三阶互调的计算

三阶互调的计算及IP3测试原理和方法详细教程三阶交截点（IP3）是衡量通信系统线性度的一个重要指标，他反映了系统受到强信号干扰时互调失真的大小。

当系统的IP3较高时，要精确测试IP3 会比较困难，因为测试环境中各种因素（如测试配件的隔离度、线性度和匹配性等）都容易影响高IP3的测试。

下面将简略介绍IP3的测试原理，详细分析高IP3的测试方法。

1IP3测试原理在无线通信设备中，器件（如放大器、混频器、调制/解调器等）的非线性通常会使同时侵入2个或多个强干扰信号发生相互调制，并产生新的频率成分，这种现象称为互调。

互调干扰不仅能降低有用信号的功率，引起信号失真，降低系统选择性，还能破坏邻近信道的性能。

因此，互调性能是系统常检指标，通常用IP3来表示。

IP3是工作频率信号在理想线性系统中的输出信号与三阶互调分量幅值相等时的交点，是一个固定点。

如图1所示［1］。

该点是虚交点，实际系统中无法直接测出，但可以通过相关的测量值计算出来。

下面将简单介绍IP3计算式的原理。

虽然侵入系统的强信号可能有2个或2个以上，但为了测试的方便，假设只有2个强的等幅单音信号侵入了系统。

若用一个幂级数来表示器件的非线性作用，并假设单音信号的频率分别为f1和f2，那么不难推出三阶互调分量的频率为（2f1－f2）或（2f2－f1）。

IP3（IIP3，OIP3）的计算式为［2］：其中：IIP3为输入IP3，是IP3的横坐标；OIP3为输出IP3，是IP3的纵坐标；Pin为单音信号的输入功率电平；Pout为单音信号的输出功率电平；G为被测件（Device Under Test - DUT）的小信号增益。

IMD3为三阶互调失真，他等于干扰信号的输出功率电平减去三阶互调量功率电平的值，即：。

三阶互调（Third Order Intermodulation 或3rd Order IMD）是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。

由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩的合称为三阶信号。

又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。

产生这个信号的过程称为三阶互调失真。

他所表明的是确切含义是，一个线性系统所包含的非线性系数的大小.公式三阶互调公式：f1+f2-f3，2f1-f2，2f2-f1三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。

比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。

由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。

又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。

产生这个信号的过程称为三阶互调失真。

由于F2，F1信号比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1，F2。

这就是三阶互调干扰。

既然会出现三阶，当然也有更高阶的互调，这些信号不也干扰原来的基带信号么？其实因为产生的互调阶数越高信号强度就越弱，所以三阶互调是主要的干扰，考虑的比较多。

不管是有源还是无源器件，如放大器、混频器和滤波器等都会产生三次互调产物。

这些互调产物会降低许多通信系统的性能。

1、三阶互调的产生三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号混频后所产生的寄生信号。

比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2和2F2-F1。

由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），所以称之为三阶互调。

三阶互调干扰判断方法及例题三阶互调干扰判断方法是一种在处理多元回归问题时，用来判断自变量之间存在不同程度的互调干扰的方法。

在实际应用中，该方法可以帮助我们发掘出自变量的协变关系，更好地进行数据分析，并为建立更加有效的模型奠定基础。

三阶互调干扰判断方法指的是，在多元回归问题中，通过检测三阶组合中自变量之间的互调干扰，以判断自变量之间存在不同程度的互调干扰。

这也就是说，如果有X1,X2,X3三个自变量，可以检测出X1X2X3、X1X3X2、X2X3X1三种三阶组合之间的关系，从而判断出自变量之间存在不同程度的互调干扰。

三阶互调干扰判断方法的步骤如下：（1）首先，计算每个三阶组合的平均值，并根据平均值的大小对相应的三阶组合进行排序。

（2）然后，计算每个三阶组合的差异值，这里的差异值是指两个三阶组合的平均值的差值。

（3）最后，根据差异值的大小，判断每个三阶组合之间存在何种程度的互调干扰。

若差异值较大，说明自变量之间存在较强的互调干扰；若差异值较小，则自变量之间存在较弱的互调干扰。

例如，在一个试验中，研究者想研究A、B、C三种因素对结果的影响，分别设置5种不同的水平，即A1、A2、A3、A4、A5；B1、B2、B3、B4、B5；C1、C2、C3、C4、C5。

共有125种三阶组合，每种组合都进行了5次实验，得到了5组实验数据。

根据上述步骤，我们可以首先计算每个三阶组合的平均值，并根据平均值的大小对相应的三阶组合进行排序；然后计算每个三阶组合的差异值，最后根据差异值的大小，判断每个三阶组合之间存在何种程度的互调干扰。

