3.2.4. Эффект образования интермодуляционных продуктов

ИМ продукты образуются в результате нелинейного взаимодействия двух и большего числа внеполосных помех во входных каскадах приемника. Опасны ИМ продукты, попадающие в полосу пропускания ФСИ, т.е. близкие к частоте принимаемого сигнала

ИМ 2-го порядка	ИМ 3-го порядка

ИМ продукты по отношению к сигналу являются аддитивными помехами. Они существуют независимо от сигнала и складываются с ним по мощности. При близости частот сигнала и ИМ продукта возникают биения с разностной частотой.

Эффекты блокирования и перекрестной модуляции изменяют коэффициент передачи приемника и представляют мультипликативные искажения сигнала. При отсутствии сигнала блокирование и перекрестная модуляция не существуют.

В общем случае f_ИМ = | i f_П1 + j f_П2 + k f_П3 + …| , i + j + k + … – порядок ИМ продукта

ИМ продукты 2-го порядка

При этом важны составляющие _ИМ = | _П1 + _П2 | = _С

	Коэффициент ИМ искажений 2-го порядка:

Методы борьбы:

• Охватывают каскады глубокой отрицательной обратной связью. Для обеспечения достаточного усиления увеличивают крутизну y₂₁, путем увеличения I_Э. Используют мощные активные приборы.

• Увеличивают избирательные свойства ВУ (число резонаторов, их добротность)

• На входе приемника устанавливают переключаемые аттенюаторы

ИМ продукты 3-го порядка

Продукты вида f_ИМ = | f_П1 + f_П2 + f_П3| и f_ИМ = |2 f_П1 + f_П2|

Особо следует отметить продукты вида f_ИМ = |2 f_П1 – f_П2|. Они могут быть результатом действия помех, близко расположенных к частоте настройки. Эти помехи практически не подавляются ВУ.

Примеры:

f₀ = 4 МГц, f_П1=5 МГц, f_П2=6 МГц, f_ИМ = 2 f_П1 + f_П2 =2*5–6=4 МГц. Помехи f_П1 и f_П2 достаточно далеко от 4 МГц и могут быть существенно ослаблены ВУ

f₀ = 4.000 МГц, f_П1=4.010 МГц, f_П2=4.020 МГц, и f_ИМ = 2 f_П1 + f_П2 =2*4.010–4.020=4.000 МГц. Помехи f_П1 и f_П2 близки к 4 МГц и ВУ их не подавит

При этом важны составляющие _ИМ = | 2_П1 + _П2 | = _С

	Коэффициент ИМ искажений 3-го порядка:

Методы борьбы:

• Используют активные приборы с малым значением , например ПТ

• Охватывают каскады глубокой отрицательной обратной связью. Для обеспечения достаточного усиления увеличивают крутизну y₂₁, путем увеличения I_Э. Используют мощные активные приборы.

• Увеличивают избирательные свойства ВУ (число резонаторов, их добротность). Эффективно при помехах, далеко отстоящих от частоты настройки

• На входе приемника устанавливают переключаемые аттенюаторы

Количественная оценка ИМ искажений

Коэффициенты ИМ искажений K_{ИМ 1-1} и K_{ИМ 2-1} характеризуют отношения уровня ИМ продукта к уровню полезного сигнала на входе детектора

ГОСТ Р 52016-2003 (Приемники магистральной радиосвязи) нормирует динамический диапазон по интермодуляции, относительно уровня сигнала 1 мкВ. Численно D_ИМ в дБ равен напряжению в дБмкВ каждой из двух равных помех на входе приемника, создающих ИМ продукт с приведенным ко входу уровнем 1 мкВ (0 дБмкВ)

Параметры IP2 и IP3 используют большинство фирм-производителей. IP – Intercepting Point – точка пересечения

IP2 и IP3 принято измерять в дБм

Усилители обычно характеризуют параметрами IP2 и IP3 по выходу (Output): OIP2 и OIP3

Смесители характеризуют параметрами IP2 и IP3 по входу (Input): IIP2 и IIP3

OIP2_[дБм] = IIP2_[дБм] + K_[дБ] OIP3_[дБм] = IIP3_[дБм] + K_[дБ]

Измерения IP2 и IP3 не прямые. Параметры расчетные, на основании простых измерений

Измерения и расчеты: При малом уровне входного сигнала измеряют выходной уровень (продукт 1-го порядка). Например PВХ=-20 дБм : PВЫХ=-10 дБм, PВХ=0 дБм : PВЫХ=+10 дБм (K=10 дБ) Строят прямую (под углом 45гр, продлевая ее выше насыщения) Подают 2 равные помехи на частотах f1 и f2 и измеряют уровень продукта 2 порядка (f1+f2). Например PВХ1= PВХ2 = +10 дБм - PВЫХ= -10 дБм, PВХ1= PВХ2 = +20 дБм - PВЫХ=+10 дБм Строят прямую (тангенс угла наклона равен 2). По пересечению с кривой 1-го порядка определяют IP2 (OIP2=50 дБм, IIP2=40 дБм) Подают 2 равные помехи на частотах f1 и f2 и измеряют уровень продукта 3 порядка (2f1+f2). Например PВХ1= PВХ2 = +10 дБм - PВЫХ= 0 дБм, PВХ1= PВХ2 = +15 дБм - PВЫХ=+15 дБм Строят прямую (тангенс угла наклона равен 3). По пересечению с кривой 1-го порядка определяют IP3 (OIP3=30 дБм, IIP3=20 дБм)