Нелинейные искажения в радиотракте, страница 2

 - амплитуда напряжения одной из помех на входе 1-го каскада

 - напряжение  внутриполосного сигнала на выходе системы

  - точки  отдельных каскадов

Поделим на :

Поделим на   :

Подставим :

Переход к коэффициентам усиления по мощности :

Пример расчета IP3 для 2-х каскадного тракта

Пусть тракт содержит 2 каскада с параметрами

      = 20 дБ = 100

= -5 дБм = 0,31 мВт

        = 15 дБ = 31,6

      = 20 дБ = 100

= -5 дБм = 0,31 мВт

 мВт = - 7 дБм

При отсутствии фильтрации помехи = 0 дБ = 1:

 мВт = - 25 дБм

Измерение точки компрессии CP

Тестовый сигнал – гармонический

Измеряется зависимость

Точка 1 дБ компрессии

        - входная точка для  приемника

        - выходная точка для  передатчика

Измерение точки пересечения IPn

Измерение   производится при малой мощности:

,

 - точка пересечения -го порядка (дБм),

 - выходная мощность 1-й гармоники (дБм), 

 - разность в дБ между полезным выходным сигналом и мешающим продуктом интермодуляции -го порядка при одинаковой входной мощности

Теоретически имеются 2 одинаковые точки , рассчитанные для частот

Возможны различия значений этих точек:

1)   гармоники ИМ искажений находятся не внутри полосы частот каскада, поэтому уровень интермодуляции зависит от частоты,

2)   уровень мощности входных помех  на частотах  не одинаковый.

Расчет интермодуляционной избирательности

Динамический диапазон по интермодуляции в соответствии с ГОСТ 23611-79:

 - уровень восприимчивости к интермодуляции

 - чувствительность радиоприемного устройства

        Уровень восприимчивости к интермодуляции – это минимальный уровень   двух одинаковых по значению радиопомех на входе радиоприемного устройства, при котором коэффициент интермодуляции  равен заданному значению: .

        Коэффициент интермодуляции – отношение отклика , возникающего в результате интермодуляции в радиоприемном устройстве, к заданному отклику  на полезный сигнал .

Методика определения интермодуляционной избирательности по ГОСТ 12252-86:

        - установить уровень входного сигнала , равный чувствительности приемника при заданном показателе качества  (например SINAD=12 дБ); отметим, что  для аддитивных помех и шумов можно принять , где отношение сигнал-шум ,

        - увеличить уровень сигнала на 3 дБ ,

        - установить частоту 1-й  помехи больше частоты сигнала на удвоенное значение  разноса между соседними каналами ,  частоту 2-й помехи больше частоты сигнала на ,

        - установить уровень помехи , при котором значение показателя качества равно требуемому , откуда можно получить: 

,

или

Выразим SNR через SINAD: ,

откуда следует:

,

- так как , то интермодуляционная избирательность равна

        Все значения мощностей приведены к входу радиоприемника.

Такой же результат можно получить, следуя ГОСТ 23611-79, учитывая введенное выше соотношение . Принимая , получим, что динамический диапазон по интермодуляции  в соответствии ГОСТ 23611-79 равен интермодуляционной избирательности , определенной в ГОСТ 12252-86.

Полагая , получим следующее значение интермодуляционной избирательности:

        .

или в логарифмических единицах:

, дБ.

Пример

Пусть приемно-усилительный тракт имеет параметры : 

 

= - 87 дБм

= - 12 дБм

Интермодуляционная избирательность:   дБ.

Интермодуляции в аналого-цифровых преобразователях

Параметр АЦП - относительный уровень мощности интермодуляций 3-го порядка:

1) в режиме полного масштаба – FS,

2) уровень  каждого из 2-х сигналов на 6 дБ меньше полного масштаба

3) все расчеты справедливы, когда на входе АЦП поддерживается уровень полного масштаба

Аппроксимация источника интермодуляций в АЦП нелинейностью:  

Аналого-цифровой тракт: