施工指南
由基督教海恩，伯尔 - 布朗国际有限公司
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互调失真（ IMD ）
的互调失真（IMD）性能
宽带，直流耦合放大器是一种相对较新的领域
集成运算放大器供应商。新进展
在IC技术扩展运算放大器，其中的应用
若干年前分立电路所起的重要作用。
的方法来测量和通信的这种程度
失真的用户已经借由传统
“RF”的公司，在历史上所提供的雷达
和无线通信行业，其中的重要性
它首先强调。
应用要求苛刻的互调好例子
失真包括：
雷达
卫星通信
数字无线电接收机
核粒子研究
CAD监控放大器
在雷达应用中良好的IMD性能是至关重要的，
因为来自其他雷达和干扰机的干扰往往
污染的频谱。对于卫星通信系统，
可使用的带宽的每个应答器被限制和
多个信号频率multiplicated到一个载波
以使信号能够彼此干扰时，IMD
性能低。数字广播接收器，一个小
更广泛的RF频谱的分段被数字化和扫描
通过高速数据信号处理器。对于CAD监视器
放大器和核粒子研究测试设备
精神疾病中， IMD或如后述的拦截点
描述更精确比谐波失真
宽带放大器的大信号的能力。
互调失真
IN THE OPA622与OPA623
在新本应用笔记中心的IMD测试结果
从Burr-超高速运算放大器
布朗值得注意的是， OPA622电压反馈放大器
与OPA623电流反馈放大器。
虽然规格是重要的，并经过全面测试，
目标细分市场，这些放大器清楚
呼吁卓越的AC性能。增强测试
这些部件包括各种-3dB带宽曲线
增益和输出电压摆幅，群延迟时间，沉淀
时间，上升时间，压摆率，谐波失真和IMD
性能。在其余部分的应用指南
介绍了互调失真的基础知识，厘清
基本和第三IMD之间tionship ，并显示
测试设置和测试结果为OPA622和OPA623 。
谐波失真
当Flash -A / D用户谈论他们的失真则生成
盟友关心的引入频谱马刺
感兴趣的。在实验室条件下的谐波失真是一个
关心的重要区域，并且通常通过将测得的
一个单音的基本入DUT ，然后在看
相关的频率（ 2xf ， 3xf ）来确定的幅值
谐波的音调。而这个测试是非常有用的许多
客户，它并不总是安抚大家。制造
商谁声称有放大器-3dB带宽
在几十MHz区域往往以相对较低的测试失真
铃声。虽然结果无疑是有利的，用户
不能使用它的电路设计。谐波失真也
忽略其他来源马刺的大小。安装
在对于它被选择的设备，就没有
保证它会被暴露于光谱纯，因为它是
谐波失真测量。在许多情况下
放大器被要求在频谱丰富的环境中运行
其中放大器的互调失真性能
的浓厚兴趣。
数学推导
互调失真
放大器的可用动态范围在非常仅限
由本底噪声和大信号小信号电平
通过各级信号频率之间的干扰。失真
系统蒸发散是由非线性的幅度传递引起的
的特点。如后面的制造谐波，示出
转移曲线存在一个线性和二次部分的和
典型的输出不仅包含基频
它的昆西，但整数倍。 IMD的效果
不同频率的两个或多个信号的混合和
除了转移曲线中含有立方体部分。该
寄生输出发生在总和和/或差
输入频率的整数倍。
1
2
3
4
5
6
1994年的Burr-Brown公司
AB-194
美国印刷1994年4月
记住[罪
2
X = （ 1 - cos2x ）/ 2 ]和[的sin（x ）罪（y）的
= （ COS （ X - Y） - COS （ X + Y ） ） / 2]，代入
公式4条规定：
2
K
2
(V
IN
)
2
=
K
2
(E
1
+
E
2
) / 2
2
2
2)(E
1
(K
2
/
(5b)
2K
2
E
1
E
2
（ COS （ ω
1
t
ω
2
t)
COS （ ω
1
t
+ ω
2
t))
(5c)
COS 2ω
1
t
+
E
2
2
COS 2ω
2
t)
+
(5a)
在方程（5）的第一项和第二项表示直流偏移
