Расчёт OIP3 для усилителя, по заданному уровню интермодуляции Опции

[sergunas]

Тракт следующий: Усилитель - ФНЧ - АЦП
Задан уровень интермодуляционных составляющих 80dBc для 2 гармонических сигналов с уровнем, соответствующим -6дБ от размаха АЦП. Размах АЦП = 1.5В. SFDR АЦП = 90dBc. Вносимые потери в ФНЧ = 1дБ.
Помогите рассчитать необходимое значение OIP3 для усилителя. Спасибо.

[ledum]

Проглючал - в дБм не перевел, когда пересчитывал мощность. В уме считал. Каюсь
10 лог(((1.5В/2/1.41)^2/50)*1000)-6+1+80/2=42,53дБм

Сообщение отредактировал ledum - Aug 29 2011, 08:29

[sergunas]

Проглючал - в дБм не перевел, когда пересчитывал мощность. В уме считал. Каюсь
10 лог(((1.5В/2/1.41)^2/50)*1000)-6+1+80/2=42,53дБм

Спасибо, очень помогли, теперь вроде прояснилось. Да, действительно, формула от rloc вроде правильная, как раз для интермодуляционной составляющей. Только вот не понятно, что с уровнем третьей гармоники? Понятно, что её устранит ФНЧ, но всё же интересно узнать теоретически её уровень для полноты картины.

[rloc]

Надо еще знать линейность по гармоникам по входу АЦП. Как вы понимаете брать усилитель или фильтровать 2-ю и 3-ю гармоники значительно ниже уровня АЦП смысла нет.
У вас еще должны быть требования по фильтрации вне рабочей полосы Найквиста, а они будут более жесткими, чем по гармоникам.

[sergunas]

Надо еще знать линейность по гармоникам по входу АЦП. Как вы понимаете брать усилитель или фильтровать 2-ю и 3-ю гармоники значительно ниже уровня АЦП смысла нет.
У вас еще должны быть требования по фильтрации вне рабочей полосы Найквиста, а они будут более жесткими, чем по гармоникам.

да всё это так и есть, просто теоретически хотелось узнать для усилителя с известными OIP3[dBm] и мощностью выходного сигнала Pout[dBm], какой будет уровень третьей гармоники?

[rloc]

Теоретически параметры интермодуляционных и гармонических искажений связаны между собой, но одно из другого не вытекает. Все зависит от частотных свойств усилителя. Странно, почему вас интересует именно третья гармоника? А как же вторая? Она ближе и чаще больше по амплитуде, поэтому и приводят только два параметра OIP3 и SHI (second harmonic intercept), определяющие динамику по верхней границе.

[sergunas]

Теоретически параметры интермодуляционных и гармонических искажений связаны между собой, но одно из другого не вытекает. Все зависит от частотных свойств усилителя.

Ясно, я вот и спрашивал про теоретическое соотношение, хотя сейчас понимаю практического смысла в этой информации не много, так как всё это действительно вне рассматриваемой полосы. И в этом внеполосном плане вторая гармоника будет существенней. А параметр OIP3 устройства даётся именно для определения уровня самой неприятной интермодуляционной составляющей 3-его порядка в полосе.

По поводу теоретической связи википедия разъясняет немного, что есть два определения точки IP3:

* Based on harmonics: The device is tested using a single input tone. The nonlinear products caused by n-th order nonlinearity appear at n times the frequency of the input tone.
* Based on intermodulation products: The device is fed with two sine tones with a small frequency difference. The n-th order intermodulation products then appear at n times the frequency spacing of the input tones. This two-tone approach has the advantage that it is not restricted to broadband devices and is commonly used for radio receivers.

У меня почему-то сидело в голове первое определение, поэтому и спросил про определение интермодуляции из значения OIP3, а оказывается более распространено второе определение.
И далее, если верить викепедии, то эти два определения различаются на 4.8дБ {10*log10(3)}. Так вот мне и не понятно откуда эти 4.8дБ берутся. В моём понимании должно быть в 2 раза больше: 20*log10(3). Может кто пояснит? Спасибо.

[rloc]

И далее, если верить викепедии, то эти два определения различаются на 4.8дБ {10*log10(3)}. Так вот мне и не понятно откуда эти 4.8дБ берутся. В моём понимании должно быть в 2 раза больше: 20*log10(3). Может кто пояснит?

Хороша Википедия, написали формулу, а пояснить между чем и при каких условиях получается забыли.
Во-первых надо понимать, что подобные соотношения строятся на идеальных моделях, т.е. когда свойства усилителя не меняются в пределах как минимум 2f, а это возможно в очень узком диапазоне.
Во-вторых, чтобы не ломать голову: 10 или 20 log и между чем конкретно, возьмите два синусоидальных сигнала, подайте их сумму на диод с известной экспоненциальной характеристикой и разложите в ряд Тейлора. Думаю мало кто из присутствующих задавался вопросом поиска зависимостей между гармоническими и интермодуляционными искажениями.