IP3, P1dB란?

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▒  IP3, P1dB란?

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저번 포스팅에서는 IMD, 그 중에서도 악질인 IM3에 대해 알아보았습니다.

 

2019/12/22 - [전공지식/RF] - Intermodulation(상호변조)란 무엇인가?

 

 

 

Input Power에 따른 Fundamental과 IM3의 Output Power를 Plot해보면 위 그림처럼 나오게 됩니다. 두 신호가 일정한 기울기를 가지고 증가하다가 특정 Input Power에서 Fundamental과 IM3의 접점이 발생하게 됩니다. 바로 이 점을 IP3(3^rd-order Intercept Point)라고 합니다.

 

 

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※  그렇다면 왜 Fundamental보다 훨씬 작았던 IM3가 커져서 IP3를 발생시키는 걸까요?

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이유는 단순합니다. Fundamental은 y=a + bx + cx^2 + dx^3 + … 에서 bx입니다. 반면에, IM3는 dx^3에서 발생하는 성분이기에 dB scale로 변환 시 Fundamental 대비 3배의 기울기를 갖게 됩니다. 따라서 IP3라는 것은 선형성과 관련한 매우 중요한 파라미터입니다. 만약 IP3값이 커질수록, Fundamental과 IM3가 같아지는 지점이 멀어지므로 선형성이 더 좋아진다는 것을 이해하면 됩니다.

 

 

 

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※  P1dB란?

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다음으로 Fundamental의 Plot을 보면 Input Power가 커짐에 따라 같은 기울기로 증가를 해야하는데 특정 Input Power에서부터는 신호가 커지지 않고 Saturation이 됩니다. 여기서 선형적으로 증가한다고 가정한 그래프와 실제 Saturation이 되는 그래프 간의 전력 차가 1dB 나는 지점을 P1dB라고 합니다. P1dB는 1dB Gain Compression Point라고 하며 증폭기가 최대로 이용할 수 있는 선형출력점입니다. 그러나 P1dB에서는 1dB가 이미 Compression된 상태이므로 완전한 선형성을 띄는 상태가 아닙니다. 그래서 실제로는 P1dB보다 3~5dB 낮은 지점에서 동작을 시키는 Back-off방식을 사용합니다.

 

 

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※  마지막으로 IIP3와 OIP3라는 용어란 무엇일까요?

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단순하게 IP3점에서 Input Power를 읽으면 IIP3, Output Power를 읽으면 OIP3가 됩니다. IP3를 IIP3와 OIP3로 구분하는 이유는 입출력 선형성 특성에 따라서 입력이 중요하면 IIP3를 읽고(Drive amp, Mixer, PA) 출력이 중요하면 OIP3를 읽습니다(LNA, Down Mixer).

 

 

여기까지 IP3, P1dB에 대한 개념정리를 마치겠습니다.

다음 시간에는 선형성을 나타내는 또 다른 파라미터인 ACPR과 ACLR에 관하여 알아보겠습니다.

[전공지식/RF] - ACP, ACPR, ACLR이란?