从而，我们可以得出A、B、C三种因素之间存在何种程度的互调干扰，从而为建立更加有效的模型奠定基础。

三阶互调计算什么是‎三阶互调？三‎阶‎互调是指当两个信‎号在‎一个线性系统中‎，由于‎非线性因素存‎在使一个‎信号的二次‎谐波与另一‎个信号的‎基波产生差拍‎（混频‎）后所产生的寄‎生信‎号。

由于一个信号‎是‎二次谐波（二阶信号‎），另一个信号是基波‎信号（一阶信号），‎他‎们俩的合称为三阶‎信号‎。

又因为是这两‎个信号‎的相互调制而‎产生差拍‎信号，所以‎这个新产生‎的信号称‎为三阶互调失‎真信号‎。

产生这个信号‎的过‎程称为三阶互调失‎真‎。

他所表明的是确切‎含义是，一个线性系统‎所包含的非线性系数‎的‎大小。

这个指标对‎于大‎动态放大器是一‎个非常‎重要的技术指‎标。

测试‎这项指标使‎用的测试仪‎器主要是‎频谱分析仪。

‎对于不‎同指标要求的三‎阶互‎调失真，需使用不‎同‎性能的频谱分析仪，‎对三阶互调失真要求越‎高，对频谱分析仪的‎要‎求就越高。

‎给定‎具体频率可以推‎算出哪‎些频率点有三‎阶互调干‎扰具体的算‎法是:‎计算方法‎：（1）‎将所分‎配或使用的频率‎从低‎向高排序；（2‎）‎按最小信道间隔计‎算每个频率对应的频道‎数；（3）计算‎相‎邻频道数的差值；‎（‎4）求差值的‎和（按‎下举例方法求‎和）；‎（5）检‎查差值与和‎数中不得‎有相同的数出‎现。

‎举例说明：现有‎一组‎频率156.27‎5‎M Hz 156.‎150MHz1‎56.200MHz‎‎156.125‎M H‎z计算是否存在‎互调组‎合。

（1）‎排序‎‎156.1‎25 ‎156‎.15‎015‎6.‎200 15‎6‎.275(156.‎300)（2）顺‎序频道数 1 ‎‎‎2‎‎‎4‎‎7（8‎）（3）‎相邻频‎道差值‎‎ 1 ‎‎ 2 ‎‎3（4）‎（4）差值之和‎‎‎3‎‎5‎（6）‎‎6（7）‎（5）‎检查差值与‎和数是否‎有同样的数出‎现‎有相同的‎数字‎3，表明这一组频‎率‎存在互调，只有将1‎56.275频率向上‎调换成156.30‎0‎或其它的频率才可‎避开‎互调组合。

三阶互调失真和三阶谐波失真三阶互调失真（Third-Order Intermodulation Distortion，IMD3）和三阶谐波失真（Third-Order Harmonic Distortion）都是描述信号失真的类型，但它们的产生机制和影响有所不同。

三阶互调失真：
三阶互调失真是当两个或多个不同频率的信号通过一个非线性系统时产生的。

这些信号在非线性元件中相互作用，生成新的频率分量，这些新频率是原信号频率的组合和差，通常是以三次方关系出现的。

例如，如果输入信号为f1和f2，那么可能产生的三阶互调产物包括2f1-f2、2f2-f1、f1+2f2和f2+2f1等。

三阶互调失真会影响通信系统的性能，因为它可能会落在有用信号频带内，造成干扰。

三阶谐波失真：
三阶谐波失真是由于信号通过非线性元件时，原始信号频率的三次谐波（如3f、6f、9f等，其中f是原始信号频率）被放大并添加到输出信号中。

这种失真通常是由于放大器或其他电子设备的非线性特性引起的。

三阶谐波失真也会对信号质量产生负面影响，因为这些额外的高频成分可能会引起听觉上的不适或者与其他通信信号产生干扰。

总结：
两者的主要区别在于，三阶互调失真是由多个输入信号相互作用并通过非线性元件产生的新频率，而三阶谐波失真是单一信号经过非线性元件后产生的原始信号频率的三次谐波。

