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    • y=ax,a代表增益,y与x呈现线性关系
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什么是非线性?有什么影响?

12/13 10:10
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线性度是数学关系或函数的属性,可以用图形方式表示为直线。线性度可以用图形方式表示为一条直线。

线性是射频系统设计的追求,我们总是期望在我们的系统中有这种输出,但实际上在现实世界中,我们最终会得到非线性。

y=ax,a代表增益,y与x呈现线性关系

在工程中我们可以用电阻电路表示,我们将得到 V=R.I,其中 V 是输出,I 是输入,R 是恒定增益。

这个 resistor 代表一个线性系统,它具有线性行为。输出 Y=a.X.

非线性来源

但是,在实际的工程中这种电阻可能会随着温度的变化而变化,由于温度变化,该系统将变得非线性。

谐波失真

如上述公式,一个信号经过一个非线性器件,输出端得到 DC 和三种不同类型的频率。这是拥有非线性系统的缺点之一。该系统产生谐波,它们称为谐波失真。在频域中比较线性和非线性系统,我们可以看到谐波失真。

在时域就可以观测到信号有了“毛刺”

增益压缩

在线性系统中y=a1Acoswt,增益为a1A

在非线性系统y=(a1A+)coswt,增益为a1A+,y是随着输入幅度x变化而变化的,a1为正数,a3为负数,当系统是线性的时,增益是恒定的,当非线性系统中,增益取决于输入幅度。

互调失真

当输入为双音信号时

结果A是线性系统的输出,BC都不是想得到的非线性。

在线性系统中,输出只有两个频率分量w1+w2,w1-w2

非线性中,按照y=a1*in+a2*in2+a3*in3我们总共得到 16 个不同的频率.对这些不想要的频率1、2、3、4、5、7、8和10可以滤掉,离主频比较远。

比较近的三阶互调2f1-f2,2f2-f1,很难通过滤波器滤除。

信号调制的角度来说,一个带宽为BW的调制信号,起始频率为f1,终止频率为f2,BW=f2-f1,互调就落在了信号带宽的附近,也就是频谱泄露。在指标中用ACLR来表示。

信噪比的角度来说就是信噪比会恶化。

在星座图表示就是

总结    

非线性是射频设计中不想遇到但是肯定会遇到的现象,为了线性和工程的合理折中设计,出现了很多去解决它们之间平衡的方法(DPD,模拟预失真,doherty等等)

█ 最后的话

射频的学习不再是孤立的器件调试,而是从整体的角度去理解系统,理解器件,理解指标。

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