La définition et les tests de l'IMD3
Dans les systèmes de communication multiporteuses RF ou micro-ondes, l'IMD3 est un indicateur important pour mesurer la linéarité ou la distorsion.
Avant de comprendre l'IMD3, présentons d'abord ce qu'est l'IMD.
IMD (distorsion d'intermodulation)
Lorsque deux fréquences de signal F1 et F2, ou plusieurs fréquences de signal, traversent simultanément le même système de transmission RF distant, des composantes de fréquence non linéaires sont générées entre les signaux de fréquence fondamentale en raison de l'influence non linéaire du système de transmission. Ce phénomène est appelé intermodulation. Cette composante de fréquence non linéaire est appelée produit d'intermodulation. Si ces produits d'intermodulation se situent dans la bande de fréquences de réception et sont suffisamment forts, ils perturbent la fréquence fondamentale du signal, ce que l'on appelle interférence d'intermodulation passive ou distorsion d'intermodulation passive.
Le produit d'intermodulation est représenté par la formule suivante :
f1m=mf1±nf2········
Dans la formule :
f1, f2 sont la fréquence fondamentale d'entrée ;
f1m est la fréquence d'intermodulation ou le produit d'intermodulation ;
m, n sont des entiers positifs incluant 1, m+n est l'ordre d'intermodulation
Exemple : Lorsque m+n=3, il s'agit de l'intermodulation du troisième ordre
Intermodulation dynamique du troisième ordre : Tester l'intermodulation du troisième ordre des composants au repos ;
Intermodulation statique du troisième ordre : Tester l'intermodulation du troisième ordre des composants sous secousses.
Comment l'IMD3 est-il défini ?
Les deux signaux de fréquence d'origine dans le dispositif de radiofréquence susciteront les signaux d'interférence d'autres fréquences, et la non-linéarité du dispositif de radiofréquence conduit à l'influence mutuelle de différents signaux de fréquence.
En général, un mauvais contact ou le vieillissement des dispositifs RF peuvent entraîner leur non-linéarité. L'intermodulation est définie comme une influence mutuelle (deux ou plusieurs), et le produit d'intermodulation est le produit de cette influence mutuelle.
Lorsque deux ou plusieurs fréquences d'ondes radio se propagent dans des dispositifs radiofréquences non linéaires, ou lorsqu'elles entrent en contact avec des objets métalliques en suspension dans l'air, des signaux d'interférence d'intermodulation d'autres fréquences peuvent être générés, tout comme la transmission d'une panique. La panique se propage à un troupeau de chèvres (IMD3), mais son intensité peut diminuer, et la panique du troupeau se propage aux oiseaux (intermodulation de cinquième ordre : IMD5), et l'intensité de la panique diminue à nouveau.
Le signal d'interférence d'intermodulation a un troisième ordre, un cinquième ordre, un septième ordre ou plus, mais la composante d'intermodulation du troisième ordre est la plus grande.
Si la différence de fréquence de la somme des deux fréquences est
, la fréquence de l'intermodulation du troisième ordre est généralement à la position de la somme
et
,comme le montre la figure 1.
Un graphique du signal principal et des produits d’intermodulation affichés dans le scanner est présenté dans la Figure 2.
L'intermodulation du troisième ordre est un indicateur important utilisé pour mesurer la non-linéarité des dispositifs radiofréquence. Son amplitude est exprimée par le rapport entre le produit d'intermodulation et le signal de sortie principal, et son unité est dBc.
Lors de la sélection des appareils RF, plus la valeur absolue de l'indice d'intermodulation du troisième ordre est élevée, mieux c'est. Plus cette valeur est élevée, plus l'intermodulation produite par rapport au signal principal est faible, et moins l'effet d'interférence sur le système est important.
Le rapport de puissance de la composante d'intermodulation du troisième ordre à la composante de fréquence fondamentale est défini comme IMD3, qui est exprimé par le logarithme comme
simplifier davantage :
IMD3(dB)=2 broches+Rés.
Dans la formule, le reste Res. est exprimé comme suit
Dans la région linéaire approximative, le reste ci-dessus peut être considéré comme une constante, ce qui signifie que pour chaque augmentation de 1 dB de la puissance d'entrée, l'IMD3 se dégrade de 2 dB ; inversement, pour chaque diminution de 1 dB de la puissance d'entrée, l'IMD3 s'améliore de 2 dB. Cette relation n'est pas respectée si la région linéaire approximative est dépassée.
La différence entre IP3 et IMD3 :
IP3 (Point d'interception du troisième ordre) ,
IMD3 (Intermodulation du troisième ordre),
La différence entre les deux est principalement que IP3 correspond à la valeur de puissance, IMD3 est la valeur relative,
Normalement, dans les paramètres de l'appareil, IP3 a une intermodulation d'ordre 3 en entrée (IIP3), une intermodulation d'ordre 3 en sortie (OIP3),
L'IMD3 présente principalement un degré de suppression d'intermodulation de troisième ordre
et les unités des deux sont dBm pour IP3 et dBc pour IMD3.
Comment tester la distorsion d'intermodulation du troisième ordre et la puissance du point d'intermodulation ?
Le test IMD3 et IP3 n'est pas difficile, mais certains points doivent être pris en compte. Un manque de rigueur peut affecter la précision des résultats.
Pour tester l'intermodulation de troisième ordre, il est nécessaire d'appliquer un signal bicolore d'amplitude égale à la pièce testée. L'espacement des bicolores doit être défini en fonction des exigences de la pièce testée. En général, il est nécessaire de sélectionner le point bicolore et l'espacement de fréquence appropriés en fonction de la situation d'utilisation réelle. Pour le test IMD3, l'amplitude bicolore peut être élevée ou faible. Cependant, pour le test IP3, l'amplitude ne doit pas être trop élevée. Il faut s'assurer que la pièce testée fonctionne dans une zone quasi linéaire.
Pendant le test, deux sources de signaux peuvent être utilisées pour fournir des signaux à double tonalité, ce qui est la méthode la plus couramment utilisée pour le test d'intermodulation du troisième ordre, et peut fournir des signaux à double tonalité relativement purs.
Vous pouvez également utiliser une source vectorielle pour éditer le fichier de forme d'onde en bande de base, afin qu'un seul canal puisse produire un signal bicolore. Le signal généré par cette méthode présentera une certaine distorsion d'intermodulation du troisième ordre. Par conséquent, cette méthode n'est utilisée qu'en l'absence de deux sources de signal.
Les figures 3 et 4 illustrent respectivement le schéma de connexion du test d'intermodulation de troisième ordre lorsque deux modes de génération de double tonalité sont utilisés. Le test est relativement simple. Utilisez le spectromètre pour tester le spectre de sortie de l'amplificateur, définissez le niveau de référence, la fréquence centrale, l'étendue et la largeur de bande de référence (RBW) appropriés, puis affichez le spectre de la fréquence fondamentale et du signal d'intermodulation de troisième ordre. Utilisez la fonction marqueur pour étalonner l'IMD3 et calculer ainsi la valeur de puissance de l'IP3. Actuellement, les spectromètres milieu et haut de gamme du marché proposent généralement des fonctions de test direct IMD3 et IP3, ce qui simplifie le test.