在实际应用中，都需要通过适当的测试和设计技术来减小
这两种失真，以保证通信系统和其他电子设备的性能。

三阶互调计算什么是三阶互调？三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。

由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩的合称为三阶信号。

又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。

产生这个信号的过程称为三阶互调失真。

他所表明的是确切含义是，一个线性系统所包含的非线性系数的大小。

这个指标对于大动态放大器是一个非常重要的技术指标。

测试这项指标使用的测试仪器主要是频谱分析仪。

对于不同指标要求的三阶互调失真，需使用不同性能的频谱分析仪，对三阶互调失真要求越高，对频谱分析仪的要求就越高。

给定具体频率可以推算出哪些频率点有三阶互调干扰具体的算法是:计算方法：（1）将所分配或使用的频率从低向高排序；（2）按最小信道间隔计算每个频率对应的频道数；（3）计算相邻频道数的差值；（4）求差值的和（按下举例方法求和）；（5）检查差值与和数中不得有相同的数出现。

举例说明：现有一组频率156.275MHz 156.150MHz156.200MHz 156.125MHz计算是否存在互调组合。

（1）排序156.125 156.150 156.200 156.275(156.300)（2）顺序频道数 1 2 4 7（8）（3）相邻频道差值 1 2 3（4）（4）差值之和 3 5（6）6（7）（5）检查差值与和数是否有同样的数出现有相同的数字3，表明这一组频率存在互调，只有将156.275频率向上调换成156.300或其它的频率才可避开互调组合。

上面括号中的数字是被调换后的计算结果。

三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。

比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。

三阶互调的计算及IP3测试原理和方法解析三阶交截点（IP3）是衡量通信系统线性度的一个重要指标，他反映了系统受到强信号干扰时互调失真的大小。

当系统的IP3较高时，要精确测试IP3会比较困难，因为测试环境中各种因素（如测试配件的隔离度、线性度和匹配性等）都容易影响高IP3的测试。

下面将简略介绍IP3的测试原理，详细分析高IP3的测试方法。

1IP3测试原理在无线通信设备中，器件（如放大器、混频器、调制/解调器等）的非线性通常会使同时侵入2个或多个强干扰信号发生相互调制，并产生新的频率成分，这种现象称为互调。

互调干扰不仅能降低有用信号的功率，引起信号失真，降低系统选择性，还能破坏邻近信道的性能。

因此，互调性能是系统常检指标，通常用IP3来表示。

IP3是工作频率信号在理想线性系统中的输出信号与三阶互调分量幅值相等时的交点，是一个固定点。

如图1所示［1］。

该点是虚交点，实际系统中无法直接测出，但可以通过相关的测量值计算出来。

下面将简单介绍IP3计算式的原理。

虽然侵入系统的强信号可能有2个或2个以上，但为了测试的方便，假设只有2个强的等幅单音信号侵入了系统。

若用一个幂级数来表示器件的非线性作用，并假设单音信号的频率分别为f1和f2，那么不难推出三阶互调分量的频率为（2f1－f2）或（2f2－f1）。

IP3（IIP3，OIP3）的计算式为［2］：其中：IIP3为输入IP3，是IP3的横坐标；OIP3为输出IP3，是IP3的纵坐标；Pin为单音信号的输入功率电平；Pout为单音信号的输出功率电平；G为被测件（Device Under Test - DUT）的小信号增益。

IMD3为三阶互调失真，他等于干扰信号的输出功率电平减去三阶互调量功率电平的值，即：。

三阶互调和三阶交调
三阶互调和三阶交调是指在无线通信中，通过将两个或更多的不同频率的信号进行混频，得到一个新的信号，新的信号的频率是原信号频率之和或差。

其中，三阶互调是指信号在混频过程中发生非线性失真，产生新的频率成分，这些频率成分会对系统造成干扰；而三阶交调是指两个信号在混频过程中，产生新频率成分的过程，这些新的频率成分也会对系统造成干扰。

