P1dB的級聯公式

今天有同學在后臺問我，知不知道計算級聯P1dB的公式?？吹竭@個問題的時候，我第一感覺，就是沒見過這個公式啊。

不了解這個公式，主要有以下幾點原因：

(1)P1dB壓縮點，主要和末級放大器的P1dB壓縮點相關；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壓縮點作為整個鏈路的P1dB壓縮點。

(2)在接收鏈路中，抗干擾性主要和IP3(三階交調截點)有關，而不會和P1dB壓縮點聯系起來。

(3)在各種書籍中，只見過IP3的級聯公式，沒有見過P1dB的級聯公式。

不過，在互聯網上搜索，還是能找著相關內容的。

什么是P1dB和IP3？

放大器在工作在線性狀態時，其在固定頻率處的增益是不變的；但是隨著輸入功率的增加，放大器開始進入非線性狀態，增益開始壓縮，當實際增益比線性增益下降1dB時，我們稱該點為P1dB壓縮點。

因放大器有輸入輸出端，P1dB壓縮點由分為輸入P1dB壓縮點和輸出P1dB壓縮點。

放大器工作在非線性狀態時，當輸入兩個單音信號時，其三階交調產物會隨著輸入功率的增加而增大，而且輸入功率增加1dB，三階互調產物增加3dB；其增加的速度要大于基波增加的速度。隨著輸入功率的增加，基波的幅度會被三階互調產物的幅度追上，兩者相交的點即定義為三階交調截點(IP3)。

同樣，因放大器有輸入輸出端，IP3分為輸入IP3和輸出IP3.

在有的書籍中，指出一般情況下，IP3會比P1dB高10~15dB。但這只是經驗值，具體還要看放大器廠家的手冊。我記得的特例，就是avago(現在已叫broadcom)的MGA68563，其OP1dB點和OIP3點在某些頻率點基本是相等的。

P1dB和IP3的級聯公式

假設有一兩級的電路，增益和輸出三階交調截點分別為G1、OIP1以及G2、OIP2.

則整個級聯電路的OIP3為：

其中，上面的值均為線性值，就是需要把dB值換算成線性值。

P1dB的級聯公式

P1dB的級聯公式，可以由以下兩種方法來估計：

(1)直接套用OIP3的級聯公式，用IP1dB來代替OIP3。

即

(2)先用OIP3的級聯公式計算出鏈路的OIP3，然后用經驗值，將OIP3減去相差值(比如10.6)，得出OP1dB點。

舉個例子

我們直接套用OIP3的級聯公式來計算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，算得到的級聯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。

審核編輯：湯梓紅