今天有同學(xué)在后臺問(wèn)我，知不知道計算級聯(lián)P1dB的公式?？吹竭@個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，我第一感覺(jué)，就是沒(méi)見(jiàn)過(guò)這個(gè)公式啊。
不了解這個(gè)公式，主要有以下幾點(diǎn)原因：
(1) P1dB壓縮點(diǎn)，主要和末級放大器的P1dB壓縮點(diǎn)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(diǎn)作為整個(gè)鏈路的P1dB壓縮點(diǎn)。
(2) 在接收鏈路中，抗干擾性主要和IP3(三階交調截點(diǎn))有關(guān)，而不會(huì )和P1dB壓縮點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。
(3) 在各種書(shū)籍中，只見(jiàn)過(guò)IP3的級聯(lián)公式，沒(méi)有見(jiàn)過(guò)P1dB的級聯(lián)公式。
不過(guò)，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索，還是能找著(zhù)相關(guān)內容的。
什么是P1dB和IP3？
放大器在工作在線(xiàn)性狀態(tài)時(shí)，其在固定頻率處的增益是不變的；但是隨著(zhù)輸入功率的增加，放大器開(kāi)始進(jìn)入非線(xiàn)性狀態(tài)，增益開(kāi)始壓縮，當實(shí)際增益比線(xiàn)性增益下降1dB時(shí)，我們稱(chēng)該點(diǎn)為P1dB壓縮點(diǎn)。
因放大器有輸入輸出端，P1dB壓縮點(diǎn)由分為輸入P1dB壓縮點(diǎn)和輸出P1dB壓縮點(diǎn)。
放大器工作在非線(xiàn)性狀態(tài)時(shí)，當輸入兩個(gè)單音信號時(shí)，其三階交調產(chǎn)物會(huì )隨著(zhù)輸入功率的增加而增大，而且輸入功率增加1dB，三階互調產(chǎn)物增加3dB；其增加的速度要大于基波增加的速度。隨著(zhù)輸入功率的增加，基波的幅度會(huì )被三階互調產(chǎn)物的幅度追上，兩者相交的點(diǎn)即定義為三階交調截點(diǎn)(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(shū)籍中，指出一般情況下，IP3會(huì )比P1dB高10~15dB。但這只是經(jīng)驗值，具體還要看放大器廠(chǎng)家的手冊。我記得的特例，就是avago(現在已叫broadcom)的MGA68563，其OP1dB點(diǎn)和OIP3點(diǎn)在某些頻率點(diǎn)基本是相等的。
P1dB和IP3的級聯(lián)公式
假設有一兩級的電路，增益和輸出三階交調截點(diǎn)分別為G1、OIP1以及G2、OIP2.
則整個(gè)級聯(lián)電路的OIP3為：
其中，上面的值均為線(xiàn)性值，就是需要把dB值換算成線(xiàn)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(lái)估計：
(1) 直接套用OIP3的級聯(lián)公式，用IP1dB來(lái)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(diǎn)。
舉個(gè)例子
我們直接套用OIP3的級聯(lián)公式來(lái)計算IP1dB。
如下圖所示。
可以看到，當第一級增益為20dB、OP1dB為18.8dBm，第二級增益為14dB、OP1dB為22.3dBm時(shí)，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
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