为了避免这种失真和干扰，需要在系统设计中采取相关的措施。

oip3计算公式的推导OIP3计算公式的推导引言：在电子系统中，信号的非线性失真是一个重要的问题。

其中一个常用的参数来描述非线性失真程度是第三阶截止点（OIP3）。

OIP3是指输入输出之间的非线性失真导致的输出信号功率和输入信号功率之间的差值。

本文将以推导OIP3计算公式为主题，详细介绍推导过程。

一、线性系统和非线性系统的区别在开始推导OIP3计算公式之前，我们先来了解一下线性系统和非线性系统的区别。

线性系统是指其输出与输入之间存在线性关系的系统。

当输入信号经过线性系统时，输出信号的频率成分将与输入信号一致，且不会引入新的频率分量。

非线性系统是指其输出与输入之间不存在线性关系的系统。

当输入信号经过非线性系统时，输出信号的频谱会发生变化，产生新的频率分量，从而引起非线性失真。

二、OIP3的概念OIP3（Output Third-Order Intercept Point）是用来描述非线性系统的一个重要参数。

它是指当输入信号的功率足够大时，输出信号功率与输入信号功率之间的差值。

具体来说，当输入信号的功率增加到一定程度时，非线性系统会产生额外的非线性失真，这些失真会导致输出信号功率超过线性系统的输出功率，这个功率差值即为OIP3。

三、OIP3计算公式的推导下面我们来推导OIP3计算公式。

我们假设输入信号为A1*sin(ω1*t)，其中A1为输入信号的幅度，ω1为输入信号的频率。

非线性系统会产生额外的频率分量，其中包括第三阶互调频率。

假设第三阶互调频率为ω3=2*ω1-ω2，其中ω2为另一个输入信号的频率。

我们将输入信号分解为基波分量和第三阶互调分量，即A1*sin(ω1*t)=A1*sin(ω1*t)+A3*sin(ω3*t)。

经过非线性系统后，输出信号可表示为A1*sin(ω1*t)+A3*sin(ω3*t)+A5*sin(ω5*t)+...，其中ω5、ω7、ω9...为更高阶互调频率。

我们将输出信号展开为幅度和相位的级数，即Y=A1*sin(ω1*t)+A3*sin(ω3*t)+A5*sin(ω5*t)+...=Y1+Y3+Y5+.. .。

民航甚高频系统互调干扰分析摘要：随着民航事业的快速发展，飞行流量的持续增加，民航空中管制甚高频通信设备的使用以及频点也不断增加。

同时，无线通信技术的发展使得机场周围的磁场环境变得复杂化，对甚高频通信和航空管制造成了一定的影响。

本文从甚高频通信系统互调干扰的其形成原因入手，在分析其主要种类、危害的基础上，探索有效的预防措施。

1.互调干扰的形成当有两个或更多个干扰信号一起加到非线性器件时，非线性变换将产生许多组合频率信号，可能产生频率接近有用信号频率的互调干扰分量，并与有用信号一起进入接收机通带内，从而产生互调干扰。

产生互调干扰后，可以在接收频率上直接收听到干扰信号的信息，或者在检波器差拍检波后，产生啸叫声。

假设有两个信号同时作用于非线性器件，有：作用于非线性器件后，有将其展开，看其中含有的频率成分，会发现：n=1时，一阶项对应于有用信号。

n=2时，开展可得：通过积化和差，我们可以看到，二次项产生的频率分量有：不过由于接收机的选频特性，这些分量远离谐振频率，不会形成互调干扰。

n=3时，将式展开三次项出现的频率分量有：其中，这两种差频会直接进入接收机的通频带内，造成对有用信号的干扰，我们把这种一个信号的二次谐波与另一信号的基波的组合频率称为三阶互调干扰。

由于高阶互调信号强度较弱，造成的干扰较轻微，因此我们就一般不考虑更高阶的互调干扰，而认为三阶互调是最主要的干扰。

2.互调干扰的分类互调干扰按其产生的途径有三种类型：发射机互调干扰、接收机互调干扰、通信系统中无源互调干扰。

2.1发射机互调干扰由于发射机A和发射机B设置在相邻地点，发射机A发出的射频信号FA从空中通过发射机B的天线，进入发射机B的功放级，与该机发射频率FB 相互调制，产生出第三个频率FC。

互调产物FC经过发射机B的天线发射出去，对接收造成干扰。

2.2接收机互调干扰若接收机前端选择性不好，致使两个或多个强干扰信号进入接收机高频放大器和混频器时，由于晶体管的非线性作用，干扰信号彼此混频，结果产生可落入接收机带宽内的互调产物。

(完整word版)三阶交调三阶交调定义:当系统中两个(或更多）的连续载频信号通过一个无源器件，如天线,电缆，滤波器时，由于其非机械不可靠，虚焊和表明氧化等原因，在不同的材料连接处会产生非线性因素。

两个连续载频信号(f1，f2）及其二次谐波（2f1，2f2）所进一步产生的最大互调产物就是三阶互调失真（2f1－f2，2f2－f1）。

测试原理：测试示意图此测试系统为传输互测试调系统，当测试非互易器件时,只能采用反射互调测试系统测试。

三阶互调产物(IM3)的典型值是当两个43dBm的载频信号同时加到被测器件上，其产生的IM3不大于－77dBm，也就是－120dBc。

互调干扰是不同频率的信号在一非线性器件时,将发生互相调制并产生新的频率信号输出,如果频率正好落在某接收机工作频带内，印象该接收机的接受灵敏度。

阻塞干扰:是指一个系统发信机发出的信号处于另一系统的接受频段之外，但式当达到某一门限（阻塞）时，使得另一系统的接收机被推向饱和,无法接收有用信号。

杂散干扰：(完整word版)三阶交调一个系统发信机发射的带外信号落在另一个系统的频带内，对另一个系统的接受灵敏度造成的影响。

大功率线圈负载原理：用线圈的衰减来抑制负载本身的互调对器件的影响.原理举例说明:设定信号源1的连续输出频率为935MHz，信号源2 的连续输出频率960MHz，经过功放后，两个信号都变成20W（43dBm）的功率，然后进行合路后输入被测器件,根据定义所释，F1和F2产生的三阶互调频点应该在910MHz。

