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线性器材/体系和非线性器材/体系的差异

在对输入信号处理的过程中,许多器材/体系具有线性和非线性特性,不同特性的传输特性当然对输出信号有不同的影响。

具有线性传输特性的器材/体系关于输入信号只发生起伏和相位的改变,而不会发生新的频率成分。

非线性器材/体系能对输入信号的频率进行搬移,或发生新的频率成份,如谐波和交调。

许多在一般信号条件下具有线性特性的器材/体系可能会表现出非线性,如进入饱满区的放大器,这种状况关于无源器材(电缆;滤波器)和有源器材(放大器)都是存在的。

线性器材/体系和非线性器材/体系的差异图1 线性和非线性特征

当用于体系传输信号时,传输信道电路应确保对输入信号不发生波形改变的失真。非线性器材/体系会发生新的频率成分,必定会引起输出信号波形改变。

可是,线性器材/体系,也会使波形发射改变。

要满意波形不失真传输要求,器材/体系传输特性需满意:

起伏/频率特性在作业频率范围内要坚持稳定,相位/频率特性在作业频率范围内坚持线性。

线性器材/体系和非线性器材/体系的差异图2  线性体系的不失真条件

下面的比如能够反映器材/体系的起伏/频率特性对传输信号的影响。

例中线性网络的鼓励输入信号为相似方波波形,该信号在频域上包括三个频率成份:基波;二次谐波;三次谐波。该信号通过线性网络时,线性网络具有的起伏/频率特性对基波和三次谐波衰减大,使输出信号频谱发生改变,相应时域波形从方波变为圆滑相似正弦波形。

这是为什么对放大器,滤波器等器材在作业频带范围内幅/频颤动(ripple)有严格要求的原因。

线性器材/体系和非线性器材/体系的差异图3  幅频特性对信号的影响

 相似的比如能够反映器材/体系相位/频率特性对传输信号波形的影响。

在器材/体系实践作业中传输的信号都是占有一定频率带宽的调制信号,假如器材/体系的相位/频率特性不线性就会使调制信号波形发生改变,形成信号失真。
 
线性器材/体系和非线性器材/体系的差异图4   相频特性对信号的影响

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