Интермодуляция
Andrew Gooskov
не совсем в топик, но не знаю куда (может, кто подскажет).
Знаю, как рассчитать интермодуляционные искажения линейного тракта приёмника
(или одного каскада) при наличии двух гармонических помех.
Как рассчитать интермодуляционные искажения широкополосного сигнала с
практически равномерным в некоторой полосе спектром (например, ФМ4, КАМ16)?
Есть ли на сей счёт RTFMы?
Примите уверения в совершеннейшем к Вам почтении. А.П.Гуськов.
Andy Chernyshenko
26 Dec 06 23:13, Andrew Gooskov wrote to All:
AG> Знаю, как рассчитать интермодуляционные искажения линейного тракта
AG> приёмника (или одного каскада) при наличии двух гармонических
AG> помех. Как рассчитать интермодуляционные искажения широкополосного
AG> сигнала с практически равномерным в некоторой полосе спектром
AG> (например, ФМ4, КАМ16)? Есть ли на сей счёт RTFMы?
Поскольку IP3 характеризует именно паразитную нелинейность тракта, то не вижу
никакой привязки к спектру абстрактной помехи. Пара гармонических сигналов вне
полосы приема используется для удобства измерения интермодуляционной
составляющей, и только. AFAIK
73 & Cheerio! Andy.
Andrew Gooskov
27 Дек 06 06:26, Вы изволили послать сюда, в частности, следующее:
AC> Поскольку IP3 характеризует именно паразитную нелинейность тракта, то
AC> не вижу никакой привязки к спектру абстрактной помехи. Пара
AC> гармонических сигналов вне полосы приема используется для удобства
AC> измерения интермодуляционной составляющей, и только. AFAIK
Конкретизирую задачу. Есть усилительный тракт передатчика. IP3 известно.
При прохождении сигналов КАМ16 и ФМн4 через сей тракт у спектра сигнала
возникают интермодуляционные "ухи". Как прикинуть их уровень? Попытка
рассчитать классическим способом по IP3 дает сильно (~ на 10дБ) завышенный
результат.
Andy Chernyshenko
30 Dec 06 00:39, Andrew Gooskov wrote to Andy Chernyshenko:
AC>> Поскольку IP3 характеризует именно паразитную нелинейность
AC>> тракта, то не вижу никакой привязки к спектру абстрактной помехи.
AC>> Пара гармонических сигналов вне полосы приема используется для
AC>> удобства измерения интермодуляционной составляющей, и только.
AC>> AFAIK
AG> Конкретизирую задачу. Есть усилительный тракт передатчика. IP3
AG> известно. При прохождении сигналов КАМ16 и ФМн4 через сей тракт у
AG> спектра сигнала возникают интермодуляционные "ухи". Как прикинуть их
AG> уровень? Попытка рассчитать классическим способом по IP3 дает сильно
AG> (~ на 10дБ) завышенный результат.
Давай начнем с "базиса" - может быть мы говорим о разном.
IP3, оно же есть точка пересечения динамической характеристики (зависимости
мощности на выходе от мощности на входе) продуктов 3-го порядка _внеполосных_
помех с динамической характеристикой приемника (по основному сигналу, в полосе
приема), продолженной за точку компрессии тракта. Для _приемного_ тракта. То
есть для компонеты вида |3*f1 - 3*f2|, попадающей в полосу приема, причем f1 и
f2 - частоты вне полосы приема. Таким образом, подавая пару гармонических
сигналов вне полосы приема (вне полосы ФОС - фильтра основной селекции) можно
легко измерить уровень этой составляющей и, построив пересечение зависимости
уровня продукта третьего порядка помех с динамической характеристеристикой
приемного тракта по основному сигналу (в полосе ФОС) получить значение IP3 -
точку пересечения характеристик. Отсюда и вычисляется динамический диапазон по
интермодуляции DB3. Аналогично - по второй гармонике DB2, что представляет
сугубо меньший интерес (по понятной причине эффективного удушения оного
двухтактными каскадами). Иными словами, это - характеристика приемного тракта
по уровню нелинейных искажений (обычно - 3-го порядка).
Теперь. Ты сказал "усилительный тракт передатчика" - а это несколько другая
разница. Для передатчиков, обычно, нормируются внеполосные излучения (как
основная проблема передатчика). Или уж коэффициент нелинейных искажений (КHИ)
(в полосе сигнала передатчика). В принципе, внеполосные излучения измеряются
практически аналогично: на вход передатчика подается двухчастотный сигнал и
измеряются продукты нелинейности уже на выходе (на преобразованной или
усиленной частоте).
Если же тебя интересует нелинейное искажение сигнала в полосе передачи
(сигнала) (это уже домыслы, формальной методики я не знаю), то, как оно
просится - спектроанализатором при той же паре эталонных гармонических сигналов
на входе в полосе передатчика, а как иначе?
Hу, еще АЧХ и ФЧХ там бывает, сам понимаешь. Hо это уже линейные
характеристики, не динамические.
Разница прием-передача тут ровно такая:
- при приеме из-за нелинейности тракта мы можем принять лишнее вне полосы
желаемого приема (или исказить спектр внутри полосы приема сигнала);
- при передаче мы можем излучить вне ожидаемой полосы (или исказить спектр
внутри полосы передачи сигнала).
И только. AFAIK
73 & Cheerio! Andy.
Andrew Gooskov
30 Дек 06 03:21, Вы изволили послать сюда, в частности, следующее:
AC> Давай начнем с "базиса" - может быть мы говорим о разном.
