线性器件/系统和非线性器件/系统有什么区别

在对输入信号处理的过程中，许多器件/系统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件/系统对于输入信号只产生幅度和相位的变化，而不会产生新的频率成分。
非线性器件/系统能对输入信号的频率进行搬移，或产生新的频率成份，如谐波和交调。

徐冬蕾

2019-7-9 14:09:30

许多在通常信号条件下具有线性特性的***/系统可能会表现出非线性，如进入饱和区的放大器，这种情况对于无源***(电缆；滤波器)和有源***(放大器)都是存在的。

图1 线性和非线性特征
当用于系统传输信号时，传输信道威廉希尔官方网站应保证对输入信号不产生波形变化的失真。非线性***/系统会产生新的频率成分，肯定会引起输出信号波形变化。
但是，线性***/系统，也会使波形发射变化。
要满足波形不失真传输要求，***/系统传输特性需满足：
幅度/频率特性在工作频率范围内要保持恒定，相位/频率特性在工作频率范围内保持线性。

图2 线性系统的不失真条件

庄金樱

2019-7-9 14:09:37

下面的例子可以反映器件/系统的幅度/频率特性对传输信号的影响。
例中线性网络的激励输入信号为类似方波波形，该信号在频域上包含三个频率成份：基波；二次谐波；三次谐波。该信号通过线性网络时，线性网络具有的幅度/频率特性对基波和三次谐波衰减大，使输出信号频谱发生变化，相应时域波形从方波变为圆滑类似正弦波形。
这是为什么对放大器，滤波器等器件在工作频带范围内幅/频抖动(ripple)有严格要求的原因。

图3 幅频特性对信号的影响
类似的例子可以反映器件/系统相位/频率特性对传输信号波形的影响。
在器件/系统实际工作中传输的信号都是占有一定频率带宽的调制信号，如果器件/系统的相位/频率特性不线性就会使调制信号波形发生变化，造成信号失真。

图4

李恩佳

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徐冬蕾

庄金樱

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