什么是互調?

有兩個信號，頻率分別為w1和w2，進入射頻系統時，會產生一些非諧波的頻率分量，這種現象稱之為“互調(intermodulation)”. 這些互調分量，可以由m*w1±n*w2來表示。

如果m+n=3，即稱為三階互調分量;如果m+n=5,即稱為五階互調分量。

想要更具體一點的話，可以看下面的公式和圖形。

使用下面的式子來模擬一個無記憶系統的非線性效應：

現在有兩種頻率的信號信號x(t)，作為上述系統的輸入。

于是，系統的輸出為：

把上式展開，則可得到三階互調分量：

在三階互調分量中，最需要考慮的是2w1-w2和2w2-w1，因為這兩個頻率離基波w1和w2很近。

三階互調分量會帶來什么影響呢?

在接收機的指標中，有一個指標叫做互調抗擾性。

這個指標大概是這么個情況。

接收機會同時收到三個信號，分別為一個有用信號和兩個干擾信號。假設有用信號的頻率為w0，干擾信號的頻率分別為w1和w2，則三者的頻率關系為2*w1-w2=w0或者2*w2-w1=w0。因此，干擾信

號的三階互調分量正好落入有用信號的頻率處。如下圖所示。

所以，要想接收機的互調抗擾性指標好，就對接收機的的三階互調特性要有要求。當然，由于倒易混頻的原因，本振相噪也需要滿足一定的要求。

用來衡量互調特性好壞的三階互調截點

測試三階互調分量，常用的方法，是雙音測試，即在DUT的輸入端，提供兩個幅度相同，有小頻率間隔的單音信號。

IP3的定義如下圖，當輸入信號A1=A2=A時，正常基波的幅度和三階互調的幅度如下圖所示。A每增加1dB，基波輸出幅度增加1dB，三階互調分量的幅度增加3dB。當持續提高幅度A時，三階互調分量的幅度會與基波幅度相等，此時對應的輸入電平即為IIP3(輸入三階互調截點)，輸出電平即為OIP3(輸出三階互調截點)。

但是，IP3點并不是一個直接可以測量的值。也就是說，我們不可能給系統一個輸入幅度為IIP3的信號，然后指望他輸出幅度為OIP3。為什么呢?

假設基波輸出分量與三階互調分量相等，則(這里為簡化起見，基波輸出分量沒有考慮非線性效應)：

所以：

又因為：

所以：

也就是說，IIP3要比1dB壓縮點還要高9.6dB。試想一下，一個放大器已經壓縮1dB了，你還指望他能輸出再高9.6dB的信號么?所以，上圖中的OIP3和IIP3都不是直接測量得到的量，而是通過其他手段推算出來的。

三階互調截點的測量

方法1

可以按照如下步驟進行測試：

step1: 還是采用雙音測試，但是從一個非常低的輸入電平開始，記錄下輸出的基波分量和IM3分量(用dB值表示)

step2: 增加輸入電平，重復雙音測試，并記錄電平。

step3: 記錄下多個點后，根據基波和IM分量的斜率(基波分量的斜率為1，IM3分量的斜率為3)，畫出各自的延長線

step4: 延長線相交的點，即是IP3點。

需要注意的是，為了確保結果的正確性，一定要保證觀察到的數據是符合下列規律，即Ain每增加1dB，基波分量增加1dB, IM3分量增加3dB。

如果不是，則看看Ain的選擇是不是不合適。因為，如果Ain選擇的太小，則輸出的 IM 分量變得與電路的本底噪聲相當，從而導致結果不準確。

不過，這種方法雖然有效，但是非常乏味，所以用的也不多，經常用的通常是下面的這種方法。

方法2

方法2的精髓就在上面兩副圖中。

假設，剛開始的輸入為AIIP3，所以基波分量和IM3分量相等，為AOIP3。然后將輸入減小到Ain1, 因此輸入的變化為△=AIIP3(dB)-Ain1(dB)，所以基波輸出的變化為△，IM3分量的變化為3△，兩者相差為2△，即上圖中的△P。所以：

換句話說，對于給定的輸入電平(遠低于 P1dB)，可以通過將輸出基波電平和 IM 電平之間的差值減半，并再與輸入電平相加，來計算 IIP3，其中所有值都表示為對數量。 也就是說，整一次雙音測試，就能得到IP3值。

審核編輯：湯梓紅