Перейти к содержанию

Точка пересечения третьего порядка

Два сильных сигнала рядом по частоте рождают в усилителе или смесителе паразитные продукты, которые могут лечь прямо на полезный канал. Насколько устойчив к этому узел, показывает точка пересечения третьего порядка.

Обновлено Редакция GAW

Точка пересечения третьего порядка (IP3, TOI, third-order intercept) — условный уровень сигнала, при котором мощность продуктов интермодуляции третьего порядка сравнялась бы с мощностью основных тонов. Её получают экстраполяцией: реальный узел до этого уровня не доходит, насыщаясь раньше. Чем выше IP3, тем линейнее усилитель, смеситель или приёмник.

Откуда наклон 3:1

Keysight в записке AN150 объясняет поведение искажений на смесителе анализатора спектра: при изменении уровня основного тона на 1 дБ вторая гармоника меняется на 2 дБ, а продукты третьего порядка — на 3 дБ. Значит, разность между тоном и продуктом третьего порядка, выраженная в дБн, меняется на 2 дБ на каждый децибел уровня:

Уровень тона на смесителеПродукт третьего порядка
−30 дБм−85 дБн
−40 дБм−105 дБн

Продолжив прямые, находят точку, где разность стала бы нулевой: TOI = A − d/2. Для данных из таблицы −30 дБм − (−85 дБн)/2 = +12,5 дБм.

Где это важно

  • Приёмник. Два сильных соседних сигнала на частотах f₁ и f₂ дают продукты 2f₁ − f₂ и 2f₂ − f₁, которые попадают рядом с ними, возможно в полезный канал. Поэтому у малошумящего усилителя указывают и коэффициент шума, и IP3.
  • Анализатор спектра. Внутренние искажения ограничивают динамический диапазон. Keysight советует проверять искажения тестом аттенюатором: если продукт меняется при переключении входного ослабления, он рождён внутри прибора.

Например, у недорогого анализатора tinySA Basic вики указывает IIP3 +15 дБм при нулевом ослаблении на низкочастотном входе и −5 дБм на высокочастотном: сигналы, близкие к этим уровням, покажут интермодуляцию самого прибора.

Частые вопросы

Как посчитать IP3 по даташиту?

Нужны уровень основных тонов и разность до продуктов третьего порядка в дБн. Keysight даёт формулу TOI = A − d/2, где A — уровень тона в дБм, d — разность в дБн (отрицательная). Для −30 дБм и −85 дБн получается −30 + 42,5 = +12,5 дБм.

Почему точку пересечения нельзя измерить напрямую?

При таком уровне усилитель или смеситель давно в насыщении, и продукты растут уже не по закону 3:1. IP3 — экстраполяция двух прямых, построенных при малых уровнях: основного тона с наклоном 1 и продукта третьего порядка с наклоном 3.

Чем IIP3 отличается от OIP3?

IIP3 отнесена ко входу узла, OIP3 — к выходу. В анализаторах спектра TOI задают относительно уровня на смесителе, то есть уровня на входе за вычетом входного ослабления.

Источники

  1. Keysight Technologies. Spectrum Analysis Basics, Application Note 150 (5952-0292, February 11, 2026) — гл. 6: при изменении уровня основного тона на смесителе на 1 дБ вторая гармоника меняется на 2 дБ, гармоника и интермодуляция третьего порядка — на 3 дБ; разность между тоном и продуктом третьего порядка меняется на 2 дБ на каждый 1 дБ; пример: −85 дБн при −30 дБм на смесителе, при −40 дБм — −105 дБн; TOI — уровень на смесителе, при котором внутренняя интермодуляция третьего порядка сравнялась бы с основными тонами (0 дБн), практически недостижим из-за насыщения; TOI = A_fund − d/2; пример −30 дБм − (−85 дБн)/2 = +12,5 дБм; тест аттенюатором отличает внутренние искажения от входных
  2. tinySA wiki. Specification (tinySA Basic) — Low input mode: IIP3 +15 дБм при 0 дБ внутреннего ослабления, компрессия 1 дБ при −1 дБм; High input mode: IIP3 −5 дБм без ослабления, компрессия 1 дБ при −6 дБм

Нашли ошибку?

Смотрите также