A definição e o teste do IMD3
Em sistemas de comunicação multiportadora de RF ou micro-ondas, o IMD3 é um indicador importante para medir linearidade ou distorção.
Antes de entender o IMD3, vamos primeiro apresentar o que é o IMD.
IMD (Distorção de Intermodulação)
Quando duas frequências de sinal F1 e F2 ou múltiplas frequências de sinal passam pelo mesmo sistema de transmissão de RF remoto simultaneamente, componentes de frequência não lineares são gerados entre os sinais de frequência fundamental devido à influência não linear do sistema de transmissão. Esse fenômeno é chamado de intermodulação. A componente de frequência não linear é chamada de produto de intermodulação. Se esses produtos de intermodulação estiverem dentro da faixa de frequência de recepção e forem suficientemente fortes, eles criarão interferência na frequência fundamental do sinal, o que é chamado de interferência de intermodulação passiva ou distorção de intermodulação passiva.
O produto de intermodulação é representado pela seguinte fórmula:
f1m=mf1±nf2········
Na fórmula:
f1, f2 são a frequência fundamental de entrada;
f1m é a frequência de intermodulação ou produto de intermodulação;
m, n são inteiros positivos incluindo 1, m+n é a ordem de intermodulação
Exemplo: Quando m+n=3, é a intermodulação de terceira ordem
Intermodulação dinâmica de terceira ordem: Testar a intermodulação de terceira ordem de componentes em repouso;
Intermodulação estática de terceira ordem: Teste a intermodulação de terceira ordem de componentes sob agitação.
Como o IMD3 é definido?
Os dois sinais de frequência originais no dispositivo de radiofrequência despertarão os sinais de interferência de outras frequências, e a não linearidade do dispositivo de radiofrequência leva à influência mútua de diferentes sinais de frequência.
Geralmente, o mau contato ou o envelhecimento dos dispositivos de RF podem causar não linearidade nos dispositivos. A intermodulação é entendida literalmente como influência mútua (dois ou mais), e o produto da intermodulação é o produto da influência mútua.
Quando duas ou mais frequências de ondas de rádio se propagam em dispositivos de radiofrequência não lineares, ou quando colidem com objetos metálicos no ar, podem ser gerados sinais de interferência de intermodulação de outras frequências, assim como na transmissão de pânico. O pânico se espalha para um bando de cabras (IMD3), mas o grau de pânico pode diminuir, e o pânico do bando se espalha para as aves (intermodulação de quinta ordem: IMD5), e o grau de pânico diminui novamente.
O sinal de interferência de intermodulação tem terceira ordem, quinta ordem, sétima ordem ou mais, mas o componente de intermodulação de terceira ordem é o maior.
Se a diferença de frequência da soma das duas frequências for
, a frequência da intermodulação de terceira ordem está geralmente na posição da soma
e
, conforme mostrado na Figura 1.
Um gráfico dos principais produtos de sinal e intermodulação exibidos no scanner é mostrado na Figura 2.
A intermodulação de terceira ordem é um indicador importante usado para medir a não linearidade de dispositivos de radiofrequência. Sua magnitude é expressa pela razão entre o produto da intermodulação e o sinal de saída principal, e a unidade é dBc.
Ao selecionar dispositivos de RF, quanto maior o valor absoluto do índice de intermodulação de terceira ordem, melhor. Quanto maior o valor, menor será a saída de intermodulação para o sinal principal, em termos relativos, e menor será o efeito de interferência no sistema.
A relação de potência do componente de intermodulação de terceira ordem para o componente de frequência fundamental é definida como IMD3, que é expressa pelo logaritmo como
simplificar ainda mais:
IMD3(dB)=2Pin+Res.
Na fórmula, o restante Res. é expresso da seguinte forma
Na região linear aproximada, o restante acima pode ser considerado uma constante, o que significa que para cada aumento de 1 dB na potência de entrada, o IMD3 se deteriorará em 2 dB; inversamente, para cada diminuição de 1 dB na potência de entrada, o IMD3 melhorará em 2 dB. Essa relação não é satisfeita se a região linear aproximada for excedida.
A diferença entre IP3 e IMD3:
IP3 (Ponto de interceptação de terceira ordem） ,
IMD3 (Intermodulação de Terceira Ordem），
A diferença entre os dois é principalmente que IP3 é para valor de potência, IMD3 é valor relativo,
Normalmente, nos parâmetros do dispositivo, o IP3 tem intermodulação de terceira ordem de entrada (IIP3), intermodulação de terceira ordem de saída (OIP3),
O IMD3 tem principalmente o grau de supressão de intermodulação de terceira ordem
e as unidades dos dois são dBm para IP3 e dBc para IMD3.
Como testar a distorção de intermodulação de terceira ordem e a potência do ponto de intermodulação?
O teste de IMD3 e IP3 não é difícil, mas há alguns pontos que precisam ser considerados. Se não forem tratados corretamente, a precisão dos resultados será afetada.
Para o teste de intermodulação de terceira ordem, é necessário alimentar um sinal de tom duplo de igual amplitude à peça testada. O espaçamento de tom duplo deve ser definido de acordo com os requisitos de teste da peça testada. Geralmente, é necessário selecionar o ponto de tom duplo e o espaçamento de frequência apropriados de acordo com a cena de uso real. Para o teste de IMD3, a amplitude de dois tons pode ser grande ou pequena. No entanto, se o IP3 for testado, a amplitude não deve ser muito grande. Deve-se garantir que a peça a ser testada opere na região linear aproximada.
Durante o teste, duas fontes de sinal podem ser usadas para fornecer sinais de tom duplo, que é o método mais comumente usado para testes de intermodulação de terceira ordem, e pode fornecer sinais de tom duplo relativamente puros.
Ou use uma fonte vetorial para editar o arquivo de forma de onda através do lado da banda base, de modo que um único canal possa emitir um sinal de tom duplo. O sinal gerado por este método terá um certo grau de distorção de intermodulação de terceira ordem. Portanto, este método só é usado como alternativa quando não há duas fontes de sinal.
As Figuras 3 e 4 mostram, respectivamente, o diagrama esquemático da conexão do teste de intermodulação de terceira ordem quando dois modos de geração de tom duplo são adotados. Todo o teste é relativamente simples. Use o espectrômetro para testar a saída do espectro pelo amplificador, defina o nível de referência apropriado, a frequência central, o intervalo e a largura de banda de frequência (RBW), e exiba o espectro da frequência fundamental e do sinal de intermodulação de terceira ordem. Use a função de marcador para calibrar o IMD3 e, assim, calcular o valor de potência do IP3. Atualmente, os espectrômetros de médio e alto desempenho disponíveis no mercado possuem basicamente funções de teste direto do IMD3 e do IP3, o que torna o teste mais conveniente.
