P1dB的級聯(lián)公式

今天有同學(xué)在后臺問我，知不知道計算級聯(lián)P1dB的公式?？吹竭@個問題的時候，我第一感覺，就是沒見過這個公式啊。

不了解這個公式，主要有以下幾點原因：

(1)?P1dB壓縮點，主要和末級放大器的P1dB壓縮點相關(guān)；所以，如果前級放大器未在末級放大器之前壓縮，就可以把末級放大器的P1dB壓縮點作為整個鏈路的P1dB壓縮點。

(2)?在接收鏈路中，抗干擾性主要和IP3(三階交調(diào)截點)有關(guān)，而不會和P1dB壓縮點聯(lián)系起來。

(3)?在各種書籍中，只見過IP3的級聯(lián)公式，沒有見過P1dB的級聯(lián)公式。

不過，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索，還是能找著相關(guān)內(nèi)容的。

什么是P1dB和IP3？

放大器在工作在線性狀態(tài)時，其在固定頻率處的增益是不變的；但是隨著輸入功率的增加，放大器開始進入非線性狀態(tài)，增益開始壓縮，當(dāng)實際增益比線性增益下降1dB時，我們稱該點為P1dB壓縮點。

因放大器有輸入輸出端，P1dB壓縮點由分為輸入P1dB壓縮點和輸出P1dB壓縮點。

放大器工作在非線性狀態(tài)時，當(dāng)輸入兩個單音信號時，其三階交調(diào)產(chǎn)物會隨著輸入功率的增加而增大，而且輸入功率增加1dB，三階互調(diào)產(chǎn)物增加3dB；其增加的速度要大于基波增加的速度。隨著輸入功率的增加，基波的幅度會被三階互調(diào)產(chǎn)物的幅度追上，兩者相交的點即定義為三階交調(diào)截點(IP3)。

同樣，因放大器有輸入輸出端，IP3分為輸入IP3和輸出IP3.

在有的書籍中，指出一般情況下，IP3會比P1dB高10~15dB。但這只是經(jīng)驗值，具體還要看放大器廠家的手冊。我記得的特例，就是avago(現(xiàn)在已叫broadcom)的MGA68563，其OP1dB點和OIP3點在某些頻率點基本是相等的。

P1dB和IP3的級聯(lián)公式

假設(shè)有一兩級的電路，增益和輸出三階交調(diào)截點分別為G1、OIP1以及G2、OIP2.

則整個級聯(lián)電路的OIP3為：

其中，上面的值均為線性值，就是需要把dB值換算成線性值。

P1dB的級聯(lián)公式

P1dB的級聯(lián)公式，可以由以下兩種方法來估計：

(1)?直接套用OIP3的級聯(lián)公式，用IP1dB來代替OIP3。

即

(2)?先用OIP3的級聯(lián)公式計算出鏈路的OIP3，然后用經(jīng)驗值，將OIP3減去相差值(比如10.6)，得出OP1dB點。

舉個例子

我們直接套用OIP3的級聯(lián)公式來計算IP1dB。

如下圖所示。

可以看到，當(dāng)?shù)谝患壴鲆鏋?0dB、OP1dB為18.8dBm，第二級增益為14dB、OP1dB為22.3dBm時，算得到的級聯(lián)OP1dB為21.9dBm

用ADI的鏈路計算軟件，可以得到OP1dB為20.9dBm，差別不是很大。

參考文獻：http://www.rfcafe.com/references/electrical/p1db.htm