El punto de intersección de segundo orden , también conocido como SOI , IP2 o IIP2 (punto de intersección de entrada), es una medida de linealidad que cuantifica la distorsión de segundo orden generada por sistemas y dispositivos no lineales. Ejemplos de dispositivos de uso frecuente que se ocupan de esta medida son amplificadores y mezcladores . Está relacionado con el punto de intersección de tercer orden , que generalmente se usa para cuantificar el grado de no linealidad de un sistema no lineal o también se puede usar para estimar los productos no lineales presentes en la salida de dicho sistema.
A niveles de potencia bajos, la potencia de salida fundamental aumenta en una proporción de uno a uno (en términos de dB ) de la potencia de entrada, mientras que la potencia de salida de segundo orden aumenta en una proporción de dos a uno. Si la potencia de entrada es lo suficientemente alta como para que el dispositivo alcance la saturación, la potencia de salida se estabiliza tanto en el caso de primer como en el de segundo orden.
El punto de intersección de segundo orden es el punto de potencia de salida en el que las líneas extrapoladas de primer y segundo orden se cruzan en un gráfico, ya que los niveles de potencia reales se estabilizarán debido a la saturación a un nivel de potencia mucho más bajo. En otras palabras, se supone que la respuesta es perfecta hasta el infinito. En realidad, existen valores para el SOI de entrada y salida (conocidos como ISOI y OSOI o IIP2 y OIP2) de un dispositivo o sistema, y están relacionados por la pequeña ganancia de señal del dispositivo o sistema. El OSOI en dB es simplemente el ISOI en dB más la pequeña ganancia de señal del dispositivo o sistema.
Para determinar las características de segundo orden de un dispositivo, se pasa una señal fuerte a través del dispositivo y se mide la salida. Se pueden utilizar técnicas de un solo tono y de dos tonos, y si bien habrá componentes de frecuencias hasta el infinito, para el análisis SOI los productos de distorsión fundamental y de segundo orden son los resultados deseados.
En el análisis de un solo tono, se genera un tono en la frecuencia deseada y se pasa a través del dispositivo. Habrá salida en la fundamental y la salida debida a efectos de segundo orden será en CC y el doble de la frecuencia de entrada. La derivación es la siguiente:
El análisis de un solo tono no logra ilustrar varios problemas de linealidad comunes; por lo tanto, en el análisis de dos tonos, se pasan a través del dispositivo dos tonos de fuerza aproximadamente igual. Habrá salida en las frecuencias fundamentales y la salida debida a efectos de segundo orden será en CC, el doble de las frecuencias de entrada y la suma y diferencia de las frecuencias de entrada. La derivación es la siguiente:
Si se conectan varios dispositivos en cascada y se conocen sus ISOI y OSOI individuales, es posible calcular el ISOI y OSOI de todo el sistema. Es útil pensar en cómo se derivan de las siguientes maneras. Para el ISOI, los componentes de distorsión de segundo orden se pueden "mover" al comienzo de la cascada, donde el ISOI del primer componente no se ve afectado por ninguna ganancia, el ISOI del segundo componente se divide por la ganancia del primer componente. , y este proceso continúa hasta el final de la cascada. En este caso, la ganancia del último dispositivo no tiene ningún efecto sobre el ISOI de la cascada.
En el caso OSOI, se puede realizar un proceso similar, excepto que los componentes de distorsión se mueven al final de la cascada. Aquí, el OSOI del primer dispositivo se ve afectado por la ganancia de todos los dispositivos posteriores, y así sucesivamente. Para el OSOI, la ganancia del primer dispositivo no tiene efecto sobre el OSOI en cascada.
Existen derivaciones coherentes y no coherentes de estas ecuaciones, debido a las posibles diferencias de fase de los componentes de distorsión. En el caso coherente, todos los componentes están exactamente en fase y sus voltajes simplemente se suman, mientras que en el caso no coherente las fases son aleatorias y las potencias de distorsión se suman. El caso coherente representa la respuesta más conservadora (es decir, el peor de los casos), y el caso no coherente es generalmente una descripción más precisa para la mayoría de los sistemas.
En las siguientes ecuaciones, f se refiere a la frecuencia fundamental y 2f se refiere a las frecuencias de los componentes de distorsión de segundo orden.
es la diferencia de potencia entre la salida fundamental y la salida de los componentes de segundo orden, como se muestra en la figura de la derecha.
![{\displaystyle V_{out,2ndorder}=k_{2}[A_{1}\cos(w_{1}t)+A_{2}\cos(w_{2}t)]^{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3c05f5335aeae14e0f845e4cf977c4accf4ba5b8)
![{\displaystyle V_{out,2ndorder}=k_{2}\{{\frac {A_{1}^{2}+A_{2}^{2}}{2}}+{\frac {A_{1) }^{2}\cos(2w_{1}t)}{2}}+{\frac {A_{2}^{2}\cos(2w_{2}t)}{2}}+A_{1 }A_{2}\cos[(w_{1}+w_{2})t]+A_{1}A_{2}\cos[(w_{1}-w_{2})t]\}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c62a3bb0a59582502bf2421c5d5ffe1ac597c6b3)
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