信号分析仪TOI指标测试方法

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1、信号分析仪TOI指标测试方法是德科技应用工程师王创业作为工程师在选用信号分析仪时，通常要关注很多技术指标，频率范围、分析带宽、相位噪声、底噪、谐波、三阶交调等等。为了验证这些技术指标，通常要通过实验测试。本文就是针对三阶截止点（Third-orderinterceptpoint）测试验证的文章，以供电子工程师参考！1.三阶截止点的定义IP3通常用两个输入音频测试，这里所指的音频与我们在低频电子线路的音频有区别，实际上是两个靠的比较近的射频或微波频率，由式（1）表示：当两个或多个正弦频率正好落在放大器的带宽内并通过一个非线性放

2、大时，其输出信号将包括各种频率分量。三阶交调分量2F1-F2，2F2-F1是非线性中三次方项产生的，由于落在带宽内，是我们主要关注的非线性产物，见图1。图1输入输出频谱图2反映了基频（一阶交调）与三阶交调增益曲线，当输入功率逐渐增加到IIP3时，基频与三阶交调增益曲线相交，对应的输出功率为OIP3。IIP3与OIP3分别被定义为输入三阶交调截止点（InputThird-orderInterceptPoint）和输出三阶交调截止点（OutputThird-orderInterceptPoint）。TOI指标应该包含两部分，II

3、P3和OIP3。如果是接收设备通常是指IIP3，所以信号分析TOI的测试就是指当仪表测得的三阶信号幅度与基波信号幅度相等时，此时两路输入信号的功率和的大小。图2增益曲线2.信号分析仪的基本原理图3扫频式频谱仪的原理图3为扫频式频谱仪的原理。目前大多数频谱仪都是扫频式和FFT式相结合。从上面框图看出，扫频式频谱仪是一个典型的超外差接收机。输入信号经过一个衰减器，再经过低通滤波器到混频器，与来自本振的信号相混频。由于混频器是非线性器件，其输出除了包含两个原始信号之外，还包含它们的谐波以及原始信号与其谐波的和信号和差信号。若任何一

4、个混频信号落在中频滤波器的通带内，它都会被进一步处理。后面的处理有包络检波、数字化显示。斜坡发生器在屏幕上产生从左到右的水平移动，同时还对本振进行调谐，使本振频率的变化与斜坡电压成正比。非线性的测试主要是验证有源器件、非线性器件和ADC的交调性能，所以，对于扫频式频谱仪TOI的测试，需要设置衰减器为0dB，前置放大器关闭状态下测试。为了验证测试，选择Keysight公司通用信号分析仪N9030A，TOI的典型指标如下。信号分析仪的TOI不仅体现了仪表本身的非线性特性，还决定了信号分析仪的动态范围。动态范围越高，同时测试大信号

5、和小信号的能力就强。3.三阶截止点测试方法信号1合路器信号2信号分析仪图4三阶交调截止点测试框图为了保证信号分析仪输入的两个单音信号三阶信号足够小，不至于影响到测试结果。要求两台单独的信号源和TOI远远高于信号分析仪的合路器。两路信号经过合路器之后再输入给信号分析仪。同时要保证两台信号源的最大输出功率要大于23dBm。为了测试方便，选用了N5182B和E8267D两台信号源，测试频率500MHz和506MHz。分别测试两个信号源的功率，分别为15.54dBm，15.63dBm，功率之和18.45。注意，测试总功率时，仪表的衰

6、减器设置为36dBm，且两者频率差大于RBW的5倍。在channelpower模式下，设置Attenuation36dB，此时交调信号与输入信号相近或相等。但频谱仪测得的信号电平已经严重失真。由于可以说明在500MHz附件，信号分析仪的TOI测得的结果为18.45，符合厂家给出的指标。