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什么是非線性?有什么影響?

12/13 10:10
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線性度是數(shù)學(xué)關(guān)系或函數(shù)的屬性,可以用圖形方式表示為直線。線性度可以用圖形方式表示為一條直線。

線性是射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的追求,我們總是期望在我們的系統(tǒng)中有這種輸出,但實(shí)際上在現(xiàn)實(shí)世界中,我們最終會(huì)得到非線性。

y=ax,a代表增益,y與x呈現(xiàn)線性關(guān)系

在工程中我們可以用電阻電路表示,我們將得到 V=R.I,其中 V 是輸出,I 是輸入,R 是恒定增益。

這個(gè) resistor 代表一個(gè)線性系統(tǒng),它具有線性行為。輸出 Y=a.X.

非線性來(lái)源

但是,在實(shí)際的工程中這種電阻可能會(huì)隨著溫度的變化而變化,由于溫度變化,該系統(tǒng)將變得非線性。

諧波失真

如上述公式,一個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)非線性器件,輸出端得到 DC 和三種不同類型的頻率。這是擁有非線性系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一。該系統(tǒng)產(chǎn)生諧波,它們稱為諧波失真。在頻域中比較線性和非線性系統(tǒng),我們可以看到諧波失真。

在時(shí)域就可以觀測(cè)到信號(hào)有了“毛刺”

增益壓縮

在線性系統(tǒng)中y=a1Acoswt,增益為a1A

在非線性系統(tǒng)y=(a1A+)coswt,增益為a1A+,y是隨著輸入幅度x變化而變化的,a1為正數(shù),a3為負(fù)數(shù),當(dāng)系統(tǒng)是線性的時(shí),增益是恒定的,當(dāng)非線性系統(tǒng)中,增益取決于輸入幅度。

互調(diào)失真

當(dāng)輸入為雙音信號(hào)時(shí)

結(jié)果A是線性系統(tǒng)的輸出,BC都不是想得到的非線性。

在線性系統(tǒng)中,輸出只有兩個(gè)頻率分量w1+w2,w1-w2

非線性中,按照y=a1*in+a2*in2+a3*in3我們總共得到 16 個(gè)不同的頻率.對(duì)這些不想要的頻率1、2、3、4、5、7、8和10可以濾掉,離主頻比較遠(yuǎn)。

比較近的三階互調(diào)2f1-f2,2f2-f1,很難通過(guò)濾波器濾除。

信號(hào)調(diào)制的角度來(lái)說(shuō),一個(gè)帶寬為BW的調(diào)制信號(hào),起始頻率為f1,終止頻率為f2,BW=f2-f1,互調(diào)就落在了信號(hào)帶寬的附近,也就是頻譜泄露。在指標(biāo)中用ACLR來(lái)表示。

信噪比的角度來(lái)說(shuō)就是信噪比會(huì)惡化。

在星座圖表示就是

總結(jié) ? ?

非線性是射頻設(shè)計(jì)中不想遇到但是肯定會(huì)遇到的現(xiàn)象,為了線性和工程的合理折中設(shè)計(jì),出現(xiàn)了很多去解決它們之間平衡的方法(DPD,模擬預(yù)失真,doherty等等)

█?最后的話

射頻的學(xué)習(xí)不再是孤立的器件調(diào)試,而是從整體的角度去理解系統(tǒng),理解器件,理解指標(biāo)。

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