和二次谐波。第三项是二线
订购IMD 。这个练习可以重复使用第四
式（3）长期研究三阶效应。
3
K
3
(V
IN
)
3
=
K
3
(E
1
罪
3
ω
1
t
+
E
3
罪
3
ω
2
t
+
2
偏置点
I
I
A
BP
2
3E
1
E
2
罪
2
ω
1
T（罪
ω
2
t)
+
3E
1
E
2
罪
ω
1
T（罪
2
ω
2
t)
2
(6)
V
K
V
V
B
利用身份， sin3x = 1/4（ 3sin - sin3x ）和sin
2
xsiny
= 1/2（ siny - 1/2 （ SIN（ 2X + Y） - 罪（ 2X - Y） ） ） ，公式（6）
简化为：
K
3
(V
IN
)
3
=
3
(3K
3
/ 4)(E
1
罪
ω
1
t
+
E
3
罪
ω
2
t
+
2
2
2E
1
E
2
罪
ω
2
t
+
2E
2
E
1
罪
ω
1
t)
2
3
(K
3
E
3
/ 4)(E
1
罪3ω
1
t
+
E
3
罪3ω
2
t)
+
2
2
图1非线性传输特性。
放大器的非理想特性可以被去
划线用幂级数展开：
(7a)
V
OUT
=
K
0
+
K
1
(V
IN
)
+
K
2
(V
IN
)
2
+
K
3
(V
IN
)
3
+
L
(1)
一个一音输入信号（V
ΙΝ
= Esinωt ）产生的谐波
失真，双音输入信号产生的谐波失真
化和互调失真。
V
IN
=
E
1
罪
ω
1
t
+
E
2
罪
ω
2
t
2
(3K
3
E
1
E
2
(7b)
/ 2 ） （SIN （ 2ω
1
t
ω
2
t)
1
sin(2ω
1
t
+ ω
2
t))
+
(7c)
2
(3K
3
E
2
E
1
/ 2 ） （SIN （ 2ω
2
t
ω
1
t)
1
sin(2ω
2
t
+ ω
1
t))
(7d)
2
2
(2)
从式（7）项（a）表示振幅偏移处
基本频率。术语（二）表示的三阶
谐波。短期（三）及（四）代表三阶IMD 。
该结果清楚地表明， IMD和交叉调制
只能发生在与立方弯曲传输特性
术语如项（c）及（d）如公式7相反一
传输特性用线性和二次部
生成的混合产品（和差）和
所述输入信号的谐波。
一些简单的关系
互调失真发生频率是
总和和/或基本的整数倍的差异
频率。例如，假设一个复合信号具有
基频
ω
l
和
ω
2
。失真会
发生频率Aω
l
±bω
2
其中a和b = 0 ，1，2 ，3，...
下表说明了这种关系。
合并等式1和2的结果在下面的iDEN的
tity ：
V
OUT
=
K
0
+
K
1
(E
1
罪
ω
1
t
+
E
2
罪
ω
2
t)
2
+
K
2
(E
1
罪
ω
1
t
+
E
2
罪
ω
2
t)
2
+
K
3
(E
1
罪
ω
1
t
+
E
2
罪
ω
2
t)
3
+
L
(3)
第一项（K
0
）表示直流放大器的偏移量，
第二项是基波信号（多个） 。在之后，又
quent术语代表了放大器的失真。该
第二IMD可以通过分析的第三项中找到
公式3 。
2
K
2
(V
IN
)
2
=
K
2
(E
1
罪
2
ω
1
t
+
E
2
罪
2
ω
2
t
+
2
2E
1
E
2
罪
2
ω
1
T（罪
ω
2
t))
(4)
2阶频率
ω
1
–
ω
2
ω
1
+
ω
2
表一。
三阶频率
2ω
1
+
ω
2
2ω
1
–
ω
2
2ω
2
+
ω
1
2ω
2
–
ω
1
2
最IMD可以被过滤掉。然而，如果输入的音
是相似的频率，第三阶IMD （ 2ω
l
–
ω
2
,
2ω
2
–
ω
l
）将是非常接近的基频
并不能容易地进行过滤。三阶IMD是最
关注在窄带宽的应用程序。第二阶
IMD是在高带宽应用中更大的关注。
下面的图2显示了频谱分析仪的输出
的两个频率谱（六
l
, f
2
）施加到非线性
传输混频器的特性与过驱动电平
10dB.
