線性器件/系統(tǒng)和非線性器件/系統(tǒng)的區(qū)別
具有線性傳輸特性的器件/系統(tǒng)對于輸入信號只產(chǎn)生幅度和相位的變化,而不會產(chǎn)生新的頻率成分。
非線性器件/系統(tǒng)能對輸入信號的頻率進行搬移,或產(chǎn)生新的頻率成份,如諧波和交調(diào)。
許多在通常信號條件下具有線性特性的器件/系統(tǒng)可能會表現(xiàn)出非線性,如進入飽和區(qū)的放大器,這種情況對于無源器件(電纜;濾波器)和有源器件(放大器)都是存在的。
圖1
當用于系統(tǒng)傳輸信號時,傳輸信道電路應(yīng)保證對輸入信號不產(chǎn)生波形變化的失真。非線性器件/系統(tǒng)會產(chǎn)生新的頻率成分,肯定會引起輸出信號波形變化。
但是,線性器件/系統(tǒng),也會使波形發(fā)射變化。
要滿足波形不失真?zhèn)鬏斠?,器?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
下面的例子可以反映器件/系統(tǒng)的幅度/頻率特性對傳輸信號的影響。
例中線性網(wǎng)絡(luò)的激勵輸入信號為類似方波波形,該信號在頻域上包含三個頻率成份:基波;二次諧波;三次諧波。該信號通過線性網(wǎng)絡(luò)時,線性網(wǎng)絡(luò)具有的幅度/頻率特性對基波和三次諧波衰減大,使輸出信號頻譜發(fā)生變化,相應(yīng)時域波形從方波變?yōu)閳A滑類似正弦波形。
這是為什么對放大器,濾波器等器件在工作頻帶范圍內(nèi)幅/頻抖動(ripple)有嚴格要求的原因。
圖3
類似的例子可以反映器件/系統(tǒng)相位/頻率特性對傳輸信號波形的影響。
在器件/系統(tǒng)實際工作中傳輸?shù)男盘柖际钦加幸欢l率帶寬的調(diào)制信號,如果器件/系統(tǒng)的相位/頻率特性不線性就會使調(diào)制信號波形發(fā)生變化,造成信號失真。
圖4