三阶互调截取点测量提示和技巧

确保下一个高线性度IP3测量的精度

工程师们常常需要进行三阶互调截取点（IP3）测量来更好地了解被测器件的线性度。在大功率水平下进行IP3测量（+40 dBm或更高）是最困难的测量任务之一。其中一个原因是：为了实现精确的测量，信号源和信号分析仪的三阶失真分量必须低于被测器件（DUT）所产生的失真分量（最好低于20 dB）。鉴于高线性度IP3测量的难度，下述技术可以帮助您确保测量精度。

在进行IP3测量时，您可以从产生高线性度双音源开始。虽然“多音模式”矢量信号发生器也可以产生双音信号，然而对于要求最严格的IP3测量来说，此解决方案通常没有足够好的防失真性能。产生干净的双音信号的最佳方法是使用两个信号发生器并用合成器将其合成。这里，信号源隔离是IP3测量获得成功的关键。如果没有足够好的信号源隔离，那么其中一个源发出的FR能量会泄漏到另一个源中。

您可以采用若干种方法合成两个信号源的信号，产生达到IP3测量要求的隔离。一个明显要求是选择具有最佳端口-端口隔离的合成器。一般来说，纯粹电阻性分路器/合成器仅能实现6-12 dB的隔离。与此对照，Wilkinson功率合成器常常能够实现最优隔离——通常达到20 dB或更低。

除了正确选择功率合成器之外，您还可以对两个信号源进行隔离。一种最简单的方法是使用隔离器或者定向耦合器。耦合器和隔离器通常提供30 dB或更高的方向性。除了Wilkinson功率合成器之外，两个信号源均采用定向耦合器的配置还使信号源之间的隔离优于50 dB。

在获得正确配置的双音源信号之后，下一步是分析激励信号的互调分量，以验证互调失真（IMD）是否足够低。在使用RF信号分析仪时，挤出动态范围的最后几个分贝需要了解接收器的前端。对于大多数RF信号分析仪，您可以通过调整若干设置来改善仪器的IP3背景噪声。

其中一个设置是RF衰减，您通常可以通过手动，或者通过调整仪器的参考电平，来进行控制。此设置使用RF步进衰减器来控制输入电平，这是接收器链的其他部分的基准。称为混合器电平。在确定RF信号分析仪是否导致IP3或三阶互调截取点测量误差时，缓慢增加前端衰减同时观察三阶互调分量是一种简便的方法。在增加衰减时，第一个混合器的信号电平会明显降低，从而仪器所产生的失真也降低。如果随着衰减增加，互调分量的功率降低，那么您可以立即得出结论：仪器导致测量误差。然而，如果三阶分量并不随着衰减的增加而变化，那么可以确定，这些互调分量来自于被测器件（DUT）。

降低RF信号分析仪的固有失真分量的第二项技术是：IF信号调整。为了防止发生削波，一般对分析仪的增益进行配置，以便利用略低于模数转换器（ADC）满刻度的IF功率。通过设置较窄的IF带宽和增大IF功率电平，可以改善仪器的背景噪声。为了实现这一点，必须使失真音的间隔超过分析仪的IF滤波器的带宽。上图是此实现的一个实例。通过滤掉双音激励，ADC内部产生的失真分量降低，从而实现更加精确的IP3测量。

IP3是业界用来描述被测设备线性度的重要指标，但是也提出了许多挑战。您需要仔细考虑测量配置要求，以获得具有足够隔离的双音信号源，并正确地配置RF信号分析仪。随着设备的不断改进，IP3测量的难度将更大，您可能需要投资购入最好的仪器来测量这一敏感但是非常重要的规格。

作者：NI的产品营销经理Nikhil