2
第3 IMD幅度音
=
3K
3
E
1
E
2
/ 2
转换为DB提供了：
第3 IMD音调振幅
=
2
20日志（ 3K
3
/ 2)
+
20日志（E
1
)
+
20日志（E
2
)
第3 IMD音的振幅（分贝）
=
不变
+
2E
1
+
E
2
(8)
其中E
1
与ê
2
表示以dB为单位
式（8）所示，如果输入电平（dB ）的增加，该
三阶互调产物的电平提高了3倍
速度更快。
图4示出了理论的图形演示
增加IMD产品的水平增加时。该
一个放大器和任何IMD的期望的输出可以是表象
通过不同坡度的两条直线sented 。所需
输出线有+1的斜率，任何IMD有n的斜率，
其中n是IMD的顺序。
因此，三阶IMD具有3斜率。
如在图4中可以看出对于低电平的输入信号的
输出跟踪输入。在较高的输入电平增益的COM
PRESSION发生的点处的实际输出功率
降到理想的下方。在-1dB增益压缩点
射频放大器一个广为接受的性能参数。
在截取点可以在所述交叉点中找到
输出信号和IMD的理论线延伸。该
截点可以从该值确定
谐波抑制（量ΔIm ），它必须确定
实验。式（9）示出了这种关系。
图2.产生谐波和IMD的。
图3示出了第二和第三的IMD对在条件
它的基本条款（ ω
l
和
ω
2
）是20和21MHz
正弦波。
70
基本信号
为20MHz =
ω
1
; 21MHz =
ω
2
3日的IMD
22MHz = 2ω
2
–
ω
1
19MHz = 2ω
1
–
ω
2
第二IMD
为1MHz =
ω
2
–
ω
1
60
50
40
30
20
30dBm
IP
2
5dBm
IP
3
1dB
压缩
振幅
第三IMD
谐波
抑制
10
0
第二IMD
41MHz =
ω
2
+
ω
1
–10
DBM
–20
–30
–40
–60
–70
图3.基础和的IMD的关系。
截取点
的IMD相的基波音调位置的
现已确定。的振幅的关系
IMD的色调取决于IMD的量级上。该coeffi-
可以使用的三阶IMD的术语在公式7的cients
作为分析的起点。
–80
–90
–100
–120
–60 –50 –40 –30 –20 –10 0 10 20 30 40 50 60 –70
–18dBm
5dBm
图4.存在根本的和第3的关系
IMD 。
3
≥60dBc
IM
2
Si
gn
频率
–50
≥70dBc
IM
3
al
IM
3
IM
2
截取点= （ Hamonic抑制） / （N - 1 ） +
（的一个基本的放大器的输出功率） （ 9 ）
通过重新排列方程9的三阶量值
产品可以容易地计算出任何输出功率
（ dBm的）时，截点是已知的。
第三IMD = 2 （ OIP3 - PO ）
第三IMD =三阶交调口粮
下面各输出音（ dB）的
(10)
人们还可以作出判断左右的动态范围
与有关IP值和知识的放大器
灵敏度（放大器噪声功率） 。限价为最佳
无失真动态范围时，可以使用IM
产品相等的灵敏度。
对于P的敏感性
N
= -140dBm ，在测
BW = 10Hz的一个输入混频器和OIP
3
= + 5dBm的，最好的
输入电平可以计算式（11） 。
厘定谐波抑制
用于测量高次谐波抑制的测试系统是
下面的图解。
1.设置的两个输入相等的振幅
功率计。
2.检查增益压缩通过减少信号
这两个功率由基本面为1dB ，然后检查，以
确保第三IMD的色调被降低了3dB 。如果
过去的压缩点（见图2 ），则
输入到放大器的振幅应该是
减少（重复第1步） 。
3.测量第三IMD的高次谐波抑制
音的频谱分析仪。这就是差
基频和第三的大小之间
IMD （参见图1） 。
4.测量一个基本信号的振幅
DUT的通过断开信号的一个输出
发电机。
5.计算使用公式9的截点。
P
IN
=
(N
1)
OIP
+
P
N
N
2
5
+
(140)
=
=
43dBm
3
(11)
失真动态范围的结果与公式12
90dB的窄间距的输入信号。
三阶结果
为OPA622与OPA623
第三届IMD截点测量的OPA622 /
使用623的基本输入频率从5MHz至
250MHz的色调与间隔1MHz 。所有部件均
设立在增益为+2时，被赶进一个100Ω的负载。
量ΔIm =
(N
1
)
（ OIP
P
N
)
N
2
135
=
=
90dB
3
(12)
信号
发电机A
6dB
衰减器
滤波器
动力
分频器
3dB
衰减器
动力
分频器
DUT
SPECTRUM
分析仪
6dB
衰减器
滤波器
动力
计
动力
计
信号
发电机B
（衰减器用于限制所述信号发生器设置的IMD ;对于每1分贝
衰减的基本标志，第n阶IMD被降低由n个分贝）。
图5.测试设置为测量谐波抑制。
4
非反相
R
3
100
IN +
R
2
100
R
I
180
3
OPA623
2
4
R
O
7
6
R
O
51
OUT
R
1
300
+5V
R
2
300
C
1
470pF
GND
C
2
470pF
–5V
C
4
10nF
+
C
6
2.2F
4
C
3
10nF
+
C
5
2.2F
7
图6.电路原理图DEM- OPA623-1GC用于IMD性能测试。
OPA623
IM
3
和IP
3
与频率（ -10dBm输入）
40
20
0
dB
OPA623
IM
3
和IP
3
与频率（ 0dBm的输入）
40
20
IP
3
0
IP
3
P
0
dB
–20
IM
3
–40
–60
–80
0
50
100
150
200
P
0
–20
IM
3
–40
–60
–80
250
300
0
50
100
150
200
250
300
频率（MHz）
频率（MHz）
图7. IM
3
和IP
3
与频率（ -10dBm输入） 。
图8. IM
3
和IP
3
与频率（ 0dBm的输入） 。
5
QQ：2881677436 复制
