介紹

非線性是許多函數的敵人，因為它偏離了良好的比例關系Vout = K*Vin。K 只是一個常數標量項。這就是設計工程師希望他們的放大器、換能器、傳感接口等獲得的......

對于RF等某些域，非線性具有其他不利影響，即諧波和互調產物;那些主要負責擾亂有用的數據

本討論分為幾篇博客文章，涵蓋了RF元件非線性問題的特定觀點。更具體地說，RF人員定義一組特定參數來評估組件的線性度水平。諧波、互調產物 （IMn）、截點 （IPn）、1 dB 壓縮點 （IPn）、相位噪聲和 ACPR 是最著名的代表。其中，IP3（三階截點）是最受歡迎的一種。

首先是介紹非線性在一般電子功能中的重要性，特別是在射頻部件中的重要性。

為什么線性如此重要？

許多電子設備的主要目標始終是復制簡單、易于復制的理想數學函數。一個簡單的例子是一個電阻器，它設計用于再現電壓和電流（VI）之間的線性關系。電阻只是VI響應的斜率。

我們都知道，V = R × I的理想關系不可能在100%的時間內實現。人們可以接近它，但設備固有的缺陷和局限性會導致理想曲線的偏差。當信號（I，V）很大和/或其他條件（如溫度，濕度和壓力）變化時尤其如此。為了補償這些固有偏差，我們希望電阻R盡可能線性，并在很寬的信號和條件下保持線性。然而，實際上，電阻在（VI）特性方面具有更復雜的曲線（圖1中的紅色虛線）。

圖1.紅色虛線表示實際（不完美）電阻。當 I 和 V 曲線變大時，線性度會損壞。

其他需要良好控制線性度的IC元件包括放大器、數據轉換器、VCO、混頻器和功率放大器。使用這些IC，偏離理想的VI關系會導致不穩定、不符合規格和干擾。它甚至可能導致故障或破壞設備和/或整個系統。

RF中的線性度或非線性度

根據信號類別及其動態范圍，定義不同的參數和方法來可視化、評估、測量和比較實際設備的線性特性。

電阻線性度通常以標稱值R的%為單位進行測量。這通常足以理解設備上的電流和電壓引入的誤差。

我們將在后續的博客文章中看到LNA、混頻器、濾波器、PA和其他組件中的RF功能如何產生非常大的信號動態，并將諧波、干擾和飽和作為非線性的關鍵影響引入。已經定義了幾個參數來表征輸入和輸出之間的這種非理想關系：

1dB 壓縮點 （CP-1分貝)

壓縮動態范圍 （CDR）

無雜散動態范圍 （SFDR）

脫敏動態范圍 （DDR）

截取順序點 n （IPn）

由于上述所有術語都表明設備的線性度有多好（或壞），因此它們之間確實存在關系。雖然此檢查承認上述參數類，但它只關注截距點或 IPn（n 可以是 2、3、4 等）。很明顯，IPn（尤其是IP3）最能揭示非線性如何對有用信號產生負面影響。它使干擾直接注入所需的信號帶寬。因此，無論其他參數如何，這里只能關注IP3性能。因此，簡而言之，IPn越高，設備的線性就越強。

可以觀察到，這是大多數現有RF組件的數據表，例如LNA，混頻器，緩沖器

射頻電路的特別關注是由射頻設備將頻率用作傳輸工具（即載波）和數據/信息內容（即調制/解調方案）這一事實引發的。損壞和干擾直接作用于它們，導致通信錯誤。

總結

這篇博文介紹了什么是線性和非線性及其潛在影響，特別是對于RF函數。

審核編輯：郭婷