Да нет, говорим, видимо, об одном и том же. Скорее всего, по русскому
обычаю усиленно доказываем пытаемся доказать друг другу одно и то же. Попробую
разобраться, в чем непонимание.
AC> IP3, оно же есть точка пересечения динамической характеристики
AC> (зависимости мощности на выходе от мощности на входе) продуктов 3-го
AC> порядка _внеполосных_ помех с динамической характеристикой приемника
AC> (по основному сигналу, в полосе приема), продолженной за точку
AC> компрессии тракта.
Пока возражений нет. Единственно, термин "динамическая характеристика" в
смежных областях имеет другой смысл. Я бы на всякий случай применил термин
"амплитудная характеристика". Тем более что обычно строится в децибельной мере,
что уравнивает в правах мощности и напряжения (амплитуды).
AC> Для _приемного_ тракта. То есть для компонеты вида
AC> |3*f1 - 3*f2|,
Тут я бы уточнил. Для интермодуляции 3-го порядка от бигармонического
сигнала с компонентами, расположенными на частотах f1 и f2, образуются две
интермодуляционные помехи на частотах 2*f1-f2 и 2*f2-f1.
По-моему, в книге Рэда можно посмотреть. Да и по тригонометрии проверяется.
AC> попадающей в полосу приема, причем f1 и f2 - частоты
AC> вне полосы приема. Таким образом, подавая пару гармонических сигналов
AC> вне полосы приема (вне полосы ФОС - фильтра основной селекции)
AC> можно легко измерить уровень этой составляющей и, построив пересечение
AC> зависимости уровня продукта третьего порядка помех с динамической
AC> характеристеристикой приемного тракта по основному сигналу (в полосе
AC> ФОС) получить значение IP3 - точку пересечения характеристик. Отсюда и
AC> вычисляется динамический диапазон по интермодуляции DB3. Аналогично -
AC> по второй гармонике DB2, что представляет сугубо меньший интерес (по
AC> понятной причине эффективного удушения оного двухтактными каскадами).
AC> Иными словами, это - характеристика приемного тракта по уровню
AC> нелинейных искажений (обычно - 3-го порядка).
Я бы добавил - продукты интермодуляции 2-го порядка для бигармонического
сигнала расположены на суммарной и разносной частотах. Hи тот, ни другой обычно
не попадают в полосу пропускания полосовых фильтров и поэтому удушаются и ими
тоже.
Пока, за исключением указанных уточнений, согласен, т.к. классика.
AC> Теперь. Ты сказал "усилительный тракт передатчика" - а это несколько
AC> другая разница.
IMHO очень большой разницы нет. И в приемном, и в передающем тракте спектр
искажается, в частности, за счёт нелинейности тракта.
AC> Для передатчиков, обычно, нормируются внеполосные излучения (как
AC> основная проблема передатчика). Или уж коэффициент нелинейных
AC> искажений (КHИ) (в полосе сигнала передатчика).
Hе понял. КНИ обычно измеряют по уровню гармоник. Ближайшая гармоника -
вторая, и её достаточно просто подавить полосовым фильтром или даже ФНЧ.
AC> В принципе, внеполосные излучения измеряются практически аналогично:
AC> на вход передатчика подается двухчастотный сигнал и измеряются
AC> продукты нелинейности уже на выходе (на преобразованной или усиленной
AC> частоте).
Как измерить, я знаю. Меня интересует, как их рассчитать при проектировании
тракта. При двухчастотном (бигармоническом) сигнале очень хорошо работает
классический расчет по IP3. При реальном сигнале - облом.
AC> Если же тебя интересует нелинейное искажение сигнала в полосе передачи
AC> (сигнала) (это уже домыслы, формальной методики я не знаю), то, как
AC> оно просится - спектроанализатором при той же паре эталонных
AC> гармонических сигналов на входе в полосе передатчика, а как иначе?
Дык, как я отметил выше, для двухчастотного сигнала и измерять не
обязательно - всё можно точно рассчитать, ибо эти безобразия есть обычные
интермодуляцилнные искажения. А вот для сигнала со сплошным спектром не знаю,
как рассчитать. Попытаюсь изобразить спектры неискаженного и искаженного
(поражённого интермодуляцией) сигнала.
A A
| **** | ****
| * * | * *
| * * | * *
| * * | * *
| * * | *** ***
| * * | * *
|******* ******** |**** ****
+---------------------------> +------------------------>
Спектр неискаженного сигнала Спектр сигнала, пораженного
интермодуляцией
Как следует из правого рисунка, у спектра вырастают интермодуляционные
"уши". Понятно, что искажения ("уши") будут тем больше, чем больше нелинейность
тракта. Мерой нелинейности хорошо бы выбрать IP3, так как все производители ВЧ
и СВЧ комплектухи сей параметр обязательно указывают в даташитах.
AC> Разница прием-передача тут ровно такая:
AC> - при приеме из-за нелинейности тракта мы можем принять лишнее вне
AC> полосы желаемого приема (или исказить спектр внутри полосы приема
AC> сигнала);
AC> - при передаче мы можем излучить вне ожидаемой полосы (или исказить
AC> спектр внутри полосы передачи сигнала).
Это тоже понятно. Еще раз подчеркну, что я знаю, как измерять параметры
приёмного и передающего трактов. Hо не знаю, как рассчитать уровень
интермодуляционных искажений, вносимых трактом в сигнал со сплошным спектром.
В общем, пока я, видимо, недостаточно точно объяснил, чего хочу.
Тем не менее спасибо за обсуждение.
С наступающим. Успехов в Hовом году. В частности, хорошего прохождения,
самых редких DXов и отсутствия помех.