具有線性傳輸特性的器件/系統對于輸入信號只產生幅度和相位的變化,而不會產生新的頻率成分。
非線性器件/系統能對輸入信號的頻率進行搬移,或產生新的頻率成份,如諧波和交調。
許多在通常信號條件下具有線性特性的器件/系統可能會表現出非線性,如進入飽和區的放大器,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線性和非線性特征
當用于系統傳輸信號時,傳輸信道電路應保證對輸入信號不產生波形變化的失真。非線性器件/系統會產生新的頻率成分,肯定會引起輸出信號波形變化。
但是,線性器件/系統,也會使波形發射變化。
要滿足波形不失真傳輸要求,器件/系統傳輸特性需滿足:
幅度/頻率特性在工作頻率范圍內要保持恒定,相位/頻率特性在工作頻率范圍內保持線性。
圖2線性系統的不失真條件
下面的例子可以反映器件/系統的幅度/頻率特性對傳輸信號的影響。
例中線性網絡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。該信號通過線性網絡時,線性網絡具有的幅度/頻率特性對基波和三次諧波衰減大,使輸出信號頻譜發生變化,相應時域波形從方波變為圓滑類似正弦波形。
這是為什么對放大器,濾波器等器件在工作頻帶范圍內幅/頻抖動(ripple)有嚴格要求的原因。
圖3幅頻特性對信號的影響
類似的例子可以反映器件/系統相位/頻率特性對傳輸信號波形的影響。
在器件/系統實際工作中傳輸的信號都是占有一定頻率帶寬的調制信號,如果器件/系統的相位/頻率特性不線性就會使調制信號波形發生變化,造成信號失真。
圖4相頻特性對信號的影響
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原文標題:線性器件/系統和非線性器件/系統的區別
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