具有線性傳輸特性的器件/系統(tǒng)對(duì)于輸入信號(hào)只產(chǎn)生幅度和相位的變化,而不會(huì)產(chǎn)生新的頻率成分。
非線性器件/系統(tǒng)能對(duì)輸入信號(hào)的頻率進(jìn)行搬移,或產(chǎn)生新的頻率成份,如諧波和交調(diào)。
許多在通常信號(hào)條件下具有線性特性的器件/系統(tǒng)可能會(huì)表現(xiàn)出非線性,如進(jìn)入飽和區(qū)的放大器,這種情況對(duì)于無源器件(電纜;濾波器)和有源器件(放大器)都是存在的。
圖1線性和非線性特征
當(dāng)用于系統(tǒng)傳輸信號(hào)時(shí),傳輸信道電路應(yīng)保證對(duì)輸入信號(hào)不產(chǎn)生波形變化的失真。非線性器件/系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生新的頻率成分,肯定會(huì)引起輸出信號(hào)波形變化。
但是,線性器件/系統(tǒng),也會(huì)使波形發(fā)射變化。
要滿足波形不失真?zhèn)鬏斠螅骷?系統(tǒng)傳輸特性需滿足:
幅度/頻率特性在工作頻率范圍內(nèi)要保持恒定,相位/頻率特性在工作頻率范圍內(nèi)保持線性。
圖2線性系統(tǒng)的不失真條件
下面的例子可以反映器件/系統(tǒng)的幅度/頻率特性對(duì)傳輸信號(hào)的影響。
例中線性網(wǎng)絡(luò)的激勵(lì)輸入信號(hào)為類似方波波形,該信號(hào)在頻域上包含三個(gè)頻率成份:基波;二次諧波;三次諧波。該信號(hào)通過線性網(wǎng)絡(luò)時(shí),線性網(wǎng)絡(luò)具有的幅度/頻率特性對(duì)基波和三次諧波衰減大,使輸出信號(hào)頻譜發(fā)生變化,相應(yīng)時(shí)域波形從方波變?yōu)閳A滑類似正弦波形。
這是為什么對(duì)放大器,濾波器等器件在工作頻帶范圍內(nèi)幅/頻抖動(dòng)(ripple)有嚴(yán)格要求的原因。
圖3幅頻特性對(duì)信號(hào)的影響
類似的例子可以反映器件/系統(tǒng)相位/頻率特性對(duì)傳輸信號(hào)波形的影響。
在器件/系統(tǒng)實(shí)際工作中傳輸?shù)男盘?hào)都是占有一定頻率帶寬的調(diào)制信號(hào),如果器件/系統(tǒng)的相位/頻率特性不線性就會(huì)使調(diào)制信號(hào)波形發(fā)生變化,造成信號(hào)失真。
圖4相頻特性對(duì)信號(hào)的影響
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原文標(biāo)題:線性器件/系統(tǒng)和非線性器件/系統(tǒng)的區(qū)別
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