而此时我们在频谱仪上直接读出910MHz点的功率（如果得出－77dBm）.那么此器件的互调指标为—120dBc[—77-(+43）］。

如何提高三阶互调指标:1、接头外壳全部采用镀银底三元合金,内芯镀银。

2、焊接点要越小越好，且圆滑,用有铅焊锡，并采用松香做助焊剂，且在焊接完成后用酒精棉球将氧化物清除干净,工艺要求高。

3、被测件要精密加工，内部无毛刺，且在组装配件要求是无磁性的材料.4、在组装时要严格按照工艺图纸装接,最重要的是阴阳接头的连接要非常到位.5、电缆焊接时要将焊锡完全流入接口缝隙处，并尽量填充满。

在移动通信领域内，频率规划是很重要的项目之一。

频率规划的正确与否直接影响到工程完工之后实际的通信质量。

在多信道的共用系统中，因为多个信道的同时工作，必然要产生相互干扰，为了减少频率之间的相互干扰的程度，就应该选取一些适当的频点，选用无三阶互调的频点就能够有效的抑制频率间的干扰。

三阶互调是由电路的非线性产生的三次项，在频率上满足：Ｆｉ－Ｆｊ＝Ｆｊ－Ｆｋ（两信号三阶互调）Ｆｉ－Ｆｊ＝Ｆｋ－Ｆｌ（三信号三阶互调）三阶互调的意思是，只要有几个频率满足以上的关系，相互间就会构成干扰，比如在两信号的三阶互调中，Ｆｉ＝２Ｆｊ－Ｆｋ，若由Ｆｊ和Ｆｋ产生的新的频率Ｆｉ落在本系统或其他系统工作的频率或通带上，就会对系统的通信造成干扰。

无三阶互调就是要取出一组满足频率要求的点，使这些点的任何组合都满足Ｆｉ－Ｆｊ≠Ｆｊ－Ｆｋ，Ｆｉ－Ｆｊ≠Ｆｋ－Ｆｌ。

在一组数的范围内取出无三阶互调的点，我们可以考虑几种算法。

第一种是：先将所有的组合求出，然后依照无三阶互调的条件进行判断，取出所有满足无三阶互调的组，然后依照附加条件（比如信道间隔）进行挑选；第二种是：先依照附加条件选择信道组合，再将程序求出的组合进行无三阶互调比较和判断，最终求得满足的解。

在判断无三阶互调的条件时，将每两个元素进行循环比较的方法显得过于繁杂，一般采用差分三角形法。

这个例子是取５个无三阶互调的点，取出的组（１，２，５，１０，１２）（引自《移动通信工程》，人民邮电出版社３１６页，表５－５）满足无三阶的条件，约束条件为信道间隔≥１，由这个数组可以计算出上面的差分三角矩阵。

验证无三阶互调的方法是：只要这个三角矩阵中的元素不重复，则这个数组本身就满足无三阶互调。

由于矩阵本身并不会很大，可以用多重循环形成差分三角形，再进行矩阵元素之间的比较。

在具体编程描述时可以考虑选用Ｃ语言或专用数学工具Ｍａｔｌａｂ或者Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ。

考虑到在求解较大型的无三阶互调组时，用Ｃ语言描述的工作量过大，牵涉到矩阵运算的循环次数过多，编程繁杂难以实现，且难以维护，故选用Ｍａｔｌａｂ，Ｍａｔｌａｂ以其矩阵运算的效率而闻名。

三阶互调失真
三阶互调失真是指在非线性系统中，当输入信号中存在多个频率分量时，这些频率分量的交互作用会导致新的频率分量产生，这种新产生的频率分量即为互调失真信号，而其中频率是输入信号频率之和或差的倍数，其中，三阶互调失真就是指产生的新频率分量中频率为两个输入频率之和或差的三倍的情况。

三阶互调失真在无线通信系统中是一种常见的非线性失真现象，会对系统的性能产生负面影响，需要进行有效的抑制措施。