderate nella misurazione. I due segnali vengono combinati e applicati simultaneamente all’ingresso dell’amplificatore, producendo le toniche fondamentali desiderate insieme ai prodotti di intermodulazione generati dalle non linearità dell’amplificatore. Un analizzatore di segnali misura le toniche fondamentali e i prodotti di intermodulazione di terzo ordine, tipicamente situati alle frequenze 2f1 − f2 e 2f2 − f1. La configurazione di prova richiede un attento controllo della potenza della sorgente, della spaziatura tra le toniche, delle perdite di combinazione e delle impostazioni dell’analizzatore, in modo che la distorsione di intermodulazione misurata rappresenti la risposta dell’amplificatore piuttosto che la distorsione generata dall’apparecchiatura di prova.

Per determinare l’IP3, gli ingegneri ripetono la misurazione a due toni variando la potenza in ingresso all’amplificatore e registrando i livelli risultanti della fondamentale e dell’intermodulazione di terzo ordine. I toni fondamentali in uscita aumentano in modo approssimativamente lineare con la potenza in ingresso nella regione di funzionamento lineare dell’amplificatore, mentre i prodotti di intermodulazione di terzo ordine aumentano a un ritmo più elevato. Questi livelli misurati possono essere utilizzati per estrapolare le risposte della fondamentale e del terzo ordine fino al loro punto di intersezione teorico, stabilendo il punto di intercettazione di terzo ordine. È quindi possibile calcolare l’IP3 riferito all’ingresso o all’uscita in base al piano di riferimento della misurazione. Ripetendo la misurazione in funzione della frequenza, della spaziatura tra i toni o delle condizioni operative dell’amplificatore, si ottiene la caratterizzazione della distorsione di intermodulazione e dell’IP3 nell’intero intervallo operativo RF richiesto.

Soluzione per la caratterizzazione dell'IP3

Per caratterizzare la distorsione da intermodulazione dell’amplificatore e il punto di intercettazione di terzo ordine (IP3) sono necessari due toni RF a onda continua ravvicinati, con frequenza e potenza controllate indipendentemente, combinati in un unico stimolo all’ingresso dell’amplificatore. I generatori di segnali analogici Keysight forniscono le sorgenti RF necessarie per generare lo stimolo a due toni con livelli di uscita controllati e segnali spettralmente puliti. Un analizzatore di segnali misura i toni fondamentali in uscita dall’amplificatore e i prodotti di intermodulazione di terzo ordine mentre la potenza in ingresso viene variata. Il confronto tra i livelli misurati della fondamentale e di intermodulazione consente il calcolo dell’IP3 riferito all’ingresso o all’uscita e la caratterizzazione della linearità dell’amplificatore. Gli ingegneri possono regolare la frequenza portante, la spaziatura tra i toni e i livelli di potenza per caratterizzare la distorsione di intermodulazione nell’intero intervallo operativo dell’amplificatore. Questa soluzione fornisce lo stimolo RF controllato e l’analisi del segnale necessari per misurazioni ripetibili della distorsione di intermodulazione, la caratterizzazione dell’IP3, la caratterizzazione dell’amplificatore RF e la verifica in produzione.
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Come caratterizzare la distorsione di intermodulazione di un amplificatore e schema a blocchi dell'IP3

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